混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件_第1頁
混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件_第2頁
混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件_第3頁
混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件_第4頁
混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件_第5頁
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文檔簡介

單元3混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件知識目標(biāo)

1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的基本材料及力學(xué)性能;2.掌握各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件的受力特點(diǎn),以及可能發(fā)生的破壞及相應(yīng)的保證措施;3.了解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本施工方法及構(gòu)造要求;4.熟悉鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖;5.掌握板、梁、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件的基本構(gòu)造要求。能力目標(biāo)

1.能夠?qū)谓罹匦谓孛媪哼M(jìn)行截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核;2.能夠進(jìn)行簡單的斜截面抗剪承載力計(jì)算,并能夠正確的確定腹筋的用量;3.能夠快速、正確的識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。工作任務(wù)1.設(shè)計(jì)與復(fù)核受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件的截面;2.了解受扭構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的基本知識;3.識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。3.1混凝土結(jié)構(gòu)用材料3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件3.5預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件3.4鋼筋混凝土受扭構(gòu)件3.6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工圖基本知識3.3鋼筋混凝土受壓受力構(gòu)件一、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理3.5預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件1.基本概念及特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件工作原理2.預(yù)加應(yīng)力的方法(1)先張法即先張拉鋼筋后澆注混凝土。其主要張拉程序?yàn)?在臺座上按設(shè)計(jì)要求將鋼筋張拉到控制應(yīng)力-用錨具臨時固定-澆注混凝土-待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上切斷放松鋼筋。其傳力途徑是依靠鋼筋與混凝土的粘結(jié)力阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。(2)后張法

1)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土先澆混凝土,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上,再張拉鋼筋(鋼筋束)。其主要張拉程序?yàn)?埋管制孔-澆混凝土-抽管-養(yǎng)護(hù)穿筋張拉-錨固-灌漿(防止鋼筋生銹)。其傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力,如圖示。這種做法使鋼筋與混凝土結(jié)為整體,稱為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。2)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土其主要張拉程序?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料-包上塑料紙或套管(預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土不建立粘結(jié)力)一澆混凝土養(yǎng)護(hù)一張拉鋼筋一錨固。施工時跟普通混凝土一樣,將鋼筋放入設(shè)計(jì)位置可以直接澆混凝土,不必預(yù)留孔洞、穿筋、灌漿,簡化施工程序,由于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力增大,降低造價(jià),適用于跨度大的曲線配筋的梁體。二、預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及主要構(gòu)造要求1.鋼筋(1)性能要求1)強(qiáng)度高。2)較好的塑性、可焊性。3)良好的粘結(jié)性。4)低松弛。預(yù)應(yīng)力鋼筋在長度不變的前提下,其應(yīng)力隨著時間的延長而慢慢降低,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。不同的鋼筋松弛不同,應(yīng)選用松弛小的鋼筋。(2)鋼筋的種類1)熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將合金鋼(40Si2Mn,48Si2Mn}45Sr2Cr)經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理而成,達(dá)到提高抗拉強(qiáng)度,且塑性降低不多。2)消除應(yīng)力鋼絲3)鋼絞線

2.混凝土用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土應(yīng)符合下列要求:(1)高強(qiáng)度?!痘炷烈?guī)范》規(guī)定:預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30,當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級不宜低于C40。(2)收縮小、徐變小。3.構(gòu)造要求(1)先張法構(gòu)件1)預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈距及保護(hù)層應(yīng)滿足下表中的要求。先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋凈距要求2)端部加強(qiáng)措施①對單根預(yù)應(yīng)力鋼筋,其端部宜設(shè)置長度≥150mm,且不少于4圈螺旋筋;當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時,亦可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋但不少于4根,長度≥120mm)。構(gòu)件端部配筋構(gòu)造要求②對多根預(yù)應(yīng)力鋼筋,其端部10d范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置3-5片與預(yù)應(yīng)力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng),如圖c。③對鋼絲配筋的薄板,在端部100mm范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)加密橫向鋼筋,如圖d。(2)后張法(有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土)1)孔道及排氣孔要求見表孔道間水平凈距孔道至構(gòu)件邊凈距孔道內(nèi)徑一預(yù)應(yīng)力鋼絲束外徑排氣孔距或灌漿孔≥50mm≥30mm,且≥孔徑的一半10-15mm≤12mm

