建筑結(jié)構(gòu) 課件 第3、4章 建筑結(jié)構(gòu)材料、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件

建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)材料第三章建筑結(jié)構(gòu)材料建筑材料可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料和某些專用材料。結(jié)構(gòu)材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金屬、磚瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、復(fù)合材料等；裝飾材料包括各種涂料、油漆、鍍層、貼面、各色瓷磚、具有特殊效果的玻璃等；專用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔熱、保溫、密封等。本章我們將學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)中的材料，鋼材、混凝土和砌體，掌握它們的分類和力學(xué)性能，是掌握建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能、結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)。3.1建筑鋼材

3.1.1鋼筋的分類化學(xué)成分分類：碳素鋼

普通低合金鋼

1.鋼筋的成分碳素鋼分為：低碳鋼(含碳量小于0.25%)

中碳鋼(含碳量為0.25%~0.6%)

高碳鋼(含碳量大于0.6%)。

普通低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，加入了少量的合金元素，如錳、硅、礬、欽等，可使鋼材的強(qiáng)度、塑性等綜合性能提高，從而使低合金鋼鋼筋具有強(qiáng)度高、塑性及可焊性好的特點(diǎn)。2.鋼筋的外形按外形分為：光面鋼筋

帶肋鋼筋光圓鋼筋

螺紋鋼筋人字紋鋼筋月牙肋鋼筋3.鋼筋的品種和級(jí)別按生產(chǎn)加工工藝，鋼筋可分為

熱軋鋼筋

鋼絞線

鋼絲

螺紋鋼筋

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能按生產(chǎn)加工工藝，鋼筋可分為

熱軋鋼筋

鋼絞線

鋼絲

螺紋鋼筋

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的強(qiáng)度

鋼筋混凝土中所用的鋼筋，按其應(yīng)力—應(yīng)變曲線特性的不同分為兩類：一類是有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，另一類是無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋。有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋習(xí)慣上稱為軟鋼，如熱軋鋼筋；無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋習(xí)慣上稱為硬鋼，如熱處理鋼筋、鋼絲及鋼絞線等。

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的強(qiáng)度（1）有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的強(qiáng)度（2）無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的強(qiáng)度

普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（單位：N/mm2）

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的強(qiáng)度

普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（單位：N/mm2）

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能1．鋼筋的彈性模量

鋼筋彈性階段的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為鋼筋的彈性模量，用符號(hào)Es表示。由于鋼筋在彈性階段的受壓性能與受拉性能類同，所以同一種鋼筋的受拉和受壓彈性模量相同，各類鋼筋的彈性模量見(jiàn)下表所示。

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能2．鋼筋的塑性

鋼筋除需要足夠的強(qiáng)度外，還應(yīng)具有一定的塑性變形能力。伸長(zhǎng)率和冷彎性能是反映鋼筋塑性的基本指標(biāo)。

伸長(zhǎng)率是鋼筋拉斷后的伸長(zhǎng)值與原長(zhǎng)的比率，即

鋼筋伸長(zhǎng)率越大的鋼筋塑性越好，拉斷前有足夠的伸長(zhǎng)，使構(gòu)件的破壞有明顯預(yù)兆；反之，伸長(zhǎng)率越小的鋼筋塑性越差，其破壞具有突發(fā)性，呈脆性特征。3.1.2鋼筋的力學(xué)性能3．鋼筋的冷加工

對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行機(jī)械冷加工后，可提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。常用的冷加工方法有冷拉、冷拔和冷軋。

（1）鋼筋的冷拉冷拉是指在常溫下，用張拉設(shè)備(如卷?yè)P(yáng)機(jī))將鋼筋拉伸超過(guò)它的屈服強(qiáng)度，然后卸載為零，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再拉伸，鋼筋就會(huì)獲得比原來(lái)屈服強(qiáng)度更高的新的屈服強(qiáng)度。冷拉只提高了鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不能提高其抗壓強(qiáng)度，計(jì)算時(shí)仍取原抗壓強(qiáng)度。3.1.2鋼筋的力學(xué)性能3．鋼筋的冷加工

（2）鋼筋的冷撥冷拔是將直徑6~8mm的HPB235級(jí)熱軋鋼筋用強(qiáng)力拔過(guò)比其直徑小的硬質(zhì)合金拔絲模。在縱向拉力和橫向擠壓力的共同作用下，鋼筋截面變小而長(zhǎng)度增加，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，鋼筋強(qiáng)度提高，塑性降低。冷拔后，鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都得到提高。（3）鋼筋的冷軋冷軋鋼筋分為冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋。冷軋帶肋鋼筋是由熱軋圓盤(pán)條在常溫下冷軋成帶有斜肋的月牙肋變形鋼筋，其屈服強(qiáng)度明顯提高，黏結(jié)錨固性能也得到了改善，直徑為4~12mm。冷軋扭鋼筋是將HPB235級(jí)圓盤(pán)鋼筋冷軋成扁平再扭轉(zhuǎn)而成的鋼筋，直徑為6.5~14mm。

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能4．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求

(1)鋼筋應(yīng)具有一定的強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度和抗拉極限強(qiáng)度)。采用強(qiáng)度較高的鋼筋可以節(jié)約鋼材，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。(2)鋼筋應(yīng)具有足夠的塑性(伸長(zhǎng)率和冷彎性能)。要求鋼筋在斷裂前有足夠的變形，能給人以破壞的預(yù)兆。(3)鋼筋與混凝土應(yīng)具有較大的黏結(jié)力。黏結(jié)力是保證鋼筋和混凝土能夠共同工作的基礎(chǔ)。鋼筋表面形狀及表面積對(duì)黏結(jié)力很重要。(4)鋼筋應(yīng)具有良好的焊接性能。要求焊接后鋼筋在接頭處不產(chǎn)生裂紋及過(guò)大變形。

3.1.2鋼筋的力學(xué)性能4．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求

綜上所述，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，宜優(yōu)先采用HRB400級(jí)和HRB335級(jí)的鋼筋；也可采用HPB235級(jí)及RRB400級(jí)鋼筋。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中所用預(yù)應(yīng)力鋼筋，宜采用高強(qiáng)的鋼絞線、鋼絲，也可采用螺紋鋼筋或鋼棒。

