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文檔簡介
建筑結構建筑結構1緒論項目1建筑結構基本設計原則項目2鋼筋和混凝土的力學性能項目3受彎構件項目4受壓、受扭構件項目5預應力鋼筋混凝土構件項目6鋼筋混凝土樓蓋項目7多層及高層鋼筋混凝土結構項目8砌體結構項目9鋼結構項目10建筑結構抗震知識目錄緒論目錄2緒論
緒論
3【知識目標】1.掌握建筑結構的概念和各種結構類型的優缺點;2.了解建筑結構在工程上的應用及發展方向;3.了解本課程的任務和學習方法。【技能目標】1.初步具有在建筑工程建設中正確判斷建筑結構類型的能力;2.初步具有查閱建筑結構設計規范的能力。【課時建議】2課時【知識目標】4建筑結構指的是在建筑中,由若干構件連接而構成的能承受荷載和其他間接作用的體系。在建筑中起骨架作用,是建筑的重要組成部分。
0.1建筑結構發展簡介工程結構建筑結構橋梁結構水工結構電力工程結構材料建筑結構指的是在建筑中,由若干構件連接而構成的能承受荷載和其50.2建筑結構的分類及其應用
根據所用材料的不同,建筑結構分為混凝土結構、砌體結構、鋼結構和木結構。0.2.1混凝土結構混凝土結構是鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構、素混凝土結構的總稱。主要是因為它具有如下優點:(1)強度高;(2)整體性好;(3)耐久性好;(4)可模性好;(5)耐火性好。鋼筋混凝土也有一些缺點,主要是自重大,抗裂性能差,現澆結構模板用量大,工期長等。0.2建筑結構的分類及其應用
根據所用材料的不同,建筑結60.2.2砌體結構
砌體結構是以砌體為主制作的結構,包括磚結構、石結構和其他材料的砌塊結構。砌體結構主要有以下優點:(1)容易就地取材(2)具有良好的耐火性及耐久性。(3)具有良好的保溫、隔熱、隔聲性能,節能效果好。(4)施工簡單,技術容易掌握和普及,也不需要特殊的設備。砌體結構的主要缺點是:自重大,強度低,整體性差,施工速度緩慢、不能適應建筑工業化的要求等。0.2.2砌體結構
砌體結構是以砌體為主制作的結構,包括70.2.3鋼結構建筑物的主要承重構件全部由鋼板或型鋼制成的結構稱為鋼結構。鋼結構具有承載能力高、塑性和韌性好、制造與施工方便、工業化程度高、重量較輕、鋼材材質均勻、拆遷方便等優點。其缺點是容易銹蝕、維修費用高、耐火性能遠比鋼筋混凝土及砌體結構差。0.2.4木結構木結構是指全部或者大部分使用木材制成的結構。木結構的優點是能就地取材、制作簡單、造價較低、便于施工;缺點是木材本身疵病較多、易燃、易腐、結構變形較大。由于木材的用途廣泛,而其產量受到自然條件的限制,目前在大、中城市中已限制采用木結構。0.2.3鋼結構80.3本課程的任務與學習方法本課程是建筑專業的一門重要專業基礎課,通過本課程的學習,應達到的基本要求是:1、掌握各類結構基本構建的受力特點和計算原理,對常見的一般構件能進行計算和復核;2、掌握各類結構的主要構造要求,熟悉現行規范中有關結構構造的一般規定;3、能識讀結構施工圖,對一般構件能按設計計算結構繪制;4、理解地震的基本知識和房屋抗震的主要措施。0.3本課程的任務與學習方法本課程是建筑專業的一門重要專9
項目1
建筑結構基本計算原則項目1
建筑結構基本計算原則10【知識目標】1.熟悉荷載的分類和荷載代表值的概念,了解荷載效應與結構抗力的概念;2.掌握結構的功能要求以及可靠性的概念,了解極限狀態的概念、分類以及結構極限狀態方程;3.了解概率極限狀態設計法的相關概念以及計算內容。【技能目標】掌握構件內力標準值、設計值的計算方法,逐步培養內力分析和配筋計算的能力。【課時建議】8課時【知識目標】111.1建筑結構的荷載
1.1.1荷載的分類1.荷載的概念
建筑結構在使用期間和在施工過程中要承受各種作用:
施加在結構上的集中力或者分布力(如人群、設備、風、雪、構件自重等)稱為直接作用,也稱荷載;
引起結構外加變形或者約束變形的原因(如溫度變化、地基不均勻變形、地面運動等)稱為間接作用。1.1建筑結構的荷載
1.1.1荷載的分類121.1.1.2荷載的分類1.按隨時間的變化分類(1)永久荷載。在結構使用期間,其值不隨時間變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計的荷載。例如,結構自重、土壓力等。(2)可變荷載。在結構使用期間,其量值隨時間變化,且其變化與平均值相比不可忽略的作用。如安裝荷載、樓面活荷載、風荷載、雪荷載、吊車荷載等。可變荷載也稱為活荷載或者活載。(3)偶然荷載。在結構使用期間不一定出現,一旦出現,其量值很大且持續時間較短的荷載,如爆炸力、撞擊力等。1.1.1.2荷載的分類132.按隨空間位置的變化分類(1)固定作用。在結構空間位置上具有固定分布的作用,如樓面上的固定設備荷載、結構構件自重等。(2)可動作用。在結構空間位置上的一定范圍內可以任意分布的作用,如樓面上的人員荷載、吊車荷載等。3.按結構的反應分類(1)靜態作用。使結構產生的加速度可忽略不計的作用,如結構自重、住宅與辦公樓的樓面活荷載等。(2)動態作用。使結構產生的加速度不可忽略的作用,如地震、吊車荷載、設備振動、風荷載等。2.按隨空間位置的變化分類141.1.2荷載代表值、材料強度標準值1.荷載的代表值結構計算時,需根據不同的設計要求采用不同的荷載數值,稱為荷載代表值。《建筑結構荷載規范》(GB50009—2012)給出了四種荷載代表值,即標準值、組合值、準永久值和頻遇值。(1)荷載標準值荷載標準值是指結構在使用期間,在正常情況下出現具有一定保證率的最大荷載值。1.1.2荷載代表值、材料強度標準值15(2)可變荷載組合值當結構同時承受兩種或兩種以上可變荷載時,由于各種可變荷載同時達到其最大值的可能性極小,因此除主導荷載(產生荷載效應最大的荷載)仍以其標準值為代表值外,其他伴隨荷載的代表值應小于其標準值,此代表值稱為可變荷載組合值。可變荷載組合值可寫成:
QC=ψc
QK
(1.1)式中:QC——可變荷載組合值;QK——可變荷載標準值;ψc——可變荷載組合值系數。(2)可變荷載組合值16(3)荷載準永久值可變荷載的準永久值是指在設計基準期內,其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載設計值。可變荷載的準永久值小于可變荷載標準值,故可以寫成:
Qq=
ψq
QK
(1.2)式中:Qq——可變荷載準永久值;
ψq——可變荷載準永久值系數(≤1.0);
QK——可變荷載標準值。(3)荷載準永久值17(4)荷載頻遇值可變荷載的頻遇值是指在設計基準期內,其超越的總時間為規定的較小比率或超越頻率為規定頻率的荷載值。由于頻遇值是指在較短持續時間內可能達到的較大可變荷載值,而不是規定使用期限內的最大可變荷載值,因此,可變荷載頻遇值小于可變荷載標準值,故可寫成:
