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梁锚固长度不符合规定时的解决措施和箍筋最大间距要求

【摘要】:如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合本条要求时,可采取弯钩或机械锚固措施,并应满足2.12.3节3的规定。当按计算需要设置弯起钢筋时,从支座起前一排的弯起点至后一排的弯终点的距离不应大于表2.13-2中“V>0.7ftbh0+0.05Np0”时的箍筋最大间距。

1.梁的纵向受力钢筋

梁的纵向受力钢筋应符合下列规定:

(1)伸入梁支座范围内的钢筋不应少于两根。

(2)梁高不小于300mm时,钢筋直径不应小于10mm;梁高小于300mm时钢筋直径不应小于8mm。

(3)梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm和1.5d;梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d。当下部钢筋多于两层时,两层以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍;各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和dd为钢筋的最大直径。

(4)在梁的配筋密集区域宜采用并筋的配筋形式。

2.梁钢筋的锚固长度

钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋,从支座边缘算起伸入支座内的锚固长度应符合下列规定:

(1)当V不大于0.7ftbh0时,不小于5d;当V大于0.7ftbh0时,对带肋钢筋不小于12d,对光圆钢筋不小于15dd为钢筋的最大直径。

(2)如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合本条(1)要求时,可采取弯钩或机械锚固措施,并应满足2.12.3节3(《混凝土结构设计规范》第8.3.3条)的规定。

(3)支承在砌体结构上的钢筋混凝土独立梁,在纵向受力钢筋的锚固长度范围内应配置不少于两个箍筋,其直径不宜小于d/4,d为纵向受力钢筋的最大直径;间距不宜大于10d,当采取机械锚固措施时箍筋间距尚不宜大于5dd为纵向受力钢筋的最小直径。

注:混凝土强度等级为C25及以下的简支梁和连续梁的简支端,当距支座边1.5h范围内作用有集中荷载,且V大于0.7ftbh0时,对带肋钢筋宜采取有效的锚固措施,或取锚固长度不小于15dd为锚固钢筋的直径。

3.梁钢筋的截断

钢筋混凝土梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断,当需要截断时,应符合以下规定:

(1)当V不大于0.7ftbh0时,应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于20d处截断,且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2la

(2)当V大于0.7ftbh0时,应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于h0且不小于20d处截断,且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2lah0之和。

(3)若按本条(1)、(2)确定的截断点仍位于负弯矩对应的受拉区内,则应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于1.3h0且不小于20d处截断,且从该钢筋强度充分利用截面伸出的延伸长度不应小于1.2la与1.7h0之和。

4.钢筋混凝土悬臂梁的配筋构造

在钢筋混凝土悬臂梁中,应有不少于2根上部钢筋伸至悬臂梁外端,并向下弯折不小于12d;其余钢筋不应在梁的上部截断,而应按2.13.2节中第8条(《混凝土结构设计规范》第9.2.8条)规定的弯起点位置向下弯折,并按2.13.2节7(《混凝土结构设计规范》第9.2.7条)的规定在梁的下边锚固。

5.梁内受扭纵向钢筋的构造

梁内受扭纵向钢筋的最小配筋率ρtl,min应符合下列规定:

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T/(Vb)>2.0时,取T/(Vb)=2.0。

式中 ρtl,min——受扭纵向钢筋的最小配筋率,取Astl/(bh);

b——受剪的截面宽度,按2.7.1节(《混凝土结构设计规范》第6.4.1条)的规定取用,对箱形截面构件,b应以bh代替;

Astl——沿截面周边布置的受扭纵向钢筋总截面面积。

沿截面周边布置受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm及梁截面短边长度;除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外,其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。

在弯剪扭构件中,配置在截面弯曲受拉边的纵向受力钢筋,其截面面积不应小于2.12.5节1(《混凝土结构设计规范》第8.5.1条)规定的受弯构件受拉钢筋最小配筋率计算的钢筋截面面积与按本条受扭纵向钢筋配筋率计算并分配到弯曲受拉边的钢筋截面面积之和。

