钢筋混凝土受弯构件(1)ppt课件

1、建筑构造主讲：蒲主讲：蒲 瑜瑜第二节 钢筋混凝土受弯构件第二章 钢筋混凝土构造一、概述典型受弯构件悬臂梁FPFPqM简支梁外伸梁MFPq梁的三种根本方式受弯构件的两种破坏方式二、构造要求二、构造要求梁的构造梁的构造1、梁的截面方式及尺寸构件种类支承条件简支延续悬臂整浇肋形构造主梁L0/12L0/15L0/6次梁L0/20L0/25L0/8独立梁L0/12L0/15L0/61、梁的截面方式及尺寸矩形截面梁和型截面梁的高度普通为250、300、350直至800，每级相差50mm；800以上，每级相差点100mm截面的宽度由常用的高宽比来确定。矩形截面：1/31/2，形截面和倒形截面1412.5梁宽

2、常取150,180,200,220,250；250mm以上每级相差50mm下部纵筋上部纵筋箍筋构造纵筋抗扭钢筋拉筋开放式开放式封锁式封锁式双肢双肢3,4004,400 nmmbornmmb四肢四肢单肢单肢mmb150 箍筋箍筋, 架立筋架立筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋2、梁的配筋、梁的配筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋计算确定计算确定sA接受弯矩引起的拉力接受弯矩引起的拉力mmdmmhmmdmmh8,30010,300 mmdmlmmdmlmmdml12,610,648,4 dmm&25 60,80045,800 mmhmmh钢筋混凝土梁纵向受力钢筋的直径，当梁高h30

3、0mm时，不应小于10mm;当梁高h300mm时，不应小于8mm。梁上部纵向钢筋程度方向的净间距(钢筋外边缘之间的最小间隔)不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大直径)；下部纵向钢筋程度方向的净间距不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时，两层以上钢筋程度方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。伸入梁支座范围内的纵向受力钢筋根数，当梁宽b10mm时，不宜少于两根；当梁宽b25 dh0C25 dC30 1.5dhash0ChCCCas15,d200300mm时，应沿梁全长设置箍筋；当截面高度h=150-300mm时，可仅在构件端部各四分之一

4、跨度范围内设置箍筋；但当在构件中部二分之一跨度范围内有集中荷载作用时，那么应沿梁全长设置箍筋；当截面高度h800mm的梁，其箍筋直径不宜小于8mm；对截面高度h800mm的梁，其箍筋直径不宜小于6mm。梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋直径尚不应小于纵向受压钢筋最大直径的0.25倍。箍筋的方式及肢数当梁宽度b150mm时，采用单肢当梁宽度为150mm b 350mm时，采用双肢当b350mm时，或在一层内纵向受拉钢筋多于五根，或纵向受压钢筋多于三根时，采用四肢开放式开放式封锁式封锁式双肢双肢3,4004,400 nmmbornmmb四肢四肢单肢单肢mmb150 箍筋箍筋, 架立筋架立筋弯起

5、钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起段接受剪力和弯矩引起的主拉力，弯起段接受剪力和弯矩引起的主拉力，弯起后程度段接受支座负弯矩弯起后程度段接受支座负弯矩计算确定计算确定mmdmmhmmdmmh8,30010,300 mmdmlmmdmlmmdml12,610,648,4 dmm&25 60,80045,800 mmhmmh弯起钢筋的弯起角度：当梁高800时，采用45当梁高800时，采用60开放式开放式封锁式封锁式双肢双肢3,4004,400 nmmbornmmb四肢四肢单肢单肢mmb150 箍筋箍筋, 架立筋架立筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋纵向受力钢筋

6、纵向受力钢筋架立钢筋架立钢筋固定箍筋，构成钢筋骨架固定箍筋，构成钢筋骨架构造确定构造确定mmdmmhmmdmmh8,30010,300 mmdmlmmdmlmmdml12,610,648,4 dmm&25 60,80045,800 mmhmmh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4-6m时，不宜小于10mm;当梁的跨度大于6m时，不宜小于12mm.开放式开放式封锁式封锁式双肢双肢3,4004,400 nmmbornmmb四肢四肢单肢单肢mmb150 箍筋箍筋, 架立筋架立筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋纵向构造钢筋当腹板高纵向构造钢筋当

