4第三章混凝土结构基本构件ppt课件

1、宁夏建立职业技术学院宁夏建立职业技术学院2276教学课件教学课件主讲教师：马主讲教师：马 林林第一节 钢筋混凝土受弯构件 第二节 钢筋混凝土受压构件 第三节 钢筋混凝土受扭构件 第四节 预应力混凝土构件根本知识 第五节 钢筋混凝土构件施工图 思索题与习题 第三章第三章 混凝土构造根本构件混凝土构造根本构件A、梁的截面方式、梁的截面方式B、板的截面方式、板的截面方式第一节第一节 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件工程构造中最常见的构件工程构造中最常见的构件钢筋混凝土受弯构件：钢筋混凝土受弯构件： 正截面承载力计算：确定受弯构件的资料、截面尺寸与纵正截面承载力计算：

2、确定受弯构件的资料、截面尺寸与纵向受力钢筋的用量，以保证不发生正截面受弯破坏。向受力钢筋的用量，以保证不发生正截面受弯破坏。 斜截面承载力计算：复核所选用的资料与截面尺寸，并确定斜截面承载力计算：复核所选用的资料与截面尺寸，并确定箍筋与弯起钢筋用量，以保证不发生斜截面受剪破坏。箍筋与弯起钢筋用量，以保证不发生斜截面受剪破坏。主要是经过一定的构造措施以保证斜截面不发生受弯破坏。主要是经过一定的构造措施以保证斜截面不发生受弯破坏。受弯构件是指仅接受弯矩和剪力的构件。受弯构件是指仅接受弯矩和剪力的构件。梁和板的区别在于：梁的截面高度普通都远大于其宽梁和板的区别在于：梁的截面高度普通都远大于其宽度，而

3、板的截面高度那么远小于其宽度。度，而板的截面高度那么远小于其宽度。 梁、板的制造工艺有现浇和预制两种，相应的梁、板梁、板的制造工艺有现浇和预制两种，相应的梁、板叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。 (一一)、梁的构造、梁的构造梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立筋等。梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立筋等。如下图如下图 梁梁的的配配筋筋一、梁和板的普通规定一、梁和板的普通规定1、纵向受力钢筋、纵向受力钢筋 纵向受力钢筋的主要作用是用来接受由弯矩在梁中产纵向受力钢筋的主要作用是用来接受由弯矩在梁中产生的拉力。生的拉力。 常用钢筋为常用钢筋为H

4、RB400、HRB335等级。等级。伸入支座的数量：不宜少于两根；常用直径为伸入支座的数量：不宜少于两根；常用直径为1235mm 当梁高当梁高h300mm时，其直径不应小于时，其直径不应小于10mm 当梁高当梁高h800mm时，不宜小于时，不宜小于8mm。 梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋直径还应不梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋直径还应不小于小于d4(d为纵向受压钢筋最大直径为纵向受压钢筋最大直径) 梁内箍筋数量：由抗剪计算和构造要求确定。梁内箍筋数量：由抗剪计算和构造要求确定。箍筋分开口和封锁两种方式如下图。箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢如下图 箍筋的方式和肢数 (a) 箍筋的方

5、式；b) 箍筋的肢数 4、弯起钢筋、弯起钢筋 弯起钢筋普通是由纵向受力钢筋弯起而成的。弯起钢筋普通是由纵向受力钢筋弯起而成的。它的作用是：弯起段用来接受弯矩和剪力产生的主拉应力；它的作用是：弯起段用来接受弯矩和剪力产生的主拉应力；跨中程度段跨中程度段 接受弯矩产生的拉力；弯起后的程度段可接接受弯矩产生的拉力；弯起后的程度段可接受支座处的负受支座处的负 弯矩。弯矩。 弯起钢筋的数量、位置由计算确定。弯起钢筋的数量、位置由计算确定。 弯起钢筋的弯起角度：弯起钢筋的弯起角度： 当梁高小于当梁高小于800mm时，弯起角采用时，弯起角采用45； 当梁高大于当梁高大于800mm时，弯起角采用时，弯起角采用

6、60 5、架立钢筋、架立钢筋 架立筋设置在梁的受压区外缘两侧，架立筋设置在梁的受压区外缘两侧， 架立筋的主要作用架立筋的主要作用是用来固定箍筋的正确位置和构成钢筋骨架；此外，架立钢筋是用来固定箍筋的正确位置和构成钢筋骨架；此外，架立钢筋还可接受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力，防止裂痕发还可接受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力，防止裂痕发生。生。 架立钢筋的直径：架立钢筋的直径： 当跨度小于当跨度小于4m时，时， 不宜小于不宜小于8mm； 当跨度等于当跨度等于46m时，不宜小于时，不宜小于10mm； 当跨度大于当跨度大于6m时，时， 不宜小于不宜小于12mm。6、纵向构造钢筋、纵向构造钢筋

7、 当梁的腹板高度当梁的腹板高度hw450mm时，在梁的两个侧面应沿时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积小于腹板截面面积bhw的的0.1%，且其间距不宜大于，且其间距不宜大于200mm，纵向构造钢筋的作用是防止混凝土由于温度变化和收缩等缘纵向构造钢筋的作用是防止混凝土由于温度变化和收缩等缘由在梁侧中部产生裂痕。由在梁侧中部产生裂痕。梁的腹板高度梁的腹板高度hw的取值如下：的取值如下：对于矩形截面，取截面有效高度对于矩形截面，取截面有效高度h0；对于对于T形截面，取截面有效高度减去形截面，取截

