第4章受彎構(gòu)件斜截面承載力計算(新)

1、第4章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算受彎構(gòu)件在荷載作用下，各截面上除產(chǎn)生彎矩外，一般同時還有剪力。在受彎構(gòu)件設(shè)計中，首先應(yīng)使構(gòu)件的截面具有足夠的抗彎承載力，即必須進行正截面抗彎承載力計算，這在第3章中已介紹過。此外，在剪力和彎矩共同作用的區(qū)段，有可能發(fā)生沿斜截面的破壞，故受彎構(gòu)件還必須進行斜截面承載力計算。本章主要討論斜截面承載力的計算。 受彎構(gòu)件斜截面的受力特點和破壞形態(tài)在第3章受彎構(gòu)件的構(gòu)造中，介紹過鋼筋混凝土梁設(shè)置的箍筋和彎起（斜）鋼筋都起抗剪作用。一般把箍筋和彎起（斜）鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋。把配有縱向受力鋼筋和腹筋的梁稱為有腹梁筋；而把僅有縱向受力鋼筋而不設(shè)腹筋的梁稱為無腹筋梁。在對受彎構(gòu)件

2、斜截面受力分析中，為了便于探討剪切破壞的特性，常以無腹筋梁為基礎(chǔ)，再引伸到有腹筋梁。 無腹筋簡支梁斜裂縫出現(xiàn)前后的受力狀態(tài)圖4-1為一無腹筋簡支梁，作用有兩個對稱的集中荷載。CD段稱為純彎段；AC段和DB段內(nèi)的截面上既有彎矩M又有剪力V，故稱為剪彎段。當(dāng)梁上荷載較小時，裂縫尚未出現(xiàn)，鋼筋和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系都處在彈性階段，所以，把梁近似看作勻質(zhì)彈性體，可用材料力學(xué)方法來分析它的應(yīng)力狀態(tài)。在剪彎區(qū)段截面上任一點都有剪應(yīng)力和正應(yīng)力存在，由單元體應(yīng)力狀態(tài)可知，它們的共同作用將產(chǎn)生主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力，圖4-1即為這種情況下無腹筋簡支梁的主應(yīng)力軌跡線。圖4-1 無腹筋梁的主應(yīng)力分布圖4-2為一根出現(xiàn)

3、斜裂縫后的無腹筋梁。現(xiàn)取左邊五邊形AABCD隔離體圖4-2b)來分析它的平衡狀態(tài)。在隔離體上，外荷載在斜截面AAB上引起的彎矩為MA、剪力為VA，而斜截面上的抵抗力則有：（1）斜截面上端混凝土剪壓面（AA）上壓力DC和剪力VC；（2）縱向鋼筋拉力；（3）在梁的變形過程中，斜裂縫的兩邊將發(fā)生相對剪切位移，使斜裂縫面上產(chǎn)生摩擦力以及骨料凹凸不平相互間的骨料咬合力，它們的合力為Sa；（4）由于斜裂縫兩邊有相對的上下錯動，從而使縱向受拉鋼筋受剪，通常稱其為縱筋的銷栓力Vd。骨料咬合力和銷栓力都難以定量估計，而且隨斜裂縫的開展不斷變化。為簡化分析，Sa和Vd都不予考慮，根據(jù)平衡條件可寫出： （4-1）由

4、式（4-1）可以看出，斜裂縫出現(xiàn)后，梁內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)有如下變化（1）斜裂縫出現(xiàn)前，剪力VA由梁全截面抵抗。但斜裂縫出現(xiàn)后，剪力VA僅由截面AA（稱剪壓面或剪壓區(qū)截面）抵抗，后者的面積遠小于前者。所以，斜裂縫出現(xiàn)后，剪壓區(qū)的剪應(yīng)力顯著增大；同時，剪壓區(qū)的壓應(yīng)力也要增大。這是斜裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力重分布的一個表現(xiàn)。（2）斜裂縫出現(xiàn)前，截面BB處縱筋拉應(yīng)力由截面BB處的彎矩MB所決定，其值較小。在斜裂縫出現(xiàn)后，截面BB處的縱筋拉應(yīng)力則由截面AA處彎矩MA決定。因MA遠大于MB，故縱筋拉應(yīng)力顯著增大，這是應(yīng)力重分布的另一個表現(xiàn)。F圖4-3 無腹梁沿斜截面破壞的拱機理示意無腹筋梁相繼出現(xiàn)斜裂縫后，斜裂縫的走向基

5、本上是沿著主壓應(yīng)力軌跡線，主壓應(yīng)力還能繼續(xù)沿著斜裂縫之間的混凝土塊傳遞（圖4-3）。但是斜裂縫下部的拱形混凝土塊體II所傳遞的主壓應(yīng)力，不能直接傳遞到支座上，它需通過縱向鋼筋的銷栓作用才能傳遞到支座上。然而，縱筋所受的剪力稍大就會使混凝土沿縱筋撕裂破壞，故縱筋銷栓作用并不能充分發(fā)揮，因此塊體II所傳的力很小，主要依靠塊體I來傳遞主壓應(yīng)力。這時梁的受力狀態(tài)可看作是一個設(shè)拉桿的拱結(jié)構(gòu)，斜裂縫頂部的殘余截面為拱頂，縱筋為拉桿拱頂至支座間的斜面向受壓混凝土為拱體。當(dāng)拱頂?shù)膹姸然蚬绑w的抗壓強度不足時，就會發(fā)生梁的截面破壞。這就是無腹筋梁沿斜截面破壞的拱機理。 無腹筋簡支梁斜截面破壞形態(tài)在討論無腹筋簡支梁

6、斜截面破壞形態(tài)之前，有必要引出“剪跨比”的概念。剪跨比是一個無量綱常數(shù)，用來表示，此處M和V分別為剪彎區(qū)段中某個豎直截面的彎矩和剪力， h0為截面有效高度。一般把m的這個表達式稱為“廣義剪跨比”。對于集中荷載作用下的簡支梁（圖4-1），則可用更為簡便的形式來表達，例如圖4-1中CC截面的剪跨比，其中a為集中力作用點至簡支梁最近的支座之間的距離，稱為“剪跨”。有時稱為“狹義剪跨比”。試驗研究表明，隨著剪跨比m的變化，無腹筋簡支梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)有以下三種。1）斜拉破壞圖4-4a）在荷載作用下，梁的剪跨段產(chǎn)生由梁底豎向的裂縫沿主壓應(yīng)力軌跡線向上延伸發(fā)展而成的斜裂縫。其中有一條主要斜裂縫（又稱

