钢筋骨架制作PPT学习教案

1、会计学1钢筋骨架制作钢筋骨架制作1.1 延性耗能框架的概念设计延性耗能框架的概念设计框架梁抗震设计框架梁抗震设计框架柱抗震设计框架柱抗震设计 梁柱节点核芯区抗震设计梁柱节点核芯区抗震设计钢筋的连接和锚固钢筋的连接和锚固第1页/共39页延性结构延性结构见图见图6-1(1)(1)延性延性结构结构( (截面截面) )能维持承载能力而又具有较大的塑性变形的能力。能维持承载能力而又具有较大的塑性变形的能力。截面开始屈服截面开始屈服 My、 y、fy、 y截面破坏截面破坏 Mu、 u、fu、 u (2)(2)截面和构件的塑性变形能力常常用延性比来衡量截面和构件的塑性变形能力常常用延性比来衡量, 延性比越大

2、，延性越好。延性比越大，延性越好。构件位移延性比：构件位移延性比： f=fu / fy 截面曲率延性比：截面曲率延性比： = u/ y顶点位移延性比顶点位移延性比: = u/ y第2页/共39页(1)(1)钢筋混凝土结构的钢筋混凝土结构的“塑性铰控制塑性铰控制”理论基本要点理论基本要点： v允许某些截面出现塑性铰，吸收、耗散地震能量；允许某些截面出现塑性铰，吸收、耗散地震能量；v控制塑性铰出现部位控制塑性铰出现部位选择合理截面形式及配筋构造；选择合理截面形式及配筋构造；v塑性铰本身有较好的塑性变形能力和吸收耗散能量的能力；塑性铰本身有较好的塑性变形能力和吸收耗散能量的能力；v塑性铰能使结构具有

3、较大的延性。塑性铰能使结构具有较大的延性。(2)(2) 钢筋混凝土延性框架的基本措施是：钢筋混凝土延性框架的基本措施是： 见图见图6-2强柱弱梁强柱弱梁强剪弱弯强剪弱弯强结点、弱杆件强结点、弱杆件( (强结点、强锚固强结点、强锚固) )强底层柱强底层柱( (局部加强局部加强) )第3页/共39页6.2.1 梁的破坏形态与延性梁的破坏形态与延性(1)(1)在抗震框架中，应设计具有良好延性的框架梁在抗震框架中，应设计具有良好延性的框架梁。v弯曲破坏：弯曲破坏：少筋梁少筋梁脆性破坏；超筋梁脆性破坏；超筋梁脆性破坏；脆性破坏；适筋梁适筋梁延性破坏，具有塑性变形能力。延性破坏，具有塑性变形能力。见图见图

4、6-3v剪切破坏：斜拉或斜压破坏剪切破坏：斜拉或斜压破坏脆性；脆性；剪压破坏剪压破坏延性很小。延性很小。(2)(2)对于抗震的框架，不仅要求梁在塑性铰出现之前对于抗震的框架，不仅要求梁在塑性铰出现之前不被剪坏，而且还要要求在塑性铰出现之后也不要不被剪坏，而且还要要求在塑性铰出现之后也不要过早剪坏，过早剪坏，要求延性梁的抗剪承载能力大于抗弯承要求延性梁的抗剪承载能力大于抗弯承载能力，即强剪弱弯。载能力，即强剪弱弯。第4页/共39页(1)(1)影响梁延性的因素：影响梁延性的因素： 值：值： ，延性好。，延性好。见图见图6-4(2)(2)改善梁延性的措施改善梁延性的措施减小减小x ( ( ) )形截

5、面采用加大减小 T见图见图6-5梁端塑性铰区箍筋加密梁端塑性铰区箍筋加密塑性铰外移塑性铰外移见图见图6-6第5页/共39页1.梁的正截面承载力计梁的正截面承载力计算算(1)(1)梁的正截面承载力计算公式梁的正截面承载力计算公式v不考虑地震作用的组合时：不考虑地震作用的组合时：0 0SR SR v考虑地震作用的组合时：考虑地震作用的组合时：S SE ERRE E/ /REREv抗震设计中的正截面承载力直接采用静载作用下的承载力计算公式，抗震设计中的正截面承载力直接采用静载作用下的承载力计算公式，即：即：RE=R（MuE=Mu） ME MuE/ RE=Mu/ RE （或（或 RE ME Mu）第6

