混凝土结构纵向钢筋的弯起和截断

受弯构件斜截面承载力包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力两个方面。斜截面受剪承载力的计算前面已经学习了，而斜截面受弯承载力是靠构造要求来保证的，这些构造要求包括纵向钢筋的弯起和截断。为了理解构造要求，必须先建立抵抗弯矩图的概念一、抵抗弯矩图（材料图）---抗力图5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力按实际纵向受力钢筋布置情况,对梁各正截面产生的受弯承载力设计值Mu所绘制的图形。q2f251f22M图Mu图≥M图2f251f22Mmax5.3保证斜截面受弯承载力的构造要求近似按每根（或每组）钢筋的面积的比例划分出各根（或各组）钢筋提供的受弯承载力Mui，Mui可近似取5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力ussiuiMAAM▲如前图可作如下划分q2f251f22M图Mu图≥M图2f251f22Mmax2f251f222、抵抗弯矩图的划分—即各根钢筋提供的受弯承载力Mui至弯起钢筋与梁中心线的交点（d），该根（或该组）弯起钢筋的正截面抗弯承载力完全消失，其间（即c与d之间）用斜直线相连。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力梁中心线3、有弯起钢筋时抵抗弯矩图的画法1、纵筋弯起应满足的条件（1）满足正截面受弯承载力的要求（Mu图≥M图），弯起钢筋与梁中心线的交点位于不需要该钢筋的截面(b点称不需要点或理论截断点)之外（即d点位于b点之外）。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力梁中心线（2）满足斜截面受剪承载力的要求和构造要求：当按计算需要设置弯起钢筋时，前一排的弯起点至后一排的弯终点的距离不应大于箍筋最大间距。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力≤smax≤smax（3）满足斜截面受弯承载力的要求：弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用钢筋的截面之间的距离不应小于0.5h0。zAfMsyITMIzMIbT1TbzzbabsbysbsyzAfzAAfM)(Ib5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力2、≥0.5h0就能满足斜截面受弯承载力的理由(1)As全为直筋的受弯承载力（Ⅰ-Ⅰ截面）(2)As为部分弯起筋的受弯承载力（Ⅱ-Ⅱ截面）5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力（3）保证斜截面受弯承载力的条件MIb≥MIZb≥Z由左图几何关系推得：cossinzazbT1zzbaα由前条件cossinzazb≥Z05.0sin)cos1(hzaZ=0.9h0α=45°～60°三、钢筋的截断5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力1、截断纵筋的原因—即为什么要截断纵筋？（1）受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。（2）根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。（3）在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。（4）对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。（5）截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，（因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响）。2、截断纵筋时的延伸长度ld（1）延伸长度的两个控制条件(a)正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面（理论截断点b）至钢筋实际截断点c的距离（bc段水平长度）；(b)该钢筋强度充分利用截面（a点）至钢筋实际截断点c的距离（ac段水平长度）；5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力abc条件二条件一◆a点为钢筋的充分利用点；◆b点为钢筋的不需要点（理论截断点）；◆c点为钢筋实际截断点。注：由于ab间还有一段弯矩变化区，实际截断点c到钢筋充分利用点a的锚固长度（即延伸长度ld）要求比基本锚固长度la大。5.6纵向钢筋的弯起和截断≥20d≥1.2laabc第五章受弯构件斜截面受剪承载力（2）延伸长度的取值（a）V≤0.7ftbh0时：应延伸至该钢筋的不需要截面之外不小于20d处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2la即：bc≥20dac≥1.2la5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力（b）V0.7ftbh0时：应延伸至该钢筋的不需要截面之外不小于h0且不小于20d处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2la+h0即：bc≥（h0、20d）maxac≥1.2la+h0由于剪力较大，可能产生斜裂缝，钢筋强度充分利用点由a点移至斜裂缝与纵筋相交处a’点。≥20d≥1.2laabcaa’+h0且≥h0第五章受弯构件斜截面受剪承载力(c)若按上述(a)、(b)规定确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内，则应延伸至不需要截面之外不小于1.3h0且不小于20d处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2la+1.7h0≥20d≥1.2laabcaa’+1.7h0且≥1.3h0即：bc≥（1.3h0、20d）maxac≥1.2la+1.7h0第五章受弯构件斜截面受剪承载力•钢筋混凝土悬臂梁中，应有不少于两根上部钢筋伸至悬臂梁外端，并向下弯折不小于12d；其余钢筋不应在梁的上部截断，而应按规定的弯起点位置向下弯折，并按弯起钢筋的锚固长度在梁的下边锚固第五章受弯构件斜截面受剪承载力5.4受弯构件钢筋构造要求•锚固长度为避免纵筋在受力过程中产生滑移，甚至从混凝土中拔出，造成锚固破坏，纵向受力钢筋必须伸过其受力截面一定长度。