3.1 構(gòu)造要求 |
教學(xué)要求
1.理解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋的種類、作用及配筋構(gòu)造要求；
2.理解鋼筋彎鉤的作用、形式及設(shè)置彎鉤的條件；
3.理解鋼筋的連接形式及接頭構(gòu)造要求；
4.掌握鋼筋錨固長(zhǎng)度的確定方法。
截面上有彎矩和剪力共同作用，而軸力可以忽略不計(jì)的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件。梁和板是建筑工程中典型的受彎構(gòu)件，也是應(yīng)用最廣泛的構(gòu)件。二者的區(qū)別僅在于，梁的截面高度一般大于截面寬度，而板的截面高度則遠(yuǎn)小于截面寬度。
表3.1.1 梁、板截面高跨比h/l0參考值 | |||||
構(gòu)件種類 | h/l0 | ||||
梁 | 整體肋 | 主梁 | 簡(jiǎn)支梁 | 1/12 | |
連續(xù)梁 | 1/15 | ||||
懸臂梁 | 1/6 | ||||
次梁 | 簡(jiǎn)支梁 | 1/20 | |||
連續(xù)梁 | 1/25 | ||||
懸臂梁 | 1/8 | ||||
矩形截面獨(dú)立梁 | 簡(jiǎn)支梁 | 1/12 | |||
連續(xù)梁 | 1/15 | ||||
懸臂梁 | 1/6 | ||||
板 | 單向板 | 1/35~1/40 | |||
雙向板 | 1/40~1/50 | ||||
懸臂板 | 1/10~1/12 | ||||
無梁樓板 | 有柱帽 | 1/32~1/40 | |||
無柱帽 | 1/30~1/35 | ||||
注：表中l0為梁的計(jì)算跨度。當(dāng)l0≥9m時(shí) ，表中數(shù)值宜乘以1.2。 | |||||
梁、板的截面尺寸必須滿足承載力、剛度和裂縫控制要
求 ，同時(shí)還應(yīng)滿足模數(shù)，以利模板定型化。
按剛度要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，梁、板的截面高度不宜小于表3.1.1所列數(shù)值。
按模數(shù)要求，梁的截面高度h一般可取250、300…800、900、1000㎜等，h≤800mm時(shí)以50mm為模數(shù)，h＞800mm時(shí)以100mm為模數(shù)；矩形梁的截面寬度和T形截面的肋寬b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm，大于250mm時(shí)以50mm為模數(shù)。梁適宜的截面高寬比h/b，矩形截面為2～3.5，T形截面為2.5～4。
按構(gòu)造要求，現(xiàn)澆板的厚度不應(yīng)小于表3.1.2的數(shù)值。
現(xiàn) 澆板的厚度一般取為10mm的倍數(shù)，工程中現(xiàn)澆板的常用
厚度為60、70、80、100、120mm。
| 單向板 | 雙向板 | 密肋板 | 懸臂板 | 無梁樓板 | ||||
屋面板 | 民用建 | 車道下 | 肋間距≤700㎜ | 肋間距＞700㎜ | 懸臂長(zhǎng)度≤500㎜ | 懸臂長(zhǎng)度＞500㎜ | ||
60 | 60 | 80 | 80 | 40 | 50 | 60 | 80 | 150 |
?、诩芰摻?br> 架立鋼筋設(shè)置在受壓區(qū)外緣兩側(cè)，并平行于縱向受力鋼筋。其作用，一是固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架；二是承受因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止發(fā)生裂縫。受壓區(qū)配置的縱向受壓鋼筋可兼作架立鋼筋。
架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關(guān)，其最小直徑不宜小于表3.1.3所列數(shù)值。
表3.1.3 架立鋼筋的最小直徑（mm）
梁跨（m） | ＜4 | 4~6 | ＞6 |
架立鋼筋最小直徑（mm） | 8 | 10 | 12 |
圖3.1.3 梁的配筋圖 圖3.1.4 受力鋼筋的排列
③彎起鋼筋
彎起鋼筋在跨中是縱向受力鋼筋的一部分，在靠近支座的彎起段彎矩較小處則用來承受彎矩和剪力共同產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，即作為受剪鋼筋的一部分。 鋼筋的彎起角度一般為45°，梁高h＞800mm時(shí)可采用60°。當(dāng)按計(jì)算需設(shè)彎起鋼筋時(shí)，前一排（對(duì)支座而言）彎起鋼筋的彎起點(diǎn)至后一排的彎終點(diǎn)的距離不應(yīng)大于表3.1.4中V＞0.7ft bh0欄的規(guī)定。實(shí)際工程中第一排彎起鋼筋的彎終點(diǎn)距支座邊緣的距離通常取為50mm（圖3.1.5）。
?、芄拷?br> 箍筋主要用來承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)引起的主拉應(yīng)力，并通過綁扎或焊接把其他鋼筋聯(lián)系在一起，形成空間骨架。
表3.1.4 梁中箍筋和彎起鋼筋的最大間距Smax（mm）
梁高h（mm） | V＞0.7ftbh0 | V≤0.7ftbh0 |
150＜h≤300 | 150 | 200 |
300＜h≤500 | 200 | 300 |