6.梁的上部纵向构造钢筋应符合下列要求:

(1)当梁端按简支计算但实际受到部分约束时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋。其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4,且不应少于2根。该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于l0/5,l0为梁的计算跨度。

(2)对架立钢筋,当梁的跨度小于4m时,直径不宜小于8mm;当梁的跨度为4~6m时,直径不应小于10mm;当梁的跨度大于6m时,直径不宜小于12mm。

7.混凝土梁宜采用箍筋作为承受剪力的钢筋

当采用弯起钢筋时,弯起角宜取45°或60°;在弯终点外应留有平行于梁轴线方向的锚固长度,且在受拉区不应小于20d,在受压区不应小于10dd为弯起钢筋的直径;梁底层钢筋中的角部钢筋不应弯起,顶层钢筋中的角部钢筋不应弯下。

8.在混凝土梁的受拉区中,弯起钢筋的弯起点可设在按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面之前,但弯起钢筋与梁中心线的交点应位于不需要该钢筋的截面之外(图2.13-4);同时弯起点与按计算充分利用该钢筋的截面之间的距离不应小于h0/2。

当按计算需要设置弯起钢筋时,从支座起前一排的弯起点至后一排的弯终点的距离不应大于表2.13-2中“V>0.7ftbh0+0.05Np0”时的箍筋最大间距。弯起钢筋不得采用浮筋。

9.梁中箍筋的配置应符合下列规定:

(1)按承载力计算不需要箍筋的梁,当截面高度大于300mm时,应沿梁全长设置构造箍筋;当截面高度h=150~300mm时,可仅在构件端部l0/4范围内设置构造箍筋,l0为跨度。但当在构件中部l0/2范围内有集中荷载作用时,则应沿梁全长设置箍筋。当截面高度小于150mm时,可以不设置箍筋。

(2)截面高度大于800mm的梁,箍筋直径不宜小于8mm;对截面高度不大于800mm的梁,不宜小于6mm。梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径尚不应小于d/4,d为受压钢筋最大直径。

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图2.13-4 弯起钢筋弯起点与弯矩图的关系

1—受拉区的弯起点 2—按计算不需要钢筋“b”的截面 3—正截面受弯承载力图 4—按计算充分利用钢筋“a”或“b”强度的截面 5—按计算不需要钢筋“a”的截面 6—梁中心线

(3)梁中箍筋的最大间距宜符合表2.13-2的规定;当V>0.7ftbh0+0.05Np0时,箍筋的配筋率ρsv[ρsv=Asv/(bs)]尚不应小于0.24ft/fyv

表2.13-2 梁中箍筋的最大间距(mm)

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(4)当梁中配有按计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋应符合以下规定:

1)箍筋应做成封闭式,且弯钩直线段长度不应小于5dd为箍筋直径。

2)箍筋的间距不应大于15d,并不应大于400mm。当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时,箍筋间距不应大于10dd为纵向受压钢筋的最小直径。

3)当梁的宽度大于400mm且一层内的纵向受压钢筋多于3根时,或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时,应设置复合箍筋。

10.在弯剪扭构件中,箍筋的配筋率ρsv不应小于0.28ft/fyv

箍筋间距应符合表2.13-2的规定,其中受扭所需的箍筋应做成封闭式,且应沿截面周边布置。当采用复合箍筋时,位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积。受扭所需箍筋的末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不应小于10dd为箍筋直径。

在超静定结构中,考虑协调扭转而配置的箍筋,其间距不宜大于0.75b,此处b按2.7.1节(《混凝土结构设计规范》第6.4.1条)的规定取用,但对箱形截面构件,b均应以bh代替。

11.位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担;附加横向钢筋宜采用箍筋。

箍筋应布置在长度为2h1与3b之和的范围内(图2.13-5)。当采用吊筋时,弯起段应伸至梁的上边缘,且末端水平段长度不应小于2.13.2节7(《混凝土结构设计规范》第9.2.7条)的规定。

