梁板设计配筋构造PPT课件

1、3.5 受弯构件构造(书3.3,4.2,4.9,4.10等)第1页/共44页一、重视构造一、重视构造受弯构件正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的计算中，钢筋强度的充分发挥是建立在可靠的配筋构造基础上的。配筋构造(reinforcement detailing)是计算模型和构件受力的必要条件（如双筋梁，箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件）没有可靠的配筋构造，计算模型和构件受力就不可能成立配筋构造与计算设计同等重要。由于疏忽配筋构造而造成工程事故的情况是很多的。 故切不可重计算，轻构造故切不可重计算，轻构造。第2页/共44页laM 图Mmax钢筋截断梁柱节点柱脚二、纵向钢筋锚固 （一）

2、为什么要锚固？第3页/共44页（二）钢筋与混凝土间的粘结力（二）钢筋与混凝土间的粘结力1 1、粘结的作用、粘结的作用钢筋与混凝土间具有足够的粘结是保证钢筋与混凝土共同受力变形的基本前提。通过钢筋与混凝土界面的粘结应力，可以实现钢筋与混凝土之间的应力传递，从而使两种材料可以结合在一起共同工作。粘结力，就没有钢筋混凝土。第4页/共44页2 2、粘结力的组成、粘结力的组成钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成：钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成：混凝土中水泥胶体与钢筋表面的混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力胶结力( (adhesion) ) ；混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的混凝土因收缩将

3、钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力摩擦力( (friction) ) ；机械咬合力机械咬合力( (mechanical interaction) ) 。第5页/共44页 对于光面钢筋，表面轻度锈蚀有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。由于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小，机械咬合作用也不大。因此，光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的，需标准弯钩。为保证钢筋的锚固，可在钢筋端部弯钩、弯折或加焊短钢筋以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。1355dD=4d(级钢筋)5d(级钢筋)5ddd5ddd第6页/共44页将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋，即变形钢筋，可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而

4、大大增加了粘结强度。对与强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢筋与混凝土间具有足够的粘结强度，使钢筋的强度得以充分发挥。第7页/共44页3、粘结力的大小、粘结力的大小dlAdlFssuFd自由端加载端套管1005d23d拔出试验拔出试验 Pull out test粘结强度粘结强度 u ：粘结破坏：粘结破坏（钢筋拔出（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面上的最大面上的最大平均平均粘结应力粘结应力第8页/共44页影响粘结强度的主要因素影响粘结强度的主要因素 混凝土强度、钢筋表面和外形特征、保护层厚度和钢筋净混凝土强度、钢筋表面和外形特征、保护层厚度和钢筋净间距

5、、横向配筋、受力情况及锚固长度等间距、横向配筋、受力情况及锚固长度等 混凝土强度：光面钢筋和变形钢筋的粘结强度均随混凝土强度的提高而增加，但并不与立方体强度fcu成正比，而与抗拉强度 ft 成正比。第9页/共44页钢筋表面和外形特征： 光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。 月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度比螺纹钢筋低一些。 由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变化，对于直径较大的变形钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度也有所减小。 此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面较为光滑，粘结强度也将有所降低。第10

6、页/共44页环氧涂层钢筋环氧涂层钢筋第11页/共44页第12页/共44页 当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度la（三）充分发挥钢筋强度时的锚固长度dffltya第13页/共44页规范规范是以拔出试验为基础确定是以拔出试验为基础确定基本锚固长度基本锚固长度的。取粘结强的。取粘结强度度 u与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度 ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋受成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为，拉时的基本锚固长度为，dffltyaft：当大于：当大于C40时，按时，按C40取取第14页/共44页构件中钢

7、筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层厚度、构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层厚度、钢筋形式等的影响，采用钢筋形式等的影响，采用基本锚固长度基本锚固长度la乘以以下乘以以下修正系数修正系数 当带肋钢筋的直径大于25mm时，锚固长度应乘以修正系数1.1； 环氧树脂涂层钢筋，锚固长度应乘以修正系数1.25； 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修正系数1.1； 当带肋钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍时，锚固长度可乘以修正系数0.80.8。 经上述修正后的锚固长度不应小于基本锚固长度的0.6倍，且不应小于200mm。第15页/共