3.2

混凝土

混凝土是由水泥、水和集料(細(xì)集料-砂、粗集料-石子)按一定配合比攪拌后，入模振搗、養(yǎng)護(hù)硬化形成的人造石材，亦稱“砼”（tòng）。水泥和水在凝結(jié)硬化過(guò)程中形成水泥膠塊把集料黏結(jié)在—起，水泥結(jié)晶體和砂石集料組成混凝土的骨架，共同承受外力的作用。由于混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此其力學(xué)性能也極為復(fù)雜。

3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)主要有立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

1．立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土在結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，抗壓強(qiáng)度是混凝土的重要力學(xué)指標(biāo)。由于混凝土受眾多因素影響，因此必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度測(cè)定方法和相應(yīng)的強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。《規(guī)范》規(guī)定：用邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下(溫度為(20±3)℃，相對(duì)濕度≧90％)養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(加荷速度為每秒0.15~0.25N/mm2，試件表面不涂潤(rùn)滑劑、全截面受力)測(cè)得的具有95％保證率的抗壓強(qiáng)度稱為立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，符號(hào)3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度1．立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土的強(qiáng)度等級(jí)按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，用符號(hào)C表示，單位為N/mm2。工程中常用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為10級(jí)，即C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。其中C表示混凝土，后面的數(shù)字表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的大小。如C20表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為20N/mm2。3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15；當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋或承受重復(fù)荷載時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲做預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。

近年來(lái)，世界上已開(kāi)發(fā)出許多新品種混凝土。如高性能混凝土、超高強(qiáng)混凝土、特制混凝土等。國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明，采用高于800kg/m3水泥、高于200kg/m3硅灰及至少100kg/m3鋼纖維，并限制最大集料粒徑在0.5~4mm，能配制出200~250MPa抗壓強(qiáng)度的混凝土。當(dāng)采用附加熱處理工藝時(shí)，其強(qiáng)度有可能達(dá)到300~350MPa。3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

在實(shí)際工程中，鋼筋混凝土受壓構(gòu)件大多數(shù)是棱柱體而不是立方體，工作條件與立方體試塊的工作條件有很大差別，采用棱柱體試件比立方體試件更能反映混凝土的實(shí)際抗壓能力。我國(guó)采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件，測(cè)得的混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度即為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。隨著試件高寬比h/b增大，端部摩擦力對(duì)中間截面約束減弱，混凝土抗壓強(qiáng)度降低。2．軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

經(jīng)測(cè)試，軸心抗壓強(qiáng)度數(shù)值的確要小于立方體抗壓強(qiáng)度，它們的比值大致在0.70~0.92變化，強(qiáng)度大的比值大些?？紤]到實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)和受力情況，實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度與試件強(qiáng)度之間存在的差異。《規(guī)范》基于安全取偏低值，軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系按公式確定：2．軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)得到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

?！兑?guī)范》中軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

、軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

取值見(jiàn)下表。2．軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值3.2

混凝土3.2.1混凝土的強(qiáng)度

3．軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)，用

表示。常用軸心抗拉試驗(yàn)或劈裂試驗(yàn)來(lái)測(cè)得混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度，其值遠(yuǎn)小于混凝上的抗壓強(qiáng)度，一般為其抗壓強(qiáng)度的1/9~1/18，且不與抗壓強(qiáng)度成正比。軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)得到軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3.2

混凝土3.2.2混凝土的變形

1．混凝土的彈性模量由工程力學(xué)可知，材料的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系是通過(guò)彈性模量反映的，彈性材料的彈性模量為常數(shù)。試驗(yàn)表明，混凝土的應(yīng)力與應(yīng)變的比值隨著應(yīng)力的變化而變化，即應(yīng)力與應(yīng)變的比值不是常數(shù)，混凝土強(qiáng)度越高，彈性模量稍大。3.2

混凝土3.2.2混凝土的變形

2．混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形——徐變

混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下，應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)間的增加而增長(zhǎng)的現(xiàn)象，稱為混凝土的徐變?；炷恋男熳冮_(kāi)始增長(zhǎng)較快，以后逐漸減慢。通常在最初6個(gè)月內(nèi)可完成最終徐變量的70％—80％，第一年內(nèi)可完成90％左右，其余徐變?cè)谝院髱啄陜?nèi)逐漸完成，經(jīng)過(guò)2~5年可以認(rèn)為徐變基本結(jié)束。3.2

混凝土3.2.2混凝土的變形

3．混凝土的收縮、膨脹和溫度變形

混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮，混凝土在水中結(jié)硬時(shí)體積略有增大稱膨脹，但是膨脹值要比收縮值小很多，而且膨脹往往對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利，所以一般對(duì)膨脹可不予考慮。收縮和膨脹是混凝土在結(jié)硬過(guò)程中本身體積的變形，與荷載無(wú)關(guān)。

影響混凝土收縮的因素很多，就環(huán)境因素而言，凡是影響混凝土中水分保持的，都會(huì)影響混凝土的收縮。高溫高濕蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下收縮減少；當(dāng)混凝土在較高氣溫下澆筑時(shí)，其表面水分容易蒸發(fā)而出現(xiàn)過(guò)大的收縮變形和過(guò)早的開(kāi)裂，因此應(yīng)注意混凝上的早期養(yǎng)護(hù)。構(gòu)件的體表比直接涉及混凝土中水分蒸發(fā)的速度，體表比比值大，水分蒸發(fā)慢，收縮小。3.3砌體材料

砌體結(jié)構(gòu)是由各種塊體通過(guò)砂漿鋪縫砌筑而成的結(jié)構(gòu)，是磚砌體、砌塊砌體、石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。因過(guò)去大量應(yīng)用磚砌體和石砌體，所以習(xí)慣上也稱之為磚石結(jié)構(gòu)。

3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚（1）燒結(jié)普通磚

以粘土、頁(yè)巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成的實(shí)心或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚，稱為燒結(jié)普通磚。