7、臨界斜裂縫）很快形成，并迅速伸展至荷載墊板邊緣而使梁體混凝土裂通，梁被撕裂成兩部分而喪失承載力，同時，沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞稱為斜拉破壞。這種破壞發(fā)生突然，破壞荷載等于或略高于主要斜裂縫出現(xiàn)時的荷載，破壞面較整齊，無混凝土壓碎現(xiàn)象。這種破壞往往發(fā)生于剪跨比較大（m3）時。2）剪壓破壞圖4-4b）梁在剪彎區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫。隨著荷載的增大，陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫，其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后，梁還能繼續(xù)被增加荷載，而斜裂縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端（剪壓區(qū)）的混凝土在正應(yīng)力x，剪應(yīng)力及荷載引起的豎向局部壓應(yīng)力y的共同作用下被壓酥而破壞。破壞處可見到很多平行的

8、斜向短裂縫和混凝土碎渣。這種破壞稱為剪壓破壞。這種破壞多見于剪跨比為1m3的情況中。3）斜壓破壞圖4-4c）當(dāng)剪跨比較?。╩1）時。首先是荷載作用點和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫，然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫，梁腹被分割成若干個傾斜的小柱體。隨著荷載增大，梁腹發(fā)生類似混凝土棱柱體被壓壞的情況。破壞時斜裂縫多而密，但沒有主裂縫，故稱為斜壓破壞?？偟膩砜?，不同剪跨比無腹筋簡支梁的破壞形態(tài)雖有不同，但荷載達到峰值時梁的跨中撓度都不大，而且破壞較突然，均屬于脆性破壞，而其中斜拉破壞最為明顯。FFFc)b)a)圖4-4 斜面截面破壞形態(tài)a)斜拉破壞 b)剪切破壞 c)斜壓破壞 有腹筋簡支梁斜裂縫出現(xiàn)后的受

9、力狀態(tài)當(dāng)梁中配置箍筋或彎起鋼筋后，有腹筋梁中力的傳遞和抗剪機理將發(fā)生較大的變化。對于有腹筋梁，在荷載作用較小、斜裂縫出現(xiàn)之前，腹筋中的應(yīng)力很小。在配有箍筋試驗梁的荷載試驗中，觀察到的箍筋實測應(yīng)力很小圖4-5a）：當(dāng)荷載F=24kN時，箍筋實測應(yīng)力僅8MPa。因而，在斜裂縫出現(xiàn)前，箍筋的作用不大，但是，斜裂縫出現(xiàn)后，與斜裂縫相交的箍筋中應(yīng)力突然增大，起到抵抗梁剪切破壞的作用。FFFFF圖4-5 有腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)后受力及力傳遞示意圖a)斜裂縫出現(xiàn)前、后的箍筋應(yīng)力變化 b)腹筋作用 c)有腹筋梁斜截面破壞拱桁架模型如前所述，對于無腹筋梁，臨界斜裂縫出現(xiàn)后其傳力體系可以比擬成一組拉桿拱結(jié)構(gòu)（圖4-3

10、），它是由一個位于臨界斜裂縫上方的基本拱I和臨界斜裂縫下方的一組小拱II、III組合而成?；竟癐承擔(dān)了絕大部分剪力，由于它的拱頂部分截面尺寸小，承受的應(yīng)力很大，成為梁的薄弱環(huán)節(jié)。基本拱I的其它部分特別是靠支座部分，截面面積都較大，因而尚有繼續(xù)承載的潛力。其它小拱II、III所能傳遞的剪力很小，其實際具有的抗力并未得到充分發(fā)揮。箍筋和斜筋的作用改變了這種情況，特別是箍筋的作用。在斜裂縫出現(xiàn)后，腹筋的作用表現(xiàn)在：（1）把小拱體II、III向上拉住圖4-5b），使沿縱向鋼筋的撕裂裂縫不發(fā)生，從而使縱筋的銷栓作用得以發(fā)揮，這樣，小拱體II、III就能更多地傳遞主壓應(yīng)力；（2）腹筋 將拱體II、III

11、傳遞過來的主壓應(yīng)力，傳到基本拱體I上斷面尺寸較大的還有潛力的部位上去，這就減輕了基本拱體I拱頂處所承壓的應(yīng)力，從而提高了梁的抗剪承載力；（3）腹筋能有效地減小斜裂縫開展寬度，從而提高了斜截面上混凝土骨料咬合力。腹筋將被斜裂縫分割的拱形混凝土塊體牢固地連接在一起，但箍筋本身并不能把剪力直接傳遞到支座上。在有腹筋梁中，箍筋、斜筋或彎起鋼筋和斜裂縫之間的混凝土塊體可比擬成一個拱形桁架圖4-5c)。在拱形桁架模型中，基本拱體I視為拱形桁架的上弦壓桿，拱體II、III是受壓腹桿，縱向鋼筋是下弦拉桿，箍筋等腹筋是受拉腹桿。由上述有腹筋梁的抗剪機理分析可見，配置箍筋是提高梁抗剪承載力的有效措施。箍筋一般是沿

12、梁剪跨布置的，在梁的剪跨范圍內(nèi)只要出現(xiàn)斜裂縫，相應(yīng)部位的箍筋就發(fā)揮作用。彎起鋼筋或斜筋只有與臨界斜裂縫相交后才能發(fā)揮作用，可以提高梁的抗剪承載力。試驗證明，梁的抗剪承載力隨彎筋面積的加大而提高，兩者呈線性關(guān)系。彎筋僅在穿越斜裂縫的部位才可能屈服。當(dāng)彎筋恰好從斜裂縫頂端越過時，因接近受壓區(qū)，彎筋有可能達不到屈服強度，計算時要考慮這個因素。彎起鋼筋雖能提高梁的抗剪承載力，但數(shù)量少而面積集中，對限制大范圍內(nèi)的斜裂縫寬度的作用不大，所以，彎筋不宜單獨使用，而總是與箍筋聯(lián)合使用。設(shè)置腹筋的簡支梁斜截面剪切破壞形態(tài)與無腹筋簡支梁一樣，也概括為斜拉破壞、斜壓破壞和剪壓破壞。但是，箍筋的配置數(shù)量對有腹筋梁的破

13、壞形態(tài)有一定的影響，這在下節(jié)詳述。 影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的主要因素試驗研究表明，影響有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素是剪跨比，混凝土強度、縱向受拉鋼筋配筋率和箍筋數(shù)量及強度等。1）剪跨比m剪跨比m是影響受彎構(gòu)件斜截面破壞形態(tài)和抗剪能力的主要因素。剪跨比m實質(zhì)上反映了梁內(nèi)正應(yīng)力與剪應(yīng)力的相對比值。對彈性勻質(zhì)材料的矩形截面簡支梁，和可定義為 其中，。顯然，m不同,則/也不同，梁內(nèi)主壓應(yīng)力跡線和主拉應(yīng)力跡線也是不同的（圖4-6）。圖4-7列出一組試驗結(jié)果。這是一組截面尺寸，縱筋配筋率和混凝土強度基本相同，僅剪跨比變化的無腹筋梁的試驗結(jié)果。圖中的縱標(biāo)為無量綱的抗剪能力。從圖4-7中可以看到，隨著

