第五章钢筋混凝土结构课件（课件）《建筑力学与结构》（中国劳动保障出版社）

第五章 钢筋混凝土结构 第一节 材料的力学性能 一、钢筋 1．钢筋的种类 建筑用钢筋和钢丝可统称为钢筋。 钢筋按外形分为 光圆钢筋 变形钢筋 螺纹钢筋 人字纹钢筋 月牙纹钢筋 一、钢筋 1．钢筋的种类 建筑用钢筋和钢丝可统称为钢筋。 钢丝 《混规》规定： 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300和HRB335、HRBF335、RRB400钢筋。 预应力钢筋混凝土结构中的钢筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 单根钢丝 钢绞线或钢丝束 一、钢筋 2．钢筋的力学性质 钢筋根据其强度和塑性特征可分为: （1）.有屈服点钢筋 代表：如热轧钢筋和冷拉钢筋 破坏阶段为： O～A 完全弹性变形 B～C 塑性变形 应力几乎不变 C～D 应力略有提高， 应变急剧增加，最后破坏； 一、钢筋 2．钢筋的力学性质 钢筋根据其强度和塑性特征可分为: （2）.无屈服点钢筋 代表：如热处理钢筋和钢丝 钢筋极限强度很高 应变不是很大 二、混凝土 1．混凝土的强度 （1）立方体抗压强度 《混规》规定，混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150 mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度。 标准立方体混凝土强度试验 a）标准立方体试块 b）试压时承压面有摩擦力 c）破坏后的情形 二、混凝土 1．混凝土的强度 （1）立方体抗压强度 混凝土的强度等级划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80，其中C代表混凝土，数字代表混凝土的抗压强度，单位为N/mm2。 素混凝土结构,混凝土强度等级不应低于C15: 钢筋混凝土结构,混凝土强度等级不应低于C20: 预应力混凝土结构,混凝土强度等级不宜低于C40且不应低于C30。 二、混凝土 1．混凝土的强度 （2）轴心抗压强度 标准试件尺寸：150 mm×150 mm×300 mm 试件制作：其制作要求与立方体试件相同 试验表明：棱柱体试件的抗压强度比立方体试件的抗压强度低，试件的高度与截面边长之比（在一定范围内）越大，则强度越低。一般认为试件的高宽比为2～4时比较符合实际情况。 二、混凝土 1．混凝土的强度 （3）轴心抗拉强度 劈裂试验 试验表明：混凝土抗拉强度比抗压强度低很多，大约只有抗压强度的1/18～1/8。 混凝土轴心抗压、抗拉强度设计值见下表 二、混凝土 2．混凝土的收缩 收缩——混凝土在硬化、水分蒸发的过程中体积有一定的减小的现象。 危害：产生早期裂缝、导致预应力损失等。 减少收缩的方法：采用低强度混凝土 减少水泥用量 降低水灰比 选用高弹性模量骨料 养护时保持湿度 施工时振捣密实 合理留置伸缩缝和配置构造筋 二、混凝土 3．混凝土的徐变 混凝土在长时间应力作用下（维持荷载），应变随时间增加而增加的现象称为徐变。 危害：加大混凝土结构的变形 增加预应力混凝土构件的预应力损失等 减少徐变的方法：在水灰比不变的情况下减少水泥用量； 在水泥用量不变的情况下降低水灰比； 改善养护条件； 延迟混凝土受荷龄期； 提高混凝土骨料质量与级配。 三、钢筋和混凝土共同工作 1．共同工作的原因 其一：钢筋表面与混凝土之间存在黏结力； 其二：钢筋与混凝土的温度线膨胀系数非常接近（钢筋为1.2×10－5，混凝土为1.0×10－5～1.5×10－5）。 其中黏结力起主要作用。 2．黏结力 黏结力由以下三部分组成： （1）化学作用而产生的黏结力。 （2）摩擦力。 （3）机械咬合力。机械咬合力是黏结力的主要组成部分。 三、钢筋和混凝土共同工作 2．黏结力 保证有效黏结，常采取的措施有： （1）规定钢筋伸入支座的最小锚固长度； （2）保证钢筋间的最小搭接长度； （3）优先使用小直径的钢筋； （4）光圆钢筋端部要求设计弯钩等。 