梁底受拉钢筋为何没有最大配筋率要求审批稿
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框架梁设计要点(Ver1.0 2008.7):1、框架梁纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。
(高规P55,第6.3.2条)注意:电算中某些框架梁计算配筋很大,实配易超筋;或某些梁不定义为框梁,如与斜柱相连的梁。
2、抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。
(高规P55,第6.3.2条)注意:实配。
3、抗震设计时,梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应符合下表(高规P56,表6.3.2-2);当梁端纵向钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径应增大2mm。
(高规P55,第6.3.2条)注意:梁高小时箍筋最大间距需按hb/4控制;纵向钢筋配筋率大于2%时,一级框梁最小直径需为12。
4、梁纵向钢筋配置,沿梁全长顶、底至少各两根,一、二级不小于2Φ14,且不应小于梁两端顶底较大值的1/4;三、四不小于2Φ12。
(高规P56,第6.3.3条)5、纵向钢筋搭接长度范围内箍筋间距,受拉不应大于搭接钢筋较小直径的5倍及100mm;受压不应大于搭接钢筋较小直径的10倍及200mm。
(高规P57,第6.3.5条)6、框架梁的纵向钢筋不应与箍筋、拉筋及埋件等焊接。
(高规P58,第6.3.6条)7、跨高比≥5的连梁宜按框架梁进行设计。
(高规P69,第7.1.8条)8、不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。
(高规P70,第7.1.10条)9、连梁配筋应满足要求。
(高规P83,第7.2.26条)注意:顶层与其他层构造做法不同;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋的面积配筋率不应小于0.3%。
10、外框筒梁与内筒连梁构造应符合要求。
(高规P94,第9.3.7条)11、跨高比不大于2的框筒梁和内筒连梁宜采用交叉暗撑,跨高比不大于1的框筒梁和内筒连梁应采用交叉暗撑。
(高规P94,第9.3.8条)12、框支梁构造应符合要求。
(高规P98,第10.2.8条)13、连体结构连接体及相邻结构构件抗震等级应提高一级。
受弯构件正截面承载力计算---最大配筋率和最小配筋率0 引言配筋率是'受弯构件正截面承载力计算'最核心的概念, 配筋率与其它参数紧密关联, 为了加强学习效果, 这个笔记简要总结了配筋率的定义与计算逻辑.1 截面配筋率截面配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值(化为百分数表达)。
这个定义其实有些模糊不清, 直接使用计算参数定义更清晰一些, 即配筋率是纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效面积b×h0的比值. 其中b是截面宽度, h0是截面的有效高度, 用ρ表示。
2 最小配筋率他条件均相同(包括混凝土和钢筋的强度等级与截面尺寸)而纵向受拉钢筋的配筋率不同的梁将发生不同的破坏形态,破坏形态不同的梁其正截面受弯承载力也不同,通常是超筋梁的正截面受弯承载力最大,适筋梁次之,少筋梁最小,但超筋梁与少筋梁的破坏均属于脆性破坏类型,不允许采用,而适筋梁具有较好的延性,提倡使用。
当配筋率减少,混凝土的开裂弯矩等于受拉区钢筋屈服时的弯矩时,裂缝一旦出现,钢筋应力立即达到屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率。
最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限。
当梁的配筋率由逐渐减小,梁的工作特性也从钢筋混凝土结构逐渐向素混凝土结构过渡,所以,可按采用最小配筋率的钢筋混凝土梁在破坏时,正截面承载力等于同样截面尺寸、同样材料的素混凝土梁正截面开裂弯矩标准值的原则确定。
控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。
规范要求最小配筋率不得小于0.2%, 如下表所示。
最小配筋率取0.2%和按钢筋抗拉强度及抗压强度计算的最大值, 为防止出现少筋梁状况, 计算的截面配筋率必须大于最小配筋率.3 最大配筋率当配筋率增大到使钢筋屈服弯矩约等于梁破坏时的弯矩时,受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎几乎同时发生,这种破坏称为平衡破坏或界限破坏,相应的配筋率称为最大配筋率。
