钢筋混凝土梁的合理纵向配筋率的

钢筋混凝土梁的合理纵向配筋率的研究摘要：钢筋混凝土受弯构件纵向配筋率ρ的取值，现行混凝土设计规范（GB50010-2002）允许的范围是比较大的，然而在实际工程中，钢筋混凝土受弯构件内纵向配筋率ρ的大小对建筑工程质量、耐久性、经济性等方面都有很大影响。本文仅从有屈服点钢筋在钢筋混凝土梁内纵向配筋率入手，通过理论分析、经济比较，研究确定钢筋混凝土受弯构件-梁的合理纵向配筋率，与同行们探讨。关键词：钢筋混凝土梁纵向配筋率挠度裂缝造价规范1引言《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)自2002年4月1日实施至今已有一年多。在工程设计和施工中，钢筋混凝土梁的纵向配筋率控制在1%左右，许多人认为是经济的；这是缘于十年前的设计经验总结。我们的教科书（4）中有这样的结论：“按照我国的设计经验，梁的经济配筋率为0.6%～1.5%”。十年过去了，规范修订了；我国的国民经济快速发展、经济繁荣，建筑工程计价方法改变了，材料价格稳中有变；以前的结论是否还适用？本文根据现行工程计价方法及现行混凝土结构设计规范（3）(以下简称规范)的内容，探讨钢筋混凝土受弯构件—梁的合理纵向配筋率。2钢筋混凝土受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin与最大配筋率ρmax规范（3）规定：受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin取0.2%和(45ft/fy)%中的较大值,计算后数值见表1。受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin(%)表1飞C15极C20脸C25取C30灵C35梢C40惩C45灾C50晋C55净HPB2蜓35仙0.20垒0工0.23响6淋0.27注2贝0.30煌6允0.33织6奉0.33光6香0.38盈6美0.40弟5姐0.42承0胖HRB3康35旨0.20巡0业0.20躁0管0.20萍0沈0.21潮5蔽0.23境6禾0.25带7斥0.27骄0遵0.28柄4贱0.29节4啊HRB4件00倦RRB4厕00愉0.20饮0磁0.20歇0滋0.20创0爷0.20亡0酬0.20店0牢0.21疏4贫0.22论5沫0.23瓜6响0.24纱5规范（3）规定：钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度ξb应按下式计算:有屈服点钢筋根据相对受压区高度ξ与纵向配筋率ρ之间存在的对应关系可推出钢筋混凝土受弯构件纵向受力钢筋的最大配筋率ρmax的计算公式:受弯构件纵向受力钢筋的最大配筋率ρmax(%)表2揉C15氧C20执C25迹C30特C35忆C40寄C45砌C50见C55南HPB2拢35滴2.10坐2.81血3.48协桃4.18煤4.88伍5.58欢6.19搂6.75敢7.23饮HRB3厌35清1.32疯1.76格2.18呈2.62含3.07滔3.51可3.89歇4.24读4.52绣HRB4冰00廊RRB4善00保1.03随1.38芳1.71奥2.06舟2.40晚2.74蛙3.05梅3.32笨3.53钢筋混凝土受弯构件纵向配筋率大，带来钢筋绑扎和混凝土浇注施工的困难，施工质量难以保证；而施工质量的好坏是决定钢筋混凝土受弯构件耐久性的重要因素。当钢筋混凝土受弯构件需要承受较大的内力时，选择大截面还是选择高配筋率，对工程质量、耐久性和空间使用、工程造价都有一定影响。低标号混凝土其承载能力和配筋率的区间都较小，高标号混凝土的区间则较大。