3 钢筋混凝土受弯构件.ppt

建筑结构，模块3钢筋混凝土受弯构件，模块2，模块概述本模块介绍的项目示例2(见附录示例2)是黑龙江省五大连池市某住宅小区的一栋住宅楼，具有完整的建筑和结构设计图纸。占地面积954.96平方米，居住面积4235.1平方米.住宅层高为3.000米，建筑高度为19.950米。多层混合结构房屋。该结构采用普通粘土砖砌体结构，共六层(一层为车库，二至六层为住宅，有阁楼)；抗震裂缝度为6度；钢筋混凝土墙下条形基础；外壁是夹层壁(外叶厚度120，内叶厚度370，60厚聚苯乙烯夹层保温板)，内壁厚度240(实心承重壁)；标高0.00以上的结构用混合砂浆，标高0.00以下的结构用水泥砂浆；钢筋混凝土现浇楼板；AT型钢筋混凝土现浇楼梯；混凝土强度等级为：基础垫层为C15混凝土，基础及基础梁为C30混凝土，底板、底框框架梁、柱为C40混凝土，梁板为C25混凝土，楼梯为C25混凝土，构造柱及其他现浇构件为C20混凝土。钢筋应为HPB235级钢筋、HRB335级钢筋和HRB400级钢筋。详情请参见结构设计概述。本模块涉及梁正截面和斜截面的一般结构要求、承载力计算方法、原理和复核方法，是本工程实例中受弯构件的一部分。本模块中介绍的另一个工程实例(见附录实例3)是甘肃省临夏县一个住宅区的高层商住楼。该建筑为框架剪力墙结构。共31层(地下2层，地上29层)。结构抗震裂缝度为7度；梁采用C30混凝土，竖筋和腰筋采用HPB300级钢，纵向受力钢筋采用HRB400级钢。详见梁调平法结构设计图纸。本模块还涉及梁正截面和斜截面的一般结构要求、承载力计算方法、原理和复核方法，该梁是本工程实例中受弯构件的一部分。4、通过对钢筋混凝土受弯构件的研究，掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形正截面和斜截面承载力的计算原理，并能设计和复核截面。了解受弯构件正常使用极限状态的验算方法和降低构件正常使用极限状态的措施。本章主要内容是受弯构件的截面形式和结构要求受弯构件正截面应力和破坏特征的全过程受弯构件正截面承载力计算的基本原则单筋矩形截面受弯构件双筋矩形截面受弯构件T形截面受弯构件正截面和斜截面承载力的计算是本章的重点。建议将单筋矩形截面梁的正截面承载力作为对比研究双筋矩形截面和T形截面正截面抗弯承载力的依据。在本章的研究中，重点是受弯构件正截面和斜截面的破坏模式和承载力的计算，并熟悉受弯构件的结构要求。第1章，8，3.1受弯构件的一般结构要求，工程知识：弯矩和剪力共同作用在截面上，轴向力可忽略不计的构件称为受弯构件。梁和板是建筑工程中典型的受弯构件，也是应用最广泛的构件。梁通常指水平伸长的承重构件。梁的截面高度通常大于截面宽度，而板的截面高度远小于截面宽度。9，3.1.1横梁的结构要求，1。梁的横截面形式主要是矩形、t形图3.1梁的截面形式，图3.2板的截面形式，10，梁：矩形，t形，I形，箱形(用于中小跨度的矩形，t形，用于大跨度的I形，箱形)，11。根据模块要求，梁的截面高度h一般取250、300、800、900、1000毫米等。当h800mm时，取50mm作为模块，当h 800 mm时，取100mm作为模块；矩形梁的截面宽度和T形截面的肋宽B应为100、120、150、180、200、220、250毫米。如果大于250毫米，则模量为50毫米。梁的适当高宽比为：矩形截面为2 3.5，t形截面为2.5 4。梁的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂缝控制的要求，同时还应满足模数，以便于模板的设置。例如，简支梁L0=6m，求bh=？12，450，500，550，600，650，700，750，h=600，溶液，200，220，250，300，b=250，初步确定bh=250600，13，3.1.2梁和板的钢筋。1.纵向受力钢筋、弯曲钢筋、箍筋、直立钢筋等。通常布置在梁的加强梁中以形成如图3.3所示的加强骨架，有时还布置纵向结构钢筋和相应的系杆。14，1)根据纵向受力钢筋的配置，受弯构件可分为单筋截面和双筋截面。前者是指仅在受拉区有纵向钢筋的受弯构件。后者是指在梁的拉伸和压缩区域都有纵向钢筋的受弯构件。布置在受拉区的纵向受力钢筋主要用于承受梁中弯矩产生的拉力，而布置在受压区的纵向受力钢筋用于补充混凝土受压能力的不足。在双肋截面中使用钢筋来帮助混凝土承受压力通常是不经济的。因此，在实际工程中，双肋截面梁一般只在有特殊需要时使用。15.