14、剪跨比m的加大，破壞形態(tài)按斜壓、剪壓和斜拉的順序演變，而抗剪能力逐步降低。當(dāng)m3后，斜截面抗能力趨于穩(wěn)定，剪跨比的影響不明顯了。fcbh0V2）混凝土抗壓強度梁的斜截面破壞是由于混凝土達到相應(yīng)受力狀態(tài)下的極限強度而發(fā)生的。因此，混凝土的抗壓強度對梁的抗剪能力影響很大。圖4-8所示為截面尺寸和縱向受力鋼筋配筋率相同的五組試驗梁的試驗結(jié)果。由圖4-8可見，梁的抗剪能力隨混凝土抗壓強度的提高而提高，其影響大致按線性規(guī)律變化。但是，由于在不同剪跨比下梁的破壞形態(tài)不同，所以，這種影響的程度亦不相同。當(dāng)m=1時為斜壓破壞，梁的抗剪能力取決于混凝土的抗壓強度，混凝土抗壓強度影響很大，故直線斜率較大；當(dāng)m=3

15、時接近斜拉破壞，梁的抗剪能力取決于混凝土的抗拉強度，但混凝土的抗拉強度并不隨混凝土強度的提高而成比例增長，故當(dāng)近似取為線性關(guān)系時，其直線的斜率較??；1 m3時，其直線斜率介于上述兩者之間。V (KN)3）縱向鋼筋配筋率試驗表明，梁的抗剪能力隨縱向鋼筋配筋率的提高而增大。一方面，因為縱向鋼筋能抑制斜裂縫的開展和延伸，使斜裂縫上端的混凝土剪壓區(qū)的面積增大，從而提高了剪壓區(qū)混凝土承受的剪力VC。顯然，隨著縱筋數(shù)量的增加，這種抑制作用也增大。另一方面，縱筋數(shù)量的增加，其銷栓作用隨之增大，銷栓作用所傳遞的剪力亦增大。圖4-9所示為縱向鋼筋配筋率對梁抗剪能力的影響程度，兩者大體上成直線關(guān)系。隨剪跨比m的不

16、同，的影響程度亦不同，所以，圖4-9中各直線的斜率也不同。剪跨比小時，縱筋的銷栓作用較強，縱筋配筋率對抗剪能力的影響也較大；剪跨比較大時，縱筋的銷栓作用減弱，則縱筋配筋率對抗剪能力的影響也較小。Vfcbh0圖4-9 縱筋配筋率對梁抗剪能力的影響4）配箍率和箍筋強度有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后，箍筋不僅直接承受相當(dāng)部分的剪力，而且有效地抑制斜裂縫的開展和延伸，對提高剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用都有著積極的影響。試驗表明，若箍筋的配置數(shù)量過多，則在箍筋尚未屈服時，斜裂縫間混凝土即因主壓應(yīng)力過大而發(fā)生斜壓破壞。此時梁的抗剪能力取決于構(gòu)件的截面尺寸和混凝土強度，并與無腹筋梁斜壓破壞時的抗剪能力相

17、接近。若箍筋的配置數(shù)量適當(dāng)，則斜裂縫出現(xiàn)后，原來由混凝土承受的拉力轉(zhuǎn)由與斜裂縫相交的箍筋承受，在箍筋尚未屈服時，由于箍筋的作用，延緩和限制了斜裂縫的開展和延伸，承載力尚能有較大的增長。當(dāng)箍筋屈服后，其變形迅速增大，不再能有效地抑制斜裂縫的開展和延伸，最后，斜裂縫上端的混凝土在剪、壓復(fù)合應(yīng)力作用下達到極限強度，發(fā)生剪壓破壞。此時，梁的抗剪能力主要與混凝土強度和箍筋配置數(shù)量有關(guān)，而剪跨比和縱筋配筋率等因素的影響相對較小。若箍筋配置數(shù)量過少，則斜裂縫一出現(xiàn)，截面即發(fā)生急劇的應(yīng)力重分布，原來由混凝土承受的拉力轉(zhuǎn)由箍筋承受，使箍筋很快達到屈服，變形劇增，不能抑制斜裂縫的開展，此時梁的破壞形態(tài)與無腹筋梁相

18、似。當(dāng)剪跨比較大時，也將產(chǎn)生脆性的斜拉破壞。箍筋用量一般用箍筋配筋率（工程上習(xí)慣稱配箍率）（%）表示，即 （4-2） 式中 斜截面內(nèi)配置在沿梁長度方向一個箍筋間矩范圍內(nèi)的箍筋各肢總截面積； 截面寬度，對T形截面梁取為肋寬； 沿梁長度方向箍筋的間距。圖4-10表示配箍率與箍筋抗拉強度的乘積對梁抗剪能力的影響。當(dāng)其它條件相同時，兩者大體成線性關(guān)系。由于梁斜截面破壞屬于脆性破壞，為了提高斜截面延性，不宜采用高強鋼筋作箍筋。fcu=34MPaVsvfsv 受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力如前所述，鋼筋混凝土梁沿斜截面的主要破壞形態(tài)有斜壓破壞、斜拉破壞和剪壓破壞等。在設(shè)計時，對于斜壓和斜拉破壞，一般是采用截面

19、限制條件和一定的構(gòu)造措施予以避免。對于常見的剪壓破壞形態(tài)，梁的斜截面抗剪力變化幅度較大，故必須進行斜截面抗剪承載力的計算。公路橋規(guī)的基本公式就是針對這種破壞形態(tài)的受力特征而建立的。 斜截面抗剪承載力計算的基本公式及適用條件配有箍筋和彎起鋼筋的鋼筋混凝土梁，當(dāng)發(fā)生剪壓破壞時，其抗剪承載力Vu是由剪壓區(qū)混凝土抗剪力Vc，箍筋所能承受的剪力和彎起鋼筋所能承受的剪力Vsb所組成（圖4-11），即 (4-3)圖4-11 斜截面抗剪承載力計算圖式在有腹筋梁中，箍筋的存在抑制了斜裂縫的開展，使剪壓區(qū)面積增大，導(dǎo)致了剪壓區(qū)混凝土抗剪能力的提高，其提高程度與箍筋的抗拉強度和配箍率有關(guān)。因而，式（4-3）中的Vc

