钢筋混凝土板梁设计及构造

第六章钢筋混凝土板、梁设计及构造只受有弯矩M和剪力V的构件，称为受弯构件。如主梁、次梁、板目录一、钢筋

1.钢筋的应力-应变曲线AB’BCDE上屈服点不稳定下屈服点出现颈缩拉断BC段为屈服平台CD段为强化段0.2%0.2标距有明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同6.1混凝土结构的材料性能AB’BCDE0.2%0.2强度指标*明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用*无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度

AB’BCDE0.2%0.2变形指标*伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值*冷弯要求：将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂

2.钢筋的成分、级别和品种按化学成分碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）低碳钢（含碳量<0.25%）中碳钢（含碳量0.25~0.6%）高碳钢（含碳量0.6~1.4%）普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等）硅系硅钒系硅钛系硅锰系硅铬系钢筋热轧钢筋：热轧光面钢筋HPB235，热轧带肋钢筋HRB335、HRB400，余热处理钢筋RRB400冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成热处理钢筋：将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成按加工钢丝碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成按表面形状光圆钢筋变形钢筋钢筋的应用范围非预应力钢筋：HRB235，HRB335，HRB400，RRB400预应力钢筋：碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋，冷拉钢筋

3.钢筋的冷加工和热处理冷拉BKZZ’K’残余变形冷拉伸长率无时效经时效K点的选择：应力控制和应变控制温度的影响：温度达700ºC时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉特性：只提高抗拉强度，不提高抗压强度，强度提高，塑性下降3.钢筋的冷加工和热处理冷拔经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度热处理对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理强度提高，塑性降低不降低强度的前提下，消除由淬火产生的内力，改善塑性和韧性4.混凝土结构对钢筋的要求强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比塑性要求：伸长率和冷弯要求可焊性与混凝土的粘结性二、混凝土

1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度立方体抗压强度fcu承压板试块标准试块：150×150×150非标准试块：100×100×100换算系数0.95200×200×200换算系数1.05立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方体抗压强度棱柱体抗压强度fc承压板试块标准试块：150×150×300非标准试块：100×100×300换算系数0.95200×200×400换算系数1.05考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度，且有：fc=0.76fcu(试验结果)考虑到构件和试件的区别，取fc=0.67fcu对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150,h=300），有fc’=0.79fcu圆柱体抗压强度轴心抗压强度ft100100150150500混凝土的轴心抗压强度比抗压强度小很多，一般为抗压强度的5%~10%混凝土构件的开裂、变形以及受剪扭冲切等承载力与ft2.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系的数学模型----中国规范u0ocfcc混凝土的收缩----结硬过程中混凝土体积缩小的性质水泥品种：等级越高，收缩越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大骨料：骨料越硬，收缩越小养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等混凝土的徐变：混凝土在长期不变荷载作用下应变随时间继续增长的现象应力：应力水平越高，徐变越大加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大骨料越硬，徐变越小三钢筋与混凝土之间的粘结力1、钢筋与混凝土能结合在一起共同工作的原因混凝土与钢筋的接触面上会产生良好的粘结力。钢筋与混凝土的温度线膨胀系数相近。混凝土对钢筋有保护作用。二、钢筋与混凝土粘结作用的组成胶合作用摩擦作用咬合作用三、粘结强度的影响因素钢筋表面的形状混凝土的强度等级侧向压力混凝土保护层厚度和钢筋净距横向钢筋的设置钢筋在混凝土中的位置一、板的构造要求6.2钢筋混凝土梁、板的一般构造要求hh0c15mm

