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4.2 梁板结构的一般构造

(1)梁板截面的形式与尺寸

梁和板均为受弯构件,梁的截面高度一般都大于其宽度,而板的截面高度则远小于其宽度。钢筋混凝土梁、板可分为预制梁、板和现浇梁、板两大类。钢筋混凝土预制板的截面形式很多,最常用的有平板、槽形板和多孔板3种(图4.1)。钢筋混凝土预制梁最常用的截面形式为矩形和T形(图4.2)。有时为了降低层高将梁制成十字梁、花篮梁,将板搁支在伸出的翼缘上,使板的顶面与梁的顶面齐平。钢筋混凝土现浇梁、板的形式也很多。当板与梁一起浇注时(图4.3),板不但将其上的荷载传递给梁,而且与梁一起构成T形或倒L形截面共同承受荷载。

图 4.1 板的截面形式

图 4.2 梁常用的截面形式

图 4.3 板与梁一起浇灌的截面形式

板的厚度应满足承载力、刚度和抗裂的要求,从刚度条件出发,板的最小厚度对于单跨板不得小于l/35,对于多跨连续板不得小于l/40(l为板的计算跨度),如板厚满足上述要求,即不需作挠度验算。现浇板的最小厚度为一般屋盖,实用楼板不应小于60 mm;工业建筑楼板不应小于70 mm;行车道下的楼板不应小于80 mm,双向板不应小于80 mm;密肋楼盖面板不应小于50 mm,密肋楼盖肋高不应小于250 mm;悬臂板悬臂长度不大于500 mm时,其最小厚度不应小于80 mm,悬臂板悬臂长度大于1200 mm,其最小厚度不应小于100 mm,无梁楼板不应小于150 mm,现浇空心楼板不应小于200 mm。

梁截面尺寸与梁的跨度有关,独立的简支梁的截面高度与其跨度的比值可为1/12左右,独立的悬臂梁的截面高度与其跨度的比值可为1/6 左右。矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0 ~3.5;T形截面梁的高宽比h/b一般取2.5 ~4.0(此处b为梁肋宽)。为了统一模板尺寸和便于施工,当梁高h≤800 mm时,截面高度取50 mm的倍数,当h >800 mm时,则取100 mm的倍数。

(2)混凝土强度等级的选择

现浇梁板常用的混凝土强度等级为C20~C35,预制梁板为了减轻自重可采用较高的强度等级。混凝土强度等级的选用须注意与钢筋强度的匹配,当采用强度等级400 MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。

(3)钢筋的强度等级及常用直径

一般现浇梁板常用的钢筋强度等级为HPB300、HRB400。对受弯承载力起着决定作用的是钢筋强度,为了节约钢材,跨度较大的梁宜采用HRB500钢筋。

板中配有受力钢筋和分布钢筋。受力钢筋承受荷载作用下所产生的拉力。分布钢筋布置与受力钢筋垂直,交点用细铁丝绑扎或焊接,其作用是固定受力钢筋的位置并将板上荷载分散到受力钢筋上,同时也能防止混凝土由于收缩和温度变化,在垂直于受力钢筋方向产生的裂缝。板中受力钢筋的直径应经计算确定,一般为6~12 mm,其间距:当板厚h≤150 mm时,不宜大于200 mm;当板厚h>150 mm时,不宜大于1.5 h,且不宜大于250 mm。为了保证施工质量,钢筋间距也不宜小于70 mm[图4.4(b)]。当板中受力钢筋需要弯起时,钢筋的弯起角度可根据板的厚度在30°~45°取值。板中单位长度上的分布钢筋,其截面面积不宜小于单位长度上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%,其间距不宜大于250 mm。当由于混凝土收缩或温度变化对结构产生的影响较大或对裂缝的要求较严时,板中分布钢筋的数量应适当增加。分布钢筋应配置在受力钢筋的弯折处及直线段内,在梁的截面范围内可不配置。

图 4.4 混凝土保护层和截面有效高度

梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立钢筋等,纵向受力钢筋的作用是承受由弯矩在梁内产生的拉力。常用直径为12~35 mm。当梁高h≥300 mm时,其直径不应小于10 mm;当h<300 mm时,不应小于8 mm。为保证钢筋与混凝土之间具有足够的黏结力和便于浇注混凝土,梁的上部纵向钢筋的净距不应小于30 mm和1.5d(d为纵向钢筋的最大直径),下部纵向钢筋的净距不应小于25 mm和d[图4.4(a)],梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大1倍。

