鋼筋混凝土梁的合理縱向配筋率的

鋼筋混凝土梁的合理縱向配筋率的研究摘要：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向配筋率ρ的取值，現(xiàn)行混凝土設計規(guī)范（GB50010-2002）允許的范圍是比較大的，然而在實際工程中，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件內(nèi)縱向配筋率ρ的大小對建筑工程質(zhì)量、耐久性、經(jīng)濟性等方面都有很大影響。本文僅從有屈服點鋼筋在鋼筋混凝土梁內(nèi)縱向配筋率入手，通過理論分析、經(jīng)濟比較，研究確定鋼筋混凝土受彎構(gòu)件-梁的合理縱向配筋率，與同行們探討。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁縱向配筋率撓度裂縫造價規(guī)范1引言《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2002)自2002年4月1日實施至今已有一年多。在工程設計和施工中，鋼筋混凝土梁的縱向配筋率控制在1%左右，許多人認為是經(jīng)濟的；這是緣于十年前的設計經(jīng)驗總結(jié)。我們的教科書（4）中有這樣的結(jié)論：“按照我國的設計經(jīng)驗，梁的經(jīng)濟配筋率為0.6%～1.5%”。十年過去了，規(guī)范修訂了；我國的國民經(jīng)濟快速發(fā)展、經(jīng)濟繁榮，建筑工程計價方法改變了，材料價格穩(wěn)中有變；以前的結(jié)論是否還適用？本文根據(jù)現(xiàn)行工程計價方法及現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（3）(以下簡稱規(guī)范)的內(nèi)容，探討鋼筋混凝土受彎構(gòu)件—梁的合理縱向配筋率。2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率ρmin與最大配筋率ρmax規(guī)范（3）規(guī)定：受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率ρmin取0.2%和(45ft/fy)%中的較大值,計算后數(shù)值見表1。受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率ρmin(%)表1倉C15夜C20治C25效C30距C35釋C40賽C45勿C50亦C55朵HPB235句0.200只0.236哄0.272殿弓0.306休0.336貞0.336撲0.386群0.405捧0.420宣HRB335氣0.200艘0.200催0.200擺0.215頭0.236斑0.257珠0.270非0.284哪0.294旁HRB400勤RRB400殖0.200凍0.200種0.200瞎0.200內(nèi)0.200裝0.214項0.225機0.236漿0.245規(guī)范（3）規(guī)定：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時發(fā)生時的相對界限受壓區(qū)高度ξb應按下式計算:有屈服點鋼筋根據(jù)相對受壓區(qū)高度ξ與縱向配筋率ρ之間存在的對應關(guān)系可推出鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最大配筋率ρmax的計算公式:受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最大配筋率ρmax(%)表2翅C15從C20顛C25裂C30去C35僅C40政C45捧C50范C55娘HPB235男2.10調(diào)2.81劉3.48譜個4.18細4.88送5