Qf=ψf
QK
(1.3)式中:Qf——可變荷載頻遇值;
ψf
——可變荷載頻遇值系數;
QK——可變荷載標準值。(4)荷載頻遇值182.材料強度標準值(1)鋼材的強度標準值(2)混凝土的強度標準值2.材料強度標準值191.2建筑結構的設計方法1.2.1結構的功能要求建筑結構在規定的時間內(一般取50年),在正常條件下,必須滿足下列各項功能要求:1.能承受在正常施工和正常使用時可能出現的各種作用;2.在正常使用時具有良好的工作性能;3.在正常維護下具有足夠的耐久性;4.在偶然事件發生時及發生以后,仍能保持必須的整體穩定性。以上功能要求,可以概括為安全性、適用性和耐久性。1.2建筑結構的設計方法201.2.2結構功能的極限狀態1.結構可靠度和安全等級結構可靠性是指結構在規定的時間內(即設計基準期),在規定的條件下(結構正常的設計、施工、使用和維修條件),完成預定功能(如承載力、剛度、穩定性、抗裂性、耐久性和動力性能等)的能力。安全可靠是結構設計的重要內容,所以在進行建筑結構的設計時,應根據結構破壞可能產生的各種后果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)的嚴重性,采用不同的安全等級。《標準》對建筑結構的安全等級劃分為三級。1.2.2結構功能的極限狀態212.結構的極限狀態《建筑結構可靠度設計統一標準》將結構的極限狀態分為下列兩類:(1)承載能力極限狀態承載能力極限狀態是對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續承載變形的極限狀態。①整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡。②結構構件或其連接部件因超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞)。③結構轉變為機動體系。④結構或構件喪失穩定。2.結構的極限狀態22(2)正常使用極限狀態正常使用極限狀態是對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值時的狀態。當結構或結構構件出現下列狀態之一時,即認為超過了正常使用極限狀態:①出現影響正常使用或外觀的變形。②出現影響正常使用或耐久性能的局部損壞。③出現影響正常使用的振動。④影響正常使用的其他特定狀態。(2)正常使用極限狀態231.2.3極限狀態設計表達式結構設計時,應針對不同的極限狀態,根據結構的特點和使用要求給出具體的標志和限值,作為結構設計的依據。這種以相應于結構各種功能要求的極限狀態,作為結構設計依據的設計方法,就稱為極限狀態設計法。(1)作用效應和結構抗力的概念作用效應-----S結構抗力-----R建筑結構課件24(2)極限狀態設計法的實用設計表達式結構和結構構件的工作情況究竟怎樣,是工作良好安全可靠,還是達到了極限狀態結構失效,可以由該結構構件所承受的荷載效應S和結構抗力R兩者的關系來描述,其表達式即為結構的極限狀態方程,寫為Z=S-R(1.4)當Z>0時,結構處于可靠狀態;當Z<0時,結構處于失效狀態;當Z=0時,結構處于極限狀態,即當基本變量滿足極限狀態方程時,則結構達到極限狀態。(2)極限狀態設計法的實用設計表達式25(3)極限狀態設計表達式《建筑結構可靠度設計統一標準》給出的各極限狀態設計表達式如下:1.承載能力極限狀態設計表達式(1)基本組合①可變荷載效應控制的組合:
(1.5)
②永久荷載效應控制的組合:
(1.6)(2)偶然組合(3)極限狀態設計表達式262.正常使用極限狀態設計表達式S≤C(1.7)1.荷載效應組合在計算正常使用極限狀態的荷載效應組合值時,需首先確定荷載效應的標準組合和準永久組合。荷載效應的標準組合和準永久組合應按下列規定計算:(1)標準組合
(1.8)(2)準永久組合
(1.9)(3)頻遇組合
(1.10)2.正常使用極限狀態設計表達式27
項目2
鋼筋混凝土結構的材料項目228【知識目標】1.了解鋼筋和混凝土的工作原理。2.熟悉鋼筋的分類和力學性能,掌握鋼筋的選用;3.熟悉混凝土的力學性能和變形,掌握混凝土的選用。【技能目標】會查閱《建筑結構荷載規范》和《混凝土結構設計規范》的相關內容。【課時建議】6課時【知識目標】292.1鋼筋和混凝土的共同工作
鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土兩種力學性能完全不同的材料組成。混凝土具有較強的抗壓能力但抗拉能力較弱,而鋼筋的抗拉能力很強,為了充分利用材料的性能,就把混凝土和鋼筋這兩種材料結合在一起共同工作,使混凝土主要承受壓力,鋼筋主要承受拉力,來滿足工程結構的使用要求。2.1鋼筋和混凝土的共同工作
鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土兩30鋼筋和混凝土共同工作的條件:1、鋼筋和混凝土之間有著可靠的粘結力,能牢固結成整體,受力后變形一致,不產生相對滑移。這是鋼筋和混凝土共同工作的主要條件。2、鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數非常接近,因此當溫度變化時不致產生較大的溫度應力而破壞兩者之間的黏結。3、混凝土對鋼筋無腐蝕作用,而且鋼筋外邊的混凝土保護層可以防止鋼筋銹蝕,從而保證了鋼筋混凝土構件的耐久性。鋼筋和混凝土共同工作的條件:312.2鋼筋
2.2.1鋼筋的類型1.按鋼筋的成分分類:碳素鋼和普通低合金鋼2.按鋼筋的外形分類:光圓鋼筋和變形鋼筋3.鋼筋品種和級別(1)熱軋鋼筋(2)冷軋帶肋鋼筋(3)余熱處理鋼筋(4)鋼絲及鋼絞線
鋼筋的形式2.2鋼筋322.2.2鋼筋的力學性能1.鋼筋的強度(1)有明顯屈服點的鋼筋
圖2.3有明顯屈服點鋼筋的應力-應變曲線2.2.2鋼筋的力學性能33
(2)無明顯屈服點的鋼筋
圖2.4無明顯屈服點鋼筋的應力-應變曲線(2)無明顯屈服點的鋼筋342.鋼筋的塑性性能伸長率:鋼筋斷裂后的伸長值與原長的比率稱為伸長率,伸長率的大小標志著鋼筋塑性的大小。冷彎性能:在常溫下將鋼筋繞某一規定直徑的輥軸進行彎曲。在達到規定的冷彎角度時,鋼筋不發生裂紋、分層或斷裂,鋼筋的冷彎性能符合要求。2.鋼筋的塑性性能352.2.3鋼筋的冷加工對熱軋鋼筋進行機械冷加工后,可提高鋼筋的屈服強度,達到節約鋼材的目的。常用的冷加工方法有冷拉和冷拔。1.鋼筋的冷拉:抗拉強度提高,抗壓強度不變,塑性降低;2.鋼筋的冷拔:抗拉、抗壓強度均提高,塑性降低。
圖2.6鋼筋冷拉