實(shí)心粘土磚是世界上最古老的建筑材料之一，是應(yīng)用最為廣泛的燒結(jié)普通磚，從陜西秦始皇陵到北京明清長(zhǎng)城，它傳承了中華民族幾千年的建筑文明史。至今，它仍是國(guó)人衷愛(ài)的建筑材料。它具有一定的強(qiáng)度并有隔熱、隔聲、耐久及價(jià)格低廉等特點(diǎn)，但因其施工機(jī)械化程度低，生產(chǎn)時(shí)要占用農(nóng)田，能耗大，不利于環(huán)保，所以2012年9月26日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)宣布，我國(guó)將在“十二五”期間在上海等數(shù)百個(gè)城市和相關(guān)縣城逐步限制使用粘土制品或禁用實(shí)心粘土磚。其他非黏土原料制成的磚的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，既可充分利用工業(yè)廢料，又可保護(hù)農(nóng)田，是墻體材料發(fā)展的方向。如燒結(jié)頁(yè)巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等。

我國(guó)燒結(jié)普通“標(biāo)準(zhǔn)磚”的統(tǒng)一規(guī)格尺寸為240mm×115mm×53mm，重度為18~19kN/m3。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚（2）非燒結(jié)硅酸鹽磚

由硅質(zhì)材料和石灰為主要原料壓制成型并經(jīng)高壓釜蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚，統(tǒng)稱為硅酸鹽磚。常用的有蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚等。蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料，也可摻入著色劑或摻合料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚，簡(jiǎn)稱灰砂磚。色澤一般為灰白色。蒸壓粉煤灰磚又稱煙灰磚，是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻合適量石膏和集料，經(jīng)坯料制各、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚。硅酸鹽磚規(guī)格尺寸與實(shí)心粘土磚相同，其抗凍性、長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定性以及防水性能等均不及粘土磚，當(dāng)長(zhǎng)期受熱高于200℃以及冷熱交替作用或有酸性侵蝕時(shí)應(yīng)避免采用。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚3）空心磚

空心磚分為燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚兩類。

燒結(jié)多孔磚是以粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的孔洞率不小于25％，孔洞的尺寸小而數(shù)量多，使用時(shí)孔洞垂直于受壓面，主要用于砌筑墻體的承重用磚。其優(yōu)點(diǎn)是減輕墻體自重，改善保溫隔熱性能，節(jié)約原料和能源。與實(shí)心磚相比，多孔磚厚度較大，不僅能提高塊體的抗彎、抗剪強(qiáng)度外，還節(jié)省了砌筑砂漿量。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚多孔磚分為M型和P型，有以下三種型號(hào)：KM1：規(guī)格尺寸為190mm×190mm×90mm，如圖(a)所示；配磚尺寸為190mm×90mm×90mm，如圖(b)所示；KP1：規(guī)格尺寸為240mm×115mm×90mm，如圖(c)所示；KP2：規(guī)格尺寸為240mm×180mm×115mm，如圖(d)所示。其中KP1、KP2可與標(biāo)準(zhǔn)磚共同使用。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚

燒結(jié)空心磚以粘土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)焙燒而成，孔洞率不小于35％，孔洞的尺寸大而數(shù)量少，孔洞采用矩形條孔或其他孔形的水平孔，且平行于大面和條面，其規(guī)格和形狀如圖3-6所示。這種空心磚具有良好的隔熱性能，自重較輕，主要用做框架填充墻或非承重隔墻。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚

燒結(jié)空心磚以粘土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)焙燒而成，孔洞率不小于35％，孔洞的尺寸大而數(shù)量少，孔洞采用矩形條孔或其他孔形的水平孔，且平行于大面和條面，其規(guī)格和形狀如圖3所示。這種空心磚具有良好的隔熱性能，自重較輕，主要用做框架填充墻或非承重隔墻。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

1．磚

實(shí)心磚的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的磚極限抗壓強(qiáng)度值(MPa)來(lái)劃分的。燒結(jié)普通粘土磚和多孔磚強(qiáng)度等級(jí)的劃分除考慮抗壓強(qiáng)度外，尚應(yīng)考慮其抗折強(qiáng)度指標(biāo)。 燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)有MU30、MU25、MU20、MUl5和MU10五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強(qiáng)度等級(jí)有MU25、MU20、MUl5和MU10四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。燒結(jié)空心磚的強(qiáng)度等級(jí)分為MU5、MU3、MU2三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

2．砌塊

采用較大尺寸的砌塊代替小塊磚砌筑砌體，可減輕勞動(dòng)量并加快施工進(jìn)度，是墻體材料改革的一個(gè)里要方向。砌塊有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊及硅酸鹽實(shí)心砌塊等。此外，還有用黏土、煤矸石等為原料，經(jīng)焙燒而制成的燒結(jié)空心砌塊。(1)混凝土空心砌塊

混凝土空心砌塊按尺寸大小可分為小、中、大三種規(guī)格，我國(guó)通常把砌塊高度為180~350mm的稱為小型砌塊，高度為360~900mm的稱為中型砌塊，高度大于900mm的稱為大型砌塊。目前，在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊，它是由普通混凝土或輕骨料混凝土制成的，主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，空心率一般為25％~50％，簡(jiǎn)稱混凝土砌塊或砌塊。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

2．砌塊

（2）加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊是用加氣混凝土或泡沫混凝土制成的，其容重一般為4~6kN/m3，自重較輕，可按使用要求制成各種尺寸，并可在工地進(jìn)行鋸切。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。砌塊的強(qiáng)度等級(jí)是按標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法測(cè)得的砌塊毛面積截面的抗壓強(qiáng)度平均值劃分的，分為MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5共五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

3．石材

天然建筑石材具有強(qiáng)度高和抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)，故在有開(kāi)采和加工條件的地區(qū)，常用于砌筑條形基礎(chǔ)、承重墻及用做重要房屋的貼面裝飾材料等。天然石材根據(jù)其外形和加工精細(xì)程度可分為料石與毛石兩種。（1）料石細(xì)料石：通過(guò)精細(xì)加工，外形規(guī)則，表面平整，疊砌面凹入深度不大于10mm，截面的寬度、高度均不應(yīng)小于200mm，且不應(yīng)小于長(zhǎng)度的1/4。半細(xì)料石：規(guī)格尺寸同細(xì)料石，外形規(guī)則，表面基本平整，但疊砌面凹入深度不應(yīng)大于15mm。粗料石：規(guī)格尺寸同細(xì)料石，外形規(guī)則，表面大致平整，凹入深度不大于20mm。毛料石：外形大致方正，一般不做加工或僅稍做修整。高度不應(yīng)小于200mm，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于25mm。3.3砌體材料3.3.1塊體材料

