楼屋盖—梁构造与详图识读

1、 钢筋混凝土楼屋盖钢筋混凝土楼屋盖认识楼屋盖认识楼屋盖n常见的楼屋盖由常见的楼屋盖由梁和板梁和板组成组成n梁和板梁和板是建筑工程中典型的受弯构件，也是建筑工程中典型的受弯构件，也是应用最广泛的构件是应用最广泛的构件 n二者的区别在于，二者的区别在于，梁的截面高度一般大于梁的截面高度一般大于截面宽度截面宽度，而板的截面高度则远小于截面而板的截面高度则远小于截面宽度宽度 单元单元1 梁的构造与详图识读梁的构造与详图识读教学目标：1、理解梁的钢筋的作用、理解梁的钢筋的作用2、能识读梁的钢筋详图、能识读梁的钢筋详图 钢筋混凝土受弯构件的破坏有两种情况：一种是由弯矩引钢筋混凝土受弯构件的破坏有两种情况：

2、一种是由弯矩引起的，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为沿起的，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为沿正截面破坏正截面破坏；另；另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的，破坏截面是倾斜的，称一种是由弯矩和剪力共同作用引起的，破坏截面是倾斜的，称为沿为沿斜截面破坏斜截面破坏，如图所示。，如图所示。 试验表明，梁的正截面破坏形式主要与梁内纵向受拉钢试验表明，梁的正截面破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的配筋率有关，根据配筋率的不同，可将梁分为适筋梁、筋的配筋率有关，根据配筋率的不同，可将梁分为适筋梁、超筋梁、少筋梁。配筋率超筋梁、少筋梁。配筋率用下式计算：用下式计算： =As bh0 式中：式中： As 纵向受拉钢

3、筋截面面积纵向受拉钢筋截面面积 bh0混凝土有效截面面积，混凝土有效截面面积， 按图阴影面积计算按图阴影面积计算 2 2）破坏性质：破坏性质：梁破坏前产生较大的挠度和塑性变形，梁破坏前产生较大的挠度和塑性变形， 有明显的破坏预兆，属塑性破坏。有明显的破坏预兆，属塑性破坏。 3 3）承载能力：承载能力：取决于配筋率取决于配筋率 、钢筋的强度等级和混、钢筋的强度等级和混 凝土的强度等级。凝土的强度等级。 适筋梁(a)1 1）破坏特征：破坏特征：受拉区钢筋先达到屈服强度，后压区混受拉区钢筋先达到屈服强度，后压区混凝土被压碎而破坏。凝土被压碎而破坏。1 1、适筋梁破坏适筋梁破坏塑性破坏塑性破坏 超筋梁

4、(b)max 1 1）破坏特征：破坏特征：破坏时压区混凝土被压碎，而拉区钢破坏时压区混凝土被压碎，而拉区钢筋应力未达到屈服强度。筋应力未达到屈服强度。 2 2）破坏性质：破坏性质：裂缝比较密，宽度较细，破坏前没有明显裂缝比较密，宽度较细，破坏前没有明显的破坏预兆，属脆性破坏的破坏预兆，属脆性破坏 3 3）承载能力：承载能力：取决于混凝土的抗压强度取决于混凝土的抗压强度 2 2、超筋梁破坏超筋梁破坏脆性破坏脆性破坏 3 3、少筋梁破坏少筋梁破坏脆性破坏脆性破坏 min1 1）破坏特征：破坏特征：拉区混凝土一开裂，受拉钢筋到屈服强度，拉区混凝土一开裂，受拉钢筋到屈服强度，梁很快破坏。梁很快破坏。

5、2 2）破坏性质：破坏性质：梁破坏前出现一条集中裂缝，宽度较大，梁破坏前出现一条集中裂缝，宽度较大，但很突然，属脆性破坏。但很突然，属脆性破坏。 3 3）承载能力：承载能力：取决于混凝土的抗拉强度取决于混凝土的抗拉强度 图3-10 梁的破坏特征少筋梁(c) 受弯构件在加载至破坏的过程中，随着荷载的增加及混凝土受弯构件在加载至破坏的过程中，随着荷载的增加及混凝土塑性变形的发展，对正常配筋的梁，其正截面上的应力和应变发塑性变形的发展，对正常配筋的梁，其正截面上的应力和应变发展过程可分以下三个阶段展过程可分以下三个阶段 ：第第I阶段（弹性工作阶段）阶段（弹性工作阶段） 构件开始承受荷载时弯矩很小，正