圖2.7鋼筋的冷拔2.2.3鋼筋的冷加工362.2.4鋼筋的選用鋼筋的直徑最小為6mm,最大為50mm。國內常規供貨直徑(單位mm)為6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32等12種。1、縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋,也可以采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋。2、梁、柱縱向受力普通鋼筋應采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋。3、箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋,也可以采用HRB335、HRBF335鋼筋。4、預應力鋼筋宜采用預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋。2.2.4鋼筋的選用37規范提倡用HRB400級鋼筋作為我國鋼筋混凝土結構的主力鋼筋;用高強的預應力鋼絞線、鋼絲作為我國預應力混凝土結構的主力鋼筋。《混凝土結構設計規范》(GB50010—2010)中增加強度為500MPa級的熱軋帶肋鋼筋;推廣400MPa、500MPa級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋;限制并準備逐步淘汰335MPa級熱軋帶肋鋼筋的應用。用300MPa級光圓鋼筋取代235MPa級光圓鋼筋。規范提倡用HRB400級鋼筋作為我國鋼筋混凝土結構的主力鋼筋382.3混凝土混凝土是由水泥、水和骨料(細骨料砂子、粗骨料石子)按一定配合比經攪拌后入模振搗,養護硬化形成的人造石材(砼)。2.3.1混凝土的強度混凝土的強度指標主要有立方體抗壓強度、軸心抗壓強度和軸心抗拉強度。1.混凝土的立方體抗壓強度fcu《混凝土結構設計規范》規定:用邊長為150mm的立方體試件,在標準條件下養護28天,用標準試驗方法測得的抗壓強度,稱為立方體抗壓強度,用fcu表示。2.3混凝土39混凝土的強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值fcuk確定,單位為N/mm2(或為MPa)。建筑工程中采用的混凝土強度等級共14級:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15;鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20;采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。承受重復荷載的鋼筋混凝土構件,混凝土強度等級不應低于C30。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40,且不應低于C30。混凝土的強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值fcuk確定,單402.混凝土的軸心抗壓強度fc3.混凝土的軸心抗拉強度ft2.3.2混凝土的變形1.收縮:混凝土在空氣中結硬時體積減小的現象。減小收縮的措施:①水泥用量越多,灰水比越大,收縮就越大;②高標號水泥制成的構件收縮越大;③骨料的彈性模量大時收縮小;④振搗密實的收縮小;⑤養護條件好的收縮小;⑥使用環境濕度大的收縮小。2.混凝土的軸心抗壓強度fc412.徐變:混凝土在長期不變的荷載作用小其應變隨時間繼續增長的現象叫做徐變。減小徐變的措施:①水泥用量越多,灰水比越大,徐變越大;②混凝土骨料增加,徐變將減小;③混凝土強度等級越高,徐變越小;④養護及使用環境濕度大時徐變小;⑤構件加載前混凝土強度大時徐變小;⑥構件截面的應力越大,徐變越大。2.徐變:混凝土在長期不變的荷載作用小其應變隨時間繼續增長的422.3.3混凝土強度等級的選用素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15;鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20;采用強度等級400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40,且不應低于C30。承受重復荷載的鋼筋混凝土構件,混凝土強度等級不應低于C30。2.3.3混凝土強度等級的選用43【工程實例2.1】某混凝土構件,混凝土抗壓強度設計等級C30。共成型3組混凝土試塊,強度代表值分別為:38.6;34.3;29.0;請評定該構件混凝土強度是否合格?【工程實例2.1】44解析:當試塊組n≤9,采用非統計方法列式計算,混凝土強度應同時滿足下列要求:和
解析:452.4鋼筋與混凝土之間的黏結力鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是二者之間存在較強的黏結作用。這個黏結作用是由以下三部分組成的:1.水泥漿凝結后與鋼筋表面產生的膠結力;2.混凝土結硬收縮將鋼筋握緊產生的摩擦力;3.鋼筋表面的凹凸(指變形鋼筋)或光面鋼筋的彎鉤與混凝土之間的機械咬合力。鋼筋與混凝土的黏結面上所能承受的平均剪應力的最大值稱為黏結強度。其大小與鋼筋表面形狀、直徑、混凝土強度等級,保護層厚度、橫向鋼筋、側向壓力、澆筑位置有關。2.4鋼筋與混凝土之間的黏結力46項目3鋼筋混凝土受彎構件項目347【知識目標】1.熟悉梁、板的構造2.掌握單筋矩形截面受彎構件承載力的計算方法3.了解雙筋矩形截面、T形截面梁的相關構造要求4.掌握梁的平法標注【技能目標】通過本章學習,初步具備對常用受彎構件進行受力分析的能力,以及對梁結構施工圖的識圖能力,并了解梁板的相關構造要求。【課時建議】20課時【知識目標】483.1.1板的構造
1.截面形狀工程結構中的梁和板的區別在于:梁的截面高度一般大于自身的寬度,而板的截面高度則遠小于自身的寬度。梁的截面形狀常見的有矩形、T形、工字形、箱形、倒L形等;板的截面形狀常見有矩形、槽形及空心形等,如下圖所示。3.1板、梁的構造3.1.1板的構造3.1板、梁的構造49建筑結構課件50
2.截面尺寸受彎構件的截面尺寸的確定,既要滿足承載能力的要求,也要滿足正常使用的要求,同時還要滿足施工方便的要求。也就是說,梁、板的截面高度h與荷載的大小、梁的計算跨度(l0)有關。一般根據剛度條件由設計經驗確定。同時,考慮便于施工和利于模板的定型化,構件截面尺寸宜統一規格.2.截面尺寸51
