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钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法很明显,理论上来说一定是弯矩最大处,也就是梁的下部会最先出现裂缝。力学实验也验证了,下部钢筋受拉会断,上部受压钢筋会在中部被挤压成“灯笼”。请看下面的力学示意图,可以看出搭接处的受力为挤压力,压力则是安全受力,跨中上部、支座下部受挤压力;梁跨中下部,支座上部受拉力。答案一定是梁最终会断裂,那么,想想裂缝最先出现在什么地方呢? 1.梁的上下部钢筋搭接位置原理 首先我们来看一下梁最基本的一种破坏时的情形。一根梁,两端都有支座,我们把它暂时理解简化为简支梁结构,我们在中间施加压力,且不断的增加压力,想想会出现什么情况呢?

从钢筋受力基本原理理解钢筋《平法》—告别你的习以为常

大家好,我是宇李工作室的老宇

今天和大家聊一聊钢筋受力基本原理的学习和应用

钢筋受力基本原理是学习《平法》的基础知识,只有掌握了基本原理,才能理解平法为什么要那么做。比方说梁的钢筋,为什么上部钢筋只能在梁跨中搭接?而下部钢筋就只能在支座旁边三分之一跨的长度范围内搭接?如果不知道原理,不多问一个“为什么”,就不能真正说“懂”。在实际运用中就因理解不足而出现偏差。从加强对原理的理解开始,举一反三,培养学以致用,以用为学,在思考中实践,在实践中思考的好习惯,才能更好完成工作。

1.梁的上下部钢筋搭接位置原理

首先我们来看一下梁最基本的一种破坏时的情形。

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(1)

一根梁,两端都有支座,我们把它暂时理解简化为简支梁结构,我们在中间施加压力,且不断的增加压力,想想会出现什么情况呢?

答案一定是梁最终会断裂,那么,想想裂缝最先出现在什么地方呢?

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(2)

很明显,理论上来说一定是弯矩最大处,也就是梁的下部会最先出现裂缝。力学实验也验证了,下部钢筋受拉会断,上部受压钢筋会在中部被挤压成“灯笼”。请看下面的力学示意图,可以看出搭接处的受力为挤压力,压力则是安全受力,跨中上部、支座下部受挤压力;梁跨中下部,支座上部受拉力。

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(3)

可以想象,假如梁的下部钢筋在跨中处搭接,结果会是怎么样?结果一定是在跨中搭接,受到梁内部最大的拉力,非常容易断裂了!

同理:梁的上部钢筋在支座两边三分之一处搭接,结果会是怎么样?结果一定是受到梁内部很大的拉力,非常容易断裂了!

可以引出《平法》中那些构造做法:

①梁上部要有支座负筋,并且通常伸入支座三分之一跨长;

②梁的上部钢筋要在跨中搭接;下部钢筋要在支座两边三分之一跨长处搭接;

③支座的两端需要箍筋加密;

......

结论就是一定要上部钢筋避开核心区、箍筋加密区,尽可能在跨中搭接,下部钢筋一定要避开跨中附近搭接,要在支座两边三分之一跨长处搭接。否则就会影响到钢筋混凝土结构的结构安全。

2.锚固、搭接的受力基本原理

锚固、搭接是建筑人最熟悉不过的词了,但我们真的了解它的真正含义吗?

(1)钢筋的锚固概念

钢筋的锚固从概念上来说;是指钢筋被包裹在混凝土中,是使两者能共同工作以承担各种应力的合理长度,那怎么才算是合理呢?就是找到一个 临界点,钢筋刚好拔出混凝土的那一瞬间,刚好断裂。这样做刚好充分的利用了钢筋的强度。

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(4)

锚固长度和什么有关系呢?看看16G101-1中57页图集中我们就会发现:

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(5)

①和混凝土的强度相关,就是混凝土的强度越高锚固长度越短,这个也很好理解混凝土的强度越高对钢筋的握裹力越大所需要的长度自然就越短。

②和钢筋的直径和级别正相关,钢筋的直径越大、级别越高受力越大,自然需要的锚固长度越长。

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③和抗震等级正相关,抗震等级越高受力越大,自然需要的锚固长度也越长。

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(7)

(2)、那搭接又是什么呢,钢筋的搭接长度是如何确定的?搭接和锚固的区别又是什么呢?

在理想情况下,钢筋当然是能不需要搭接最好,但由于钢筋生产、运输及加工等原因,并不能长到刚刚好的长度。市场上钢筋一般是9米或12米的规格。这就是为什么要有搭接。

①钢筋的搭接有两种形式绑扎搭接、焊接和机械连接。

那钢筋的搭接长度是如何确定呢?

先说什么是绑扎搭接,绑扎搭接钢筋之间能够传力是由于钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用。两根相背受力的钢筋分别锚固在搭接连接区段的混凝土中,都将应力传递给混凝土,从而实现了钢筋之间的应力过渡。

因此,绑扎搭接传力的基础原理是锚固。这里参考锚固的 临界点概念,钢筋刚好拔出混凝土的那一瞬间,刚好断裂,临界值是一个钢筋锚固长度即可。为什么绑扎搭接的长度要比锚固长度长呢?是因为搭接钢筋之间的缝间混凝土会因剪切而迅速破碎,握裹力受到削弱,导致搭接钢筋的锚固强度减小,所以与锚固长度相比,搭接长度应予加长。此外,由于锥楔作用造成的径向力引起了两根钢筋之间的分离趋势。因此,搭接钢筋之间容易发生纵向劈裂裂缝,必须有较强的围箍约束以维持锚固。

钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(8)

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钢筋根据受力情况如何划分,从钢筋受力基本原理理解钢筋平法(10)

②搭接和锚固的区别又是什么?

钢筋的锚固一般指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或相邻构件端部构造中,包括直线及弯折部分。搭接只是为了解决钢筋的长度不够问题而已。

简单说,在梁锚柱的情况下,梁放进柱子里节点长度是锚固,在梁中间一根钢筋不够长两根钢筋接起来就是搭接。 钢筋锚固搭接都还有很多具体的要求,不光是长度,还有断点位置,在不同的构件中可以断开和搭接的位置是不一样的,搭接的地方有的可以焊接,有的不行。搭接和锚固的问题很多也很重要,以后会有新的专题来讲。

  1. 受力钢筋布置位置靠外定律

这个很好理解哪种钢筋受力更大,它就更靠外,在这里不深究列举如下,大家可以参考发挥

(1)、梁的1排2排3排钢筋布置。无论是上部钢筋还是下部钢筋都是靠外受力更大;

(2)、独立基础的钢筋、板及楼梯的钢筋:长向钢筋在下,短向在上;

(3)、悬挑梁悬挑板都是受力钢筋在外。

(4)、剪力墙钢筋由外到内是:第一层,剪力墙水平钢筋,因为剪力墙主要是承受水平荷载的;第二层,剪力墙的竖向钢筋和暗梁的箍筋(同层);第三层,暗梁的水平钢筋。对于承受土压力的剪力墙,剪力墙的钢筋是垂直筋在外,水平筋在内;

好、今天就分享到这里,谢谢大家!

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