6、截面构件开始承受荷载时弯矩很小，正截面中和轴以上的混凝土处于受压状态，中和轴中和轴以上的混凝土处于受压状态，中和轴以下的混凝土处于受拉状态，同时，配置在以下的混凝土处于受拉状态，同时，配置在受拉区的纵向受拉钢筋也承担一部分拉力，受拉区的纵向受拉钢筋也承担一部分拉力，这时由于混凝土的压应力及拉应力都很小，这时由于混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系，混凝土应力分应力和应变几乎成直线关系，混凝土应力分布图形接近三角形，此时相当于材料的弹性布图形接近三角形，此时相当于材料的弹性工作阶段，工作阶段，如图如图3-9（a） 所示。所示。 sAsMsAsMcra图图3-9（a）当弯矩增大时

7、，混凝土的拉应力，压力和钢筋的拉应当弯矩增大时，混凝土的拉应力，压力和钢筋的拉应力也随之增大。受拉区混凝土表现出明显的塑性特征，力也随之增大。受拉区混凝土表现出明显的塑性特征，应变较应力增加快，故应力和应变不再是直线关系，应变较应力增加快，故应力和应变不再是直线关系，应力分布呈曲线形。截面处于将裂未裂的极限状态。应力分布呈曲线形。截面处于将裂未裂的极限状态。而在受压区，由于混凝土的最大压应力远小于其抗压而在受压区，由于混凝土的最大压应力远小于其抗压强度，受压区塑性变形发展不明显，其应力图形仍接强度，受压区塑性变形发展不明显，其应力图形仍接近三角形，这种应力状态称为抗裂极限状态，近三角形，这种应

8、力状态称为抗裂极限状态，图图3-9（a）a所示，这时截面所能承担的弯矩所示，这时截面所能承担的弯矩Mcr称抗裂弯称抗裂弯矩。此时的应力分布状态，作为矩。此时的应力分布状态，作为抗裂验算抗裂验算的依据。的依据。 当弯矩继续增加时，受拉区混凝土的拉应变超过当弯矩继续增加时，受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变，于是受拉区出现裂缝。截面进入第其极限拉应变，于是受拉区出现裂缝。截面进入第阶段，即带裂缝工作阶段。随着弯矩的不断增加，阶段，即带裂缝工作阶段。随着弯矩的不断增加，裂缝逐渐向上扩展，中和轴逐渐上移，由于裂缝的裂缝逐渐向上扩展，中和轴逐渐上移，由于裂缝的出现和扩展，使梁正截面的受力特点产生明显的

9、变出现和扩展，使梁正截面的受力特点产生明显的变化。裂缝出现后，在裂缝截面处，受拉区混凝土大化。裂缝出现后，在裂缝截面处，受拉区混凝土大部分退出工作，拉力几乎全部由受拉钢筋承部分退出工作，拉力几乎全部由受拉钢筋承担，在担，在裂缝出现的瞬间，钢筋应力突然增大很多。由于受裂缝出现的瞬间，钢筋应力突然增大很多。由于受压区应变不断增大，受压区混凝土呈现出一定的塑压区应变不断增大，受压区混凝土呈现出一定的塑性特征，应力图形呈曲线形，性特征，应力图形呈曲线形，如图如图3-9（b）。第。第阶段的应力状态代表了受弯构件在使用时的应力状阶段的应力状态代表了受弯构件在使用时的应力状态，故本阶段的应力状态即作为态，故