板的寬度一般比較大,設計計算時可取單位寬度(b=1000mm)進行計算。其厚度應滿足(如已滿足則可不進行變形驗算):①單跨簡支板的最小厚度不小于l0/35;②多跨連續板的最小厚度不小于l0/40;③懸臂板的最小厚度(指的是懸臂板的根部厚度)不小于l0/12。同時,應滿足下表現澆鋼筋混凝土板的最小厚度的規定。板的寬度一般比較大,設計計算時可取單位寬度(b=1052板的類別厚度/mm單向板屋面板板跨度<1500mm50板跨度≥1500mm60民用建筑樓板60工業建筑樓板70行車道下的樓板80雙向板80密肋板肋間距≤700mm40肋間距>700mm50懸臂板板的懸臂長度≤500mm60板的懸臂長度>500mm80無梁樓板150板的類別厚度/mm單向板屋面板板跨度<1500mm5053圖3.10縱向受力鋼筋和分布鋼筋2、板的配筋
板通常只配置縱向受力鋼筋和分布鋼筋當h≤150mm時,不宜大于200mm;當h>150mm時,不宜大于1.5h,且不宜大于300mm。1)受力鋼筋常用直徑:6、8、10、12mm。鋼筋間距:板的受力鋼筋間距通常不宜小于70mm。圖3.10縱向受力鋼筋和分布鋼筋板通常只配置縱向受力54
2)分布鋼筋分布鋼筋的作用:A固定受力鋼筋的位置,形成鋼筋網;B將板上荷載有效地傳到受力鋼筋上去;C防止溫度或混凝土收縮等原因沿跨度方向的裂縫。分布鋼筋宜采用HPB300、HRB335級鋼筋,常用直徑為6、8mm。分布鋼筋應沿受力鋼筋直線段均勻布置,并且受力鋼筋所有轉折處的內側也應配置
2)分布鋼筋553.1.2梁的構造1、梁的配筋3.1.2梁的構造1、梁的配筋561)縱向受力鋼筋
單筋截面:只在受拉區配置縱向受力鋼筋的受彎構件雙筋截面:同時在梁的受拉區和受壓區配置縱向受力鋼筋
的受彎構件
梁縱向受力鋼筋的常用直徑d=12-25mm。
當h<300mm時,d≥8mm;
當h≥300mm時,d≥10mm。1)縱向受力鋼筋572)架立鋼筋
架鋼筋設置在受壓區外緣兩側,并平行于縱向受力鋼筋。
作用:a固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架;b承受因溫度變化和混凝土收縮而產生的拉應力,防止發生裂縫。c受壓區配置的縱向受壓鋼筋可兼作架立鋼筋。2)架立鋼筋58架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關,其最小直徑不宜小于下表所列數值。梁跨/m<44-6>6架立鋼筋最小直徑/mm810123)彎起鋼筋鋼筋的彎起角度一般為45°,梁高h>800mm時可采用60°。
梁高h/mmV>0.7ftbh0V≤0.7ftbh0150<h≤300150200300<h≤500200300500<h≤800250350h>800300400梁中箍筋和彎起鋼筋的最大間距
架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關,其最小直徑不宜小于下表所列數值59彎起鋼筋的形式
彎起鋼筋的形式604)箍筋按計算不需要箍筋的梁,應按照下述規定確定箍筋:A當梁的截面高度h>300mm,應沿梁全長按構造配置箍筋;B當h=150~300mm時,可僅在梁的端部各1/4跨度范圍內設置箍筋,但當梁的中部1/2跨度范圍內有集中荷載作用時,仍應沿梁的全長設置箍筋;C若h<150mm,可不設箍筋。
箍筋直徑
當梁截面高度h≤800mm時,不宜小于6mm;
當h>800mm時,不宜小于8mm。箍筋的常用直徑為6、8、10mm。箍筋的形式:
開口式、封閉式4)箍筋按計算不需要箍筋的梁,應按照下述規定確定箍筋:箍筋61圖3.8箍筋的布置
箍筋是受拉鋼筋,必須有良好的錨固。其端部應采用135°彎鉤,彎鉤端頭直段長度不小于50mm,且不小于5d。注意:
當梁與鋼筋混凝土梁或柱整體連接時,支座內可不設置箍筋。5)縱向構造鋼筋及拉筋1-架立筋;2-腰筋;3-拉筋
當梁的腹板高度hw≥450mm時,應在梁的兩個側面沿高度配置縱向構造鋼筋(亦稱腰筋),并用拉筋固定圖3.8箍筋的布置箍筋是受拉鋼筋,必須有良好的錨623.1.3混凝土保護層厚度
定義:鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離稱為鋼筋的混凝土保護層厚度,用c表示鋼筋凈距、保護層及有效高度(a)單排受力鋼筋;(b)雙排受力鋼筋作用:A保護鋼筋不致銹蝕,保證結構的耐久性;B保證鋼筋與混凝土間的粘結;C在火災等情況下,避免鋼筋過早軟化。
3.1.3混凝土保護層厚度定義:鋼筋外邊緣至混凝土63混凝土保護層最小厚度
環境類別板、墻、殼梁柱≤C20C25~C45≥C50≤C20C25-C45≥C50≤C20C25-C45≥C50一201515302525303030二a—2020—3030—3030b—2520—3530—3530三—3025—4035—4035注:1.基礎中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于40mm;當無墊層時不應小于70mm。2.處于一類環境中且由工廠生產的預制構件,當混凝土強度等級不低于C20時,其保護層厚度可按表中規定減少5mm,但預制構件中的預應力鋼筋的保護層不應小于15mm;處于二類環境且由工廠生產的預制構件,當表面采取有效保護措施時,保護層厚度可按表中一類環境數值采用。3.預制鋼筋混凝土受彎構件鋼筋端頭的保護層厚度不應小于10mm;預制肋形板主肋鋼筋的保護層厚度應按梁的數值取用。4.板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應小于表中相應數值減10mm,且不小于10mm。梁、柱箍筋和構造鋼筋的保護層不應小于15mm。混凝土保護層最小厚度環境板、墻、殼梁柱≤C20C25643.2受彎構件正截面承載力計算
3.2.1受彎構件正截面破壞形式
鋼筋混凝土受彎構件正截面的破壞形式與鋼筋和混凝土的強度以及縱向受拉鋼筋配率有關。0bhAs=r3.2受彎構件正截面承載力計算3.2.1受彎構件正截面65根據梁縱向鋼筋配筋率的不同,鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型,不同類型梁的具有不同破壞特征。梁的正截面破壞(a)適筋梁;(b)超筋梁;(c)少筋梁形過
1、適筋梁
配置適量縱向受力鋼筋的梁稱為適筋梁,該類梁的破壞成為適筋破壞。以下為正截面破壞的三個階段。根據梁縱向鋼筋配筋率的不同,鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁66
第I階段(彈性工作階段):荷載很小時,混凝土的壓應力及拉應力都很小,應力和應變幾乎成直線關系。當彎矩增大時,受拉區混凝土表現出明顯的塑性特征,應力和應變不再呈直線關系,應力分布呈曲線。當受拉邊緣纖維的應變達到混凝土的極限拉應變時,截面處于將裂未裂的極限狀態,即第Ⅰ階段末,用Ⅰa表示,此時截面所能承擔的彎矩稱抗裂彎矩Mcr。Ⅰa階段的應力狀態是抗裂驗算的依據。
第I階段(彈性工作階段):荷載很小時,混凝土67第Ⅱ階段(帶裂縫工作階段)
適筋梁工作的三個階段
當彎矩繼續增加時,受拉區混凝土的拉應變超過其極限拉應變。受拉區出現裂縫,截面即進入第Ⅱ階段。
