《建筑结构与识图》钢筋混凝土受弯构件——梁和板1（讲义）- 湖南省建筑类 考点讲练测

编写说明：《建筑类考点讲练测》专辑，是依据湖南省职教高考建筑类专业综合知识考试基本要求及考试大纲编写，按照考试大纲的五门课程的40个章节内容和复习要求，精心编撰了62套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考真题、课堂练习、课堂小结以及课后测验九个环节。 本讲属于湖南省《建筑类考点讲练测》的第3套，包含讲义、课件和测验三个教学文件，且与之配套使用的还有湖南省《建筑类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 湖南省《建筑类考点讲练测》 【钢筋混凝土受弯构件——梁和板】1讲义 [考纲要求] 1.基础知识 熟悉受弯构件(矩形、T形)正截面承载力计算与构造。 2.应用技能 能进行钢筋混凝土简支梁(板)、悬臂梁(板)承载力计算，并依据计算结果绘制配筋图。 [思维导图] [知识梳理] 一、钢筋混凝土受弯构件的一般构造 （一）板 1.截面尺寸要求 (1)现浇板的厚度h取10mm为模数，最小厚度符合规范要求。 (2)板厚可按高跨比来估计：简支板的厚度h一般取，其中l为板的跨度。 (3)悬臂板根部厚度。 2.板配筋及构造要求 (1)受力钢筋：沿板的跨度方向在受拉区配置，作用是承受弯矩引起的拉力。 ①直径d：一般6～12mm。 ②间距s：当板厚h≤150mm时，70mm≤s≤200mm；当板厚h>150mm时，70mm≤s≤250mm，且不宜大于1.5h。 (2)分布钢筋：布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直，其作用是将板面上的荷载更均匀地传给受力钢筋，同时在施工中可固定受力钢筋的位置，且能抵抗温度应力和收缩应力。 ①直径d：不宜小于6mm。 ②间距s：s≤250mm；受集中荷载较大时，s≤200mm。 (3)上部贯通纵向钢筋和非贯通纵向钢筋。 (4)防裂构造钢筋和温度钢筋。 （二）梁 1.截面尺寸要求 (1)梁截面高度h按高跨比估算：简支梁的高度，其中l为板的跨度；悬臂梁的高度。 (2)宽度尺寸按高宽比h/b确定：对于矩形截面，h/b一般为2.0～3.5；对于T形截面，h/b一般为2.5～4.0。 2.梁配筋及构造要求 梁中的钢筋有纵向受力钢筋、箍筋、架立钢筋、梁侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋、吊筋等。 (1)纵向受力钢筋：布置在梁的受拉区，主要作用是承受由弯矩在梁内产生的拉力。 ①直径：10～32mm。 ②间距：梁的上部纵向钢筋的净距不小于30mm和1.5d，下部纵向钢筋的净距不小于25mm和d。 (2)箍筋：主要用于斜截面抗剪，固定纵向受力钢筋，与其他钢筋一起形成钢筋骨架。 ①直径：当梁高h≤800mm时，其直径不宜小于6mm；当梁高h>800mm时，其直径不宜小于8mm。 ②形式：开口式和封闭式。 ③肢数：单肢、双肢和四肢。当b≤150mm时，采用单肢；当150mm<b<350mm时，采用双肢；当b≥350mm时，采用四肢。 (3)架立钢筋：设置在梁的受压区外缘两侧，用来固定箍筋和形成钢筋骨架。 架立钢筋的直径与梁的跨度有关：当跨度小于4m时，不宜小于8mm；当跨度为4～6m时，不宜小于10mm；当跨度大于6m时，不宜小于12mm。 (4)梁侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋：当梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的两侧沿高度配置纵向构造钢筋。 ①间距：其间距不宜大于200mm。 ②纵向构造钢筋的作用：防止混凝土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部产生裂缝。 (5)吊筋：位于主次梁交界处的主梁上，承担次梁传来的集中荷载。 （三）混凝土保护层和截面的有效高度 1.