第五章受彎構件正

第五章受彎構件正截面承載力計算 5 1受彎構件的形式及基本要求常見截面形式如圖 以工業(yè)與民用建筑為例 簡單介紹如下三方面問題 一是受彎構件的最小截面高度 二是截面尺寸的模數化 三是鋼筋混凝土梁的合理高寬比問題 梁的截面尺寸既要考慮模板尺寸 通常木模以20mm 鋼模以50mm為模數 也要使構件的截面尺寸統(tǒng)一 方便施工 現(xiàn)澆梁 板的截面尺寸宜按下述采用 1 矩形截面梁的高寬比h b一般取2 0 3 5 T形截面梁的h b一般取2 5 4 0 此處b為梁肋寬 矩形截面的寬度或T形截面的肋寬b一般取為100mm 120mm 150mm 180mm 200mm 220mm 250mm和300mm 300mm以下級差為50mm 括號中的數值僅用于木模 2 梁的高度采用h 250 300 350 750 800 900 1000mm等尺寸 800mm以下級差為50mm 以上為100mm 3 現(xiàn)澆板的寬度一般較大 設計時可取單位寬度 b 1000mm 進行計算 其厚度除應滿足各項功能要求外 尚應滿足下表的要求 板的保護層厚度一般取15 C20 mm 所以計算板的配筋時 一般可取h0 h 20mm 但對露天或室內高濕度環(huán)境下的板 板的保護層厚度取20mm 其有效厚度h0 h 25mm 5 1 2梁和板的構造1 梁的構造鋼筋混凝土梁的鋼筋一般有 縱向受拉鋼筋 也稱主筋 箍筋 斜筋 也稱彎起鋼筋 縱向受壓鋼筋 雙筋梁 和架立鋼筋 如圖所示 1 縱向受拉鋼筋 通常在彎矩作用下的受拉區(qū)平行于梁的軸線布置 當受壓區(qū)混凝土的強度不足時 有時也在受壓區(qū)布置縱向受力鋼筋 稱為縱向受壓鋼筋 相應的梁稱為雙筋梁 宜采用HRB400或RRB400 級鋼筋 和HRB335 級鋼筋 常用直徑為12mm 14mm 16mm 18mm 20mm 22mm和25mm 縱向受力鋼筋不少于兩根 布置在截面的角部 設計中若需要兩種不同直徑的鋼筋 鋼筋直徑相差至少2mm 以便于在施工中能用肉眼識別 對于綁扎的鋼筋骨架 其縱向受力鋼筋的直徑 當梁高為300mm及以上時 不應小于10mm 當梁高小于300mm時 不應小于6mm 為了便于澆注混凝土以保證鋼筋周圍混凝土的密實性 縱筋的凈間距應滿足圖4 2所示的要求 若鋼筋必須排成兩排時 上 下兩排鋼筋應當對齊 梁內縱向受力鋼筋的凈距及鋼筋的最小保護層厚度應滿足下圖的要求 2 腹筋 腹筋是箍筋和斜筋 又稱彎起鋼筋 的統(tǒng)稱 箍筋垂直于梁軸線布置 其作用除了主要抵抗斜截面上部分剪力外 還要固定縱向受力鋼筋位置 和其它鋼筋一起形成鋼筋骨架 保證受拉鋼筋和受壓區(qū)的良好聯(lián)系及保證縱向受壓鋼筋的穩(wěn)定 梁的箍筋宜采用HPB235 級鋼筋 HRB335 級鋼筋 和HRB400 級鋼筋 級別的鋼筋 常用直徑是6mm 8mm和10mm 彎起鋼筋 斜筋 通常由富余的縱筋彎起而成 以抵抗斜截面上的剪力 當富余縱筋彎起不足以抵抗剪力時 也可以另外加設鋼筋 3 架立鋼筋 作用是與其它鋼筋一起形成鋼筋骨架 按構造要求確定 不需要計算確定 在受壓區(qū)布 置的縱向鋼筋 其數量不少于兩根 其直徑與梁的跨度有關 當梁的跨度l6m時 其直徑不小于12mm 2 梁式板的構造梁式板又稱單向板 即認為它只沿一個跨度方向傳遞荷載 板內鋼筋一般有縱向受拉鋼筋與分布鋼筋兩種 1 受力鋼筋 受力鋼筋沿跨度方向 或兩個方向中跨度較短方向 布置 其主要作用同梁的縱向受拉鋼筋 抵抗荷載彎矩在截面受拉區(qū)產生的拉應力 常用HPB235 級鋼筋 HRB335 級鋼筋 和HRB400 級鋼筋 級別鋼筋 常用直徑是6mm 8mm 10mm和12mm 其中現(xiàn)澆板的板面鋼筋直徑不宜小于8mm 如圖所示 鋼筋間距常為70一200mm 還應注意 采用綁扎鋼筋時 受力鋼筋的間距應滿足 板厚h 150mm時 不應大于200mm h 150mm時 不應大于1 5h 且不應大于250mm 2 分布鋼筋 構造確定 垂直于受力鋼筋并布置在受力鋼筋內側 其作用是與受力鋼筋一起形成鋼筋網 固定受力鋼筋位置 將荷載分散傳遞給受力鋼筋 承受因混凝土收縮和溫度變化引起的拉應力 分布鋼筋宜采用HPB235 級鋼筋 和HRB335 級鋼筋 級別的鋼筋 常用直徑是6mm和8mm 單位長度上分布鋼筋的截面面積不應小于單位寬度上受力鋼筋截面面積15 分布鋼筋的間距不應大于250mm 直徑不宜小于6mm 5 2正截面承載力計算的基本規(guī)定5 2 1基本假定1 平截面假定 在構件受荷以后 截面的應變沿截面高度保持線形分布 2 受拉區(qū)混凝土不參與工作3 混凝土的壓應力與壓應變之間的關系曲線是由一條二次拋物線及一條水平線組成的 如圖 上升段 c 0 水平段 0 c cu c fc 0 0 002混凝土應力達fc時的壓應變 cu 0 0033混凝土極限壓應變 4 鋼筋應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積 但不大于其設計強度 取縱向受拉鋼筋應變 s 0 01 混凝土設計規(guī)范 規(guī)定受拉鋼筋 s 0 01 實際是給定了鋼筋混凝土構件中鋼筋的破壞準則 規(guī)定混凝土極限壓應變值最大不超過0 0033 規(guī)定極限壓應變值 cu 實際是給定了混凝土單軸受壓情況下的破壞準則 5 2 2計算簡圖 實用上取等效矩形應力圖來取代實際受壓區(qū)混凝土應力圖等效的條件是不影響其原有的正截面抗彎承載力 1 受壓區(qū)混凝土壓應力的合力C大小不變 即兩圖形的面積相等 2 受壓區(qū)混凝土壓應力的合力的作用線位置不變 即兩圖形的形心位置不變 也即內力偶臂Z大小不變 Z 等于C到fyAs的距離 可分別得到 1稱為等效矩形應力圖形系數 系數 1的取值為 當混凝土強度等級 C50時 1取為0 8 當為C80時 1取為0 74 其間按直線內插法取用 1為考慮混凝土壓應力不均勻系數 1的取值為 當混凝土強度等級 C50時 1取為1 0 當為C