≥la中心线≥5d直线锚固梁柱≥0.4la≥15d梁柱弯折锚固1、受拉钢筋的锚固长度受拉钢筋的锚固长度又称为基本锚固长度，计算中充分利用纵向钢筋的抗拉强度时，其锚固长度la可按表5.1确定2、末端采用机械锚固措施时钢筋的锚固长度对二级、三级、四级纵向受拉钢筋当末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取受拉钢筋最小锚固长度la的70%。按图5.13采用3、纵向受压钢筋的锚固长度当计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时，其锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度的70%4、钢筋在支座处的锚固当伸入支座的锚固长度不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上。当V≤0.7ftbh0时，las≥5d当V0.7ftbh0时，las≥12d(带肋钢筋)las≥15d(光面钢筋)7.3钢筋的锚固和搭接▲钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋，其伸入支座内的锚固长度las应符合下列规定:▲对于板:一般剪力较小，通常满足V≤0.7ftbh0的条件。且连续板的中间支座一般无正弯矩，因此板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las≥5d。•对支撑在砌体结构上的钢筋混凝土独立梁，在纵向受力钢筋的锚固长度las范围内、应配置不少于两个箍筋，其直径不宜小于纵向受力钢筋最大直径的1/4,间距不宜大于纵向受力钢筋最小直径的10倍；当采用机械锚固措施时，箍筋间距不宜大于纵向受力钢筋最小直径的5倍。•对混凝土强度等级不高于C25的简支梁和连续梁的简支端，当距支座边1.5h范围内作用有集中荷载，且V＞0.7ftbh0，对带肋钢筋宜采取附加箍筋措施，或者取锚固长度las≥15d▲对梁的中间支座框架梁和连续梁的上部纵向钢筋应贯穿中间节点或中间支座范围，下部纵向钢筋当计算中不利用其钢筋强度时，其伸入中间支座和节点的锚固长度应符合上述简支座V＞0.7ftbh0的规定1、中间层端节点的梁上部纵筋▲当柱截面高度足够时，框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支座锚固，锚固长度不小于la，且应伸过柱中心线不小于5d。▲当柱截面高度不足以布置直线钢筋时，应将梁上部纵筋伸至节点外边并向下弯折，但弯折前的水平投影长度lah≥0.4la；弯折后的垂直长度不应小于15d。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力框架梁或连续梁纵筋的锚固要求≥la中心线≥5d直线锚固梁柱≥0.4la≥15d梁柱弯折锚固5.6纵向钢筋的弯起和截断⑴当计算中不利用其强度时，锚固长度可按V0.7ftbh0时的简支支座情况考虑；⑵当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于la。若柱截面高度不够时，可将钢筋向上弯折，弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况相同；⑶当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于0.7la。第五章受弯构件斜截面受剪承载力2、中间层端节点的梁下部纵筋las梁≥15d≥0.4la梁柱柱4、框架梁或连续梁在中间支座处的下部纵筋⑴当不利用该钢筋强度时，应符合简支梁V0.7ftbh0时的规定；⑵当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，可采用下面三种锚固方式。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力a≥≥l5d直线锚固梁柱≥a≥5d0.4l15d弯折锚固梁柱l≥l节点外搭接梁柱3、框架梁或连续梁在中间支座处的上部纵筋应贯穿中间节点或中间支座⑶当充分利用钢筋的抗压强度时，锚固长度≥0.7la（直线锚固时）；搭接长度≥0.7ll（节点外搭接时）。5、顶层的中间节点：柱纵筋：直线锚固时，锚固长度≥la，且应伸至柱顶；弯折锚固时（梁截面高度不足），应符合下图规定。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力a≥l弯折锚固（内弯折）梁柱a≥0.5l12da≥l弯折锚固（外弯折）梁柱a≥0.5l12d12d外弯折的条件：现浇板板砼≥C20板厚≥80可将柱外侧纵筋的相应部分弯入梁内作梁上部纵筋使用；也可将梁上部纵筋与柱外侧纵筋在顶层端节点及其附近部位搭接。搭接可采用：（a）位于节点外侧和梁端顶部的弯折搭接接头；（b）位于柱顶部外侧的直线搭接接头。5.6纵向钢筋的弯起和截断≥1.7la(b)梁柱≥12d(a)梁柱≥8dAs≥0.65As≥1.5la第五章受弯构件斜截面受剪承载力6、顶层的端节点：链接下一章梁内搭接(柱铰机制)柱内搭接(梁铰机制)（1）间距：满足右图要求。（2）锚固长度：弯起钢筋的弯终点外应有一直线段锚固长度，在受拉区不应小于20d；在受压区不应小于10d。（3）弯起角度：梁高≤700mm时为45º；梁高700mm时为60º。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力≤smax≤smax45º～60º3、弯起钢筋的构造要求（当弯起钢筋作为抗剪钢筋时，应满足下列构造构造要求）（3）鸭筋和浮筋：当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为“鸭筋”。不得设置“浮筋”。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力浮筋鸭筋一、无腹筋梁（主要是受力性能）1、剪跨比（λ）的概念2、无腹筋梁的破坏形态，斜拉、剪压和斜压破坏，各破坏形态发生的条件（λ）、破坏特征；3、影响无腹筋梁承载力的主要因素：λ、fc、ρ.二、有腹筋梁（有受力性能、设计计算和构造措施三个方面）1、有关受力性能（1）配箍率的概念和箍筋的作用；（2）有腹筋梁的破坏形态，斜拉、剪压和斜压破坏，各破坏形态发生的条件（λ、ρsv）、破坏特征；(3)影响有腹筋梁承载力的主要因素：λ、fc、ρ、ρsv5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力链接下一章▲本章小结2、有关设计计算（1）如何建立有腹筋梁斜截面承载力的计算公式？（2）两种情况下的计算公式及公式条件；（3）弯起钢筋的抗剪承载力；(4)计算公式的应用—复核与设计。3、有关构造（1）梁中箍筋的Smax、dmin；（2）抵抗弯矩图（材料图）的概念；（3）保证斜截面抗弯的构造措施a≥0.5h0；(4)梁中纵筋弯起和截断的构造规定。5.6纵向钢筋的弯起和截断第五章受弯构件斜截面受剪承载力链接下一章