8、44页机械锚固当钢筋末端采用图示机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取基本锚固长度的0.6倍。1355dD=4d(级钢筋)5d(级钢筋)5ddd5ddd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；机械锚固时的箍筋要求采用机械锚固时，锚固长度范围内的箍筋不应少于3个，其直径不应小于钢筋直径1/4，间距不应大于钢筋直径的5倍。第16页/共44页（四）简支支座锚固要求（四）简支支座锚固要求 支座处的锚固长度支座处的锚固长度las可比基本可比基本锚固长度锚固长度la减小。减小。当当V0.7ftbh0时，时，las5d当当V0.7ftbh0时，时， 带肋钢筋：带肋钢筋：las12d

9、 光面钢筋：光面钢筋： las15d锚固区箍筋要求 在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0.25d，箍筋间距不大于10d，采用机械锚固措施时不应大于5d。第17页/共44页三、梁架立钢筋三、梁架立钢筋 1,梁内架立钢筋的直径，当梁的跨度小于 4m 时，不宜小于 8mm；当梁的跨度为 46m 时，不宜小于 10mm；当梁的跨度大于 6m 时，不宜小于 12mm。(P62) 2,当梁端实际受到部分约束但按简支计算时，应在支座区上部设置纵向构造钢筋，其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受边钢筋计算所需截面面积的四分之一，且不应少于两根；该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于 0.2l0，此

10、处，l0 为该跨的计算跨度。 第18页/共44页四、梁内箍筋四、梁内箍筋第19页/共44页五、梁内腰筋（梁侧构造钢筋）五、梁内腰筋（梁侧构造钢筋） （书上（书上P111） 当梁的腹板高度 hw450mm 时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小于腹板截面面积 bhw 的 0.1，且其间距不宜大于 200mm。此处，腹板高度 hw 按抗剪计算取用。 第20页/共44页六、梁纵向钢筋弯起、切断六、梁纵向钢筋弯起、切断( (一一) )荷载弯矩图、抵抗弯矩图荷载弯矩图、抵抗弯矩图荷载弯矩图荷载弯矩图 S -S -力学力学抵抗弯矩

11、图抵抗弯矩图 R -R -钢筋混凝土钢筋混凝土第21页/共44页q225122M 图Mu图M 图225122Mmax第22页/共44页（二）、钢筋的弯起（二）、钢筋的弯起根据根据M图的变化将钢筋弯图的变化将钢筋弯起时需绘制起时需绘制Mu图，使得图，使得Mu图包住图包住M图，以图，以满足受满足受弯承载力的要求弯承载力的要求。按每根按每根(或每组或每组)钢筋的的面积比例划钢筋的的面积比例划分出各根分出各根(或各组或各组)钢筋的所提供的受钢筋的所提供的受弯承载力弯承载力Mui，Mui可近似取可近似取ussiuiMAAMa：钢筋充分利用点；：钢筋充分利用点；b:钢筋充分利用点；钢筋充分利用点； 钢筋不

12、需要点钢筋不需要点弯起钢筋抵抗弯矩图的画法弯起钢筋抵抗弯矩图的画法第23页/共44页考虑到斜裂缝出现的可能性，钢筋弯起时还应考虑到斜裂缝出现的可能性，钢筋弯起时还应满足斜截面受弯承满足斜截面受弯承载力载力的要求。的要求。 MMfzAMysssTMIzIbT1TbMzzb则IIbIb)(MMzAfzAAfMbsbysbsyzbzcossinzazb05 . 0sin)cos1 (hzazAfMsyIa第24页/共44页 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，其间，其间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直折终点应有一直线段锚固

13、长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小线段位于受拉区时，直线段长度不小于于20d20d；当直线段位于受压区时，直；当直线段位于受压区时，直线段长度不小于线段长度不小于10d10d。smax 当弯起钢筋不能同时满当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载足正截面和斜截面的承载力要求时力要求时，可单独设置仅，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为弯起钢筋称为“鸭筋鸭筋”或或“吊筋吊筋”。第25页/共44页弯起钢筋要求小结：弯起钢筋要求小结：1、满足正截面受弯承载力要求、满足正截