混凝土保护层 为防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的黏结，梁、板的受力钢筋均应有足够的混凝土保护层。混凝土保护层的最小值应符合相关规范要求，同时不应小于受力钢筋的直径d。混凝土保护层应从最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外边缘算起。 2.截面的有效高度h。 定义：从受压区混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离称为截面有效高度。 截面的有效高度h。取值如下： (1)梁： ①一排钢筋时，h₀=h-40mm(箍筋直径Φ8、Φ10)；ho=h—35mm(箍筋直径φ6)。 ②二排钢筋时，h₀=h-65mm(箍筋直径Φ8、Φ10)；h₀=h—60mm(箍筋直径φ6)。 ③ho=h-20mm(混凝土强度等级为C25～C45)。 (2)板：ho=h-20mm。 注意：混凝土强度等级不高于C25时，h₀计算公式再减5mm。(其中“c”指保护层厚度，“d”指钢筋直径)。 （四）其他构造规定 1.基本锚固长度lab 2.钢筋的连接 钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。 (1)纵向受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度按下式计算(不小于300mm): ①非抗震设防： ②抗震设防： (2)纵向受压钢筋绑扎搭接的搭接长度不小于200mm，且不应小于0.7ll。 (3)规范规定以下情况不得采用绑扎搭接接头： ①轴心受拉和小偏心受拉杆件。 ②受拉钢筋直径大于28mm及受压钢筋直径大于32mm。 在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍筋。当钢筋受压时，箍筋间距不应大于最小搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm。当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于最小搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm。 二、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 （一）受弯构件正截面的破坏形式 梁受弯后其正截面的破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的配筋率有关。 配筋率的表达式为 式中As——纵向受拉钢筋的截面面积； Bh0——混凝土的有效面积。 根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种。 1.适筋梁 适筋梁是指含有正常配筋的梁。其破坏过程比较缓慢，破坏前有明显的预兆，为塑性破坏，且充分发挥了材料的强度，故实际工程中应把钢筋混凝土梁设计成适筋梁。 特点：受拉区混凝土先出现裂缝，然后受拉钢筋达到屈服强度，最后受压混凝土被压碎，构件即告破坏。 2.少筋梁 少筋梁是指受拉钢筋配得过少的梁。破坏前没有明显的预兆，为脆性破坏，工程中不允许采用。 特点：受拉区混凝土一旦开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件发生很宽的裂缝和很大的变形，甚至因钢筋被拉断而破坏。 3.超筋梁 超筋梁是指受拉钢筋配得过多的梁。破坏前没有明显的预兆，为脆性破坏，且不能充分发挥钢筋的强度，工程中不允许产生超筋梁。 特点：受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度较小，但受压混凝土先达到极限压应变而被压碎，使整个构件破坏。 （二）适筋梁工作的三个阶段 1.第I阶段(整体工作阶段) 在第Ia阶段受拉区混凝土出现塑性变形，中性轴略有上升，边缘混凝土拉应力达到抗拉极限强度，以Ia状态作为受弯构件抗裂度的计算依据。 