浅谈钢筋混凝土梁的配筋

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  【摘 要】在建筑结构中,受弯构件指截面上有弯矩和剪力作用的构件。梁为典型的受弯构件。在破坏荷载作用下,构件可能在弯矩较大处沿着与梁的轴线垂直的截面(正截面)发生破坏,也可能在支座附近沿着与梁的轴线倾斜的截面(斜截面)发生破坏。
  【关键词】正截面;斜截面;超筋梁;配筋
  一、钢筋混凝土梁的正截面破坏
  (1)少筋梁。梁内纵向受拉钢筋配置过少。当受拉区出现裂缝后,混凝土退出工作,拉力几乎全部由钢筋承担,如果纵向受拉钢筋数量太少,使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度,而这时受压区混凝土尚末被压碎,这种破坏称为少筋破坏。少筋梁破坏时,裂缝宽度和挠度都很大,破坏突然,为脆性破坏。少筋梁截面尺寸一般都比较大,受压区混凝土的强度没有充分利用,既不安全又不经济,设计时不允许采用少筋梁。(2)超筋梁。梁内纵向受拉钢筋配置过多,在受拉钢筋屈服之前,受压区的混凝土已经被压碎,破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变,梁的截面破坏,这种破坏称为超筋破坏。由于梁破坏前的挠度很小,破坏很突然,没有预兆,这种破坏称为脆性破坏。超筋梁不仅破坏突然,而且用钢量大,既不安全又不经济,设计时不允许采用超筋梁。(3)适筋梁。适筋梁的配筋率在正常范围内,它的破坏不是突然发生的,破坏前有明显的裂缝和挠度,这种破坏称为塑性破坏。适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用,且破坏前有明显的预兆,故在正截面强度计算时,应控制钢筋的用量,将梁设计成适筋梁。
  二、钢筋混凝土梁的斜截面破坏
  (1)斜拉破坏。当剪跨比较大时,斜裂缝方向与梁纵轴线之间的夹角很小,斜裂缝很平,如果穿过斜裂缝的纵向受拉钢筋不能有效约束斜裂缝宽度的开展和长度的延伸,则会出现和正截面抗弯中少筋梁类似的“一裂即坏”。它破坏前产生的变形很小,破坏突然,属于脆性破坏,工程中应避免发生此种破坏。(2)斜压破坏。剪跨比过小时,斜裂缝很陡,被支座和集中荷载作用点连线附近两条大致平行的主要斜裂缝分割出来的混凝土斜柱在斜压力作用下首先被压坏。由于破坏始于混凝土,所以和正截面抗弯中的超筋梁类似,破坏突然,属于脆性破坏,工程中也应避免发生此种破坏。(3)剪压破坏。当剪跨比适度时,斜裂缝既不很平也不很陡,穿过斜裂缝的纵向受力钢筋在一定程度上约束斜裂缝宽度的开展和长度的延伸,又能在剪压区混凝土破坏前屈服。因此斜裂缝宽度的开展和长度的延伸有一个进一步增加荷载的过程,破坏前有比较明显的预兆,和正截面抗弯中的适筋梁破坏类似,可以认为它是塑性破坏。斜截面受剪承载力计算公式以此种破坏形式来建立。
  三、钢筋混凝土梁的配筋
  (1)纵向受力钢筋。纵向受力钢筋一般布置在梁的受拉区,承受由于弯矩作用而产生的拉力,常用HPB235,HRB335,HRB400级钢筋。有时在构件受压区也配置纵向受力钢筋,与混凝土共同承受压力。纵向受力钢筋的数量一般不得少于两根;当梁宽小于100mm时,可为一根。纵向受力钢筋应沿梁宽均匀分布,尽量排成一排;当钢筋根数较多时,一排排不下,可排成两排。纵向受力钢筋的间距应满足图2A311013-1的要求,以保证混凝土浇筑质量。(2)箍筋。箍筋主要承担剪力,在构造上还能固定受力钢筋的位置,以便绑扎成钢筋骨架。箍筋常采用HPB235钢筋,其数量(直径和间距)由计算确定。即使计算不需要箍筋,只要梁高大于300mm,也应全长设置箍筋。箍筋的直径根据梁高确定,梁高小于800mm时,箍筋直径不小于6mm;梁高大于800mm时,直径不小于8mm;配有纵向受压钢筋时,直径还应不小于d/4(d为纵向受压钢筋的最大直径)。箍筋的最大间距不得超过规范的有关规定。箍筋的肢数有单肢、双肢、四肢。梁宽b≤120mm采用单肢箍;120mm800mm时,弯起角为60°(4)架立钢筋。设置在梁的受压区且平行于纵向受拉钢筋,承担混凝土收缩和温度变化时产生的应力。如有受压纵筋时,受压纵筋可兼作架立钢筋,架立钢筋应伸至梁的支座。架立钢筋的直径应不小于国家规定的要求。
  当前,我国的基础设施建设正处于高速发展中,在房屋,桥梁等结构中都有大量的钢筋混凝土梁存在,在设计工作中一定要正确配筋,既要保证安全,保证破坏形式为塑性破坏,又要满足经济性要求,避免不必要的浪费。
  参 考 文 献
  [1]中华人民共和国建设部编.GB50010-2002混凝土结构设计规范
  [M].北京:中国建筑工业出版,2002
  [2]李乔.混凝土结构设计原理[M].北京:中国铁道出版社,2009
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