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1、第3章 钢筋混凝土结构基本构件,31 钢筋混凝土受弯构件,3-2 钢筋混凝土受压构件,3-3 钢筋混凝土受扭构件,3-4 预应力混凝土构件基本知识,3-5钢筋混凝土结构构件施工图基本知识,3-1 钢筋混凝土受弯构件,板的构造,厚度,配筋,一般60120mm，板厚以10mm为模数。,受力钢筋,分布钢筋,计算确定,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,s,A,a,间距在70200mm,一、梁、板的一般构造要求,构造配筋,梁的构造,截面,梁的配筋,纵向受力钢筋,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,弯起钢筋,弯起段抗剪；水平段抗拉，承
2、受正(负)弯矩；,计算确定,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,纵向构造钢筋（当腹板高450mm）,减小梁腹部裂缝宽度,构造确定,钢筋在砼中的保护层厚度，可用水泥砂浆垫块（限制和淘汰）塑料卡（推荐使用）垫在钢筋与模板之间进行控制。,控制钢筋砼保护层用 的塑料卡,塑料环圈控制柱钢筋的 砼保护层厚度,塑料垫块控制楼板钢筋的 砼保护层厚度,5.2 钢筋绑扎的相关规定,二、钢筋的锚固与连接 1、钢筋的锚固 混凝土规范以钢筋应力达到屈服强度 时，不发生粘接锚固破坏所需的最小埋入长度称为锚固长度。 基本锚固长度： 锚固长度：,二、钢筋的锚固与连接 2、钢筋的连接 焊接（尽
3、量使用）：通过加压（压力焊）或加热熔化（熔焊使钢筋之间形成原子结合 绑扎： 用铁丝将钢筋绑到一起 机械连接：通过机械咬合作用实现钢筋连接,焊接,对焊 点焊 电弧焊 电渣压力焊 气压焊,电渣压力焊适用于1832的级钢及新级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢筋直径的1.6倍。,XX大学榴园宾馆18层框架柱钢筋采用电渣压力焊连接技术，图为工人先将焊接夹具的下夹钳夹住下部钢筋。,被连接的端面部位套上焊剂盒，用小铁簸箕将431焊剂装入焊剂盒，边装入边用棒条插捣，使焊剂盒中的焊剂松紧均匀，以保证鼓包均匀。,插入上部钢筋，焊接夹具上夹钳将上部钢筋夹紧，焊机的负极线连接于上钢筋。,引弧时摇动手柄
4、，将上钢筋略提起，稳定电弧，使上、下钢筋两端面均匀烧化。,当烧化达到时间要求后，迅速摇转手柄，将上钢筋下压，此时，两钢筋端面间熔化的铁水均匀外挤。,焊接完成后，插上铁板，打开焊剂盒，回收剩余的焊剂，可重复使用。,焊接完成后的接头被包围在渣壳中，像马蜂窝球，此时应让接头保温半小时左右，待冷却后敲去渣壳，露出带金属光泽的鼓包接头。,焊工实际操作电弧焊,套筒挤压连接,4.2 钢筋机械连接,钢筋机械连接又称为“冷连接”，是继绑扎、焊接之后的第三代钢筋接头技术。具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材20等优点。,挤压接头试件,垂直钢筋挤压接头 斜向钢筋挤压接头,挤压机,螺纹套筒连接
5、,原理：螺纹套筒连接是将两根待接钢筋的端部和套管预先加工成螺纹，然后用手和力矩扳手将两根钢筋端部旋入套筒形成机械式钢筋接头。 螺纹套筒连接分锥形螺纹连接和直螺纹连接两种。,锥螺纹钢筋连接,螺纹接头,直螺纹连接套筒,绑扎连接 绑扎目前仍为钢筋连接的主要手段之一。钢筋绑扎时，钢筋交叉点用铁丝扎牢；,钢筋的现场绑扎,钢筋骨架倒塌照片,钢筋绑扎的相关规定,1、轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头；其他构件中当受拉钢筋的直径d25mm及受压钢筋d28mm时不宜采用绑扎搭接接头。,5 钢筋的绑扎与安装,2、同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。,3、纵向受力钢筋的最小搭
6、接长度按下表规定：,注：带肋钢筋直径d25mm时，最小搭接长度按相应数值乘以.1取用；有抗震设 防要求的构件，最小搭接长度按相应数值乘以1.05(三级抗震).15(一、二级抗震)取用。,5.2 钢筋绑扎的相关规定,4、钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。,5、应特别注意板上部的负筋，一要保证其绑扎位置准确，二要防止施工人员的踩踏，尤其是雨篷、挑檐、阳台等悬臂板，防止其拆模后断裂跨塌。,悬挑板角部的放射钢筋,5.2 钢筋绑扎的相关规定,6、梁板钢筋绑扎时，应防止水电管线将钢筋抬起或压下。,楼板中水电管线的预留预埋,钢管布线预埋,水电管 布线预埋,5.2 钢筋绑扎的相关规定,三、受弯构件正截面承
7、载力(破坏形式),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，用表示。,根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁。,三、受弯构件正截面承载力(破坏形式), 适当, 截面破坏开始于纵向受力钢筋的屈服，受压区混凝土的压应力随之增大，直到受压区混凝土达到极限压应变被压碎。“延性破坏”(钢筋抗拉、砼抗压强度均发挥),b.适筋梁,c.超筋梁, 过多 , 钢筋应力小于屈服强度，压区砼被压碎，梁破坏。“脆性破坏” (钢筋抗拉强度未发挥),很低，砼一开裂，截面即破坏。 “脆性破坏” (砼抗压强度未发挥),a.少筋梁,等效矩形应力图形,基本假定:,不考虑混凝土
8、抗拉强度，拉力完全由钢筋承担； 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:,其中， 其余内插。,等效 原理,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,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。,最大配筋率,经济配筋率：梁：r =（0.51.6）%； 板：r =（0.40.8）%,单筋矩形截面正截面承载力计算,基本公式,2.适用条件,防止超筋破坏,b)防