2)端部加強(qiáng)措施為了提高錨具下混凝土的局部抗壓強(qiáng)度,防止局部混凝土壓碎,應(yīng)采取在端部預(yù)埋鋼板(厚度≥10mm),并應(yīng)在墊板下設(shè)置附加橫向鋼筋網(wǎng)片(圖a)或螺旋式鋼筋(圖b)等措施。

3)長期外露的金屬錨具應(yīng)采取涂刷或砂漿封閉等防銹措施。4)管道壓漿要密實(shí),水泥砂漿不宜小于M20,水灰比為0.4-0.45,為減少收縮,可摻入0.001水泥用量的鋁粉。單元3混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件知識目標(biāo)

1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的基本材料及力學(xué)性能;2.掌握各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件的受力特點(diǎn),以及可能發(fā)生的破壞及相應(yīng)的保證措施;3.了解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本施工方法及構(gòu)造要求;4.熟悉鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖;5.掌握板、梁、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件的基本構(gòu)造要求。能力目標(biāo)

1.能夠?qū)谓罹匦谓孛媪哼M(jìn)行截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核;2.能夠進(jìn)行簡單的斜截面抗剪承載力計(jì)算,并能夠正確的確定腹筋的用量;3.能夠快速、正確的識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。工作任務(wù)1.設(shè)計(jì)與復(fù)核受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件的截面;2.了解受扭構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的基本知識;3.識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。3.1混凝土結(jié)構(gòu)用材料3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件3.5預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件3.4鋼筋混凝土受扭構(gòu)件3.6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工圖基本知識3.3鋼筋混凝土受壓受力構(gòu)件不同類型的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)施工圖的具體內(nèi)容與表達(dá)也各有不同,但一般包括下列三個方面的內(nèi)容:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明、結(jié)構(gòu)平面布置圖和構(gòu)件詳圖。其中構(gòu)件圖包括梁、板、柱及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)詳圖,樓梯、電梯結(jié)構(gòu)詳圖,屋架結(jié)構(gòu)詳圖,支撐、預(yù)埋件、連接件等的詳圖。3.6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工圖基本知識鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋圖的表示方法通常有三種:(1)詳圖法(2)梁柱表法(3)結(jié)構(gòu)施工圖平面整體設(shè)計(jì)方法(以下簡稱“平法”)一、鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)詳圖的內(nèi)容和特點(diǎn)鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)詳圖是結(jié)施的重要組成部分,是鋼筋翻樣、制作、綁扎、現(xiàn)場支模、設(shè)預(yù)埋件和澆筑混凝土的主要依據(jù)。1.鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)詳圖的主要內(nèi)容(1)構(gòu)件的名稱或代號、繪制比例。(2)構(gòu)件的定位軸線及其編號。(3)構(gòu)件的形狀、尺寸及配筋和預(yù)埋件。(4)鋼筋的直徑、尺寸和構(gòu)件的結(jié)構(gòu)標(biāo)高。(5)施工說明等。2.鋼筋混凝土構(gòu)件施工圖的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖采用正面投影法繪制;圖中鋼筋用粗實(shí)線繪制,鋼筋的橫截面用涂黑小圓點(diǎn)表示。構(gòu)件的外輪廓線、尺寸線、尺寸界線、引出線等用細(xì)實(shí)線繪制;構(gòu)件的名稱采用代號表示,后跟阿拉伯?dāng)?shù)字表示該構(gòu)件的編號或型號;構(gòu)件對稱時,可一半表示模板圖一半表示鋼筋;構(gòu)件的軸線及編號等應(yīng)與建筑施工圖保持一致。二、鋼筋混凝土構(gòu)件施工圖中鋼筋的表示根據(jù)鋼筋的種類及強(qiáng)度分為不同的品種,具體的直徑編號如表所示。1.鋼筋的直徑、根數(shù)及間距的表示鋼筋的直徑、根數(shù)及相鄰鋼筋的中心距采用引出線的方式標(biāo)注。為了便于識別,構(gòu)件中的各種鋼筋應(yīng)進(jìn)行編號,編號采用阿拉伯?dāng)?shù)字,寫在引出線端部直徑為6mm的細(xì)實(shí)線圓中。在引出線端部,用代號標(biāo)注鋼筋的等級、種類、直徑、根數(shù)或間距等。2、結(jié)構(gòu)施工圖中鋼筋的常規(guī)表示方法為表示鋼筋的端部形狀、鋼筋的配置和搭接情況,鋼筋在施工圖中一般采用表中的圖例表示。三、鋼筋混凝土梁的結(jié)構(gòu)詳圖梁的配筋圖柱的配筋圖單元小結(jié)單元3混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件知識目標(biāo)

