结构设计原理学习教案

1、会计学1结构设计原理结构设计原理(yunl)第一页，共110页。第1页/共109页第二页，共110页。钢筋混凝土受弯构件在荷载作用下，同时产生弯矩和剪力。钢筋混凝土受弯构件在荷载作用下，同时产生弯矩和剪力。在主要承受弯矩的区段在主要承受弯矩的区段(q dun)(q dun)，产生正截面受弯破坏。，产生正截面受弯破坏。而在剪力和弯矩共同作用的区段而在剪力和弯矩共同作用的区段(q dun)(q dun)，则会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏，剪切破坏为脆性破坏。，则会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏，剪切破坏为脆性破坏。“强剪弱弯强剪弱弯”的概念的概念5.1 概述(i sh)M = VaM 图

2、+PPaaV = +PV = -PV 图+-第2页/共109页第三页，共110页。第3页/共109页第四页，共110页。第4页/共109页第五页，共110页。00bIVSIMy2tg222tp4222cp42第5页/共109页第六页，共110页。两类主要(zhyo)斜裂缝腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝第6页/共109页第七页，共110页。主应力轨迹(guj)线裂缝(li fng)第7页/共109页第八页，共110页。箍筋弯起钢筋(gngjn)腹筋箍筋布置与梁内主拉应力方向一致，可有效地限制斜裂缝的开展；但从施工考虑，倾斜的箍筋不便绑扎，与纵向筋难以(nny)形成牢固的钢筋骨架，故一般都采用竖直箍筋。 第

3、8页/共109页第九页，共110页。弯起钢筋则可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。弯起钢筋的方向可与主拉应力方向一致，能较好地起到提高斜截面承载力的作用，但因其传力较为集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝。首先(shuxin)选用竖直箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。选用的弯筋位置不宜在梁侧边缘，且直径不宜过粗。第9页/共109页第十页，共110页。5.2 梁的抗剪强度梁的抗剪强度(qingd)试验结果分试验结果分析析0VhM对集中对集中(jzhng)荷载简支梁荷载简支梁集中力到支座(zh zu)之间的距离a称为剪跨，剪跨a与梁的有效高度h0的比值则称为剪跨比1. 剪跨比剪跨比一、两个基本概

4、念一、两个基本概念剪跨比剪跨比 计算截面的弯矩与该截面的剪力及计算截面的弯矩与该截面的剪力及h0乘积的比值乘积的比值 广义剪跨比广义剪跨比a0ha计算剪跨比计算剪跨比第10页/共109页第十一页，共110页。2. 配箍率配箍率bsAsvsv sv配箍率；配箍率；Asv同一截面箍筋的截面积，同一截面箍筋的截面积，Asv=nAsv1b梁的截面宽度梁的截面宽度(kund)，s箍筋间距，箍筋间距，Asv单肢箍筋截面积，单肢箍筋截面积，n箍筋肢数箍筋肢数第11页/共109页第十二页，共110页。1、斜拉破坏(phui)2 2、剪压破坏、剪压破坏3、斜压破坏、斜压破坏斜截面破坏的三种主要形态第12页/共1

5、09页第十三页，共110页。剪跨比比较(bjio)大（l3），无腹筋或腹筋比较(bjio)少P f1、斜拉破坏(phui)第13页/共109页第十四页，共110页。无腹筋梁斜拉破坏实验无腹筋梁斜拉破坏实验(shyn)录象录象(本实验本实验(shyn)录像由清华大学提供录像由清华大学提供)第14页/共109页第十五页，共110页。（ 1）2、斜压破坏、斜压破坏(phui)剪跨比很小（剪跨比很小（ 1） ，箍筋较多箍筋较多第15页/共109页第十六页，共110页。无腹筋梁斜压破坏无腹筋梁斜压破坏(phui)实验录象实验录象(本实验录像由清华大学提供本实验录像由清华大学提供)第16页/共109页第十