（2）毛石毛石即形狀不規(guī)則的石塊，亦稱片石，中部厚度不應(yīng)小于200mm。石材的強(qiáng)度等級(jí)是按標(biāo)淮的試驗(yàn)方法測(cè)得的立方體石塊抗壓強(qiáng)度劃分的，可分為MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20等共七個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3.3砌體材料3.3.2砌筑砂漿

1．砂漿

砂漿是由膠凝材料、細(xì)集料、摻加料和水按適當(dāng)比例配制而成的。砂漿在砌體中的作用是使塊體與砂漿接觸表面產(chǎn)生黏結(jié)力和摩擦力，從而把散放的塊體材料凝結(jié)成整體以承受荷載，并因抹平塊體表面使應(yīng)力分布均勻。同時(shí)，砂漿填滿了塊體間的縫隙，減少了砌體的透氣性，從而提高砌體的隔熱、防水和抗凍性能。砌體對(duì)所用砂漿的要求主要是具有足夠的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)目伤苄?流動(dòng)性)和保水性三方面。

砂漿按其所用膠凝材料主要分為水泥砂漿、混合砂漿和石灰砂漿三種。3.3砌體材料3.3.2砌筑砂漿

（1）水泥砂漿：由水泥與砂加水按一定配合比拌和而成的不加塑性摻合料的純水泥砂漿。這種砂漿強(qiáng)度較高，耐久性較好，但其流動(dòng)性和保水性較差。一般多用于含水量較大的地下砌體。（2）混合砂漿：混合砂漿包括水泥石灰砂漿、水泥黏土砂漿等，是加有塑性摻合料的水泥砂漿。這種砂漿具有較高的強(qiáng)度，較好的耐久性、和易性、保水性，施工方便，質(zhì)量容易保證，常用于地上砌體。（3）石灰砂漿：由石灰與砂和水按一定的配合比拌和而成。這種砂漿強(qiáng)度不高，耐久性差，不能用于地面以下或防潮層以下的砌體，一般用于受力不大的簡(jiǎn)易建筑或臨時(shí)建筑。3.3砌體材料3.3.2砌筑砂漿

砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是以邊長(zhǎng)為70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，按規(guī)定方法計(jì)算得出砂漿試塊強(qiáng)度值。砂漿的強(qiáng)度等級(jí)符號(hào)用“M”表示，分為M15、M10、M7.5、M5和M2.5五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。另外，施工階段尚未凝結(jié)或用凍結(jié)法施工解凍階段的砂漿強(qiáng)度為零。混凝土砌塊砌筑砂漿是由水泥、砂、水、摻合料及外加劑等成分，按一定比例采用機(jī)械拌和制成，專門(mén)用于砌筑混凝土砌塊的砌筑砂漿，簡(jiǎn)稱砌塊專用砂漿。混凝土砌塊砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)用“Mb”表示。2．砂漿的強(qiáng)度等級(jí)3.3砌體材料3.3.2砌筑砂漿

(1)在強(qiáng)度及抵抗風(fēng)雨侵蝕方面，砂漿應(yīng)符合砌休強(qiáng)度及建筑物耐久性要求。(2)砂漿應(yīng)保證在砌筑時(shí)能很容易且較均勻地鋪開(kāi)，以提高砌體強(qiáng)度和施工勞動(dòng)效率，即具有良好的可塑性。(3)砂漿應(yīng)具有足夠的保水性，以保證其能正常凝結(jié)和發(fā)展強(qiáng)度。3．砌體對(duì)砂漿的基本要求3.3砌體材料3.3.2砌筑砂漿

砌體結(jié)構(gòu)所用塊體材料和砂漿，除考慮承載力要求外，還應(yīng)根據(jù)建筑對(duì)耐久性、抗凍性的要求及建筑物全部或個(gè)別部位正常使用時(shí)的客觀環(huán)境要求來(lái)決定。3．砌體對(duì)砂漿的基本要求本章小結(jié)

本章主要介紹了鋼筋的分類和力學(xué)性能；混凝土的強(qiáng)度和變形；塊體材料的分類及砌筑砂漿。建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件第四章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件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。本章主要討論受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求，受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算、斜截面的破壞特征及其承載力計(jì)算方法。。4.1受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求4.1.1截面形式及尺寸

梁：主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花籃形等。

1.截面形式圖1、梁的截面形式4.1.1截面形式及尺寸

板：一般為矩形、空心板、槽形板等。

1.截面形式圖2、板的截面形式4.1.1截面形式及尺寸

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。（1）按剛度要求梁、板的截面高度不宜小于規(guī)范所列數(shù)值。（2）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。

2.截面尺寸4.1.1截面形式及尺寸

（3）按構(gòu)造要求現(xiàn)澆板的厚度不應(yīng)小于規(guī)范所列的數(shù)值?，F(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。

2.截面尺寸4.1.2梁、板的配筋

（1）梁的配筋梁中通常配置縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋等，構(gòu)成鋼筋骨架。

1.梁的配筋圖3、梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

梁中通常配置縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋等，構(gòu)成鋼筋骨架。

（1）梁的配筋圖3、梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

①縱向受力鋼筋作用：配置在受拉區(qū)的縱向受力鋼筋主要用來(lái)承受由彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力，配置在受壓區(qū)的縱向受力鋼筋則是用來(lái)補(bǔ)充混凝土受壓能力的不足。直徑：直徑應(yīng)當(dāng)適中，太粗不便于加工，與混凝土的粘結(jié)力也差；太細(xì)則根數(shù)增加，在截面內(nèi)不好布置，甚至降低受彎承載力。梁縱向受力鋼筋的常用直徑d=12~25mm。當(dāng)h＜300mm時(shí)，d≥8mm；當(dāng)h≥300mm時(shí)，d≥10mm。

（1）梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

①縱向受力鋼筋根數(shù)：梁中受拉鋼筋的根數(shù)不應(yīng)少于2根，最好不少于3～4根?？v向受力鋼筋應(yīng)盡量布置成一層。當(dāng)一層排不下時(shí)，可布置成兩層，但應(yīng)盡量避免出現(xiàn)兩層以上的受力鋼筋，以免過(guò)多地影響截面受彎承載力。（1）梁的配筋圖4、受力鋼筋的排列4.1.2梁、板的配筋

②架立鋼筋位置：設(shè)置在受壓區(qū)外緣兩側(cè)，并平行于縱向受力鋼筋。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。（1）梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

