梁、板的构造知识教学课件

1、2015.03水工混凝土结构水工混凝土结构钢筋混凝土梁、板设计 梁、板的构造知识水工混凝土结构2 要求能熟悉和正确应用设计中需要满足的一些构造规定，要求能熟悉和正确应用设计中需要满足的一些构造规定，如截面形式和尺寸、混凝土保护层厚度、梁和板的钢筋直径如截面形式和尺寸、混凝土保护层厚度、梁和板的钢筋直径和间距等。和间距等。 教学要求教学要求 重点：梁、板的构造规定重点：梁、板的构造规定 难点：钢筋直径的选择和排列难点：钢筋直径的选择和排列 重点难点重点难点 教学设计教学设计引出问题引出问题知识讲解知识讲解案例分析案例分析评价小结评价小结任务1 梁、板的构造知识水工混凝土结构 【引言引言】钢筋混凝

2、土梁板设计任务包括选取材料、确定梁钢筋混凝土梁板设计任务包括选取材料、确定梁板截面尺寸和钢筋数量，绘制配筋图，编制钢筋表。板截面尺寸和钢筋数量，绘制配筋图，编制钢筋表。 主要学习钢筋混凝土梁板的构造知识，钢筋混凝土梁板主要学习钢筋混凝土梁板的构造知识，钢筋混凝土梁板的破坏过程，单筋矩形截面梁板设计，双筋矩形截面梁设计，的破坏过程，单筋矩形截面梁板设计，双筋矩形截面梁设计，T T形截面梁板设计。形截面梁板设计。 钢筋混凝土梁板设计主要通过钢筋混凝土梁板设计主要通过受弯承载力计算来确定纵受弯承载力计算来确定纵向受拉钢筋数量向受拉钢筋数量，通过受剪承载力计算确定抗剪箍筋和弯起通过受剪承载力计算确定抗

3、剪箍筋和弯起钢筋数量钢筋数量，通过正常使用极限状态验算来确定梁板是否满足，通过正常使用极限状态验算来确定梁板是否满足正常使用的功能要求。正常使用的功能要求。水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构 梁的破坏梁的破坏破坏形态破坏形态 正截面破坏正截面破坏 斜截面破坏斜截面破坏 概概述述水工混凝土结构一、截一、截 面面 形形 式式 与与 尺尺 寸寸截截面面形形式式 几几何何形形状状受受力力钢钢筋筋 单筋单筋截面截面 双筋双筋截面截面 截截面面尺尺寸寸梁的截面尺寸梁的截面尺寸 板的截面尺寸板的截面尺寸 学习重点学习

4、重点梁梁、板板一般一般构造规定构造规定；混凝土保护层概念、取混凝土保护层概念、取值，截面有效高度值，截面有效高度h h0 0；相对受压区高度相对受压区高度，配，配筋率筋率；适筋梁破坏过；适筋梁破坏过程及特征，单筋矩形截程及特征，单筋矩形截面承载力计算面承载力计算。返回返回梁、板的构造知识梁、板的构造知识 水工混凝土结构 梁梁： 梁的高度梁的高度h h可根据梁的跨度可根据梁的跨度l l0 0拟定，一般取拟定，一般取h=h=（1/81/81/121/12）l l0 0。梁的宽度。梁的宽度b b可根据梁的高度可根据梁的高度h h拟定。对矩形拟定。对矩形截面梁，取梁宽截面梁，取梁宽b b= =（1/2

5、1/21/31/3）h h；对对T T形截面梁形截面梁，取梁宽，取梁宽b b= =（1/2.51/2.51/41/4）h h。 梁宽梁宽：b b=120=120、150150、180180、200200、220220、250mm250mm，250 mm250 mm以以上按上按50 mm50 mm的模数递增；的模数递增； 梁高梁高：h h=250=250、300300、350350、400400、800mm800mm，以，以50 mm50 mm的的模数递增，模数递增，800 mm800 mm以上按以上按100 mm100 mm的模数递增。的模数递增。 b bh hb bh h水工混凝土结构水工混