20、與Vsv是緊密相關(guān)的，但兩者目前尚無法分別予以精確定量，而只能用Vcs來表達混凝土和箍筋的綜合抗剪承載力，即 （4-4）公路橋規(guī)根據(jù)國內(nèi)外的有關(guān)試驗資料，對配有腹筋的鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力的計算采用下述半經(jīng)驗半理論的公式： （4-5）式中 斜截面受壓端正截面上由作用（或荷載）效應(yīng)所產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計值（kN）； 橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)； 異號彎矩影響系數(shù)。計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時， =；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時，=； 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)（詳見第13章）。對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，=1； 受壓翼緣的影響系數(shù)。對具有受壓翼緣的截面，取=； 斜截面受壓區(qū)頂端

21、截面處矩形截面寬度（mm），或T形和I形截面腹板寬度（mm）； 斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）； 斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，=100，當(dāng)時，取=；混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 箍筋配筋率，見式（4-2）； 箍筋抗拉強度設(shè)計值（MPa）； 彎起鋼筋的抗拉強度設(shè)計值（MPa）； 斜截面內(nèi)在同一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋總截面面積（mm2）； 彎起鋼筋的切線與構(gòu)件水平縱向軸線的夾角。這里要指出以下幾點：（1）式（4-5）所表達的斜截面抗剪承載力中，混凝土和箍筋提供的綜合抗剪承載力為，彎起鋼筋提供的抗剪承載力為。當(dāng)不設(shè)彎起鋼筋時，梁的斜截面抗

22、剪力等于。（2）式（4-5）是一個半經(jīng)驗半理論公式，使用時必須按規(guī)定的單位代入數(shù)值，而計算得到的斜截面抗剪承載力的單位為kN。式（4-5）是根據(jù)剪壓破壞形態(tài)發(fā)生時的受力特征和試驗資料而制定的，僅在一定的條件下才適用，因而必須限定其適用范圍，稱為計算公式的上、下限值。1）上限值截面最小尺寸當(dāng)梁的截面尺寸較小而剪力過大時，就可能在梁的肋部產(chǎn)生過大的主壓應(yīng)力，使梁發(fā)生斜壓破壞（或梁肋板壓壞）。這種梁的抗剪承載力取決于混凝土的抗壓強度及梁的截面尺寸，不能用增加腹筋數(shù)量來提高抗剪承載力。公路橋規(guī)規(guī)定了截面最小尺寸的限制條件，這種限制，同時也為了防止梁在使用階段斜裂縫開展過大，特別是薄腹梁。截面尺寸應(yīng)滿足

23、： （kN） （4-6）式中 驗算截面處由作用（或荷載）產(chǎn)生的剪力組合設(shè)計值（kN）；混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處矩形截面的寬度（mm），或T形和I形截面腹板寬度（mm）；相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處截面的有效高度（mm）。若式（4-6）不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強度等級。2）下限值按構(gòu)造要求配置箍筋鋼筋混凝土梁出現(xiàn)斜裂縫后，斜裂縫處原來由混凝土承受的拉力全部傳給箍筋承擔(dān)，使箍筋的拉應(yīng)力突然增大。如果配置的箍筋數(shù)量過少，則斜裂縫一出現(xiàn)，箍筋應(yīng)力很快達到其屈服強度，不能有效地抑制斜裂縫發(fā)展，甚至箍筋被拉斷而導(dǎo)致發(fā)生斜拉破壞。當(dāng)梁內(nèi)配置一定數(shù)量的箍筋，且其間距

24、又不過大，能保證與斜裂縫相交時，即可防止發(fā)生斜拉破壞。公路橋規(guī)規(guī)定，若符合下式，則不需進行斜截面抗剪承載力的計算，而僅按構(gòu)造要求配置箍筋： （kN） （4-7）式中的為混凝土抗拉強度設(shè)計值（MPa），其它符號的物理意義及相應(yīng)取用單位與式（4-6）相同。對于板，可采用×=（kN）來計算。關(guān)于按構(gòu)造配置箍筋的要求詳見本章第4.5.2節(jié)。 等高度簡支梁腹筋的初步設(shè)計等高度簡支梁腹筋的初步設(shè)計,可以按照式（4-5）、式（4-6）和式（4-7）進行，即根據(jù)梁斜截面抗剪承載力要求配置箍筋、初步確定彎起鋼筋的數(shù)量及彎起位置。已知條件是：梁的計算跨徑L及截面尺寸、混凝土強度等級、縱向受拉鋼筋及箍筋抗

25、拉設(shè)計強度，跨中截面縱向受拉鋼筋布置，梁的計算剪力包絡(luò)圖（計算得到的各截面最大剪力組合設(shè)計值乘上結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)后所形成的計算剪力圖）（圖4-12）。（1）根據(jù)已知條件及支座中心處的最大剪力計算值，為支座中心處最大剪力組合設(shè)計值，為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。按照式（4-6），對由梁正截面承載力計算已決定的截面尺寸作進一步檢查。若不滿足，必須修改截面尺寸或提高混凝土強度等級，以滿足式（4-6）的要求。（2）由式（4-7）求得按構(gòu)造要求配置箍筋的剪力，其中和可取跨中截面計算值，由計算剪力包絡(luò)圖可得到按構(gòu)造配置箍筋的區(qū)段長度。（3）在支點和按構(gòu)造配置箍筋區(qū)段之間的計算剪力包絡(luò)圖中的計算剪力應(yīng)該由混凝土、箍筋和彎

26、起鋼筋共同承擔(dān)，但各自承擔(dān)多大比例，涉及到計算剪力包絡(luò)圖的合理分配問題。公路橋規(guī)規(guī)定：最大剪力計算值取用距支座中心h/2（梁高一半）處截面的數(shù)值（記做），其中混凝土和箍筋共同承擔(dān)不少于60%， 的剪力計算值；彎起鋼筋（按45°彎起）承擔(dān)不超過40%，即的剪力計算值。由公路橋規(guī)規(guī)定可見混凝土和箍筋共同承擔(dān)了大部分剪力。這主要是國內(nèi)外試驗研究都表明，混凝土和箍筋共同的抗剪作用效果好于彎起鋼筋的抗剪作用。（4）箍筋設(shè)計現(xiàn)取混凝土和箍筋共同的抗剪能力，在式（4-5）中不考慮彎起鋼筋的部分，則可得到解得斜截面內(nèi)箍筋配筋率為 （4-8）當(dāng)選擇了箍筋直徑（單肢面積為）及箍筋肢數(shù)（n）后，得到箍筋截

