建筑结构 钢筋混凝土受弯构件

第 4章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件4.1 一 般 构 造 规 定4.2 正 截 面 性 能 的 试 验 研 究4.3 正 截 面 承 载 力 计 算4.4 斜 截 面 的 受 力 特 点 及 破 坏 形 态4.5 斜 截 面 承 载 力 计 算4.6 斜 截 面 受 弯 承 载 力 及 构 造 措 施 一 般 为 70 200 mm； 当 板 厚 h150mm， 不 宜 大 于 200 mm； 当板 厚 h 150mm， 不 宜 大 于 1.5h 且 不 应 大 于 250mm。 设 正 截 面 上 所 有 纵 向 受 拉 钢 筋 的 合 力 点 至 截 面 受 拉 边缘 的 竖 向 距 离 为 as ， 则 as = c + d/2式 中 c 混 凝 土 保 护 层 厚 度 ； d 钢 筋 平 均 直 径 ， 梁 d=20 mm ， 板 d=10 mm 。 则 合 力 点 至 截 面 受 压 区 边 缘 的 竖 向 距 离 ho （ 1） 梁 内 一 排 钢 筋 时 ： ho = h as （ 2） 梁 内 两 排 钢 筋 时 ： ho = h 60 mm 2. 适 筋 梁 工 作 的 三 个 阶 段 0.40.6 0.81.0 a a a Mcr MyMu 0 f M/Mu a， Mcr； 抗 裂 度 验 算 。 a， My； 正 常 使 用 状态 ； 变 形 和 裂 宽 验 算 依 据 。1) 第 阶 段 ： 弹 性 工 作 阶 段2) 第 阶 段 ： 带 裂 缝 工 作 阶 段 a， Mu； 极 限 状 态 ；受 弯 承 载 力 计 算 依 据 。3) 第 阶 段 ： 破 坏 阶 段 1. 纵 向 受 拉 钢 筋 的 配 筋 率 = As / bho ( ) （ 4.2） 式 中 As 纵 向 受 拉 钢 筋 的 总 截 面 面 积 ， 单 位 为 mm2； bho 截 面 的 有 效 面 积 ， b是 截 面 宽 度 。 2. 受 弯 构 件 正 截 面 的 破 坏 形 式 适 当 ， 纵 向 受 拉 钢 筋 先 屈 服 (s y), 随 后 受 压 区 混 凝 土 压 碎 (c=cu)。“ 延 性 破 坏 ” 。 (2) 适 筋 梁 (3) 超 筋 梁 过 多 ， 受 压 区 混 凝 土 先 压 碎 (c=cu),纵 向 受 拉 钢 筋 不 屈 服 (s y)。 “ 脆 性 破 坏 ” ， 很 低 ， 砼 一 裂 就 断 。“ 脆 性 破 坏 ” ， (1) 少 筋 梁 3. 三 种 破 坏 形 式 的 承 载 力 和 变 形 比 较M 0 0 示 意 图 最 小 配 筋 梁 M0 0 关 系 曲 线 图 2. 等 效 矩 形 应 力 图 形两 应 力 图 形 面 积 相 等 且 C作 用 点 不 变 。等 效 原 则 : C Ts zM M = C z fcx n yc C Ts zM M = C z fc ycx=xnsy Af0 sy Af01xx cf1 其 中 其 余 内 插 。 94.0,74.0,80 ;1,8.0,50 11 11 CC 防 止 超 筋 破 坏防 止 少 筋 破 坏 架 立 钢 筋 sA受 拉 钢 筋 sA受 压 钢 筋 sA受 拉 钢 筋 3) 抗 震 设 计 : 在 抗 震 结 构 中 要 求 框 架 梁 必 须 配 置 一 定比 例 的 受 压 钢 筋 ， 以 提 高 截 面 的 延 性 。 图 4.31 主 应 力 轨 迹 线 无 腹 筋 梁 斜 截 面 破 坏 形 态 与 有 重 要 关 系 。 （ 1） 斜 压 破 坏 （ 1） 斜 向 短 柱 而 压 坏（ 2） 剪 压 破 坏 （ 1 3） 混 凝 土 剪 压 破 坏（ 3） 斜 拉 破 坏 （ 3） “ 一 裂 就 断 ”2. 无 腹 筋 梁 的 斜 截 面 破 坏 形 态 少 筋 破 坏 ” 相 似 。 筋 破 坏 ” 相 似 。筋 破 坏 ” 相 似 。 （ a） 单 肢 箍 （ b） 双 支 箍 （ c） 四 肢 箍 配 箍 率 对 梁 受 剪 承 载 力 影 响 (1) 支 座 边 缘 处 的 斜 截 面 截 面 1一 1(2) 弯 筋 弯 起 点 处 的 斜 截 面 截 面 2一 2(3) 箍 筋 s数 量 或 间 距 改 变 处 的 斜 截 面 截 面 3一 3(4) 腹 板 宽 度 b改 变 处 的 斜 截 面 截 面 4一 4 图 4.34 斜 截 面 的 计 算 截 面 位 置 (1) 求 剪 力 设 计 值 ； (2) 验 算 截 面 尺 寸 ； (3) 验 算 是 否 需 要 按 计 算 配 箍 ； 否 则 ， 按 构 造 配 箍 ； (4) 如 果 需 要 按 计 算 配 箍 ， 计 算 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 用 量 ： 仅 配 箍 筋 ： 按 构 造 选 定 n、 Asv1， 计 算 s 先 配 箍 筋 兼 配 弯 筋 ： 按 构 造 选 n、 Asv1、 s， 计 算 Asb 先 配 弯 筋 再 配 箍 筋 ： 先 选 定 Asb、 n、 Asv1， 计 算 s (5) 验 算 ： s Smax； sv sv,min (a)末 端 1350弯 钩 ； (b)与 短 钢 筋 双 面 贴 ； (c)与 钢 板 穿 孔 塞 焊 (3) 复 合 箍 筋 的 设 置 当 梁 宽 大 于 400mm， 且 一 层 内 的 纵 向 受 压 钢 筋 多 于 三根 时 ， 或 梁 宽 不 大 于 400mm， 一 层 内 多 于 四 根 时 ， 应 设 置复 合 箍 筋 （ 例 如 四 肢 箍 ） 。 当 一 层 内 的 纵 向 受 压 钢 筋 多 于五 根 且 直 径 大 于 18mm时 ， 箍 筋 间 距 必 须 小 于 或 等 于 10d。 1) 当 V 0.7ftbho 时 5d 2) 当 V 0.7ftbh0 时 带 肋 钢 筋 12d 光 面 钢 筋 15d 图 4.40 同 一 连 接 区 段 内 的 纵 向 受 拉 钢 筋 绑 扎 搭 接 接 头 图 4.41 弯 筋 端 部 锚 固 图 4.42 鸭 筋 和 浮 筋 4. 计 算 步 骤a. 复 合 梁 截 面 尺 寸b. 判 断 是 否 进 行 斜 截 面 验 算c. 计 算 箍 筋d. 计 算 弯 起 钢 筋5. 构 造 规 定a. 集 中 力 作 用 下 ， 箍 筋 全 长布 置b. 箍 筋 和 弯 起 筋 间 距 符 合 构造 要 求 ， 见 表 3-7c. 弯 起 筋 锚 固 长 度 ： 受 拉 区不 小 于 20d， 受 压 区 不 小 于 10d， 光 圆 钢 筋 设 弯 钩梁 底 两 侧 钢 筋 不 弯 起d. 鸭 筋 必 须 将 两 端 锚 固 在 受压 区 ， 不 得 采 用 浮 筋 s s 三 、 保 证 斜 截 面 受 弯 承 载 力 的 构 造 措 施1. 纵 向 钢 筋 的 弯 起 和 截 断在 满 足 正 截 面 抗 弯 承 载 力 的 条 件 下 ， 依 据 抵 抗 弯 矩 图 （ 材 料 图 ） ，确 定 纵 向 钢 筋 的 “ 充 分 利 用 点 ” 和 “ 理 论 截 断 点 ” 。 再 按 规 范 的要 求 ， 确 定 实 际 弯 起 点 和 实 际 截 断 点 。 拉 区 钢 筋 不 宜 截 断 。 2. 钢 筋 的 锚 固 长 度 为 使 钢 筋 可 靠 锚 固 在 混 凝 土 中 充 分 发 挥 抗 拉作 用 ， 而 在 伸 入 支 座 时 保 持 的 一 定 长 度 ， 称锚 固 长 度见 P4849a. 受 拉 钢 筋 的 锚 固 长 度 (基 本 锚 固 长 度 ):b. 受 压 钢 筋 的 锚 固 长 度 :c. 钢 筋 在 简 支 端 的 锚 固 :按 构 造d. 钢 筋 在 中 间 支 座 的 锚 固 :上 部 纵 向 筋 应 贯 穿 中 间 支 座 ;下 部 按 构 造dffl tya al7.0取 钢 筋 外 形 系 数 3.4 受 弯 构 件 裂 缝 宽 度 和 挠 度 的 验 算一 、 裂 缝 宽 度 验 算1. 机 理 裂 缝 出 现 基 本 停 止新 裂 缝 出 现 裂 缝 宽 度 加 大 ，微 裂 缝 出 现初 始 状 态 （ 无 裂 缝 ）荷 载 趋 于 稳 定 荷 载 增 大加 荷 至 cf2. 影 响 因 素 ： a. 纵 筋 配 筋 率 配 筋 率 越 大 ， 裂 缝 宽 度 越 小b. 纵 筋 直 径 直 径 越 小 ， 数 量 越 多 ， 裂 缝 越 小c. 纵 筋 表 面 形 状 变 形 钢 筋 比 光 圆 粘 结 力 大 ， 裂 缝 小d. 保 护 层 厚 度 保 护 层 越 厚 ， 裂 缝 宽 度 越 大3. 裂 缝 宽 度 验 算 ： limmax 二 、 挠 度 验 算 荷 载 挠 度 系 数长 期 刚 度 SBfB lMSf ,lim20maxmax