4 少筋梁、适筋梁和超筋梁实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁;大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称为适筋梁;大于最大配筋率的梁称为超筋梁。
梁的配筋设计一般控制要求一、梁的纵筋配筋率1梁支座纵向受拉钢筋最大配筋率《高规》6.3.3.1:抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%,不应大于2.75%;当梁端受拉钢筋的配筋率大于2.5%时,受压钢筋的配筋率不应小于受拉钢筋的一半。
2、梁支座纵向受拉钢筋最小配筋率1 ).《高规》63.2.2:纵向受拉钢筋的最小配筋百分率Pmin(%),非抗震设计时,不应小于O.2和45ft∕fy二者的较大值;抗震设计时,不应小于表6.3.2-1规定的数值。
2 ).《高规》10.2.7.1:转换梁上.下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一.和二级分别不应小于0.60%.0.50%和0.40%o3、梁跨中纵向受拉钢筋最小配筋率1 ).《高规》6.3.2.2:纵向受拉钢筋的最小配筋百分率Pmin(%),非抗震设计时,不应小于O.2和45ft∕fy二者的较大值才亢震设计时,不应小于表6.3.2-1规定的数值。
2 ).《高规》1027.1:转换梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一、和二级分别不应小于0.60%、0.50%和0.40%o二、上下铁比值1梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积比值1 ).《混规》9.2.6.1: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∣0∕5,IO为梁的计算跨度。
2 ).《高规》63.2.3:抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.302、梁通长筋与梁两端顶面和底面纵向钢筋截面面积比值《高规》633.2:沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向配筋,一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4;三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mmβ三、钢筋直径1梁箍筋最小直径1) .《抗规》6.3.3:梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径数值应增大2mmβ2) .《高规》10.2.7.2:转换梁,离柱边1.5倍梁截面高度范围内的梁箍筋应加密,加密区箍筋直径不应小于Iomm、间距不应大于IOOmm0加密区箍筋的最小面积配筋率,非抗震设计时不应小于0∙9ft/fyv;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于1.3ft∕fyv、1.2ft∕fyv和1.Ift/fyv。
建筑工程钢筋混凝土构件最大与最小配筋率各种钢筋混凝土构件最大与最小配筋率,规范、规程及有关构造手册中均以做出明确规定,但合理配筋率要根据设计师的设计历练、扎实的结构知识、丰富的经验、构件的受力特性以及结构设计的整体性思维等来确定。
1.混凝土构件配筋首先满足受力、裂缝、变形要求;2.受弯构件如板配筋率最好控制在0.25-0.5%之间,钢筋直径在Φ8-Φ12之间,钢筋间距在100-200mm之间,配筋率较小时对控制混凝土收缩裂缝不利,配筋率较大不经济。
混凝土板厚在构造手册中有规定,板配筋优化的空间很大,根据跨度、荷载布置情况,应多做比较,才能找到平衡点。
3.梁构件配筋率最好控制在0.5-1.2%之间,梁配筋主要取决于梁高合理性及荷载大小,若依据建筑空间需要做宽扁梁,计算配筋会偏大。
但造价不要由结构专业去主导,应结合其他专业综合分析考虑。
4.柱、剪力墙属受压或偏心受压构件,其配筋一般有构造控制,在满足最小配筋率基础上,适当提高配筋率,钢筋间距最好控制在200mm以下,能更好约束混凝土、控制裂缝。
注意:受力柱钢筋直径在16-25之间,市场供应充足,施工便于用直螺纹连接。
直螺纹连接与焊接造价相差不多,施工简单,节约钢筋。
5.构造需要截面较大构件,如地下室外墙,在满足最小配筋率基础上,配筋率最好控制在0.5%以上,钢筋间距150mm以下,严格控制裂缝,满足防水需要。
6.基础等以冲切、抗剪控制的混凝土构件,满足受力及最小配筋率即可。
7.建筑构造装饰性混凝土构件,配筋率在满足受力需求上,一般不控制最小配筋率,但做好拉结,确保安全。
