风景园林建筑-课件：钢筋混凝土结构教案xiu-(1)

1、钢筋混凝土结构,1,ConcreteStructureBasicTheory,2,12.1绪论（Introduction）,P1,P2,(a),素混凝土和钢筋混凝土破坏情况对比,3,主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构(ConcreteStructure)。,1.1混凝土结构的一般概念,素混凝土结构,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,钢骨混凝土结构,钢管混凝土结构,纤维增强塑料混凝土,钢-混凝土组合结构,4,素混凝土结构（PlainConcrete),5,钢筋混凝土结构（ReinforcedConcrete),6,预应力混凝土

2、结构（PrestressedConcrete),7,钢骨混凝土结构（SteelReinforcedConcrete)(EncasedConcrete),8,钢管混凝土结构（ConcreteFilledTube),9,纤维增强塑料混凝土（FiberReinforcedPlastic),10,钢-混凝土组合结构(CompositeStructure)(HybridStructure),11,混凝土：抗压强度高，而抗拉强度却很低。一般抗拉强度只有抗压强度的1/81/20。破坏时具有明显的脆性性质。,因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。,12,Pc

3、r=9.7kN,fck=13.4N/mm2ftk=1.54N/mm2,ft,sc=ft,素混凝土梁,PuPcr,破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。,13,钢筋：抗拉和抗压强度都很高。具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性。但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件。,而纯钢构件的承载力也往往取决于钢材的压曲，材料强度一般得不到充分地发挥。,将混凝土和钢筋这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。,14,Pcr=9.7kN,fck=13.4N/mm2ftk=1.54N/mm2fyk=335N/mm2,ft,

4、sc=ft,钢筋混凝土梁,Pu52.5kN,fy,配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。,Py50.0kN,fc,15,Pcr=9.7kN,fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2,ft,sc=ft,钢筋混凝土梁,Pu52.5kN,fy,Py50.0kN,fc,但从开裂荷载到屈服荷载，在很长的过程带裂缝工作。通常裂缝宽度很小，不致影响正常使用。但裂缝导致梁的刚度显著降低，使得钢筋混凝土梁不能应用于大跨度结构。如何解决？,16,钢筋混凝土ReinforcedConcrete除在构件的受拉

5、区配筋外，还有许多其他配筋方式。可以在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力。在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋。当构件受力很大时，可以直接配置钢骨。还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管。采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以达到提高。因此，多种材料的有机组合，充分发挥各自的长处，可以创造出多种形式的复合材料，适应各种不同受力的要求，取得很好的综合经济效益。,17,18,钢筋与混凝土共同工作的条件钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因

6、为：钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏；混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化。,粘结力Bond,19,混凝土结构的优点：材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。可塑性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形

7、结构等。耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。,20,现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。,21,一、钢筋成分、品种、级别,二、钢筋的强度和变形,三、钢筋的冷加工和热处理,四、钢筋混凝土构件对钢

8、筋的性能要求,五、钢筋的选用原则,22,12.2钢筋和混凝土材料的力学性能,按化学成分,碳素结构钢（含碳量在0.8%以下）,低碳钢含碳量0.25%,中碳钢含碳量0.25%0.6%,高碳钢含碳量0.65%1.4%,普通低合金钢(合金元素总含量150时，不应大于于1.5h,且不应大于于250mm。,（4）板中构造钢筋：,A.分布筋：平行于长跨，布置于板底部，受力筋之上，如下图：,受力钢筋的15%，直径6mm，间距250，集中荷载较大或,露天构件，分布钢筋间距200mm,B.与主梁垂直的附加负筋：如下图：,主梁,次梁,板,板受力钢筋,A,A,AA,附加负筋间距应200mm,直径不宜小于8mm,C.嵌

9、固在墙体内的附加负筋：,2、次梁的构造要求1）次梁的一般构造同受弯构件，次梁伸入墙内的支撑长度不应小于于240mm。,2),截面尺寸满足高跨比（1/181/12)和宽高比（1/3,1/2)的要求时，一般不必作使用阶段挠度和裂缝宽度要求。3）次梁构造要求：纵筋布置有弯起式和分离式。当等跨、等截面和活载与恒载之比小于等于3时，纵筋的弯起和截断可按下图布置，否则按包络图布置。,3、主梁的构造要求,1）主梁伸入墙内的支撑长度不应小于于370mm。,2）主梁的截面尺寸：满足此高跨比（1/141/8）和高宽比（1/31/2）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。,3）主梁与次梁交接处，应设置附加横向钢筋，以承

10、受集中,力的作用。附加横向钢筋有附加箍筋（不少于26）和附,于2,加吊筋（不少于212）两种类型，宜优先选用附加箍筋。,主梁,次梁,板,板受力负筋,次梁受力负筋,主梁受力负筋（或架立筋）,4）主梁与次梁相交处上部钢筋布置按下图：,计算主梁负筋时，单排筋h0=h（5060）mm，双排筋h0=h（7080）mm,5)梁的受剪钢筋宜优先选用箍筋，但当主梁剪力很大，仅用箍,筋间距太小时，也可在近支座处设置部分弯起钢筋，弯起钢筋,不宜放在梁截面宽度的两侧，且不宜使用粗直径的钢筋作为弯,起钢筋。当弯起钢筋不足以承受剪力时，可单独为抗剪设置弯,起钢筋即“鸭筋”，但不允许采用“浮筋”，以防止斜裂缝开,展过大。

