梁配筋设计中易被忽略的6个细节

文章首发：点筑结构（ID：kjve001）

作者：炫光  甲级设计院主任工程师  一级注册结构工程师

框架结构的梁配筋设计中，有6个细节容易被忽略：

01  是否“考虑纵向受压钢筋作用”
   
     砼规9.2.9条：当梁中配有按计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋应符合下列规定：......3)当梁的宽度大于400且一层内的纵向受压钢筋多于3根时，或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。
     常规做法：≤300宽梁做两肢箍，≥350宽梁做四肢箍。
     而这一条文则导致≤300宽梁做四肢箍的可能。 应该尽量避免。
     在静力作用下，梁端纵筋上部受拉，下部受压，在地震作用下，梁端上下纵筋都可能受压。所以，300及300宽以下的梁，保证梁上下铁单排钢筋不超过4根，也就可以不用设置复合箍筋。
     另外，PKPM参数设置中“框架梁端配筋考虑受压钢筋选项”，选择不勾选，则不用满足这一条文要求。但受拉钢筋计算结果会增大。

02  “次梁铰接”或“充分利用钢筋强度”
     
    16g101-1图集P89给出了非框架梁L、Lg的配筋构造，“设计按铰接时”用于代号为L的非框架梁，“充分利用钢筋的抗拉强度时”用于代号为Lg的框架梁。
     主要区别：“设计按铰接时”（L）端部锚固直段长度≥0.35Lab
    “充分利用钢筋的抗拉强度时”（Lg）端部锚固直段长度≥0.6Lab
    以常见的C30混凝土，HRB400钢为例：受拉基本锚固长度Lab=35d，假设端部支座宽度300，最外层钢筋的保护层厚度20；那么对于(L)可以使用的最大钢筋直径为：（300-20）/（0.35*35）=22mm，对于(Lg）可以使用的最大钢筋直径仅为：（300-20）/（0.6*35）=13.3=12mm。12mm钢筋很少用于梁纵向受力筋。而主梁通常在250、300左右，所以大部分情况下，次梁统一点铰；若部分支座条件满足时，可按L和Lg区分表达。
    次梁点铰的意义在于可以看到下铁理论上的最大配筋值，但忽略了对主梁的扭矩影响。必要时应进行复核。
    另外，连续次梁中间支座不可以点铰。 对于植筋，存在不可控因素，需要点铰。
    梁点铰以后，支座没有弯矩，计算配筋结果为0。实际上并不是真正的铰接，梁端上部仍受到一定的约束。此时需要配置一定的钢筋避免出现负弯矩裂缝（砼规9.2.6）。当外界荷载达到一定时，此处先开裂，钢筋屈服，形成塑性铰，内力重分布。因下铁已经配足，仍然具备一定的承载力，通过这样一个耗能过程，保证了主结构的安全。
        
       
03  贯穿中柱的主梁钢筋直径

    
      砼规11.6.7：贯穿中柱的主梁钢筋直径，对一、二、三级抗震等级，当柱为矩形截面时，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20，对圆柱截面，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。另见于高规6.3.3条。内容基本一致，不同之处为砼规多一个9度设防下的要求，为1/25。而9度时高层不适用框架结构，所以高规没有。
      对于方柱，须注意1/20针对的是梁伸过柱的长度。且只针对一二三级。四级抗震可以不执行。
     圆柱相对绕一些，某年真题考过，需要做一个几何图形，考虑保护层的厚度，找出钢筋割圆处的弦长。基本上做过一次就不会忘记了。

04  三个强条

   
     三个强条，分别为：
     砼规11.3.1：  受压区高度与有效高度之比限值
     砼规11.3.6-2：梁端底部和顶部纵向受力钢筋之比的限值
     砼规11.3.6-3：梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时表中箍筋最小直径+2mm。
     这3条频现于历年考试的审图题，基本上抓住几个点就能得分；而在实际项目中，最容易忽略的是第3条。需要注意的是，此处的2%针对的是面积bh0。顺带一提：砼规8.5.1条计算最小配筋率时，针对的面积是bh。
     记住按不利的就对了。

05  悬挑梁及内跨梁配筋的弯矩的有效传递
    
      很多人设计悬挑梁时，把注意力更多的放在悬挑端的配筋，而忽略内跨梁的配筋。事实上看看悬挑梁的弯矩包络图就知道，负弯矩有可能包络到很远的距离，乃至超出一跨也不是没有可能。需要增加上铁贯通钢筋，且保证一定的富余。

                                                                        悬挑梁的弯矩包络

06  三排钢筋的排布
    
      假设一个400宽的梁，梁下部配筋21C25 7/7/7；这样配置有问题吗？
      答：有问题。
      相关条文见砼规9.2.1-3：当下部钢筋多于2层时，2层以上钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距增大一倍。
      也就是说3排钢筋的话，最多只能配到18C25 4/7/7。
      另外，9.2.1-3给出了各层钢筋间的净间距。
      三排钢筋极大的削弱了混凝土梁的有效高度，实际工程中，应该少用或者不用。

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