裂縫出現后,在裂縫截面處,受拉區混凝土大部分退出工作,拉力幾乎全部由受拉鋼筋承擔。隨著彎矩的不斷增加,裂縫逐漸向上擴展,中和軸逐漸上移,受壓區混凝土呈現出一定的塑性特征,應力圖形呈曲線形。第Ⅱ階段的應力狀態是裂縫寬度和變形驗算的依據。
當彎矩繼續增加,鋼筋應力達到屈服強度fy,這時截面所能承擔的彎矩稱為屈服彎矩My。它標志截面進入第Ⅱ階段末,以Ⅱa表示。第Ⅱ階段(帶裂縫工作階段)適筋梁工作的三個階段當彎矩繼續68第Ⅲ階段(破壞階段)彎矩繼續增加,受拉鋼筋的應力保持屈服強度不變,鋼筋的應變迅速增大,促使受拉區混凝土的裂縫迅速向上擴展,受壓區混凝土的塑性特征表現得更加充分,壓應力呈顯著曲線分布。到本階段末(即Ⅲa階段),受壓邊緣混凝土壓應變達到極限壓應變,受壓區混凝土產生近乎水平的裂縫,混凝土被壓碎,甚至崩脫,截面宣告破壞,此時截面所承擔的彎矩即為破壞彎矩Mu。Ⅲa階段的應力狀態作為構件承載力計算的依據。由上述可知,適筋梁的破壞始于受拉鋼筋屈服。從受拉鋼筋屈服到受壓區混凝土被壓碎(即彎矩由My增大到Mu),需要經歷較長過程。由于鋼筋屈服后產生很大塑性變形,使裂縫急劇開展和撓度急劇增大,給人以明顯的破壞預兆,這種破壞稱為延性破壞。適筋梁的材料強度能得到充分發揮。
第Ⅲ階段(破壞階段)692、超筋梁縱向受力鋼筋配筋率大于最大配筋率的梁稱為超筋梁,該類梁的破壞成為超筋破壞。這種梁由于縱向鋼筋配置過多,受壓區混凝土在鋼筋屈服前即達到極限壓應變被壓碎而破壞。破壞時鋼筋的應力還未達到屈服強度,因而裂縫寬度均較小,且形不成一根開展寬度較大的主裂縫,梁的撓度也較小。這種單純因混凝土被壓碎而引起的破壞,發生得非常突然,沒有明顯的預兆,屬于脆性破壞。實際工程中不應采用超筋梁。2、超筋梁703、少筋梁配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁,該類梁的破壞成為少筋破壞。這種梁破壞時,裂縫往往集中出現一條,不但開展寬度大,而且沿梁高延伸較高。一旦出現裂縫,鋼筋的應力就會迅速增大并超過屈服強度而進入強化階段,甚至被拉斷。在此過程中,裂縫迅速開展,構件嚴重向下撓曲,最后因裂縫過寬,變大而喪失承載力,甚至被折斷。這種破壞也是突然的,沒有明顯預兆,屬于脆性破壞。實際工程中不應采用少筋梁。3、少筋梁71混凝土應力-應變關系3.2.2單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算
1、計算原則
1)基本假定
①平截面假定,即構件正截面彎曲變形后仍保持一平面,即在三個階段中,截面上的應變沿截面高度為線性分布。
②混凝土應力—應變關系鋼筋的應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積,但不得大于其強度設計值fy
。
③不考慮截面受拉區混凝土的抗拉強度。
④受壓混凝土采用理想化的應力-應變關系。混凝土應力-應變關系3.2.2單筋矩形截面受彎構件正截面承722)等效矩形應力圖滿足以下兩個條件:⑴受壓區混凝土壓應力合力C值的大小不變,即兩個應力圖形的面積應相等;⑵合力C作用點位置不變,即兩個應力圖形的形心位置應相同。2)等效矩形應力圖滿足以下兩個條件:73
換算為等效矩形應力圖的混凝土抗壓強度可稱為等效混凝土抗壓強度即α1fc,相應的換算受壓區高度為x,x=β1xc,系數β1是混凝土受壓區高度x與中和軸高度xc的比值。換算為等效矩形應力圖的混凝土抗壓強度可稱為等效混凝743)適筋梁與超筋梁的界限——界限相對受壓區高度
比較適筋梁和超筋梁的破壞,前者始于受拉鋼筋屈服,后者始于受壓區混凝土被壓碎。理論上,二者間存在一種界限狀態,即所謂界限破壞。我們將受彎構件等效矩形應力圖形的混凝土受壓區高度
與截面有效高度之比稱為相對
受壓區高度,用
表示.
適筋梁界限破壞時等效受壓區高度與截面有效高度之比稱為界限相對受壓區高度。值是用來衡量構件破壞時鋼筋強度能否充分利用的一個特征值。>構件破壞時受拉鋼筋不能屈服,表明構件的破壞為
超筋破壞;≤構件破壞時受拉鋼筋已經達到屈服強度,表明發生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。
3)適筋梁與超筋梁的界限——界限相對受壓區高度比較754)適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率ρmin
理論上講,最小配筋率的確定原則是:配筋率為ρmin的鋼筋混凝土受彎構件,按Ⅲa階段計算的正截面受彎承載力應等于同截面素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr(Mcr為按Ia階段計算的開裂彎矩)4)適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率ρmin76建筑結構課件772、基本計算公式力平衡條件
力矩平衡條件{
2、基本計算公式力平衡條件力矩平衡條件{781)為防止發生超筋破壞,需滿足ξ≤ξb或x≤ξbh0,其中ξ、ξb分別稱為相對受壓區高度和界限相對受壓區高度;2)防止發生少筋破壞,應滿足ρ≥ρmin
或As
≥As,min,As,min=ρminbh,其中ρmin為截面最小配筋率。取x=ξbhb,即得到單筋矩形截面所能承受的最大彎矩的表達式:1)為防止發生超筋破壞,需滿足ξ≤ξb或x≤ξbh0,其中ξ793.2單筋矩形截面受彎構件正截面設計與復核
單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算,可以分為有兩類問題:一類是截面設計問題,另一是復核己知截面的承載力問題。一、截面設計
1、基本公式法己知:彎矩設計值M,混凝土強度等級,鋼筋級別,構件截面尺寸b、h
求:所需受拉鋼筋截面面積As
計算步驟如下:
1)確定截面有效高度h0:h0=h-as
式中h—梁的截面高度;
as—受拉鋼筋合力點到截面受拉邊緣的距離3.2單筋矩形截面受彎構件正截面設計與復核802)計算混凝土受壓區高度x,并判斷是否屬超筋梁
若x≤ξbh0,則不屬超筋梁。否則為超筋梁,應加大截面尺寸,或提高混凝土強度等級,或改用雙筋截面。3)計算鋼筋截面面積As,并判斷是否屬少筋梁,即
若As≥ρminbh,則不屬少筋梁。否則為少筋梁,應取As=ρminbh。
2)計算混凝土受壓區高度x,并判斷是否屬超筋梁814)選配鋼筋
計算出的As,在表格中絕大多數情況下不會敲好存在,因此我們選用的配筋面積一般在5%的范圍內進行上下浮動,即As(實際)=(1±5%)As5)驗算配筋率。2、基本表格法
己知:彎矩設計值M,混凝土強度等級,鋼筋級別,構件截面尺寸b、h
求:所需受拉鋼筋截面面積As
計算步驟如下:
(1)求:
4)選配鋼筋2、基本表格法計算步驟如下:82(2)根據查出或令系數(3)求As:
則
(4)選配鋼筋
計算出的As,在表格中絕大多數情況下不會恰好存在,因此我們選用的配筋面積一般在5%的范圍內進行上下浮動,即As(實際)=(1±5%)As(2)根據查出或令系數(3)求As:則(4)選配鋼筋835)驗算配筋率檢查截面實際配筋率是否低于最小配筋率,即ρ≥ρmin或As≥ρminbh,否則取ρ=ρmin,則
As=ρminbh。
二、截面復核已知截面尺寸b、h及As,混凝土和鋼筋等級,求Mu,1)驗算ρmin若配筋過少,應修改設計
2)確定x3)驗算ρmax4)計算Mu若得x得Mu超筋取
5)驗算配筋率檢查截面實際配筋率是否低于最小配筋率,即ρ≥ρ84工程實例3.1
某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁,跨中彎矩設計值M=80kN·m,梁的截面尺寸b×h=200×450mm,采用C25級混凝土,HRB400級鋼筋。試確定跨中截面縱向受力鋼筋的數量。
【解】查表得fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,fy=360N/mm2,α1=1.0,ξb=0.518
(1)確定截面有效高度h0
假設縱向受力鋼筋為單層,則h0=h-35=450-35=415mm
(2)計算x,并判斷是否為超筋梁=415-=91.0mm<=0.518×415=215.0mm
不屬超筋梁。
工程實例3.1=415-=91.0mm<=0.518×4185(3)計算As,并判斷是否為少筋梁,即
=1.0×11.9×200×91.0/360=601.6mm20.45ft/fy=0.45×1.27/360=0.16%<0.2%,取ρmin=0.2%
As,min=0.2%×200×450=180mm2<As=601.6mm2不屬少筋梁。(4)選配鋼筋選配4B14(As=615mm2)
【案例點評】本案例是根據已知標準荷載,通過計算,確定單筋矩形截面的配筋問題,對于這種類型的問題要注意進行判斷。(3)計算As,并判斷是否為少筋梁,即=1.0×11.986工程實例3.2
某教學樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁,安全等級為二級,截面尺寸b×h=250×550mm,承受恒載標準值10kN/m(不包括梁的自重),活荷載標準值12kN/m,計算跨度l0=6m,采用C20級混凝土,HRB335級鋼筋。試確定縱向受力鋼筋的數量。【解】查表得fc=9.6N/mm2,ft=1.10N/mm2,fy=300N/mm2,ξb=0.550,α1=1.0,結構重要性系數γ0=1.0,可變荷載組合值系數Ψc=0.7(1)計算彎矩設計值M
鋼筋混凝土重度為25kN/m3
,故作用在梁上的恒荷載標準值為:
gk=10+0.25×0.55×25=13.438kN/m
簡支梁在恒荷載標準值作用下的跨中彎矩為:
工程實例3.2
87建筑結構課件88【案例點評】本案例是通過計算單筋矩形截面的承載力確定截面的配筋問題,對這種類型的問題要注意計算跨中彎矩時不要忽略掉。
【案例點評】本案例是通過計算單筋矩形截面的承載力確定截面的配89
【案例點評】本案例是通過計算截面梁的承載力,復核單筋矩形截面是否安全問題,對這種類型的問題要注意題干中的M是用來最后比較的,不是用來計算的。【案例點評】本案例是通過計算截面梁的承載力,復核單筋903.2.3雙筋矩形截面和T型截面的受力概念一、采用雙筋截面的條件(1)彎矩很大,同時按單筋矩形截面計算所得的ξ又大于ξb
,而梁截面尺寸受到限制,混凝土強度等級又不能提高時;(2)在不同荷載組合情況下,梁截面承受異號彎矩。此外,配置受壓鋼筋可以提高截面的延性,因此在抗震結構中要求框架梁必須配置一定比例的受壓鋼筋。3.2.3雙筋矩形截面和T型截面的受力概念一、采用雙筋截面91
矩形截面受彎構件在破壞時,受拉區混凝土早已開裂,且抗拉強度低,對截面受彎承載力的貢獻小,受彎構件的承載力計算時,不考慮受拉混凝土的作用。
可將受拉區混凝土的一部分去掉,將受拉鋼筋集中布置在梁肋中,截面的承載力計算值與原有矩形截面完全相同,不僅可以節約混凝土,而且可減輕自重。
I形和箱形截面受彎構件可以看作T形截面受彎構件。
二、采用T型截面的條件矩形截面受彎構件在破壞時,受拉區混凝土早已開裂,且抗拉92
T形截面受彎構件廣泛應用于肋形樓蓋的主、次梁,預制槽形板,雙T屋面板中。I形截面受彎構件用于吊車梁、薄腹屋面梁中。箱形截面受彎構件則在橋梁中較為常見。離腹板越遠,受壓翼緣壓應力與腹板受壓區壓應力相比,將明顯減小,翼緣與腹板共同受壓的有效翼緣寬度是有限的。T形截面受彎構件廣泛應用于肋形樓蓋的主、次梁,預制93建筑結構課件94三、兩類T形截面的判別
第一類T形截面中和軸在翼緣內第二類T形截面中和軸在梁肋內三、兩類T形截面的判別第一類T形截面中和軸在翼緣內第二類95一、概述
鋼筋混凝土受彎構件除承受彎矩外,一般還同時承受剪力。在彎剪區,會沿著斜向裂縫發生斜截面破壞。
通常,板具有足夠的斜截面承載力,故受彎構件斜截面承載力主要是研究梁及厚板。斜截面破壞的形式有受剪和受彎破壞兩類。工程設計中,斜截面受剪承載力是通過計算由混凝土、箍筋和彎起鋼筋來承擔;斜截面受彎承載力則是通過構造措施來滿足的。梁具有一個合理的截面尺寸,并配置箍筋或配置彎起鋼筋。箍筋、彎起鋼筋統稱為腹筋。有箍筋、彎起鋼筋和縱向鋼筋的梁稱為有腹筋梁;無箍筋和彎起鋼筋但有縱向鋼筋的梁稱為無腹筋梁。
3.3受彎構件斜截面承載力計算一、概述
鋼筋混凝土受彎構件除承受彎矩外,一般還同時96二、受彎構件斜截面承載力試驗研究2.無腹筋梁斜截面破壞的主要形態
影響無腹筋梁斜截面受剪破壞形態的主要因素為:剪跨比a/h0(集中荷載)或跨高比l0/h0(均布荷載),主要破壞形態有斜拉、剪壓和斜壓三種。1、剪跨比λ
集中力到支座之間的距離a稱為剪跨,剪跨a與梁的有效高度h0的比值則稱為計算剪跨比λ
二、受彎構件斜截面承載力試驗研究2.無腹筋梁斜截面破壞的主97
無腹筋梁出現相互平行的腹剪斜裂縫,主壓應力超過混凝土的抗壓強度,沿斜向壓壞,破壞時斜裂縫多而密,稱為斜壓破壞。1)斜壓破壞
破壞取決于混凝土的抗壓強度,箍筋尚未達到屈服強度且破壞是突發性的,為脆性破壞。
剪跨比較小(λ<1)時。無腹筋梁出現相互平行的腹剪斜裂縫,主壓應力超過混凝土982)剪壓破壞剪跨比適中(1≤λ≤3)
斜裂縫出現后,隨荷載的逐漸增大,其中一條延伸較長、開展較寬的斜裂縫發展成臨界斜裂縫,向梁頂混凝土受壓區發展。
到達破壞荷載時,斜裂縫上端混凝土被壓碎,破壞時剪壓區的混凝土在壓應力、剪應力及荷載產生的豎向局部壓應力的共同作用下達到復合受力的極限強度,破壞取決于混凝土的剪壓復合強度,其承載能力高于斜拉破壞的情況。設計時應將構件控制為剪壓破壞類型。
