保證斜截面受彎承載力的配筋構(gòu)造-混凝土結(jié)構(gòu)設計原.ppt

1、概 述,受彎構(gòu)件正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的計算中，鋼筋強度的充分利用是建立在可靠的配筋構(gòu)造基礎上的； 配筋構(gòu)造是計算模型和構(gòu)件受力的必要條件（如雙筋梁，箍筋的構(gòu)造要求是保證受壓鋼筋強度發(fā)揮的必要條件）； 沒有可靠的配筋構(gòu)造，計算模型和構(gòu)件受力就不可能成立； 配筋構(gòu)造與計算設計同等重要。由于疏忽配筋構(gòu)造而造成工程事故的情況是很多的。,5.6保證斜截面受彎承載力的配筋構(gòu)造,故切不可重計算，輕構(gòu)造。,受彎構(gòu)件斜截面構(gòu)造要求 P130,（1） 正截面受彎承載力圖（材料圖）的概念,正截面受彎承載力圖,按實際配置的縱向鋼筋繪制的梁上各正截面所能承受的彎矩圖。反映了沿梁長正截面上材料的抗力，故簡稱材料圖。,材料圖的做法,斜截面受彎承載力總能滿足,支座處縱筋錨固不足,縱筋彎起、切斷不當,需采取構(gòu)造措施,由前已知，梁內(nèi)縱筋的配置是按設計彎矩圖中彎矩最大的控制截面確定的。為節(jié)約鋼材，可根據(jù)設計彎矩圖的變化將鋼筋彎起作受剪鋼筋或截斷。但鋼筋的彎起和截斷均應滿足受彎承載力的要求。,2、材料抵抗彎矩圖,設計彎矩圖：由荷載產(chǎn)生的反映受彎構(gòu)件各截面計算彎矩的圖形。,抵抗彎矩圖：根據(jù)梁的實際配筋畫出的反映梁各正截面所能抵抗彎矩大小的材料圖形。,各正截面抵抗彎矩的大小，可按實際配筋量用正截面復核的辦法來計算：,每根鋼筋所能承擔的彎矩，可近似按其面積比來計算：,Mui第 i 根鋼筋所能承擔的彎矩； Asi 第 i 根鋼筋的截面面積。,理論上講，梁內(nèi)鋼筋在正截面不再需要其參加抵抗彎矩時，便可彎起參加斜截面工作，以充分利用鋼筋材料。彎起原則： Mu圖包住M圖，滿足受彎承載力的要求； 起彎點至充分利用點距離大于0.5h0。,鋼筋的彎起(10.2.8),抵抗彎矩圖的繪制,1,2,3,4,用同一比例，繪梁縱剖面圖、設計彎矩圖M，在M圖上疊繪抵抗彎矩圖Mu, 再按每根鋼筋Asi承擔的彎矩劃分Mui，每一小塊矩形代表Asi承擔的彎矩Mui 。,：125,Mu,：125,：122,考慮到斜裂縫出現(xiàn)的可能性，鋼筋彎起時還應滿足斜截面受彎承載力的要求。斜裂縫出現(xiàn)后，會導致-截面處鋼筋的拉應力與斜裂縫頂端-截面位置的鋼筋應力基本相同，如鋼筋全部伸入支座，則不會產(chǎn)生眼斜截面的受彎破壞。,但如果部分鋼筋過早彎起，則可能會產(chǎn)生沿斜截面受彎承載力不足的問題。,設-截面（鋼筋充分利用截面）的設計彎矩為M，充分利用的鋼筋面積為As，彎起鋼筋的面積為Asb。如果鋼筋不彎起，斜截面受彎承載力為：,而鋼筋彎起時，斜截面受彎承載力為：,鋼筋彎起后，為保證斜截面受彎承載力，應滿足：M MI即：zbz,鋼筋彎起后，為保證斜截面受彎承載力，應滿足：M MI即：zbz,設彎起點到-截面的距離為a，鋼筋的彎起角度為，由圖可得,當彎起鋼筋作為抗剪腹筋時，其間距還應滿足抗剪的構(gòu)造要求，同時彎折終點應有一直線段錨固長度，當直線段位于受拉區(qū)時，直線段長度不小于20d；當直線段位于受壓區(qū)時，直線段長度不小于10d（規(guī)范10.2.7)。,當彎起鋼筋不能同時滿足正截面和斜截面的承載力要求時，可單獨設置僅作為受剪的彎起鋼筋，但必須在集中荷載或支座兩側(cè)均設置彎起鋼筋，這種彎起鋼筋稱為“鴨筋”。 