8、面有效高度减去 翼缘高度；翼缘高度；对于工字形截面，取腹板净高。对于工字形截面，取腹板净高。侧面构造钢筋1 1、板的厚度、板的厚度 ：板的承载力应满足荷载、刚度和抗裂的要求。：板的承载力应满足荷载、刚度和抗裂的要求。 现浇板的厚度现浇板的厚度 h h 取取10mm10mm为模数，从刚度条件出发，不需为模数，从刚度条件出发，不需作挠度验算的板的厚度与跨度的最小比值作挠度验算的板的厚度与跨度的最小比值(h/L)(h/L)应按表取值。应按表取值。 现浇板的最小厚度：现浇板的最小厚度： 普通民用建筑的楼面板普通民用建筑的楼面板60mm 60mm ， 工业建筑楼面板为工业建筑楼面板为70 mm70 mm

9、，屋面板为，屋面板为60mm60mm。(二二)、板的构造、板的构造板类型 支承情况 单向板（梁式板）双向板悬臂板 简支 L/35L/45 连续 L/40 L/50L12 板的高跨比板的高跨比h/L2、板的配筋、板的配筋 板中通常配置受力钢筋和分布钢筋。板中通常配置受力钢筋和分布钢筋。 板中受力钢筋沿板的跨度方向在板中受力钢筋沿板的跨度方向在受拉区布置；分布钢筋布置在受力钢受拉区布置；分布钢筋布置在受力钢筋的内侧，并与受力钢筋垂直，交点筋的内侧，并与受力钢筋垂直，交点处用细铁丝绑扎或焊接，共同构成钢处用细铁丝绑扎或焊接，共同构成钢筋网片。如下图。筋网片。如下图。板中受力钢筋承当由弯矩产生的拉力。

10、 板中分布钢筋的作用是固定受力钢筋的正确位置，抵抗混凝土因温度变化及收缩产生的拉应力，将板上的荷载有效地传到受力钢筋上去。 板中钢筋普通为HPB235级钢筋，必要时也可采用HRB335级钢筋。 板的配筋 受力钢筋的直径经过计算确定，普通为612mm： 间距要求：当板厚h150mm时，不应大于200mm； 当板厚h 150mm时，不应大于1.5h，且不应大 于250mm。为了保证施工质量： 钢筋间距也不宜小于70mm。当板中受力钢筋需求弯起时，其弯起角不宜小于300。 板中单位长度上的分布钢筋，其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%其直径不

11、宜小于6mm；其间距不应大于250 mm。 受力钢筋转机分布钢筋的配置( (三三) )、 混凝土维护层和截面的效高度混凝土维护层和截面的效高度1、混凝土维护层的作用：、混凝土维护层的作用： 是防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的严密粘结。故梁、板是防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的严密粘结。故梁、板的受力钢筋均应有足够的混凝土维护层。的受力钢筋均应有足够的混凝土维护层。维护层厚度主要取决于构件运用环境、构件类型、混凝土强度等级、维护层厚度主要取决于构件运用环境、构件类型、混凝土强度等级、受力钢筋直径等要素的影响。受力钢筋直径等要素的影响。 混凝土维护层应从钢筋的外边缘算起，但同时也不应小

12、于受力钢筋的混凝土维护层应从钢筋的外边缘算起，但同时也不应小于受力钢筋的直径。直径。环境类别 板、墙、壳梁柱C20C25C45C50C20C25C45C50C20C25C45C50一201515302525303030二a一 2015一3030一3030b一2520一3530一3530三一3025一4035一4035纵向受力钢筋混凝土最小维护层厚度纵向受力钢筋混凝土最小维护层厚度(mm) 2 2、截面有效高度、截面有效高度 在计算梁板受弯构件承载力时，因受拉区混凝土开裂后拉力完全由钢筋承当，这时梁能发扬作用的截面高度，应为受拉钢筋截面形心至受压边缘的间隔，称为截面有效高度h0 00s-ahh

13、式中 h受力构件的截面高度 as纵向受拉钢筋合力点 至受拉区混凝土边缘的间隔。设计时梁、板直径规定 梁钢筋平均直径d取20mm 板钢筋平均直径d取10mm当砼强度等级不低于当砼强度等级不低于C25时梁、板有效高度时梁、板有效高度h0按下式计算按下式计算对于梁：对于梁： h0hash35mm (一排钢筋一排钢筋) h0 has h60mm (二排钢筋二排钢筋) 对于板：对于板： h0 has h20mm 1、钢筋的锚固长度、钢筋的锚固长度 是以拔出实验为根底确定根本锚固长度的，取纵筋受是以拔出实验为根底确定根本锚固长度的，取纵筋受拉时的根本锚固长度为：拉时的根本锚固长度为：锚固钢筋的外形系数锚固

14、钢筋类型光面钢筋带肋钢筋钢筋外形系数 a0.160.14二、钢筋的锚固与衔接二、钢筋的锚固与衔接如例如例 ：dd.d.dffLN/mm. f CN/mmftyaty31553011210160112021022 La 0.16 求钢筋锚固长度钢筋系数为(31)表表3-2受拉钢筋的最小锚固长度受拉钢筋的最小锚固长度La 钢筋种类混凝土强度等级C20C25C30C35C40d25d25d25d25d25d25d25d25d25d25HPB235普通钢筋31d31d27d27d24d24d22d22d20d20dHRB335普通钢筋39d42d34d37d30d33d27d30d25d27d环氧树脂

