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1、任务二：单筋矩形截面梁板设计第一节 梁板的构造知识第三节 梁板的正截面受弯承载力计算 第四节 梁板的斜截面受剪承载力计算 第五节 梁板正常使用极限状态验算 第二节 梁板的破坏试验第五节 钢筋混凝土简支梁计算案例【学习重点】钢筋混凝土梁板构造；适筋梁的破坏过程及特征；钢筋混凝土梁板的正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算；钢筋混凝土梁板配筋图的绘制和钢筋用量计算；钢筋混凝土梁的完整设计。【引言】钢筋混凝土梁板设计任务包括选取材料、确定梁板截面尺寸和钢筋数量，绘制配筋图，编制钢筋表。主要学习钢筋混凝土梁板的构造知识，钢筋混凝土梁板的破坏 过程，单筋矩形截面梁板设计，双筋矩形截面梁设计，T形截面
2、梁板设计。钢筋混凝土梁板设计主要通过受弯承载力计算来确定纵向受拉钢筋数量，通过受剪承载力计算确定抗剪箍筋和弯起钢筋数量，通过正常使用极限状态验算来确定梁板是否满足正常使用的功能要求。破坏形态态 正截面破坏 斜截面破坏 概 述梁的破坏水闸第一节节 梁板的 构造知识识一、截 面 形 式 与 尺 寸截 面 形 式截 面 尺 寸几 何 形 状受 力 钢钢 筋 单单筋截面 双筋截面 梁的截面尺寸 板的截面尺寸 学习习重点 梁、板一般构造规规定； 混凝土保护层护层 概念、取 值值，截面有效高度h0； 相对对受压压区高度，配 筋率；适筋梁破坏过过 程及特征，单单筋矩形截 面承载载力计计算。返回梁： 梁的高度
3、h可根据梁的跨度l0拟拟定，一般取h=（1/8 1/12）l0。梁的宽宽度b可根据梁的高度h拟拟定。对对矩形截面梁， 取梁宽宽b=（1/21/3）h；对对T形截面梁，取梁宽宽b=（1/2.5 1/4）h。梁宽宽：b=120、150、180、200、220、250mm，250 mm以 上按50 mm的模数递递增；梁高：h=250、300、350、400、800mm，以50 mm的模数递递增，800 mm以上按100 mm的模数递递增。 bhbh板：考虑虑施工方便和使用要求，一般建筑物中板厚不宜小于60 mm ；水工建筑物中的板厚不宜小于100 mm。 板厚250 mm以下按10 mm递递增；板厚
4、在250 mm以上时时按50 mm递递增；板厚超过过800 mm时时，则则以100 mm递递增。 板的厚度与跨度的最小比值h/l0项项次板的支 承情况板的种类类梁式板双向板悬悬臂板无梁楼板有柱帽无柱帽1简简支1/351/451/351/302连续连续1/401/501/12实心板空心板二、混凝土保护层护层1.混凝土保护层护层 （用符号c表示）： 纵纵向受力钢钢筋外边缘边缘 到 混凝土近表面的距离 。2.作用 （1）保证钢筋与混凝土之间的粘结；（2）保证结构构件的耐久性。3.基本规定（1）梁的混凝土保护层厚度不应小于最大钢筋直径；（2）同时不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍；（3）且符合附表31
5、的规定。图图2-3 梁内纵纵向钢钢筋布置图图 混凝土保护层最小厚度（mm）构 件一二三四板、墙墙20253045梁、柱30354555截面有效高度h0 受拉钢钢筋合力点到截面受压边缘压边缘 的距离 。计计算保护层护层 厚度as 当钢钢筋为为一层层布置时时， h0=has， s=cd/2；当钢钢筋为为两层层布置时时，s=cde/2，其中，e为为两层钢层钢 筋之间间的净净距。三、梁的钢钢筋构造纵纵向钢钢筋 箍筋 弯起钢钢筋 纵纵向受力钢钢筋 架立钢钢筋 腰筋及拉筋 梁 中 钢钢 筋 构 架 钢钢筋直径与根数：（1）纵纵向受力钢钢筋的常用直径为为1228mm。截面一侧侧（受拉或受压压）钢钢筋的直径最
