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混泥土结构设计配筋构造-文档资料_图文


§4.5

保证斜截面受弯承载力的构造措施




钢筋强度的充分发挥是建立在可靠的配筋构造基础上的。

◆ 受弯构件正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的计算中,

◆ 配筋构造是计算模型和构件受力的必要条件(如双筋梁,

箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件)
◆ 没有可靠的配筋构造,计算模型和构件受力就不可能成立

◆ 配筋构造与计算设计同等重要。由于疏忽配筋构造而造成

工程事故的情况是很多的。

故切不可重计算,轻构造。

ss=0
? ? ? ? ? á ? ?

ss=常数
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? á ? ?

la
? ? ? ? ? ? ? ?

Mmax

M? ?

la
? ? ? ? ? ? ? ?

Mmax

M? ?

2f25 2f25 1f22 1f22

4.5.1 受弯构件钢筋的布置 为节约钢材,可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢 筋或截断。但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求。 1、抵抗弯矩图(也称材料图)
q
2f25 2f25 1f22 M? ? Mmax Mu ? ? ? ? M? ? 1f22

2、钢筋的弯起
根据M图的变化将钢筋 弯起时需绘制Mu图,使 得Mu图包住M图,以满 足受弯承载力的要求。

按每根(或每组)钢筋的的面积比例划 分出各根(或各组)钢筋的所提供的受 弯承载力Mui,Mui可近似取

Asi M ui ? Mu As

抵抗弯矩

q

M R ? M u ? f y As (h0 ? 0.5

As f y f cb

)

A

M Ri ? M R Asi / As
画出每个截面的 抵抗弯矩

2f25 1f22

B

a

3 2 1’ 1 弯矩图

b ? 1f25 ? 1f25 ? 1f22

抵抗弯矩图
1、2、3分别为?、 ?、抵抗弯矩图 ?筋的充分利用点 2、3、a分别为?、 ?、 ?筋的不需要点

设计时,应尽量使抵抗弯 矩图包住弯矩图,且两者 越近越经济

纵筋的弯起必须满足三方 面的要求:

*保证正截面的受弯承载力
*保证斜截面的受剪承载力

计算及构造确定 计算确定 构造确定

*保证斜截面的受弯承载力

200

? D

?? A

E

几何中心轴

a
3 c 2 d e ? 1’ ? ? 1

d在2点以外保证 正截面受弯

s1 ? h0 / 2

保证斜截面受弯???

200

未弯起时
弯起后

M

斜 u

? Ts Z ? Tb Z

? D ?? A a 3 E 几何中心轴

斜 Mu ? Ts Z ? Tb Zsb
保证不发生斜截面破坏 c

2
d e

Z sb ? s1 sin ? ? Z cos? ? Z
Z (1 ? cos ? ) s1 ? sin ?
?

s1 ? h0 / 2

? 1’ ? ? 1

?? ?

?
Tb s1

?

Z Ts

Z (1 ? cos ? ) s1 ? sin ?
取Z ? (0.91~ 0.77)h0
?? ? ?

?
Tb s1

?

Z Ts

? ? 450 , s1 ? (0.372 ~ 0.319)h0 ? ? 600 , s1 ? (0.525 ~ 0.445)h0
统一取

s1 ? 0.5h0

? ?

当弯起钢筋作为抗剪腹筋时,其间 距还应满足抗剪的构造要求,同时弯 折终点应有一直线段锚固长度,当直 线段位于受拉区时,直线段长度不小 于20d;当直线段位于受压区时,直 线段长度不小于10d。 当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜 截面的承载力要求时,可单独设置仅作 为受剪的弯起钢筋,但必须在集中荷载 或支座两侧均设置弯起钢筋,这种弯起 钢筋称为“鸭筋”。

smax

弯起钢筋要求小结:
1、满足正截面受弯承载力要求

Mu图≥M图
2、满足斜截面受弯承载力要求

弯起点至充分利用点距离≥0.5h0
3、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求

4.5.2 钢筋的截断
◆ 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。
◆ 根据设计弯矩图的变化,可以在弯矩较小的区段将一部分纵

筋截断。
◆ 但在正弯矩区段,弯矩图变化比较平缓,同时钢筋应力随弯

矩变化产生的粘结应力,加上锚固钢筋所需要的粘结应力, 因此锚固长度很长,通常已基本接近支座,截断钢筋意义不 大。因此,一般不在跨中受拉区将钢筋截断。
◆ 对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢

筋,可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。 ◆ 截断钢筋必须有足够的锚固长度,但这里的锚固与钢筋在支 座或节点内的锚固受力情况不同,因为要考虑斜裂缝对钢筋 应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、 以及无支座压力的影响。

延伸长度ld(development length)
钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。 ⑴V<0.7ftbh0:当最大负弯矩较小时,钢筋可一次全部截断。
? ? 1.2la a c b lc2 ? ? 20d
◆ a点 为钢筋的充分利用点
◆ b点 为全部钢筋的不需要

点(理论断点)
◆ c点 为钢筋实际截断点

由于ab间还有一段弯矩变化 区,实际截断点c到钢筋充 分利用点a 的锚固长度(即 延伸长度ld)要求比基本锚 固长度la大。

延伸长度ld(development length)
钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。 ⑴V<0.7ftbh0:当最大负弯矩较小时,钢筋可一次全部截断。
? ? 1.2la a c b lc2 ? ? 20d
◆ a点 为钢筋的充分利用点
◆ b点 为全部钢筋的不需要

点(理论断点)
◆ c点 为钢筋实际截断点

?1.2la ld ? max? ?lc 2 ? 20d

当弯矩较大时,钢筋可分批截断

? ? 1.2la ? ? 20d ? ? 1.2la lc2 ? ? 20d

⑵V≥0.7ftbh0

? ? ?1h0+1.2la a c b lm ? ? 20d

由于剪力较大可能产生 斜裂缝,钢筋强度充分利 用点由a点移至斜裂缝与纵 筋相交处a‘ 点,同时受弯 矩分布影响,钢筋强度充 分利用点可能还会向右偏 移。 一次截断情况

?1h0
a'

??1h0 ? 1.2la ld ? max? ?lc 2 ? 20d

?1 ? 1.2

钢筋分批截断情况 第一批截断钢筋
? ? ?1h0+1.2la ? ? ?2h0 ? ? h0+1.2la ? ? ?2h0 ? ? h0+1.2la

??1h0 ? 1.2la ld ? max? ?lc 2 ? ? 2 h0 ? 1.1lm

? 2 ? 1.3
其他截断钢筋 ?lc1 ? h0 ? 1.2la ld ? max? ?lc 2 ? ? 2 h0 ? 1.1lm 最后一批截断钢筋

lm

? ? 20d

?lc1 ? h0 ? 1.2la ld ? max? 各批截断钢筋的配筋百分率不宜超过 ?lc 2 ? 20d
1.2%。

4.5.3 钢筋的锚固和搭接 一、基本锚固长度 《规范》是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的。取粘结 强度tu与混凝土抗拉强度 ft 成正比,并根据试验结果,取钢筋 受拉时的基本锚固长度为,

la ? ?

fy ft

d

表 7-1 锚固钢筋的外形系数?
三面刻痕 螺旋肋 三股 七股 钢丝 钢丝 钢绞线 钢绞线 0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17 钢筋外形系数? 注:1、光面钢筋系指 HPB235 级热轧钢筋;带肋钢筋系指 HRB335、HRB400、RRB400 级热轧钢筋及热处理钢筋 钢筋类型 光面钢筋 带肋钢筋

构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层 厚度、钢筋形式等的影响,采用基本锚固长度la乘以以下修正 系数,并不小于最小锚固长度,也不小于0.7la和250mm。
受拉钢筋的最小锚固长度(mm) 钢筋类型 最小锚固长度 光面 钢筋 20d 带肋 钢筋 25d 三面刻 痕钢丝 100d 螺旋肋 钢丝 80d 三股 钢绞线 90d 七股 钢绞线 100d

⑴当受拉钢筋采用并筋形式时,由于其表面积减小,计算其基 本锚固长度时应采用并筋的等效直径de(双并筋de=1.4d,三并 筋de=1.7d); ⑵当月牙肋钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于2d时,锚固长度 可乘以保护层修正系数,但对位于构件顶面混凝土中的水平钢 筋,不进行保护层厚度修正。
锚固钢筋的保护层厚度修正系数 保护层厚度 修正系数 >2d 0.9 >3d 0.8 >4d 0.75 >5d 0.7

⑶当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时,锚固长度可乘以 机械锚固修正系数0.7。
5d 135? ? D= 4d(? ò ? ? ? ? ? ? ) 5d(? ó ? ? ? ? ? ? ) 5d d d 5d d d