10、本阶段的应力状态即作为裂缝宽度裂缝宽度和和变形验变形验算算的依据。的依据。第第阶段（带裂缝工作阶段）阶段（带裂缝工作阶段）sAsMfyAsMya图图3-9（b） 当弯矩继续增加，钢筋应力不断增大，直至达到当弯矩继续增加，钢筋应力不断增大，直至达到屈服强度屈服强度fy，这时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩，这时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩My。它标志截面即将进入破坏阶段，即为第。它标志截面即将进入破坏阶段，即为第阶段阶段极限状态，以极限状态，以如图如图3-9（b） a表示表示 。第第阶段（屈服阶段）（破坏阶段）阶段（屈服阶段）（破坏阶段） 当弯矩继续增加时，由于受拉钢筋的应力已当弯矩继续增加时，

11、由于受拉钢筋的应力已达到屈服强度达到屈服强度fy，受压区混凝土的应力随之增，受压区混凝土的应力随之增大，梁正截面上的应力状态进入第大，梁正截面上的应力状态进入第阶段阶段,即即破坏阶段。这时受拉钢筋的应力保持屈服强破坏阶段。这时受拉钢筋的应力保持屈服强度不变，钢筋的应变迅速增大，受拉区混凝度不变，钢筋的应变迅速增大，受拉区混凝土的裂缝迅速向上扩展，中和轴继续上移，土的裂缝迅速向上扩展，中和轴继续上移，受压区混凝土高度缩小，混凝土压应力迅速受压区混凝土高度缩小，混凝土压应力迅速增大，压应力呈显著曲线分布，增大，压应力呈显著曲线分布，如如图图3-9(c)。受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，混受压边

12、缘混凝土压应变达到极限压应变，混凝土被压碎，截面即告破坏，亦即截面达到凝土被压碎，截面即告破坏，亦即截面达到第第阶段的极限，阶段的极限，图图3-9(c) a所示，此时截所示，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu，这时的应，这时的应力状态即作为构件力状态即作为构件承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算的的依据。依据。T=fyAsMua图图3-9（c）fyAsMx0z 综上所述，对于适筋梁，其破坏是始综上所述，对于适筋梁，其破坏是始于受拉钢筋屈服，此时受压区混凝土应于受拉钢筋屈服，此时受压区混凝土应力峰值及边缘纤维压应变并未达到其极力峰值及边缘纤维压应变并未达到其极限值

13、，因而混凝土并未被压碎，还需施限值，因而混凝土并未被压碎，还需施加一定弯矩（即加一定弯矩（即My增大到增大到Mu）。但是，）。但是，由于钢筋已经屈服将产生很大塑性变形，由于钢筋已经屈服将产生很大塑性变形，使裂缝急剧开展和挠度急剧增大，将给使裂缝急剧开展和挠度急剧增大，将给人以明显预兆，这种破坏称为人以明显预兆，这种破坏称为“延性破延性破坏坏”，如图如图3-10b。由于适筋梁的材料强由于适筋梁的材料强度能充分发挥，因而它是作为设计依据度能充分发挥，因而它是作为设计依据的一种破坏形式。的一种破坏形式。一、梁的分类一、梁的分类按照支撑情况不同分为按照支撑情况不同分为u 简支梁简支梁 u 连续梁连续梁

14、u 外伸梁外伸梁简支梁简支梁连续梁连续梁外伸梁外伸梁1、n为了便于施工和模板配套，梁的截面尺寸采用模数制。n梁的宽度：120、150、180、200、220、250， b250时以50mm为模数进级，n梁的高度：250、300、350、400，h800mm时以50mm为模数，h800mm时以100mm模数进级。二、梁的构造二、梁的构造2、n梁的高度h：可根据梁的跨度L拟定，一般情况取（1/8-1/12 ）Ln梁的宽度b：可根据梁高度拟定。n矩形: b=（1/2.5-1/2）hnT形: b=（1/4-1/2.5） h3、 结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于

15、保护钢筋的混凝土。于保护钢筋的混凝土。4、 5、梁的钢筋素混凝土素混凝土简支梁简支梁破坏破坏http:/ 想一想：为什么素混凝土梁在两集中荷载想一想：为什么素混凝土梁在两集中荷载作用下，随着荷载的增大，跨中下部产生作用下，随着荷载的增大，跨中下部产生裂缝而破坏？裂缝而破坏？ P PMPl/3VPl/3 l/3 l/3简支梁弯矩和剪力作用下裂缝图简支梁弯矩和剪力作用下裂缝图用板和梁都是受弯构件板和梁都是受弯构件受弯构件的变形特点：以中和轴为分界线一部分受拉，一部受弯构件的变形特点：以中和轴为分界线一部分受拉，一部分受压分受压向下凸为下部受拉向下凸为下部受拉向上凸为上部受拉向上凸为上部受拉混凝土的