d分布钢筋板厚的模数为10mm1、板厚板的最小厚度：简支板最小厚度60mm，悬臂板的最小厚度80mm。板的常用厚度：60、70、80、100、120mm2、板的钢筋⑴受力钢筋直径：常用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，常用的直径为6、8、10、12mm。间距：不宜太小也不宜太大。P155混凝土保护层：P141；混凝土最小保护层厚度P398表D6⑵分布钢筋垂直受力钢筋方向布置的构造钢筋。配置在受力钢筋的内侧。其作用是将板上的荷载更均匀地传给受力钢筋，并用来抵抗温度、收缩应力沿分布钢筋方向产生的拉应力，同时在施工时可固定受力钢筋的位置。分布钢筋的数量：P155（3）附加构造钢筋P155（4)板的支承长度P155目录二、梁的构造要求主要截面形式归纳为箱形截面T形截面倒L形截面I形截面多孔板截面槽形板截面T形截面1、截面形式及尺寸⑴截面形式常用截面形式有矩形、T形还可做成花篮形、十字形、I字形、倒T形、倒L形⑵截面题尺寸梁的绞最小才截面趁高度h：简支羡梁h=(泄1/1焰2~1原/8)歪l，悬臂渐梁h=l泡/6，多跨连浴续梁h=(甩1/1萍8~1湿/12轧)l常用梁娇高：25鹿0、300、35摇0…眠…8昼00、900常用偏梁宽老：15们0、180、200、25扩0…目录净距25mm钢筋直径dbhh0=h-as净距30mm钢筋直径d净距30mm钢筋直径dcccbhc25mm

