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3.4-3 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力


3.4钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
§3.4. 6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.6.5 §3.4. 7 5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.7.4 斜截面受剪承载力计算公式 材料抵抗弯矩图 纵筋的弯起 纵筋的锚固 纵筋的截断 箍筋的间距 箍筋和弯起钢筋的一般构造要求 纵向受力筋 弯起钢筋 箍筋 纵向构造钢筋

本节思

考题

混凝土结构设计原理

第 五 章

§3.5 保证斜截面受弯承载力的构造措施
斜截面受剪 斜截面承载力 斜截面受弯 受弯承载力是指斜截面上 的纵向受拉钢筋、弯起钢筋、

箍筋等在斜截面 破坏时,各
自提供的拉力。 图5-23 斜截面承载力计算

对受压区A的内力矩之和(见图5-23):

Mu ? Fs z ? Fsv zsv ? Fsb zsb

…5-23

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斜截面受弯承载力不进行计算而通过构造措施

来保证。措施要求:
◆沿梁纵轴方向钢筋的布置,应结合正截面

承载力,斜截面受剪和受弯承载力综合考虑。 ◆以简支梁在均布荷载作用下为例。跨中弯
矩最大,纵筋As最多,而支座处弯矩为零,剪力最 大,可以用正截面抗弯不需要的钢筋作抗剪腹筋。 正由于有纵筋的弯起或截断,梁的抵抗弯矩的能力 可以因需要合理调整。
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3.5.1 抵抗弯矩图及绘制方法

1 抵抗弯矩图:

抵抗弯矩图就是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(或称材料图), 简称Mu图。
当梁的截面尺寸,材料强度及钢筋截面面 积确定后,其抵抗弯矩值,可由下式确定

M u ? As f y (h0 ?

f y As 2?1 f c b

)
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2 抵抗弯矩图的绘制方法
1、纵向受力钢筋沿梁长不变化时

A a 4 3 c b
? ? ? ?

B

2
1 M MR

d

? 1 1 25 ? 2 1 25 ? 3 1 20 ? 4 1 20

图5-24 配通长直筋简支梁的材料抵抗弯矩图

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2、纵筋弯起时 上图示,除跨中外,MR图比M图大的多,临近支座处 钢筋富裕。设计中,为经济目的,往往将部分纵筋弯起, 利用其受剪。梁底受拉纵筋不能截断,进入支座不能少于 两根,选弯起3、4号筋;绘图时此两号筋画在MR图外侧。
G

A a

E

F

H

B b

i

g h e Mu f

1 2 j3 4

图5-25 配弯起筋简支梁的材料抵抗弯矩图

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3 抵抗弯矩图的作用:
反映材料的利用程度 确定纵筋的弯起数量和位置 确定纵筋的截断位置 斜截面抗剪 纵筋弯起的作用,作支座负钢筋

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5.5.2 保证斜截面受弯承载力的构造措施

1.纵向钢筋的弯起
对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求:

①满足斜截面受剪承载力的要求。
②满足正截面受弯承载力的要求。设计时,必 须使梁的抵抗弯矩图不小于相应的荷载计算弯矩图; ③满足斜截面受弯承载力的要求,亦即上面讨 论的当纵向钢筋弯起时,其弯起点与充分利用点之间 的距离不得小于0.5h0 ;同时,弯起钢筋与梁纵轴线 的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。

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2.纵向钢筋的截断 在设计时,为了避免发生斜截面受弯破坏,使 每一根纵向受力钢筋在结构中发挥其承载力的作用, 应从其“强度充分利用截面”外伸一定的长度ldl, 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。同时,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”也须外伸一定的长度ld2, 作为受力钢筋应有的构造措施。在结构设计中,应 从上述两个条件中确定的较长外伸长度作为纵向受 力钢筋的实际延伸长度ld,作为其真正的切断点 。
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§3.6

梁内钢筋的构造要求

3.6.1 纵向钢筋的弯起、截断、锚固的构造措施
1、纵筋的弯起 (1)弯起钢筋的弯起角度一般为45? ,当梁截面高度大 于700mm时,则宜为60? 。梁底纵筋中的角筋及梁顶纵筋 的角部钢筋不应弯起或弯下。 (2)在弯起钢筋的弯终点处,应留有平行于梁轴线方向 的锚固长度,其长度在受拉区不应小于20d,在受压区不 应小于10d,d为弯起钢筋的直径,对于光面钢筋,在其 末端还应设置弯钩。

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(3)当纵向钢筋不能在所需要的地方弯起,或虽有箍 筋及弯起筋但仍不足以抵抗设计剪力时,可增设附加抗 剪钢筋,一般称为“鸭筋”,但不准采用“浮筋”

