第三章混凝土結構基本構件第1頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.1鋼筋混凝土受彎構件3.1概述受彎構件截面上同時作用有彎矩和剪力的構件

Ｍ

Ｖ破壞類型正截面破壞:由彎矩引起斜截面破壞:主要由剪力引起截面類型單筋截面僅在受拉區配置縱向受力鋼筋的截面雙筋截面同時在受壓區配置縱向受力鋼筋的截面設計內容構造措施構件各連接部位均應滿足正常使用極限狀態變形驗算：f

max

≤flim

裂縫寬度驗算：ｗmax

ωlim

承載能力極限狀態正截面受彎承載能力：計算縱筋斜截面受剪承載能力：計算箍筋第2頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.1受彎構件基本構造一、鋼筋混凝土梁矩形、T形、花籃形、十字形、倒T形（矩形、T形為主）梁的截面高度h剛度要求：根據高跨比h/l確定，見表3-3常用梁高：250、300…750、800、900、1000mm等矩形截面：h/b＝2.0～2.5寬度bT形截面：h/b＝2.5～4.0常用梁寬：180、200、250mm等截面尺寸截面形式：第3頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.2受彎構件基本構造要求一、鋼筋混凝土梁梁的配筋第4頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.2受彎構件基本構造要求⑴縱向受力鋼筋◆凈距：上部筋：≥30mm，且≥1.5d下部筋：≥25mm，且≥d垂直凈距（層距）：≥25mm且≥d◆作用：承受由M產生的拉（壓）應力◆布置：位于梁受拉（壓）區，數量計算定◆種類：HRB400級、HRB335級◆直徑：12～25mm，一般≯28mm第5頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.2受彎構件基本構造要求⑵架力鋼筋◆作用：①固定箍筋的正確位置，與梁底縱筋形成鋼筋骨架；

②承受混凝土收縮及溫度變化產生的拉力◆直徑：l0＜4m：≮8mm

l0＝4～6m：≮10mm≮2根l0＞6m：≮12mm◆設置：≮2根，位于梁的角部第6頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.2受彎構件基本構造要求◆作用：①承受由M和V引起的主拉應力；②固定縱筋位置形成骨架。◆形式：開口式、封閉式，單肢、雙肢、四肢（多用封閉雙肢箍）◆直徑：h＜800mm時≮6mm

h＞800mm時≮8mm◆數量：由計算確定◆間距：s≤smax，smax見表3-5⑶箍筋第7頁，課件共54頁，創作于2023年2月◆作用：跨中平直部分承受由M產生的拉應力，彎起段承受主拉應力，彎起段平直部分可承受壓力。◆數量位置：由計算確定◆彎起角度：h≤800mm時α＝45°

h＞800mm時α＝60°◆間距：第一排彎筋上彎點距支座邊緣≮50mm相鄰彎筋上彎點距離≤smax3.2受彎構件基本構造要求⑷彎起鋼筋第8頁，課件共54頁，創作于2023年2月◆作用：①承受混凝土收縮及溫度變化的拉力，②增強鋼筋骨架剛度。

◆設置：hw≥450mm時◆要求：間距≯200mm，每側面積≮0.1%bhw

◆拉筋：直徑同箍筋3.2受彎構件基本構造要求⑸梁側構造鋼筋（腰筋）腹板高度hw：矩形截面取有效高度h0T形和I形截面取梁高減去上、下翼緣后的腹板凈高。第9頁，課件共54頁，創作于2023年2月板的配筋位置：沿板跨度方向（數量按計算配置）直徑：6～12mm（現澆板≮8mm）間距：70mm～200mm

(當h＞150mm時：s≯250mm，且≯1.5h)作用：承受M產生的拉力種類：HRB400、HRB335或HPB235級⑴受力鋼筋3.1受彎構件基本構造設置二、鋼筋混凝土板第10頁，課件共54頁，創作于2023年2月板的配筋⑵分布鋼筋①均勻地傳力給受力鋼筋②固定受力鋼筋位置③抵抗混凝土收縮、溫度拉應力作用位置：與受力鋼筋垂直,縱筋內側（數量按構造配置）面積：≮15%As，且≮0.15%bh直徑：≮

6mm間距：≯250mm（有較大集中荷載時，≯200mm）配置3.1受彎構件基本構造綁扎板鋼筋第11頁，課件共54頁，創作于2023年2月3.2受彎構件基本構造要求板的配筋