6、七页，共110页。剪跨比中等（剪跨比中等（ 1l3），），腹筋配置腹筋配置(pizh)适中。适中。3.3.剪压破坏剪压破坏(phui)(phui)第17页/共109页第十八页，共110页。无腹筋梁剪压破坏实验无腹筋梁剪压破坏实验(shyn)录象录象(本实验本实验(shyn)录像由清华大学提供录像由清华大学提供)第18页/共109页第十九页，共110页。三种破坏形态的斜截面承载力各不相同，但它们都属脆性破坏类型，其中：三种破坏形态的斜截面承载力各不相同，但它们都属脆性破坏类型，其中：斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质(xngzh)最显著；最显著；斜压破坏为受压脆性破

7、坏；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。第19页/共109页第二十页，共110页。三、影响三、影响(yngxing)(yngxing)受剪承载受剪承载力的因素力的因素 剪跨比剪跨比l l影响抗剪强度主要因素。影响抗剪强度主要因素。 剪跨比越大，抗剪承载力越剪跨比越大，抗剪承载力越低。低。随剪跨比的增大，影响荷载随剪跨比的增大，影响荷载传递机构，梁的破坏传递机构，梁的破坏(phui)(phui)形态将发生变化形态将发生变化。第20页/共109页第二十一页，共110页。集中集中(jzhng)荷载荷载第21页/共109页第二十二页，共110

8、页。均布荷载均布荷载(hzi)第22页/共109页第二十三页，共110页。（2 2）荷载形式及作用位置：）荷载形式及作用位置：均布荷载作用时抗剪承载力大于集中荷载作用的情况。均布荷载作用时抗剪承载力大于集中荷载作用的情况。间接加载：由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比较小时间接加载：由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比较小时(xiosh)(xiosh)，也会产生斜拉破坏。，也会产生斜拉破坏。第23页/共109页第二十四页，共110页。（3 3） 混凝土强度混凝土强度 剪切破坏是由于混凝土达到极限强度而发生的

9、。所以混凝土强度对剪切破坏是由于混凝土达到极限强度而发生的。所以混凝土强度对梁的受剪承载力有很大的影响。梁的受剪承载力有很大的影响。 梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁斜拉破坏梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，而抗拉强度的增加较抗时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，而抗拉强度的增加较抗压强度来的缓慢，故混凝土强度的影响略小。剪压破坏时，混凝土压强度来的缓慢，故混凝土强度的影响略小。剪压破坏时，混凝土强度的影响居于强度的影响居于(jy)(jy)上述两者之间。上述两者之间。 第24页/共109页第二十五页，共110页。

10、第25页/共109页第二十六页，共110页。（4 4）纵筋配筋率）纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。（5 5）截面形状）截面形状TT形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%20%），但对斜压破坏的），但对斜压破坏的

11、受剪承载力并没有提高。受剪承载力并没有提高。（6 6）截面尺寸及尺寸效应）截面尺寸及尺寸效应梁截面尺寸增大，抗剪承载力提高，但梁截面尺寸增大，抗剪承载力提高，但对于无腹筋梁，高度很大时，撕裂裂缝较明显，销栓作用大大降低对于无腹筋梁，高度很大时，撕裂裂缝较明显，销栓作用大大降低(jingd)(jingd)，斜裂缝宽度也较大，骨料咬合作用削弱。受剪承载力，斜裂缝宽度也较大，骨料咬合作用削弱。受剪承载力降低降低(jingd)(jingd)。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影

12、响减小。第26页/共109页第二十七页，共110页。第27页/共109页第二十八页，共110页。第28页/共109页第二十九页，共110页。MaMb随着斜裂缝逐渐加宽，沿纵筋随着斜裂缝逐渐加宽，沿纵筋 保护层可能劈裂，钢筋的销栓作用逐渐减弱。保护层可能劈裂，钢筋的销栓作用逐渐减弱。bbaa5.35.3无腹筋梁受剪承载力的计算无腹筋梁受剪承载力的计算无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第29页/共109页第三十页，共110页。无腹筋梁受剪承载力的计算无腹筋梁受剪承载力的计算(j (j sun)sun)bhbh为截面尺寸效应影响系数，当为截面尺寸效应影响系数，当h800mmh1500mmh1500