7、腹板高450mm减小梁腹部裂痕宽度减小梁腹部裂痕宽度构造确定构造确定mmdmmhmmdmmh8,30010,300 mmdmlmmdmlmmdml12,610,648,4 dmm&25 60,80045,800 mmhmmh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。4、梁的计算跨度、梁的计算跨度L0Ln+a或L01.05Ln两者取较小者4、梁的计算跨度、梁的计算跨度1、板的厚度、板的厚度项次支座构造板的厚度1简支L0/302延续L0/4

8、03悬臂L0/12板的类别板的类别最小厚最小厚度度单向板屋面板60民用建筑楼板60工业建筑楼板70行车道下的楼板80双向板80密肋板肋间距小于或等于700mm40肋间距大于700mm50悬臂板板的悬臂长度小于或等于500mm60板的悬臂长度大于500mm80现浇钢筋混凝土板的最小厚度(mm) 1、板的厚度、板的厚度二、构造要求二、构造要求板的构造板的构造2、板的配筋、板的配筋mmmmhmmhmmmmh70&250&5 . 1,150200,150 受力钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋受力钢筋cA板中受力钢筋的间距，当板厚h150mm时，不宜大于200mm；当板厚h150mm

9、时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。为保证施工质量，钢筋间距不宜小于70mm当板中受力钢筋需求弯起时，其弯起角度普通宜取30受力钢筋受力钢筋计算确定计算确定sA接受拉力接受拉力二、板的构造二、板的构造分布钢筋分布钢筋,%15&%15cssAA 2506& 受力钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋受力钢筋cA固定受力筋位置；阻止砼开裂固定受力筋位置；阻止砼开裂单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm；对集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当添加

10、，其间距不宜大于200mm.取以下两式中的较小者L0=Ln+hL0=Ln+a3、板的计算跨度、板的计算跨度L0一配筋率一配筋率h0has0bhAs2.受弯构件正截面的破坏方式 适当, 截面开裂以后 sfy，随着荷载增大，裂痕开展、 s,f 添加，当 f=fy(屈服荷载), s=fy，荷载稍添加，c=cu 砼被压碎。“延性破坏适筋梁超筋梁 过多 , 出现许多小裂痕，但 sfy, 当 c=cu, 压区砼被压碎，梁破坏。 “脆性破坏 很低，砼一开裂，截面即破坏。s=fy。“脆性破坏少筋梁3.适筋梁任务的三阶段适筋梁任务的三阶段0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/Mua，裂痕出现。，

11、裂痕出现。MMcra，MMy。正常运用形状。正常运用形状第第阶段：阶段：弹性任务阶段弹性任务阶段第第阶段：阶段：带裂痕任务阶段带裂痕任务阶段 a，MMu。是正截面抗弯计。是正截面抗弯计算根据算根据第第 阶段：阶段：破坏阶段破坏阶段等效矩形应力图形等效矩形应力图形根本假定根本假定:不思索混凝土抗拉强度，拉力完全由钢筋承当；不思索混凝土抗拉强度，拉力完全由钢筋承当；压区混凝土以等效矩形应力图替代实践应力图。压区混凝土以等效矩形应力图替代实践应力图。两应力图形面积相等且合理两应力图形面积相等且合理C作用点不变。作用点不变。等效原那等效原那么么:CTszMM = Cz fcxn ycCTszMM =

12、Cz fc ycx=xnsyAf0 xsyAf01xxcf1其中，其中， 其他内插。其他内插。 二、受弯构件承载力计算的根本原那么94.0,74.0,80; 1, 8.0,501111CC2.根本公式根本公式00()()22cysucysf bxf AxxMMf bx hf A hC=fcbxTs=AsM fcx=xnfy适用条件适用条件0max02,max,max0,max bbscbyuscssxhAfbhfMMf bh或或防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏防止少筋脆性破坏 bhAsmin受压区高度相对受压区高度CTszMM = Cz fcxn ycCTszMM = Cz f

