钢筋混凝土结构基本构件

《建筑结构基础与识图》《建筑结构基础与识图》2009年10月机械工业出版社《建筑结构基础与识图》建筑力学基础知识1绪论0建筑结构材料2结构设计方法与设计指标3混凝土结构基本构件4钢筋混凝土楼（屋）盖、楼梯5基础6钢筋混凝土多层与高层结构7砌体结构基础知识8钢结构基础知识9建筑结构施工图的识读10目录《建筑结构基础与识图》第4章钢筋混凝土结构基本构件§4–1钢筋混凝土受弯构件§4-2钢筋混凝土受压构件§4-3钢筋混凝土受扭构件§4-4预应力混凝土构件基本知识§4-5钢筋混凝土结构构件施工图基本知识第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》§4-1钢筋混凝土受弯构件板的构造1.厚度2.配筋一般60~120mm，板厚以10mm为模数。单跨板，≥l0/35；多跨连续板，≥l0/40，且≥60mma.受力钢筋b.分布钢筋计算确定受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋承受拉力板承受的荷载均匀传给受力筋；固定受力筋位置；阻止砼开裂sA250@6&f%0.15&%15ssAArmmmmhmmhmmmmh70@&250&5.1@,150200@,150a间距在70～200mm一、梁、板的一般构造要求第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》梁的构造1.截面2.梁的配筋a.纵向受力钢筋b.箍筋计算确定承受弯矩引起的拉力承受剪力和弯矩引起的主拉力；固定纵向筋c.弯起钢筋弯起段抗剪；水平段抗拉，承受正(负)弯矩；计算确定d.架立钢筋固定箍筋，形成钢筋骨架计算确定，并满足构造要求构造确定e.纵向构造钢筋（当腹板高450mm）减小梁腹部裂缝宽度构造确定hblh==5.31~21;141~81(矩形)h41~5.21,=b(T形)(简支梁)第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》④箍筋①②③⑤④⑤架立筋③弯起钢筋②弯起钢筋①纵向受力钢筋②,③⑤④①开放式封闭式双肢四肢单肢3,400nmmb4,400ornmmbmmb150第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》混凝土保护层和截面有效高度1.混凝土保护层厚(Ｃ)钢筋外缘砼厚度。构造要求见表4-3。2.截面的有效高度(h0)受压砼边缘至受拉钢筋合力点的距离．单排拉筋,双排拉筋,板,25dh0C25dC301.5dhash0ChCCCas15,d20070hh0asmmhh350-=mmhh600-=mmhh200-=sahh-=00bhAs=r纵向受拉钢筋的配筋率——纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效面积bh0的比值，用ρ表示。第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》二、受弯构件正截面承载力(破坏形式)r适当,截面开裂以后sfy，随荷载增大，裂缝开展、s,f增加，当f=fy(屈服荷载),s=fy，荷载稍增加，c=cu砼压碎。“延性破坏”(钢筋抗拉、砼抗压强度均发挥)b.适筋梁c.超筋梁r过多,出现许多小裂缝，但sfy,当c=cu,压区砼被压碎，梁破坏。“脆性破坏”(钢筋抗拉强度未发挥)r很低，砼一开裂，截面即破坏。s=fy。“脆性破坏”(砼抗压强度未发挥)a.少筋梁FFFFFF第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》等效矩形应力图形基本假定:a.不考虑混凝土抗拉强度，拉力完全由钢筋承担；b.压区混凝土以等效矩形应力图代替实际应力图。两应力图形面积相等且合理C作用点不变。等效原则:CTszMM=C·zfcxnycCTszMM=C·zafcycx=bxn其中，其余内插。等效原理syAfM前=C×ZM后=C×Z94.0,74.0,80时;1,8.0,50====ababCC第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》a.界限破坏：当梁的配筋率达到最大配筋率时，受拉钢筋屈服的同时，受压区边缘的混凝土也达到极限压应变被压碎破坏，这种破坏称为界限破坏。界限相对受压区高度和最大配筋率b.界限相对受压区高度：当受弯构件处于界限破坏时，等效矩形界面的界限受压区高度与截面有效高度的比值。maxrbxmaxr0hbx0hxbb=x超筋破坏适筋破坏bhxxx=0bxxbx判断构件破坏类型，衡量破坏时钢筋强度是否充分利用。第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》最大配筋率经济配筋率：梁：r=（0.5~1.6）%；板：r=（0.4~0.8）%ycbsbbbffbhAhx0max0axrxx===C=afcbxTs=sAsMafcx=bxnsyAf0hxbbx=bx对于混凝土等级≤C50时，HPB235筋0.6140.5500.518HRB335筋HRB400及RRB400筋第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》单筋矩形截面正截面承载力计算1.基本公式C=afcbxTs=sAsMafcx=bxnsyAfx20xh-uMM0,0==MNcysuc0ys022()()fbxfAxxfbxhfAhaa--5?5MM第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》2.适用条件a)防止超筋破坏b)防止少筋破坏()bb20max,0.5-1xxabhfMMcu=b0bsb0xhAbhxxxrr=£££或或sminAbhr/minrr/或3.基本公式的应用a.截面设计b.截面复核第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》截面设计步骤已知M,b,h,,fc,fy否最终确定As调整b,h或fcα200c2xhhfba=--Mh0b0xhx£csyfbxAfa=sminAbhr/选筋，布筋一排双排bhAsminr=是否是第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》安全已知M,b,h,,fc,fy,As否调整b,h或fc或Asαh0b0xhx£sminAbhr/是否是yscfAxfba=bucb02()xfbxha=-Muc02()xfbxha=-MMMu失效是否截面复核步骤第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》（2）确定截面的有效高度【例4-1】某钢筋混凝土简支梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土及HRB335级钢筋，由荷载设计值产生的弯矩为200M=c14.3f=515355500=-=-=sahh（1）查表得出有关设计计算数据（3）计算受压区高度，并判断是否超筋破坏62200c2220010515515123.421.014.3250xhhfba=--=--=Mb00.550515283.25hx==¢不属于超筋梁。