15、涂层钢筋48d53d42d46d37d41d34d37d31d34dHRB400普通钢筋46d51d40d44d36d39d33d36d30d33dRRB400环氧树脂涂层钢筋58d63d50d55d45d49d41d45d37d41d注：注：1 1、表中、表中d d为钢筋的公称直径；为钢筋的公称直径； 2 2、当弯锚时，有些部位的锚固长度为、当弯锚时，有些部位的锚固长度为0.4La+15d,0.4La+15d,见各类构件的规范构造详图；见各类构件的规范构造详图； 3 3、当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时如滑模工，锚固长度应乘以施工扰动系数、当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时如滑模工，锚固长

16、度应乘以施工扰动系数 1.1 1.1； 4 4、受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的、受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0.70.7倍；不小于倍；不小于250 mm250 mm。 5 5、光面钢筋系指、光面钢筋系指HPB235,HPB235,受拉时，末端应做受拉时，末端应做180 180 弯钩，弯钩， 弯后平直长度不小于弯后平直长度不小于3d3d。经上述修正后，锚固长度在任何情况下均不可小于最小锚固经上述修正后，锚固长度在任何情况下均不可小于最小锚固长度，其值为计算值的长度，其值为计算值的0.7倍及倍及250mm。 2、末端采用机械锚固措施时钢筋的锚固长度、末端采用机械锚固措

17、施时钢筋的锚固长度 对对HRB335级、级、HRB400级和级和RRB400级纵向受拉钢筋当末端采用机械锚固措施时，包括级纵向受拉钢筋当末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取受拉钢筋最小锚固长度附加锚固端头在内的锚固长度可取受拉钢筋最小锚固长度La的的70。机械锚固方式及构造要。机械锚固方式及构造要求宜按以下图采用。求宜按以下图采用。 图钢筋机械锚固的方式及构造要求图钢筋机械锚固的方式及构造要求 (a)末端带末端带0弯钩；弯钩；(b)末端与钢板穿孔寒焊；末端与钢板穿孔寒焊；(c)末端与短钢筋双面贴焊末端与短钢筋双面贴焊 采用机械锚固措施时，锚固长度范围内箍筋不应少于3个，其

18、直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，间距不应大于纵向钢筋直径的5倍。当纵向钢筋的混凝土维护层厚度不小于钢筋公称直径的5倍时，可不配置上述箍筋。4、钢筋在支座处的锚固、钢筋在支座处的锚固 (1).对板端对板端 简支板或延续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应简支板或延续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于小于5d，d为下部纵向受力钢筋的直径。当延续板内温度收为下部纵向受力钢筋的直径。当延续板内温度收缩应力较大时，伸入支座的锚固长度宜适当添加。缩应力较大时，伸入支座的锚固长度宜适当添加。 3、纵向受压钢筋的锚固长度、纵向受压钢筋的锚固长度 当计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时，其锚固长度

19、不应小于受拉钢筋锚固长度的当计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时，其锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度的70。 (2).对梁端对梁端 简支粱和延续粱简支端的下部纵向受力钢筋，简支粱和延续粱简支端的下部纵向受力钢筋，其伸人梁支座范围内的锚同长度其伸人梁支座范围内的锚同长度Las，(图图)应符合应符合以下规定：以下规定： 图纵向受力钢筋伸人 梁简支支座的锚固长度Las当梁宽为当梁宽为100mm以上时，不宜少于二根；当梁宽小于以上时，不宜少于二根；当梁宽小于100mm时，可为一根。时，可为一根。 (3)、对梁的中间支座、对梁的中间支座 框架梁和延续梁的上部纵向钢筋应贯穿中间节点或中间框架梁和延续梁的上部

20、纵向钢筋应贯穿中间节点或中间支座范围，下部纵向钢筋当计算中不利用其钢筋强度时，其支座范围，下部纵向钢筋当计算中不利用其钢筋强度时，其伸人中间支座和节点的锚固长度应符合上述简支座当伸人中间支座和节点的锚固长度应符合上述简支座当V 0 7 f t b h0的规定的规定、边支座、边支座aahla15dla0.7la受拉钢筋受压钢筋当柱截面高度足够时，框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支当柱截面高度足够时，框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支座锚固，锚固长度不小于座锚固，锚固长度不小于la，且应伸过注中心线不小于，且应伸过注中心线不小于5d。当柱截面高度缺乏以布置直线钢筋时，应将梁上部纵筋伸至当柱截面高度缺乏

21、以布置直线钢筋时，应将梁上部纵筋伸至节点外边并向下弯折，但弯折前的程度投影长度节点外边并向下弯折，但弯折前的程度投影长度lahaahla，混凝土强度等级为混凝土强度等级为C20时，取时，取aah=0.45；混凝土强度等级等于；混凝土强度等级等于或大于或大于C25时，取时，取aah=0.4；弯折后的垂直长度不应小于；弯折后的垂直长度不应小于15d。下部纵筋伸入支座的锚固要求：下部纵筋伸入支座的锚固要求：当计算中不利用其强度时，锚固长度可按当计算中不利用其强度时，锚固长度可按V0.7ftbh0时的简时的简支支座情况思索；支支座情况思索；当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋伸入支座的锚固当计算中充

22、分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于长度不应小于la。假设柱截面高度不够时，可将钢筋向上弯折，。假设柱截面高度不够时，可将钢筋向上弯折，弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况一样；弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况一样；当计算中充分利用钢筋的受压强度时，钢筋伸入支座的锚固当计算中充分利用钢筋的受压强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于长度不应小于0.7la。、中间支座、中间支座 la5dhd1/25h la5dhd1/25h 2.钢筋的衔接钢筋的衔接 当构件内钢筋长度不够时，宜在钢筋受力较小处进展钢筋的衔接。钢筋的衔接可分绑扎搭接和当构件内钢筋长度不够时，宜在钢筋受力较小处进