500＜h≤800 | 250 | 350 |
h＞800 | 300 | 400 |
箍筋應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。按計(jì)算不需要箍筋的梁，當(dāng)梁的截面高度h＞300mm，應(yīng)沿梁全長(zhǎng)按構(gòu)造配置箍筋；當(dāng)h=150～300mm時(shí)，可僅在梁的端部各1/4跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當(dāng)梁的中部1/2跨度范圍內(nèi)有集中荷載作用時(shí)，仍應(yīng)沿梁的全長(zhǎng)設(shè)置箍筋；若h＜150mm，可不設(shè)箍筋。
梁內(nèi)箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400級(jí)鋼筋。箍筋直徑，當(dāng)梁截面高度h≤800mm時(shí)，不宜小于6mm；當(dāng)h＞800mm時(shí)，不宜小于8mm。當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋直徑還不應(yīng)小于縱向受壓鋼筋最大直徑的1/4。為了便于加工，箍筋直徑一般不宜大于12mm。箍筋的常用直徑為6、8、10mm。
箍筋的最大間距應(yīng)符合表3.1.4的規(guī)定。當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋的間距不應(yīng)大于15d（d為縱向受壓鋼筋的最小直徑），同時(shí)不應(yīng)大于400mm；當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于5根且直徑大于18mm時(shí)，箍筋間距不應(yīng)大于10d。
箍筋的形式可分為開口式和封閉式兩種（圖3.1.6）。除無振動(dòng)荷載且計(jì)算不需要配置縱向受壓鋼筋的現(xiàn)澆Ｔ形梁的跨中部分可用開口箍筋外，均應(yīng)采用封閉式箍筋。箍筋的肢數(shù)，當(dāng)梁的寬度b≤150mm時(shí)，可采用單肢；當(dāng)b≤400mm，且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋不多于4根時(shí)，可采用雙肢箍筋；當(dāng)b＞400mm，且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于3根，或當(dāng)梁的寬度不大于400mm但一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。梁中一層內(nèi)的縱向受拉鋼筋多于5根時(shí)，宜采用復(fù)合箍筋。
梁支座處的箍筋一般從梁邊（或墻邊）50mm處開始設(shè)置。支承在砌體結(jié)構(gòu)上的獨(dú)立梁，在縱向受力鋼筋的錨固長(zhǎng)度las范圍內(nèi)應(yīng)配置兩道箍筋，其直徑不宜小于縱向受力鋼筋最大直徑的0.25倍，間距不宜大于縱向受力鋼筋最小直徑的10倍。當(dāng)梁與鋼筋混凝土梁或柱整體連接時(shí)，支座內(nèi)可不設(shè)置箍筋（圖3.1.7）?！ ?yīng)當(dāng)注意，箍筋是受拉鋼筋，必須有良好的錨固。其端部應(yīng)采用135°彎鉤，彎鉤端頭直段長(zhǎng)度不小于50mm，且不小于5d。
?、菘v向構(gòu)造鋼筋及拉筋
當(dāng)梁的截面高度較大時(shí)，為了防止在梁的側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫，同時(shí)也為了增強(qiáng)鋼筋骨架的剛度，增強(qiáng)梁的抗扭作用，當(dāng)梁的腹板高度hw≥450mm時(shí)，應(yīng)在梁的兩個(gè)側(cè)面沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋（亦稱腰筋），并用拉筋固定（圖3.1.8）。每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（不包括梁的受力鋼筋和架立鋼筋）的截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積bhw的0.1%，且其間距不宜大于200mm。此處hw的取值為：矩形截面取截面有效高度，T形截面取有效高度減去翼緣高度，I形截面取腹板凈高（圖3.1.9）。縱向構(gòu)造鋼筋一般不必做彎鉤。拉筋直徑一般與箍筋相同，間距常取為箍筋間距的兩倍。
環(huán)境類別 | 板、墻、殼 | 梁 | 柱 | |||||||
≤C20 | C25~C45 | ≥C50 | ≤C20 | C25~C45 | ≥C50 | ≤C20 | C25~C45 | ≥C50 | ||
一 | 20 | 15 | 15 | 30 | 25 | 25 | 30 | 30 | 30 | |
二 | a | — | 20 | 20 | — | 30 | 30 | — | 30 | 30 |
b | — | 25 | 20 | — | 35 | 30 | — | 35 | 30 | |
三 | — | 30 | 25 | — | 40 | 35 | — | 40 | 35 | |
注：①基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm。