高标号混凝土的强度高、耐久性好，同时其抗裂性较差、价格较高；下面分别从钢筋混凝土梁的挠度、裂缝和经济三方面来分析。3钢筋混凝土梁在截面不变、混凝土强度与配筋率变化时，其裂缝与挠度的变化某单跨矩形截面简支梁L0=5.60m,梁截面b*h=200*500mm，工作环境为一类（即纵筋混凝土保护层厚度C=25㎜）；采用HRB335钢筋，混凝土强度等级分别为C25、C30和C35。在均布荷载作用下,当荷载变化时要求配筋率ρ相应变化，正截面抗弯承载力Mu同时满足要求，计算该梁的裂缝与挠度。按规范（3-12）规定：最大裂缝宽度限制值为㎜，受弯构件挠度允许值为L0/200=28㎜。为比较规律性，假定Mu=1.25Mk，计算结果列于表3。不同混凝土强度等级钢筋砼梁挠度与裂缝表3柄As钳亚笼监钟实配钢筋端配筋率羽(%)领C25济混凝土所C3茎0竞混凝土筑C3扎5蠢混凝土膝统哪绳雄挺毕叨艰改配贿受膊英(勿mm)不挠度莫f螺幻灾此类砖演株幼闹江橡凉小红隐光(掉mm)岗挠度滑f械舞救怕乞万轰亲窑驳预膜储卖汽午精(mm贤)舍挠度肝f坡盾寺308友孕脊金0.32遵9的41.4欲4殿0.24蜘8披10.0顺7物41.7立4奴0.19磨5煮8.86拴8瘦41.9医7圈0.15旅0跪7.66饭0益402舟禽替或0.43偶0荣53.2愚2监0.31情1委13.2损6课53.7君3膛0.27院6赵12.4应0插54.1万4孤0.24筐7盏11.3吧9引603保满各振0.64当6沿77.6推5还0.29岩5买17.2斧1绑78.8垒0桐0.28烫1斤16.8切1待79.5恭8铁0.27暑0联16.0筛2孝804戏涂免律0.86晚1坑100.示4乱0.26饶5袄19.4议9侨102.政5齐0.26纲0向19.4聚2办103.乞9非0.25汪5停18.7沾4棉1005提旋肃裁深疏呼1.12革5疗115.老5暮0.23睡7虚22.8咱1名1勤18.7著0.23任7荐21.8际9涌1尘21.0辽1育0.23痕5脂21.2翅0眠1206零看密宜遮概搭1.35灿1凭134.补04哈0.21塔5灯24.1悔6印138.担7伴0.21毒8厚23.2驶5签141.回9家0.21扬9肠22.5汇7弱1407中甲库劣乓挤贿1.57骗6泳151.逢04激0.19千7宜25.2击4置157.仔32蜡0.20惠2辈24.3惩0脾161.管8诉0.20络5乓23.6灰3后1608贩雷甚容绪戒上1.80渠1伯166.掠5铅0.18魄2短26.1丧0接174.耽70参0.18掠8制25.1辛4巴180.凶6丧0.19小2闷24.4商6蚂509旋庭药淘露0.54驳6闹66.2邀6希0.33族5邮15.7妈1拍67.0押8泄0.31沸3蒜14.9倒1品67.6玩7转0.29激4跨14.2列5碎763刑雅携楚0.81兔9削95.6五6闯0.29胃2昼19.1籍5闻97.5舟1缺0.28倾6油18.7岩0话98.8窜2问0.27哪9从18.3箱2高1017届哗朋涉贷1.09帽1拔122.郊62龄0.25竞4远21.1南6久125.勤90盯0.25照4喜20.9猎6拥134.灰27歼0.24蓄7来20.7印7眯1272袋盆都幼酱授忽咳1.43渔1映139.旋03仓0.22客2掠23.6陷8村144.晃16酒0.22差6育23.7仿4郊147.律82庆0.22膛8泽23.7谋4猴1527怖斯衔袋时宏蜡1.71掏8晓159.腰54污0.19吧9砌24.6络5犹166.侦94救0.20闸5句24.9捷5得172.带21笨0.20颂9卡25.1拴3附1781觉宫冲秩功犹脊略2.00天3闯177.垃52取0.17改9绵25.2繁9逢187.患59牵0.18角7歉25.8晕6扬194.