13、c ycx=xnsyAfsyAf界限相对受压区高度518. 0400RRB518. 0400HRB550. 0335HRB614. 0235HPB0hxbb0hxx 3.根本公式的运用截面设计步骤截面设计步骤知知M,b,h,fc,ftmax,201scsbhfM &ss 查查表表是是否否ycsysffbhhfMA100 bhorAsminmin 求出求出As是是bhAsmin 否否调整调整b,h或或fc没有独一解没有独一解设计人员应根据受力性能、资料供应、施工条件、运用要求等要素综合分析，设计人员应根据受力性能、资料供应、施工条件、运用要求等要素综合分析，确定较为经济合理的设计确定较为经济合理

14、的设计001shAfbhfMssycss和的函数引入截面验算步骤截面验算步骤知知M,As,b,h,fc,ftbcysbhffA 01s 查查表表是是否否201bhfMcsu min MMU,满足满足是是否否调整调整b,h,As bbcubhfM 5 .01201max, 1 1截面设计截面设计 己知：弯矩设计值己知：弯矩设计值M M，混凝土强度等级，钢筋级别，混凝土强度等级，钢筋级别，构件截面尺寸构件截面尺寸b b、h h 求：所需受拉钢筋截面面积求：所需受拉钢筋截面面积AsAs 计算步骤：计算步骤： 确定截面有效高度确定截面有效高度h0h0h0=h-ash0=h-as4.4.正截面承载力计算

15、例如正截面承载力计算例如 式中式中h梁的截面高度；梁的截面高度； as受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的间隔。承载力受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的间隔。承载力计算时，室内正常环境下的梁、板，计算时，室内正常环境下的梁、板，as可近似按表可近似按表3.2.4取用。取用。 室内正常环境下的梁、板室内正常环境下的梁、板as的近似值的近似值构件种类构件种类纵向受力纵向受力钢筋层数钢筋层数混凝土强度等级混凝土强度等级C20C25梁梁一层一层4035二层二层6560板板一层一层2520计算混凝土受压区高度x，并判别能否属超筋梁 假设xbh0，那么不属超筋梁。否那么为超筋梁，应加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级

16、，或改用双筋截面。bfMhhxc12002计算钢筋截面面积As，并判别能否属少筋梁 假设Asmin bh，那么不属少筋梁。否那么为少筋梁，应 As=minbh 。选配钢筋ycfbxfA/1s2复核己知截面的承载力己知：构件截面尺寸b、h，钢筋截面面积As，混凝土强度 等级，钢筋级别，弯矩设计值M求：复核截面能否平安计算步骤： 确定截面有效高度h0 判别梁的类型 假设 ，且 ，为适筋梁；假设x ，为超筋梁；假设Asmin bh，为少筋梁。计算截面受弯承载力Mu适筋梁超筋梁bffAxc1ysbhAsmin0bhx0bh20ysuxhfAM)5 . 01 (bb20c1maxu,bhfM 对少筋梁，

17、应将其受弯承载力降低运用已建成工程或修正设计。 判别截面能否平安 假设MMu，那么截面平安。例一 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=80kNm，梁的截面尺寸bh=200450mm，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定跨中截面纵向受力钢筋的数量。【解】查表得fc=11.9 N/mm2，ft=1.27 N/mm2，fy =360 N/mm2，1=1.0，b=0.518 1. 确定截面有效高度h0假设纵向受力钢筋为单层，那么h0=h-35=450-35=415mm2. 计算x，并判别能否为超筋梁 = =91.0 =0.518415=215.0mm不属超筋梁。bfMhhxc120

18、022009 .110 . 110802415415620bh3. 计算As ，并判别能否为少筋梁 =1.011.920091.0/360=601.6mm20.45ft/fy =0.451.27/360=0.16%0.2%，取 min=0.2% As，min=0.2%200450=180mm2 As=601.6mm2不属少筋梁。4. 选配钢筋选配4 14As=615mm2，如图3.2.4所示。y1sfbxfAc 例二 某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，平安等级为二级，截面尺寸bh=250550mm，接受恒载规范值10kN/m不包括梁的自重，活荷载规范值12kN/m，计算跨度=6m，采用C20级