第二节 受弯构件 受弯构件是指以弯曲变形为主的构件。 代表：梁、板。 在弯矩的作用下，引起与构件纵轴垂直的截面破坏，习惯上称为正截面破坏。 在弯矩和剪力的共同作用下，引起构件的斜截面破坏。 一、梁的构造要求 1．截面形状 主要有矩形、T形、倒T形、L形、工字形、十字形等。 a）矩形截面 b）T形截面 c）工字形截面 d）L形截面 e）十字形截面 一、梁的构造要求 2．梁的截面尺寸 矩形截面梁：h/b=2.0～3.5； T形截面梁：h/b=2.5～4.0（此处b为梁肋宽）。 宽度b：一般取150 、200 、240 、250 、300 等。 高度h：一般取250 、300 、350 … 750 、800 、900 等。 3．配筋 （1）纵向受力筋 布置：纵向受力筋的主要作用是用来承受弯矩在梁内产生的拉力，数量由计算确定。一般放在梁的受拉区（即防止正截面破坏），必要时也可在受压区配置，与混凝土共同承担压力。 一、梁的构造要求 一、梁的构造要求 3．配筋 （1）纵向受力筋 直径：d=12～25 同一根梁中纵向受力筋的直径不宜超过三种，直径 差别≥2 、≤6 。 数量：≥2 排列：钢筋净距和中心距 一、梁的构造要求 3．配筋 （2）弯起钢筋 作用： a.在跨中部分同纵向受力筋一起承受弯矩所产生的拉力; b.靠近支座的弯起段用来承受由弯矩和剪力共同作用而产生的主拉应力（即防止斜截面破坏）; c.弯起后的水平段可承受支座处的负弯矩。 弯起角度：当梁高小于800 mm 时，弯起角度为45°； 当梁高超过800 mm 时，弯起角度为60°。 一、梁的构造要求 3．配筋 （2）弯起钢筋 要求：有多排弯起钢筋时，控制两弯起钢筋的最大间距。 梁中箍筋和弯起钢筋的最大间距 一、梁的构造要求 3．配筋 （3）箍筋 作用：承担斜截面的拉应力，同时用它固定其他钢筋，形成一个空间骨架。 箍筋数量应由计算确定。当计算确定不需设置箍筋时，则应按构造配置箍筋。 布置：梁高h>300 ，应按构造沿梁全长设置箍筋； 梁高h＝150～300 ，可仅在梁端部各1/4跨度范围内设置箍筋，但在构件中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时也应全梁设置箍筋； 梁高h<150 ，可不设置箍筋。 一、梁的构造要求 3．配筋 （3）箍筋 形式：开口式和封闭式两种。 肢数：单肢、双肢、四肢及四肢以上等。 a）单肢箍 b）双肢箍 c）四肢箍 d）封闭式 e）开口式 一、梁的构造要求 3．配筋 （4）架立筋 作用：架立筋沿梁上部设置，主要与箍筋一起形成钢筋骨架，并承担混凝土收缩和温度变化而产生的应力，防止裂缝的产生。 除上述钢筋外，还有用于增强钢筋骨架刚度、提高抗扭性能、防止产生温度应力和收缩应力的腰筋、拉筋。 二、板的构造要求 1．截面形式 截面形式：矩形、槽形、多孔形和其他形式等. a）矩形板 b）槽形板 c）空心板 二、板的构造要求 2．厚度 现浇钢筋混凝土板的最小厚度 二、板的构造要求 3．配筋 （1）受力筋 作用：承受板中弯矩引起的拉力。 直径：6～12 间距：h≤150 ，间距=70～200 ； h>150 ，间距≤1.5h，且≤ 250 。 二、板的构造要求 3．配筋 （2）分布筋 作用： a.固定受力筋的位置； b.将荷载均匀地传给受力筋; c.同时可以抵抗混凝土收缩、温度变化等引起的沿跨度方向的裂缝。 布置：分布筋应位于受力筋的内侧。 直径：≥6 间距：≤250 。 三、混凝土保护层及截面有效高度 1．混凝土保护层 混凝土保护层的作用： 可以防止钢筋氧化引起的锈蚀； 保证钢筋与混凝土之间的粘结力； 保护钢筋不受火灾的威胁。 保护层厚度是指从最外层钢筋（包括箍筋、分布筋等）外边缘到混凝土构件表面的距离。 三、混凝土保护层及截面有效高度 1．混凝土保护层 最小保护层厚度 三、混凝土保护层及截面有效高度 2．截面有效高度 截面的有效高度h0 ：受拉钢筋的合力作用点到混凝土受压区边缘的距离。 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （1）适筋破坏 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （1）适筋破坏 1）第一阶段（又称开裂前阶段）。 