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图2.13-5 梁截面高度范围内有集中荷载作用时附加横向钢筋的布置

a)附加箍筋 b)附加吊筋

1—传递集中荷载的位置 2—附加箍筋 3—附加吊筋

附加横向钢筋所需的总截面面积应符合下列规定:

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式中 Asv——承受集中荷载所需的附加横向钢筋总截面面积;当采用附加吊筋时,Asv应为左、右弯起段截面面积之和;

F——作用在梁的下部或梁截面高度范围内的集中荷载设计值;

α——附加横向钢筋与梁轴线间的夹角。

12.折梁的内折角处应增设箍筋(图2.13-6)。箍筋应能承受未在压区锚固纵向受拉钢筋的合力,且在任何情况下不应小于全部纵向钢筋合力的35%。

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图2.13-6 折梁内折角处的配筋

由箍筋承受的纵向受拉钢筋的合力按下列公式计算:

未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的合力为

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全部纵向受拉钢筋合力的35%为

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式中 As——全部纵向受拉钢筋的截面面积;

As1——未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的截面面积;

α——构件的内折角。

按上述条件求得的箍筋应设置在长度s等于htan(3α/8)的范围内。

13.梁的腹板高度hw不小于450mm时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋。每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的间距不宜大于200mm,截面面积不应小于腹板截面面积(bhw)的0.1%,但当梁宽较大时可以适当放松。此处,腹板高度hw按2.6.1节1(《混凝土结构设计规范》第6.3.1条)的规定取用。

14.薄腹梁或需作疲劳验算的钢筋混凝土梁,应在下部1/2梁高的腹板内沿两侧配置直径8~14mm的纵向构造钢筋,其间距为100~150mm并按下密上疏的方式布置。在上部1/2梁高的腹板内,纵向构造钢筋可按2.13.2节13(《混凝土结构设计规范》第9.2.13条)的规定配置。

15.当梁的混凝土保护层厚度大于50mm且配置表层钢筋网片,应符合下列规定:

(1)表层钢筋宜采用焊接网片,其直径不宜大于8mm,间距不应大于150mm;网片应配置在梁底和梁侧,梁侧的网片钢筋应延伸至梁高的2/3处。

(2)两个方向上表层网片钢筋的截面积均不应小于相应混凝土保护层(图2.13-7阴影部分)面积的1%。

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图2.13-7 配置表层钢筋网片的构造要求

1—梁侧表层钢筋网片 2—梁底表层钢筋网片 3—配置网片钢筋区域

16.深受弯构件的设计应符合《混凝土结构设计规范》附录G的规定。

【例2.13-3】 受弯剪扭的钢筋混凝土T形截面构件如图2.13-8。混凝土为C30,纵筋为HRB400,箍筋为HPB300。假设构件所受的扭矩与剪力的比值为200,箍筋间距s=150mm,则翼缘部分按构造要求的最小箍筋面积和最小纵筋面积与( )组数据最为接近。

(A)34mm2,47mm2 (B)29mm2,43mm2

(C)62mm2,45mm2 (D)32mm2,58mm2

答案:(A)

解答:箍筋最小配筋率978-7-111-45870-8-Chapter02-662.jpg

受扭纵筋最小配筋率978-7-111-45870-8-Chapter02-663.jpg

受压翼缘箍筋最小配筋面积

Asvtf,min=ρsv,min×(bf-b)×s

=0.15%×(400-250)×150mm2=33.75mm2

受压翼缘受扭纵筋最小配筋面积

Astlf,min=ρtl,min×hf×(bf-b

=0.21%×150×(400-250)mm2=47.25mm2

故选(A)

【例2.13.4】 某钢筋混凝土正方形截面框架梁,截面尺寸为500mm×500mm,计算跨度为63m,跨中有一短挑梁,挑梁上作用有距梁轴线400mm的集中荷载P=250kN,梁上的均布荷载设计值(包括自重)g=9kN/m,混凝土为C25,纵筋为HRB400,箍筋为HRB335。截面有效高度h0=465mm。考虑梁的支座为固定端,则跨中纵向钢筋的最小配筋率与( )项数值最接近。