14、面受弯承载力要求 Mu图图M图图2、满足斜截面受弯承载力要求、满足斜截面受弯承载力要求 弯起点至充分利用点距离弯起点至充分利用点距离0.5h03、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求第26页/共44页（三）钢筋的截断（三）钢筋的截断 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。一般不在跨中受拉区将钢筋截断。对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢

15、筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响。（la）第27页/共44页延伸长度延伸长度ld(development length) 钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。V0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。 a点 为钢筋的充分利用点 b点 为全部钢筋的不需要点（理论断点） c点 为钢筋实际截断点 由于ab间还有一段弯矩变化区，实际截断点c到钢筋充分利用点a 的锚固长度（即延伸长度ld）要求比基本锚固长度la大。lc220d1.2laabc第28页/共44页V

16、0.7ftbh0 ：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。0223 . 1202 . 1maxhldlllccad a点 为钢筋的充分利用点 b点 为全部钢筋的不需要点（理论断点） c点 为钢筋实际截断点lc220d1.2laabc延伸长度延伸长度ld(development length) 钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。第29页/共44页当弯矩较大时，钢筋可分批截断当弯矩较大时，钢筋可分批截断lc220d1.2la1.2la20d当纵向受力当纵向受力钢筋截断时，钢筋截断时，抵抗弯矩图抵抗弯矩图将发生突变

17、，将发生突变，突变的截面突变的截面就是钢筋的就是钢筋的理论截断点理论截断点所在截面。所在截面。第30页/共44页V0.7ftbh0一般取1=1.7斜裂缝影响区斜裂缝影响区第31页/共44页1.3h0或 20dh0+1.2la图 7-31 V0.7ftbh0时的钢筋截断h0+1.2la1.7h0+1.2lah0或 20dh0或 20d钢筋充分利用点到实际截断点的延伸长度为h0+1.2la（满足锚固长度）实际截断点距理论断点的距离不应小于h0或20d（保证斜截面受弯承载力）第32页/共44页1.3h0或 20dh0+1.2la图 7-31 V0.7ftbh0时的钢筋截断h0+1.2la1.7h0+

18、1.2lah0或 20dh0或 20d当按上述方法确定的钢筋截断点仍位于负弯矩区段内时，则钢筋充分利用点到实际截断点的延伸长度为1.7h0+1.2la，且实际截断点距理论断点的距离不应小于1.3h0或20d。第33页/共44页（四）悬臂梁的负弯矩钢筋一般将钢筋全部伸到悬臂端，并向下弯折不小于 12d若需要根据弯矩变化来布置钢筋时一般应有不少于两根上部钢筋伸到悬臂端，并向下弯折不小于12d，其余钢筋应采用下弯后锚固的方法，弯起点位置按前述弯起钢筋的方法确定（注意此时为负弯矩）。第34页/共44页（一）钢筋的连接方法（一）钢筋的连接方法绑扎连接绑扎连接搭接搭接(将一根钢筋的力传递给另一根钢筋将一根

19、钢筋的力传递给另一根钢筋)焊接焊接机械连接机械连接七、梁纵向钢筋连接七、梁纵向钢筋连接（二）接头要错开（二）接头要错开第35页/共44页锥螺纹钢筋连接锥螺纹钢筋连接第36页/共44页第37页/共44页钢筋绑扎连接钢筋绑扎连接钢筋搭接时钢筋净间距的减钢筋搭接时钢筋净间距的减小，劈裂裂缝会更早出现，小，劈裂裂缝会更早出现，粘结强度降低粘结强度降低。因此。因此规范规范规定，规定，ll =zyla 受受拉拉钢钢筋筋搭搭接接接接头头面面积积百百分分率率系系数数z zy y同一搭接范围内搭接钢筋面积百分率y（%）2550100接头面积百分率系数zy1.21.41.6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