dh0=h-as2、钢箭筋通常配桃置有纵向受厉力钢筋舌、箍筋很、弯起榆钢筋、翠架立钢谱筋。纵向夏受力要钢筋投的作育用主内要是靠承受泡弯矩黑在梁火内所罗产生泥的拉养力，骗应设钥置在滚梁的受拉一侧泥。纵向受猫力钢筋垦的直径区及净距讨：P14狸8纵向受附力钢筋冶的混凝唇土保护章层厚度架立钢概筋的作纹用：P15酒1梁侧巨构造即钢筋吵：P15财2箍筋法：P1猾50弯矩引起的垂直裂缝弯筋箍筋PP架立一、补受弯蒙构件影正截销面破缺坏特袖征受弯构趣件正截物面破坏哀特征主街要受配饺筋率ρ的影响。1、配筋房诚率ρρ＝AS／（bh0）h0：截面有铲效高度喊。h0＝h－aSaS：受县拉钢筋仿合力瞎作用赌点到它截面电受拉潜边缘缓的距咏离。P15蚀0板，aS＝20迟mm（当砼祸≤C20，aS＝25m顺m）梁，驶单排布豆置钢筋晴时，aS＝35m衰m（当砼录≤C2蛋0，aS＝40捡mm）双排布置衡钢筋阀时，aS＝60培mm（当砼≤C2燃0，aS＝65m副m）2、适筋梁适筋梁例的正截电面三个找工作阶嗓段：弹耐性工作戴阶段（殿出现裂炎缝以前撇）带裂缝底工作阶萌段（裂唐缝出现生到钢筋惨屈服）破坏阶党段（（捷钢筋屈咳服后到昆混凝土叠压碎）破坏欢特征限：受岔拉钢惯筋先剑屈服术，混苏凝土能后压现碎出现裳一条唤主裂戏缝是延性啄破坏目录正蜂截供面尼设览计3、超筋土梁破坏特赶征：混检凝土先美压碎，炕受拉钢辫筋未能姜屈服未出秋现一郊条集掩中的肿临界像裂缝把，裂涨缝多柳而细是脆性活破坏平衡搁配筋琴梁：药钢筋骡屈服伍与砼鸡压碎狠同时狱发生岛。最大配越筋率ρma启x：平衡逼配筋穷梁所会相应蹄的配炕筋率优，它傲是保积证受棋拉钢萌筋能猎够达扶到屈阻服的挤最大辆配筋烟率。4、少听筋梁破坏特喘征：拉解区砼开舌裂，受饶拉钢筋罗很快达况到屈服悉，甚至桶被拉断跌。出现一每条裂缝往宽度很浙大，延掏伸至梁至顶的集笑中裂缝企。是脆韵性破码坏最小配粱筋率ρmi旧n：裂缝一宪出现受局拉钢筋湿即屈服衡。二、受弯构件厚正截面咏承载力猛计算的雾基本原尘则1、基跌本假却定⑴平截面另假定--瞒-截面刚应变屡保持裤平面⑵不毯考虑绑混凝咳土的葛抗拉胜强度⑶采亚用理娘想化寨的材俭料应裤力－舍应变杰关系目录2、等古效矩屡形应招力图家形受压欠区混业凝土颤的应胜力图早形为灾抛物荡线加司直线本，为淹方便呀计算虚，规肢范规篮定，连受压灿区混后凝土掏的应其力图毅形简警化为玩等效僵矩形蝴应力漏图形头。等效原吨则是⑴妄受压区侄混凝土及的合力水大小不抹变⑵受捡压区秆混凝客土的素合力滔作用森点位业置不喜变3、极代限弯奏矩Mu计算公刚式4、界商限相敏对受瓶压高勿度ξb和最翼大配箩筋率ρmax界限相磨对受压烈高度ξb：见P4么00附表D1顶0若ξ≤岔ξb，则蚂为适休筋梁；否洞则为超垮筋梁。最大配趋筋率ρmax，与ξb有直接关帮系。见P1啊60式（6－14）5、最小眯配筋率ρmin最小配判筋率ρmi移n的具体肝数据周见P39亦8附表D7若ρ≤ρmi江n，则为少筋梁。目录三、赞单筋新矩形册截面演受弯悦构件上正截筋面承演载力棍计算1、基源本公螺式及羽其适宾用条安件2、设计题①已煮知：b×h，砼、肺钢筋鼻的强全度等贪级，忽弯矩识设计扁值M。求：所融需受拉冬钢筋截由面面积As。②步骤：适用座条件搅：①②②、姥步骤：3、复核掠题①已枪知：混凝陆土强度味等级和减纵向受纲拉钢筋扭的级别的、构件缘瑞截面尺愉寸b、h，钢筋妄截面洋面积As。求：截收面受弯拆承载力爸（极限沟弯矩）Mu。或已知约承载力鞠设计值M，复核此痕截面是泥否安全丝式。四、佛双筋漆矩形介截面讨受弯据构件基正截秤面承易载力堆计算1.应用情览况截面的恳弯矩较恨大，高慢度不能鸽无限制铅地增加bh0h截面晕承受贡正、第负变辰化的阵弯矩对箍筋玩有一定此要求防钱止纵向蹄凸出基本铸公式野及其收适用薯条件适用条践件：①②五、T形截面毛受弯构哥件正截泻面承载侄力计算因为沙受弯敬构件敲开裂换以后宾，受动拉区银砼开因裂退会出工恶作，寨钢筋系承担责大部桶分拉狂应力客。因理此去滔掉下含部的予砼，恒钢筋擦集中柴布置键于梁蒙的中央间，要但重灶心高震度不貌变。优点：绕减轻岭构建自亦重音节约材表料b

bf

b

bf’

bf’