③彎起鋼筋作用：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(lái)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。彎起角：鋼筋的彎起角度一般為45°，梁高h(yuǎn)＞800mm時(shí)可采用60°。彎起鋼筋位置：（1）梁的配筋圖5、彎起鋼筋的布置4.1.2梁、板的配筋

④箍筋作用：承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)引起的主拉應(yīng)力，并通過(guò)綁扎或焊接把其他鋼筋聯(lián)系在一起，形成空間骨架。設(shè)置范圍：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。（1）梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

④箍筋鋼筋級(jí)別：梁內(nèi)箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400級(jí)鋼筋。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。間距：應(yīng)符合規(guī)范的規(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（1）梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

④箍筋（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。箍筋形式：（1）梁的配筋圖6、箍筋形式和肢數(shù)4.1.2梁、板的配筋

端部構(gòu)造：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。⑤縱向構(gòu)造鋼筋及拉筋作用：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。（1）梁的配筋4.1.2梁、板的配筋

⑤縱向構(gòu)造鋼筋及拉筋設(shè)置條件：梁的腹板高度hw≥450mm（1）梁的配筋圖7、縱向構(gòu)造鋼筋及拉筋4.1.2梁、板的配筋

板通常只配置縱向受力鋼筋和分布鋼筋（2）板的配筋圖8、板的配筋4.1.2梁、板的配筋

①受力鋼筋作用：用來(lái)承受彎矩產(chǎn)生的拉力。直徑：常用直徑為6、8、10、12mm。間距：當(dāng)h≤150mm時(shí)，不宜大于200mm；當(dāng)h＞150mm時(shí)，不宜大于1.5h，且不宜大于300mm。板的受力鋼筋間距通常不宜小于70mm。②分布鋼筋作用：一是固定受力鋼筋的位置，形成鋼筋網(wǎng)；二是將板上荷載有效地傳到受力鋼筋上去；三是防止溫度或混凝土收縮等原因沿跨度方向的裂縫。（2）板的配筋4.1.2梁、板的配筋

數(shù)量：梁式板中單位長(zhǎng)度上分布鋼筋的截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15％，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%。分布鋼筋的直徑不宜小于6mm，常用直徑為6、8mm。間距：不宜大于250mm；當(dāng)集中荷載較大時(shí)，分布鋼筋截面面積應(yīng)適當(dāng)增加，間距不宜大于200mm。分布鋼筋應(yīng)沿受力鋼筋直線段均勻布置，并且受力鋼筋所有轉(zhuǎn)折處的內(nèi)側(cè)也應(yīng)配置。（2）板的配筋4.1.3混凝土保護(hù)層厚度

作用：一是保護(hù)鋼筋不致銹蝕，保證結(jié)構(gòu)的耐久性；二是保證鋼筋與混凝土間的粘結(jié)；三是在火災(zāi)等情況下，避免鋼筋過(guò)早軟化。大小：縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑，并符合規(guī)范的規(guī)定。實(shí)際工程中，一類環(huán)境中梁、板的混凝土保護(hù)層厚度一般取為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C20時(shí)，梁30mm，板20mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C25時(shí)，梁25mm，板15mm。4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

保證鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的措施：（1）材料措施：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；（2）構(gòu)造措施：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。4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

彎鉤設(shè)置條件：綁扎鋼筋骨架中的受拉光面鋼筋。標(biāo)準(zhǔn)彎鉤的構(gòu)造:1.鋼筋的彎鉤圖9、光面鋼筋端部的彎鉤4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

定義：鋼筋混凝土構(gòu)件中，某根鋼筋若要發(fā)揮其在某個(gè)截面的強(qiáng)度，則必須從該截面向前延伸一個(gè)長(zhǎng)度，以借助該長(zhǎng)度上鋼筋與混凝土的粘結(jié)力把鋼筋錨固在混凝土中，這一長(zhǎng)度稱為錨固長(zhǎng)度。鋼筋的錨固長(zhǎng)度取決于鋼筋強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度，并與鋼筋外形有關(guān)。2.鋼筋的錨固4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

（1）受拉錨固長(zhǎng)度1)計(jì)算公式：當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，普通受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度按下式計(jì)算：2.鋼筋的錨固(4.1.1)式中：—受拉鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度；fy—普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

2)錨固長(zhǎng)度的修正按式（3.1.1）計(jì)算的錨固長(zhǎng)度應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行修正，但經(jīng)修正后的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于計(jì)算值的0.7倍，且不應(yīng)小于250mm：①對(duì)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋，當(dāng)直徑大于25mm時(shí)乘以系數(shù)1.1，在錨固區(qū)的混凝土保護(hù)層厚度大于鋼筋直徑的3倍且配有箍筋時(shí)乘以系數(shù)0.8。2.鋼筋的錨固4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

2)錨固長(zhǎng)度的修正②對(duì)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)的環(huán)氧樹(shù)脂鋼筋乘以系數(shù)1.25。③當(dāng)鋼筋在混凝土施工中易受擾動(dòng)（如滑模施工）時(shí)乘以系數(shù)1.1。④除構(gòu)造需要的錨固長(zhǎng)度外，當(dāng)縱向受力鋼筋的實(shí)際配筋面積大于其設(shè)計(jì)計(jì)算面積時(shí)，如有充分依據(jù)和可靠措施，其錨固長(zhǎng)度可乘以設(shè)計(jì)計(jì)算面積以實(shí)際配筋面積的比值（有抗震設(shè)防要求及直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件除外）。2.鋼筋的錨固4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)縱向受拉鋼筋末端采用機(jī)械錨固措施時(shí)，包括附加錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度可取為按式（4.1.1）計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的0.7倍。（2）受壓錨固長(zhǎng)度當(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)小于按式（4.1.1）計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的0.7倍。2.鋼筋的錨固4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

（1）綁扎搭接接頭工作原理：通過(guò)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度來(lái)傳遞鋼筋的內(nèi)力?？v向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長(zhǎng)度ll應(yīng)根據(jù)位于同一連接區(qū)段內(nèi)的鋼筋搭接接頭面積百分率按下式計(jì)算，且在任何情況下均不應(yīng)小于300mm：3.鋼筋的連接4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