⑷受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍;
⑸当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时(如滑模施工), 锚固长度应乘以施工扰动系数1.1;

⑹除构造需要的锚固长度外,当受力钢筋的实际配筋面积大于其 设计计算面积时,锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积 比值的配筋余量修正系数,但不得小于最小锚固长度。承受动力 荷载和按抗震设计的结构,不考虑配筋余量修正系数。

◆锚固区箍筋要求 《规范》规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0.25d (或0.25de),箍筋间距不大于10d,采用机械锚固措施时不应大 于5d,在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个。当锚固钢筋的 混凝土保护层厚度大于5d(或5de)时,箍筋配置要求可放松。
2、简支支座锚固要求 支座处有横向压应力,使粘结作用 得到改善。因此支座处的锚固长度 las可比基本锚固长度la减小。

光面钢筋末端应设置标准弯钩。当 伸入支座的锚固长度不符合要求时,当V≤0.7ftbh0时,las≥5d 可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢 当V>0.7ftbh0时,las≥0.35la 筋焊接在梁端预埋件上。

◆锚固区箍筋要求 《规范》规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0.25d (或0.25de),箍筋间距不大于10d,采用机械锚固措施时不应大 于5d,在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个。当锚固钢筋的 混凝土保护层厚度大于5d(或5de)时,箍筋配置要求可放松。
2、简支支座锚固要求 支座处有横向压应力,使粘结作用 得到改善。因此支座处的锚固长度 las可比基本锚固长度la减小。 对于板,一般剪力较小,通常满足 V≤0.7ftbh0的条件。且连续板的中 当V≤0.7ftbh0时,las≥5d 间支座一般无正弯矩,因此板的简 支支座和中间支座下部纵向受力钢 当V>0.7ftbh0时,las≥0.35la 筋的锚固长度均取las≥5d。

3、边支座

? ? la

? ?

?ahla

? ? ? ? ? ? ? ?
? ? 0.7la

当柱截面高度足够时,框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支 座锚固,锚固长度不小于la,且应伸过注中心线不小于5d。

当柱截面高度不足以布置直线钢筋时,应将梁上部纵筋伸至 节点外边并向下弯折,但弯折前的水平投影长度lah≥?ahla,混 凝土强度等级为C20时,取?ah=0.45;混凝土强度等级等于或 大于C25时,取?ah=0.4;弯折后的垂直长度不应小于15d。

? 15d ?

? ? ? ? ? ? ? ?

3、边支座

? ? la

? ?

?ahla

? ? ? ? ? ? ? ?
? ? 0.7la

下部纵筋伸入支座的锚固要求:
⑴当计算中不利用其强度时,锚固长度可按V>0.7ftbh0时的简 支支座情况考虑; ⑵当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,钢筋伸入支座的锚固 长度不应小于la。若柱截面高度不够时,可将钢筋向上弯折, 弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况相同;

? 15d ?

? ? ? ? ? ? ? ?

3、边支座

? ? la

? ?

?ahla

? ? ? ? ? ? ? ?
? ? 0.7la

⑶当计算中充分利用钢筋的受压强度时,钢筋伸入支座的锚固 长度不应小于0.7la。

? 15d ?

? ? ? ? ? ? ? ?

4、中间支座
h
d? ? 1/25h

h
d? ? 1/25h

? ? la ? ? 5d

? ? la ? ? 5d

5、钢筋的搭接 试验表明,影响搭接区段 的粘结强度tu的因素与拔 出试验的粘结强度基本相 同,但由于钢筋净间距的 减小使劈裂裂缝更早出现, 粘结强度降低。因此《规 范》规定。 ◆当同一搭接范围受拉钢 筋搭接接头的百分率不超 过25%时,搭接长度为相 l y a 应基本锚固长度的1.2倍。 受拉钢筋搭接接头面积百分率系数zy ◆当同一搭接范围受拉钢 筋搭接接头的百分率超过 y(%) ≤25 50 100 25%时,搭接长度按下式 1.2 1.45 1.8 zy 计算,但不小于300mm。

l =z l

7.3 钢筋的锚固和搭接

6、箍筋的锚固
? ? 50 ? ò 5d ? ? 50 ? ò 5d ? ? 10d

d

? ? 10d

d

? ? 10d

d



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