.58惠6.19喚6.75丑7.23佩HRB335雪1.32梢1.76炸2.18連2.62社3.07脂3.51糕3.89允4.24考4.52表HRB400脆RRB400聯(lián)1.03介1.38醋1.71鷹2.06翻2.40犯2.74惑3.05予3.32擁3.53鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向配筋率大，帶來鋼筋綁扎和混凝土澆注施工的困難，施工質(zhì)量難以保證；而施工質(zhì)量的好壞是決定鋼筋混凝土受彎構(gòu)件耐久性的重要因素。當鋼筋混凝土受彎構(gòu)件需要承受較大的內(nèi)力時，選擇大截面還是選擇高配筋率，對工程質(zhì)量、耐久性和空間使用、工程造價都有一定影響。低標號混凝土其承載能力和配筋率的區(qū)間都較小，高標號混凝土的區(qū)間則較大。高標號混凝土的強度高、耐久性好，同時其抗裂性較差、價格較高；下面分別從鋼筋混凝土梁的撓度、裂縫和經(jīng)濟三方面來分析。3鋼筋混凝土梁在截面不變、混凝土強度與配筋率變化時，其裂縫與撓度的變化某單跨矩形截面簡支梁L0=5.60m,梁截面b*h=200*500mm，工作環(huán)境為一類（即縱筋混凝土保護層厚度C=25㎜）；采用HRB335鋼筋，混凝土強度等級分別為C25、C30和C35。在均布荷載作用下,當荷載變化時要求配筋率ρ相應變化，正截面抗彎承載力Mu同時滿足要求，計算該梁的裂縫與撓度。按規(guī)范（3-12）規(guī)定：最大裂縫寬度限制值為㎜，受彎構(gòu)件撓度允許值為L0/200=28㎜。為比較規(guī)律性，假定Mu=1.25Mk，計算結(jié)果列于表3。述不同混凝土強挨度等級鋼筋砼好梁撓度與裂品縫燦冰孕秩膀表溝3毀As守廟鵝也登實配鋼筋外配筋率哪(%)狡C25差混凝土術(shù)C3溉0什混凝土些C3遙5但混凝土學攪屋挺壇倘歪項子芹慈醬倡固突露姐看(章mm)簡撓度堆f丹有恒倆潔挪敞飲敵么退晝競書惑懸希楚益草(銹mm)診撓度葬f睡醋什由央皆喜杯啟熟簽拉侮綱輕弄童由晃申(mm)尼撓度忙f僑向遙308煎繁罪照0.329志41.44路0.248貫10.07暢41.74謊0.195貸8.868寬41.97尤0.150故7.660總402和促束已0.430搞53.22爭0.311步13.26風53.73職0.276綿12.40慈54.14污0.247弄11.39牧603窗訊橫啄0.646他77.65導0.295纖17.21六78.80盲0.281咸16.81誤79.58茂0.270互16.02瞞804報羨漁熔0.861翁100.4左0.265緞19.49其102.5儲0.260令19.42綱103.9如0.255煙18.74普1005凝存尿撲談見油1.125瓶115.5浸0.237瞞22.81估1漆18.7抱0.237閉21.89墻1務21.01覽0.235姜21.20劣1206蓄妖泛絨稿濃頁1.351疫134.04倍0.215宏24.16深138.7郊0.218廉23.25誤141.9佩0.219謀22.57佛1407容狹哈務祝摩旬1.576猶151.04霸0.197和25.24惜157.32被0.202勞24.30璃161.8般0.205棕23.63認1608撓差巖蟻飛監(jiān)染1.801誦166.5廈0.182旺26.10撇174.70盈0.188斤25.14銅180.6蕉0.192始24.46滋509亦樓稿姑剪0.546馳66.26探0.335佛15.71稼67.08宅0.313脹14.91塌67.67忽0.294采14.25扣763米慌積摸0.819奉95.66誰0.292面19.15屯97.51芒0.286襯18.70頸98.82深0.279伴18.32第1017否蛛悄踩京1.091響122.62襪0.254蜻21.16罪125.90倦0.254拔20.96謊134.27直0.247尺20.77沉1272顛府梅因麥慧殖逆1.431匆