13、mm时，取时，取bh 0.85 bh 0.85 ；b b 为计算为计算(j un)(j un)截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数，当截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数，当 1.5% 1.5%时，取时，取b (0.720)b (0.720)。 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑。影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑。 规范根据大量的试验结果，经过规范根据大量的试验结果，经过(jnggu)(jnggu)回归分析，考虑到主要影响，取具有一定可靠度（回归分析，考虑到主要影响，取具有一定可靠度（95%95%）的偏下限经验公式来计算受剪承载力，公式如下：）的偏下限经验公式来计算受剪承载力，公式如下：

14、 均布荷载作用的矩形、均布荷载作用的矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件 Vc=0.7bhb ftbh0第30页/共109页第三十一页，共110页。均布荷载均布荷载(hzi)第31页/共109页第三十二页，共110页。 对于不与楼板整浇的独立梁，在集中对于不与楼板整浇的独立梁，在集中(jzhng)(jzhng)荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中(jzhng)(jzhng)荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%75%以上时，以上时，00 . 175. 1bhfVthcbb当剪跨比当剪跨比l 1.

15、5l 3.0l 3.0，取，取l =3.0l =3.0，且支座到计算截面，且支座到计算截面(jimin)(jimin)之间均应配置箍筋。之间均应配置箍筋。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。规范规范仅对仅对h150的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。第32页/共109页第三十三页，共110页。集中集中(jzhng)荷载荷载第33页/共109页第三十四页，共110页。注意：注意：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。的意义。实际无腹筋梁不允

16、许采用实际无腹筋梁不允许采用规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋(gngjn)的一般单向板类构的一般单向板类构 件的受剪承载力件的受剪承载力计算公式计算公式Vc=0.7bh ftbh04/10800hhb当当h0小于小于800mm时取时取h0=800mm当当h02000mm时取时取h0=2000mm第34页/共109页第三十五页，共110页。有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能(xngnng)(xngnng)5.4 5.4 有腹筋梁的抗剪承载力计算有腹筋梁的抗剪承载力计算(j sun)(j sun)第35页/共109页第三十六页，共110页。第36页/共109页第三

17、十七页，共110页。箍筋的作用箍筋的作用(zuyng)第37页/共109页第三十八页，共110页。箍筋合适时受剪实验箍筋合适时受剪实验(shyn)录象录象(本实验本实验(shyn)录像由清华大学提供录像由清华大学提供)第38页/共109页第三十九页，共110页。箍筋较多时受剪实验箍筋较多时受剪实验(shyn)录象录象(本实验本实验(shyn)录像由清华大学提供录像由清华大学提供)第39页/共109页第四十页，共110页。箍筋较少时受剪实验录象箍筋较少时受剪实验录象(本实验录像由清华大学本实验录像由清华大学(qn hu d xu)提供提供)第40页/共109页第四十一页，共110页。剪跨比对有腹

18、筋梁的影响剪跨比对有腹筋梁的影响(yngxing)(本实验录像由清华大学提供本实验录像由清华大学提供)第41页/共109页第四十二页，共110页。cVsbVsVuVVc混凝土剪压区所承受的混凝土剪压区所承受的 剪力；剪力；Vs与斜裂缝与斜裂缝(li fng)相交的箍筋承相交的箍筋承 受的剪力；受的剪力；Vsb与斜裂缝与斜裂缝(li fng)相交的弯起钢相交的弯起钢 筋所承受的剪力。筋所承受的剪力。Vu= Vc+ Vs +Vsb第42页/共109页第四十三页，共110页。Vcs= Vc+ Vs Vu= Vcs +Vsb第43页/共109页第四十四页，共110页。我国混凝土结构我国混凝土结构(ji