23、展钢筋的衔接。钢筋的衔接可分绑扎搭接和机械衔接或焊接两类。机械衔接或焊接两类。 (1)、绑扎搭接接头、绑扎搭接接头 、对轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。当受拉钢筋直径、对轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。当受拉钢筋直径d28 mm及受压钢筋直径及受压钢筋直径d32 mm时，不宜采用绑扎搭接接头。时，不宜采用绑扎搭接接头。 、同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头的区段长度、同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头的区段长度为为1.3倍搭接长度，倍搭接长度， llll 3 . 1钢筋绑

24、扎搭接接头衔接区段 图 3-5 同 衔接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头 对位于同一区段内受拉钢筋搭接接头面积百分率要求；对位于同一区段内受拉钢筋搭接接头面积百分率要求； 对梁类、板类及墙类构件，小宜大于对梁类、板类及墙类构件，小宜大于25； 对柱类构件，不宜大于对柱类构件，不宜大于50。 当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件不应大于当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件不应大于50；对板类、；对板类、墙类及柱类构件，可根据实践情况放宽。墙类及柱类构件，可根据实践情况放宽。、纵向受力钢筋的搭接、纵向受力钢筋的搭接L l =z la (3-2)受拉钢

25、筋搭接接头面积百分率系数z y%2550100z 1.21.41.6 、 构件中的受压钢筋当采用搭接衔接时，其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接构件中的受压钢筋当采用搭接衔接时，其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的长度的0 .7倍，且在任何情况下不应小于倍，且在任何情况下不应小于200 mm。 、在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的、在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的14。当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的。当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于倍，且不应大于100 mm

26、；当钢；当钢筋受压时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的筋受压时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于倍，且不应大于200 mm。当受压钢筋直。当受压钢筋直径径d25 mm时，尚应在搭接接头两个端面外时，尚应在搭接接头两个端面外100 mm范围内各设置两道箍筋。范围内各设置两道箍筋。 (2)、机械衔接和焊接接头、机械衔接和焊接接头 纵向受力钢筋机械衔接和焊接接头的位置宜相互错开。纵向受力钢筋机械衔接和焊接接头的位置宜相互错开。钢筋机械衔接和焊接衔接接头衔接区段的长度为钢筋机械衔接和焊接衔接接头衔接区段的长度为35 d(d为纵为纵向受力钢筋的较大直径，当为焊接衔接时区段的长度还应

27、不向受力钢筋的较大直径，当为焊接衔接时区段的长度还应不小于小于500 mm)，凡接头中点位于该衔接区段长度内的机械衔，凡接头中点位于该衔接区段长度内的机械衔接和焊接接头均属于同一衔接区段。在受力较大处，位于同接和焊接接头均属于同一衔接区段。在受力较大处，位于同一衔接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于一衔接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。装配式构件衔纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。装配式构件衔接处的纵向受力钢筋焊接接头可不受以上限制。接处的纵向受力钢筋焊接接头可不受以上限制。 机械衔接接头边接件混凝土维护层厚度要满足纵向受力

28、机械衔接接头边接件混凝土维护层厚度要满足纵向受力钢筋最小维护层厚度要求。钢筋最小维护层厚度要求。三、三、 受弯构件正截面承载力的计算受弯构件正截面承载力的计算(一一)、受弯构件正截面、受弯构件正截面 的破坏方式的破坏方式 受弯构件以梁为实验研讨对象。受弯构件以梁为实验研讨对象。实验阐明：同样的截面尺寸、跨度和同样资料强度的梁，由实验阐明：同样的截面尺寸、跨度和同样资料强度的梁，由于配筋量的不同，会发生本质不同的破坏。有于配筋量的不同，会发生本质不同的破坏。有(少筋梁、适少筋梁、适筋梁、超筋梁筋梁、超筋梁) 钢筋砼受弯构件接受弯矩和剪力共同作用，破坏有两种能够：一、是由弯矩引起的破坏，称为沿正截

29、面破坏；二、是由弯矩和剪力共同作用引起的破坏，称为沿斜截面破坏。所以，设计受弯构件时，需进展正截面承载力和斜截面承载力计算。 受弯构件破坏是与的截面配筋率有关系：受弯构件破坏是与的截面配筋率有关系：配筋率：是指纵向受拉钢筋截面面积与截面有效面积的百分配筋率：是指纵向受拉钢筋截面面积与截面有效面积的百分比，用比，用表示表示 )33( 0bhAS配筋不同的梁的破坏 (a)适筋梁;(b)超筋梁；(c)少筋梁式中 AS 纵向受拉钢筋的截面面积； bh0混凝土的有效截面面积。对于梁：对于梁： h0h35mm (一排钢筋一排钢筋) h0 h60mm (二排钢筋二排钢筋) 对于板：对于板： h0 h20m

30、1、 适筋梁适筋梁 当构件的配筋比较适宜时，构件的破坏首先是由于受拉区纵向受拉钢筋屈服，然后受压区混凝土被压碎，构件即告破坏，钢筋和混凝土的强度都能得到充分利用。此种破坏在构件破坏前有明显的塑性变形和裂痕预兆，破坏不是忽然发生的，属于延性破坏 。 适筋梁破坏方式2、 超筋梁超筋梁 当构件的配筋太多时，构件的破坏特征发生质的变化。截面受压边缘的混凝土在受拉钢筋尚未到达屈服强度前就被压碎，构件被破坏。这种破坏在破坏前虽然有一定的变形和裂痕预兆，但不明显，而且当混凝土压碎时，破坏忽然发生，钢筋的强度得不到充分利用，破坏具有脆性破坏性质，这种破坏称为超筋破坏 。在工程中是不允采用超筋梁并以最大配筋率m