下部網片筋第12頁，課件共54頁，創作于2023年2月受彎構件正截面破壞形態配筋率：反映鋼筋與混凝土配比的指標破壞特征：受壓區混凝土被壓碎破壞時，鋼筋尚未屈服。破壞性質：“脆性破壞”超筋梁：ρ＞ρmax適筋梁：ρmin≤ρ≤ρmax破壞特征：鋼筋先屈服，混凝土后壓碎破壞性質：“延性破壞”少筋梁：ρ＜ρmin破壞特征：開裂后鋼筋迅速屈服，混凝土受壓失效，一裂就壞破壞性質：“脆性破壞”

3.3受彎構件正截面承載力計算第13頁，課件共54頁，創作于2023年2月鋼筋混凝土構件中，某根鋼筋若要發揮其在某個截面的強度，則必須從該截面向前延伸一個長度，以借助該長度上鋼筋與混凝土的粘結力把鋼筋錨固在混凝土中，這一長度就是錨固長度。鋼筋的錨固長度取決于鋼筋強度及混凝土強度，并與鋼筋外形有關。《混凝土規范》以鋼筋應力達到屈服強度時，不發生粘結錨固破壞所需的最小埋入長度稱為錨固長度。

1.鋼筋的錨固二、鋼筋的錨固的與連接第14頁，課件共54頁，創作于2023年2月在施工中，常常會出現因鋼筋長度不夠而需要接長的情況。鋼筋的接頭形式有綁扎搭接接頭、焊接接頭和機械連接接頭。規范規定，軸心受拉及小偏心受拉構件的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接接頭；直徑大于28mm的受拉鋼筋及直徑大于32mm的受壓鋼筋不宜采用綁扎搭接接頭。2.鋼筋的接頭第15頁，課件共54頁，創作于2023年2月（1）綁扎搭接接頭

綁扎搭接接頭的工作原理，是通過鋼筋與混凝土之間的粘結強度來傳遞鋼筋的內力。因此，綁扎接頭必須保證足夠的搭接長度，而且光圓鋼筋的端部還需做彎鉤(圖3-5.2)。

第16頁，課件共54頁，創作于2023年2月圖3-5.2鋼筋的綁扎接頭(a)光面鋼筋；(b)變形鋼筋第17頁，課件共54頁，創作于2023年2月（2）焊接接頭縱向受力鋼筋的焊接接頭應相互錯開。鋼筋機械連接接頭連接區段的長度為35d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）且不小于500mm。位于同一連接區段內縱向受拉鋼筋的焊接接頭面積百分率不應大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制。第18頁，課件共54頁，創作于2023年2月（3）機械連接接頭

縱向受力鋼筋機械連接接頭宜相互錯開。鋼筋機械連接接頭連接區段的長度為35d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）。在受力較大處設置機械連接接頭時，位于同一連接區段內縱向受拉鋼筋機械連接接頭面積百分率不宜大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制；在直接承受動力荷載的結構構件中不應大于50%。第19頁，課件共54頁，創作于2023年2月◆錐螺紋鋼筋連接第20頁，課件共54頁，創作于2023年2月第21頁，課件共54頁，創作于2023年2月主要以承受軸向壓力為主,通常還有彎矩和剪力作用概述第三章第二節鋼筋混凝土受壓構件第22頁，課件共54頁，創作于2023年2月軸心受壓構件偏心受壓構件一、受壓構件的分類單向偏心受壓構件雙向偏心受壓構件受壓構件（柱）往往在結構中具有重要作用，一旦產生破壞，往往導致整個結構的損壞，甚至倒塌。第23頁，課件共54頁，創作于2023年2月第24頁，課件共54頁，創作于2023年2月二、受壓構件的構造要求

1.材料強度等級《混凝土規范》規定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2。混凝土：一般柱中采用C25及以上等級，對于高層建筑的底層柱可采用更高強度等級的混凝土，例如采用C40或以上；縱向鋼筋：一般采用HRB400（三級）和HRB335（二級）級熱軋鋼筋。2.截面型式及尺寸要求軸心受壓柱以方形為主，偏心受壓柱以矩形為主第25頁，課件共54頁，創作于2023年2月2.截面型式及尺寸要求方形與矩形截面的尺寸不宜小于250mm×250mm3.受壓構件的配筋：（1）縱向受力鋼筋（2）箍筋作用：一協助混凝土承受壓力，以減小構件尺寸；二承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力；三防止構件突然的脆性破壞。作用：保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。二、受壓構件的構造要求