8.柱的体积配箍率,从抗震角度,取值应保守些,应高于规范中的限值,对约束混凝土,提高抗倒塌能力有益处,也能够实现“强柱弱梁"的设计准则。
最大配筋率是提示你不要超筋,最小配筋率是构造要求,合理配筋率是控制截面设计的依据之一。
下面是框架梁的配筋率要求:纵向受拉钢筋的最小配筋百分率ρmin(%),非抗震设计时,不应小于0.2和45ft/fy二者的较大值;抗震设计时,不应小于高规下表6.3.2-1规定的数值;抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%;且抗震设计时,计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比值,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35;柱全部纵向钢筋的配筋率,不应小于高规下表6.4.3-1的规定值,且柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%;抗震设计时,对Ⅳ类场地上较高的高层建筑,表中数值应增加0.1;柱全部纵向钢筋的配筋率,非抗震设计时不宜大于5%、不应大于6%,抗震设计时不应大于5%。
梁板柱最小配筋率、最大配筋率梁板柱最小配筋率、最大配筋率混凝土结构设计规范GB 50010-2002 10.3.1.1全截面纵向钢筋配筋不宜大于5%全国民用建筑工程设计技术措施(结构9.4.3.1)1、框架柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%(角钢筋可重复计算)2、框架柱全截面最小配筋率:注:1 当混凝土强度等级为C60及以上时,除特一级外,表中的数值应增加0.12 当使用HRB400、RRB400级钢筋时,除特一级外,表中的数值应允许减少0.1钢筋混凝土设计规范 GB 50010-2002 表9.5.1钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)注:1 受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1;当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中规定增大0.1。
2 偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑。
3 受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏小受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋率应按照全截面面积计算;受弯构件、大偏小受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘(b f'-b)h f'后的面积计算。
4 当钢筋沿构件截面周边布置时,“一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边的一边布置的纵向钢筋。
钢筋混凝土设计规范 GB 50010-2002 9.5.2对卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。
钢筋混凝土设计规范 GB 50010-2002 10.1.9现浇板温度钢筋最小配筋率:板的上下表面,沿板的纵、横两个方向的钢筋率均不宜小于0.1% 钢筋混凝土设计规范 GB 50010-2002 10.5.9剪力墙水平钢筋和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.2钢筋混凝土设计规范 GB 50010-2002 10.3.1梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。
关于最小配筋率最大配筋率关于最小配筋率最大配筋率与梁高的取值第一是最小配筋率,最小配筋率的确定理论原则应该是受弯构件的第一阶段末,即截面受拉区砼开裂临界状态,此时的配筋应能承担砼开裂后转嫁的全部拉应力,故与全截面有关,应用全截面。
第二是正常的配筋率或最大配筋率,针对的是受弯构件第三阶段,即极限破坏状态,此时截面只与有效高度有关,保护层多厚都无用,故采用有效高度。
______配筋率首先要满足砼本身的要求,(参见大家上学时的混凝土教材正截面受压计算)。
混凝土受压区高度不能无限增大,太大时会在钢筋屈服前压溃,超筋破坏。
所以教材上是控制ξb(常用材料在0.5附近),所以我们的受拉钢筋配筋梁受ξb不能超过一定值,这个值随着截面尺寸砼等级钢筋等级保护层厚度的不同,值也不同。
我通过列表计算得出的结论是:对于常用材料和截面,梁的配筋率(即有效截面配筋率,不要搞错配筋率概念)一般在2.0%,全截面配筋率一般在2.0%以下(这句话相对于上句话似乎是废话,呵呵,但对于实际配筋时有很大方便)。