31、ax控制。 超筋梁破坏方式 当构件的配筋太少时，构件不但承载才干很低，而且受拉边一旦开裂，裂痕就急速向上扩展，裂痕截面处的拉力全部由钢筋承当，钢筋数量较少，此时钢筋由于忽然增大的应力而屈服，构件亦即发生破坏。此种破坏的特点是“一裂即坏，无明显的预兆，属于脆性破坏。在工程中是不允采用超筋梁并以最小配筋率min控制。 3、 少筋梁少筋梁少筋梁破坏方式 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，是以适筋梁破单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，是以适筋梁破坏瞬间的受力形状为根据的。为了计算方便，坏瞬间的受力形状为根据的。为了计算方便，：受：受弯构件、偏心受力构件正截面受压区混凝土的应力图形可简化弯构件、

32、偏心受力构件正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图形。进展计算。为等效的矩形应力图形。进展计算。为了保证钢筋混凝土受弯构件不发生少筋破坏和超筋破坏必需控制梁的配筋率maxmin(二二)、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算A、 等效矩形应力图形等效矩形应力图形简化原那么是：简化原那么是：(1)、不思索受拉区混凝土参与任务，拉力完全由钢筋承当；、不思索受拉区混凝土参与任务，拉力完全由钢筋承当；(2)、压应力合力大小相等，合力作用位置不变。经折算，矩形应力图形、压应力合力大小相等，合力作用位置不变。经折算，矩形应力图形的混凝土受压区高度的混凝土受

33、压区高度X=1X0，x0为实践受压区高度，为实践受压区高度，1为系数。为系数。受弯构件正截面应力图1、根本公式及适用条件、根本公式及适用条件受弯构件正截面应力图(a) 横截面；(b) 实践应力图;(c) 等效应力图；(d) 计算截面 当混凝土强度等级当混凝土强度等级C50时时1=1.0;1=0.8受弯构件正截面承载力的计算，就是要求由荷载设计值在构件内产生的弯矩，小于或等于按资料强度设计值计算得出的构件受弯承载力设计值。 为单筋矩形截面受弯构件计算图形。由于截面在破坏前的一瞬间处于静力平衡形状，由平衡条件得出其承载力根本计算公式：)43( 01yscfAbxfXa) 53 ( )2( 001x

34、hbxfMMcuAsa)63( )2( 00 xhfAMMySucB、根本公式、根本公式uMM C C、根本公式的适用条件、根本公式的适用条件根本计算公式是以适筋梁第a形状的静力平衡条件得出的，只适用于适筋构件的计算。在运用公式时，一定要保证防止超筋破坏和少筋破坏。1为防止超筋破坏，应符合的条件为： 7b)-(3 )73( 0maxhxab或(2) 为防止少筋破坏，应符合的条件为防止少筋破坏，应符合的条件 8b)-(3 AA 8a)-(3 minminSminbhs或b界限相对受压区高度00 hxhxbb最小配筋率最小配筋率pmin 最小配筋率最小配筋率min是根据钢筋混凝土梁所能承当的极限弯

35、是根据钢筋混凝土梁所能承当的极限弯矩矩Mu和一样截面素混凝土梁所能承当的极限弯矩和一样截面素混凝土梁所能承当的极限弯矩Mcr，相等，相等的原那么，并思索温度和收缩应力的影响而确定的。钢筋混的原那么，并思索温度和收缩应力的影响而确定的。钢筋混凝土构造构件中纵向受力钢筋的最小配筋率见表凝土构造构件中纵向受力钢筋的最小配筋率见表 钢筋混凝土构造构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)受 力 类 型受 压 构件全部纵向钢筋一侧纵向钢筋受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋最小配筋百分率0.60.20.2和和0.45ft/fy中的较大值中的较大值201maxmaxmax201000101max0

36、 )501()5.01()2()2( 5)-(3hbfM.-hbfhhhbfxhbxfMMhxbcsbsbbcbbccbaaaaaa令公式代入将 我们用界限相对受压区高度b来衡量构件破坏时钢筋强度能否充分利用，判别是适筋破坏还是超筋破坏的特征根据。 2、正截面承载力计算的步骤、正截面承载力计算的步骤 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，可以分为单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，可以分为两类问题：一是截面设计，二是承载力复核两类问题：一是截面设计，二是承载力复核计算方法有：根本公式法、计算表格法计算方法有：根本公式法、计算表格法)43( 01yscfAbxfXa) 53 ( )2( 001

37、xhbxfMMcuAsa)63( )2( 00 xhfAMMySucA、根本公式法、根本公式法 1、截面设计、截面设计 知：弯矩设计值知：弯矩设计值M，混凝土强度等级，混凝土强度等级fy，钢筋级别，钢筋级别，构件截面尺寸构件截面尺寸b、h。求：所需受拉钢筋截面面积。求：所需受拉钢筋截面面积As。 计算步骤如下：计算步骤如下： 、确定截面有效高度、确定截面有效高度h0 h0=h-as 、计算混凝土受压区高度、计算混凝土受压区高度x，并判别能否属超筋梁，并判别能否属超筋梁 假设假设xbh0，那么属适筋梁；假设，那么属适筋梁；假设x bh0那么为超那么为超筋梁。筋梁。 2012 (39)ocMxhh