臣76虽0.19泰3现26.2左2凭2036副吊三性后絮液2.29丙0队193.轮12聚秩挠秋播206.袜28夜折训虏丸215.掘65赵瓣映膨乖628赞2乌Φ咬20泰0.67以5萍80.1踢5绘0.34夫1杯17.6拿4模81.4夸0子0.32榜7捆17.0呢2眉82.2悔9复0.31礼4庆16.5面1顷942形3偷Φ央20穗1.01控3利114.肉63菌0.28雾3速20.7介0供117.梢45月0.28蠢1喝20.4踪3汉119.视45锤0.27拐8帮20.1伸9讲1256录4涛Φ展20垂降椅习1.35愚1脂145.愚38屡0.24默0小23.7情3泡150.日39牵0.24佳3鉴23.7拾7者153.抬96都0.24糟5顾23.7牺6努1570摊5呼Φ卡20间腔牵弓1.77也4猎161.枪81挺0.20盼5肌24.9拘0艇169.振63无0.21清2远25.2买5念175.暑21鞋0.21梅7筝25.4宗6泰1884宴6到Φ禁20港旬絮遇2.12予9已182.悔99刚0.18伙1馅25.6骆0梯194.翼25满0.19继0寺26.7无9婚202.袭28足0.19俗6沾26.7陡3肤2199诸7菜Φ狱20川风叠竹2.48袋4难200.扇49即0.16锦0住25.9造4撇215.侧83恭0.17链1凉27.0睛0赌226.界77卫0.17掘9饰27.7丹0倚可见，钢鸦筋混凝土旱梁纵向配鲁筋率宝ρ侮≤军0.秧65神%捕时，免随着混凝敞土强度等岩级的提高锤，其最大俱裂穿唤辨糊数值减小叔，仗铺折咳锹数值增大托。钢筋直除径不变的钉情况下，程随着钢筋弹混凝土梁泥纵向配筋潮率柱ρ到的增大，宫其跨中挠葛度歌f先数值逐渐刮增大。旬根据罚表烂3两的数值画鲁出强ρ布-胸邪押曲线，见追图嫌1常。伍图侧1屋ρ胁-括筋作曲线务4晚钢筋砼梁方在抗弯承幻载力收坛增大时，窝增大配筋桶率与提高袜砼强度等螺级的经济害对比紫从凡表驶3鼻中可以看虾到链,旱提高混凝笼土强度等蝴级纳,碎钢筋混凝迎土梁的抗支弯承载力计货的提高不贤明显；增侄加配筋即只提高纵向剪配筋率盈ρ浓，其水抗弯承载袄力摔面的提高较宽明显。下耐面以一实括例做经济肢对比列于池表惭4时。莲某钢筋混月凝土矩形膜截面梁，碎截面另bxh=立300x叨80勉0鸟㎜遗，工作环禁境为一类除（即纵筋嫩混凝土保通护层厚火度暖C=2资5扭㎜）；采唐用纸HRB3软3括5束钢筋，跨瞎中最大弯倘矩设计值限资=397惧.6KN隆·滑m系。如采脑用勾C2突5讯混凝土，激经计算荐需纵向受抚力钢筋酱As挤=19咸42智节炉，如采新用淋C3懂0高混凝土，受需纵向受需力钢筋掉As败=19革00泻信职，如采巨用爬C3旧5凝混凝土，诵需纵向受误力钢筋担As众=18红72敢社截，如采纸用毒C4晴0势混凝土，速需纵向受仙力钢筋停As骗=18厌55役林梯。已知下泄部纵向受宅拉钢筋下诊料长度业为大850蚂0股㎜，钢筋转混凝土梁胡长该855诞0呆㎜；钢筋派制安基价骂与混凝土浑基价妄据悦200羽1谊《广东省严建筑工程挎综合定额佩》二类标猾准取用。描混凝土基嚷价按碎石控最大粒谣径慌2随0瞎毫米计讯，荐HRB3息3租5要钢筋现浇叼构件中钢够筋制安基膨价侍为暖2870藏.0盗8泛元灰/幼吨。兆抗弯承载滴力相同混扩凝土强度突等级不同蹲的钢筋砼留梁造价分份析嫂禾焦易表蝴4梢序号怜名编兰酬称拼C2堪5诉混凝土攀C3穴0退混凝土尖C3召5训混凝土拦C4挽0谢混凝土=1\*GB3丰①眠配筋率喇(%)蒜0.泽847登0.82拉9课0.81械7堪0.81理1=2\*GB3嫁②摊钢筋用烤量下(略t)洗1942校×850你0×7.筝85×文10填-9玩=0.1烫294虹19溪00喊×850够0×7.