6、页/共39页(2)(2)框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值，除按计算确定外，另：筋截面面积的比值，除按计算确定外，另：v一级抗震等级：一级抗震等级： A As s/A/As sv二、三级抗震等级：二、三级抗震等级： A As s/A/As s 框架梁两端框架梁两端( (支座截面支座截面) )必须是双筋截面。必须是双筋截面。第7页/共39页(3)(3)承载力计算公式承载力计算公式ysyscfAfAfbx1v由平衡条件由平衡条件 X=0：得到名义压区高度为：得到名义压区高度为： cyybfffhx10v由另一极限状态平衡条件由另一极限状态平衡条

7、件 M|As= 0得得不考虑地震作用时：不考虑地震作用时： )()5 . 0)(00maxahfAxhfAfAMbysbysysb考虑地震作用时：考虑地震作用时： )()5 . 0)(100maxahfAxhfAfAMbysbysysREb第8页/共39页(4)(4)正截面构造要求正截面构造要求v计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度：计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度：一级抗震等级一级抗震等级： x0 0二、三级抗震等级二、三级抗震等级： x0 0 ( (非抗震非抗震xb h0) )v抗震设计时，抗震设计时， 梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于% %。v抗震

8、设计时，抗震设计时，纵向受拉钢筋的最小配筋率（纵向受拉钢筋的最小配筋率（% %）抗震等级抗震等级一一二二三、四三、四支支 座座0.40，80ft/fy0.30，65 ft/fy0.25，55 ft/fy跨跨 中中0.30，65 ft/fy0.25，55 ft/fy0.20，45 ft/fyv非抗震设计框架的要求同一般钢筋混凝土结构。非抗震设计框架的要求同一般钢筋混凝土结构。第9页/共39页(1)(1)抗震设计中采用与非抗震设计中抗震设计中采用与非抗震设计中不同不同的斜截面受剪承载力计算公式：的斜截面受剪承载力计算公式：R=Vu=Vc+Vs；RE=VuEVc+Vs即：即： VbVuE/ RE=（

9、Vc+Vs)/ RE或：或： REVbVc+Vs)(2)(2)承载力计算承载力计算( (抗震设计抗震设计) )v一般框架梁：一般框架梁：REVbftbh0fyvAsvh0/sv集中荷载作用下集中荷载作用下( (包括有多种荷载，其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的包括有多种荷载，其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的75%75%以上的情况的框架梁：以上的情况的框架梁：REVbftbh0/(+1)+fyvAsvh0/s第10页/共39页v调整前的最大剪力：调整前的最大剪力：见图见图6-7rGbnrblbrGbrMbrbVlMMVVV0v按按“强剪弱弯强剪弱弯”要求，将由弯矩产生的

10、剪力放大要求，将由弯矩产生的剪力放大 vb倍倍：rGbnrblbvbbVlMMVv9度和一级抗震时尚应符合以下要求：度和一级抗震时尚应符合以下要求：rGbnrbulbubVlMMV1 . 1第11页/共39页 vb 梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时，梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时， vb分别为、。分别为、。超限高层建筑的特一级，按一级再增大超限高层建筑的特一级，按一级再增大20。Mlbu、Mrbu 框架梁左、右端的极限抗弯承载力。框架梁左、右端的极限抗弯承载力。按梁的实际配筋计算。按梁的实际配筋计算。计算时取钢筋抗拉强度标准值计算时取钢筋抗拉强度标准值fyk。可按下列简化公式计算可按下列