对于抗震梁(常见的为框架梁),除了控制上面的第二条外。
还需要满足,砼规11.3.1可知框架梁配筋率宜满足1.≤2.5%2.ρ≤α1ζbfc/fy ρ=(As'-As)/bhoξb=0.35(二、三级框架)=0.25(一级框架)考虑受压区钢筋作用______抗震框架梁梁端最大配筋率只是2.5%吗?抗震规范中,强规6.3.3条:6.3.3梁的钢筋配置,应符合下列各项要求:1梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。
2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。
高规中6.3.2条也有强制规定。
注意文中”且计入受压钢筋的。
“,这里关键一个“且”字,故“梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%”,只是必要条件,不能认为梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率就是 2.5%。
框架柱规范要求一、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010):1、4.2.1-2:梁、柱纵向受力钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋。
2、设计使用年限为50年,混凝土保护层最小厚度:一类环境20mm,二a类环境25mm,二b类环境35mm,三a类环境40mm,三b类环境50mm。
(设计使用年限为100年时最外层保护层厚度为50年数值的1.4倍。
混凝土等级不大于C25时,保护层厚度增加5mm。
)3、柱中纵向钢筋的配置规定:1)柱中纵向受力钢筋直径不宜小于12mm,全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%;2)柱中纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm,且不宜大于300mm;3)偏心受压柱的截面高度不小于600mm时,在柱的侧面上应设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋,并相应设置复合箍筋或拉筋;4)圆柱中纵向钢筋不宜少于8根,不应少于6根,且宜沿周边均匀布置;5)在偏心受压柱中,垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中个边的纵向受力钢筋,其中距不宜大于300mm。
4、柱中箍筋应符合下列规定:1)箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm,d为纵向钢筋的最大直径;2)箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸,且不应大于15d,d为纵向钢筋的最小直径;3)柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式;对圆柱中的箍筋,搭接长度不应小于规范8.3.1条规定的锚固长度,且末端应做成135°弯钩,弯钩末端平直段长度不应小于5d,d为箍筋直径;4)当柱截面短边尺寸大于400mm且各边总下次昂钢筋多余3根时,或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边钟祥钢筋多余4根时,应设置复合箍筋;5)注重全部纵向受力赶紧的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于10d,强切不应大于200mm。
箍筋末端应做成135°弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于10d,d为纵向受力钢筋的最小直径;6)在配有螺旋式或焊接环式箍筋的柱中,如在正截面受压承载力计算中考虑间接钢筋的作用时,箍筋间距不应大于80mm及dcor/5,且不宜小于40mm,dcor 为按箍筋内表面确定的核心截面直径。
关于最小配筋率最大配筋率关于最小配筋率最大配筋率与梁高的取值第一是最小配筋率,最小配筋率的确定理论原则应该是受弯构件的第一阶段末,即截面受拉区砼开裂临界状态,此时的配筋应能承担砼开裂后转嫁的全部拉应力,故与全截面有关,应用全截面。
第二是正常的配筋率或最大配筋率,针对的是受弯构件第三阶段,即极限破坏状态,此时截面只与有效高度有关,保护层多厚都无用,故采用有效高度。
______配筋率首先要满足砼本身的要求,(参见大家上学时的混凝土教材正截面受压计算)。
混凝土受压区高度不能无限增大,太大时会在钢筋屈服前压溃,超筋破坏。