（1）綁扎搭接接頭搭接接頭的要求：接頭率：鋼筋綁扎搭接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度為1.3倍搭接長(zhǎng)度，凡搭接接頭中點(diǎn)位于該長(zhǎng)度范圍內(nèi)的搭接接頭均屬同一連接區(qū)段。位于同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率(即有接頭的縱向受力鋼筋截面面積占全部縱向受力鋼筋截面面積的百分率)，對(duì)于梁類、板類和墻類構(gòu)件，不宜大于25%；3.鋼筋的連接4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

（1）綁扎搭接接頭對(duì)柱類構(gòu)件，不宜大于50%。當(dāng)工程中卻有必要增大受拉鋼筋搭接接頭面積百分率時(shí)，對(duì)梁類構(gòu)件不應(yīng)大于50%；對(duì)板類、墻類及柱類構(gòu)件，根據(jù)實(shí)際情況放寬。同一構(gòu)件中相鄰縱向的綁扎搭接接頭宜相互錯(cuò)開(kāi)。在縱向受力鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)配置箍筋，其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍。當(dāng)鋼筋受拉時(shí)，箍筋間距s不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應(yīng)大于100mm；當(dāng)鋼筋受壓時(shí)，箍筋間距s不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的10倍，且不應(yīng)大于200mm。3.鋼筋的連接4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

當(dāng)受壓鋼筋直徑大于25mm時(shí)，還應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外100mm范圍內(nèi)各設(shè)置兩個(gè)箍筋。架立鋼筋與受力鋼筋的搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合下列規(guī)定：架立鋼筋直徑＜10mm時(shí)，搭接長(zhǎng)度為100mm；架立鋼筋直徑≥10mm時(shí)，搭接長(zhǎng)度為150mm。（2）機(jī)械連接接頭縱向受力鋼筋機(jī)械連接接頭宜相互錯(cuò)開(kāi)。鋼筋機(jī)械連接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度為35d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）。在受力較大處設(shè)置機(jī)械連接接頭時(shí)，位于同3.鋼筋的連接4.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接

一連接區(qū)段內(nèi)縱向受拉鋼筋機(jī)械連接接頭面積百分率不宜大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制；在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不應(yīng)大于50%。（3）焊接接頭縱向受力鋼筋的焊接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。鋼筋機(jī)械連接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度為35d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）且不小于500mm。位于同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受拉鋼筋的焊接接頭面積百分率不應(yīng)大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制。3.鋼筋的連接4.2受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

4.2.1單筋矩形截面

根據(jù)梁縱向鋼筋配筋率的不同，鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型，不同類型梁的具有不同破壞特征。1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征4.2.1單筋矩形截面

①適筋破壞適筋梁應(yīng)力變化階段：1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征4.2.1單筋矩形截面

第I階段——彈性工作階段。荷載很小時(shí)，混凝土的壓應(yīng)力及拉應(yīng)力都很小，應(yīng)力和應(yīng)變幾乎成直線關(guān)系。截面達(dá)到將裂未裂的極限狀態(tài)時(shí)，即第Ⅰ階段末，用Ⅰa表示。Ⅰa階段的應(yīng)力狀態(tài)是抗裂驗(yàn)算的依據(jù)。第Ⅱ階段——帶裂縫工作階段。第Ⅱ階段的應(yīng)力狀態(tài)是裂縫寬度和變形驗(yàn)算的依據(jù)。鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)y時(shí)，標(biāo)志截面進(jìn)入第Ⅱ階段末，以Ⅱa表示。1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征4.2.1單筋矩形截面

第Ⅲ階段——破壞階段：到本階段末（即Ⅲa階段），受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生近乎水平的裂縫，混凝土被壓碎，甚至崩脫，截面宣告破壞，此時(shí)截面所承擔(dān)的彎矩即為破壞彎矩Mu。Ⅲa階段的應(yīng)力狀態(tài)作為構(gòu)件承載力計(jì)算的依據(jù)。1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征破壞特征：延性破壞4.2.1單筋矩形截面

②超筋破壞破壞特征：受壓區(qū)混凝土在鋼筋屈服前即達(dá)到極限壓應(yīng)變被壓碎而破壞。破壞時(shí)鋼筋的應(yīng)力還未達(dá)到屈服強(qiáng)度，因而裂縫寬度均較小，且形不成一根開(kāi)展寬度較大的主裂縫，梁的撓度也較小。1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征

破壞特征：脆性破壞4.2.1單筋矩形截面

③少筋破壞破壞特征：梁破壞時(shí)，裂縫往往集中出現(xiàn)一條，不但開(kāi)展寬度大，而且沿梁高延伸較高。一旦出現(xiàn)裂縫，鋼筋的應(yīng)力就會(huì)迅速增大并超過(guò)屈服強(qiáng)度而進(jìn)入強(qiáng)化階段，甚至被拉斷。1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征

破壞性質(zhì)：脆性破壞結(jié)論：適筋梁的材料強(qiáng)度能得到充分發(fā)揮，安全經(jīng)濟(jì)，是正截面承載力計(jì)算的依據(jù)，而少筋梁、超筋梁都應(yīng)避免。4.2.1單筋矩形截面

（1）計(jì)算原則1）基本假定①平截面假定。2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算②鋼筋的應(yīng)力等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但不得大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即4.2.1單筋矩形截面

③不考慮截面受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度。④受壓混凝土采用理想化的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下時(shí)，混凝土極限壓應(yīng)變=0.0033。2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2）等效矩形應(yīng)力圖簡(jiǎn)化原則：受壓區(qū)混凝土的合力大小不變；受壓區(qū)混凝土的合力作用點(diǎn)不變。等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高，等效矩形應(yīng)力圖形的應(yīng)力值為。4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

表1、

值混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C50C55C60C65C70C75C800.80.790.780.770.760.750.741.00.990.980.970.960.950.944.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線圖10、受壓混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算是否超筋破壞的判斷：

若，構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋不能屈服，表明構(gòu)件超筋破壞；若，構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服強(qiáng)度，表明發(fā)生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。4.2.1單筋矩形截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度值

鋼筋級(jí)別≤C50C55C60C65C70C75C80HPB2350.614——————HRB3350.5500.5410.5310.5220.5120.5030.493HRB400RRB4000.5180.5080.4990.4900.4810.4720.463注：表中空格表示高強(qiáng)度混凝土不宜配置低強(qiáng)度鋼筋。