1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的基本材料及力學(xué)性能;2.掌握各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件的受力特點(diǎn),以及可能發(fā)生的破壞及相應(yīng)的保證措施;3.了解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本施工方法及構(gòu)造要求;4.熟悉鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖;5.掌握板、梁、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件的基本構(gòu)造要求。能力目標(biāo)

1.能夠?qū)谓罹匦谓孛媪哼M(jìn)行截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核;2.能夠進(jìn)行簡單的斜截面抗剪承載力計(jì)算,并能夠正確的確定腹筋的用量;3.能夠快速、正確的識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。工作任務(wù)1.設(shè)計(jì)與復(fù)核受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件的截面;2.了解受扭構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的基本知識;3.識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。3.1混凝土結(jié)構(gòu)用材料3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件3.5預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件3.4鋼筋混凝土受扭構(gòu)件3.6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工圖基本知識3.3鋼筋混凝土受壓受力構(gòu)件3.3鋼筋混凝土受壓受力構(gòu)件軸心受壓與偏心受壓構(gòu)件(a)軸心受壓(b)單向偏心受壓(c)雙向偏心受壓1.材料要求混凝土宜采用C20、C25、C30或更高強(qiáng)度等級。鋼筋宜用HRB335,HRB400或RRB400,為了減小截面尺寸,節(jié)省鋼材,宜選用強(qiáng)度等級高的混凝土,而鋼筋不宜選用高強(qiáng)度等級,其原因是受壓鋼筋與混凝土共同工作,鋼筋應(yīng)變受到混凝土極限壓應(yīng)變的限制,混凝土級的極限壓應(yīng)變很小,所以鋼筋的受壓強(qiáng)度不能充分利用?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強(qiáng)度為400N/mm2。一、構(gòu)造要求2.截面形式及尺寸

軸壓柱常見截面形式有正方形、矩形、圓形及多邊形。矩形截面尺寸不宜小于250mm250mm。為了避免柱長細(xì)比過大,承載力降低過多,常取

3.配筋構(gòu)造(1)縱筋及箍筋構(gòu)造普通箍筋軸心受壓柱和偏心受壓柱的縱筋和箍筋構(gòu)造見下表

(2)縱向鋼筋的接頭受力鋼筋接頭宜設(shè)置在受力較小處,多層柱一般設(shè)在每層樓面處。當(dāng)采用綁扎接頭時,將下層柱縱筋伸出樓面一定長度并與上層柱縱筋搭接。同一構(gòu)件相鄰縱向受力鋼筋接頭位置宜相互錯開,當(dāng)柱每側(cè)縱筋根數(shù)不超過4根時,可允許在同一綁扎接頭連接區(qū)段內(nèi)搭接,如圖3-40(a);縱筋每邊根數(shù)為5-8根時,應(yīng)在兩個綁扎接頭連接區(qū)段內(nèi)搭接,如圖3-40(b);縱筋每邊根數(shù)為9-12根時,應(yīng)在三個綁扎接頭連接區(qū)段內(nèi)搭接,如圖3-40(c)。當(dāng)上下柱截面尺寸不同時,可在梁高范圍內(nèi)將下柱的縱筋彎折一斜角,然后伸人上層柱,如圖3-40(d),或采用附加短筋與上層柱縱筋搭接,如圖3-40(e)。在搭接區(qū)段內(nèi)縱向受拉鋼筋接頭面積不宜大于50%。當(dāng)工程中確有必要增大受拉鋼筋搭接接頭百分率時,可根據(jù)實(shí)際情況放寬。當(dāng)采用機(jī)械連接或焊接時,受拉鋼筋接頭百分率不應(yīng)大于50%,受壓鋼筋百分率不受限制。二、鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算分析對于粗短柱,初偏心對柱子的承載力影響不大,破壞時主要產(chǎn)生壓縮變形,其承載力取決于構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度。對于長柱,由于初偏心影響,破壞時既有壓縮變形又有縱向彎曲變形,導(dǎo)致偏心距增大,產(chǎn)生附加彎矩,降低構(gòu)件承載力。通常將柱子長細(xì)比滿足下列要求的受壓構(gòu)件稱為軸心受壓短柱,否則為軸心受壓長柱。普通鋼筋混凝土軸心受壓柱正截面承載力計(jì)算公式為:三、鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算分析通過以上分析可以看出,隨著偏心距的增大,受壓區(qū)高度越來越小,受拉區(qū)高度越來越大。從受壓區(qū)先破壞到受拉區(qū)鋼筋先破壞,它們之間一定存在這樣一種破壞:拉區(qū)鋼筋剛達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時,壓區(qū)鋼筋和混凝土也破壞,這種破壞叫界限破壞。它相當(dāng)于適筋的雙筋梁,所以界限破壞時,界限相對受壓區(qū)高度同受彎構(gòu)件同界限相對受壓區(qū)高度意義完全相同。即當(dāng)時為大偏心受壓;當(dāng)時為小偏心受壓。偏心受壓構(gòu)件截面縱筋可以采用對稱配筋和非對稱配筋。非對稱配筋能充分發(fā)揮混凝土的抗壓能力,縱筋可以減少,但容易放錯左右縱向受力鋼筋的位置,另外,由于柱子往往承受左右變化的水平荷載(如水平地震作用),使得同一截面上往往承受正反兩個方向的彎矩,因此柱子常采用對稱配筋。單元3混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件知識目標(biāo)