38、f ba留意：留意： M的计算用的计算用 Nm、计算钢筋截面面积、计算钢筋截面面积As，并判别能否属少筋梁，并判别能否属少筋梁(3-4) 、假设、假设Asminbh，那么属适筋梁；假设，那么属适筋梁；假设Asb，为超筋构件，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级后重新计算As。 sas利用利用 与与 之间的计算过程公式之间的计算过程公式1、截面设计、截面设计 1 )、计算、计算 sa2)、计算、计算 s3) 、计算、计算 AS b 适用条件201bhfMcsaasa2112211ssa知：弯矩设计值M，混凝土强度等级，钢筋级别，构件截面尺寸b、h0 求：所需受拉钢筋截面面积As。 0hfMAyss

39、ycSffbhA10acysfbhfA10a201bhfMcsuaa 2、截面验算、截面验算知：构件截面尺寸知：构件截面尺寸b、h，钢筋截面面积，钢筋截面面积As，混凝土强度等级，钢筋级，混凝土强度等级，钢筋级 别，弯矩设计值别，弯矩设计值M。求：复核截面能否平安。求：复核截面能否平安。2 )、根据、根据查得查得 sa1)、计算、计算 s3) 、计算、计算 AS 0hfAMyss4)、检查最小配筋率、检查最小配筋率 min或或 ASminbh22046505214.3011017026201.bhfMcsaa185052200.22211211s.ba210116206314.30146505

40、25220mmffbhAycs.a748022202112211.ssa2601162465063478010170 mmhfMAyss.选配420As=1256mm2 【例【例3-1】知矩形截面梁】知矩形截面梁bh=250mm500mm，as=35mm, 由荷载设计由荷载设计值产生的弯矩值产生的弯矩M=170kNm， 混凝土强度等级混凝土强度等级C30 ，级钢筋选用，级钢筋选用HRB 400 。试求所需的受拉钢筋截面面积。试求所需的受拉钢筋截面面积AS。 【解】查表得fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2；P210页fy=360N/mm2；P16页 1=1.0； P33页b=0.

41、518； P33页 h0=465mm 例：知梁的截面例：知梁的截面 ,弯矩弯矩 ,混凝土强度等级混凝土强度等级为为C25，钢筋用，钢筋用HPB335级，求所需钢筋面积级，求所需钢筋面积 mmhb500200mkNM 98sA解：mmhh4653502300mmNfy/2911mmNfc/.19046520091101109826201.bhfMcsaa5502130190211211s.ba2108785300911014652002130mmffbhAycs.a894021902112211.ssa260878546530089401098 mmhfMAyss.选配416As=804mm2课

42、堂作业课堂作业【解】 (1)确定计算数据确定资料强度设计值：，f c=11. 9Nmm2，f t=1.27Nmm2， 11，f y360Nmm2 钢筋截面面积：AS=804mm2 mmhhs415354500a293. 09 .11141520036080410cySfbhfAamKNmKNmmbhfMucs100.5 .102105 .1024152009 .11125.062201aa【例2】某学校教室梁截面尺寸及配筋如下图，弯矩设计M=100kNm， 混凝土强度等级为C25，钢筋为HRB400级416(AS=804mm2)。实验 算此梁能否平安。梁的有效高度：h0(2)求值查表3-5得S

43、=0. 25(3)求受弯承载力设计值Mu(4)检查最小配筋率 =0.89%min=0.2%满足要求4 16【例3】知一单跨简支板如下图)，计算跨度L0=2.24m ，接受均布荷载设计值q=5kN/m包括板的自重；混凝土等级为C20；钢筋等级采用HPB235级钢筋，试确定受拉钢筋截面面积As。L0=2.24m2.24m150【解】取板宽b=1000mm的板带作为计算单元。(1)、求跨中截面弯矩设计值M(2)、 计算s (3)、计算s(4)、计算AS mKNqlM136324258181220.1080551000690110136326201.bhfMcsaammh55258002210mmNf

44、y/269mmNfc/.9430210802112211.ssa260289552109430101363 mmhfMAyss.(5)、配筋 选用8150，As=335mm2 按矩形截面计算的各类截面例如 应指出的是：受弯构件承载力的计算是以适筋梁第应指出的是：受弯构件承载力的计算是以适筋梁第a形状的形状的应力形状为计算根据的，又假定受拉区混凝土开裂不参与任务，应力形状为计算根据的，又假定受拉区混凝土开裂不参与任务，拉力完全由钢筋承当，所以受拉区的外形对受弯构件承载力没拉力完全由钢筋承当，所以受拉区的外形对受弯构件承载力没有任何影响。有任何影响。如下图的矩形、十字形、倒如下图的矩形、十字形、倒

45、T形、花篮形四个截面虽然受形、花篮形四个截面虽然受拉区截面外形各不一样，但其截面高度、受压区宽度和受拉钢拉区截面外形各不一样，但其截面高度、受压区宽度和受拉钢筋完全一样。所以，只需受压区判别为矩形截面，那么无论受筋完全一样。所以，只需受压区判别为矩形截面，那么无论受拉区外形如何，都应按矩形截面计算。拉区外形如何，都应按矩形截面计算。 A sA s受压钢筋h0bh( (三三) )、双筋矩形截面受弯构件的受力特点、双筋矩形截面受弯构件的受力特点 1、双筋矩形截面、双筋矩形截面 双筋矩形截面是指不仅在受拉区配置纵向受拉钢筋而且在双筋矩形截面是指不仅在受拉区配置纵向受拉钢筋而且在受压区也配置纵向受力钢

46、筋的矩形截面，即在矩形截面受受压区也配置纵向受力钢筋的矩形截面，即在矩形截面受压区配置受压钢筋来协助混凝土承当部分压力的截面。受压区配置受压钢筋来协助混凝土承当部分压力的截面。受压钢筋截面面积用压钢筋截面面积用As表示，见图所示。表示，见图所示。双筋矩形截面主要用于以下几种情况：双筋矩形截面主要用于以下几种情况： 1 当构件接受的荷载较大，但截面尺当构件接受的荷载较大，但截面尺 寸又遭到限制，以致采用单筋截面寸又遭到限制，以致采用单筋截面 不能保证适用条件而成为超筋梁时，不能保证适用条件而成为超筋梁时， 那么需采用双筋截面。那么需采用双筋截面。 2、 根本公式根本公式 同样根据以单筋梁受力分析