（a）T形截面T形截面b

（b）工形截面

一、T形截抖面的凝基本宴概念１、T形截负面产本生的华过程T形截面错由腹板螺（b×h）和翼缘〔（bf’-b）×hf’〕组成。２、T形截面先构件应悲用范围预制右吊车笑梁后檩条聪槽炒形板冻空姜心板哨现挠浇整旗体肋挑梁楼爆盖（旦负弯屑矩除富外）判断梁嘱是按矩塔形还是境按T形截面胃计算，阻关键是幼看其受钉压区所销处的部年位。若围受压区扰位于翼联缘，则颗按T形截面执计算；痒若受压巡寿区位于拨腹板，头则应按带矩形截年面计算脏。3.翼缘的远计算宽漠度1fcbf’见教材繁表4-班64、截面矿分类根据中芬和轴的棒位置，T形截扎面可菠以分找为两冬类：第Ⅰ类T形截蜂面：谁中和枝轴位猛于翼参缘内醋，x≤hf’第Ⅱ类T形截轿面：仓中和祝轴位膝于腹棚板内倡，x＞hf’中和轴幸位于翼轮缘中和轴要位于腹犹板一、屿概述弯筋箍筋PPs纵筋弯剪谎段统称腹妖筋--垫--帮府助混凝漫土梁抵谣御剪力有腹族筋梁险--酸--点既有烧纵筋资又有劫腹筋无腹筋毁梁--知--只痒有纵筋肌无腹筋hbAsv1箍筋肢边数PP剪力引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝斜怨截每面2、破坏痛形态引入伪一概载念：溜剪跨悟比反映做了集罗中力部作用饿截面妄处弯找矩M和剪力V的比炮例关眯系计算获剪跨仰比广义方剪跨习比bhh0AsPPaa2、破庸坏形倚态<1或较大赌但腹敢筋配速置较虹多时重，斜压破坏，辰腹筋在寺破坏时钩未屈服13时，剪压破坏，服腹筋屈即服后，子剪压区掀混凝土茅压碎>3且窗腹筋配股置量较哑小时，斜拉破坏如，腹三筋用仓量太间少，皮起不恋到应梦有的财作用设计时逐应避免贿出现此采二种破谊坏形态3、抗光剪机滋制以剪选压破摊坏为摆例‘VuVcCcViTsaTvTb4、影奸响有月腹筋蹈梁抗倾剪承准载力因的因蹈素1.佳剪跨国比-剖--密-和践无腹将筋梁谋类似0.40.30.20.1012345斜压剪压斜拉PPaa2.啊混凝醒土的强谣度与腹替筋的配均筋量混凝土嫩的强度拿提高在一姑定的脱范围恨内，腹筋照配筋率圣增大抗剪承册载力提猜高抗剪物承载肆力提斗高此外，躬梁的截好面尺寸熄和截面缠形状也概对斜截演面承载没力有所敲影响。四、斜节截面承决载力计肃算hbAsv1P由试趟验确迟定1、蝇计算陪公式勇建立辫模型采用捉图中拳所示般的脱秘离体普为模傅型，嗽认为遗抗剪数承载景力主饥要有滋三部减分组凝成：Vu=Vc唱+V旺sv渣+V尼sb①斜裂缝屠上端或峡受压区其砼提供伟的抗剪历能力Vc；②穿过蛮斜裂幸缝的共箍筋球提供傲的抗产剪能悠力Vs丹v；③穿过各斜裂常缝的糖弯起躺钢筋尚提供吼的抗朝剪能只力Vs君b。2、只配箍盗筋梁夕的受数剪承洗载力Vu《混凝土猴结构设消计规范》（GB5拖001唉0）取试店验结思果的份下包工值：集中忆荷载械下或洁集中芦荷载社引起油的支国座边庄缘的侄剪力敞占总默剪力75%以上横的独逝立梁矩形、T形、I形截板面的哑一般泄受弯芦构件3、网不配雹箍筋屿的一遭般板挣类受性弯构伴件的诱抗剪牢承载田力4、剩配置斯弯筋津和箍歉筋的倚受弯浴构件速的抗卫剪承照载力考虑弃到弯漂筋位食于斜解裂缝烂顶端恰时达亚不到腊屈服斩强度偿而引熔入的桨修正触系数PPss5、计算始公式铅的适室用条膝件Ash0bf’bhf’hasAsbf’As’bfhh0hfhf’bbhh0As①抗剪量承载力泳的上限奴：最小灶截面尺寒寸及最捉大配箍泪率（避焰免斜压橡破坏）当hw/b4时矩形胆截面毁取h0；T形取h0-hf’；I形取h-hf’-hf当hw/b>6时当4敏<hw/b6时按线迅性插庆值对T形或I形截面乱的简支牛受弯构稠件，当咱有实际均经验时监，②抗寇剪承泽载力厅的下株限：傻最小智配箍苦率ρsv纷,m内in（避免斜羊拉破坏岔）6.计算赚截面市的位侍置112233*支座坝边缘处缴截面1杂-1*纵筋斗弯起点芳处截面复2-2*箍筋动面积或顿间距改氏变处截井面3-话3*腹欺板宽倚度改施变处隔截面计算步宅骤：①应胳用如屡下公与式验个算截玻面尺勒寸是低否满四足要恼求，勇不满能足时流应当潮加大银截面胸面积飞或提鸦高混泻凝土以强度遵等级层；②根灾据公巩式及迎验算嚼是否创需要顺进行烈计算钥配筋杠；③计蹄算箍报筋数成量：一般受钻弯构件集中荷责载为主岛的受弯围构件一般筹取n＝苍２，选取沙箍筋厨间距坏或面广积，绸即可椅计算霞出另具一个稍未知需数。当hw/b≤4时当hw/b≥6时当4≤hw/b≤6时怖按线寻性内逐插法社确定要。④如辰果此帆时箍猪筋面避积过蚂大或特间距资过小孩，则底可弯击起纵际筋协葛助抗消剪。局此时拘箍筋省先选叹定面狱积和扩间距槐，带肾入公党式计意算出材弯起擦钢筋木将要势承担三的剪牌力：角度甩取4声5度臣，则门可以守计算博出Asb。⑤验算那配箍恰率，系检查途各项涨构造纺要求喝是否仍满足野，如直箍筋从的间其距，成弯起蜓钢筋架弯起播点的俊位置畅等。6.4预应史力混厉凝土洗的基棉本概陕念１、预栗应力构镰件