所以教材上是控制ξb(常用材料在0.5附近),所以我们的受拉钢筋配筋梁受ξb不能超过一定值,这个值随着截面尺寸砼等级钢筋等级保护层厚度的不同,值也不同。
我通过列表计算得出的结论是:对于常用材料和截面,梁的配筋率(即有效截面配筋率,不要搞错配筋率概念)一般在2.0%,全截面配筋率一般在2.0%以下(这句话相对于上句话似乎是废话,呵呵,但对于实际配筋时有很大方便)。
对于抗震梁(常见的为框架梁),除了控制上面的第二条外。
还需要满足,砼规11.3.1可知框架梁配筋率宜满足1.≤2.5%2.ρ≤α1ζbfc/fy ρ=(As'-As)/bhoξb=0.35(二、三级框架)=0.25(一级框架)考虑受压区钢筋作用______抗震框架梁梁端最大配筋率只是2.5%吗?抗震规范中,强规6.3.3条:6.3.3梁的钢筋配置,应符合下列各项要求:1梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。
2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。
高规中6.3.2条也有强制规定。
注意文中”且计入受压钢筋的。
“,这里关键一个“且”字,故“梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%”,只是必要条件,不能认为梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率就是 2.5%。
梁底受拉钢筋为何没有最大配筋率要求
YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
一个例子解释,把一根梁想象成一个大馒头,弯曲的过程实际上就是掰馒头,梁底受拉就是馒头底下被手往两边掰,自然是受拉的,梁面受压就是馒头上面被手往中间挤,自然是受压的,那么中间有一个位置是既不受拉也不受压的,这个位置在截面上就叫中和轴,所谓受压区高度呢,就是受压面的最外缘到中和轴的距离弄清楚了弯曲的过程我们就可以很快解释弯曲破坏了,梁的弯曲破坏分三种形式,少筋,适筋和超筋:
1.少筋破坏,顾名思义就是抗拉钢筋配少了,弯曲时梁底受拉最先抵抗拉力的其实是混凝土,但是混凝土抗拉强度就是个渣,所以自然很快就会裂开,裂开的时候由混凝土承担的拉力自然转给了配在里面的受拉钢筋,但是钢筋配少了抗拉强度不够,混凝土一裂开钢筋就屈服甚至断掉了,这种就叫少筋破坏;
2.适筋破坏,假设梁底钢筋配的是足够的,我们就不担心梁底了转去看看梁面的情况,我们上面说了弯曲梁底受拉的话梁面是受压的,假设梁面没有配钢筋,那么承受压力的是混凝土,混凝土的抗压性能是很好的,但是强度也有限值,在梁底钢筋被拉屈服的时候恰好梁面的混凝土也被压坏了(也就是超出抗压强度了) ,这种时候我们说梁底的钢筋是配得正好够的,所以这种破坏叫适筋破坏;
3.超筋破坏,假设梁底钢筋配多了,梁面混凝土都压坏了梁底钢筋还没点事儿,那其实梁也是不能用了的,所以梁底钢筋就浪费了不少,没有起到应该有的作用,这就叫超筋破坏.
啰啰嗦嗦扯这么多大家肯定困了,怎么还没讲到点子上.由超筋破坏我们知道,其实是有最大配筋率的,梁底钢筋会有配多了的情况啊,但是转念想想,既然破坏是梁面混凝土压坏为判断标准的,那有什么办法不让它过早破坏吗,当然有,加钢筋,梁面加抗压钢筋,这种配筋形式就叫双筋(梁底有受拉筋,梁面有抗压筋),梁底承担多少拉力,根据力的平衡梁面就要承担多少压力,混凝土不够钢筋来凑.
那有小伙伴就想不明白了,那照你这么说,只要梁面与梁底钢筋保持一个平衡的关系,梁底就永远不会超筋了吗,受压区高度不会超限吗?
我们翻到《混凝土规范》正截面受弯承载力计算,混凝土受压区高度确定公式为(不考虑预应力):α1 fc b x= fy As -fy'As' 恭喜你,理论上就是这样的,调整梁底受拉钢筋和受压钢筋的配筋面积,x 是在可控范围内的,可以保证不超限,只要你钢筋放得下.
那梁面受拉钢筋配筋率为啥有个不宜大于% ,不应大于% 的规定呢这是个抗震的问题,既然是抗震免不了要说延性,这其实是个延性的要求,每天大谈特谈延性,延性到底是什么呢
我们知道梁的弯曲是中和轴上部受拉(压)下部(拉)的,在梁柱附近的梁端部,通常是承担负弯矩,即是上部受拉下部受压的,现在
从梁侧面一刀切,切出一个横截面"1",拿出一支笔竖起来作比喻,然后呢由于上部受拉会有拉应力下的形变(假设向左),下部受压有压应力下的形变(假设向右),我们假设中和轴在笔的中间点,那么我们就夹着笔的中间点,作上部向左下部向右也就是逆时针的转动,转过一定角度量后,与原来的竖直的笔相比较,中间点就出现了一个夹角,假设是A夹角,那么这个夹角的正切值就是曲率了,也就是tanA.同样,与原来竖直的笔相比较,上部顶端点有一个向左的移动量,就是的形变了(不考虑混凝土的抗拉作用),下部同样位置上的点都有一个向右的移动量,这个就是混凝土的形变了.