9、止少筋破坏,3.基本公式的应用,a.截面设计,b.截面复核,截 面 设 计 步 骤,截 面 复 核 步 骤,（2）确定截面的有效高度,mm2,（5）选筋：选用422（,（6）判断是否属于少筋梁,mm2 ）,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
10、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：,四、受弯构件斜截面承载力计算,斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏,斜截面破坏的三种形式,斜截面破坏影响因素,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：,其中，Vcs =Vc +Vsv,斜截面受剪计算截面的确定,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,直径d和肢数n，而后由下式算出箍筋的间距s， 箍筋间
11、距应满足ssmax 。,斜截面受剪承载力计算步骤如下：,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)鸭筋必须将两端锚固在受压区，不得采用浮筋,抵抗弯矩图,以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标， 以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图。 可由右式确定 ：,当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时， 从按正截面承载力计算“不需要该钢筋的截面”须外伸一定的长 度l1，作为受力钢筋应有的构造措施。应从其“强度充分利用截 面”外伸一
12、定的长度l2，依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用 维持钢筋以足够的抗力。,钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长度ld可在l1和l2中取外伸长度较长者确定，按表4-7取值。其中l1是从“按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面”延伸出的长度；l2是从“充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长度”。,图4-17 负弯矩钢筋截断构造 图4-18 悬臂梁钢筋的弯折,3-2 钢筋混凝土受压构件,工程结构中，以承受纵向压力为主的构件称为受压构件，最常见的受压构件为钢筋混凝土柱，此外屋架的受压弦杆、腹杆、桥梁中的桥墩等。,一、受压构件的分类,二、受压构件的构造要求
13、,1.材料强度等级,我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25C40；在高层建筑中， C50C60级混凝土也经常使用。,受压构件中，通常采用HRB335级和HRB400级钢筋，不宜过高。因 为高强度钢筋在与混凝土共同受压时，并不能充分发挥其高强作用。,混凝土：,钢筋：,2.截面形状和尺寸,常用矩形或方形截面，（且bh250250mm）长细比宜控制在l0/b30或l0/d25。也有、T、形或环形的，为了节约混凝土，当柱的尺寸较大时，在装配式厂房，采用字形，在拱结构中，采用T形，在柱、电杆、烟囱等可采用形及环形。,级别： 采用HRB335级、HRB400级 直径： 纵筋直径d12mm，常在1232
14、mm之间选用，宜 用较粗钢筋；根数，矩形时不小于4根，圆柱不宜 少于8根，且不小于6根； 配筋率：配筋率min0.6%，max5%,3.纵向钢筋,距离：钢筋净距50mm，中距300mm（受力钢筋）；,4.箍筋,柱中箍筋应做成封闭式；箍筋直径不应小于纵向钢筋直径的四分之一，且不应小于6mm； 箍筋间距不应大于纵向钢筋最小直径的15倍，且不应大于400mm及柱截面的短边尺寸b； 当柱中纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于纵向受力钢筋直径的10倍，且不大于200mm，其末端应做1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍； 当柱截面短边尺寸大于400mm
15、且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多余4根时，应设置复合箍筋； 柱中纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距应按规范9.4.5规定加密。,柱的箍筋形式,复合菱形箍筋,受压构件复合井字箍筋,三、轴心受压构件的承载力计算,1、轴心受压短柱 临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。,2、轴心受压长柱 破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡。,轴心受压短柱,轴心受压长柱,长短柱的承载力,柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。,在
16、同等条件下（即截面相同，配筋相同，材料相同）， 长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力，即：,式中：l0为构件的计算长度；b为矩形截面短边尺寸；d为圆形截面直径；,矩形截面 l0 / b8 圆形截面 l0 / d 7 其它截面 l0 / i28,短柱,反之，为长柱， ， 按表4-8取用。,规范引入了稳定系数 来表示长柱承载能力的降低程度。,表4-8 钢筋混凝土构件的稳定系数,轴心受压构件的承载力截面承载力的计算公式为：,（4-22）,式中：N轴向压力设计值 A构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，A改用 Ac , Ac = AAS。 稳定系数，按教材表4-8。 设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过5%，一般为0.52%，但也不应小于0.6%，同一侧配筋不应小于0.2%