27、面積，則箍筋計算間距為（mm） （4-9）取整并滿足規(guī)范要求后，即可確定箍筋間距。（5）彎起鋼筋的數(shù)量及初步的彎起位置彎起鋼筋是由縱向受拉鋼筋彎起而成，常對稱于梁跨中線成對彎起，以承擔(dān)圖4-12中計算剪力包絡(luò)圖中分配的計算剪力。考慮到梁支座處的支承反力較大以及縱向受拉鋼筋的錨固要求，公路橋規(guī)規(guī)定，在鋼筋混凝土梁的支點處，應(yīng)至少有兩根并且不少于總數(shù)的下層受拉主鋼筋通過。就是說，這部分縱向受拉鋼筋不能在梁間彎起，而其余的縱向受拉鋼筋可以在滿足規(guī)范要求的條件下彎起。根據(jù)梁斜截面抗剪要求，所需的第i排彎起鋼筋的截面面積，要根據(jù)圖4-12分配的、應(yīng)由第i排彎起鋼筋承擔(dān)的計算剪力值來決定。由式（4-5），

28、且僅考慮彎起鋼筋，則可得到 （mm2） （4-10）式中的符號意義及單位見式（4-5）。對于式（4-10）中的計算剪力的取值方法，公路橋規(guī)規(guī)定：計算第一排（從支座向跨中計算）彎起鋼筋（即圖4-12中所示）時，取用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。 計算以后每一排彎起鋼筋時，取用前一排彎起鋼筋彎起點處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪值。同時，公路橋規(guī)對彎起鋼筋的彎角及彎筋之間的位置關(guān)系有以下要求：鋼筋混凝土梁的彎起鋼筋一般與梁縱軸成45°角。彎起鋼筋以圓弧彎折，圓弧半徑（以鋼筋軸線為準(zhǔn)）不宜小于20倍鋼筋直徑。簡支梁第一排（對支座而言）彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)位于支座中心截面處（圖

29、4-12），以后各排彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)落在或超過前一排彎起鋼筋彎起點截面。根據(jù)公路橋規(guī)上述要求及規(guī)定，可以初步確定彎起鋼筋的位置及要承擔(dān)的計算剪力值，從而由式（4-10）計算得到所需的每排彎起鋼筋的數(shù)量。 受彎構(gòu)件的斜截面抗彎承載力上節(jié)討論了鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力計算的問題，以防止梁沿斜截面可能發(fā)生剪切破壞。但是，受彎構(gòu)件中縱向鋼筋的數(shù)量是按控制截面最大彎矩計算值計算的，實際彎矩沿梁長通常是變化的。從正截面抗彎角度來看，沿梁長各截面縱筋數(shù)量也是隨彎矩的減小而減少，所以，在實際工程中可以把縱筋彎起或截斷，但如果彎起或截斷的位置不恰當(dāng)，這時會引起斜截面的受彎破壞。本節(jié)介紹受彎構(gòu)件斜截面抗

30、彎承載力的設(shè)計問題，然后再介紹既滿足受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力又滿足抗彎承載力的彎起鋼筋起彎點的確定方法。 斜截面抗彎承載力計算試驗研究表明，斜裂縫的發(fā)生與發(fā)展，除了可能引起前述的剪切破壞外，還可能使與斜裂縫相交的箍筋、彎起鋼筋及縱向受拉鋼筋的應(yīng)力達到屈服強度，這時，梁被斜裂縫分開的兩部分將繞位于斜裂縫頂端受壓區(qū)的公共鉸轉(zhuǎn)動，最后，受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞。圖4-13為斜截面抗彎承載力的計算圖式與圖4-11所示計算圖式不同之處是取斜截面隔離體的力矩平衡。由圖4-13可得到，斜截面抗彎承載力計算的基本公式為 （4-11）式中 斜截面受壓頂端正截面的最大彎矩組合設(shè)計值；分別為與斜截面相交的縱向受拉鋼

31、筋、箍筋與彎起鋼筋的截面面積；分別為鋼筋和的合力點對混凝土受壓區(qū)中心O力臂。而式（4-11）中的值與混凝土受壓區(qū)中心點位置O有關(guān)。斜截面頂端受壓區(qū)高度x，可由作用于斜截面內(nèi)所有的力，對構(gòu)件縱軸的投影之和為零的平衡條件可得到 （4-12）式中 受壓區(qū)混凝土面積。矩形截面為；T形截面為 或；混凝土抗壓強度設(shè)計值；與斜截面相交的縱向受拉鋼筋面積；與斜截面相交的同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋總面積；與斜截面相交的彎起鋼筋切線與梁水平縱軸的交角；縱向鋼筋或彎起鋼筋的抗拉強度設(shè)計值。進行斜截面抗彎承載力計算，應(yīng)在驗算截面處，自下而上沿斜向來計算幾個不同角度的斜截面，按下式確定最不利的斜截面位置： （4-13）式中

32、為斜截面受壓端正截面內(nèi)相應(yīng)于最大彎矩組合設(shè)計值時的剪力組合設(shè)計值，其余符號意義見式（4-12）。式（4-13）是按照荷載效應(yīng)與構(gòu)件斜截面抗彎承載力之差為最小的原則推導(dǎo)出來的，其物理意義是滿足此要求的斜截面，其抗彎能力最小。最不利斜截面位置確定后，才可按式（4-11）來計算斜截面的抗彎承載力。在實際的設(shè)計中，一般可不具體按式（4-11）至式（4-13）來計算，而是采用構(gòu)造規(guī)定來避免斜截面受彎破壞。下面以對彎起鋼筋起彎點位置等構(gòu)造規(guī)定來加以說明。圖4-14表示所研究的梁段。在截面I-I上，縱向受拉鋼筋面積為，正截面抗彎承載力滿足：由于I-I截面處縱向鋼筋的強度全部被利用，故被稱為鋼筋充分利用截面。

33、今在距i點距離為的j點處彎起鋼筋（面積為），剩下的縱向鋼筋（面積為）繼續(xù)向支座方向延伸。設(shè)出現(xiàn)的斜裂縫AB跨越彎起鋼筋且斜裂頂端A位于截面I-I處（圖4-14），現(xiàn)以斜裂縫AB左邊梁段為隔離體，對斜裂縫上端受壓區(qū)壓力作用點A的力矩平衡，可得斜截面的抗彎承載力表達式為斜截面AB上作用的荷載效應(yīng)仍為，顯然，若斜截面抗彎承載力大于或等于正截面I-I的抗彎承載力，則不會發(fā)生斜截面的受彎破壞，即可?。阂源?，整理后得可得到即一般情況下，彎起鋼筋的彎起角度為45°或60°，那么可得到公路橋規(guī)取。根據(jù)以上說明可知，在進行彎起鋼筋布置時，為滿足斜截面抗彎強度的要求，彎起鋼筋的彎起點位置，應(yīng)