1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的基本材料及力學(xué)性能;2.掌握各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件的受力特點(diǎn),以及可能發(fā)生的破壞及相應(yīng)的保證措施;3.了解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本施工方法及構(gòu)造要求;4.熟悉鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖;5.掌握板、梁、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件的基本構(gòu)造要求。能力目標(biāo)

1.能夠?qū)谓罹匦谓孛媪哼M(jìn)行截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核;2.能夠進(jìn)行簡單的斜截面抗剪承載力計(jì)算,并能夠正確的確定腹筋的用量;3.能夠快速、正確的識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。工作任務(wù)1.設(shè)計(jì)與復(fù)核受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件的截面;2.了解受扭構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的基本知識;3.識讀鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖。3.1混凝土結(jié)構(gòu)用材料3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件3.5預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件3.4鋼筋混凝土受扭構(gòu)件3.6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工圖基本知識3.3鋼筋混凝土受壓受力構(gòu)件受彎構(gòu)件是指軸力(N)可以忽略不計(jì)的構(gòu)件,工程結(jié)構(gòu)中的梁和板就是典型的受彎構(gòu)件。受彎構(gòu)件在荷載作用下可能發(fā)生兩種破壞。當(dāng)受彎構(gòu)件沿彎矩最大的截面發(fā)生破壞時,破壞截面與構(gòu)件的縱軸線垂直,稱為沿正截面破壞。當(dāng)受彎構(gòu)件沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面發(fā)生破壞時,破壞截面與構(gòu)件的縱軸線斜交,稱為沿斜截面破壞。3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一、構(gòu)造要求

1.截面形式及尺寸一、構(gòu)造要求

1.截面形式及尺寸2.梁板的配筋(1)梁的配筋梁中通常配置縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋等,構(gòu)成鋼筋骨架,如圖3-11所示,有時還配置縱向構(gòu)造鋼筋及相應(yīng)的拉筋等。1)縱向受力鋼筋

根據(jù)縱向受力鋼筋配置的不同,受彎構(gòu)件分為單筋截面和雙筋截面兩種。前者指只在受拉區(qū)配置縱向受力鋼筋的受彎構(gòu)件;后者指同時在梁的受拉區(qū)和受壓區(qū)配置縱向受力鋼筋的受彎構(gòu)件。在梁的配筋密集區(qū)域,如受力鋼筋單根布置導(dǎo)致混凝土澆筑密實(shí)困難時,為方便施工,可采用2根或3根鋼筋并在一起配置,稱為并筋(鋼筋束),如圖3-12所示。當(dāng)采用并筋(鋼筋束)的形式配筋時,并筋的數(shù)量不應(yīng)超過3根。并筋可視為一根等效鋼筋,其等效直徑

。可按截面面積相等的原則換算確定,等直徑二并筋公稱直徑為

,三并筋為

,d為單根鋼筋的直徑。2)架立鋼筋

架立鋼筋設(shè)置在受壓區(qū)外緣兩側(cè),并平行于縱向受力鋼筋。作用:一是固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架;二是承受因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力,防止發(fā)生裂縫。受壓區(qū)配置的縱向受壓鋼筋可兼作架立鋼筋。3)彎起鋼筋