139.03圣0.222殺23.68僻144.16膊0.226商23.74續(xù)147.82壁0.228樹23.74屈1527澆丈墾嚼笑哥溜1.718柄159.54菜0.199囑24.65耗166.94洽0.205結(jié)24.95枝172.21沾0.209淋25.13辨1781星欺幟斜臣悼摟常2.003老177.52芽0.179瘋25.29族187.59州0.187式25.86效194.76墓0.193若26.22棕2036絡蛋六術(shù)刻目范2.290帳193.12聽膝統(tǒng)206.28勇渴盈215.65汗隆午628蔬2掠Φ俱20散0.675利80.15券0.341簽17.64香81.40煮0.327斧17.02您82.29逃0.314寒16.51穩(wěn)942費3蘆Φ預20旺1.013霞114.63衫0.283旅20.70膝117.45瞇0.281尖20.43疤119.45俘0.278行20.19劃1256僻4飽Φ蠶20叮姓眉鄉(xiāng)1.351負145.38命0.240川23.73跌150.39昌0.243桑23.77哥153.96脆0.245黃23.76秩1570長5泥Φ梁20間撥傻歡1.774好161.81或0.205享24.90流169.63澡0.212鍋25.25禿175.21屠0.217束25.46淘1884誕6征Φ鼻20隱帥合群2.129俊182.99登0.181宮25.60賀194.25胳0.190獸26.79戶202.28板0.196之26.73剃2199芒7仗Φ攪20記還帳緒2.484齒200.49禾0.160掘25.94圖215.83諷0.171撿27.00密226.77化0.179吉27.70瘦可見，鋼筋混股凝土梁縱向配勾筋率接ρ壩≤厭0.腫65偉%晚時，犁隨著混凝土強駐度等級的提高扯，其最大裂舟喉捐改數(shù)值減小，冒散腸觸數(shù)值增大。鋼呆筋直徑不變的賤情況下，隨著蛇鋼筋混凝土梁再縱向配筋率鉗ρ翁的增大，其跨項中撓度饑f悶數(shù)值逐漸增大終。陡根據(jù)遙表脊3膨的數(shù)值畫出途ρ革-愛約已僅曲線，見爽圖適1疊。玩圖咳1唉ρ答-邪朱也廉曲線饒顆4治勁鋼筋砼梁在抗移彎承載力亞脖增大時，增大艙配筋率與提高吐砼強度等級的螺經(jīng)濟對比話從姨表敘3殊中可以看薦到棍,還提高混凝土強誘度等書級孕,秋鋼筋混凝土梁旅的抗彎承載力喬然的提高不明顯遇；增加配筋即醫(yī)提高縱向配筋室率腎ρ播，其句抗彎承載力柳癢的提高較明顯捆。下面以一實育例做經(jīng)濟對比槍列于險表拖4歸。東某鋼筋混凝土用矩形截面梁，污截面憑bxh=30盲0x80侵0脾㎜賢，工作環(huán)境為濟一類（即縱筋里混凝土保護層鄭厚貝度低C=2報5疤㎜）；采侮用砍HRB33作5雨鋼筋，跨中最陜大彎矩設計值薦檢=397.6篩KN·邪m鍛。如采棍用波C2押5胖混凝土，經(jīng)計累算施需縱向受力鋼坊筋衛(wèi)As怕=客1942尼載擠，如采裳用艙C3爽0急混凝土，需縱寫向受力鋼筋限As眠=駛1900塑屯償，如采掉用概C3櫻5萄混凝土，需縱顧向受力鋼筋偷As倡=紀1872敢艇坦，如采耳用音C4碎0剖混凝土，需縱懇向受力鋼筋露As皆=乓1855秀否產(chǎn)。已知下部縱坡向受拉鋼筋下?lián)崃祥L度止為習850合0環(huán)㎜，鋼筋混凝刃土梁意長混855蘭0濃㎜；鋼筋制安窩基價與混凝土側(cè)基價叔據(jù)論200坑1炭《廣東省建筑捎工程綜合定額蜓》二類標準取輪用?；炷粱鑳r按碎石最大攪粒徑協(xié)2悄0袋毫米捷計建，墊HRB33秋5壯鋼筋現(xiàn)澆構(gòu)件魔中鋼筋制安基捕價綁為戶2870扯.0塵8摔元舊/憂噸。奶抗彎承載力相倍同混凝土強度刻等級不同的鋼各筋砼梁造價分遷析始省恐表妨4膏序號指名腸吹宴稱匠C2浩5諒混凝土添C3品0念混凝土曬C3捏5兼混凝土糊C4擔0杰混凝土=1\*GB3凍①祥配筋率咬(%)香0.84必7基0.829含0.817害0.811=2\*GB3傍②惱鋼筋用量術(shù)(翼t)府1942×8稍500×7.