19、gu)设计规范中所规定的设计规范中所规定的基本公式是根据剪压破坏特征而建立的。基本公式是根据剪压破坏特征而建立的。scuVVV第44页/共109页第四十五页，共110页。1.1.均布荷载作用的矩形、均布荷载作用的矩形、T T形和工形截面形和工形截面(jimin)(jimin)的一般受弯构件的一般受弯构件0025. 17 . 0hsAfbhfVVsvyvtcsu2.集中荷载作用下的独立梁或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面集中荷载作用下的独立梁或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面(jimin)产生的剪力占总剪力的产生的剪力占总剪力的75%以上时，以上时，000 . 10 . 175.

20、 1hsAfbhfVVsvyvtcsu当剪跨比当剪跨比l 1.5l 3.0l 3.0，取，取l =3.0l =3.0，且支座到计算，且支座到计算(j sun)(j sun)截面之间均应配置箍筋。截面之间均应配置箍筋。第45页/共109页第四十六页，共110页。矩形、矩形、T T形和工形截面的一般形和工形截面的一般(ybn)(ybn)受弯构件受弯构件第46页/共109页第四十七页，共110页。集中荷载作用集中荷载作用(zuyng)下的独立梁下的独立梁第47页/共109页第四十八页，共110页。三、配有箍筋和弯起钢筋时抗剪强度三、配有箍筋和弯起钢筋时抗剪强度(qingd)(qingd)计算计算 当

21、梁中还设有弯起钢筋当梁中还设有弯起钢筋(gngjn)时，其受剪承载力计算公式中应增加一项弯起钢筋时，其受剪承载力计算公式中应增加一项弯起钢筋(gngjn)所承担的剪力值所承担的剪力值Vsb0.8sinucsysbsVVf A 为弯起钢筋与构件轴线的夹角为弯起钢筋与构件轴线的夹角(ji(ji ji jio)o)，一般取，一般取45604560。上式中的系数0.8，是对弯起筋受剪承载力的折减。这是因为考虑到弯起钢筋与斜裂 缝相交时有可能已接近受压区，钢筋强度在梁破坏时不可能全部发挥作用的缘故。0.8sinsbysbsVf As弯起钢筋ysbf As第48页/共109页第四十九页，共110页。计算公

22、式适用条件（截面计算公式适用条件（截面(jimin)(jimin)限制条件与最小配箍率）限制条件与最小配箍率）hw截面截面(jimin)腹板高度腹板高度 矩形截面矩形截面(jimin)取取hw=h0 T形截面形截面(jimin)取取hw=h0-hf 工形截面工形截面(jimin)取取hw=h0 -hf -hfb为矩形截面为矩形截面(jimin)的宽度或的宽度或T形截面形截面(jimin)和工形截面和工形截面(jimin)的腹板宽度的腹板宽度。c为砼强度影响系数，当砼不超过为砼强度影响系数，当砼不超过C50时时，取，取1.0，砼，砼C80时取时取0.8，其间按直线内，其间按直线内插取用。插取用。

23、025. 04bhfVbhccwb 时，当02 . 06bhfVbhccwb 时，当时，按直线内插法取用当64bhw第49页/共109页第五十页，共110页。二、最小配箍率及配箍构造二、最小配箍率及配箍构造(guzo)(guzo)yvtsvsvsvffbsA24. 0min,0000 . 125. 17 . 0bhfhsAfbhfVtsvyvtu对于一般受弯构件，相应受剪承载力为，对于一般受弯构件，相应受剪承载力为， 箍筋配量过少时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜箍筋配量过少时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，