牵85×救10榴-9含=0.1甜2伪68值1淡872迁×850钉0×7.恨85×愤10辩-9草=0.1投2祥49差1臂855善×850枯0×7.呜85×垄10立-9富=0.1恰2露38=3\*GB3勉③敲钢筋制安认基当价吵(打元坛/隆t)羽2870躁.08小287潜0横.08姑287析0苏.08趴287桑0法.08=4\*GB3纽④舟钢筋制安鄙价舰(洗元遵)=2\*GB3弯②家×=3\*GB3践③拼371赶.39滤36个3.93迫35锄8.47静35遵5.32=5\*GB3亿⑤伏砼用顶量哈(菠m凑3肤)特0.3×浊0.8×屯8.55被=2.0语52酷2.05堪2属同左虏2.05敬2绣同左缓2.05欲2吴同左=6\*GB3吴⑥价丹砼材料基农价屋(岸m遥3肠/息元浇)你18脂1.62衫19限8.19慧20乡6.82泉21趴3普.森08=7\*GB3燕⑦鬼砼材料价局（元）=5\*GB3闹⑤位×=6\*GB3仔⑥晕37涝2.68误406.苏69酒424.机39袍437.式24=8\*GB3塔⑧慎输合笋计虏==4\*GB3铃④稻+=7\*GB3逐⑦居(议元搏)枕74顷4.07鲁770俘.62振78温2.86串79絮2.56庸从以上分胃析可知：博为提高钢俭筋混凝土鸭梁正截面驻抗弯承载魄力，加大换配筋量与载提高混凝谈土强度等链级相比较帆，加大配栏筋量较经途济。恰5朗串结束语：陶在实际工胡程的设计锻、施工与吴使用中，脸影响钢筋奸混凝土梁你的受力性粥能、裂缝粥、挠度、术耐久、造妇价的因素寇很多。从盆经济的角楼度来说，惹钢筋混凝洽土梁截面壁一定，钢异筋混凝土甘梁应采用绵较低强度澡等级的混誓凝土与较使高的配筋妈率药；从耐久潮性考虑，境应采用较奴高强度等敌级的混凝氏土。从鹊图昂1团中可以看寺到，在钢肾筋混凝土诊梁截面不宗变抗弯承识载力均达熄到相应的欠眨脏，钢筋混蜡凝土梁纵姓向配筋率育ρ≤域0详.圈65敞%匠时，释混凝土强霉度等级越狐高、纵向榆钢筋配筋池率厅越大，其惯裂缝宽度事越小。缘钢筋混凝款土梁在设观计中，如厨果不考虑休梁截面的京增加对使积用等综合卸效应的影疤响，从一锡次性投资纽的经济性粗来考虑，糕由于混凝患土与钢筋烘的价格差凡较大，钢计筋混凝土阴梁的经济却配筋率仍茶为跑0.6%捧阀～搂1.5%甩（瓦4敏）扑。叼综上所述善，钢筋混随凝土梁的盐合理纵向驱配筋暗率抵ρ荣的区间应关综合考虑辣以上各种斤因素，在膀满足规范瞧的前提下抢，避开产孩生裂缝较收大时渡的弓ρ士的区段，类经过比较忆，钢筋混击凝土梁的册合理纵向夕配筋违率饥ρ内的区间为父0暮.歼65歌%言~拒ρ盯max甜。颗[亡参考文献扶]我[竿1君]盏知吴培煮明乔.碗混凝土结怠构（上册屈）届.雹武汁汉离:撕武汉工业读大学出版麻社搜,200夹1.馋[垄2删]鼠面沈蒲示生跪.叶混凝土结急构设计原属理辨.谷北针京疾:紫高等教育任出版得社威,200斗2壁:55杏、忘57嫂[棍3翠]狂第混凝土结竹构设计规基范猫(GB5暴0010翅-200洁2)安.纤北洲京偿:标中国建筑粮工业出版绩社狡,200各2.74余[班4启]是孔侯治枯国缠.护混凝土结沸构半.际武韵汉东:旺武汉工业铲大学出版拾社迁,200笑2:58面.狐RATI森ONAL愈PER昏CENT竟AGE刊OFR经EINF利ORCE政MENT部市问表国柔岸OF修CONC钩RETE缩FLE农XURA轰LME假MBER公Abst娘ract筑：铸The全rein旁forc贱emen仇tra末tio魄ofl挨ongi蹈tudi挎nal伶tens孩ile案stee宋lin麻rei援nfor竞ced慌conc期rete缝bea曾mha睁sbe跨enp尿rese象nted胁aw桨ide定rang臣ein父the药Des寇i