a）第一阶段 b）第一阶段末 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （1）适筋破坏 2）第二阶段（又称带裂缝工作阶段）。 a）第二阶段 b）第二阶段末 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （1）适筋破坏 3）第三阶段（又称破坏阶段） 。 a）第三阶段 b）第三阶段末 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （1）适筋破坏 适筋破坏在钢筋屈服后，混凝土被压碎，构件最终破坏。 破坏发生前有明显的征兆（裂缝和挠度），为塑性破坏。 （2）超筋破坏 超筋破坏是指梁内受拉区钢筋配置过多，在受拉钢筋屈服之前，受压区混凝土就已经被压碎。 这种破坏是一种脆性破坏，在工程中是严禁使用的。 四、受弯构件正截面承载力 1．受弯构件的正截面破坏形态 （3）少筋破坏 由于配筋过少，受拉区一旦出现裂缝，混凝土退出工作后，钢筋很快达到屈服强度，构件出现宽度很大的裂缝，甚至拉断钢筋。 是一种脆性破坏，工程中也不允许使用少筋梁。 四、受弯构件正截面承载力 2．单筋矩形截面受弯构件正截面承载力确定要点 （1）基本公式 四、受弯构件正截面承载力 四、受弯构件正截面承载力 2．单筋矩形截面受弯构件正截面承载力确定要点 （2）适用条件 1）为了避免出现超筋 ζ≤ζb 式中 ζ——受压区高度与截面有效高度之比，称为相对受压区高度； ζb——界限受压区高度与截面有效高度之比，称为相对界限受压区高。 四、受弯构件正截面承载力 2．单筋矩形截面受弯构件正截面承载力确定要点 （2）适用条件 2）为了避免出现少筋 受弯构件的受拉钢筋最小配筋率取0.2%和 的较大值。 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （1）截面设计问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （1）截面设计问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （1）截面设计问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （2）截面校核问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （2）截面校核问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （2）截面校核问题 四、受弯构件正截面承载力 3．计算实例 （2）截面校核问题 设计不满足要求。 四、受弯构件正截面承载力 4．双筋矩形截面受弯构件 在矩形截面受弯构件的受拉区和受压区同时配置纵向受力筋的截面称为双筋截面。 四、受弯构件正截面承载力 4．双筋矩形截面受弯构件 工程中双筋截面的使用主要有以下几种情况： （1）当构件承受的荷载较大，截面尺寸、材料强度受各种条件的制约不能增大，采用单筋截面设计不能保证适用条件而成为超筋梁时。 （2）可变荷载使截面受到正负交替的弯矩影响，导致受压区和受拉区互相调换。 （3）当因构造需要，必须在受压区通过受力筋时。 双筋截面采用受压钢筋协助受压不太经济，一般不宜采用。 五、受弯构件斜截面承载力 1．受弯构件的斜截面破坏形态 斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏 五、受弯构件斜截面承载力 1．受弯构件的斜截面破坏形态 （1）斜压破坏 发生条件：梁的箍筋配置过多或剪跨比较小（λ＜1）破坏：随着荷载的增加，在剪弯区出现一些斜裂缝，梁的腹部被分割成若干斜向的受压棱柱体，随后因混凝土棱柱体被压碎而导致梁的破坏。 箍筋应力并未达到屈服强度，这种破坏与正截面的超筋破坏相似，部分箍筋未能充分发挥作用，属于脆性破坏。 