4.2.1單筋矩形截面4）適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率最小配筋率的確定原則：配筋率為的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，按Ⅲa階段計(jì)算的正截面受彎承載力應(yīng)等于同截面素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（Mcr為按Ⅰa階段計(jì)算的開(kāi)裂彎矩）。2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算對(duì)于受彎構(gòu)件，按下式計(jì)算：（2）基本公式及其適用條件

1）基本公式4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算或

式中:M—彎矩設(shè)計(jì)值；

fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

fy—鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

x—混凝土受壓區(qū)高度。4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

2）適用條件

為防止發(fā)生超筋破壞，需滿足≤或x≤h0；

防止發(fā)生少筋破壞，應(yīng)滿足ρ≥ρmin

或

As≥As，min=ρminbh。在式中，取x=ξbh0，即得到單筋矩形截面所能承受的最大彎矩的表達(dá)式：

4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

（3）計(jì)算方法

1）截面設(shè)計(jì)己知：彎矩設(shè)計(jì)值M，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋級(jí)別，構(gòu)件截面尺寸b、h

求：所需受拉鋼筋截面面積As

計(jì)算步驟：

①確定截面有效高度h0h0=h-as4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

式中h—梁的截面高度；

as—受拉鋼筋合力點(diǎn)到截面受拉邊緣的距離。承載力計(jì)算時(shí)，室內(nèi)正常環(huán)境下的梁、板，as可近似按表2取用。

表2、室內(nèi)正常環(huán)境下的梁、板as的近似值（㎜）構(gòu)件種類縱向受力鋼筋層數(shù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C20≥C25梁一層4035二層6560板一層25204.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算②計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x，并判斷是否屬超筋梁

若x≤ξbh0，則不屬超筋梁。否則為超筋梁，應(yīng)加大截面尺寸，或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或改用雙筋截面。③計(jì)算鋼筋截面面積As，并判斷是否屬少筋梁若As≥ρmin

bh，則不屬少筋梁。否則為少筋梁，應(yīng)

As=ρminbh

。4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算④選配鋼筋2）復(fù)核己知截面的承載力己知：構(gòu)件截面尺寸b、h，鋼筋截面面積As，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋級(jí)別，彎矩設(shè)計(jì)值M

求：復(fù)核截面是否安全計(jì)算步驟：

①確定截面有效高度h0

②判斷梁的類型4.2.1單筋矩形截面

若，且，為適筋梁；若x＞，為超筋梁；若As＜ρmin

bh，為少筋梁。③計(jì)算截面受彎承載力Mu適筋梁超筋梁4.2.1單筋矩形截面2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

對(duì)少筋梁，應(yīng)將其受彎承載力降低使用（已建成工程）或修改設(shè)計(jì)。

④判斷截面是否安全若M≤Mu，則截面安全。

【例4.2.1】某鋼筋混凝土矩形截面簡(jiǎn)支梁，跨中彎矩設(shè)計(jì)值M=80kN.m.梁的截面尺寸b×h=200mm×450mm。采用C25級(jí)混凝土HRB400級(jí)鋼筋。試確定跨中截面縱向受力鋼筋的數(shù)量。【例題4.2.2】某教學(xué)樓鋼筋混凝土矩形截面簡(jiǎn)支梁，安全等級(jí)為二級(jí)，截面尺寸b×h=250×550mm，跨中彎矩設(shè)計(jì)值M=148kN.m，計(jì)算跨度=6m，采用C20級(jí)混凝土，HRB335級(jí)鋼筋。試確定縱向受力鋼筋的數(shù)量。4.2.2單筋T形截面1.翼緣計(jì)算寬度

（1）翼緣計(jì)算寬度的概念在計(jì)算中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，假定只在翼緣一定寬度范圍內(nèi)受有壓應(yīng)力，且均勻分布，該范圍以外的部分不起作用，這個(gè)寬度稱為翼緣計(jì)算寬度。（2）翼緣計(jì)算寬度的值

4.2.2單筋T形截面1.翼緣計(jì)算寬度表3、T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度bf'項(xiàng)次考慮情況T形截面、I形截面倒L形截面肋形梁肋形板獨(dú)立梁肋形梁肋形板1按計(jì)算跨度l0考慮l0/3l0/3l0/62按梁（縱肋）凈距sn考慮b+sn—b+sn/23按翼緣高度hf'考慮hf'/h0≥0.1—b+12hf'—0.1＞hf'/h0≥0.05b+12hf'b+6hf'b+5hf'hf'/h0＜0.05b+12hf'bb+5hf'注：表中b為梁的腹板寬度。4.2.2單筋T形截面2.Ｔ形截面的分類第一類Ｔ形截面：中性軸通過(guò)翼緣，即第二類Ｔ形截面：中性軸通過(guò)肋部，即判斷條件：當(dāng)符合下列條件時(shí)，為第一類Ｔ形截面，否則為第二類Ｔ形截面：

或式中x—

混凝土受壓區(qū)高度；

—T形截面受壓翼緣的高度。4.2.2單筋T形截面3.基本計(jì)算公式及其適用條件

（1）基本計(jì)算公式1）第一類Ｔ形截面第一類Ｔ形截面承載力與截面為的矩形截面完全相同。

圖11、第一類T形截面4.2.2單筋T形截面3.基本計(jì)算公式及其適用條件

（1）基本計(jì)算公式2）第二類Ｔ形截面第二類Ｔ形截面的等效矩形應(yīng)力圖如圖12。

圖12、第一類T形截面4.2.2單筋T形截面3.基本計(jì)算公式及其適用條件

（2）基本公式的適用條件

1）x≤ξbh0。該條件是為了防止出現(xiàn)超筋梁。但第一類Ｔ形截面一般不會(huì)超筋，故計(jì)算時(shí)可不驗(yàn)算這個(gè)條件。

2）As≥ρmin

bh或ρ≥ρmin。該條件是為了防止出現(xiàn)少筋梁。第二類Ｔ形截面的配筋較多，一般不會(huì)出現(xiàn)少筋情況，故可不驗(yàn)算該條件。4.2.2單筋T形截面3.基本計(jì)算公式及其適用條件

注意：由于肋寬為b、高度為h的素混凝土Ｔ形梁的受彎承載力比截面為b×h的矩形截面素混凝土梁的受彎承載力大不了多少，故Ｔ形截面的配筋率按矩形截面的公式計(jì)算，即，式中b為肋寬。