24、而很快达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。为避免这种少筋破坏，为避免这种少筋破坏，规范规范规定配箍率应满足规定配箍率应满足第50页/共109页第五十一页，共110页。受剪计算受剪计算(j sun)(j sun)斜截面斜截面 支座边缘截面（支座边缘截面（1-1）；）； 腹板宽度改变处截面（腹板宽度改变处截面（2-2）；）； 箍筋直径箍筋直径(zhjng)或间距改变处截面（或间距改变处截面（3-3）；）； 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。）。第5

25、1页/共109页第五十二页，共110页。一、设计问题一、设计问题 根据钢筋混凝土梁正截面承载力设计，初步确定截面尺寸根据钢筋混凝土梁正截面承载力设计，初步确定截面尺寸(ch cun)(ch cun)和纵向钢筋后，进行斜截面受剪承载力设计计算。和纵向钢筋后，进行斜截面受剪承载力设计计算。已知：截面尺寸、材料已知：截面尺寸、材料(cilio)强度、设计剪力。求：腹筋强度、设计剪力。求：腹筋抗剪强度公式抗剪强度公式(gngsh)(gngsh)的应用的应用 具体计算步骤如下：具体计算步骤如下： 验算截面限制条件，如验算截面限制条件，如 0.25 b bc fcbh0 V，如不满足应如不满足应？ 加大截

26、面尺寸。加大截面尺寸。 验算是否需要按计算配筋验算是否需要按计算配筋 如如V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距栏的最大箍筋间距smax的规定。的规定。第55页/共109页第五十六页，共110页。梁中箍筋最大间距smax(mm)梁高 h(mm)V0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300400(mm)梁中箍筋最小直径梁高 h(mm)箍筋直径h250800468250第56页/共109页第五十七页，共110页。已知：截面尺寸、材料强度已知：截面尺寸、材料强度(qingd)、设计剪力，腹筋。求：抗剪承载力、设计剪力，腹筋。求：抗剪承载力00

27、0.71.250.8sinsvucstyvysbsAVVf bhfhf As001.751.00.8sin1.0svucstyvysbsAVVf bhfhf As由强度由强度(qingd)计算公式可求得承载力。计算公式可求得承载力。第57页/共109页第五十八页，共110页。解：查表解：查表ft=1.27MPa, fyv=210MPa, fy=300MPa, h0=440mm,fc=11.9MPa( )尺寸满足要求因要求验算截面尺寸是否满足kNVkNbhfbhccw2008 .26125. 00 . 42 . 220044020选双肢选双肢 8 90 第59页/共109页第六十页，共110页。

28、kNhsAfbhfVsvyvtcs15569425. 17 . 000解：sin8 . 0sbycsAfVV2216707. 03008 . 0155694200000sin8 . 0mmfVVAycssb弯起角度弯起角度(jiod)45。弯起一根弯起一根 20，Asb=314mm2设弯起到支座边距离设弯起到支座边距离(jl)为为450mm,弯起钢筋弯起点处剪力为弯起钢筋弯起点处剪力为155KN取kNhsAfbhfVVsvyvtcsu7 .1670 . 10 . 175. 100按按AB段考虑段考虑(kol)： V=0.625P=210kN，P=336kN，按按BC段考虑段考虑(kol)： V

29、=0.375P=167.7kN，P=447.2kN，取取P=336kN第62页/共109页第六十三页，共110页。一、均布荷载一、均布荷载(hzi)二、二、T形和工字形截面梁形和工字形截面梁 T形和工字形截面梁如果翼缘位于受压区，就加大了剪压区面积，可提高梁的抗剪强度形和工字形截面梁如果翼缘位于受压区，就加大了剪压区面积，可提高梁的抗剪强度(qingd)，但提高幅度有限。且当翼缘大到一定程度，抗剪强度，但提高幅度有限。且当翼缘大到一定程度，抗剪强度(qingd)也就不再提高原因是此时腹板相对比较薄弱，剪切破坏有可能发生再腹板上。对于薄腹梁，翼缘对抗剪承载力影响很小。因此，规范规定，对也就不再提