19、混凝土，HRB335级钢筋。试确定纵向受力钢筋的数量。 【解】查表得fc=9.6N/mm2，ft =1.10N/mm2，fy =300N/mm2，b=0.550，1=1.0，构造重要性系数0=1.0，可变荷载组合值系数c=0.7. 计算弯矩设计值M 钢筋混凝土重度为25kN/m3 ，故作用在梁上的恒荷载规范值为 gk=10+0.250.5525=13.438kN/m 简支梁在恒荷载规范值作用下的跨中弯矩为 Mgk=gk l02/8=13.43862/8=60.471kN. m简支梁在活荷载规范值作用下的跨中弯矩为： Mqk=qk l02/8=1262/8=54kNm由恒载控制的跨中弯矩为 0

20、GMgk+QcMq k =1.01.3560.471+1.40.754=134.556kNm由活荷载控制的跨中弯矩为 0GMgk+QMq k=1.0 1.260.471+1.454 =148.165kNm 取较大值得跨中弯矩设计值M=148.165kNm。2. 计算h0假定受力钢筋排一层，那么h0=h-40=550-40=510mm3. 计算x，并判别能否属超筋梁 =140.4mmbh0=0.550510=280.5mm不属超筋梁。4. 计算As，并判别能否少筋As=1fcbx/fy=1.09.6250140.4/300=1123.2mm2 2506.90.110165/p>

21、62c1200bfMhhx0.45ft/fy =0.451.10/300=0.17%0.2%，取 min=0.2%min bh=0.2%250550=275mm2 As =1123.2mm2不属少筋梁。5.选配钢筋 选配2 18+2 20As=1mm2，如图 例三 某教学楼现浇钢筋混凝土走道板，厚度h=80mm，板面做20mm水泥砂浆面层，计算跨度2m，采用C20级混凝土，HPB235级钢筋。试确定纵向受力钢筋的数量。1计算跨中弯矩设计值M 钢筋混凝土和水泥砂浆重度分别为25kN/m3 和20kN/m3，故作用在板上的恒荷载规范值为80mm厚钢筋混凝土板 0.0825=2 kN/m220mm水

22、泥砂浆面层 0.0220=0.04 gk=2.04kN/m2b【解】查表得楼面均布活荷载【解】查表得楼面均布活荷载=2.5kN/m2=2.5kN/m2，fc=9.6N/mm2fc=9.6N/mm2，ft =1.10N/mm2ft =1.10N/mm2，fy =210N/mm2fy =210N/mm2， =0.614，1=1.0，构造重要性系数构造重要性系数0=1.0教学楼平安等级为二级，可教学楼平安等级为二级，可变荷载组合值系数变荷载组合值系数c=0.7取 1 m 板 宽 作 为 计 算 单 元 ， 即 b = 1 0 0 0 m m ， 那 么gk=2.04kN/m，qk=2.5 kN/m

23、01.2gk+1.4=1.01.22.04+1.42.5=5.948kN/m01.35gk+1.4c=1.01.352.04+1.40.72.5=5.204kN/m取较大值得板上荷载设计值q=5.948 kN/m板跨中弯矩设计值为 M=q l02/8=5.94822/8=2.974kNm2计算纵向受力钢筋的数量h0=h-25=80-25=55mm =5.95mmbh0=0.61455=33.77mm不属超筋梁。As=1fcbx/fy=1.09.610005.95/210=272mm2 0.45ft/fy =0.451.10/210=0.24%0.2%，取 min=0.24%min bh=0.2