6、好相同，为节约钢为节约钢 材，也可选选用两种不同直径的钢钢筋，其直径相差宜在26mm范围围内。（2）梁内纵纵向受力钢钢筋至少为为2根，以形成钢钢筋骨架的需要。纵纵向受力钢钢筋的根数也不宜太多，否则则会增大钢钢筋加工的工作量，给给混凝土浇捣带浇捣带 来困难难。 1.纵纵向受力钢钢筋（一）纵纵向钢钢筋钢钢筋间间距和布置 ：（1）梁内纵纵向钢钢筋之间间的水平净净距e在下部不应应小于d（d为纵为纵 筋的最大直径），同时时不应应小于25mm。（2）在上部不应应小于1.5d，同时时不应应小于30mm和最大骨料粒径的1.5倍。（3）梁内纵纵向钢钢筋应应尽可能布置为为一层层。当纵纵筋根数较较多，若布置一层层不
7、能满满足钢钢筋的间间距、混凝土保护层护层 厚度的构造规规定时时，则应则应 布置两层层甚至三层层。 2.架立钢钢筋 当梁跨l4m时时，架立钢钢筋直径d不宜小于8mm；当l=46m时时，d 不宜小于10mm；当l6m时时，d 不宜小于12mm。架立钢钢筋腰筋拉筋图图架立钢钢 筋、腰 筋及拉 筋1.设置条件：腹板高度hw450mm时。2.位 置： 在梁的两侧中间。3.间 距： 沿高度每隔200mm。4.直 径：每侧腰筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1 两侧腰筋用拉筋连系起来。5.拉 筋：直径可取与箍筋相同，拉筋的间距常取为箍筋间距的倍数，一般在500700mm之间。6.hw的取值为：矩形
8、截面取截面的有效高度，T形截面取截面有效高度减去翼缘高度，I 形截面取腹板净高。架立钢筋腰 筋拉筋3.腰筋及拉筋 （二）箍筋箍筋的形状和肢数 作用 ：固定纵筋的位置；提高梁的抗剪能力；提高梁的抗扭能力。 形状 ：封闭闭式和开口式 肢数 ：双肢或四肢 图2-7 箍筋的肢数 （a）双肢箍筋；（b）四肢箍筋箍筋的强度考虑到高强度的钢筋延性较差，施工时成型困难，箍筋一般采用HPB235钢筋，也可采用HRB335级。箍筋的最小直径 （1）梁高h800mm，箍筋直径不宜小于8mm；（2）梁高h800mm，箍筋直径不宜小于6mm；（3）当梁内配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于d/4（d为受压钢筋
9、中的最大直径）。为了方便箍筋加工成型，常用直径为6、8、10mm。箍筋的布置 （1）若按计算需要配置箍筋时，一般可在梁的全长均匀布置箍筋，也可以在梁两端剪力较大的部位布置得密一些。（2）若按计算不需配置箍筋时：对高度h300mm的梁，仍应沿全梁布置箍筋；对高度h=150300mm的梁，可仅在构件端部各1/4跨度范围内配置箍筋，但当在构件中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时，箍筋仍应沿梁全长布置。箍筋一般从梁边50mm处开始设置。箍筋的最大间间距 表2-1 梁中箍筋的最大间间距smax （单位：mm） 项项次 梁高h KVVc KVVc1234h300300h500500h800h 800150
10、200250300200300350400（1）箍筋的最大间距不得大于表21所列的数值；（2）当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于15d，在焊接骨架中不应大于20d（d为受压钢筋中的最小直径）；（3）任何情况下均不应大于400mm；（4）当一层内纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时，箍筋间距不应大于10d；（5）在绑扎接头的搭接长度范围内，当钢筋受拉时，其箍筋间距不应大于5d，且不应大于100mm；当钢筋受压时，箍筋间距不应大于10d，且不应大于200mm。在此，d为搭接钢筋中的最小直径。当受压钢筋直径d25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设
11、置两个箍筋。（三）弯起钢钢筋1.最大间间距： 同箍筋一样样 。 2.弯起角度 ：弯起角一般为为45。当梁高h700mm时时，也可用60。 3.弯起钢钢筋的锚锚固 ：在受拉区不应应小于20d，在受压压区不应应小于10d。对对光面钢钢筋，其末端应设应设 置弯钩钩。位于梁底和梁顶顶角部的纵纵向钢钢筋不应应弯起。弯起钢钢筋应应采用图图所示“吊筋”的形式，而不能采用仅仅在受拉 区有较较少水平段的“浮筋”。 (a)受拉区（b）受压区吊筋及浮筋（b）浮筋(a) 吊筋四、板内钢钢筋构造受力钢钢筋板分布钢钢筋1.直径：常用直径为为612mm；对对于h200mm的较较厚板（如水电电站厂房安装车间车间 的楼面板）和