47、，也顺应双筋矩形截面受弯承载力计算的应力图形如下图。由图，根据平衡条件可得：ysfAsA10)-(3 01 fAAfbxf Xyssyc)-) (-a(hAfxhbxfMMssycuAs113 )2( 0001a2 截面接受正负交替弯矩时，需在截面上、下均配有受拉截面接受正负交替弯矩时，需在截面上、下均配有受拉 钢筋。钢筋。 3 当因构造需求，在截面的受压区预先曾经布置了一定数当因构造需求，在截面的受压区预先曾经布置了一定数 量的受力量的受力 钢筋。钢筋。 可知：双筋矩形截面所能接受的极限弯矩Mu由两部分组成：一是受压钢筋As和相应的一部分受拉钢筋As1所接受的弯矩M1图(b)；另一部分是受压

48、区混凝土和相应的另一部分受拉钢筋As2所接受的弯矩M2图(c)。ysfAsA10)-(3 01 fAAfbxf Xyssyc)-) (-a(hAfxhbxfMMssycuAs113 )2( 0001a留意：在钢筋受压破坏时最大压应力为留意：在钢筋受压破坏时最大压应力为25max,/400002. 0102mmNEcss2/400mmNfy3、设计规范作如下规定：、设计规范作如下规定： 1 当梁中配有按计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋应做成封锁式；当梁中配有按计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋应做成封锁式；此时，箍筋的间距不应大于此时，箍筋的间距不应大于15d，同时不应大于，同时不应大于400mm；2

49、 当一层内的纵向受压钢筋多于当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于根且直径大于18mm时，箍筋间时，箍筋间距不应大于距不应大于10d； 3 当梁的宽度大于当梁的宽度大于400mm且一层内的纵向受压钢筋多于且一层内的纵向受压钢筋多于3根时，根时，或当梁的宽度不大于或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应根时，应设置复合箍筋；设置复合箍筋；4 箍筋直径尚不应小于纵向受压钢筋最大直径的箍筋直径尚不应小于纵向受压钢筋最大直径的0.25倍。倍。 5受压钢筋强度取值为受压钢筋强度取值为400N/mm2(四四) 、T形截面受弯构件的受力特点形截面受弯构件的

50、受力特点 A、概述理由、概述理由 矩形截面受弯构件受拉区混凝土对于截面的抗弯强度不起作用，反而添加构件自重。假设将受拉区混凝土适当地挖去一部分， 并将纵向受拉钢筋布置得适当集中一些，这样就构成了 的T形截面，既可节约混凝土，又可减轻构件自重。T形截面是由翼缘和腹板两部分组成的。在正截面承载力计算时均可按T形截面思索，详见图所示。 下页(1)、T形截面的两种类型及判别条件形截面的两种类型及判别条件计算T形梁时，按受压区高度的不同，可分为下述两种类型： 第一类T形截面：中和轴在翼缘内，即xhf(a) 第二类T形截面：中和轴在梁肋部，即xhf(b)两类T形截面的判别：当x=hf时，为两类T形截面的界

51、限情况。如图(C)所示。 B、T型截面及翼缘计算宽度的分类型截面及翼缘计算宽度的分类(c)为了发扬T形截面的作用，应充分利用翼缘受压，使混凝土受压区高度减小，内力臂增大，从而减少用钢量。实际上受压翼缘越宽那么受力性能越好。我们将参与任务的翼缘宽度叫做翼缘计算宽度。翼缘计算宽度bf与受弯构件的任务情况整体肋形梁或独立梁、梁的计算跨度L0、翼缘厚度hf等要素有关。规定翼缘计算宽度bf按下表中三项规定中的最小值采用。 (2)、翼缘计算宽度、翼缘计算宽度 四、四、 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 概概 述述 普通而言，在荷载作用下，受弯普通而言，在荷载作用下，受弯构件不仅在各个截面上

52、引起弯矩，构件不仅在各个截面上引起弯矩，同时还产生剪力同时还产生剪力V。 由于混凝土抗由于混凝土抗压强度较高，受弯构件普通不会因压强度较高，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力的方力超越混凝土的抗拉强度时，混凝土便沿垂直于主拉应力的方向出现斜裂痕，能够发生斜截面破坏。斜截面破坏通常较为忽向出现斜裂痕，能够发生斜截面破坏。斜截面破坏通常较为忽然，具有脆性，其危险性更大。然，具有脆性，其危险性更大。 纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段 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

53、的区段进展斜截面承载力计算。 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。 影响受弯构件斜截面受剪承载力要素：除配箍率sv 、剪跨比外，混凝土强度、纵向钢筋配筋率、截面外形、荷载种类和作用方式等都有影响。剪跨比剪跨比为集中荷载到临近支座的间隔为集中荷载到临近支座的间隔a与梁截面有效高度与梁截面有效高度h0的比值，即的比值，即a/ h0 。箍筋配箍率箍筋配箍率bsnAbsAsvsvsv1(一一)、三种受弯构件斜截面受剪破坏形状、三种受弯构件斜截面受剪破坏形状 随着箍筋数量和剪跨比的不