五、受弯构件斜截面承载力 1．受弯构件的斜截面破坏形态 （2）剪压破坏 发生条件：梁内配置的箍筋适当且剪跨比适中（1＜λ ≤3） 破坏：随着荷载的增加，首先会在剪弯段的下部出现垂直裂缝，接着再沿此垂直裂缝产生斜裂缝。当荷载不断增加时，与其中一条主要斜裂缝（即临界斜裂缝）相交的箍筋逐渐达到屈服强度。同时，剪压区混凝土在剪应力及压应力的共同作用下达到极限状态而被破坏。 这种破坏，属于脆性破坏。 五、受弯构件斜截面承载力 1．受弯构件的斜截面破坏形态 （3）斜拉破坏 发生条件：箍筋配置较少且剪跨比过大（ λ＞3） 破坏：随着荷载的增加，梁的下边缘出现垂直的弯曲裂缝。裂缝一旦出现，箍筋应力很快达到屈服强度，其中的主裂缝迅速伸展到梁的受压边缘，构件很快被拉为两段而遭破坏。 这种破坏，类似正截面的少筋破坏，属于脆性破坏。 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （1）基本公式 式中 ——构件斜截面上的最大剪力设计值； ——构件受剪承载力。 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （1）基本公式 1）斜截面位置仅配有箍筋时的承载力 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （1）基本公式 1）斜截面位置仅配有箍筋时的承载力 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （1）基本公式 2）斜截面同时配有箍筋和弯起钢筋的承载力 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （2）适用条件 1）尺寸限制 为了防止发生斜压破坏，要求： 当 当 当 按线性内插法确定。 式中 ——混凝土影响系数，当混凝土强度等级不超过C50时， 取1.0。 ——截面腹板刚度，对矩形截面，取有效高度。 五、受弯构件斜截面承载力 2．斜截面受剪承载力的确定 （2）适用条件 2）最小配箍率限制 为了防止发生斜拉破坏，要求： （3）是否按构造配箍筋 若满足 ，仅需要按照构造要求进行配置箍筋。 五、受弯构件斜截面承载力 五、受弯构件斜截面承载力 五、受弯构件斜截面承载力 五、受弯构件斜截面承载力 第三节 受压构件 一、受压构件的分类 1.轴心受压构件: 纵向力作用线与构件截面形心轴线重合。 2.偏心受压构件: 纵向力作用线与构件截面形心轴线偏离。 包括单向偏心受压和双向偏心受压。 一、受压构件的分类 工程中有些轴心受压构件可能会受到水平力的影响或弯矩的作用而形成压弯构件。压弯构件的形成可以看做是具有偏心距的偏心压力的作用。 二、受压构件的构造 2. 截面形式及尺寸 （1）截面形式 轴心受压构件：正方形截面、矩形截面 圆形截面、其他异形截面 偏心受压构件：矩形截面 二、受压构件的构造 1. 截面形式及尺寸 （2）截面尺寸 矩形柱： b × h≥ 250 ×250 b ≥300（抗震） h/b≤3 （抗震） l 0/b≤30 圆形柱： d ≥350（抗震） l0/h≤25 二、受压构件的构造 2．材料的强度要求 混凝土： 普遍采用C25以上强度等级的混凝土 承载力要求高的混凝土柱，必要时可选用高强度（C60以上）等级的混凝土。 钢筋： 纵向受力筋：HRB400、HRB500级钢筋 箍筋：HPB300、HRB335、HRB400级钢筋 二、受压构件的构造 3．纵向钢筋 （1）布置 轴心受压构件的纵向钢筋宜沿截面四周均匀布置； 偏心压构件的纵向钢筋宜沿弯矩作用平面的两端布置。 （2）作用 a.与混凝土共同承受轴向压力，提高柱的承载力，使混凝土柱的截面尺寸减小； b.防止因偶然偏心而产生的破坏，改善破坏时构件的延性； c.减小混凝土的徐变。 二、受压构件的构造 3．纵向钢筋 （3）直径和数量 直径：6～32 ，且≥12 数量：矩形截面≥4 圆形截面≥6 （4）纵向构造钢筋 h ≥600，则侧面设置直径为10～16 的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋和拉筋。 