12、h1500mm的厚板（如水闸闸的底板），受力钢钢筋的常用直径为为1225mm。2.最大间间距板厚h200mm时时，s200mm；当200mmh1500mm时时， s250mm当板厚h1 500mm时时， s0.2h且s300mm3.最小间间距：受力钢钢筋最小间间距为为 70mm。图图示四、板内钢钢筋构造受力钢钢筋板分布钢钢筋1.作用： 将板面荷载载均匀地传递给传递给 受力钢钢筋； 防止因温度变变化或混凝土收缩缩等原因，沿板跨方向产产生裂缝缝； 固定受力钢钢筋处处于正确位置。2.面积积：每米板宽宽内分布钢钢筋的截面面积积不小于受力钢钢筋截面面积积的15%（集中荷载时为载时为 25%）。3.间间距
13、： 分布钢筋的间距不宜大于250 mm； 当集中荷载较大时，分布钢筋的间距不宜大于200mm； 承受分布荷载的厚板，钢筋的间距可为150200 mm。图图示各种钢筋间距时每米板宽中钢筋截面面积钢钢筋 间间距钢钢筋直径为为下列数值时值时 的钢钢筋截面面积积（mm2） 66/888/101010/121212/14147040456181792011221369161619072199 803534916288059821198141416691924903144365597168731065125714841710100283393503644785958113113351539 1102573
14、57457585714871102812141399 12023632741953765479894211131283 13021730238749560473787010271184 1402022803594605616848089541100 1501882623354295246397548901026 160177245314403491599707837962 170166231296379462564665785906 180157218279358436532628742855 190149207265339413504595703810 2001411962513223934
15、79565668770 220129178228293357436514607700 240118164209268327399471556641 250113157201258314383452534616 260109151193248302369435514592钢筋混凝土单向板正截面配筋方式-截面II受力钢筋分布钢筋分布钢筋habAsh0xecesf弯矩图剪力图第二节节 梁的正截面受力性能试验试验一、适筋梁正截面的受力过过程返回（1）荷载很小，应力与应变之间成线性关系；（2）荷载增加，砼拉应力 达到ft，拉区呈塑性变形；压区应力图接近三角形； （3）砼达到极限拉应变（ t=tu），截面
16、即将开裂，弯 矩为开裂弯矩Mcr；（4）此阶段可作为受弯构件抗裂验算的依据。第阶段未裂阶段裂缝即将出现瞬间（1）荷载增加，拉区砼出现裂缝，中和轴上移，拉区砼脱离工作，拉力由钢筋承担，钢筋拉应力突增。（2）阶段是正常使用阶段变形和裂缝宽度计算依据。（3）拉区有许多裂缝，纵向应变量测标距有足够长度，平均应变沿截面高度分布近似直线。第阶段裂缝阶段第阶段（1）荷载增加，钢筋应力先达到屈服强度fy；（2） 压区砼边缘应变随后达到极限压应变cu，砼发生纵向水平裂缝压碎（状态），弯矩为极限弯矩。（3）阶段是正截面承载力计算的依据。第阶段破坏阶段第 阶 段适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点小结 受力阶阶段第阶阶段 （未裂阶阶段）第阶阶段 （裂缝缝工作阶阶段）第阶阶段 （破坏阶阶段）外表
