鋼筋混凝土簡支樑設計---基本構造要求

鋼筋混凝土簡支樑設計---基本構造要求

樑是最常見的受彎構件，受彎構件的破壞主要是在純彎矩M作用下的正截面破壞和彎矩M、剪力Q共同作用下的斜截面破壞。如圖3-1所示。

故需進行正截面承載能力計算和斜截面承載能力計算

一、受彎構件的截面形式及尺寸

①截面形式

樑最常用的截面形式有矩形和T形。根據需要還可做成花籃形、十字形、I形、倒T形和倒L形等，如圖3-2。現澆整體式結構，為便於施工，常採用矩形或T形截面；在預製裝配式樓蓋中，為擱置預製板可採用矩形、花籃形、十字形截面；薄腹樑則可採用I形截面。

②截面尺寸

◆樑的截面高度與跨度及荷載大小有關。從剛度要求出發，根據設計經驗，對一般荷載作用下的樑可參照表3-1初定樑高。

◆樑截面寬度b與截面高度的比值b/H，對於矩形截面為1/2~1/2.5,對於T形截面為1/2.5~1/3.

◆為了統一模板尺寸和便於施工，樑截面尺寸應按以下要求取值：

樑高為200、250、300、350……750、800mm，大於800 mm時，以100 mm為模數增加。

樑寬為120、150、180、200、220、250，大於250 mm時，以50 mm為模數增加。

③支承長度

當樑的支座為磚牆(柱)時，樑伸入磚牆(柱)的支承長度，當樑高≤500 mm時，≥180 mm；>500mm時，≥240 mm。

當樑支承在鋼筋混凝土樑(柱)上時，其支承長度≥180 mm。

二、 鋼筋佈置

樑中的鋼筋有縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立筋

①縱向受力鋼筋

用以承受彎矩在樑內產生的拉力，設置在樑的受拉一側。當彎矩較大時，可在樑的受壓區也佈置受力鋼筋，協助混凝土承擔壓力（即雙筋截面樑），縱向受力鋼筋的數量通過計算確定。

a.直徑：常用直徑d=10~25mm。當樑高≥300mm時，d≥10mm；樑高<300mm時，d≥8 mm。

直徑的選擇應當適中，直徑太粗則不易加工，並且與混凝土的粘結力亦差；直徑太細則根數增加，在截面內不好佈置，甚至降低受彎承載力。同一構件中當配置兩種不同直徑的鋼筋時，其直徑相差不宜小於2mm，以免施工混淆。

b.間距：為便於澆築混凝土，保證其有良好的密實性，樑上部縱向受力鋼筋的淨距不應小於30mm和1.5d(d為縱向鋼筋的最大直徑)。樑下部縱向鋼筋的淨距，不應小於25mm和d。樑下部縱向鋼筋配置多於兩層時，自第三層起，水平方向中距應比下面二層的中距增大一倍，如圖3-4(a)所示。

c.伸入支座鋼筋的根數：樑內縱向受力鋼筋伸入支座的根數，不應少於二根，當樑寬b<100mm時，可為一根。

d.層數:縱向受力鋼筋，通常沿樑寬均勻佈置，並儘可能排成一排，以增大梁截面的內力臂，提高梁的抗彎能力。只有當鋼筋的根數較多，排成一排不能滿足鋼筋淨距和混凝土保護層厚度時，才考慮將鋼筋排成二排，但此時樑的抗彎能力較鋼筋排成一排時低(當鋼筋的數量相同時)。

②箍筋

用以承受樑的剪力，固定縱向受力鋼筋,並和其它鋼筋一起形成鋼筋骨架，如圖3-3所示。

a.箍筋的數量 箍筋的數量應通過計算確定。如計算不需要時，當截面高度大於300mm時，應全樑按構造佈置；當截面高度在150～300mm時，應在樑的端部1/4跨度內佈置箍筋；但，如果在樑的中部1/2的範圍內有集中荷載的作用時，應全樑設置；截面高度小於150mm的樑可不設置箍筋。

b.箍筋的直徑 當h≤250mm d＞4mm

當250mm ＜h ≤800mm d＞6mm

當 h ＞ 800mm d＞8mm

當樑內配有縱向受壓鋼筋時，箍筋直徑不應小於最大受壓鋼筋直徑的1/4。

c.箍筋的形式和肢數 箍筋的形式有開口式和封閉式兩種。一般採用封閉式，對不承受動荷載和扭轉的T形現澆樑，在跨中截面上部受壓的區段內可採用開口。箍筋的支數有單肢、雙肢、四肢，當樑寬b ≤ 150mm時用單肢，當150mm ＜b≤350mm用雙肢，當b＞ 350mm時和或一層內的縱向鋼筋多於5根，或受壓鋼筋多於三根，用四肢。見圖3-5。

③彎起鋼筋

在跨中承受正彎矩產生的拉力，在靠近支座的彎起段則用來承受彎矩和剪力共同產生的主拉應力，彎起後的水平段可用於承受支座端的負彎矩。

a.彎起鋼筋的數量 通過斜截面承載能力計算得到，一般由受力鋼筋彎起而成，如受力鋼筋數量不足可單獨設置。

b.彎起鋼筋的彎起角度 當樑高小於等於800mm時採用450，當樑高大於800mm時採用600

④架立鋼筋

架立鋼筋設置在樑受壓區的角部，與縱向受力鋼筋平行。其作用是固定箍筋的正確位置，與縱向受力鋼筋構成骨架，並承受溫度變化、混凝土收縮而產生的拉應力，以防止發生裂縫。

架立鋼筋的直徑,當樑的跨度<4m時，不宜小於8mm；當樑的跨度=4~6m時，不宜小於10mm；當樑的跨度＞6m時，不宜小於12mm。

⑤樑側構造鋼筋

當樑的腹板高度hw≥450mm時，在樑的兩個側面應沿高度配置縱向構造鋼筋，每側縱向構造鋼筋（不包括上、下部受力鋼筋及架立鋼筋）的截面面積不應小於腹板截面面積的0.1％，且間距不宜大於200 mm。其作用是承受溫度變化、混凝土收縮在樑側面引起的拉應力，防止產生裂縫。樑兩側的縱向構造鋼筋用拉筋聯繫。拉筋直徑與箍筋直徑相同，其間距常為箍筋間距的兩倍 。

三、計算跨度l0

計算跨度l0取以下兩式中較小者

l0=1.05ln （3-1）

l0=ln+0.5a （3-2）

式中：ln —— 樑的淨跨

a —— 樑在砌體中的支撐長度

四、 混凝土保護層和截面有效高度

①樑的混凝土保護層

指受力鋼筋的外邊緣至混凝土外邊緣的最小距離。其作用是防止鋼筋鏽蝕，保證鋼筋和混凝土緊密地粘結在一起共同工作。保護層厚度與鋼筋直徑、構件種類、環境類別和混凝土強度等級等因素有關。 混凝土結構環境類別見附錄四

板、牆、殼中分佈鋼筋的保護層厚度不小於上表中相應數值減去10mm,且不應小於10mm；樑、柱中箍筋和構造鋼筋的保護層厚度不應小於15mm。

當樑、柱中的縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度大於40mm時，應對混凝土採取有效的防裂構造措施。

②樑、板截面的有效高度

可按下式近似計算：

樑：一排鋼筋時 h0=h-35mm （3-5）

兩排鋼筋時 h0=h-60mm （3-6）