34、設(shè)在按正截面抗彎承載力計算該鋼筋的強度全部被利用的截面以外，其距離不小于處。換句話說，若彎起鋼筋的彎起點至彎起筋強度充分利用截面的距離滿足并且滿足公路橋規(guī)關(guān)于彎起鋼筋規(guī)定的構(gòu)造要求，則可不進行斜截面抗彎承載力的計算。 縱向受拉鋼筋的彎起位置 在鋼筋混凝土梁的設(shè)計中，必須同時考慮斜截面抗剪承載力、正截面和斜截面的抗彎承載力，以保證梁段中任一截面都不會出現(xiàn)正截面和斜截面破壞。在第3章中已解決了梁最大彎矩截面的正截面抗彎承載力設(shè)計問題；在本章第3節(jié)中通過箍筋設(shè)計和彎起鋼筋數(shù)量確定，已基本解決了梁段斜截面抗剪承載力的設(shè)計問題。唯一待解決的問題是彎起鋼筋彎起點的位置。盡管在梁斜截面抗剪設(shè)計中已初步確定了

35、彎起鋼筋的彎起位置，但是縱向鋼筋能否在這些位置彎起，顯然應(yīng)考慮同時滿足截面的正截面及斜截面抗彎承載力的要求。這個問題一般采用梁的抵抗彎矩圖應(yīng)覆蓋計算彎矩包絡(luò)圖的原則來解決。在具體設(shè)計中，可采用作圖與計算相結(jié)合的方法進行。彎矩包絡(luò)圖是沿梁長度的截面上彎矩組合設(shè)計值的分布圖，其縱坐標(biāo)表示該截面上作用的最大設(shè)計彎矩。簡支梁的彎矩包絡(luò)圖一般可近似為一條二次拋物線，若以梁跨中截面處為橫坐標(biāo)原點，則簡支梁彎矩包絡(luò)圖（圖4-15）可描述為 （4-14）式中 距跨中截面為x處截面上的彎矩組合設(shè)計值； 跨中截面處的彎矩組合設(shè)計值； 簡支梁的計算跨徑。對于簡支梁的剪力包絡(luò)圖（圖4-15），可用直線方程來描述： （

36、4-15）式中 支座中心處截面的剪力組合設(shè)計值； 簡支梁跨中截面的剪力組合設(shè)計值；簡支梁的計算跨徑。求簡支梁控制截面上的內(nèi)力組合設(shè)計值（、）的方法，將在橋梁工程課程中介紹。抵抗彎矩圖（又稱材料圖），就是沿梁長各個正截面按實際配置的總享受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖，即表示各正截面所具有的抗彎承載力。因為在確定縱向鋼筋彎起位置時，必須使用抵抗彎矩圖，故下面具體討論鋼筋混凝土梁的抵抗彎矩圖。設(shè)一簡支梁計算跨徑為L，跨中截面布置有6根縱向受拉鋼筋，其正截面抗彎承載力為（圖4-16）。假定底層2根N1縱向受拉鋼筋必須伸過支座中心線，不得在梁跨間彎起，而2N2和2N3鋼筋考慮在梁跨間彎起。由于部分縱向受

37、拉鋼筋彎起，因而正截面抗彎承載力發(fā)生變化。在跨中截面，設(shè)全部鋼筋提供的抗彎承載力為；彎起2N3鋼筋后，剩余（2N1+2N2）鋼筋面積為，提供的抗彎承載力為；彎起2N2鋼筋后，剩余2N1鋼筋面積為，提供的抗彎承載力為。分別用計算式表達為； ； 這樣可以作出抵抗彎矩圖（圖4-16）。抵抗彎矩圖中、水平線與彎矩包絡(luò)圖的交點，即為理論的彎起點。由圖4-16可見，在跨中i點處，所有鋼筋的強度被充分利用；在j點處N1和N2鋼筋的強度被充分利用，而N3鋼筋在j點以外（向支座方向）就不再需要了；同樣，在k點處N1鋼筋的強度被充分利用，N2鋼筋在k點以外也就不再需要了。通?？梢园裪、j、k三個點分別稱為N3、N

38、2、N1鋼筋的“充分利用點”，而把j、k、l三個點分別稱為N3、N2和N1鋼筋的“不需要點”。為了保證斜截面抗彎承載力，N3鋼筋只能在距其充分利用點i的距離處點起彎。為了保證彎起鋼筋的受拉作用，N3鋼筋與梁中軸線的交點必須在其不需要點j以外，這是由于彎起鋼筋的內(nèi)力臂是逐漸減小的，故抗彎承載力也逐漸減小，當(dāng)彎筋N3穿過梁中軸線基本上進入受壓區(qū)后，它的正截面抗彎作用才認(rèn)為消失。N2鋼筋的彎起位置的確定原則，與N3鋼筋相同。這樣獲得的抵抗彎矩圖外包了彎矩包絡(luò)圖，保證了梁段內(nèi)任一截面不會發(fā)生正截面破壞和斜截面抗彎破壞，而圖4-16中N2和N3鋼筋的彎起位置就被確定在和兩點處。在鋼筋混凝土梁設(shè)計中，考慮

39、梁斜截面抗剪承載力時，實際上已初步確定了各彎起鋼筋的彎起位置。因此，可以按彎矩包絡(luò)圖和抵抗彎矩圖來檢查已定的彎起鋼筋初步彎起位置，若滿足前述的各項要求，則確認(rèn)所設(shè)計的彎起位置合理，否則要進行調(diào)整，必要時可加設(shè)斜筋或附加彎起鋼筋，最終使得梁中各彎筋（斜筋）的水平投影能相互有重疊部分，至少相接。應(yīng)該指出的是，若縱向受拉鋼筋較多，除滿足所需的彎起鋼筋數(shù)量外，多余的縱向受拉鋼筋可以在梁跨間適當(dāng)位置截斷?？v向受拉鋼筋的初步截斷位置，一般取理論截斷處（類似彎起筋的理論彎起點），但截斷的設(shè)計位置（詳見下節(jié)內(nèi)容）應(yīng)考慮一個外加的延伸長度（錨固長度）。圖4-16 簡支梁的彎矩包絡(luò)圖及抵抗彎矩圖（對稱半跨） 全梁

40、承載能力校核與構(gòu)造要求對基本設(shè)計好的鋼筋混凝土梁進行全梁承載能力校核，就是進一步檢查梁截面的正截面抗彎承載力，斜截面的抗剪和抗彎承載力是否滿足要求。梁的正截面抗彎承載力按第3章方法復(fù)核。在梁的彎起鋼筋設(shè)計中，按照抵抗彎矩圖外包彎矩包絡(luò)圖原則，并且使彎起位置符合規(guī)范要求，故梁間任一正截面和斜截面的抗彎承載力已經(jīng)滿足要求，不必再進行復(fù)核。但是，本章第3節(jié)中介紹的腹筋設(shè)計，僅僅是根據(jù)近支座斜截面上的荷載效應(yīng)（即計算剪力包絡(luò)圖）進行的，并不能得出梁間其它斜截面抗剪承載力一定大于或等于相應(yīng)的剪力計算值，因此，應(yīng)該對已配置腹筋的梁進行斜截面抗剪承載力復(fù)核。本節(jié)先介紹截面抗剪承載力的復(fù)核問題，然后介紹公路橋

