2019一級結構工程師《鋼筋混凝土結構》講義：第四章第一節(jié)

4.1 梁、板的一般構造

受彎構件主要是指梁與板。與構件軸線相垂直的截面稱為正截面。梁、板正截面受彎承載力要求滿足

M　≤ Mu (4-1)

式中 M ——正截面的彎矩設計值。在承載力計算中，M是已知的;

Mu ——正截面受彎承載力的設計值，它是由正截面上材料所立生的抗力，這里的下角碼u是指極限值(Ultimatevalue)。

4.1.1 截面形狀和尺寸

1.截面形狀

梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等對稱和不對稱截面。

2. 梁、板的截面尺寸

(1) 梁的高度h

根據高跨比(h/l)來估算梁高h：次梁 1/20～1/25，主梁 1/12～1/15。一般取 h= 250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以下的級差為5Omm，以上的為l00mm。

(2) 梁的寬度b

根據高寬比(h/b)來估算矩形截面的寬度或T形截面的肋寬b: 矩形梁的高寬比 2.0～3.5; T 形梁的高寬比 2.5～4.0(此處b為梁肋寬)。一般取 b = 100、120、150、200、250和300mm，300mm以下的級差為50mm。

(3) 現澆板的寬度一般較大，設計時可取單位寬度(b=1000mm)進行計算。

(4) 現澆板的厚度h

根據板的跨度L來估算板的厚度h：單跨簡支板 h ≥ L/35;多跨連續(xù)板 h ≥ L/40;懸臂板 h ≥ L/12。另外尚應滿足表4-1的現澆鋼筋混凝土板的最小厚度要求。

4.1.2 材料選擇與一般構造

1. 混凝土強度等級

梁、板常用的混凝土強度等級是C20、C30、C40。提高混凝土強度等級對增大受彎構件正截面受彎承載力的作用不顯著。

2. 鋼筋強度等級及常用直徑

(1) 梁的鋼筋強度等級和常用直徑

1) 縱向受力鋼筋

梁中縱向受力鋼筋宜采用HRB400級或RRB400級(Ⅲ級)和HRB335級(Ⅱ級)，常用直徑為12mm, 14mm, 16mm, 18mm, 20mm, 22mm和25mm。根數最好不少于3(或4)根。設計中若采用兩種不同直徑的鋼筋，鋼筋直徑相差至少2mm,以便于在施工中能用肉眼識別。

為了便于澆注混凝土，以保證鋼筋周圍混凝土的密實性，縱筋的凈間距應滿足圖4-2所示的要求。

2) 架立鋼筋

對于單筋矩形截面梁，當梁的跨度小于4m時，架立鋼筋的直徑不宜小于8mm;當梁的跨度等于4～6m時，不宜小于l0mm;當梁的跨度大于6m時，不宜小于12mm。

3) 梁的箍筋

宜采用HPB235級(Ⅰ級)、HRB335(Ⅱ級)和HRB400級(Ⅲ級)的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm和l0mm。

(2) 板的鋼筋強度等級及常用直徑

板內鋼筋一般有縱向受拉鋼筋與分布鋼筋兩種。

1) 板的受力鋼筋

板的縱向受拉鋼筋常用HPB235級(Ⅰ級)、HRB335級(Ⅱ級)和HRB400級(Ⅲ級)鋼筋，常用直徑是6mm、8mm、l0mm和12mm，其中現澆板的板面鋼筋直徑不宜小于8mm。如圖4-3所示。

為了便于澆注混凝土，以保證鋼筋周圍混凝土的密實性，板內鋼筋間距不宜太密，為了正常地分擔內力，也不宜過稀。鋼筋的間距一般為70～200 mm;當板厚h≤150mm，不宜大于200 mm;當板厚h>150mm，不宜大于1. 5h，且不應大于250mm。

2)板的分布鋼筋

當按單向板設計時，除沿受力方向布置受拉鋼筋外，還應在受拉鋼筋的內側布置與其垂直的分布鋼筋。

分布鋼筋宜采用HPB235級(Ⅰ級)和HRB335級(Ⅱ級)的鋼筋，常用直徑是6mm和8mm。單位長度上分布鋼筋的截面面積不應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%;分布鋼筋的間距不宜大于250mm。

板中分布筋的作用：① 把荷載分布到板的各受力鋼筋上去;② 承擔混凝土收縮及溫度變化在垂直于受力鋼筋方向所產生的拉應力;③ 固定受力鋼筋的位置。

(3) 縱向鋼筋在梁、板截面內的布置要求

1) 下部鋼筋水平方向的凈距不小于鋼筋直徑d，也不小于25mm;上部鋼筋的凈距則不應小于1.5d，也不應小于30mm。

2) 豎向凈距不小于鋼筋直徑也不應小于25mm。

3)梁的縱向受力鋼筋有時須放置成兩層，甚至還有多于兩層的。上、下鋼筋應對齊，不能錯列，以方便混凝土的澆搗。

4)當梁的下部鋼筋多于兩層時，從第三層起，鋼筋的中距應比下面兩層的中距增大一倍。

(4) 縱向受拉鋼筋的配筋百分率

1) 截面的有效高度ho

設正截面上所有縱向受拉鋼筋的合力點至截面受拉邊緣的豎向距離為as ，as = c + d/2(c為混凝土保護層厚度)。則合力點至截面受壓區(qū)邊緣的豎向距離

ho = h - as

h是截面高度，對正截面受彎承載力起作用的是h0，而不是h，所以稱h0為截面的有效高度。

2) 縱向受拉鋼筋的配筋百分率

ρ = As / bho(%) (4-2)

式中 As —— 縱向受拉鋼筋的總截面面積，單位為mm2;

bho ——截面的有效面積，b是截面寬度。

3. 混凝土保護層厚度

(1) 定義：縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離，稱為混凝土保護層厚度，用c表示。

(2)混凝土保護層有三個作用：① 保護縱向鋼筋不被銹蝕(防銹);② 在火災等情況下，使鋼筋的溫度上升緩慢(防火);③ 使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(粘結力)。

(3) 混凝土保護層最小厚度

梁、板、柱的混凝土保護層厚度與環(huán)境類別和混凝土強度等級有關。此外，縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度尚不應小于鋼筋的公稱直徑。