二、受压构件的构造 3．纵向钢筋 （5）最小配筋率 最小配筋率： 最大配筋率：全部纵向钢筋的配筋率≤5%。 二、受压构件的构造 3．纵向钢筋 （6） 柱中纵向受力筋的净间距≥50 纵向受压钢筋的最大中心距≤300 4．箍筋 形式：封闭式箍筋 间距：≤400 及构件截面的短边尺寸 且不应超过15d 焊接固定时不超过20d（d为纵筋的最小直径）。 直径：≥6 ，且应≥ d/4（d为纵筋的最大值）。 复合箍筋：当柱短边尺寸>400且各边纵筋>3根，或柱短边尺寸≤400且各边纵筋>4根，应设置复合箍筋。 三、轴心受压构件正截面承载力 钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分为两种： 普通箍筋柱——配有纵向钢筋和普通箍筋的柱 螺旋箍筋柱——配有纵向钢筋和螺旋箍筋（或焊接环式箍筋）的柱 三、轴心受压构件正截面承载力 1．普通箍筋柱 （1）破坏特征 短柱：混凝土压碎，钢筋屈服 三、轴心受压构件正截面承载力 1．普通箍筋柱 （1）破坏特征 长柱：凸面横向裂缝，混凝土拉裂； 凹面纵向裂缝，混凝土压碎。 三、轴心受压构件正截面承载力 1．普通箍筋柱 （2）基本公式 式中 ——轴向压力设计值； ——钢筋混凝土受压构件的稳定系数； ——混凝土抗压强度设计值； ——钢筋抗压强度设计值； ——构件截面面积； ——纵筋截面面积。 上述公式中，当纵筋配筋率大于3%时，构件截面面积 应改为 。 三、轴心受压构件正截面承载力 1．普通箍筋柱 （2）基本公式 式中 ——钢筋混凝土受压构件的稳定系数，见下表； 三、轴心受压构件正截面承载力 1．普通箍筋柱 （2）基本公式 构件计算长度l0 在框架结构中按下表选用。 三、轴心受压构件正截面承载力 三、轴心受压构件正截面承载力 三、轴心受压构件正截面承载力 三、轴心受压构件正截面承载力 2．螺旋式箍筋柱 螺旋式箍筋柱的配筋率明显提高，对纵筋的固定和内部混凝土的约束更加强劲，有效提高了混凝土的抗压强度和变形能力。 四、偏心受压构件的类型与判别 试验研究表明： 钢筋混凝土偏心受压构件正截面的受力特点和破坏特征与轴向力的偏心距、配筋数量、钢筋和混凝土的强度有关； 其破坏形态可分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。 四、偏心受压构件的类型与判别 1.大偏心受压破坏 （1）形成条件 N偏心较大，且受拉侧纵筋数量配置较少。 （2）破坏特征 受拉区钢筋先屈服，受压区混凝土被压碎； 这种破坏有明显的征兆，属于延性破坏； 四、偏心受压构件的类型与判别 2.小偏心受压破坏 （1）形成条件 当轴向力N偏心较小，或偏心距虽大，但受拉钢筋配置过多。 （2）破坏特征 混凝土受压区被压碎，近纵向力一侧的钢筋也受压屈服，远侧的钢筋无论受压或受拉都未达到屈服强度。 破坏无明显的征兆，属于脆性破坏。 四、偏心受压构件的类型与判别 3.大、小偏心的界限 界限破坏：当受拉区混凝土开裂，受拉区钢筋达到屈 服强度时，受压区混凝土也达到极限压应 变而被压碎，同时受压钢筋也达到屈服度 判别方式：用相对界限受压区高度ζb来判别两种不 同的破坏形态，即： 当ζ≤ζb时，截面为大偏心受压破坏； 当ζ＞ζb时，截面为小偏心受压破坏。 第四节 受拉构件和受扭构件 一、受拉构件 纵向承受拉力作用的构件称为受拉构件。 轴心受拉构件——拉力作用点与构件的重心重合 偏心受拉构件——拉力作用点与构件的重心偏离 或同时承受轴向拉力和弯矩作用 90 一、受拉构件 1．轴心受拉构件 破坏特征：受拉裂缝出现前由混凝土和钢筋共同承受拉力，裂缝出现后混凝土退出工作，由钢筋承担拉力直至钢筋受拉屈服达到破坏。 承载力计算表达式为： 式中： ——轴心拉力设计值； ——纵向受拉钢筋的抗拉强度设计值； ——纵向受拉钢筋截面面积。 91 一、受拉构件 2．偏心受拉构件 （1）大偏心受拉 条件：拉力作用在As和 之外 近N的一侧承受拉力作用，远N的一侧承受压力作用 混凝土受拉达到极限受拉承载力,截面开裂 受拉钢筋受力屈服，混凝土受压破坏，同时受压钢筋屈服。 