30、高原因是此时腹板相对比较薄弱，剪切破坏有可能发生再腹板上。对于薄腹梁，翼缘对抗剪承载力影响很小。因此，规范规定，对T形、工字形军按矩形计算。形、工字形军按矩形计算。三、连续梁三、连续梁MM第63页/共109页第六十四页，共110页。 在斜裂缝处的纵向钢筋在斜裂缝处的纵向钢筋(gngjn)拉应力，因内力重分布而突然增大，但在反弯点处附近的纵筋拉应力却很小，造成这一不长的区段内钢筋拉应力，因内力重分布而突然增大，但在反弯点处附近的纵筋拉应力却很小，造成这一不长的区段内钢筋(gngjn)拉应力差值的过大，从而导致钢筋拉应力差值的过大，从而导致钢筋(gngjn)和混凝土之间的粘结破坏。和混凝土之间的粘

31、结破坏。第64页/共109页第六十五页，共110页。 梁截面只剩中间部分承受梁截面只剩中间部分承受(chngshu)压力和剪力，这就相应增加了截面的压应力和剪应力，降低了连续梁的受剪承载力。压力和剪力，这就相应增加了截面的压应力和剪应力，降低了连续梁的受剪承载力。第65页/共109页第六十六页，共110页。 根据以上的试验研究结果，连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比，仅在受集中荷载时偏低于简支梁；而在均布荷载时承载力是相当的。根据以上的试验研究结果，连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比，仅在受集中荷载时偏低于简支梁；而在均布荷载时承载力是相当的。 为了简化计算为了简化计算(j s

32、un)，设计规范采用了与简支梁相同的受剪承载力计算，设计规范采用了与简支梁相同的受剪承载力计算(j sun)公式。公式。 其他的截面限制条件及最小的配箍率等均与简支梁相同。其他的截面限制条件及最小的配箍率等均与简支梁相同。第66页/共109页第六十七页，共110页。5.65.6受弯构件的钢筋受弯构件的钢筋(gngjn)(gngjn)布置及构造布置及构造一、抵抗一、抵抗(dkng)(dkng)弯矩图（材料图）弯矩图（材料图）第67页/共109页第六十八页，共110页。q225122M 图Mu图M 图225122Mmax第68页/共109页第六十九页，共110页。q225122M 图Mu图M 图2

33、25122Mmax)2()2(0011xhAfxhbxfMMAfbxfsycusycbxc1syfAf)2(Af 0syRxhM)f2Af(Af c1sy0syRbhM第69页/共109页第七十页，共110页。q225122M 图Mu图M 图225122Mmax2251 22RssiRRiAAMM第70页/共109页第七十一页，共110页。q225122M 图Mu图M 图225122Mmax22点处、号钢筋强度充分利用点处、号钢筋强度充分利用25122251图中1点处三根钢筋的强度充分利用点处三根钢筋的强度充分利用acbd33点处号钢筋充分利用点处号钢筋充分利用钢筋(gngjn)充分利用点 号

34、钢筋号钢筋(gngjn)在在2点以外点以外(向支座方向向支座方向)就不再需要就不再需要号钢筋在号钢筋在3点以外也不再需要点以外也不再需要号钢筋在号钢筋在a点以外也不再需要点以外也不再需要钢筋不需要点MR 第71页/共109页第七十二页，共110页。252221e Mu1abcd225 122 Mu2CDfhgFGMR图第72页/共109页第七十三页，共110页。纵向纵向(zn xin)钢筋的弯起必须满足三个条件：钢筋的弯起必须满足三个条件：1.满足斜截面抗剪承载力的要求。满足斜截面抗剪承载力的要求。 如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量及位置由抗决定。如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量及位置

