張丙光(濱州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 山東 濱州 256600)
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2010)將跨高比小于2的簡(jiǎn)支梁及跨高比小于2.5的連續(xù)梁視為深梁;而跨高比小于5的梁統(tǒng)稱為深受彎構(gòu)件(短梁)。其受力性能與一般梁有所區(qū)別,故應(yīng)作出進(jìn)行設(shè)計(jì)。深受彎構(gòu)件主要應(yīng)用在梁高度較大而跨度較小的位置,比如一般樓梯間的跨度較小,為了滿足建筑要求,當(dāng)框架梁高度較大時(shí)而使得框架梁形成深梁;再比如基礎(chǔ)梁,由于基礎(chǔ)梁需要滿足抗浮設(shè)計(jì)要求而設(shè)計(jì)的比較高大,當(dāng)基礎(chǔ)梁跨度較小時(shí)也容易形成深梁。對(duì)深受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法做簡(jiǎn)要的討論。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)的規(guī)定進(jìn)行正截面承載力計(jì)算,其公式為:
同時(shí)應(yīng)滿足:
上式中,α1定義為混凝土強(qiáng)度系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度≤C50時(shí),取值為1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取值為0.94;其余情況內(nèi)插。fc表示混凝土軸心受壓強(qiáng)度,單位MPa;As、As*表示鋼筋的面積;b和h0分別表示梁截面寬度和梁截面有效高度。
簡(jiǎn)支鋼筋混凝土單跨深梁可以采用由一般方法計(jì)算的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。此時(shí)深梁的設(shè)計(jì)方法與思路與普通框架梁相同。簡(jiǎn)支鋼筋混凝土單跨深梁的正截面承載力應(yīng)符合以下公式:
當(dāng)l0≤h時(shí),內(nèi)力臂z=0.6l0
上式中,z表示內(nèi)力臂,當(dāng)l0<h時(shí),z=0.6l0;x表示截面受壓高度;h0表示截面有效高度;fy表示鋼筋受拉強(qiáng)度,單位MPa;As表示鋼筋面積。
某框架梁高度為350×800mm,跨度為4000mm??缰薪孛鎻澗貫?00 KN.m;采用C30混凝土;采用HRB400鋼筋,鋼筋保護(hù)層厚度取值為25,計(jì)算鋼筋受拉面積。
計(jì)算過程如下:
(1) αd=M/(α1×fc×b×h20) =500×106/(1.0×14.3×350×7 652)=0.170
(2) γs=0.5[1+(1-2×0.170)0.5]=0.906;
(3)As=M/fy×γs×h0=500×106/(0.906×360×765)=2004 mm2
某框架梁高度為350×2000mm,跨度為4000mm??缰薪孛鎻澗貫? 000 KN.m;采用C30混凝土;采用HRB400鋼筋,鋼筋保護(hù)層厚度取值為25,計(jì)算鋼筋受拉面積。
計(jì)算過程如下:
該梁的跨高比為l0/h=4 000/2 000=2.0屬于深梁。由于 l0/h=2.0,則 as=0.1×h=0.1×2 000=200 mm;h0=h-as=2 000-200=1 800mm。
(1) 計(jì)算受壓區(qū)高度 x=h0-(h20-2M/α1× fc×b)0.5=1 800-(1 8002-2×3 000×106/1.0×14.3×350)0.5=371>2×as=2×200=400mm 取 x=371mm
(2) αd=0.80+0.04l0/h=0.8+0.04×2=0.88
(3) Z=αd×(h0-0.5x)=0.88×(1800-0.5×371)=1420
(4) As≤M/fy×z=3 000×106/360×1 420=5 868 mm2
綜上所述,按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,對(duì)鋼筋混凝土深梁與普通梁的正截面配筋的計(jì)算方法做了比較。其受力性能與一般梁有所區(qū)別,故應(yīng)作出相應(yīng)設(shè)計(jì)。