41、規(guī)關(guān)于鋼筋混凝土梁的細部構(gòu)造規(guī)定，最后介紹一個裝配式鋼筋混凝土簡支T梁設(shè)計例題。 斜截面抗剪承載力的復(fù)核對已基本設(shè)計好腹筋的鋼筋混凝土簡支梁的斜截面抗剪承載力復(fù)核，采用式（4-5），式（4-6）和式（4-7）進行。在使用式（4-5）進行斜截面抗剪承載力復(fù)核時，應(yīng)注意以下問題。1）斜截面抗剪承載力復(fù)核截面的選擇公路橋規(guī)規(guī)定，在進行鋼筋混凝土簡支梁斜截面抗剪承載力復(fù)核時，其復(fù)核位置應(yīng)按照下列規(guī)定選?。海?）距支座中心（梁高一半）處的截面（圖4-17中截面1-1）；（2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起處的截面（圖4-17中截面2-2，3-3），以及錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面（圖4-17中截面4-4）

42、；（3）箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面（圖4-17中截面5-5）；（4）梁的肋板寬度改變處的截面。圖4-17 斜截面抗剪承載力的復(fù)核截面位置示意圖2）斜截面頂端位置的確定按照式（4-5）進行斜截面抗剪承載力復(fù)核時，式中的、和均指斜截面頂端位置處的數(shù)值，但圖4-17僅指出了斜截面底端的位置，而此時通過底端的斜截面的方向角（圖4-18中點）是未知的，它受到斜截面投影長度的控制。同時，式（4-5）中計入斜截面抗剪承載力計算的箍筋和彎起鋼筋（斜筋）的數(shù)量，顯然也受到斜截面投影長度的控制。斜截面投影長度是自縱向鋼筋與斜裂縫底端相交點至斜裂縫頂端距離的水平投影長度，其大小與有效高度和剪跨比有關(guān)。根據(jù)國內(nèi)外的

43、試驗資料，公路橋規(guī)建議斜截面投影長度的計算式為 （4-16）式中 斜截面受壓端正截面處的廣義剪跨比，當(dāng)3時，取=3；通過斜截面頂端正截面的剪力組合設(shè)計值；相應(yīng)于上述最大剪力組合設(shè)計值的彎矩組合設(shè)計值。由此可見，只有通過試算方法，當(dāng)算得的某一水平投影長度值正好或接近斜截面底端點時（圖4-18），才能進一步確定驗算斜截面的頂端位置。采用試算方法確定斜截面的頂端位置的工作太麻煩，也可采用下述簡化計算方法：（1）按照圖4-17來選擇斜截面底端位置。（2）以底端位置向跨中方向取距離為的截面，認(rèn)為驗算斜截面頂端就在此正截面上。（3）由驗算斜截面頂端的位置坐標(biāo)，可以從內(nèi)力包絡(luò)圖推得該截面上的最大剪力組合設(shè)計

44、值及相應(yīng)的彎矩組合設(shè)計值，進而求得剪跨比及斜截面投影長度。由斜截面投影長度，可確定與斜截面相交的縱向受拉鋼筋配筋百分率、彎起鋼筋數(shù)量和箍筋配筋率。取驗算斜截面頂端正截面的有效高度及寬度。（4）將上述各值及與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋數(shù)量代入式（4-5），即可進行斜截面抗剪承載力復(fù)核。上述簡化計算方法，實際上是通過已知的斜截面底端位置（即按公路橋規(guī)所規(guī)定檢算斜截面的位置），近似確定斜截面頂端位置，從而減少了斜截面投影長度的試算工作量。 有關(guān)的構(gòu)造要求構(gòu)造要求及其措施是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分。結(jié)構(gòu)計算一般只能決定構(gòu)件的截面尺寸及鋼筋數(shù)量和布置，但是對于一些不易詳細計算的因素往往要通過構(gòu)造措施來彌

45、補，這樣也便于滿足施工要求。構(gòu)造措施對防止斜截面破壞顯得尤其重要。在本章前述的內(nèi)容中已經(jīng)對此介紹做了一些，下面結(jié)合公路橋規(guī)的規(guī)定進一步介紹。1）縱向鋼筋在支座處的錨固在梁近支座處出現(xiàn)斜裂縫時，斜裂縫處縱向鋼筋應(yīng)力將增大，支座邊緣附近縱筋應(yīng)力大小與伸入支座縱筋的數(shù)量有關(guān)。這時，梁的承載能力取決于縱向鋼筋在支座處的錨固情況，若錨固長度不足，鋼筋與混凝土的相對滑移將導(dǎo)致斜裂縫寬度顯著增大（圖4-19a），甚至?xí)l(fā)生粘結(jié)錨固破壞。為了防止鋼筋被拔出而破壞，公路橋規(guī)規(guī)定：（1）在鋼筋混凝土梁的支點處，應(yīng)至少有兩根且不少于總數(shù)1/5的下層受拉主鋼筋通過；（2）底層兩外側(cè)之間不向上彎曲的受拉主筋，伸出支點截

46、面以外的長度應(yīng)不小于10d（R235鋼筋應(yīng)帶半圓鉤）；對環(huán)氧樹脂涂層鋼筋應(yīng)不小于1d，d為受拉主筋直徑。圖4-19c）為綁扎骨架普通鋼筋（R235鋼筋）在支座錨固的示意圖。圖4-19 主鋼筋在支座處的錨固a)支座附近縱向鋼筋錨固破壞 b)焊接骨架在支座處錨固 c)綁扎骨架在支座處錨固2）縱向鋼筋在梁跨間的截斷與錨固當(dāng)某根縱向受拉鋼筋在梁跨間的理論切斷點處切斷后，該處混凝土所承受的拉應(yīng)力突增，往往會過早出現(xiàn)斜裂縫，如果截面的鋼筋錨固不足，甚至可能降低構(gòu)件的承載能力，因此，縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷。若需截斷，為了保證鋼筋強度的充分利用，必須將鋼筋從理論切斷點外伸一定的長度再截斷，這段距離稱為鋼

