保证斜截面受弯承载力的构造措施.ppt

5 6保证斜截面受弯承载力的构造措施 问题与分析 1 钢筋混凝土梁斜截面破坏 受剪破坏 受弯破坏 无腹筋梁斜裂缝出现前后应力的分析 未出现斜裂缝之前 钢筋的应力由由该处的的弯矩决定 斜裂缝出现后 纵筋的应力由斜裂缝顶端处的弯矩决定 显然 纵筋的应力增大 如梁按跨中弯矩计算的纵筋沿梁全长布置 则必然会满足任何截面上的弯矩 但纵筋沿梁通长布置 构造简单 如何合理利用 设置钢筋 存在问题 钢筋强度没有得到充分利用 造成不经济 2 在实际工程中 一部分纵筋有时弯起 有时要截断 有可能影响梁的承载力 特别影响梁的斜截面受弯承载力 3 梁的承载力还要取决于纵向钢筋在支座的锚固 如锚固长度不足 将引起支座处粘结锚固破坏 造成纵筋不能充分发挥而降低承载力 用计算方法验算纵筋的截端或弯起后梁的正截面及斜截面的承载力是十分麻烦 需要掌握如何根据正截面和斜截面的受弯承载力来确定纵筋的弯起点和截断的位置 如何通过构造措施保证钢筋在支座处的有效锚固 采用绘制材料图形 抵抗弯矩图 来解决 一 材料抵抗弯矩图二 纵向钢筋的弯起三 纵向钢筋的截断四 纵向钢筋在支座处的锚固五 箍筋的间距 直径六 纵向受力钢筋 弯起筋要求 5 6 1正截面受弯承载力 材料抵抗弯矩图 问题的引出 在受弯构件中 按正截面受弯所配置的纵向钢筋 其所依据的弯矩都取自最大弯矩的截面 实际弯矩沿梁长是变化的 故梁上各截面纵筋数量可随弯矩地减小而减少 涉及纵筋的弯起或截断位置的确定 材料抵抗弯矩图 图 按沿梁长各截面实际配置的纵筋能够抵抗弯矩的大小而绘制的图形 举例说明 一均布荷载作用下简支梁 计算配筋为222 120设计弯矩 图为 图为 假设钢筋的总面积等于计算面积 则图外围水平线与 图上最大弯矩点相切 若钢筋总面积略大于计算面积 则按实际配筋算求得图外围水平线的位置 再设每根钢筋所承担的可按钢筋的面积占钢筋总的面积的比例与乘积计算 即 3a 23 12 若将 号钢筋在临近支座处弯起 则形成的图为左图 aigefhjb 图中e f分别垂直对应弯起点 g h点分别垂直对应弯起钢筋与梁中和轴线的交点 因弯起钢筋的正截面抗弯内力臂逐渐减小 故图中eg和fh呈斜线 图应完全包住 图 可指导弯起位置 具体讨论 由图可知 图随钢筋弯起位置的变化而变化 5 6 2纵筋的弯起 1 弯起点的位置 由材料抵抗弯矩图可知 只要材料图包在弯矩图之外 说明正截面的抗弯承载力满足 存在问题 纵向钢筋弯起后如何保证斜截面抗弯承载力弯起位置的确定 取梁的斜截面为界 取梁左上半部分为隔离体 梁在钢筋弯起前正截面 受弯承载力为 钢筋弯起后 截面的受弯承载力为 保证斜截面抗弯承载力要求纵筋弯起前后斜截面的受弯承载力等强 而故设弯起点距弯筋充分利用截面的距离为a z一般取故 规范 采用即弯起钢筋的弯起点距该钢筋充分利用点的距离同时保证材料图形必须包在弯矩图形之外 一般或 2 弯终点的位置 弯起钢筋的弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋的弯起点之间的距离 都不应大于箍筋的最大间距要求 目的 为了使每根弯起钢筋都和斜裂缝相交 以保证斜截面的受剪和受弯承载力 5 6 3纵筋的锚固一 基本锚固长度 规范 是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的 取粘结强度tu与混凝土抗拉强度ft成正比 并根据试验结果 取钢筋受拉时的基本锚固长度为 当受拉钢筋采用并筋形式时 由于其表面积减小 计算其基本锚固长度时应采用并筋的等效直径de 双并筋de 1 4d 三并筋de 1 7d 当月牙肋钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于2d时 锚固长度可乘以保护层修正系数 但对位于构件顶面混凝土中的水平钢筋 不进行保护层厚度修正 当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时 锚固长度可乘以机械锚固修正系数0 7 受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0 