第26頁，課件共54頁，創作于2023年2月4.縱筋直徑與根數：通常采用12～32mm，直徑宜粗不宜細，根數宜少不宜多，保證對稱配置。方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于４根，圓柱中不宜少于8根且不應少于6根。凈距≥50mm，中距≤300mm第27頁，課件共54頁，創作于2023年2月5.縱筋的配筋率：鋼筋混凝土結構構件中縱向受力鋼筋的最小配筋率（％）受力類型最小配筋百分率受壓構件全部縱向鋼筋0.6一側縱向鋼筋0.2受彎構件、偏心受拉、軸心受拉一側的受拉鋼筋，且不小于0.2受壓鋼筋的配筋率一般不超過3％，通常在0.6％～2％之間。第28頁，課件共54頁，創作于2023年2月6.箍筋的構造

受壓構件中的箍筋，應做成封閉式末端做成135°彎鉤，平直段長度≥10d受壓構件復合菱形箍筋第29頁，課件共54頁，創作于2023年2月偏壓柱h≥600mm時，應設置10～16mm的縱向構造鋼筋。搭接鋼筋受拉時，箍筋間距S不應大于5d，且不應大于100mm；搭接鋼筋受壓時，箍筋間距S不應大于10d，且不應大于200mm。受壓構件復合井字箍筋6.箍筋的構造

第30頁，課件共54頁，創作于2023年2月對于截面形狀復雜的構件，不可采用具有內折角的箍筋箍筋。其原因是，內折角處受拉箍筋的合力向外。

6.箍筋的構造

第31頁，課件共54頁，創作于2023年2月四、偏心受壓構件的受力特點偏心受壓構件的破壞特征與縱向力的偏心距e0、縱筋的數量等因素有關，一般分為：大偏心受壓和小偏心受壓兩類破壞形態。第32頁，課件共54頁，創作于2023年2月1.大偏心受壓破壞破壞特征：

加載后首先在受拉區出現橫向裂縫，裂縫不斷發展，裂縫處的拉力轉由鋼筋承擔，受拉鋼筋首先達到屈服，并形成一條明顯的主裂縫，主裂縫延伸，受壓區高度減小，最后受壓區出現縱向裂縫，混凝土被壓碎導致構件破壞。類似于：正截面破壞中的適筋梁屬于：延性破壞

第33頁，課件共54頁，創作于2023年2月2.小偏心受壓破壞破壞特征：加荷后全截面受壓或大部分受壓，離縱向力較近一側混凝土壓應力較高，離縱向力較遠一側壓應力較小甚至受拉。隨著荷載增加，近側混凝土出現縱向裂縫被壓碎，受壓鋼筋屈服，遠側鋼筋可能受壓，也可能受拉，但都未屈服。屬于：脆性破壞

類似于：正截面破壞中的超筋梁第34頁，課件共54頁，創作于2023年2月第三節鋼筋混凝土受扭構件凡是構件截面中有扭矩作用的，都稱為受扭構件。例如：鋼筋混凝土雨篷、平面曲梁或折梁、現澆框架邊梁、

吊車梁、螺旋樓梯等。第35頁，課件共54頁，創作于2023年2月一、受力特點abdc在扭矩作用下，當扭矩增加時，構件首先在某一長邊中點最薄弱處產生一條傾角約為45°的空間斜裂縫ab，之后斜裂縫向兩相鄰面按45°螺旋方向分別延伸至c和d，同時又陸續出現更多條大體連續的螺旋裂縫。直到其中一條裂縫所穿越的鋼筋先達到屈服強度，這條主裂縫急速擴展，最后另一個長邊的混凝土壓碎，構件破壞。從受力合理的觀點考慮，最有效的配筋方式為45°螺旋形配筋，但不便于施工。在實際工程中，采用構件表面設置的橫向箍筋和構件周邊均勻對稱設置縱向鋼筋，共同形成抗扭鋼筋骨架。第36頁，課件共54頁，創作于2023年2月二、構造要求1.縱筋構造要求按構件受扭承載力得出縱向鋼筋應沿構件截面周邊均勻對稱布置，其間距不應大于200mm和梁截面寬，且截面四角必須有縱向受扭鋼筋。2.箍筋構造要求箍筋必須做成封閉式，沿截面周邊布置，且末端應有135度的彎鉤，彎鉤末端直線不小于10d，或按受拉搭接方式配置。第37頁，課件共54頁，創作于2023年2月第四節預應力混凝土構件基本知識第38頁，課件共54頁，創作于2023年2月一、預應力混凝土的基本概念1、為什么要使用預應力混凝土結構

