梁、板是受彎構件的典型形式,主要承受彎矩和剪力。其截麵中和軸上麵受壓,下麵受拉,並組成截麵內力偶矩,以抵抗外力矩。受力鋼筋僅配置在受拉區時,稱為單筋截麵;當受拉區和受壓區均配有受力鋼筋時,稱為雙筋截麵。鋼筋混凝土梁板結構可分為現澆和預製兩類。現澆樓蓋中的單向板,是以梁為支座的連續板,而梁是以板為翼緣的T形截麵梁。
預製梁的截麵型式有矩形、預製板的截麵型式可有圓%形、槽形、T形等。
設計鋼混凝土受彎構件時,需進行正截麵(彎矩M的作用下)和斜截麵(彎矩M和剪力K共同作用下)的兩種強度計算。在進行正截麵的強度計算時,需確定構件截麵尺寸和截麵中的鋼筋布置。因此,需具備有關截麵構造要求的知識。
第一節受彎構件的構造
一、板的一般構造要求
1.板的厚度
從剛度要求出發,單跨簡支板最小厚度。
2.板的鋼筋布置
單向板通常布置兩種鋼筋
分布鋼筋。在受力鋼筋內側,互相垂直放置。丼作用是,把荷載傳遞到受力鋼筋上,施工時固定受力鋼筋的位置,承擔垂直於板跨方向因溫度變化及混凝土收縮產生的拉應力。分布鋼筋的直徑和間距,依受力鋼筋的直徑和間距而定。一般分布鋼筋截麵積不應少於受力鋼筋麵積的10%,且每米長度內不少於3根。
3.混凝土保護層
受力筋的外緣到混凝土外表麵的厚度c,稱為保護層。它用來防火、防鏽保護鋼筋,並加強鋼筋和混凝土的結合,且便於施工。其厚度一般為15mm。
二、梁的一般構造要求
1.截麵尺寸
梁的截麵高度A:從剛度要求出發,次梁最小高度A取4/20,連續次梁,連續主梁。梁截麵寬度與截麵高度的比值矩形截麵梁為1/2-1/2.5,T形截麵梁為1/2.5-1/3。
為便於施工,梁截麵尺寸應取統一規格:
梁寬6=120、150、180、200、220、250。250以上以50為模數。
梁高A=250、300、350、400…750、800。800以上以100為模數。
2.鋼筋的布置
梁中一般配置以下幾種鋼筋
(1)縱M受力鋼筋。用以承受由彎矩在受拉區產生的拉力。
(2)彎起鋼筋。將跨中縱向受力鋼筋彎起而成型。其彎起部分承受斜截麵剪力,端部水平段承受支座處負彎矩產生的拉力。常用直徑為12-28mm。
(3)腰筋。用以增強梁內鋼筋骨架的剛性,增強梁的抗扭能力,防止梁中部因混凝土收縮和溫度變化產生的側麵開裂。當梁高超過700mm時,沿兩側高度方向每隔300-400nun設置一根直徑不小於10imn的縱向鋼筋,並用S形的06或08的拉筋固定。
(4)架立鋼筋。設置在梁的受壓區,用以固定箍筋位置,形成鋼筋骨架,並能承受混凝土收縮和溫度變化所產生的內應力。鋼筋直徑:當梁跨小於4m時,不宜小於10m,跨度為4-6m時,不宜小於8mm;跨度大於6m時,不宜小於10mm。
(5)箍筋。垂直縱向鋼筋放置的鋼筋套子。其作用是:以承受梁的剪力;固定縱向受力鋼筋形成鋼筋骨架,便於澆灌混凝土;聯係受拉及受壓鋼筋共同工作。常用的箍筋直徑為04、06、08。箍筋形式有開口和閉口兩種,常用閉口形式。箍筋肢數有單肢、雙肢、四肢等,依梁寬及受力筋數量而定。
3.混凝土保護層
梁的受力鋼筋的保護層最小厚度:當室內正常環境時取25mm;露天或室內高濕度環境,當混凝土。
第二節單筋矩形截麵梁正截麵受彎承載力計算
一、鋼筋混凝土梁正截麵破壞形態
根據試驗研究,梁正截麵的破壞形式與配筋率,以及鋼筋和混凝土的強度等級有關。一般依P的大小可分為三種破壞形態。
1.適筋梁當梁的受力鋼筋配置適量,即時,其破壞過程可分三個工作階段。
第I階段,荷載較小,混凝土尚未開裂,整+截麵鋼筋和混凝土共同受力,承受抗裂彎矩,梁處於彈性工作階段。該階段作為抗裂度極限狀態計算的依據。
第Ⅱ階段,荷載增加,拉區混凝土開裂,拉力轉讓給鋼筋,梁處於帶裂縫工作階段。該階.段作為構件的變形及裂縫寬度極限狀態計算的依據。
第瓜階段,荷載繼續增大,鋼-筋達到屈服,截麵上形成一寬大的臨界裂縫,區混凝土由較大的塑性變形到壓酥,梁到達破壞時的極限彎矩。該階段稱為屈服階段,作為承載能力極限狀態計算的依據。
拉區混凝土開裂和鋼筋屈服是劃分三個受力階段的界限。
適筋梁的破壞特征是受拉鋼筋首先達到屈服,然後壓區混凝土壓酥,梁的裂縫和變形劇增,破壞有先兆,故稱為“塑性破壞”。鋼筋和混凝土兩種材料均得到充分利用,因而作為設計依據。
2.超筋梁
當梁的配筋量很大,其破壞特征是壓區混凝土首先被莊酥,而受拉鋼筋尚未達屈服,裂縫寬度和撓度均不明顯,因而呈脆性破壞,缺乏明顯的破壞先兆,材料利用亦不充分,設計時應限製采用。
3.少筋梁
當梁的配筋量很低,時,其破壞特征是一旦開裂受拉鋼筋即進人屈服甚至強化階段,裂縫和撓度極大,受壓區混凝土遠未壓壞,因此呈脆性破壞,無破壞先兆,不允許米用。
三、適用條件