6、凝土结构板板 考虑施工方便和使用要求，考虑施工方便和使用要求，一般建筑物一般建筑物中板厚不宜小于中板厚不宜小于60 60 mm mm ；水工建筑物水工建筑物中的板厚不宜小于中的板厚不宜小于100 mm100 mm。 板厚板厚250 mm250 mm以下按以下按10 mm10 mm递增；递增； 板厚在板厚在250 mm250 mm以上时按以上时按50 mm50 mm递增；递增； 板厚超过板厚超过800 mm800 mm时，则以时，则以100 mm100 mm递增。递增。 水工混凝土结构板的厚度与跨度的最小比值板的厚度与跨度的最小比值h h/ /l l0 0项次项次板的支板的支承情况承情况板的种类

7、板的种类梁式板梁式板双向板双向板悬臂板悬臂板无梁楼板无梁楼板有柱帽有柱帽无柱帽无柱帽1 1简支简支1/351/351/451/451/351/351/301/302 2连续连续1/401/401/501/501/121/12水工混凝土结构实心板实心板水工混凝土结构桥面板桥面板水工混凝土结构水工混凝土结构空心板空心板水工混凝土结构二、混凝土保护层二、混凝土保护层1.1.混凝土保护层混凝土保护层（用符号用符号c c表示表示） 纵向纵向受力受力钢筋钢筋外边缘外边缘到混凝土到混凝土近表面的距离近表面的距离 。2.2.作用作用 （1 1）保证钢筋与混凝土之间的粘结；）保证钢筋与混凝土之间的粘结；（2 2

8、）保证结构构件的耐久性。）保证结构构件的耐久性。 3.3.基本规定基本规定（1 1）梁的混凝土保护层厚度不应小于）梁的混凝土保护层厚度不应小于最大钢筋直径最大钢筋直径；（2 2）同时不应小于）同时不应小于粗骨料最大粒径的粗骨料最大粒径的1.251.25倍倍；（3 3）且符合表）且符合表一的规定一的规定。水工混凝土结构梁中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不小于梁中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不小于15mm15mm。 钢筋端头保护层厚度不应小于钢筋端头保护层厚度不应小于15mm15mm。 板、墙、壳中分布钢筋保护层厚度不应小于附表板、墙、壳中分布钢筋保护层厚度不应小于附表3-13-1中中数值减去数值减去1

9、0mm10mm，且不应小于，且不应小于10mm10mm。水工混凝土结构图图2-4 2-4 梁内纵向钢筋布置图梁内纵向钢筋布置图 水工混凝土结构水工混凝土结构 混凝土保护层最小厚度（混凝土保护层最小厚度（mmmm）项项次次构件类别构件类别环境条件类别环境条件类别一一二二三三四四五五1 1板、墙板、墙202025253030454550502 2梁、柱、墩梁、柱、墩303035354545555560603 3截面厚度不小于截面厚度不小于2.5m2.5m的的底板及墩墙底板及墩墙4040505060606565注1： 直接与地基接触的结构底层钢筋或无检修条件的结构，保护层厚度应适当加大.注2： 有抗

10、冲磨要求的结构面层钢筋，保护层厚度应适当加大。注注3 3： 混凝土强度等级不低于混凝土强度等级不低于C30C30且浇筑质量有保证的预制构件或薄板，保护层厚度可按且浇筑质量有保证的预制构件或薄板，保护层厚度可按 表中数值减小表中数值减小5mm5mm。注4： 钢筋表面涂塑或结构外表面敷设永久性涂料或面层时，保护层厚度可适当减小。注5： 严寒和寒冷地区受冰冻的部位，保护层厚度还应符合水工建筑物抗冰冻设计规范 （SL 2112006）的规定。表一水工混凝土结构截面有效高度截面有效高度h h0 0 受拉钢筋受拉钢筋合力点合力点到截面到截面受压边缘受压边缘的距离的距离 。计算保护层厚度计算保护层厚度a a