35、由抗决定。2.满足正截面抗弯强度的要求。满足正截面抗弯强度的要求。 钢筋弯起后的材料图应在弯矩图的外面。钢筋弯起后的材料图应在弯矩图的外面。3.满足斜截面抗弯强度的要求。满足斜截面抗弯强度的要求。 弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离不小于弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离不小于h0/2，同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。，同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。第73页/共109页第七十四页，共110页。coszzsinaawzsbyAf)(sbsyAAftiisosyAfM 取斜截面取斜截面(jimin

36、)左边一端为分离体，对斜截面左边一端为分离体，对斜截面(jimin)其弯矩仍为其弯矩仍为M，所以要满足斜截面，所以要满足斜截面(jimin)抗弯承载力应有：抗弯承载力应有：syAfMM斜M斜斜-斜截面抗弯能力斜截面抗弯能力wsbysbsyzAfzAAfM)(斜Zw-弯起钢筋弯起钢筋内力臂内力臂为什么弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该为什么弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离不小于钢筋截面之间的距离不小于h0/2 ？1弯起点的位置第74页/共109页第七十五页，共110页。coszzsinaawzsbyAf)(sbsyAAftiisowsbysbsyzAfzAAfM)(斜)(zz

37、AfzAfMwsbysy斜MM斜要保证zzw则cossinsincoszzazazzw，即而sin)cos1 ( za考虑到考虑到一般一般(ybn)为为600、450，且近似取，且近似取Z=0.9h0。005 . 0)52. 0373. 0(haha，所以取第75页/共109页第七十六页，共110页。350500250300200300150200梁高h梁高h500h300300h1500c0.07bhfV 800h800h5000c0.07bhfV 第76页/共109页第七十七页，共110页。 当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷

38、载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为“鸭筋鸭筋”。第77页/共109页第七十八页，共110页。1.画出弯矩图和材料图。2.根据各根钢筋面积大小按比例分配材料图，不弯 起的钢筋在里面。3.找出需要弯起钢筋的充分利用点和不需要点。4.从充分利用点向外延伸(ynshn)h0/2，作为弯起钢筋的弯起点，并找出弯起钢筋与中和轴交点在材料图上的相应点。如该点在不需要点的外面，说明可以，否则再向外延伸(ynshn)。5.验算是否满足斜截面受剪承载力要求和其它构

39、造要求第78页/共109页第七十九页，共110页。三、纵向三、纵向(zn xin)钢筋的截钢筋的截断断2251 22NoImagebac132d322521第79页/共109页第八十页，共110页。 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。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。筋截断。但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力矩变化产生的粘结应力，加上

40、锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，义不大。因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。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。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，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，座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢因为要考虑斜裂缝对钢筋应

41、力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的筋应力的影响、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。影响、以及无支座压力的影响。第80页/共109页第八十一页，共110页。延伸长度延伸长度ld(development length) 钢筋截断点到计算钢筋截断点到计算(j sun)最大负弯矩截面的距离。最大负弯矩截面的距离。V0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋：当最大负弯矩较小时，钢筋(gngjn)可一次全部截断。可一次全部截断。lc220d1.2laabc第81页/共109页第八十二页，共110页。V0.7ftbh0 ：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部：当最大

42、负弯矩较小时，钢筋可一次全部(qunb)截断。截断。dlllcad202 . 1max2lc220d1.2laabc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钢筋截断点到计算最大负弯矩截面(jimin)的距离。的距离。第82页/共109页第八十三页，共110页。当弯矩较大当弯矩较大(jio d)时，钢筋可分批截断时，钢筋可分批截断第83页/共109页第八十四页，共110页。随着B截面钢筋应力(yngl)的增大，钢筋的销栓剪切作用会将混凝土保护层撕裂，在梁上引起 一系列由B向C发展的针脚状斜向粘结裂缝。若纵筋的粘结锚固长度不够，形成纵向水平劈裂裂