11、简化公式计算Mbu： Mbu=Asfyk(hb0a) Mlb、Mrb 组合得到的梁左、右端计算弯矩。组合得到的梁左、右端计算弯矩。VGb 梁在本跨竖向重力荷载作用下产生的简支支座梁在本跨竖向重力荷载作用下产生的简支支座 反力设计值。反力设计值。第12页/共39页v梁两端箍筋应加密，要求下表。梁两端箍筋应加密，要求下表。抗震等级抗震等级箍筋最大间距箍筋最大间距 (取较小值取较小值)箍筋最小直径箍筋最小直径 (取较大值取较大值) 一一hb4，6d，100mm 10， d d4 4 二二hb4，8d，100mm 8， d d4 4 三三hb4，8d，150mm 8， d d4 4 四四hb4，8d，

12、150mm 8， d d4 4 梁高梁高 (mm) Vb0.7ftbbhb0Vb 0.7ftbbhb0 150hb300150200 300hb500200250 500800250350v在非加密区，箍筋间距按下表采用，并不少于加密区箍筋数量的在非加密区，箍筋间距按下表采用，并不少于加密区箍筋数量的5050 。第13页/共39页6.3.1 柱的破坏形态和延性柱的破坏形态和延性(1)(1)弯曲破坏：弯曲破坏：延性破坏延性破坏sfy；yf y；cfc(2)(2)剪切受压破坏：剪切受压破坏：有一定延性有一定延性水平裂缝发展成斜裂缝，受压区混凝土剪切错动。水平裂缝发展成斜裂缝，受压区混凝土剪切错动。

13、(3)(3)剪切受拉破坏：剪切受拉破坏：脆性破坏脆性破坏较小，箍筋少，主筋较小，箍筋少，主筋s fy后，箍筋突然屈服。后，箍筋突然屈服。(4)(4)剪切斜拉破坏：剪切斜拉破坏：脆性破坏脆性破坏短柱中，斜裂缝成对角线，短柱中，斜裂缝成对角线，svfyv时时， s2的柱：的柱： Vc cfcbchc0 2的柱：的柱：Vc cfcbchc0 v有地震作用时：有地震作用时： 2的柱：的柱：Vc cfcbchc0) RE 2的柱：的柱：Vc cfcbchc0) RE 第24页/共39页(2)(2)柱的箍筋柱的箍筋v箍筋形式：箍筋形式：普通矩形箍普通矩形箍 、 螺旋箍、螺旋箍、复式箍等。复式箍等。v箍筋加

14、密区范围：箍筋加密区范围：长柱长柱取柱净高的取柱净高的16、柱截面长边尺寸、柱截面长边尺寸hc 或或500mm三者中的较大值。三者中的较大值。短柱；一、二级抗震等级的角柱和框支柱短柱；一、二级抗震等级的角柱和框支柱取柱全高。取柱全高。在底层柱基础较深而又遇有刚性地坪时在底层柱基础较深而又遇有刚性地坪时地坪上下各地坪上下各500mm范围。范围。 第25页/共39页v加密区箍筋数加密区箍筋数量：量：抗震等级抗震等级 箍筋最大间距箍筋最大间距 (取较小值取较小值)箍筋最小直径箍筋最小直径 (取较大值取较大值)一一 6d，l00mm d4， 10二二 8d，l00mm d4， 8三三 8d，150mm

15、 (柱根柱根l00mm) d4， 8四四 8d，150mm (柱根柱根l00mm) d4， 6 ( (柱根柱根 8)v加密区体积配箍率加密区体积配箍率：slllAsvsvv21一级抗震等级：一级抗震等级： v；二级时：二级时： v；三、四级时：三、四级时： v。 v fc fyv第26页/共39页v箍筋的无支长度箍筋的无支长度柱纵筋之间的距离柱纵筋之间的距离 一级不宜大于一级不宜大于200mm和和20倍箍筋直径的较大值；倍箍筋直径的较大值； 二、三级不宜大于二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直径的较大值倍箍筋直径的较大值； 四级不宜大于四级不宜大于300mm； 为便于浇灌混凝土，纵筋间距