11、s s 当钢筋为一层布置时当钢筋为一层布置时: : h h0 0= =h ha as s，s s= =c cd d/2=40/2=4050mm50mm 当钢筋为两层布置时当钢筋为两层布置时: : h h0 0= =h ha as s，s s= =c cd de e/2=65/2=6580mm80mm 其中，其中，e e为两层钢筋之间的净距。为两层钢筋之间的净距。水工混凝土结构图图2-4 2-4 梁内纵向钢筋布置图梁内纵向钢筋布置图 水工混凝土结构三、梁的钢筋构造三、梁的钢筋构造纵向钢筋纵向钢筋 箍筋箍筋 弯起钢筋弯起钢筋 纵向受力钢筋纵向受力钢筋 架立钢筋架立钢筋 腰筋及拉筋腰筋及拉筋 梁梁

12、中中 钢钢 筋筋 骨骨 架架 水工混凝土结构水工混凝土结构 钢筋直径与根数钢筋直径与根数： （1 1）纵向受力钢筋的常用直径为）纵向受力钢筋的常用直径为121228mm28mm。截面一侧（受。截面一侧（受拉或受压）钢筋的直径最好相同，为节约钢材，也可选用两拉或受压）钢筋的直径最好相同，为节约钢材，也可选用两种不同直径的钢筋，其直径相差宜在种不同直径的钢筋，其直径相差宜在2 26mm6mm范围内。范围内。 （2 2）梁内纵向受力钢筋至少为）梁内纵向受力钢筋至少为2 2根根，以形成钢筋骨架的需要。，以形成钢筋骨架的需要。纵向受力钢筋的根数也纵向受力钢筋的根数也不宜太多不宜太多，否则会增大钢筋加工的

13、工，否则会增大钢筋加工的工作量，给混凝土浇捣带来困难。作量，给混凝土浇捣带来困难。 1.纵向受力钢筋纵向受力钢筋（一）纵向钢筋（一）纵向钢筋水工混凝土结构 钢筋间距和布置钢筋间距和布置 ： （1）梁内纵向钢筋之间的水平净距梁内纵向钢筋之间的水平净距e e在在下部下部不应小于不应小于d d（d d为纵筋的最大直径），同时不应小于为纵筋的最大直径），同时不应小于25mm25mm。 （2 2）在上部不应小于）在上部不应小于1.51.5d d，同时不应小于，同时不应小于30mm30mm和最大骨和最大骨料粒径的料粒径的1.51.5倍倍。 （3 3）各层钢筋之间的净距不应小于）各层钢筋之间的净距不应小于2

14、5mm25mm和钢筋的最大直和钢筋的最大直径径d d 。 当纵筋根数较多，若布置一层不能满足钢筋的间距、混当纵筋根数较多，若布置一层不能满足钢筋的间距、混凝土保护层厚度的构造规定时，则应布置凝土保护层厚度的构造规定时，则应布置两层甚至三层两层甚至三层。 水工混凝土结构受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋水工混凝土结构2.2.架立钢筋架立钢筋 当当l l4m4m时，架立钢筋直径时，架立钢筋直径d d不宜小于不宜小于8mm8mm； 当当l l=4=46m6m时

15、，时，d d 不宜小于不宜小于10mm10mm； 当当l l6m6m时，时，d d 不宜小于不宜小于12mm12mm。架立钢筋架立钢筋腰筋腰筋拉筋拉筋图图架立钢架立钢筋筋、腰腰筋筋及及拉拉筋筋水工混凝土结构1.1.设置条件：设置条件：腹板高度腹板高度h hw w450mm450mm时。时。2.2.位置：位置： 在梁的两侧中间。在梁的两侧中间。3.3.间距：间距： 沿高度每隔沿高度每隔2 200mm00mm。4.4.直径：直径：每侧每侧腰筋的截面面积不应小腰筋的截面面积不应小 于腹板截面面积于腹板截面面积bhbhw w的的0.10.1 两侧腰筋用两侧腰筋用拉筋拉筋连系起来。连系起来。5.5.拉拉