對于普通鋼筋混凝土構件，由于混凝土的抗拉強度很低，所以抗裂性能很差。其抗拉強度只有抗壓強度的1/10～1/18，每米只能拉0.1~0.15mm，超過后就會出現裂縫。一般情況下，當鋼筋應力超過20~30N/mm2時，混凝土就會開裂。在正常使用情況下，一般都處于帶裂縫工作狀態。對于允許開裂的構件，裂縫寬度一般限制在0.2~0.3mm以內，而此時，受拉鋼筋應力最高只達到150~250N/mm2。對使用上不允許開裂的構件，普通鋼筋混凝土就無法滿足要求。為避免普通鋼筋混凝土構件的裂縫過早出現，保證構建具有足夠的抗裂性能和剛度，可在構件承受使用荷載以前，通過張拉鋼筋，利用鋼筋的回彈，預先對受拉區的混凝土施加壓力，以此產生的預壓應力用來減少或抵消由荷載所引起的拉應力。這種在構件受荷載之前，預先對構件的混凝土受拉區施加預壓應力的結構，稱為“預應力混凝土結構”第39頁，課件共54頁，創作于2023年2月一、預應力混凝土的基本概念2、預應力混凝土結構的優點能夠充分利用高強鋼材、混凝土，減少鋼筋用量；構件截面小，減輕結構自重。預應力能使構件受拉區推遲或避免開裂，提高構件的抗裂性能。由于預應力混凝土構件在使用階段不帶裂隙工作或裂隙很小，所以構件的截面剛度較大。由于預應力提高了構件的抗裂性能和剛度，減少了構件的截面尺寸和自重，使之適用于較大荷載和較大跨度。一、預應力混凝土的基本概念第40頁，課件共54頁，創作于2023年2月設計計算復雜；工藝復雜；質量要求高,造價高。一、預應力混凝土的基本概念3、預應力混凝土結構的缺點第41頁，課件共54頁，創作于2023年2月一、預應力混凝土的基本概念4、混凝土預應力的添加第42頁，課件共54頁，創作于2023年2月一、預應力混凝土的基本概念5、預應力混凝土不能提高承載力注意：預應力混凝土不能提高構件的承載能力。也就是說，當截面和材料相同時，預應力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構件的承載能力相同，與受拉區鋼筋是否施加預應力無關。第43頁，課件共54頁，創作于2023年2月二、預應力施工方法——先張法１、概念定義：先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混凝土的施工方法，稱為先張法。首先,在臺座或鋼模上張拉鋼筋至設計規定的拉力,用夾具臨時固定鋼筋,然后澆灌混凝土,當混凝土達到設計強度的75%及以上時放松鋼筋。先張法預應力的傳遞是依據鋼筋與混凝土間的粘結力完成的。第44頁，課件共54頁，創作于2023年2月二、預應力施工方法——先張法２、施工工藝過程主要工藝過程是：穿鋼筋→張拉鋼筋→澆筑混凝土并進行養護→放松鋼筋。第45頁，課件共54頁，創作于2023年2月3、優、缺點主要優點：生產工藝簡單，工序少，效率高，質量易于保證，同時由于省去了錨具和減少了預埋件，構件成本較低。適用范圍：主要用于工廠化大量生產，尤其適宜用于長線法生產中、小型構件。二、預應力施工方法——先張法第46頁，課件共54頁，創作于2023年2月１、概念定義：先澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度的75%以上后，在構件上直接張拉預應力鋼筋，這種施工方法稱為后張法。后張法的預應力傳遞依靠構件兩端的工作錨具完成.二、預應力施工方法——后張法第47頁，課件共54頁，創作于2023年2月２、施工工藝過程二、預應力施工方法——后張法第48頁，課件共54頁，創作于2023年2月3、優、缺點優點：預應力鋼筋直接在構件上張拉，不需要張拉臺座，所以后張法構件既可以在預制廠生產，也可在施工現場生產。大型構件在現場生產可以避免長途搬運，故我國大型預應力混凝土構件主要采用后張法。缺點：生產周期較長；需要利用工作錨錨固鋼筋，鋼材消耗較多，成本較高；工序多，操作較復雜，造價一般高于先張法。二、預應力施工方法——后張法第49頁，課件共54頁，創作于2023年2月三、材料的選用1、混凝土要求采用高強混凝土；可以施加較大的預壓應力，提高預應力效率；有利于減小構件截面尺寸，以適用大跨度的要求；具有較高的彈性模量，有利于提高截面抗彎剛度，減少預壓時的彈性回縮；徐變較小，有利于減少徐變引起的預應力損失；與鋼筋有較大粘結強度，減少先張法預應力筋的應力傳遞長度；有利于提高局部承壓能力，便于后張錨具的布置和減小錨具墊板的尺寸；強度早期發展較快，可較早施加預應力，加快施工速度，提高臺