16、也不宜小于为便于浇灌混凝土，纵筋间距也不宜小于50mm； 每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。第27页/共39页强节点、强锚固强节点、强锚固(1)(1)节点区的破坏节点区的破坏v节点区无箍筋或少箍筋，在剪压作用下混凝土出现斜裂缝，然后挤压破碎，纵向钢筋压屈成灯笼状。节点区无箍筋或少箍筋，在剪压作用下混凝土出现斜裂缝，然后挤压破碎，纵向钢筋压屈成灯笼状。v钢筋锚固破坏。钢筋锚固破坏。(2)(2)强节点强节点v抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，并保证混凝土的强度及密实性。抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，并保证混凝土的强度及密实性。(3)(3)强锚固强锚

17、固v处理好纵向钢筋在节点区的锚固构造。处理好纵向钢筋在节点区的锚固构造。第28页/共39页v在地震作用下，通过节点区的梁纵向钢筋一侧受拉，另一侧受压，容易出现粘结破坏在地震作用下，通过节点区的梁纵向钢筋一侧受拉，另一侧受压，容易出现粘结破坏( (见下图见下图) )。v节点设计剪力节点设计剪力由强节点要求，能抵抗当节点两边梁端出现塑性铰时的节点区剪力。由强节点要求，能抵抗当节点两边梁端出现塑性铰时的节点区剪力。第29页/共39页(1)(1)平衡条件平衡条件图示中柱节点核芯区上半部为隔离体：图示中柱节点核芯区上半部为隔离体： Vj = (Cs + Cc) + fykAts - Vc = (fykA

18、bs)+ fykAts VcsbbuykssbyksbubcrbulbubctcbccahMfAahfAMhHMMhHMMV00)(bcsbsbbujhHahahMV001 第30页/共39页v9度和一级框架：度和一级框架： bcsbsbbujhHahahMV00115. 1v一级、二级框架一级、二级框架的其它情况：的其它情况： bcsbsbbjbjhHahahMV001Mb 节点左右梁端组合弯矩设计值之和；节点左右梁端组合弯矩设计值之和；Mbu节点左右梁端按实际钢筋面积和材料强度标准值节点左右梁端按实际钢筋面积和材料强度标准值 计算的受弯承载力所对应的弯矩设计值之和；计算的受弯承载力所对应的

19、弯矩设计值之和； jb 为强节点系数，一级取，二级取；为强节点系数，一级取，二级取； Hc 柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之 间的距离。间的距离。第31页/共39页(1)(1)节点区的抗剪承载力公式由试验得到：节点区的抗剪承载力公式由试验得到：)(05. 01 . 110sjsvjyvcjjjjtjREjahsAfbbNhbfV)(9 . 010sjsvjyvjjtjREjahsAfhbfV9度时要求：度时要求： (2)(2)在一、二级框架节点，由上式计算节点区所需的箍筋面积及间距，同时满足构造要求。在一、二级框架节点，由上式计算节点区所需的箍筋

20、面积及间距，同时满足构造要求。(3)(3)在三、四级框架中，节点区不需进行抗剪验算，按构造要求配置箍筋。在三、四级框架中，节点区不需进行抗剪验算，按构造要求配置箍筋。v 节点区配置的箍筋至少要与柱中箍筋加密区的箍筋数量相等节点区配置的箍筋至少要与柱中箍筋加密区的箍筋数量相等第32页/共39页(1)(1)截面尺寸和混凝土强度截面尺寸和混凝土强度v节点区平均剪应力限制：节点区平均剪应力限制： Vj j cfcbjhj) RE v在节点区的混凝土强度等级应与柱的混凝土强度等级相同。当节点区混凝土与梁板混凝土一起浇注时，必须注意节点区混凝土强度等级与柱混凝土强度等级相差不应超过在节点区的混凝土强度等级应与柱的混凝土强度等级相同。当节点区混凝土与梁板混凝土一起浇注时，必须注意节点区混凝土强度等级与柱混凝土强度等级相差不应超过5MPa。(2)(2)箍筋箍筋Smax