谈混凝土受弯构建设计的一般构造

【关键词】混凝土；受弯；构建；设计；一般构造 

　　截面上有弯矩和剪力共同作用，而轴力可以忽略不计的构件称为受弯构件。梁和板是建筑工程中典型的受弯构件，也是应用最广泛的构件。二者的区别仅在于，梁的截面高度一般大于截面宽度，而板的截面高度则远小于截面宽度。 

　　1 截面形式和尺寸 

　　楼板和梁是建筑结构中主要的受弯构件，楼梯梯段板、梯段梁和平台板、平台梁也都是受弯构件。所以，受弯构件可以归结为板和梁两类。 

　　1.1 板的截面形式和尺寸 

　　板的截面高度远小于板的跨度，现浇板一般为矩形截面，预制板的截面形式有槽形板、空心板(多孔板)等。 

　　根据板的受力(或传力)情况可将板分为单向板、双向板和悬臂板三种类型。单向板和悬臂板单向传力，类似于梁，双向板沿两个方向传力。单向板包括对边支承的板，长向跨度l1与短向跨度l2之比l1／l2≥3.0的四边支承板；双向板包括两邻边支承板、三边支承板和l1／l2≤2.0的四边支承板。对于2.0< l1／l2<3.0的四边支承板，宜按双向板计算，也可按沿短向跨度方向的单向板计算，此时沿长边方向应布置足够数量的构造钢筋。 

　　1.2 梁的截面形式和尺寸 

　　混凝土梁的截面形式主要有矩形、T形、十字花篮形。若将T形梁的翼缘部分去掉一半，则形成所谓的倒L形。现浇楼盖梁一般采用矩形截面、T形截面，边梁可按倒L形考虑；预制梁可采用矩形、T形和花篮形截面。 

　　梁的截面高度h ，可由给出的高跨比h／l0初步确定( l0为梁的计算跨度，超过9m时，表值乘1.2)。当h≤800mm时，取50mm的倍数；当h>800mm时，取100mm的倍数。 

　　梁的截面宽度(或肋宽) b，对矩形截面b＝h／3.5～h／2.5，对T形截面b＝h／4～h／2.5。当b<200mm 时，可取100mm、120mm、150mm、180mm；当b≥200mm时，取50mm的倍数。 

　　2 板的配筋构造 

　　双向板内两个正交方向都应配置受力钢筋，板边、板角处配置构造钢筋；单向板内通常配置受力钢筋和分布钢筋。 

　　单向板内的分布钢筋属于构造钢筋，布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋相互垂直，并在交点处绑扎或焊接。分布钢筋的作用是固定受力钢筋的位置，抵抗混凝土因温度变化及收缩产生的拉应力，还可将板上荷载均匀分布(传递)给受力钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽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％；分布钢筋的间距不宜大于250mm，对集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。 

　　3 梁的配筋构造 

　　3.1 梁内钢筋 

　　3.1.1 纵向受力钢筋钢筋沿梁跨度方向位于受拉区底部，承受弯矩在梁内产生的拉应力，此时的截面称为单筋截面；有时由于弯矩较大，在受压区也布置钢筋和混凝土一起承受压应力，这时的截面称为双筋截面。 

　　3.1.2 架立钢筋设在梁的受压区外缘两侧，和纵向受力钢筋平行。架立钢筋依构造而设，一般只有两根且直径较细，所以不考虑其分担的压应力。架立钢筋的作用一是固定箍筋的正确位置，形成骨架；二是承受因温度变化和混凝土收缩所产生的应力，防止产生收缩裂缝。双筋梁受压区配置的纵向受压钢筋，可兼作架立钢筋。 

　　3.1.3 箍筋沿梁长按一定间距放置，在侧立面上可以封闭，也可以不封闭。箍筋主要承受梁的剪力；还能联系梁内的受拉及受压纵向受力钢筋使其共同工作；也能固定纵向受力钢筋的位置，利于浇筑混凝土。 

　　箍筋由抗剪计算和构造要求确定。对截面高度大于800mm的梁，箍筋直径不宜小于8mm；对截面高度为800mm及以下的梁，箍筋直径不宜小于6mm；对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。 

　　3.1.4 弯起钢筋纵向受拉钢筋在梁支座附近向上弯起，称为弯起钢筋。弯起部分承担剪力作用，弯起后的水平段可以承担梁支座附近的负弯矩。弯起钢筋对梁而言，需要才配置，可有可无；而箍筋却是必需的。 

　　3.1.5 纵向构造钢筋当梁截面较高时，为了防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，增强钢筋骨架的刚度，增强梁的抗扭作用，需在粱高的中部两侧沿纵向设置水平构造钢筋。规范规定，当梁的腹板高度hw≥450mm时，每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1％，且其间距不宜大于200mm。这种水平构造钢筋又称为腰筋。同一高度两侧的腰筋用拉筋予以固定，拉筋直径与箍筋直径相同，间距是箍筋间距的2倍。截面的腹板高度hw取值为：对矩形截面，取有效高度；对T形截面，取有效高度减去翼缘厚度；对I形截面，取腹板净高。 

　　3.2 混凝土保护层厚度 

　　混凝土的保护层厚度是指钢筋边缘至构件截面表面之间的距离。保护层的作用，一是保护钢筋不直接受到大气的侵蚀，防止生锈，保证构件的耐久性；二是在发生火灾时避免钢筋过早软化，提高耐火极限；三是保证钢筋和混凝土有良好的黏结性能，共同工作。 

　　3.3 钢筋间净距 

　　为了保证钢筋周围混凝土的浇筑质量，避免因钢筋锈蚀而影响结构的耐久性，增强钢筋和混凝土之间的黏结能力，梁的纵向受力钢筋间必须留有足够的净间距。下部钢筋的净距离不小于25mm且不小于受力钢筋最大直径；上部钢筋净距离不小于30mm且不小于受力钢筋最大直径的1.5倍。当梁的下部纵向钢筋布置成两层时，上下钢筋必须对齐；钢筋布置超过两层时，两层以上的钢筋中距应比下面两层增加一倍。 

　　4 截面有效高度 

　　受拉钢筋合力中心到混凝土受压区边缘的距离，称为截面的有效高度，用h0表示。截面的有效高度在钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件的设计计算中都要用到。钢筋受力均匀，极限状态下应力都能达到ƒy，所以合力中心就是钢筋截面重心(形心)。设钢筋重心到混凝土受拉区边缘的距离为as，则有 

　　h0＝h-as 

　　as与混凝土保护层厚度c和钢筋的直径有关。设钢筋的外径为d′，公称直径为d，对于光圆钢筋二者相等，对于变形钢筋由于肋的存在，使得两者不相等。 

　　参考文献: 

　　[1]施楚贤．建筑结构理论与设计．中国建工出版社，1992 

　　[2]刘立新等．建筑结构设计．全国砌体结构学术论文集．杭州，1999.9