92 一、受拉构件 2．偏心受拉构件 （2）小偏心受拉 条件：拉力作用在As和 之间 全截面受拉 近N的一侧承受拉力大，远N的一侧承受压力小 近N侧混凝土先开裂，裂缝贯通整个截面，混凝土退出工作。 拉力由钢筋承担，钢筋屈服，构件破坏。 93 二、受扭构件 受扭是结构构件的一种基本受力形式 94 二、受扭构件 1．破坏形式 素混凝土受扭构件： 破坏特征——形成三面开裂、一面受压的空间扭曲破坏面。 95 二、受扭构件 2．配筋方式 受扭纵筋 沿构件截面周边均匀对称设置 受扭钢筋 受扭箍筋 封闭式箍筋 96 第五节 裂缝和变形 一、裂缝 1．裂缝的种类 导致混凝土构件产生裂缝的原因很多，可以概括为两类: 结构裂缝 荷载直接作用 非结构裂缝 温度变化 混凝土收缩 地基不均匀沉降等 98 一、裂缝 2．裂缝控制的目的 （1）使用功能要求 对于不容许出现渗漏的压力管道，裂缝将影响其正常使用。 （2）建筑外观要求 裂缝的出现将影响建筑物的美观，过大的裂缝还会引起使用者心理的不安与恐慌。 （3）耐久性要求 混凝土构件中的钢筋依靠混凝土的保护与外界空气隔离防止生锈。若构件裂缝过大，混凝土失去保护作用，钢筋产生锈蚀，影响构件的使用寿命。 99 一、裂缝 3．裂缝的控制 裂缝的控制根据具体情况区别对待。 《混规》中将结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级，具体如下： 一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。 二级——一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。 三级——允许出现裂缝的构件，对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过规定的最大裂缝宽度限值。以钢筋混凝土梁为例，一般要求其最大裂缝宽度不超过0.3mm。 100 二、变形 1．变形控制的目的 （1）保证结构构件的功能要求 结构构件若发生过大变形将影响其功能要求。例如：吊车梁变形过大会影响吊车的正常行驶。 （2）避免非结构构件破坏 结构构件的过大变形将影响与之联系的非结构构件。例如，门窗过梁若变形过大会影响门窗的正常开关，甚至破坏门窗。 101 二、变形 1．变形控制的目的 （3）满足外观和使用者心理要求 受弯构件变形过大除影响建筑外观外，同时也令建筑内的使用者内心不适、不安。 （4）避免对其他结构构件的不利影响 结构构件的过大变形将使得计算理论与实际情况不符，并影响与之相联系的构件产生过大变形。 102 二、变形 2．变形控制的要求 钢筋混凝土受弯构件的挠度按力学理论计算，不应超过《混规》规定的挠度限值。 受弯构件的挠度限值 注：表中l0为构件的计算跨度。 103 第六节 现浇楼梯 一、现浇楼梯的类型 1．板式楼梯 楼梯的梯段就是一块斜放的梯段板(有时也可能是斜板加上水平板的折板),板的两端分别支撑在平台梁上（最下端支撑在地垄墙或基础梁上）。 105 一、现浇楼梯的类型 1．板式楼梯 特点：楼梯的下表面平整，施工支模方便，造型轻巧。 板式楼梯用于较小跨度（3m以内）时，经济性较好，否则板厚较大。 106 一、现浇楼梯的类型 2．梁式楼梯 楼梯的梯段由梯段板和斜梁构成，平台与板式楼梯相似。 107 一、现浇楼梯的类型 2．梁式楼梯 楼梯的梯段板可以是整体的，也可以是分离的；梯段板直接支撑在斜梁上，斜梁再支撑在楼梯平台梁上。 108 一、现浇楼梯的类型 特点：梯段较长时采用梁式楼梯比较经济，但其施工较复杂，外观也较为笨重。 109 二、现浇楼梯的构造 1．现浇板式楼梯的构造 （1）梯段板 a.梯段板的厚度:梯段板斜向高度。 厚度不小于板跨的1/30～1/25，一般为100～120 mm。 b.梯段板的配筋： 1）底部纵向受力筋 2）分布筋 3）负筋 二、现浇楼梯的构造 b.梯段板的配筋： 1）底部的纵向受力筋 工程中的现浇楼梯梯段板的受力钢筋由计算确定，跨中最大弯矩取值为： 并应同时满足板的配筋的构造要求。 