16、特点是抗压不抗拉，受力钢筋主要用来帮助混凝土混凝土的特点是抗压不抗拉，受力钢筋主要用来帮助混凝土抗拉抗拉简支梁配筋示意图简支梁配筋示意图简支梁的钢筋种类n下部纵向受拉钢筋下部纵向受拉钢筋：与受压区混凝土形成力偶共同承担：与受压区混凝土形成力偶共同承担弯弯矩矩n箍筋箍筋：主要承受主要承受剪力剪力和和扭矩扭矩 n上部架立钢筋上部架立钢筋：固定箍筋的正确位置固定箍筋的正确位置和和形成钢筋骨架形成钢筋骨架，还，还可以可以承受由于混凝土收缩及温度变化产生的拉力承受由于混凝土收缩及温度变化产生的拉力。( (构造构造确定）确定）n弯起钢筋：弯起钢筋：在跨中和纵向受拉钢筋一样可以在跨中和纵向受拉钢筋一样可以承

17、担正弯矩承担正弯矩；在支座附近弯起后，其弯起段可以在支座附近弯起后，其弯起段可以承受剪力承受剪力 根据连续梁的变形图想一想：连续梁根据连续梁的变形图想一想：连续梁跟简支梁一样全跨度下部受拉吗？跟简支梁一样全跨度下部受拉吗？20kN/m20kN/m负弯矩筋被截断负弯矩钢筋通长钢筋两跨连续框架梁纵筋示意图两跨连续框架梁纵筋示意图箍筋n作用：承受剪力和扭矩n形式：（a）单肢箍）单肢箍 （b）双肢箍）双肢箍 （c）四肢箍）四肢箍双肢箍双肢箍 腰筋腰筋梁侧面构造钢筋（梁侧面构造钢筋（G）梁侧面受扭纵向钢筋（梁侧面受扭纵向钢筋（N）作用：抗扭作用：抗扭（构造确定）（构造确定）腰筋腰筋伸入支座内长度柱被截断

18、负弯矩钢筋通长钢筋梁腹板高度大于等于梁腹板高度大于等于450mm450mm时，侧面沿高度每隔时，侧面沿高度每隔200mm200mm设纵向构造筋。设纵向构造筋。构造钢筋：构造钢筋：设置条件设置条件: :梁的腹板高度梁的腹板高度h hw w450mm450mm作用作用 ：增强梁的钢筋骨架增强梁的钢筋骨架 防止梁腹部的混凝土开裂防止梁腹部的混凝土开裂n梁侧面构造钢筋与受扭纵向钢筋的区别梁侧面构造钢筋与受扭纵向钢筋的区别 作用不同作用不同锚固长度不同锚固长度不同外伸梁（挑梁）外伸梁（挑梁） 45角弯至梁底 在作用剪力较大的悬臂梁内，其负弯矩纵向在作用剪力较大的悬臂梁内，其负弯矩纵向受力钢筋不宜切断，而应按弯矩图分批下弯，且受力钢筋不宜切断，而应按弯矩图分批下弯，且必须有不少于必须有不少于2根上部钢筋伸至梁端，并向下弯折根上部钢筋伸至梁端，并向下弯折锚固。锚固。附加横向钢筋附加横向钢筋 附加横附加横向钢筋向钢筋附加箍筋（优先采用）附加箍筋（优先采用）附加吊筋附加吊筋带丝扣的钢筋端部带丝扣的钢筋端部 5带直钩的钢筋端部带直钩的钢筋端部 4带半圆形弯钩的钢带半圆形弯钩的钢筋端部筋端部 3下图表示长、短钢筋投下图表示长、短钢筋投影重叠时，短钢筋的端影重