基无本原理汇：预先在陵混凝土受拉即区施钟加压扇应力，使躬其减针小或震抵消塑荷载遗引起程的拉肃应力独，将酒构件两受到絮的拉猛应力缎控制和在较提小范岁围，顾甚至辅处于虹受压遇状态刷，即散可控制绣构件等裂缝绿宽度，甚林至可控以使曾构件不产生宣裂缝。预应力浊与木桶浸鸡：木桶在匙制作过只程中，奶用铁箍污把木板驴箍紧，续目的是歌为了使买木板间务产生环砖向预压广力，装承水或装既汤后，土由水产哨生环向厌拉力，犯预压力粒抵消掉候全部拉宗力，就峡不会漏毫水。2、预艰应力河混凝箱土的弊分类分为全预应降力混凝冶土和部份预秆应力混亮凝土两类。在使用逮荷载作辟用下，掌不允许艘截面上洒混凝土午出现拉酬应力的伴构件，决称为全预耻应力它混凝侧土，属严栽格要求犁不出现努裂缝的身构件；允许出糕现裂缝厕，但最络大裂缝搜宽度不撑超过允烫许值的闭构件，恶则称为部分障预应黑力混建凝土，属艳允许辰出现贩裂缝那的构访件。2、预应期力混凝通土的分谅类按照粘结方票式，预除应力抽混凝双土还慎可分懂为有粘叙结预澡应力百混凝订土和无粘破结预吐应力食混凝叙土。无粘结驱预应力自混凝土园，是指芒配置无膛粘结预演应力钢哑筋的后赌张法预受应力混梨凝土。无粘慌结预委应力驰钢筋锄是将把预应这力钢疮筋的述外表脖面涂幸以沥磨清、沫油脂挥或其泄他润棍滑防租锈材慰料，董以减社小摩陶擦力头并防港锈蚀汁，并对用塑宅料套赴管或溪以纸爬带、狸塑料伟带包池裹，阅以防跑止施袭工中既碰坏乘涂层节，并范使之勇与周久围混肝凝土脂隔离爽，而辨在张省拉时撕可沿被纵向责发生的相对处滑移脂的后亦张预除应力刑钢筋金。从90年代记开始枣，无游粘结喝束技项术已草在我筑国的摆某些德桥梁柄工程扩中得竖到应荐用，伐目前竿最大邀跨度塌可达寨到20m。3、预狮应力刺混凝瓦土的握特点1、