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框架梁配筋的简算方法

框架梁配筋的简算方法
【提要】介绍钢筋混凝土框架结构考虑抗震要求时,在节约钢材的基础上对框架梁配筋计算进行简化,通过一个案例说明此种算法的实用性和经济性。

【关键词】配筋计算框架梁抗震
【abstract 】introduce reinforced concrete frame structure consider seismic requirements, to save on the base of the steel beam reinforcement simplify the calculation, through a case that this algorithm is practical and economical efficiency.
【key words 】reinforcement calculation seismic frame beams
一简述框架梁的计算
框架梁在竖向荷载和风荷载、地震荷载等水平荷载作用下,支座截面上部所需的用钢量往往很大,加上柱子纵筋及节点区布置的箍筋等,此处钢筋十分密集,给施工造成困难,且施工质量不易保证。

为了改变这种状况,在设计计算中有两种措施可以采用。

一种是在竖向荷载作用下,将支座弯矩进行调幅,减小梁支座弯矩,同时相应增大梁的跨中弯矩;另一种是按双筋截面计算支座截面上部钢筋,此时考虑梁的下部纵筋的抗压作用。

在工程实践中,为了计算简单,第二种经常被忽视。

为了加快设计进度,尽量使计算过程简单,框架梁配筋设计可能用到的基本计算公式和适用条件为《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(下文简称规范)第6.2.7条第6.2.8条和第6.2.10条。

考虑地震作用组合时,除用系数对承载力加以调整外,为了避免延性不足,有些要求较为严格。

此外还需满足一些附加条件,如果混凝土受压区高度上限减小(第11.3.1条),纵向受拉钢筋配筋率上限降低(第11.3.6条),下限提高(第11.3.7条);要求有一定数量纵筋贯通全长(满足规范第11.3.7条),梁端箍筋加密区受压纵筋与受拉纵筋面积之比不能太小(满足规范第11.3.6条)等。

这些要求不仅内容繁多,且其具体数值还与抗震等级有关。

为解决这一问题,笔者把规范中的各条要求适当地结合到计算过程的各步骤中,减少重复计算的工作量,简化了计算步骤。

二设计要求与求解方法
设计框架梁支座截面尺寸,配筋及受力情况如图一所示,弯矩以绕截面
顺时针为正,其中Mt 、Mb为不考虑地震作用的截面弯矩,MtE 、MbE为考虑地震作用组合截面弯矩。

进行截面配筋设计时,上、下纵筋面积Ats 、Abs 一开始均未知。

对支座截面而言,由于负弯矩比正弯矩大,总有Ats>Abs,故计算Abs时,混凝土受压区高度Xρminbh=468.75mm2>Aso=226mm2
根据上步比较所得最大Abs值,选用220(628mm2),计算截面上部配筋,同时验算上下部纵筋面积比(必要时调整Asb值使之满足)。

说明上下部纵筋面积比不符合要求。

现在增大,按2φ25(Ⅱ级钢筋筋)取重算,得
满足要求。

于是代入(13)得。

3、最终的配筋计算结果为:
采用传统方法计算的结果为:
两者相比较表明,本解法比习惯解法更为简捷,且可节约钢筋。

【参考文献】
[1]施岚青注册结构工程师专业考试指南北京中国工业出版社2009
[2 ]GB50010-2010 混凝土结构设计规范北京中国建筑工业出版社
2010
【作者简介】
[1] 于德顺;1964年1月出生,工作单位;葫芦岛有色冶金设计院有限公司,邮编;125003,职称;高级工程师,职务;土建室主任,学历;本科,研究方向;土建结构。

[2] 王峥强:1966年1月出生,工作单位;中冶葫芦岛有色金属集团有限公司,邮编;125003,职称;工程师,职务;公司副总经理,学历;本科,研究方向,土建
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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