彎起鋼筋在跨中是縱向受力鋼筋的一部分,在靠近支座彎矩較小處彎起鋼筋用來承受彎矩和剪力共同產(chǎn)生的主拉應(yīng)力,即作為受剪鋼筋的一部分。鋼筋的彎起角度一般為45°,梁高h(yuǎn)>800mm時可采用60°。當(dāng)按計(jì)算需設(shè)彎起鋼筋時,前一排(對支座而言)彎起鋼筋的彎起點(diǎn)至后一排的彎終點(diǎn)的距離不應(yīng)大于表3-9中V>0.7ftbh0欄的規(guī)定。實(shí)際工程中第一排彎起鋼筋的彎終點(diǎn)距支座邊緣的距離通常取為50mm,彎起鋼筋的彎終點(diǎn)外應(yīng)留有錨固長度其長度在受拉區(qū)不應(yīng)小于20d,如圖3-13所示,在受壓區(qū)不應(yīng)小于10d,d不彎起鋼筋的直徑;對光面鋼筋在末端尚應(yīng)設(shè)置彎鉤;位于梁底層兩側(cè)的鋼筋不應(yīng)彎起。梁高h(yuǎn)(mm)V>0.7ftbh0V≤0.7ftbh0150<h≤300150200300<h≤500200300500<h≤800250350h>800300400梁中箍筋和彎起鋼筋的最大間距Smax(mm)4)箍筋

箍筋主要用來承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)引起的主拉應(yīng)力,并通過綁扎或焊接把其他鋼筋聯(lián)系在一起,形成空間骨架。

箍筋應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。按計(jì)算不需要箍筋的梁,當(dāng)梁的截面高度h>300mm,應(yīng)沿梁全長按構(gòu)造配置箍筋;當(dāng)h=150~300mm時,可僅在梁的端部各1/4跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋,但當(dāng)梁的中部1/2跨度范圍內(nèi)有集中荷載作用時,仍應(yīng)沿梁的全長設(shè)置箍筋;若h<150mm,可不設(shè)箍筋。

梁內(nèi)箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400級鋼筋。箍筋直徑,當(dāng)梁截面高度h≤800mm時,不宜小于6mm;當(dāng)h>800mm時,不宜小于8mm。當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時,箍筋直徑還不應(yīng)小于縱向受壓鋼筋最大直徑的1/4。為了便于加工,箍筋直徑一般不宜大于12mm。箍筋的常用直徑為6、8、10mm。

箍筋的最大間距應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時,箍筋的間距不應(yīng)大于15d(d為縱向受壓鋼筋的最小直徑),同時不應(yīng)大于400mm;當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于5根且直徑大于18mm時,箍筋間距不應(yīng)大于10d。

箍筋的形式可分為開口式和封閉式兩種(圖3-14)。除無振動荷載且計(jì)算不需要配置縱向受壓鋼筋的現(xiàn)澆T形梁的跨中部分可用開口箍筋外,均應(yīng)采用封閉式箍筋。箍筋的肢數(shù),當(dāng)梁的寬度b≤150mm時,可采用單肢;當(dāng)b≤400mm,且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋不多于4根時,可采用雙肢箍筋;當(dāng)b>400mm,且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于3根,或當(dāng)梁的寬度不大于400mm但一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于4根時,應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。梁中一層內(nèi)的縱向受拉鋼筋多于5根時,宜采用復(fù)合箍筋。梁支座處的箍筋一般從梁邊(或墻邊)50mm處開始設(shè)置。支承在砌體結(jié)構(gòu)上的獨(dú)立梁,在縱向受力鋼筋的錨固長度las范圍內(nèi)應(yīng)配置兩道箍筋,其直徑不宜小于縱向受力鋼筋最大直徑的0.25倍,間距不宜大于縱向受力鋼筋最小直徑的10倍。當(dāng)梁與鋼筋混凝土梁或柱整體連接時,支座內(nèi)可不設(shè)置箍筋。箍筋是受拉鋼筋,必須有良好的錨固。一般其端部應(yīng)采用135°彎鉤,彎鉤端頭直段長度不小于50mm,且不小于5d。箍筋的布置5)縱向構(gòu)造鋼筋及拉筋