(A)0.20% (B)0.19% (C)0.37% (D)0.32%

答案:(C)

解答:fcu,k=25.0N/mm2fc=11.9N/mm2ft=1.27N/mm2

fy=360N/mm2fy′=360N/mm2fyv=300N/mm2Es=200000N/mm2

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图 2.13-8

梁所受扭矩978-7-111-45870-8-Chapter02-665.jpg

梁端所受剪力978-7-111-45870-8-Chapter02-666.jpg

受弯构件中纵向受拉钢筋最小配筋率

ρmin=max{0.20%,0.45ft/fy}=max{0.20%,0.16%}=0.20%

受扭构件中受扭纵筋最小配筋率

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梁跨中纵向受拉钢筋最小配筋率为:0.20%+0.171%=0.371%,故选(C)。

【例2.13-5】 已知构件的内折角位于受拉区,截面高度H=500mm,纵向受拉钢筋为4根直径18mm。设箍筋采用HPB300,纵向钢筋为HRB400,见图2.13-9。

当构件的内折角α=120.0°,纵向钢筋全部伸入混凝土受压区时,计算增设箍筋的面积最接近下列( )项数值。

(A)475mm2 (B)441mm2

(C)293mm2 (D)644mm2

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图 2.13-9

答案:(A)

解答:截面高度H=500mm,构件的内折角α=120°,全部纵向受拉钢筋的截面面积As=1018mm2

未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的截面面积As1=0mm2

钢筋抗拉强度设计值fy=360N/mm2,箍筋抗拉强度设计值fyv=270N/mm2

计算结果:未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的合力Ns1

978-7-111-45870-8-Chapter02-669.jpg [见式(2.13-3)(《混凝土结构设计规范》式(9.2.12-1))]

全部纵向受拉钢筋的合力的35%为

Ns2=0.7×360×1018×cos60°N=128268N [见式(2.13-4)(《混凝土结构设计规范》式(9.2.12-2))]

计算应增设的箍筋面积Asv

由箍筋承受的纵向受拉钢筋的合力Ns=max{Ns1Ns2}=128268N

978-7-111-45870-8-Chapter02-670.jpg

【例2.13-6】 已知位于梁截面高度范围内通过次梁传递的集中荷载设计值F=160kN,次梁的宽度b=250mm,高度h=400mm(包括楼板厚),主梁的截面高度为H=600mm,若仅采用附加吊筋(HRB335),则附加吊筋的数量最接近( )项配置。附加吊筋与梁轴线间夹角α=45.0°。

(A)2978-7-111-45870-8-Chapter02-671.jpg18 (B)2978-7-111-45870-8-Chapter02-672.jpg16 (C)2978-7-111-45870-8-Chapter02-673.jpg14 (D)2978-7-111-45870-8-Chapter02-674.jpg20

答案:(B)

解答:附加吊筋总截面面积978-7-111-45870-8-Chapter02-675.jpg

附加吊筋:2978-7-111-45870-8-Chapter02-676.jpg16,共四个截面,实配Asv=804mm2

【例2.13.7】 某框架结构的边框架梁,受有扭矩的作用,其截面尺寸及配筋,采用国标03G101-1平法表示于图2.13.10。该混凝土梁环境类别为一类,其混凝土强度等级为C35;钢筋采用HPB300和HRB400;抗震等级为二级,设计校审时对该梁有如下几种意见,试指出其中( )项意见是正确的,并写出其理由。

提示:该题中不执行规范中规定的“不宜”的限制条件。

(A)该梁设计符合规范要求

(B)该梁设计有一处违反规范条文

(C)该梁设计有二处违反规范条文

(D)该梁设计有三处违反规范条文

答案:(B)

解答:按2.13.2节5(《混凝土结构设计规范》9.2.5条),沿截面周边布置的受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm和梁截面宽。

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图 2.13.10