54、同，主要有以下三种斜截面受剪破坏形状。1剪压破坏剪压破坏 构件的箍筋适量，且剪跨比适中构件的箍筋适量，且剪跨比适中3时将发生时将发生剪压破坏。破坏特征：首先在剪弯段受拉区出现斜裂痕，其剪压破坏。破坏特征：首先在剪弯段受拉区出现斜裂痕，其中一条将开展成临界斜裂痕。荷载进一步添加，与临界斜裂中一条将开展成临界斜裂痕。荷载进一步添加，与临界斜裂痕相交的箍筋应力到达屈服强度。随后，斜裂痕不断扩展，痕相交的箍筋应力到达屈服强度。随后，斜裂痕不断扩展，斜截面末端剪压区不断减少，最后剪压区混凝土在正应力和斜截面末端剪压区不断减少，最后剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下到达极限形状而压碎，如图剪应力共同作

55、用下到达极限形状而压碎，如图a。设计时。设计时应将构件控制为剪压破坏类型。应将构件控制为剪压破坏类型。 a2斜压破坏斜压破坏 当梁的箍筋配置过多过密或者梁的剪跨比较小当梁的箍筋配置过多过密或者梁的剪跨比较小1时，斜截面破坏形状将主要是斜压破坏。时，斜截面破坏形状将主要是斜压破坏。破坏特征：是因梁的剪弯段腹部混凝土被斜裂痕分割成许多破坏特征：是因梁的剪弯段腹部混凝土被斜裂痕分割成许多倾斜的受压柱体，在正应力和剪应力共同作用下混凝土被压倾斜的受压柱体，在正应力和剪应力共同作用下混凝土被压碎而导致的，破坏时箍筋应力尚未到达屈服强度，如图碎而导致的，破坏时箍筋应力尚未到达屈服强度，如图b。斜压破坏属脆

56、性破坏。斜压破坏属脆性破坏。 b3斜拉破坏斜拉破坏 当箍筋配置过少，且剪跨比较大当箍筋配置过少，且剪跨比较大3时，常发生斜时，常发生斜拉破坏。拉破坏。 破坏特征：是一旦出现斜裂痕，与斜裂痕相交的破坏特征：是一旦出现斜裂痕，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，如图部分而破坏，如图c。无明显征兆，具有很大脆性和危。无明显征兆，具有很大脆性和危险性，设计时按构造要求设置腹筋可防止斜拉破坏。险性，设计时按构

57、造要求设置腹筋可防止斜拉破坏。 c 斜截面破坏的主要方式 3斜拉破坏斜拉破坏31剪压破坏剪压破坏 32斜压破坏斜压破坏 1(二二)、 斜截面受剪承载力计算的根本公式及适用条件斜截面受剪承载力计算的根本公式及适用条件 经过分析可知：影响受弯构件斜截面受剪承载力要素很经过分析可知：影响受弯构件斜截面受剪承载力要素很多，除剪跨比多，除剪跨比、配箍率、配箍率sv外，混凝土强度、纵向钢筋配筋外，混凝土强度、纵向钢筋配筋率、截面外形、荷载种类和作用方式等都有影响，准确计算率、截面外形、荷载种类和作用方式等都有影响，准确计算比较困难，现计算公式带有阅历性质。比较困难，现计算公式带有阅历性质。1根本计算公式根

58、本计算公式 钢筋混凝土受弯构件斜截钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力计算以剪压破坏面受剪承载力计算以剪压破坏形状为根据。为便于了解，现形状为根据。为便于了解，现将受弯构件斜截面受剪承载力将受弯构件斜截面受剪承载力表示为三项相加的方式如图表示为三项相加的方式如图sbscuVVVVv在实际研讨和实验结果的根底上，结合工程实际阅历给出了以下斜截面受剪承载力计算公式。 sbcsuVVVsbscuVVVVv有 密切相 关VVsvc和svccsVVV从式中阐明，无法来表达混凝土和箍筋总的受剪承载力， 分开表达，故以可将上式改写为式中式中 Vc剪压区混凝土所接受的剪力剪压区混凝土所接受的剪力 Vsv与斜截面

59、相交箍筋所接受的剪力与斜截面相交箍筋所接受的剪力 Vsb与斜截面相交弯起钢筋所接受的剪力与斜截面相交弯起钢筋所接受的剪力 Vcs斜截面上混凝土和箍筋所接受的剪力斜截面上混凝土和箍筋所接受的剪力VcsVcVsv 一、梁的斜截面受剪承载力计算公式 1) 1)、矩形、矩形、T T形、形、I I形截面的普通受弯构件，当仅配置箍筋时，其斜截形截面的普通受弯构件，当仅配置箍筋时，其斜截面的受剪承载力应符合以下规定面的受剪承载力应符合以下规定(312) 2) 2)、矩形、矩形、T T形、形、I I形截面的受弯构件，当配置箍筋和弯起钢筋时，形截面的受弯构件，当配置箍筋和弯起钢筋时，其斜截面的受剪承载力应符合以

60、下规定其斜截面的受剪承载力应符合以下规定(312a)式中式中 箍筋抗拉强度设计值，按表箍筋抗拉强度设计值，按表2-5采用；采用； 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积， (n为同一截面内箍筋的肢数，为同一截面内箍筋的肢数， 为单肢箍筋的截面面积为单肢箍筋的截面面积)； S 沿构件长度方向箍筋的间距。沿构件长度方向箍筋的间距。 0.8 思索到弯起钢筋与破坏斜截面相交位置的不定性，其应力思索到弯起钢筋与破坏斜截面相交位置的不定性，其应力 能够达不到屈服强度，而采用的钢筋应力不均匀系数。能够达不到屈服强度，而采用的钢筋应力不均匀系数。yvfsvA1svA矩形