梁的纵向钢筋直径应适中，过厚不宜加工，与混凝土的粘结力差。过多的细部增加，不容易布置在截面上，甚至降低抗弯承载力。D=12 25mm毫米是梁纵向钢筋的普通直径。当h 300毫米时，d 8毫米；当h300mm，d 10 mm时，同一种受力钢筋在一根梁上最好有相同的直径。当有两个直径时，直径差不应小于2mm，以便施工时识别。梁中受拉钢筋的数量不应少于2根，最好不少于3 4根。纵向钢筋应尽可能布置成一层。当一层不能布置时，可分两层布置，但应尽量避免两层以上的钢筋，以免过分影响截面的抗弯承载力。16，为了确保钢筋周围的混凝土浇筑紧密，并避免钢筋腐蚀影响结构的耐久性，梁的纵向受力钢筋之间必须留有足够的净间距，如图3.2所示。当梁下部有两层以上纵向受力钢筋时，两层以上钢筋在水平方向上的中间距离应是下部两层中间距离的两倍。图3.2梁的钢筋图3.3受力钢筋的间距，17。在受压区外缘的两侧设置直立钢筋，与纵向受力钢筋平行。其作用是固定箍筋位置，形成梁的钢骨架；二是承受温度变化和混凝土收缩引起的拉应力，防止裂缝。布置在受压区的纵向受压钢筋也可用作直立钢。直立钢的直径与梁的跨度有关，其最小直径不应小于表3.1中列出的值。表3.1竖筋最小直径(mm)，(2)竖筋，18，绑扎焊接钢筋骨架示意图，19，3)弯曲钢筋弯曲钢筋是跨中纵向受力钢筋的一部分，靠近支座的弯曲截面弯矩较小，用于承受跨中产生的主拉应力箍筋应根据计算确定。根据计算梁不需要箍筋，当梁截面高度为300mm时，应按结构沿梁长度配置箍筋；当h=150 300 mm时，箍筋可设置在梁端1/4跨度范围内，但当梁中部1/2跨度范围内有集中荷载时，箍筋仍应沿梁全长设置。如果h为h0.1，BF=b12hf=30012100=1500 mm .以上两项均大于600mm的实际翼缘宽度，因此取bf=600mm，模块3钢筋混凝土受弯构件，3.2.4.4正截面承载力计算方法，2。确定t形截面的类型=492.66106nmm 3，sv小，破坏特征如下：梁腹板一旦出现斜裂纹，很快就会形成“临界斜裂纹”。与之相交的箍筋将立即屈服，梁将沿斜裂缝分成两部分。即使它不被分成两部分，也不会继续使用，因为临界斜裂纹的宽度太大。配筋情况：箍筋应力达到屈服强度甚至拉伸破坏性能：属于脆性破坏，防止斜向破坏：通过控制最小配箍率，根据结构要求配置箍筋。建筑结构，表133，计算3.3斜截面的承载力三种形式的剪切破坏，(2)剪切破坏，破坏前提：=1 3，sv适当，破坏特征：截面中有许多斜裂缝，其中一条延伸最长，发展最宽的斜裂缝，称为“临界斜裂缝”，与该裂缝相交的箍筋达到屈服强度，最后，剪压区混凝土达到极限强度并被破坏。配筋情况：箍筋达到屈服强度破坏性能：脆性不如斜拉和斜压，以明显防止剪切破坏：通过计算斜截面承载力，配置适量的腹筋。剪压破坏模式是建立斜截面抗剪承载力计算公式的基础。建筑结构、第134页和3.3斜截面承载力计算在三种模式下受到剪切破坏。(3)斜压破坏，破坏前提： 1或sv较大，破坏特征：首先，梁腹板出现几条陡直的平行斜裂纹。随着荷载的增加，斜裂缝将梁腹板分割成多个混凝土斜短柱，最终混凝土短柱因达到极限抗压强度而破坏。配筋情况：箍筋应力未达到屈服强度破坏性质：属于脆性破坏，防止斜压破坏：梁的最小截面尺寸采用截面约束条件控制。建筑结构，第135页，选择题，1、梁的抗剪承载力公式是根据()的破坏模式建立的。甲、斜压破坏乙、剪压破坏丙、斜拉破坏乙、梁中箍筋过多，将发生()。甲、斜压损伤乙、剪压损伤丙、斜拉索损伤三、梁的剪跨比较大(一般情况下)，会发生()。甲、斜压损伤乙、剪力压损伤丙、斜拉损伤四、剪力跨比指()。a、b、c、选择题，1、根据(b)的破坏模式建立梁的抗剪承载力公式。a、斜压破坏b、剪压破坏c、斜拉破坏2、梁中箍筋过多，将发生(a)。a、斜压破坏b、剪压破坏c、斜拉破坏3、当梁中的剪跨比大(一般)时，就会发生(c)。a、斜压破坏b、剪压破坏c、斜拉破坏4、剪跨比指(a)。a，b，c，建筑结构，138，3.3斜截面承载力计算基本公式，Vu=Vc Vsv Vsb，斜截面抗剪承载力组成，建筑结构，139，Vu-受弯构件斜截面抗剪承载力；VC-剪切受压区混凝土的抗剪承载力设计值，即sVcs用于表示混凝土箍筋的总抗剪能力，VCS=Vcvsv，VU=Vcsvb。因此，斜截面抗剪承载力，建筑结构，第140页，3.3斜截面承载力计算基本公式，(1)仅含箍筋的受弯构件，一般含矩形、丁字形和工字形截面的受弯构件，对于集中荷载下的独立梁(受力截面或节点边缘集中荷载产生的剪力占该