16、 筋：筋：直径可取与箍筋相同，拉筋的间距直径可取与箍筋相同，拉筋的间距常取为箍筋间距的倍数，一般在常取为箍筋间距的倍数，一般在500500700mm700mm之间。之间。6 6.h.hw w的取值为：的取值为：矩形截面取截面的有效高度，矩形截面取截面的有效高度，T T形截面取截面形截面取截面有效高度有效高度减去减去翼缘高度翼缘高度，工，工 形形截面取腹板净高。截面取腹板净高。架立钢筋架立钢筋腰腰筋筋拉拉筋筋3.3.腰筋及拉筋腰筋及拉筋 水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构（二）箍筋（二）箍筋箍筋的形状和肢数箍筋的形状和肢数 作用作用 ： 固定纵筋的位置；固定纵

17、筋的位置； 提高梁的抗剪能力；提高梁的抗剪能力； 提高梁的抗扭能力。提高梁的抗扭能力。形状形状：封闭式封闭式和和开口式开口式 肢数肢数：双肢双肢或或四肢四肢 箍筋的强度箍筋的强度考虑到高强度的钢筋延性较差，施工时成型困难，箍筋一考虑到高强度的钢筋延性较差，施工时成型困难，箍筋一般采用般采用HPB235HPB235钢筋，也可采用钢筋，也可采用HRB335HRB335级。级。水工混凝土结构箍筋的最小直径箍筋的最小直径 （1 1）梁高）梁高h h800mm800mm，箍筋直径不宜小于，箍筋直径不宜小于8mm8mm；（2 2）梁高）梁高h h800mm800mm，箍筋直径不宜小于，箍筋直径不宜小于6m

18、m6mm；（3 3）当梁内配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径不）当梁内配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径不 应小于应小于d d/4/4（d d为受压钢筋中的最大直径）。为受压钢筋中的最大直径）。 为了方便箍筋加工成型，常用直径为为了方便箍筋加工成型，常用直径为6 6、8 8、10mm10mm。水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构箍筋的布置箍筋的布置 （1 1）若）若按计算需要按计算需要配置箍筋时，一般可在梁的配置箍筋时，一般可在梁的全长均匀全长均匀布布置箍筋，也可以在梁置箍筋，也可以在梁两端剪力较大的部位两端剪力较大的部位布置得密一些。布置得密一些。 （2 2）若按

19、计算不需配置箍筋时：）若按计算不需配置箍筋时： 对高度对高度h h300mm300mm的梁，仍应沿全梁布置箍筋；的梁，仍应沿全梁布置箍筋； 对高度对高度h h=150=150300mm300mm的梁，可仅在构件端部各的梁，可仅在构件端部各1/41/4跨度跨度范围内配置箍筋，但当在构件中部范围内配置箍筋，但当在构件中部1/21/2跨度跨度范围内有集中荷载范围内有集中荷载作用时，箍筋仍应沿梁全长布置。作用时，箍筋仍应沿梁全长布置。 箍筋一般从梁边箍筋一般从梁边50mm50mm处开始设置。处开始设置。水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构水工混凝土结构 箍筋的最大间距

20、箍筋的最大间距 表表2-1 2-1 梁中箍筋的最大间距梁中箍筋的最大间距s smax max （单位：mm） 项次项次 梁高梁高h h KV KVV Vc c KV KVV Vc c 1 1 2 2 3 3 4 4 h h300300 300 300h h500500 500 500h h800800 h h800800 150150 200200 250 250 300 300 200 200 300 300 350 350 400 400（1 1）箍筋的最大间距不得大于下表所列的数值；）箍筋的最大间距不得大于下表所列的数值；水工混凝土结构 （2 2）当梁中配有计算需要的纵向）当梁中配有计算

21、需要的纵向受压受压钢筋时，箍筋钢筋时，箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于的间距在绑扎骨架中不应大于1515d d，在焊接骨架中不应，在焊接骨架中不应大于大于2020d d（d d为受压钢筋中的最小直径）；为受压钢筋中的最小直径）； （3 3）任何情况下均不应大于）任何情况下均不应大于400mm400mm； （4 4）当一层内纵向受压钢筋多于）当一层内纵向受压钢筋多于5 5根且直径大于根且直径大于18mm18mm时，箍筋间距不应大于时，箍筋间距不应大于1010d d； 水工混凝土结构 （5 5）在绑扎接头的搭接长度范围内，当钢筋）在绑扎接头的搭接长度范围内，当钢筋受拉受拉时，时，其箍筋间距不应大于其