箍筋主要是用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力,同时还可固定纵向受力钢筋,并与其他钢筋一起形成立体的钢筋骨架。箍筋的最小直径与梁高有关:当梁高h≤800 mm时,箍筋直径不宜小于6 mm;当h>800 mm时,不宜小于8 mm。梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径还应不小于d/4(d为纵向受压钢筋最大直径)。箍筋分开口和封闭两种形式。开口式只用于无振动荷载或开口处无受力钢筋的现浇T形梁的跨中部分,除此之外均应采用封闭式。箍筋的肢数按如下规定采用(图4.5):

图 4.5 箍筋的形式和肢数

当b<150 mm时,(b为梁宽)用单肢;

当150 mm≤b<350 mm时,用双肢;

当b≥350 mm或在一层纵向钢筋多于5根,或受压钢筋多于3根时,用四肢(由两个双肢箍筋组成,也称复合箍筋)。

梁中的箍筋应按计算确定,但如按计算不需要时,也应按规范规定的构造要求配置箍筋。

当梁的腹板高度h w ≥450 mm时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bh w 的0.1%,且其间距不宜大于200 mm钢筋(图4.6),并用直径为6 mm的拉筋相连,拉筋的间距一般为箍筋间距的2倍。

图 4.6 侧面构造钢筋

弯起钢筋的数量、位置由计算确定,一般由纵向受力钢筋弯起而成(图4.7),当纵向受力钢筋较少,不足以弯起时,也可设置单独的弯起钢筋。弯起钢筋的作用是其弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力;弯起后的水平段可承受支座处的负弯矩。弯起钢筋的弯起角度:当梁高h<600 mm时,采用45°;当梁高h≥600 mm时,采用60°。

图 4.7 梁的构造

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。如受压区配有纵向受压钢筋时,则可不再配置架立钢筋。架立钢筋的直径与梁的跨度有关:当跨度小于4 m时,不宜小于8 mm;当跨度在4 ~6 m时,不宜小于10 mm;当跨度大于6 m时,不宜小于12 mm。

(4)混凝土最小保护层厚度

1)混凝土保护层

为防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝上的黏结,梁、板的受力钢筋均应有足够的混凝土保护层。如图4.4所示,混凝土保护层应从钢筋的外边缘起算。受力钢筋的混凝上保护层最小厚度应按表4.1采用,同时也不应小于受力钢筋的直径。对于室内正常环境的梁、板,其混凝土保护层最小厚度如图4.4所示。

表4.1 混凝土保护层的最小厚度

单位:mm

注:①基础的保护层厚度不小于40 mm;当无垫层时不小于70 mm。

②处于一类环境且由工厂生产的预制构件,当混凝土强度等级不大于C20时,其保护层厚度可按表中规定减少5 mm,但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15 mm;处于二类环境且由工厂生产的预制构件,当表面另作水泥砂浆抹面层且有质量保证措施时,保护层厚度可按表中一类环境数值取用。

③预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度宜为10 mm;预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值采用。

④板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10 mm;梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15 mm。

⑤处于二类环境中的悬臂板,其上表面应另作水泥砂浆保护层或采取其他保护措施。

⑥有防火要求的建筑物,其保护层厚度尚应符合国家现行有关防火规范的规定。

2)截面的有效高度h 0

计算梁、板承载力时,因为混凝土开裂后,拉力完全由钢筋承担,则梁、板能发挥作用的截面高度应为从受压混凝土边缘至受拉钢筋截面形心的距离,这一距离称为截面有效高度,用h 0 表示(见图4.4)。在室内正常环境下,设计计算时h 0 可按如下近似数值取用:

式中h——截面总高度,mm;

c——保护层厚度,mm,混凝土保护层最小厚度见附表15;

d——纵筋直径,mm;

d s υ ——梁中箍筋直径。

(5)纵向钢筋在梁截面上的布置

矩形截面通常分为单筋矩形截面和双筋矩形截面两种形式。只在截面的受拉区配有纵向受力钢筋的矩形截面,称为单筋矩形截面。不但在截面的受拉区,而且在截面的受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面,称为双筋矩形截面。单筋矩形截面梁,纵向受力钢筋配置在截面受拉一侧。为形成骨架,受压区须配置架立钢筋。双筋矩形截面梁,截面上下均配置纵向受力钢筋。在箍筋的四角,必须有纵向钢筋。 XbajXMJ5is2/ppic7S3euwcaELcJS6lKaeNhWfo8Th/lApAOUhrVmJAMRaZi3Zsl

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