11、,梁的构造要求(细节)1.截面形式：主要有矩形、形、倒形、形、形、十字形、花篮形等。,2.梁的截面尺寸梁的截面高度与跨度及荷载大小有关。从刚度要求出发，根据设计经验，对一般荷载作用下的梁可参照表初定梁高。,梁截面宽度b与截面高度的比值b/H，对于矩形截面为1/21/2.5,对于T形截面为1/2.51/3.为了统一模板尺寸和便于施工，梁截面尺寸应按以下要求取值：梁高为200、250、300、350750、800mm，大于800mm时，以100mm为模数增加。梁宽为120、150、180、200、220、250，大于250mm时，以50mm为模数增加。,3梁的配筋梁中通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋

12、、箍筋、架立钢筋等，构成钢筋骨架，有时还配置梁端构造负筋以及腰筋与拉筋。,梁钢筋图：钢筋骨架,梁钢筋骨架,梁钢筋骨架,纵向受力钢筋作用：配置在受拉区的纵向受力钢筋主要用来承受由弯矩在梁内产生的拉力，配置在受压区的纵向受力钢筋则是用来补充混凝土受压能力的不足。,根数：梁中受拉钢筋的根数不应少于2根，最好不少于34根。纵向受力钢筋应尽量布置成一层。当一层排不下时，可布置成两层，但应尽量避免出现两层以上的受力钢筋，以免过多地影响截面受弯承载力。,弯起钢筋作用：弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分，在靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力，即作为受剪钢筋的一部分。弯起角：钢筋

13、的弯起角度一般为45，梁高h800mm时可采用60。,弯起钢筋位置：,箍筋作用：承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力，并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起，形成空间骨架。设置范围：按计算不需要箍筋的梁，当梁的截面高度h300mm，应沿梁全长按构造配置箍筋；当h=150300mm时，可仅在梁的端部各1/4跨度范围内设置箍筋，但当梁的中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时，仍应沿梁的全长设置箍筋；若h150mm，可不设箍筋。,钢筋级别：梁内箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400级钢筋。直径：当梁截面高度h800mm时，不宜小于6mm；当h800mm时，不宜小于8mm。当梁中配有计算需要的

14、纵向受压钢筋时，箍筋直径还不应小于纵向受压钢筋最大直径的1/4。为了便于加工，箍筋直径一般不宜大于12mm。箍筋的常用直径为6、8、10mm。间距：应符合规范的规定。当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋的间距不应大于15d（d为纵向受,压钢筋的最小直径），同时不应大于400mm；当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时，箍筋间距不应大于10d。,箍筋形式：,端部构造：应采用135弯钩，弯钩端头直段长度不小于75mm，且不小于10d。,架立钢筋位置：设置在受压区外缘两侧，并平行于纵向受力钢筋。作用：一是固定箍筋位置以形成梁的钢筋骨架；二是承受因温度变化和混凝土收缩而产生的拉应力，防

15、止发生裂缝。受压区配置的纵向受压钢筋可兼作架立钢筋。,腰筋及拉筋作用：当梁的截面高度较大时，为了防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，同时也为了增强钢筋骨架的刚度，增强梁的抗扭作用。,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。（1）纵向受力钢筋纵向受力钢筋的主要作用是用来承受由弯矩在梁中产生的拉力。钢筋伸入支座的数量：当梁宽b100mm时，不宜少于两根；当梁宽b100mm时，可为一根。,梁的配筋,99,（2）架立钢筋架立筋设置在梁的受压区外缘两侧，一般应与纵向受力钢筋平行。架立筋的主要作用是用来固定箍筋的正确位置和形成钢筋骨架；此外，架立钢筋还可承受因温度变化和混凝土收缩

16、而产生的应力，防止裂缝发生。,100,架立钢筋的直径与梁的跨度有关：当跨度小于4m时，不宜小于8mm；当跨度等于46m时，不宜小于10mm；跨度大于6m时，不小于12mm。,101,（3）箍筋箍筋的主要作用是用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力，防止斜截面破坏。其次，箍筋通过绑扎和焊接把其它钢筋连系在一起，形成一个空间钢筋骨架。梁内箍筋数量由抗剪计算和构造要求确定。箍筋分开口和封闭两种形式（如图）。箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢（如图）。,102,（4）弯起钢筋弯起钢筋一般是由纵向受力钢筋弯起而成的。它的作用是：弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力；弯起后的水平段可承受支座处的负弯矩。弯起

17、钢筋的数量、位置由计算确定。弯起钢筋的弯起角度：当梁高不大于800mm时，采用45；当梁高大于800mm时，弯起角采用60。,103,（5）纵向构造钢筋当梁的腹板高度hw450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋（腰筋），每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%，并用直径为6mm拉筋相连，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原因在梁侧中部产生裂缝。,104,梁的腹板高度hw的取值如下：对于矩形截面，取截面有效高度h0；对于T形截面，取截面有效高度减去翼缘高度；对于工字形截面，取腹板净高。,105,梁的配筋,106,箍筋的形式和肢数,(a)箍筋的形式；（b)箍筋的肢数,107,混凝土保护层的作用是防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的紧密粘结，故梁、板的受力钢筋均应有足够的混凝土保护层。保护层厚度主要取决于构件使用环境、构件类型、混凝土强度等级、受力钢筋直径等因素的影响。混凝土保护层应从钢筋的外边缘算起。具体数值按下表采用，但同时也不应小于受力钢筋