43、缝，梁顶面也会出现纵向裂缝，最终造成构件的粘结破 坏。所以还必须自钢筋的充分利用点以外，延伸ld长度后再截断钢筋第84页/共109页第八十五页，共110页。V0.7ftbh0一般(ybn)取a1=1.0第85页/共109页第八十六页，共110页。1.3h0或 20dh0+1.2lah0+1.2la1.7h0+1.2lah0或 20dh0或 20d第86页/共109页第八十七页，共110页。1.3h0或 20dh0+1.2lah0+1.2la1.7h0+1.2lah0或 20dh0或 20d第87页/共109页第八十八页，共110页。悬臂梁的负弯矩钢筋悬臂梁的负弯矩钢筋一般将钢筋全部伸到悬臂端，

44、并向下弯折不小于一般将钢筋全部伸到悬臂端，并向下弯折不小于 12d若需要若需要(xyo)根据弯矩变化来布置钢筋时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）。筋的方法确定（注意此时为负弯矩）。第88页/共109页第八十九页，共110页。四、四、 钢筋的锚固和连接钢筋的锚固和连接1、基本锚固长度、基本锚固长度 规范是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的规范是以拔出试

45、验为基础确定基本锚固长度的。取粘结强度。取粘结强度(qingd)tu与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度(qingd) ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为时的基本锚固长度为:dffltya表 5-1 锚固钢筋的外形系数 钢筋类型 光面钢筋 带肋钢筋 三面刻痕 钢丝 螺旋肋 钢丝 三股 钢绞线 七股 钢绞线 钢筋外形系数 0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17 注：1、光面钢筋系指 HPB235 级热轧钢筋；带肋钢筋系指 HRB335、HRB400、RRB400 级 热轧钢筋及热处理钢筋 ft：当大于：当大于C40时，按时

46、，按C40取取第89页/共109页第九十页，共110页。构件构件(gujin)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，采用基本锚固长度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，采用基本锚固长度la乘以以下修正系数乘以以下修正系数 当带肋钢筋的直径大于当带肋钢筋的直径大于25mm时，锚固长度应乘以修正系数时，锚固长度应乘以修正系数1.1； 环氧树脂环氧树脂(hun yn sh zh)涂层钢筋，锚固长度应乘以修正系数涂层钢筋，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当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时(

47、如滑模施工如滑模施工)，锚固长度，锚固长度应乘以施工修正系数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，锚固长度倍时，锚固长度可乘以修正系数可乘以修正系数0.8。 除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，锚固长度可乘以配筋余量修正系数。其数值为设计计算面算面积时，锚固长度可乘以配筋余量修正系数。其数值为设计计算面积与实际配筋面积比值。抗震设计的结构及直接承受动力荷载的结构积与实际配筋面积比值。抗震设计的结构及直接承受动力荷

48、载的结构构件，不得考虑上述修正。构件，不得考虑上述修正。 经上述修正后的锚固长度不应小于基本锚固长度的经上述修正后的锚固长度不应小于基本锚固长度的0.7倍，且不应小于倍，且不应小于250mm。第90页/共109页第九十一页，共110页。第91页/共109页第九十二页，共110页。2、简支支座锚固要求、简支支座锚固要求支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此(ync)支座处的锚固长度支座处的锚固长度las可比基本锚固长度可比基本锚固长度la减小。减小。光面钢筋末端应设置标准弯钩。当伸入支座的锚固长度光面钢筋末端应设置标准弯钩。当伸入支座的锚固长度(

49、chngd)不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上。不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上。当当V0.7ftbh0时，时，las5d当当V0.7ftbh0时，时， 带肋钢筋：带肋钢筋：las12d 光面钢筋：光面钢筋： las15d第92页/共109页第九十三页，共110页。对于板，一般剪力较小，通常满足对于板，一般剪力较小，通常满足V0.7ftbh0的条件。且连续板的中间支座一般无正弯矩，因此的条件。且连续板的中间支座一般无正弯矩，因此(ync)板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las5d。第93页/共109页第九十四页，共110页。3、边支座、边支座(zh zu) 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当柱截面高度