2)剪壓破壞剪跨比適中(1≤λ≤3)斜裂縫出現后,993)斜拉破壞剪跨比較大(λ>3)時
斜裂縫一旦出現就很快向梁頂發展,形成臨界裂縫,將殘余混凝土截面斜向撕劈成兩半而破壞,同時沿縱筋產生劈裂裂縫。
斜拉破壞是由于受壓區混凝土截面面積急劇減小,梁的承載力相當低,取決于混凝土的抗拉強度,破壞荷載和斜裂縫出現時的開裂荷載差不多,無明顯征兆,具有很大脆性和危險性,設計時按構造要求設置腹筋可防止斜拉破壞。3)斜拉破壞剪跨比較大(λ>3)時斜裂縫一旦出現就100
不同剪跨比的無腹筋梁的破壞形態和承載能力雖有不同,但達到承載力時梁的撓度均不大,且破壞后荷載均急劇下降。
無腹筋梁的剪切破壞均為脆性破壞的性質,其中斜拉破壞更為明顯。
破壞時承載能力各不相同,斜壓破壞時抗剪能力最大,其次是剪壓,斜拉最小。不同剪跨比的無腹筋梁的破壞形態和承載能力雖有不同,1013.有腹筋梁斜截面破壞的主要形態有腹筋梁的破壞類型與無腹筋梁相類似,也有三種情況:剪壓破壞、斜壓破壞和斜拉破壞。試驗表明,其破壞的類型和承載能力是受眾多因素影響的,主要有:
按斜壓破壞(λ<1)、剪壓破壞(1<λ<3)和斜拉破壞(λ>3)的順序變化,其受剪承載力則逐漸減弱。當λ>3時,剪跨比的影響將不明顯。1)剪跨比(集中荷載)或高跨比(均布荷載)
3.有腹筋梁斜截面破壞的主要形態有腹筋梁的破壞類型與102
剪跨比一定時,梁的受剪承載力隨混凝土強度fcu的提高而增大,兩者基本為線性關系。2)混凝土強度
剪跨比λ<1時為斜壓破壞,取決于混凝土的抗壓強度;
剪跨比λ>3時為斜拉破壞,取決于混凝土的抗拉強度;
剪跨比1≤λ≤3時為剪壓破壞,受剪承載力與混凝土強度的壓剪復合受力強度有關。剪跨比一定時,梁的受剪承載力隨混凝土強度fcu的提103
由于縱筋的增加相應地加大了剪壓區混凝土的高度,間接地提高了梁的抗剪能力。
3)縱筋配筋率
縱筋的增加提高了銷栓作用,同時限制了斜裂縫的發展。影響程度和剪跨比有關,剪跨比λ較小時,縱筋影響明顯;剪跨比λ較大時,縱筋的影響程度減小。由于縱筋的增加相應地加大了剪壓區混凝土的高度,間接地1044)箍筋配箍率及箍筋強度
梁的斜截面受剪承載力隨配箍率與箍筋強度的乘積的增大而提高,兩者呈線性關系。
4)箍筋配箍率及箍筋強度梁的斜截面受剪承載力隨配1055)截面形式
T形、I形截面有受壓翼緣,增加了剪壓區的面積,對斜拉破壞和剪壓破壞的受剪承載力可提高(20%),但對斜壓破壞的受剪承載力并沒有提高。一般情況下,忽略翼緣的作用,只取腹板的寬度當作矩形截面梁計算構件的受剪承載力,其結果偏于安全。
斜裂縫的骨料咬合力和縱向鋼筋的銷栓作用對斜截面受剪承載力有一定的影響。6)影響斜截面受剪承載力的其他因素5)截面形式T形、I形截面有受壓翼緣,增加了剪壓區106
對T形梁,其翼緣大小對受剪承載力有影響。適當增加翼緣寬度,可提高受剪承載力25%,但翼緣過大,增大作用就趨于平緩。另外,梁寬增厚也可提高受剪承載力。加載方式(梁頂或中間加載)和受力類型(簡支梁或連續梁)對斜截面承載力也有一定的影響。截面尺寸對無腹筋梁的受剪承載力有較大的影響,尺寸大的構件,破壞時的平均剪應力比尺寸小的構件要低。對T形梁,其翼緣大小對受剪承載力有影響。適當1073.4受彎構件裂縫寬度與撓度的計算
裂縫按其形成的原因可分成兩大類:一類是由荷載引起的裂縫;另一類是由非荷載因素引起的裂縫,如材料收縮、溫度變化、地基不均勻沉降等原因引起的裂縫。荷載裂縫是由荷載產生的主拉應力超過混凝土的抗拉強度引起的,裂縫的控制主要通過計算來進行。非荷載裂縫主要從構造、施工、材料等方面采取措施來控制。
GB50010-2002《混凝土結構設計規范》規定,結構構件正截面的裂縫控制等級分為三級,等級的劃分應符合下列規定:3.4受彎構件裂縫寬度與撓度的計算裂縫按其108
三級:允許出現裂縫的構件,按荷載效應標準組合并考慮長期作用影響計算時,構件的最大裂縫寬度不應超過表1-6規定的最大裂縫寬度限值。即
一級:嚴格要求不出現裂縫的構件,按荷載效應標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土不應產生拉應力。
二級:一般要求不出現裂縫的構件,按荷載效應標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土拉應力不應大于混凝土軸心抗拉強度標準值;按荷載效應準永久組合計算時,構件受拉邊緣混凝土不宜產生拉應力。三級:允許出現裂縫的構件,按荷載效應標準組合并考慮1091.平面注寫方式
平面注寫方式是在梁的分層平面布置圖上,分別在不同編號的梁中各選一根梁,在其上注寫截面尺寸和配筋具體數值來表達梁平法施工圖平面注寫包括集中標注和原位標注兩部分內容。當在梁上集中標注和原位標注同時存在時,原位標注優先,施工時應按原位標注數值取用1.平面注寫方式平面注寫方式是在梁的分層平面布置圖上,分別110(1)集中標注
集中標注表達梁的通用數值,包括五項必注值及一項選注值1)梁編號2)梁截面尺寸b×h(寬×高)3)梁箍筋4)梁上部通長筋或架立筋;梁下部通長筋5)梁側面縱向構造鋼筋或受扭鋼筋6)梁頂面標高高差
(1)集中標注
集中標注表達梁的通用數值,包括五項必注值及一1111)梁編號梁類型代號序號:阿拉伯數字1,2,3,4……跨數:柱或墻為梁的支座,相鄰的兩個支座之間為一跨有無懸挑代號:一端懸挑注寫A兩端懸挑注寫B1)梁編號梁類型代號112梁類型匯總梁類型代號樓層框架梁KL屋面框架梁WKL框支梁KZL非框架梁L懸挑梁XL井字梁JZL梁類型匯總代號樓層框架梁KL屋面框架梁WKL框支梁KZL非框113序號阿拉伯數字1,2,3,4……例如:KL1,KL2,KL100層號-序號例如:
KL2-1表示第二層編號為1的框架梁
KL3,4-2表示第3層和第4層編號為2的框架梁
序號阿拉伯數字1,2,3,4……114梁平法編號梁類型代號序號跨數及是否帶有懸挑樓層框架梁KLXX(XX)、(XXA)或(XXB)屋面框架梁WKLXX(XX)、(XXA)或(XXB)框支梁KZLXX(XX)、(XXA)或(XXB)非框架梁LXX(XX)、(XXA)或(XXB)懸挑梁XLXX(XX)、(XXA)或(XXB)井字梁JZLXX(XX)、(XXA)或(XXB)梁平法編號代號序號跨數及是否帶有懸挑樓層框架梁KLXX(X1152)梁截面尺寸b×h(寬×高)
一般梁均采用矩形斷面,此部分寫出矩形截面的寬度b×矩形截面高度h2)梁截面尺寸b×h(寬×高)
一般梁均采用矩形斷1163)梁箍筋
級別:多為一級鋼
直徑:6,8,10,12…
加密區與非加密區間距
肢數
3)梁箍筋
級別:多為一級鋼
直徑:6,8,10,12…
加117①加密區和非加密區箍筋間距不一樣,用斜線“/”分開,“/”前為加密區間距,“/”后為非加密區間距加密區和非加密區箍筋間距一樣,不需要用斜線“/”分開①加密區和非加密區箍筋間距不一樣,用斜線“/”分開,“/118②加密區和非加密區箍筋肢數一樣,肢數注寫一次,寫在括號內;如果不一致分別注寫在括號內