2）分布筋 位于受力筋内侧且与之垂直布置的是分布筋，分布筋直径一般为8，间距应同时满足小于250 且每踏步下至少设一根的要求。 二、现浇楼梯的构造 3）负筋 斜板两端与平台梁连接部分应设置负筋，负筋直径不小于8 ，间距不大于200 ，伸入板内长度不宜小于跨度的1/4。 梯段板配筋示意图 二、现浇楼梯的构造 （2）平台板与平台梁 平台板一般是单向板，当两端都支撑在梁上时，考虑到梁对板的约束，板的跨中同样也按 计算。 平台梁同时承受平台板和梯段板传来的均布荷载，其计算和构造与普通受弯构件相同。 平台板的两种支撑方式 二、现浇楼梯的构造 2．现浇梁式楼梯的构造 （1）踏步板 梁式楼梯的踏步板为两端支撑在斜梁上的单向板。踏步板的配筋按计算确定，且每踏步的受力筋不小于2A8，沿梯段宽度应布置间距不大于250 的A 6分布筋。踏步板还应配置负筋，负筋伸入板中长度不小于跨度的1/4。 踏步板配筋示意图 二、现浇楼梯的构造 （2）斜梁 梁式楼梯的斜梁类似于板式楼梯的梯段板，简支在两端的平台梁上，其配筋如图所示。 （3）平台板和平台梁 梁式楼梯平台板与 板式楼梯平台板的 构造基本相同。 斜梁配筋示意图 第七节 预应力构件 一、预应力混凝土的基本原理 普通混凝土的缺陷：抗拉性能差 导致： 1.受拉部位混凝土很容易产生开裂 2.造成构件刚度降低及耐久性不足 限制了钢筋混凝土的使用范围 一、预应力混凝土的基本原理 解决方式： 在构件承受荷载以前，预先对受拉区混凝土施加压力，使其产生预压应力。在实际工作状态下（开始施加一定荷载时），受拉区先要抵消掉预先施加的预压应力，然后随着荷载的不断增加，受拉区混凝土才开始受拉而出现裂缝。 在受荷载以前预先对受拉区混凝土施加预压应力的构件，称为预应力混凝土构件。 a）预压应力作用下 b）荷载作用下 c）预压应力和荷载共同作用下 二、预应力混凝土的特点 优点： 1．提高了构件的抗裂性能。 2．提高了构件刚度。由于裂缝的延迟出现和展开，极大地减小了受弯构件（如梁、板等）的变形和挠度。 3．能充分利用高强度钢筋和高强度混凝土，减少钢筋和混凝土用量，构件截面减小，结构自重减轻。 4．提高了构件的耐久性。由于裂缝延缓或减小，钢筋受到较大保护，从而延长了构件的使用寿命。 三、施加预应力的方法 1．先张法 先张法是指先在台座或钢模内张拉钢筋，然后浇筑混凝土的一种施工方法。 主要施工工艺过程是：在台座上穿钢筋→张拉钢筋→浇筑混凝土构件并养护→截断钢筋。 特点：先张法工艺简单、工序少、效率高、质量易于保证，同时由于省去了锚具和减少了预埋件，故构件成本较低。 先张法适用于工厂化的大量生产，尤其适宜长线法生产中小型构件。 三、施加预应力的方法 2．后张法 后张法是指先浇筑混凝土构件，然后直接在构件上张拉钢筋的一种施工方法。 主要施工工艺过程是：浇筑混凝土构件并养护（预留孔道）→穿入钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→对孔道内压力灌浆。 由于后张法直接在构件上预应力钢筋，不需要张拉台座，因此该工艺既可用于预制厂生产，又可在施工现场操作。其主要缺点是生产周期较长，需要利用锚具等工具，钢材消耗较多，成本较高。 四、预应力混凝土的材料 1．混凝土 预应力混凝土结构中所用混凝土材料应具有强度和早期强度高、硬化速度快、收缩徐变小等性能。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。 2．预应力钢筋 　 要求： （1）高强度 （2）具有一定的塑性 （3）具有足够的黏结强度。 　　预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 *五、预应力损失 预应力构件中的预应力钢筋从制作到使用的整个过程中，在施工因素、材料性能和环境条件等影响下使得预应力值下降，这种现象称为预应力损失。 预应力损失不可忽略，通常需考虑以下六个方面的损失： 1．锚固损失 2．摩擦损失 3．混凝土的收缩和徐变引起的损失 4．松弛损失 5．温差损失 6．采用螺旋式配筋的环形构件由于混凝土的局部挤压引起预应力损失 Thank you $$