規(guī)范10.2.13,彎起鋼筋要求小結(jié)： 1、滿足正截面受彎承載力要求 Mu圖M圖 2、滿足斜截面受彎承載力要求 彎起點至充分利用點距離0.5h0 3、滿足斜截面受剪承載力要求和構(gòu)造要求, 一般原則 a. 受彎構(gòu)件的縱向鋼筋由控制截面處最大彎矩計算確定。 b. 根據(jù)設計彎矩圖的變化，可以在彎矩較小的區(qū)段將一部分縱筋截斷。 c. 但在正彎矩區(qū)段，彎矩圖變化比較平緩，同時鋼筋應力隨彎矩變化產(chǎn)生的粘結(jié)應力，加上錨固鋼筋所需要的粘結(jié)應力，因此錨固長度很長，通常已基本接近支座，截斷鋼筋意義不大。因此，一般不在跨中受拉區(qū)將鋼筋截斷。 d. 對于連續(xù)梁、框架梁中間連續(xù)支座負彎矩區(qū)段的上部受拉鋼筋，可根據(jù)彎矩圖的變化分批將鋼筋截斷。 e. 截斷鋼筋必須有足夠的錨固長度，但這里的錨固與鋼筋在支座或節(jié)點內(nèi)的錨固受力情況不同，因為要考慮斜裂縫對鋼筋應力的影響、彎剪共同作用的影響、彎矩圖變化情況的影響、以及梁頂部無支座壓力的影響。,鋼筋的截斷(10.2.3),延伸長度ld(development length) 鋼筋截斷點到計算最大負彎矩截面的距離規(guī)范10.2.3 。,a. V0.7ftbh0：當最大負彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷。, a點 為鋼筋的充分利用點; b點 為全部鋼筋的不需要點（理論斷點）; c點 為鋼筋實際截斷點; 由于ab間還有一段彎矩變化區(qū)，實際截斷點c到鋼筋充分利用點a 的錨固長度（即延伸長度ld）要求比基本錨固長度la大。,la的計算見：規(guī)范9.3.1,延伸長度ld(development length) 鋼筋截斷點到計算最大負彎矩截面的距離。,a. V0.7ftbh0：當最大負彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷。, a點 為鋼筋的充分利用點; b點 為全部鋼筋的不需要點（理論斷點）; c點 為鋼筋實際截斷點;,V0.7ftbh0：當彎矩較大時，鋼筋可分批截斷,b. V0.7ftbh0,由于剪力較大，可能產(chǎn)生斜裂縫。鋼筋應力將產(chǎn)生重分布，主裂縫b處的鋼筋應力與根部截面a處的鋼筋應力基本相同，當lm/h0較大時，c點處還可能產(chǎn)生其它斜裂縫，bc段鋼筋應力還會增大，要考慮增大錨固長度。,由于剪力較大可能產(chǎn)生斜裂縫，鋼筋強度充分利用點由a點移至斜裂縫與縱筋相交處a點，同時受彎矩分布影響，鋼筋強度充分利用點可能還會向右偏移。,一次截斷情況,多次截斷情況,規(guī)范9.3.1是以拔出試驗為基礎確定基本錨固長度的。取粘結(jié)強度tu與混凝土抗拉強度 ft 成正比，并根據(jù)試驗結(jié)果，取鋼筋受拉時的基本錨固長度為：,3、 鋼筋的錨固和搭接 基本錨固長度(9.3.1),* 構(gòu)件中鋼筋的實際錨固長度應根據(jù)鋼筋的受力情況、保護層厚度、鋼筋形式等的影響，采用基本錨固長度la乘以以下修正系數(shù)，并不小于最小錨固長度，也不小于0.7la和250mm。,當受拉鋼筋采用并筋形式時，由于其表面積減小，計算其基本錨固長度時應采用并筋的等效直徑de（雙并筋de=1.4d，三并筋de=1.7d）； 當肋紋鋼筋錨固區(qū)混凝土保護層厚度大于2d時，錨固長度可乘以保護層修正系數(shù)，但對位于構(gòu)件頂面混凝土中的水平鋼筋，不進行保護層厚度修正。,當鋼筋末端采用圖示機械錨固措施時，錨固長度可乘以機械錨固修正系數(shù)0.7。