kN·m,试进行截面配筋。t1.43f=y300f=b0.550,1.0ax==0hN/mm2,N/mm2,N/mm2,，先按一排钢筋考虑，则mmmmmm（4）计算钢筋的面积sA第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》csy1.014.3250123.421470.76300fbxAfa===mm2（5）选筋：选用422（（6）判断是否属于少筋梁mm2）ty1.430.450.450.21%0.20%300ff==$%21.0min=rs,minmin0.21%250550288.75Abhr===s1520A=¢取，不属于少筋梁，符合要求。mm2mm21520=sA第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》【例4-2】如图4-9所示某钢筋混凝土梁截面尺寸b×h=250mm×500mm，采用C30混凝土及HRB335级钢筋，受拉钢筋为420（mm2），弯矩设计值kN·m,验算该梁是否安全。1256=sA120=M图4-9c14.3f=t1.43f=y300f=b0.550,1.0ax==N/mm2,N/mm2,N/mm2,（1）查表得出有关设计计算数据梁的有效高度465350=-=hhmmxysc3001256105.401.014.3250fAxfba===（2）计算截面受压区高度（3）验算适用条件第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》ty1.430.450.450.21%0.20%300ff==$取%21.0min=r1256=sAmin0.21%250500262.5bhr==/mm2mm2uM6uc02105.40()1.014.3250105.40(465)/10155.362xfbxha=-=-=M110=$M（4）求并判断安全与否kN·mkN·m故正截面承载力满足要求。第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。1.当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件（或整个工程）限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。2.由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯矩，这时也出现双筋截面。3.由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结构中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋。一般来说采用双筋是不经济的，工程中通常仅在以下情况下采用：sA受压钢筋sA受拉钢筋受压钢筋AS’受拉钢筋AS双筋截面第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》T形截面1）挖去受拉区混凝土，形成T形截面，对受弯承载力没有影响。2）节省混凝土，减轻自重。优点：分类：第一类T形截面第二类T形截面按矩形截面计算不可按矩形截面计算fhxfhx第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》三、受弯构件斜截面承载力计算ＶＶM剪弯区纯弯区剪弯区剪跨a剪跨aa.斜拉破坏b.剪压破坏c.斜压破坏2.斜截面破坏的三种形式1.斜截面破坏影响因素少筋破坏适筋破坏超筋破坏sbnAhasvsv10==rl配箍率，剪跨比截面大小，荷载种类，第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》(a)斜拉破坏(b)剪压破坏(c)斜压破坏斜截面的破坏形态0175.1bhfVt+l梁，集中荷载作用下的独立07.0bhfVt一般受弯构件，的情况：可不必进行斜截面计算第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》斜截面受剪承载力计算简图梁斜截面受剪承载力计算公式：uuMMVV&满足ssbysvyvtAfhsAfbhfValsin8.0175.1%7500+++，效应2.集中荷载作用或集中力ssbysvyvtAfhsAfbhfVasin8.025.17.000++1.一般受弯构件Vu=Vcs+Vsb其中，Vcs=Vc+Vsv箍筋抗拉强度设计值-yvf弯起角度-sa截面面积同一截面内各肢箍筋全-=1svsvnAA筋截面面积同一弯起平面内弯起钢-sbA第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》抗剪公式适用条件1）上限值－截面最小尺寸2）下限值－最小配筋率时，直线内插。当时，当时，当0.64.02.00.625.00.400bhbhfVbhbhfVbhwccwccwbbsv1svsv,minyv0.24tnAfbsfrr==≥抗剪计算位置1)支座边缘处；2)腹板宽度改变处；3)箍筋直径或间距改变处；4)拉区弯起钢筋弯起点处。斜截面受剪计算截面的确定V1V21122V1V4114433V3第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》1)求内力，绘制构件的剪力图；2)验算是否满足截面限制条件，如不满足，则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；3)验算是否需要按计算配置腹筋；4)计算腹筋；对仅配置箍筋的梁，可按下式计算,算出，根据构造要求选择箍筋的sv1nAssv1t0yv00.71.25nAfbhsfh-/V直径d和肢数n，而后由下式算出箍筋的间距s，箍筋间距应满足s≤smax。斜截面受剪承载力计算步骤如下：第四章钢筋混凝土结构基本构件《建筑结构基础与识图》抗剪构造规定1)集中力作用下，箍筋全长布置；2)箍筋和弯起筋间距符合构造要求，参考表4-6；3)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；4)鸭筋必须