24、4%100080=192mm2 As =272mm210006.90.110974.225555262c1200bfMhhx不属少筋梁。不属少筋梁。受力钢筋选用8180As=279mm2，分布钢筋按构造要求选用6250。四、双筋矩形截面受弯构件正截面承载力简介 1.定义 在截面受拉区和受压区同时按计算配置受力钢筋的受弯构件。 2.特点 采用受压钢筋来接受截面的部分压力，不经济。 A sA s受压钢筋受拉钢筋3.适用范围构件所接受的弯矩较大，而截面尺寸遭到限制，采用单筋梁无法满足要求； 构件在不同的荷载组合下，同一截面能够接受变号弯矩作用； 为了提高截面的延性而要求在受压区配置受力钢筋。在截面受

25、压区配置一定数量的受力钢筋，有利于提高截面的延性。五、斜截面承载力计算一斜截面承载力计算的缘由一斜截面承载力计算的缘由 普通而言，在荷载作用下，受弯构件不仅在各个截面上引起弯矩，同时还产生剪力V。在弯曲正应力和剪应力共同作用下，受弯构件将产生与轴线斜交的主拉应力和主压应力。由于混凝土抗压强度较高，受弯构件普通不会因主压应力而引起破坏。但当主拉应力超越混凝土的抗拉强度时，混凝土便沿垂直于主拉应，并沿其垂直方向出现斜裂痕。进而能够发生斜截面破坏。斜截面破坏通常较为忽然，具有脆性性质，其危险性更大。 所以，钢筋混凝土受弯构件除应进展正截面承载力计算外，还须对弯矩和剪力共同作用的区段进展斜截面承载力计

26、算。2.斜截面承载力计算的内容 梁的斜截面承载才干包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。在实践工程设计中，斜截面受剪承载力经过计算配置腹筋来保证，而斜截面受弯承载力那么经过构造措施来保证。二斜截面破坏的主要形状二斜截面破坏的主要形状 1.1.斜拉破坏斜拉破坏1产生条件 箍筋配置过少，且剪跨比较大3 2破坏特征 一旦出现斜裂痕，与斜裂痕相交的箍筋应力立刻到达屈服强度，箍筋对斜裂痕开展的约束作用消逝，随后斜裂痕迅速延伸到梁的受压区边缘，构件裂为两部分而破坏。2.2.剪压破坏剪压破坏1产生条件 箍筋适量，且剪跨比适中3。 2破坏特征 与临界斜裂痕相交的箍筋应力到达屈服强度，最后剪压区混凝土在正应力

27、和剪应力共同作用下到达极限形状而压碎。 3.3.斜压破坏斜压破坏1产生条件 箍筋配置过多过密，或梁的剪跨比较小(1时。 2破坏特征 剪弯段腹部混凝土被压碎，箍筋应力尚未到达屈 服强度。 结论：剪压破坏经过计算防止，斜压破坏和斜拉破坏分别经过采用截面限制条件与按构造要求配置箍筋来防止。剪压破坏形状是建立斜截面受剪承载力计算公式的根据。 三斜截面受剪承载力计算简介 1. 影响斜截面受剪承载力的主要要素 1剪跨比 当3时，斜截面受剪承载力随增大而减小。当3时，其影响不明显。 2混凝土强度 混凝土强度越高，受剪承载力越大。 3配箍率sv 式中 Asv 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面 积：Asv

28、nAsv1，其中n为箍筋肢数，Asv1 为单肢箍筋的截面面积； b 矩形截面的宽度，T形、I形截面的腹板宽度； s 箍筋间距。 梁的斜截面受剪承载力与sv呈线性关系，受剪承载力随 sv增大而增大。bsnAbsAsv1svsv4纵向钢筋配筋率纵筋受剪产生销栓力，可以限制斜裂痕的开展。梁的斜截面受剪承载力随纵向钢筋配筋率增大而提高。除上述要素外，截面外形、荷载种类和作用方式等对斜截面受剪承载力都有影响。在影响斜截面受剪承载力诸要素中，剪跨比、配箍率sv 是最主要的要素。2.根本公式 受弯构件斜截面受剪承载力可表示为3项相加的方式图3.3.3，即 Vu=Vc+Vsv+ Vsb 以Vcs =Vc+Vs来表达混凝土和箍筋总的受剪承载力， Vu =Vcs + Vsb 3.3.3