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(4)当弯起钢筋是按计算设置时,前一排(相对于支座) 弯起筋的弯终点至后一排弯起筋弯起点的水平距离不应大 于表5-1中V>0.7ftbh0 一栏规定的箍筋最大间距 ;靠近支座 的第一排弯起钢筋的弯终点至支座边的距离不应大于规定 的箍筋最大间距 s max ,但也不宜小于50mm。
2、纵筋的截断 (1)简支梁的下部受拉钢筋不宜在跨中截断,上部的受 压钢筋可以在跨中截断; (2)悬臂梁中,应有不少于两根上部钢筋伸入梁外端, 并向下弯折不少于12d,其余钢筋不应在梁的上部截断, 而应向下弯折; (3)外伸梁或连续梁的中间支座附近,可以将受拉钢筋 截断,但必须满足有关的构造要求。

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3、纵筋的锚固 (1)钢筋混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋,其伸入支 座范围内的锚固长度应符合下列规定:

当 当

V<0.7 f t bho 时: l as ? 5d

V ? 0.7 ft bho

时:

带肋钢筋 光面钢筋

las ? 12d las ? 15d

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(2)连续梁或框架梁的上部钢筋应贯通其中间支座 或中间节点范围。下部纵向钢筋伸入中间支座或中间 节点范围内的锚固长度应符合以下要求: a.当计算中不利用其强度时,其伸入的锚固长度应 符合前述简支梁中 V ? 0.7 f t bho 的要求; b.当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,下部纵向 钢筋应锚固于支座节点内,如下图所示。 c.当计算中充分利用钢筋的抗压强度时,其伸入的 锚固长度不应小于0.7 l a ,也可以伸过节点或支座范 围,并在梁中弯矩较小处设置搭接接头,如图所示。
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3.6.2 箍筋
1、箍筋的形式和肢数 箍筋的形式有封闭式和开口式两种,一般均应采用封 闭式,特别是当梁中配置有受压钢筋时。

箍筋有单肢、双肢和复合箍等形式。一般按以下情况
选用: ?当梁宽≤400mm时,可采用双肢箍;

?当梁宽>400mm且一层内的纵向受压钢筋多于3根时,
或梁宽≤400mm,但一层内的纵向受压钢筋多于4根时, 应设置复合箍筋。

?当梁宽<100mm时,可采用单肢箍

(a) 开口式

(b)封闭式

(c)单肢 (d)双肢

(e)四肢

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受压钢筋

b<400

b<400

b>400

b>400

图5-2 箍筋配置示意图

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2、箍筋的直径和间距

箍筋的最小直径:
梁高>800mm时,直径不宜小于8mm;

梁高≤800mm时,直径不宜小于6mm;
梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径≥d/4, d为最大受压钢筋的直径。

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间距
1、箍筋的间距除按计算确定外,还应满足下表要求: 梁中箍筋的最大间距(mm)
梁 高 h
V ? 0.7 f t b h0

表5-1

V ? 0.7 f t b h0

150 ? h ? 300 300 ? h ? 500 500 ? h ? 800

h ? 800

150 200 250 300

200 300 350 400

2、配有纵向受压钢筋时,箍筋的间距不应大于15d(d为纵 向受压钢筋的最小直径),同时不应大于400mm;当一层 内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时,箍筋间距

不应大于10d;

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3、箍筋的布置
计算不需箍筋的梁: 梁高>300mm时,仍沿梁全长设置箍筋; 梁高<150mm时,可不设箍筋; 梁高=150~300mm时,仅在端部各1/4范围内 设置箍筋,构件中部1/2跨度内有集中荷载时,全 长配置箍筋;
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5.6.3 架立筋及纵向构造钢筋 1、架立钢筋 架立筋主要用来固定箍筋,从而与纵筋、 箍筋形成骨架,且架立筋还能抵抗温度和混 凝土收缩变形引起的应力。 梁跨<4m时,架立筋直径不宜小于8mm; 梁跨=(4~6)m时,直径不宜小于10mm; 梁跨>6m时,直径不宜小于12mm;

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2、纵向构造钢筋(腰筋) 梁的腹板高度hw>450mm时,梁的两个侧面应 沿高度配置构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的面积不 小于腹板截面面积bhw的0.1%,间距不大于200mm; 搁置在砌体上的钢筋砼大梁在计算时按简支计算,

但实际上梁端有弯矩,应在支座上部梁内设置纵向构
造钢筋,其面积不应小于跨中下部钢筋面积的1/4,且

不应小于两根。同时该构造钢筋自支座边缘伸入跨内
的长度不应小于0.2l0(l0为梁的计算跨度)。
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本节思考题:

? 什么是材料抵抗弯矩图?如何绘制?为
什么绘制? ? 为保证梁的斜截面受弯承载力,对纵筋 的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距,

有何构造要求?
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