胖85×餅10殖-9角=0.129縱4婚19霧00鐮×8500×毒7.85×頭10叼-9混=0.12另68靈1劫872乏×8500×到7.85×看10辜-9加=0.12牧49頌1秤855壁×8500×醒7.85×項10廣-9佩=0.12肚38=3\*GB3理③暴鋼筋制安基價麥(龍元桌/框t)裂2870幻.08在杏2870熊.08許2870護.08勞2870往.08=4\*GB3臺④銜鋼筋制安價信(手元祝)=2\*GB3滾②疑×=3\*GB3艦③央371.3適9庭363.贈93便358.邪47弦355.佳32=5\*GB3頭⑤府砼用量搞(孤m柳3在)憐0.3×0.孩8×8.55最=2.052燃2.052做同左虛2.052淚同左箏2.052下同左=6\*GB3讓⑥翅打砼材料基價申(幣m傲3煤/蟲元解)蒸181.齊62翼198.漢19幫206.杏82衫213盞.警08=7\*GB3瘡⑦廊砼材料價（代元樸）=5\*GB3偏⑤側(cè)×=6\*GB3瞞⑥往37尊2.68鋼406.69素424.39拍437.24=8\*GB3蛙⑧撲元合斧計賀==4\*GB3眠④攀+=7\*GB3拿⑦雷甲(繡元青)足744.雹07宏770.6爆2擔782.鋪86繁792.磨56避從以上分析可宵知：為提高鋼忘筋混凝土梁正角截面抗彎承載刊力，加大配筋潑量與提高混凝稱土強度等級相要比較，加大配胞筋量較經(jīng)濟。擔5礎術(shù)結(jié)束語：靠在實際工程的脫設計、施工與圈使用中，影響譽鋼筋混凝土梁刃的受力性能、壁裂縫、撓度、回耐久、造價的濤因素很多。從斃經(jīng)濟的角度來先說，鋼筋混凝隆土梁截面一定很，鋼筋混凝土孕梁應采用較低飾強度等級的混著凝土與較高的拋配筋率費；從耐久性考憂慮，應采用較圾高強度等級的膠混凝土。從譜圖逆1帆中可以看到，峰在鋼筋混凝土吉梁截面不變抗垃彎承載力均達純到相應的港睬編，鋼筋混凝土當梁縱向配筋率候ρ償≤霉0屋.肺65墻%倆時，遷混凝土強度等負級越高、縱向床鋼筋配筋率艇越大，其懶裂縫寬度越小肉。愉鋼筋混凝土梁乓在設計中，如兼果不考慮梁截萌面的增加對使播用等綜合效應碑的影響，從一欠次性投資的經(jīng)煩濟性來考慮，錯由于混凝土與南鋼筋的價格差土較大，鋼筋混犁凝土梁的經(jīng)濟豎配筋率仍婆為娛0.6%羨沸～弦1.5%弊（敞4數(shù)）膽。蹤綜上所述朱，鋼筋混凝土腐梁的合理縱向俊配筋搜率此ρ剛的區(qū)間應綜合爪考慮以上各種日因素，在滿足刮規(guī)范的前提下償，避開產(chǎn)生裂撇縫較大時鵝的共ρ季的區(qū)段，經(jīng)過英比較，鋼筋混盜凝土梁的合理紹縱向配筋捕率居ρ新的區(qū)間為搶0妨.招65捷%抖釘~翼ρ想max址。[參考文獻]摔[擠1舅]獲循吳培別明撓.頃混凝土結(jié)構(gòu)（吃上冊守）爺.疑武饅漢掩:誼武漢工業(yè)大學幅出版葉社井,2001.款[趨2賣]鄙低沈蒲年生享.劉混凝土結(jié)構(gòu)設繭計原加理寒.儲北衣京臨:項高等教育出版旋社錘,2002循:55段、悠57礦[至3達]悄走混凝土結(jié)構(gòu)設夏計規(guī)拉范亂(GB500捏10-200塊2)椒.膊北佳京綿:倍中國建筑工業(yè)蝶出版撓社單,2002.為74憶[表4墓]捷式侯治勵國聰.翼混凝土結(jié)溝構(gòu)瞞.劈武望漢認:們武漢工業(yè)大學遼出版泉社好,2002:幟58.郊RATION室ALPER扔CENTAG贊EOFR伶EINFOR樓CEMENT減地段次逗OFCO共NCRETE藍FLEXU谷RALME較MBER勾Abstra上ct擱：讓There你inforc齊ement財ratio搖oflon拒gitudi賄nalte賄nsile購steel門inrei溪nforce秒dconc送reteb樸eamha虹sbeen愈prese防nteda儉wide頸range瓶inthe關(guān)Desig侵n