當(dāng)梁的截面高度較大時,為了防止在梁的側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫,同時也為了增強(qiáng)鋼筋骨架的剛度,增強(qiáng)梁的抗扭作用,當(dāng)梁的腹板高度hw≥450mm時,應(yīng)在梁的兩個側(cè)面沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋(亦稱腰筋),并用拉筋固定(圖3-21)。每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋(不包括梁的受力鋼筋和架立鋼筋)的截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200mm。此處hw的取值為:矩形截面取截面有效高度,T形截面取有效高度減去翼緣高度,I形截面取腹板凈高。縱向構(gòu)造鋼筋一般不必做彎鉤。拉筋直徑一般與箍筋相同,間距常取為箍筋間距的兩倍。(2)板的配筋

板通常只配置縱向受力鋼筋和分布鋼筋

1)受力鋼筋梁式板的受力鋼筋沿板的短跨方向布置在截面受拉一側(cè),用來承受彎矩產(chǎn)生的拉力。板的縱向受力鋼筋的常用直徑為6、8、10、12mm。

2)分布鋼筋

分布鋼筋垂直于板的受力鋼筋方向,在受力鋼筋內(nèi)側(cè)按構(gòu)造要求配置。分布鋼筋的作用,一是固定受力鋼筋的位置,形成鋼筋網(wǎng);二是將板上荷載有效地傳到受力鋼筋上去;三是防止溫度或混凝土收縮等原因沿跨度方向的裂縫。3.混凝土的保護(hù)層定義:鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離稱為鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度,用c表示。主要作用:一是保護(hù)鋼筋不致銹蝕,保證結(jié)構(gòu)的耐久性;二是保證鋼筋與混凝土間的粘結(jié);三是在火災(zāi)等情況下,避免鋼筋過早軟化?!兑?guī)范》規(guī)定:①構(gòu)件中受力鋼筋的混凝土保護(hù)層不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑;②設(shè)計(jì)使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu),最外層鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)符合表中的規(guī)定;設(shè)計(jì)使用年限為100年的混凝土結(jié)構(gòu),最外層鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于表中數(shù)值的1.4倍?;炷帘Wo(hù)層的最小厚度c(mm)環(huán)境等級板墻殼梁柱一1520二a2025二b2535三a3040三b4050注:1.混凝土強(qiáng)度等級不大于C25時,表中保護(hù)層厚度數(shù)值應(yīng)增加5mm;2.鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜設(shè)置混凝土墊層,其受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)從墊層頂面算起,且不應(yīng)小于40mm。二、正截面承載力計(jì)算

1.單筋矩形截面(1)單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的破壞形式與鋼筋和混凝土的強(qiáng)度以及縱向受拉鋼筋配筋率有關(guān)。梁縱向鋼筋配筋率的不同,鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型,不同類型梁的具有不同破壞特征。(2)單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

1)基本假定

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算以適筋梁Ⅲ階段的應(yīng)力狀態(tài)為依據(jù)。為便于建立基本公式,現(xiàn)作如下假定:

①構(gòu)件正截面彎曲變形后仍保持一平面,即在三個階段中,截面上的應(yīng)變沿截面高度為線性分布。②不考慮截面受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度。③鋼筋的應(yīng)力等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但不得大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,即。

④受壓混凝土采用理想化的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。

2)等效矩形應(yīng)力圖

等效原則:受壓區(qū)混凝土的合力大小不變;受壓區(qū)混凝土的合力作用點(diǎn)不變。(a)截面示意;(b)應(yīng)變分布圖;(c)曲線應(yīng)力分布圖;(d)等效矩形應(yīng)力分布(a)截面示意;(b)應(yīng)變分布圖;(c)曲線應(yīng)力分布圖;(d)等效矩形應(yīng)力分布3)適筋梁與超筋梁的界限—界限相對受壓區(qū)高度

受彎構(gòu)件等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高度與截面有效高度之比稱為相對受壓區(qū)高度,用表示,,適筋梁界限破壞時等效受壓區(qū)高度與截面有效高度之比稱為界限相對受壓區(qū)高度,用表示。

值是用來衡量構(gòu)件破壞時鋼筋強(qiáng)度能否充分利用的一個特征值。若,構(gòu)件破壞時受拉鋼筋不能屈服,表明構(gòu)件的破壞為超筋破壞;若,構(gòu)件破壞時受拉鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服強(qiáng)度,表明發(fā)生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。