47、筋的錨固長度（是受力鋼筋通過混凝土與鋼筋粘結(jié)將所受的力傳遞給混凝土所需的長度）。它不同于縱筋在支座處的錨固作用，是鋼筋在彎矩和剪力共同作用區(qū)段的粘結(jié)錨固。根據(jù)鋼筋拔出試驗結(jié)果和我國的工程實踐經(jīng)驗，公路橋規(guī)規(guī)定了不同受力情況下最小鋼筋錨固長度，見表4-1。普通鋼筋最小錨固長度 表4-1鋼 筋目混凝土項R235HRB335HRB400，KL400C20C25C30C40C20C25C30C40C20C25C30C40受壓鋼筋（直端）40d35d30d25d35d30d25d20d40d35d30d25d受拉鋼筋直端40d35d30d25d45d40d35d30d彎鉤端35d30d25d20d30d

48、25d25d20d35d30d30d25d注：(1)d為鋼筋直徑； (2)采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋時，受拉鋼筋最小錨固長度應(yīng)增加25%； (3)當(dāng)混凝土在凝固過程中易受擾動時（如滑模施工），錨固長度應(yīng)增加25%。受力主筋端部彎鉤應(yīng)符合表4-2的尺寸。 受力主鋼筋端部彎鉤 表4-2彎曲部位彎曲角度形狀鋼筋彎曲直徑（D）平直段長度末端彎鉤180oR235(Q235)(d20mm)3d135oHRB3354d5dHRB400KL4005d90oHRB3354d10dHRB400KL4005d中間彎折90o各種鋼筋20d注：采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋時，除應(yīng)滿足表內(nèi)固定外，當(dāng)鋼筋直徑d20mm時，彎鉤內(nèi)直徑D不

49、小于4d；當(dāng)d20mm時，彎鉤內(nèi)直徑D不應(yīng)小于6d；直線段長度不應(yīng)小于5d 。3）鋼筋的接頭當(dāng)梁內(nèi)的鋼筋需要接長時，可以采用綁扎搭接接頭、焊接接頭和鋼筋機械接頭。受拉鋼筋的綁扎接頭的搭接長度（圖4-20），公路橋規(guī)規(guī)定見表4-3；受壓區(qū)鋼筋綁扎接頭的搭接長度，應(yīng)取受拉鋼筋綁扎搭接長度的倍。 受拉鋼筋綁扎接頭搭接長度 表4-3鋼筋混凝土強度等級C20C25C25R23535d30d25dHRB33545d40d35dHRB400、KL40050d45d注：（1）當(dāng)帶肋鋼筋直徑d大于25mm時，其受拉鋼筋的搭接長度應(yīng)按表值增加5d采用；當(dāng)帶肋鋼筋直徑小于25mm時，搭接長度可按表值減少5d采用。

50、（2）當(dāng)混凝土在凝固過程中受力鋼筋易受擾動時，其搭接長度應(yīng)增加5d； （3）在任何情況下，受拉鋼筋的搭接長度不應(yīng)小于300mm；受壓鋼筋的搭接長度不應(yīng)小于200mm； （4）環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的綁扎接頭搭接長度，按表值增加10d采用； （5）受拉區(qū)段內(nèi)，R235（Q235）鋼筋綁扎接頭末端應(yīng)做成彎鉤圖4-20a），HR335、HRB400、KL400鋼筋的末端可不做成彎鉤圖4-20b）。在任一綁扎接頭中心至搭接長度倍的長度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個接頭；在該區(qū)段內(nèi)有綁扎接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分?jǐn)?shù)，受拉區(qū)不宜超過25%，受壓區(qū)不宜超過50%。當(dāng)綁扎接頭的受力鋼筋截面面積占

51、受力鋼筋總截面面積超過上述規(guī)定時，應(yīng)按表4-3的規(guī)定值，乘以下列系數(shù)：當(dāng)受拉鋼筋綁扎接頭截面面積大于25%，但不大于50%時，乘以1.4，當(dāng)大于50%時，乘以1.6；當(dāng)受壓鋼筋綁扎截面面積大于50%時，乘以1.4（表4-3中受壓鋼筋綁扎接頭長度仍為受拉鋼筋綁扎接頭長度的倍）。圖4-20 受拉鋼筋的綁扎搭接接頭當(dāng)采用焊接接頭時，公路橋規(guī)也有相應(yīng)的構(gòu)造要求。例如采用夾桿式電弧焊接時圖4-21b），夾桿的截面積應(yīng)不小于被焊鋼筋的截面積。夾桿長度，若用雙面焊接時應(yīng)不小于5d；用單面焊接時應(yīng)不小于10d（d為鋼筋直徑）。又例如采用搭疊式電弧焊時圖4-21c），鋼筋端段應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩根的鋼筋軸線一致

52、。搭接時，雙面焊縫的長度不小于5d；單面焊縫的長度不小于10d（d為鋼筋直徑）。圖4-21 普通鋼筋的焊接接頭a)閃光接觸 b)夾桿式電弧焊 c)搭疊式電弧焊公路橋規(guī)還規(guī)定，在任一焊接頭中心至長度為鋼筋直徑的35倍，且不小于500mm的區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個接頭，在該區(qū)段內(nèi)有接頭的受力鋼筋截面積占受力鋼筋總截面面積的百分?jǐn)?shù)不宜超過50%（受拉區(qū)鋼筋），受壓區(qū)鋼筋的焊接接頭無此限制。鋼筋機械接頭包括套筒擠壓接頭和鐓粗直螺紋接頭，適用于HRB335和HRB400帶肋鋼筋，連接接頭的構(gòu)造規(guī)定詳見公路橋規(guī)。4）箍筋的構(gòu)造要求（1）鋼筋混凝土梁應(yīng)設(shè)置直徑不小于8mm且不小于1/4主鋼筋直徑的箍筋。

53、箍筋的最小配筋率，R235鋼筋時，；HRB335鋼筋時，。（2）箍筋的間距箍筋的間距（指沿構(gòu)件縱軸方向箍筋軸線之間的距離）不應(yīng)大于梁高的1/2且不大于400mm，當(dāng)所箍鋼筋為按受力需要的縱向受壓鋼筋時，應(yīng)不大于受壓鋼筋直徑的15倍，且不應(yīng)大于400mm。支座中心向跨徑方向長度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm。對于箍筋，公路橋規(guī)還規(guī)定，近梁端第一根箍筋應(yīng)設(shè)置在距端面一個混凝土保護層的距離處。梁與梁或梁與柱的交接范圍內(nèi)可不設(shè)箍筋，靠近交接范圍的第一根箍筋，其與交界的距離不大于50mm。5）彎起鋼筋除了本書已述的內(nèi)容外，對彎起鋼筋的構(gòu)造要求，公路橋規(guī)還規(guī)定：簡支梁第一排（對支座而言）彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)位于支座中心截面處，以后各排彎起鋼筋的末端折點應(yīng)落在或超過前一排彎起鋼筋的彎起點。不得采用不與主鋼筋焊接的斜鋼筋（浮筋）。 裝配式鋼