假设此时钢筋的形变量是y,钢筋已经达到屈服(屈服就是说钢筋不是弹性的了,本来力的大小和形变量成正比,但是过了这个屈服点不增加力的大小形变量却还在增大),此时的下部边缘混凝土形变量是c,横截面受压区高度为kh0,h0是有效截面高度. 那么 ,此时的曲率tanA=y/(1-k)h0.
那么弯曲仍在继续,我们继续让笔再转动一下,直到笔和原来相比夹角变成了B,此时我们假设下部边缘的混凝土形变量达到了极限cu(上部钢筋变形肯定还在继续,因为屈服了以后并不是马上断掉) ,由于钢筋屈服中和轴点渐渐向下移动,此时受压区高度变成了Xa ,那么此时的曲率tanB=cu/Xa .
所谓的受弯的延性系数,就是指tanB 与 tanA 的比值。
推导这个比值的过程其实不复杂但是很长,只需要一个平衡条件就是上部拉力等于下部压力,建议大家复习一下受弯构件正截面承载力关于等效矩形应力图的推导过程,我这里就直接省略了,这个比值uΦ=β1 *εcu*α1*fc*Es*(1-k)/ (p-p')fy
其中β1和α1是混凝土受压区等效矩形应力图系数,和混凝土等级有关,是个定值
εcu是混凝土的极限压应变约等于,Es是钢筋的弹性模量,fy是钢筋抗拉强度,这些都可以算作定值
p是纵向受拉钢筋配筋率,p'是受压钢筋配筋率
根据公式我们可以看出,梁端的纵向受拉钢筋配筋率越大,延性系数越低,意味着梁端从钢筋屈服到彻底破坏失效的过程中的转动量越小,这样是很不利的,因为它钢筋一屈服就马上破坏,没有明显变形,也就没有进一步耗散地震能量的作用.
受压钢筋配筋率p'越大,延性系数是增大的,因为钢筋屈服时的受压区高度kh0减小和破坏时的受压区高度Xa均增大了,导致TanA减小而TanB 增大
这就是规范对抗震框架梁为什么要限定梁端最大受拉钢筋配筋率,而且还要限定受压区高度和提高受压钢筋配筋率的原因.这就是框架梁的延性设计,尽可能保证它自钢筋屈服到破坏的后期变形能力要大.
但是在实际结构施工图绘制中,你是否注意过自己真的做到了延性设计了吗,假设根据计算书算出来的框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率不是%或者% ,就一定保证了它的延性和安全了吗?不一定.
对于常见的楼板面与梁面齐平的情况,我们知道此时的梁是组成了“T”型梁,楼板在一定范围内充当了梁的有效翼缘,所以规范有要考虑梁刚度增大的要求.程序也是据此把梁按“T”型计算的,但是算出来的钢筋我们绘图时却不是均匀布置在"T"型翼缘内的,而是直接放在了矩形梁面内,继而板的钢筋又是根据板的受力照配不误的,那么与梁面纵向筋平行的板钢筋在翼缘内又增加了梁的配筋率,所以,按照这样的普遍的配筋方式,实际的结果是什么可想而知,就是梁端实际纵向受拉钢筋配筋率远比你算出来的要大,梁端的抗弯承载力远比你算出来的要大.
这么做主要有这么两个隐患,首先延性系数降低了,再次,对于"强柱弱梁"(柱的抗弯承载力要比梁强,以保证塑性铰出现在梁端,梁端发生转动而不是柱端发生转动)很难保证.。