2.第Ⅱ阶段(带裂缝工作阶段) 在第Ⅱ阶段受拉区出现第一条裂缝，在第Ⅱa阶段受压区混凝土出现塑性变形，受压区应力图形将呈曲线变化，钢筋应力达到屈服强度，以Ⅱa状态作为使用阶段变形和裂缝宽度的计算依据。 3.第Ⅲ阶段(破坏阶段) 在第Ⅲa阶段受压区混凝土达到极限压应变时，将出现水平裂缝而被压碎，设计时以Ⅲa状态的应力图形作为“极限状态”承载力计算的依据。 （三）正截面承载力计算的基本假定和等效矩形应力图形 1.基本假定 (1)梁弯曲变形后正截面应变仍保持平面。 (2)不考虑受拉区混凝土参加工作。 (3)采用理想化的混凝土σ-ε图形。 (4)纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度设计值。纵向受拉钢筋的极限拉应变取0.01。 2.等效矩形应力图的换算原则 (1)压应力合力大小相等。 (2)合力作用点位置不变。 （四）单筋矩形截面正截面承载力的计算1.基本公式及其适用条件 (1)单筋矩形截面正截面承载力计算的三个基本公式： ①。 ②。 ③。 (2)ξ、γs、αs三者之间的关系。 (3)由ξ、γs、αs，写出单筋矩形截面正截面承载力的推导公式： ①。 ②。 ③。 (4)适用条件： ①为防止超筋破坏 或或或。 ②为防止少筋破坏 或。 2.基本公式的应用 (1)单筋矩形截面正截面承载力计算(截面设计)的步骤 ①求。 ②由αs查出γs或ξ。 ③求 ④配筋。 ⑤验算最小配筋率 (2)单筋矩形截面正截面承载力计算(截面验算)的步骤 ①计算受压区高度x： ②求Mu： 当； 当。 ③判断是否安全：M≤Mu。(安全)；M>Mu(不安全)。 ④验算配筋率。 注意：不管是设计还是验算，均要考虑是否超筋和少筋。 （五）双筋矩形截面梁 1.定义 在受拉区和受压区同时设置受力钢筋的截面称为双筋截面。 2.适用双筋截面的条件 (1)当构件承受的荷载较大，但截面尺寸又受到限制，以致采用单筋截面不能保证适用条件而成为超筋梁时，需要采用双筋截面。 (2)当截面受到正负交替弯矩时，需在截面上下均配有受拉钢筋。 (3)当因构造需要，在截面的受压区通过受力钢筋时，也应按双筋截面计算。 3.构造要求 当梁中配有按计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋应做成封闭式，箍筋的间距不应大于15d，且不应大于400mm。 （六）T形截面梁 1.作用 节约材料，减轻自重。 2.组成 T形截面由翼缘和肋部组成。 3.分类 根据中性轴的位置不同，T形截面可分为两类： 第一类T形截面：中性轴在翼缘内，即 第二类T形截面：中性轴在梁肋内，即 4.判别T形截面的类型 (1)截面设计时 ①当时，为第一类T形截面。 ②当时，为第二类T形截面。 (2)截面验算时 ①当时，为第一类T形截面。 ②当时，为第二类T形截面。 [师生互动] 1.适筋梁。 【答案】适筋梁是指含有正常配筋的梁。其破坏过程比较缓慢，破坏前有明显的预兆，为塑性破坏，且充分发挥了材料的强度，故实际工程中应把钢筋混凝土梁设计成适筋梁。 2.简述少筋梁的特点。 【答案】受拉区混凝土一旦开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件发生很宽的裂缝和很大的变形，甚至因钢筋被拉断而破坏。 3.简述超筋梁的特点。 【答案】受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度较小，但受压混凝土先达到极限压应变而被压碎，使整个构件破坏。 4.纵向构造钢筋的作用是什么？ 【答案】纵向构造钢筋的作用：防止混凝土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部产生裂缝。 [概念强化] 1.弯起钢筋在受拉区的锚固长度为( ) A.10d B.20d C.15d D.30d 【答案】B 2.当梁高h≤800mm时，弯起钢筋的弯起角度采用( ) A.30° B.45° C.60° D.90° 【答案】B 3.下列破坏中，为塑性破坏的是( ) A.