②加密區和非加密區箍筋肢數一樣,肢數注寫一次,寫在括號內;119φ8@100/200(4)表示加密區為直徑8mm間距100mm的4肢箍筋,非加密區為直徑8mm間距200mm的4肢箍筋,箍筋為II級鋼。φ8@100/200(4)表示加密區為直徑8mm間距100120
φ8@100(4)/200(2)表示加密區為直徑8mm間距100mm的4肢箍筋,非加密區為直徑8mm間距200mm的2肢箍筋,箍筋為II級鋼。
φ8@100(4)/200(2)表示加密區為直徑121③非框架梁、懸挑梁、非抗震梁采用不同箍筋間距和肢數,用斜線“/”分開;先寫支座端部箍筋,后寫跨中鋼箍筋
12φ8@100/200(4)表示梁兩端加密區各有12根直徑8mm間距100mm的4肢箍筋;非加密區為直徑8mm間距200mm的4肢箍筋,非加密區箍筋根數根據間距和梁剩余部分長度計算。③非框架梁、懸挑梁、非抗震梁采用不同箍筋間距和肢數,用斜線1224)梁上部通長筋或架立筋通長筋指梁上部受力筋沿梁的長度方向不截斷;架立筋的作用是和箍筋綁扎在一起形成鋼筋骨架。4)梁上部通長筋或架立筋通長筋指梁上部受力筋沿梁的長度方向不123上部只有通長受力筋,沒有架立筋,直接寫通長筋筋的根數、級別和直徑既有通長筋又有架立筋,表達為通長筋+(架立筋)例:2B25+(2φ12)上、下均有通長鋼筋,表達為“上部通長筋;下部通長筋”上部只有通長受力筋,沒有架立筋,直接寫通長筋筋的根數、級別和124
5)梁側面縱向構造鋼筋或受扭鋼筋
側向構造鋼筋就是腰筋,當梁的有效高度大于450mm時設置,腰筋布置在梁的截面高度中間區域,兩邊對稱布置;受扭鋼筋包括縱筋和箍筋,受扭縱筋要求沿梁的截面均勻布置,因此當存在扭矩時梁的截面高度中間區域需要布置縱筋,布置抗扭縱筋以后就不再需要布置側向構造鋼筋。5)梁側面縱向構造鋼筋或受扭鋼筋側向構造鋼筋就是腰筋,當125①標注兩側全部構造縱筋(對稱布置),符號G②有抗扭鋼筋,標注全部側面縱筋(對稱布置),符號N,不再標注側向構造縱筋①標注兩側全部構造縱筋(對稱布置),符號G1266)梁頂面標高高差
此項為選注項,當梁頂與一般樓板結構高度齊平時不標注此項,梁頂高于一般樓面結構高度為正,梁頂低于一般樓面結構高度為負,梁頂與一般樓面結構高度的高差注寫在括號內例:第二層樓板結構標高3.270m,廁所位置梁頂實際標高3.220,此項標注為(-0.050)。6)梁頂面標高高差
此項為選注項,當梁頂與一般樓板結構高度齊127(2)原位標注
當在梁上集中標注的內容不適用于某跨或某懸挑部分時,將其不同數值原位標注在該跨或該懸挑部位稱為原位標注。一般需要原位標注的是1)梁尺寸2)梁箍筋3)梁支座上部縱筋4)梁下部縱筋5)梁側面構造鋼筋或抗扭鋼筋6)梁標高
7)附加箍筋或吊筋(2)原位標注
當在梁上集中標注的內容不適用于某跨或某懸挑部1281)梁尺寸1)梁尺寸1292)箍筋φ8@100(2)φ8@100(2)φ6@100(2)2)箍筋φ8@100(2)φ8@100(2)φ6@100(2130φ6@100/200(4)φ8@100/200(4)φ6@100(4)集中標注未注寫箍筋φ6@100/200(4)φ8@100/200(4)φ6@1131φ8@100/200(4)φ6@100/200(4)φ6@100/200(4)返回φ8@100/200(4)φ6@100/200(4)φ6@11323)梁支座上部縱筋①上部縱筋標注在梁上部相應位置(兩個支座、跨中),如果支座兩側梁上部鋼筋相同,可只在一側標注②當同排縱筋有兩種直徑時,用加號“+”將兩種直徑相連,注寫時將角部縱筋寫在前面。③當梁中間支座兩邊的上部縱筋不同時,須在支座兩邊分別標注3)梁支座上部縱筋1334)梁下部縱筋①注寫在梁下部跨中位置②當下部縱筋多于一排時,用斜線“/”將各排縱筋自上而下分開,當同排縱筋有兩種直徑時,用加號“+”將兩種直徑的縱筋相連,注寫時角筋寫在前面。③當梁下部縱筋不全部伸入支座時,將梁支座下部縱筋減少的數量寫在括號內。④當已按規定注寫了梁上部和下部均為通長的縱筋值時,則不需在梁下部重復做原位標注。
4)梁下部縱筋1347)附加箍筋或吊筋
附加箍筋和吊筋用在主次梁相交處,鋼筋畫在主梁上,一般直接畫在平面圖中的主梁上,用引線標注總配筋值。當多數附加箍筋或吊筋相同時,可在梁平法施工圖上統一注明,少數與統一注明值不同時,再原位引注7)附加箍筋或吊筋
附加箍筋和吊筋用在主次梁1352.截面注寫方式在梁分層繪制的平面圖上,對所有梁統一編號,在同一編號的梁中選取一根梁,在梁的支座和跨中畫上“單邊截面號”,然后在本圖上或者其他圖上畫出與“單邊截面號”對應的斷面圖,斷面圖表達梁的截面尺寸、上部鋼筋、下部鋼筋、側面構造筋或者受扭鋼筋等,斷面圖的畫法與前面講述的斷面詳圖法相同。工程中一般把截面注寫方式作為平面注寫方式的補充。2.截面注寫方式在梁分層繪制的平面圖上,對所有梁統一編號,在136
項目4受扭構件項目4137【知識目標】1.掌握受壓、受扭構件的主要構造要求2.熟悉大小偏心受壓構件3.掌握柱的平法標注【技能目標】通過本章學習,初步具備對建筑結構中常用受壓構件的簡單力學分析能力及識圖能力。【課時建議】10課時【知識目標】1384.1受壓構件土建結構中的受壓構件以承受豎向荷載為主,并同時承受風力或地震作用產生的剪力、彎矩。框架結構房屋的柱、單層廠房柱及屋架的受壓腹桿等均為受壓構件。鋼筋混凝土受壓構件按縱向壓力作用線是否作用于截面形心,分為軸心受壓構件和偏心受壓構件。4.1受壓構件1394.1.1概述1、材料砼:宜采用強度等級較高的,如C25、C30、C40等;鋼筋:不宜采用高強度的;原因:砼的強度等級對構件的承載力影響較大,而高強度鋼筋的強度卻得不到充分發揮;4.1.1概述1、材料140因此:為了充分利用砼的抗壓性能,減小受壓構件的截面尺寸,節約鋼筋。采用:砼的強度等級不低于C20,可采用C25、C30、C40等;受力鋼筋在RRB400級(三級)以下。因此:141二、截面形式和尺寸形狀:方形或矩形截面多用于鋼筋混凝土柱;圓形截面主要用于橋墩、樁和公共建筑中;單層工業廠房的預制柱可采用工字形截面;管柱、電桿、樁等為環形截面受壓構件。二、截面形式和尺寸142建筑結構課件143尺寸:根據內力大小、構件長短確定不宜小于:250×250mm,常取l0/b≤30(b為短邊);
l0/d≤25(d為直徑)。長度方向應沿彎矩方向布置。柱截面尺寸不宜太小,為什么?答案:1、如果柱子過于細長,2、其承載力將受穩定性控制,材料強度將得不到充分發揮。尺寸:根據內力大小、構件長短確定不宜小于:250×250mm144模數要求:為了施工方便——
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