4)適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率

少筋破壞的特點(diǎn)是“一裂即壞”。為了避免出現(xiàn)少筋情況,必須控制截面配筋率,使之不小于某一界限值,即最小配筋率。理論上講,最小配筋率的確定原則是:配筋率為的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,按Ⅲa階段計(jì)算的正截面受彎承載力應(yīng)等于同截面素混凝土梁所能承受的開裂彎矩Mcr。當(dāng)構(gòu)件按適筋梁計(jì)算所得的配筋率小于時,理論上講,梁可以不配受力鋼筋,作用在梁上的彎矩僅素混凝土梁就足以承受,但考慮到混凝土強(qiáng)度的離散性,加之少筋破壞屬于脆性破壞,以及收縮等因素,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了梁的最小配筋率,見下表受力類型最小配筋百分率受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋強(qiáng)度級別500MPa0.50強(qiáng)度級別400MPa0.55強(qiáng)度級別300MPa、335MPa0.60一側(cè)縱向鋼筋0.20受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉構(gòu)件一側(cè)的受拉鋼筋0.20和45

中的較大值(2)基本公式及其適用條件根據(jù)靜力平衡條件,可得出單筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算的基本公式:足下列兩個適用條件:

1)為防止發(fā)生超筋破壞,需滿足或;

2)防止發(fā)生少筋破壞,應(yīng)滿足或,。取。即得到單筋矩形截面所能承受的最大彎矩的表達(dá)式:

(3)正截面設(shè)計(jì)與承載力計(jì)算單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,可以分為有兩類問題:一類是截面設(shè)計(jì)問題,另一是復(fù)核己知截面的承載力問題。(1)截面設(shè)計(jì)1)基本公式法己知:彎矩設(shè)計(jì)值M,混凝土強(qiáng)度等級,鋼筋級別,構(gòu)件截面尺寸b、h求:所需受拉鋼筋截面面積As計(jì)算步驟如下:①確定截面有效高度:②計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x,并判斷是否屬超筋梁:③計(jì)算鋼筋截面面積As,并判斷是否屬少筋梁:④選配鋼筋:As(實(shí)際)=(1±5%)As⑤驗(yàn)算配筋率:檢查截面實(shí)際配筋率是否低于最小配筋率,即或,否則取,則。

2)計(jì)算系數(shù)法己知:彎矩設(shè)計(jì)值M,混凝土強(qiáng)度等級,鋼筋級別,構(gòu)件截面尺寸b、h

求:所需受拉鋼筋截面面積As

計(jì)算步驟如下:

2)截面校核己知:構(gòu)件截面尺寸b、h,鋼筋截面面積As,混凝土強(qiáng)度等級,鋼筋級別,彎矩設(shè)計(jì)值M。求:復(fù)核截面是否安全計(jì)算步驟如下:案例一案例二案例講授(1)雙筋矩形截面梁雙筋截面是指同時配置受拉和受壓鋼筋的截面。2.雙筋矩形截面和T形截面特點(diǎn)(2)T形截面梁T形截面伸出部分稱為翼緣,中間部分稱為肋或梁腹。按照構(gòu)件破壞時,中和軸位置的不同,T形截面可分為兩種類型:第一類T形截面:中和軸在翼緣內(nèi),即;第二類T形截面:中和軸在梁肋內(nèi),即。三、受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算1.受彎構(gòu)件料截面受剪破壞形態(tài)受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)主要取決于箍筋數(shù)量和剪跨比受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)主要取決于箍筋數(shù)量和剪跨比隨著箍筋數(shù)量和剪跨比的不同,受彎構(gòu)件主要有以下三種斜截面受剪破壞形態(tài):(1)斜拉破壞當(dāng)箍筋配置過少,且剪跨比較大(>3)時,常發(fā)生斜拉破壞。(2)剪壓破壞構(gòu)件的箍筋適量,且剪跨比適中(=1-3)時將發(fā)生剪壓破壞。(3)斜壓破壞這種破壞一般發(fā)生在剪力較大而彎矩較小時,即剪跨比很?。泻奢d時<1)。斜截面破壞形態(tài)(a)斜拉破壞;(b)剪壓破壞;(c)斜壓破壞2.