(9.3.2),受壓鋼筋錨固長度不宜小于受拉鋼筋錨固長度的0.7倍； (9.3.3) 當錨固鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動時（如滑模施工），錨固長度應乘以施工擾動系數(shù)1.1； (9.3.1) 除構(gòu)造需要的錨固長度外，當受力鋼筋的實際配筋面積大于其設計計算面積時，錨固長度可乘以設計計算面積與實際配筋面積比值的配筋余量修正系數(shù)，但不得小于最小錨固長度。承受動力荷載和按抗震設計的結(jié)構(gòu)，不考慮配筋余量修正系數(shù)。 (9.3.1),錨固區(qū)箍筋要求(9.3.2) 規(guī)范規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)箍筋的直徑不小于0.25d（或0.25deq），箍筋間距不大于10d，采用機械錨固措施時不應大于5d，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于三個。當錨固鋼筋的混凝土保護層厚度大于5d（或5de）時，箍筋配置要求可放松。,支座處有橫向壓應力，使粘結(jié)作用得到改善。因此支座處的錨固長度las可比基本錨固長度la減小。,光面鋼筋末端應設置標準彎鉤。當伸入支座的錨固長度不符合要求時，可在鋼筋端部加焊錨固鋼板或?qū)摻詈附釉诹憾祟A埋件上。,當V0.7ftbh0時，las5d 當V0.7ftbh0時， 帶肋鋼筋 las12d 光面鋼筋 las15d,簡支支座錨固要求,對于板，一般剪力較小，通常滿足V0.7ftbh0的條件。且連續(xù)板的中間支座一般無正彎矩，因此板的簡支支座和中間支座下部縱向受力鋼筋的錨固長度均取las5d。對于梁， (10.2.2),當柱截面高度足夠時，框架梁上部縱筋可用直線方式伸入支座錨固，錨固長度不小于la，且應伸過柱中心線不小于5d。 當柱截面高度不足以布置直線鋼筋時，應將梁上部縱筋伸至節(jié)點外邊并向下彎折，但彎折前的水平投影長度lah0.4la，彎折后的垂直長度不應小于15d。,梁柱邊支座,(10.4.1),下部縱筋伸入支座的錨固要求： 當計算中不利用其強度時，錨固長度可按V0.7ftbh0時的簡支支座情況考慮； 當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時，鋼筋伸入支座的錨固長度不應小于la。若柱截面高度不夠時，可將鋼筋向上彎折，彎折的構(gòu)造要求與上部鋼筋向下彎折情況相同；,梁柱邊支座,(10.4.2),當計算中充分利用鋼筋的受壓強度時，鋼筋伸入支座的錨固長度不應小于0.7la。,梁柱邊支座,(10.4.2),梁柱中間支座,框架梁或連續(xù)梁的上部縱筋應貫穿中間節(jié)點或中間支座； 框架梁或連續(xù)梁的下部縱筋在中間節(jié)點或中間支座處應滿足下列錨固要求：（見規(guī)范10.4.2條）,梁柱頂層端節(jié)點,框架頂層端節(jié)點處鋼筋的錨固，見規(guī)范10.4.4條。,試驗表明，影響搭接區(qū)段的粘結(jié)強度tu的因素與拔出試驗的粘結(jié)強度基本相同，但由于鋼筋凈間距的減小使劈裂裂縫更早出現(xiàn)，粘結(jié)強度降低。因此規(guī)范規(guī)定。 當同一搭接范圍受拉鋼筋搭接接頭的百分率不超過25%時，搭接長度為相應基本錨固長度的1.2倍。 當同一搭接范圍受拉鋼筋搭接接頭的百分率超過25%時，搭接長度按下式計算，但不小于300mm。,ll =z la,鋼筋的連接（搭接、機械連接、焊接） 鋼筋的搭接(9.4.3),同一構(gòu)件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。 鋼筋綁扎