?、谔幱谝活惌h(huán)境中且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20時(shí)，其保護(hù)層厚度可按表中 規(guī)定減少5mm，但預(yù)制構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)層不應(yīng)小于15mm；處于二類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制 構(gòu)件，當(dāng)表面采取有效保護(hù)措施時(shí)，保護(hù)層厚度可按表中一類環(huán)境數(shù)值采用。
?、垲A(yù)制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋端頭的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于10mm；預(yù)制肋形板主肋鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng) 按梁的數(shù)值取用。
?、馨?、墻、殼中分布鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于表中相應(yīng)數(shù)值減10mm，且不小于10mm。梁、柱箍筋和構(gòu) 造鋼筋的保護(hù)層不應(yīng)小于15mm。
緒論中已講到，鋼筋和混凝土之所以能共同工作，最主要的原因是二者間存在粘結(jié)力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常要在材料選用和構(gòu)造方面采取一些措施，以使鋼筋和混凝土之間具有足夠的粘結(jié)力，確保鋼筋與混凝土能共同工作。材料措施包括選擇適當(dāng)?shù)幕炷翉?qiáng)度等級(jí)，采用粘結(jié)強(qiáng)度較高的變形鋼筋等。構(gòu)造措施包括保證足夠的混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋間距，保證受力鋼筋有足夠的錨固長(zhǎng)度，光面鋼筋端部設(shè)置彎鉤，綁扎鋼筋的接頭保證足夠的搭接長(zhǎng)度并且在搭接范圍內(nèi)加密箍筋等。
當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)縱向受拉鋼筋末端采用機(jī)械錨固措施（圖3.1.13）時(shí)，包括附加錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度可取為按式（3.1.1）計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的0.7倍。
表3.1.6 錨固鋼筋的外形系數(shù)α
鋼筋類型 | 光面鋼筋 | 帶肋鋼筋 | 刻痕鋼絲 | 螺旋肋鋼絲 | 三股鋼絞線 | 七股鋼絞線 |
α | 0.16 | 0.14 | 0.19 | 0.13 | 0.16 | 0.17 |
3.1.13 鋼筋機(jī)械錨固的形式及構(gòu)造要求
(a)末端帶135o彎鉤；(b)末端與鋼板穿孔塞焊；(c)末端與短鋼筋雙面貼焊
?。?）當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，其錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于式（3.1.1）計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的0.7倍。
按上述規(guī)定計(jì)算的縱向受拉、受壓鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度見表3.1.7。
表3.1.3 鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度（mm）
序號(hào) | 混 凝 土 | C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | ≥C40 | |||||||
鋼筋直徑d(mm) | ≤25 | ＞25 | ≤25 | ＞25 | ≤25 | ＞25 | ≤25 | ＞25 | ≤25 | ＞25 | ≤25 | ＞25 | ||
1 | 鋼筋 | HPB235 | | | | | | | ||||||
2 | HRB335 | — | | | | | | | | | | | ||
3 | HRB400 RRB400 | — | | | | | | | | | | | ||
注：①表中橫線以下的數(shù)值為當(dāng)計(jì)算中充分鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，受壓鋼筋的錨固長(zhǎng)度；
?、诳v向受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度在任何情況下不應(yīng)小于250mm。
同一連接區(qū)段搭接鋼筋面積百分率（%） | ≤25 | 50 | 100 |
搭接長(zhǎng)度修正系數(shù)ζ | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
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