22、箍筋间距不应大于5 5d d，且不应大于，且不应大于100mm100mm； 当钢筋当钢筋受压受压时，箍筋间距不应大于时，箍筋间距不应大于1010d d，且不应大于，且不应大于200mm200mm。在此，。在此，d d为搭接钢筋中的最小直径。为搭接钢筋中的最小直径。 当受压钢筋直径当受压钢筋直径d d25mm25mm时，尚应在搭接接头两个端时，尚应在搭接接头两个端面外面外100mm100mm范围内各设置两个箍筋。范围内各设置两个箍筋。水工混凝土结构（三）弯起钢筋（三）弯起钢筋1.1.最大间距：最大间距： 同箍筋一样同箍筋一样 。2.2.弯起角度弯起角度 ：弯起角一般为弯起角一般为4545。 当梁

23、高当梁高h h700mm700mm时，也可用时，也可用6060。3.3.弯起钢筋的锚固弯起钢筋的锚固 ：在在受拉区受拉区不应小于不应小于2020d d， 在在受压区受压区不应小于不应小于1010d d。 对对光光圆钢筋圆钢筋，其末端应设置弯钩。，其末端应设置弯钩。 位于位于梁底梁底和和梁顶角部梁顶角部的纵向钢筋不应弯起。的纵向钢筋不应弯起。 弯起钢筋应采用图所示弯起钢筋应采用图所示“吊筋吊筋”的形式，而不能采用仅在受的形式，而不能采用仅在受拉区有较少水平段的拉区有较少水平段的“浮筋浮筋”。 (a)(a)受拉区受拉区（b b）受压区）受压区水工混凝土结构（b b）浮筋）浮筋(a) (a) 吊筋吊

24、筋水工混凝土结构四、板内钢筋构造四、板内钢筋构造受力钢筋受力钢筋板板分布钢筋分布钢筋1.1.直径直径：常用直径为常用直径为6 612mm12mm； 对于对于h h200mm200mm的较厚板（如水电站厂房安装车间的楼面板）和的较厚板（如水电站厂房安装车间的楼面板）和h h1500mm1500mm的厚板（如水闸的底板）。的厚板（如水闸的底板）。 受力钢筋的常用直径为受力钢筋的常用直径为121225mm25mm。2.2.最大间距最大间距 板厚板厚h h200mm200mm时，时，s s200mm200mm； 当当200mm200mmh h1500mm1500mm时，时， s s250mm250mm

25、 当板厚当板厚h h1 500mm1 500mm时，时， s s0.20.2h h且且s s300mm300mm3.3.最小间距最小间距：受力钢筋最小间距为：受力钢筋最小间距为 70mm70mm。图示图示水工混凝土结构四、板内钢筋构造四、板内钢筋构造受力钢筋受力钢筋板板分布钢筋分布钢筋1.1.作用：作用： 将板面荷载将板面荷载均匀均匀地传递给受力钢筋；地传递给受力钢筋； 防止防止因温度变化或混凝土收缩等原因，沿板跨方向产生因温度变化或混凝土收缩等原因，沿板跨方向产生裂缝裂缝； 固定固定受力受力钢筋钢筋处于正确位置。处于正确位置。2.2.面积：面积：每米板宽内分布钢筋的截面面积不小于受力钢筋截面面每米板宽内分布钢筋的截面面积不小于受力钢筋截面面 积的积的15%15%（集中荷载时为（集中荷载时为25%25%）。）。3.3.间距间距： 分布钢筋的间距不宜大于分布钢筋的间距不宜大于250 mm250 mm； 当集中荷载较大时，分布钢筋的间距不宜大于当集中荷载较大时，分布钢筋的间距不宜大于200mm20