第五章受弯构件正

第五章受弯构件正截面承载力计算 5 1受弯构件的形式及基本要求常见截面形式如图 以工业与民用建筑为例 简单介绍如下三方面问题 一是受弯构件的最小截面高度 二是截面尺寸的模数化 三是钢筋混凝土梁的合理高宽比问题 梁的截面尺寸既要考虑模板尺寸 通常木模以20mm 钢模以50mm为模数 也要使构件的截面尺寸统一 方便施工 现浇梁 板的截面尺寸宜按下述采用 1 矩形截面梁的高宽比h b一般取2 0 3 5 T形截面梁的h b一般取2 5 4 0 此处b为梁肋宽 矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100mm 120mm 150mm 180mm 200mm 220mm 250mm和300mm 300mm以下级差为50mm 括号中的数值仅用于木模 2 梁的高度采用h 250 300 350 750 800 900 1000mm等尺寸 800mm以下级差为50mm 以上为100mm 3 现浇板的宽度一般较大 设计时可取单位宽度 b 1000mm 进行计算 其厚度除应满足各项功能要求外 尚应满足下表的要求 板的保护层厚度一般取15 C20 mm 所以计算板的配筋时 一般可取h0 h 20mm 但对露天或室内高湿度环境下的板 板的保护层厚度取20mm 其有效厚度h0 h 25mm 5 1 2梁和板的构造1 梁的构造钢筋混凝土梁的钢筋一般有 纵向受拉钢筋 也称主筋 箍筋 斜筋 也称弯起钢筋 纵向受压钢筋 双筋梁 和架立钢筋 如图所示 1 纵向受拉钢筋 通常在弯矩作用下的受拉区平行于梁的轴线布置 当受压区混凝土的强度不足时 有时也在受压区布置纵向受力钢筋 称为纵向受压钢筋 相应的梁称为双筋梁 宜采用HRB400或RRB400 级钢筋 和HRB335 级钢筋 常用直径为12mm 14mm 16mm 18mm 20mm 22mm和25mm 纵向受力钢筋不少于两根 布置在截面的角部 设计中若需要两种不同直径的钢筋 钢筋直径相差至少2mm 以便于在施工中能用肉眼识别 对于绑扎的钢筋骨架 其纵向受力钢筋的直径 当梁高为300mm及以上时 不应小于10mm 当梁高小于300mm时 不应小于6mm 为了便于浇注混凝土以保证钢筋周围混凝土的密实性 纵筋的净间距应满足图4 2所示的要求 若钢筋必须排成两排时 上 下两排钢筋应当对齐 梁内纵向受力钢筋的净距及钢筋的最小保护层厚度应满足下图的要求 2 腹筋 腹筋是箍筋和斜筋 又称弯起钢筋 的统称 箍筋垂直于梁轴线布置 其作用除了主要抵抗斜截面上部分剪力外 还要固定纵向受力钢筋位置 和其它钢筋一起形成钢筋骨架 保证受拉钢筋和受压区的良好联系及保证纵向受压钢筋的稳定 梁的箍筋宜采用HPB235 级钢筋 HRB335 级钢筋 和HRB400 级钢筋 级别的钢筋 常用直径是6mm 8mm和10mm 弯起钢筋 斜筋 通常由富余的纵筋弯起而成 以抵抗斜截面上的剪力 当富余纵筋弯起不足以抵抗剪力时 也可以另外加设钢筋 3 架立钢筋 作用是与其它钢筋一起形成钢筋骨架 按构造要求确定 不需要计算确定 在受压区布 置的纵向钢筋 其数量不少于两根 其直径与梁的跨度有关 当梁的跨度l6m时 其直径不小于12mm 2 梁式板的构造梁式板又称单向板 即认为它只沿一个跨度方向传递荷载 板内钢筋一般有纵向受拉钢筋与分布钢筋两种 1 受力钢筋 受力钢筋沿跨度方向 或两个方向中跨度较短方向 布置 其主要作用同梁的纵向受拉钢筋 抵抗荷载弯矩在截面受拉区产生的拉应力 常用HPB235 级钢筋 HRB335 级钢筋 和HRB400 级钢筋 级别钢筋 常用直径是6mm 8mm 10mm和12mm 其中现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm 如图所示 钢筋间距常为70一200mm 还应注意 采用绑扎钢筋时 受力钢筋的间距应满足 板厚h 150mm时 不应大于200mm h 150mm时 不应大于1 5h 且不应大于250mm 2 分布钢筋 构造确定 垂直于受力钢筋并布置在受力钢筋内侧 其作用是与受力钢筋一起形成钢筋网 固定受力钢筋位置 将荷载分散传递给受力钢筋 承受因混凝土收缩和温度变化引起的拉应力 分布钢筋宜采用HPB235 级钢筋 和HRB335 级钢筋 级别的钢筋 常用直径是6mm和8mm 单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于单位宽度上受力钢筋截面面积15 分布钢筋的间距不应大于250mm 直径不宜小于6mm 5 2正截面承载力计算的基本规定5 2 1基本假定1 平截面假定 在构件受荷以后 截面的应变沿截面高度保持线形分布 2 受拉区混凝土不参与工作3 混凝土的压应力与压应变之间的关系曲线是由一条二次抛物线及一条水平线组成的 如图 上升段 c 0 水平段 0 c cu c fc 0 0 002混凝土应力达fc时的压应变 cu 0 0033混凝土极限压应变 4 钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积 但不大于其设计强度 取纵向受拉钢筋应变 s 0 01 混凝土设计规范 规定受拉钢筋 s 0 01 实际是给定了钢筋混凝土构件中钢筋的破坏准则 规定混凝土极限压应变值最大不超过0 0033 规定极限压应变值 cu 实际是给定了混凝土单轴受压情况下的破坏准则 5 2 2计算简图 实用上取等效矩形应力图来取代实际受压区混凝土应力图等效的条件是不影响其原有的正截面抗弯承载力 1 受压区混凝土压应力的合力C大小不变 即两图形的面积相等 2 受压区混凝土压应力的合力的作用线位置不变 即两图形的形心位置不变 也即内力偶臂Z大小不变 Z 等于C到fyAs的距离 可分别得到 1称为等效矩形应力图形系数 系数 1的取值为 当混凝土强度等级 C50时 1取为0 8 当为C80时 1取为0 74 其间按直线内插法取用 1为考虑混凝土压应力不均匀系数 1的取值为 当混凝土强度等级 C50时 1取为1 0 当为C