斜截面的承載力計(jì)算公式及使用條件(1)計(jì)算公式Vu=Vc+Vsv+Vsb有腹筋梁斜截面破壞時的受力狀態(tài)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》在理論研究和試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出了以下斜截面受剪承載力計(jì)算公式:有腹筋梁斜截面破壞時的受力狀態(tài)1)僅配箍筋的受彎構(gòu)件

對矩形、T形及I形截面一般受彎構(gòu)件,其受剪承載力計(jì)算基本公式為:對集中荷載作用下(包括作用多種荷載,其中集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力占該截面總剪力值的75%以上的情況)的獨(dú)立梁,其受剪承載力計(jì)算基本公式為:

2)同時配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件

同時配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件,其受剪承載力計(jì)算基本公式為:(2)計(jì)算公式的適用范圍為了防止發(fā)生斜壓及斜拉這兩種嚴(yán)重脆性的破壞形態(tài),必須控制構(gòu)件的截面尺寸不能過小及箍筋用量不能過少,為此規(guī)范給出了相應(yīng)的控制條件。1)界面限制條件對矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件,應(yīng)滿足下列條件:2)抗剪箍筋的最小配箍率為了防止斜拉破壞,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定當(dāng),當(dāng)V>Vc時配箍率應(yīng)滿足:工程設(shè)計(jì)中,如不能滿足上述條件,則應(yīng)按照配箍筋,并滿足構(gòu)造要求。(3)斜截面受剪承載力計(jì)算截面位置的確定在計(jì)算斜截面受剪承載力時,剪力設(shè)計(jì)值V應(yīng)按下列計(jì)算截面采用:(4)斜截面受剪承載力計(jì)算步驟

已知:剪力設(shè)計(jì)值V,截面尺寸,混凝土強(qiáng)度等級,箍筋級別,縱向受力鋼筋的級別和數(shù)量。

求:腹筋數(shù)量。

計(jì)算步驟:四、保證料截面受彎承載力的構(gòu)造措施1.縱向受拉鋼筋彎起與截?cái)鄷r的構(gòu)造梁的正、負(fù)縱向鋼筋都是根據(jù)跨中或支座最大彎矩值計(jì)算配置的。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,當(dāng)截面彎矩減小時,縱向受力鋼筋的數(shù)量也應(yīng)隨之減少。對于正彎矩區(qū)段內(nèi)的縱向鋼筋,通常采用彎向支座(用來抗剪或承受負(fù)彎矩)的方式來減少多余鋼筋,而不應(yīng)將梁底部承受正彎矩的鋼筋在受拉區(qū)截?cái)?。這是因?yàn)榭v向受拉鋼筋在跨間截?cái)鄷r,鋼筋截面面積會發(fā)生突變,混凝土中會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,在縱筋截?cái)嗵幪崆俺霈F(xiàn)裂縫。如果截?cái)噤摻畹腻^固長度不足,則會導(dǎo)致粘結(jié)破壞,從而降低構(gòu)件承載力。對于連續(xù)梁和框架梁承受支座負(fù)彎矩的鋼筋則往往采用截?cái)嗟姆绞絹頊p少多余縱向鋼筋??v向受力鋼筋彎起點(diǎn)及截?cái)帱c(diǎn)的確定比較復(fù)雜。工程量計(jì)算和施工時,鋼筋彎起和截?cái)辔恢脩?yīng)嚴(yán)格按照施工圖要求。梁內(nèi)鋼筋的彎起與截?cái)嗔旱讓愉摻钪械慕遣夸摻畈粦?yīng)彎起,頂層鋼筋中的角部鋼筋不應(yīng)彎下。當(dāng)縱向受力鋼筋不能在需要的地方彎起或彎起鋼筋不足以承受剪力時,可單獨(dú)為抗剪設(shè)置彎起鋼筋。此時,彎起鋼筋應(yīng)采用“鴨筋”形式,嚴(yán)禁采用“浮筋”,“鴨筋”的構(gòu)造與彎起鋼筋基本相同。2.縱向受力鋼筋在支座內(nèi)的錨固(1)梁簡支支座處彎矩雖較小,但剪力最大,在彎、剪共同作用下,容易在支座附近發(fā)生斜裂縫。斜裂縫產(chǎn)生后,與裂縫相交的縱筋所承受的彎矩會由原來的MC增加到MD,如圖所示,縱筋的拉力明顯增大。若縱筋無足夠的錨固長度,就會從支座內(nèi)拔出而使梁發(fā)生沿斜截面的彎曲破壞。因此,《混凝土規(guī)范》規(guī)定,鋼筋混凝土簡支梁和連續(xù)梁簡支端的下部縱向受力鋼筋伸入支座內(nèi)的錨固長度的數(shù)值不應(yīng)小于表中的規(guī)定。同時規(guī)定,伸人梁支座范圍內(nèi)錨固的縱向受力鋼筋的數(shù)量不宜少于2根,但梁寬

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