4.正截面承載力計(jì)算步驟

T形截面受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算也可分為截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核兩類問(wèn)題，這里只介紹截面設(shè)計(jì)的方法。（1）已知：彎矩設(shè)計(jì)值M，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋級(jí)別，截面尺寸,求：受拉鋼筋截面面積As4.2.2單筋T形截面3.基本計(jì)算公式及其適用條件圖13、T形梁截面設(shè)計(jì)步驟【例4.2.2】某現(xiàn)澆肋形樓蓋次梁，截面尺寸如圖3.31所示，梁的計(jì)算跨度4.8m，跨中彎矩設(shè)計(jì)值為100kN.m，采用C25級(jí)混凝土和HRB400級(jí)鋼筋。試確定縱向鋼筋截面面積。4.3受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算

4.3.1受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)1.斜拉破壞（1）產(chǎn)生條件箍筋配置過(guò)少，且剪跨比較大（λ＞3）（2）破壞特征一旦出現(xiàn)斜裂縫，與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度，箍筋對(duì)斜裂縫發(fā)展的約束作用消失，隨后斜裂縫迅速延伸到梁的受壓區(qū)邊緣，構(gòu)件裂為兩部分而破壞。4.3.1受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)2.剪壓破壞（1）產(chǎn)生條件箍筋適量，且剪跨比適中（λ＝１～3）。（2）破壞特征

與臨界斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，最后剪壓區(qū)混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下達(dá)到極限狀態(tài)而壓碎。

4.3.1受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)3.斜壓破壞（1）產(chǎn)生條件箍筋配置過(guò)多過(guò)密，或梁的剪跨比較小(λ＜1）時(shí)。（2）破壞特征

剪彎段腹部混凝土被壓碎，箍筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度。4.3.1受彎構(gòu)件斜截面受剪破壞形態(tài)

結(jié)論：剪壓破壞通過(guò)計(jì)算避免，斜壓破壞和斜拉破壞分別通過(guò)采用截面限制條件與按構(gòu)造要求配置箍筋來(lái)防止。剪壓破壞形態(tài)是建立斜截面受剪承載力計(jì)算公式的依據(jù)。

4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式1.影響斜截面受剪承載力的主要因素（1）剪跨比λ當(dāng)λ≤3時(shí)，斜截面受剪承載力隨λ增大而減小。當(dāng)λ＞3時(shí)，其影響不明顯。（2）混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度越高，受剪承載力越大。4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式及適用條件1.影響斜截面受剪承載力的主要因素

（3）配箍率ρsv

式中Asv──配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積：Asv

＝nAsv1，其中n為箍筋肢數(shù)，Asv1

為單肢箍筋的截面面積；

b──矩形截面的寬度，T形、I形截面的腹板寬度；

s──箍筋間距。

梁的斜截面受剪承載力與ρsv呈線性關(guān)系，受剪承載力隨ρsv增大而增大。4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式1.影響斜截面受剪承載力的主要因素（4）縱向鋼筋配筋率縱筋受剪產(chǎn)生銷栓力，可以限制斜裂縫的開(kāi)展。梁的斜截面受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率增大而提高。除上述因素外，截面形狀、荷載種類和作用方式等對(duì)斜截面受剪承載力都有影響。在影響斜截面受剪承載力諸因素中，剪跨比λ、配箍率ρsv

是最主要的因素。4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式

受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力可表示為3項(xiàng)相加的形式，即：

Vu=Vc

+Vsv+Vsb

圖14、斜截面受剪承載力的組成4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式

以Vcs=Vc+Vs來(lái)表達(dá)混凝土和箍筋總的受剪承載力，

Vu=Vcs+Vsb

《混凝土規(guī)范》給出了以下斜截面受剪承載力計(jì)算公式。（1）僅配箍筋的受彎構(gòu)件

①矩形、T形及I形截面一般受彎構(gòu)件

②集中荷載作用下（包括作用多種荷載，其中集中荷4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力占該截面總剪力值75%以上的情況）的獨(dú)立梁

式中ft──混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

Asv──配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積：

Asv

＝nAsv1，其中n為箍筋肢數(shù)，Asv1

為單肢箍筋的截面面積；

s──箍筋間距；4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式

fyv──箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；λ──計(jì)算截面的剪跨比。當(dāng)λ＜1.5時(shí)，取λ=1.5；當(dāng)λ＞3時(shí)，取λ=3。（2）同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件

同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件，其受剪承載力計(jì)算基本公式：

V≤Vu=Vcs+0.8fyAsbsinαs

式中fy

──彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式

Asb──同一彎起平面內(nèi)的彎起鋼筋的截面面積。注意：式中的系數(shù)0.8，是考慮彎起鋼筋與臨界斜裂縫的交點(diǎn)有可能過(guò)分靠近混凝土剪壓區(qū)時(shí)，彎起鋼筋達(dá)不到屈服強(qiáng)度而采用的強(qiáng)度降低系數(shù)。（3）基本公式適用條件１）防止出現(xiàn)斜壓破壞的條件──最小截面尺寸的限制對(duì)矩形、Ｔ形及Ｉ形截面受彎構(gòu)件，其限制條件為：4.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式當(dāng)hw/h0≤4.0（即一般梁）時(shí)

當(dāng)hw/h0≥6.0（薄腹梁）時(shí)當(dāng)4.0＜hw/h0

＜6.0時(shí)式中b─矩形截面寬度，T形和I形截面的腹板寬度；

hw

─截面的腹板高度。矩形截面取有效高度h04.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算的基本公式

2.基本公式

βc——混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C50

時(shí)，βc=1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，βc

=0.8；其間按直線內(nèi)插法取用。2）防止出現(xiàn)斜拉破壞的條件──最小配箍率的限制為了避免出現(xiàn)斜拉破壞，構(gòu)件配箍率應(yīng)滿足

≥ρsv，min=0.24ft/fyv

式中Asv──配置在這一截面內(nèi)箍筋各肢的截面面積；4.3.3斜截面承載力計(jì)算

1.斜截面受剪承載力的計(jì)算位置

（1）支座邊緣處的斜截面，如截面1-1：（2）鋼筋彎起點(diǎn)處的斜截面，截面2-2、3-