7倍 当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时 如滑模施工 锚固长度应乘以施工扰动系数1 1 除构造需要的锚固长度外 当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时 锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的配筋余量修正系数 承受动力荷载和按抗震设计的结构 不考虑配筋余量修正系数 锚固区箍筋要求 规范 规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0 25d 或0 25de 箍筋间距不大于10d 采用机械锚固措施时不应大于5d 在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个 当锚固钢筋的混凝土保护层厚度大于5d 或5de 时 箍筋配置要求可放松 2 简支支座锚固要求支座处有横向压应力 使粘结作用得到改善 因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小 对于板 一般剪力较小 通常满足V 0 7ftbh0的条件 且连续板的中间支座一般无正弯矩 因此板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las 5d 3 边支座 当柱截面高度足够时 框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支座锚固 锚固长度不小于la 且应伸过注中心线不小于5d 当柱截面高度不足以布置直线钢筋时 应将梁上部纵筋伸至节点外边并向下弯折 但弯折前的水平投影长度lah aahla 混凝土强度等级为C20时 取aah 0 45 混凝土强度等级等于或大于C25时 取aah 0 4 弯折后的垂直长度不应小于15d 下部纵筋伸入支座的锚固要求 当计算中不利用其强度时 锚固长度可按V 0 7ftbh0时的简支支座情况考虑 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时 钢筋伸入支座的锚固长度不应小于la 若柱截面高度不够时 可将钢筋向上弯折 弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况相同 当计算中充分利用钢筋的受压强度时 钢筋伸入支座的锚固长度不应小于0 7la 4 中间支座 5 6 4纵筋的截断 梁正负纵向钢筋据跨中或支座最大弯矩按正截面抗弯承载力计算配置 在实际中弯矩值沿梁长是变化的 故可对纵筋进行处理 一般情况下 纵筋不宜在受拉区截断 因为截断处受力钢筋面积突然减小 容易引起混凝土拉应力突然增大 导致在纵筋截断处过早出现裂缝 方式 梁底部承受正弯矩区段内的纵向钢筋 采用弯向支座方式减少多余数量 支座附近的负弯矩区段内纵筋 采用截断的方式减少纵筋数量 梁支座截面负弯矩纵筋不宜在受拉区截断 当必须截断时 应遵循 1 纵筋截断从理论断点以外延伸一长度再截断 2 纵筋自其充分利用点以外延伸一长度后再截断 5 6 5箍筋的间距 箍筋的间距按计算要求确定后 还应满足下表规定的最大间距规定 规范 规定了箍筋的最大间距 mm 5 7 1纵向受力钢筋 试验表明 影响搭接区段的粘结强度tu的因素与拔出试验的粘结强度基本相同 但由于钢筋净间距的减小使劈裂裂缝更早出现 粘结强度降低 因此 规范 规定 当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率不超过25 时 搭接长度为相应基本锚固长度的1 2倍 当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率超过25 时 搭接长度按下式计算 但不小于300mm ll zla 搭接长度 5 7梁 板内钢筋的其他构造要求 5 7 2弯起钢筋 弯起钢筋弯始点以外 应留有一定的锚固长度 受拉区 20d受压区 10d