超筋破坏 B.少筋破坏 C.适筋破坏 D.斜压破坏 【答案】C 4.板中受力钢筋的最小间距为( ) A.100mm B.50mm C.70mm D.80mm 【答案】C 5.当( )时，中性轴在梁翼缘内，为第一类T形截面。 A.x=hf’ B.x≤hf’ C.x≥hf D.x＞hf 【答案】B 6.当梁的剪跨比较小时(λ<1)，会发生( ) A.适筋破坏 B.斜压破坏 C.斜拉破坏 D.剪压破坏 【答案】B [高考模拟] 一、选择题 1.(2020年真题)梁下部纵向钢筋的净距不小于( ) A.30mm和1.5d(d为纵向钢筋的最大直径) B.25mm和1.5d(d为纵向钢筋的最大直径) C.30mm和d(d为纵向钢筋的最大直径) D.25mm和d(d为纵向钢筋的最大直径) 【答案】D 2.(2019年真题)提高受弯构件正截面受弯承载力最有效的方法是( ) A.提高混凝土强度等级 B.增加保护层厚度 C.增加截面高度 D.增加截面宽度 【答案】C 3.(2017年真题)钢筋混凝土梁正截面承载力计算时，梁内纵向受拉钢筋的合力作用点到截面受拉混凝土边缘的垂直距离称为( ) A.c B.as C.as' D.h0 【答案】B 4.( )可通过限制截面最小尺寸来防止。 A.适筋破坏 B.斜压破坏 C.斜拉破坏 D.剪压破坏 【答案】B 5.当梁高h>800mm时，梁中箍筋直径不宜小于( ) A.6mm B.7mm C.8mm D.9mm 【答案】C 6.《混凝土结构设计规范》要求V≤0.25βcfcbh0的目的是( ) A.防止斜拉破坏 B.防止弯曲破坏 C.防止斜压破坏 C.防止斜压破坏 【答案】C 二、简答题 7.根据正截面承载力计算的基本假定，其应力换算原则是怎样规定的? 【答案】等效矩形应力图的折算原则：（1）压应力合力大小相等。（2）合力作用点位置不变。 8.为防止超筋破坏，应符合哪些条件? 【答案】为防止超筋破坏的条件： ξ≤或x≤h0或ρ≤=或M≤Mu，max=(1-0.5)。 9.若梁出现超筋，则可采取哪些措施? 【答案】加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，或改用双筋截面。 [课堂练习] 1.在梁的配筋不变的条件下，梁高h与梁宽b相比，对正截面受弯承载力Mu（ ） A.h影响大 B.b影响大 C.两者影响相同 D.不一定 【答案】A 2.在进行受弯构件截面设计时，若出现ξ>ξb的情况，则应（ ） A.加大截面尺寸 B.增加纵向受拉钢筋 C.提高混凝土强度等级 D.以上都可以 【答案】A 3.梁中箍筋的间距应满足（ ） A.不大于规定的最大间距 B.不小于规定的最小间距 C.满足计算要求即可 D.不大于规定的最大间距，同时不小于规定的最小间距 【答案】D 4.对于适筋梁，受拉钢筋刚屈服时，（ ） A.承载力达到极限 B.受压边缘混凝土达到极限压应变 C.受压边缘混凝土被压碎 D.受压边缘混凝土应变小于极限压应变 【答案】D 5.钢筋混凝土板中分布钢筋的主要作用不是（ ） A.承受弯矩 B.将板面荷载均匀地传给受力钢筋 C.形成钢筋网片固定受力钢筋 D.抵抗温度和收缩应力 【答案】A 6.筋矩形截面梁，b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，HRB400级钢筋，环境类别为一类，承受弯矩设计值M=150kN·m，纵向受拉钢筋的最小配筋面积为（ ）mm²。 A.200 B.300 C.452 D.942 【答案】C 7.双筋矩形截面梁，正截面承载力计算中，当x<2a's时，表明（ ） A.受压钢筋不屈服 B.受压钢筋屈服 C.受拉钢筋不屈服 D.受拉钢筋屈服 【答案】A 8.在钢筋混凝土受弯构件中，要求弯起钢筋弯起点离充分利用点之间的距离大于等于（ ） A.0.5h0 B.0.6h0 C.0.3h0 D.0.4h0 【答案】A [课堂小结] 一、钢筋混凝土受弯构件的一般构造 二、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 学科网（北京）股份有限公司 $$