高洋

摘 要：文章從混凝土受彎構(gòu)件的基本假定和基本公式出發(fā)，推導(dǎo)出采用內(nèi)力臂系數(shù)進(jìn)行受彎承載力計(jì)算的簡(jiǎn)化公式。經(jīng)過大量計(jì)算，分析了彎矩、配筋率和混凝土強(qiáng)度對(duì)內(nèi)力臂系數(shù)的影響。最后，基于在我國混凝土梁縱向受拉鋼筋配筋率基本不大于1.6%的情況，建議采用簡(jiǎn)化公式進(jìn)行梁配筋設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)力臂系數(shù)可取0.80（C30混凝土，HRB400鋼筋）或0.85（C35混凝土，HRB400鋼筋）。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁；內(nèi)力臂系數(shù)；受彎承載力；簡(jiǎn)化計(jì)算；經(jīng)濟(jì)配筋率

中圖分類號(hào)：TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）08-0155-02

鋼筋混凝土梁作為受彎構(gòu)件應(yīng)用廣泛，為避免其發(fā)生受彎破壞，須進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算，且滿足構(gòu)造。計(jì)算梁配筋可借助相關(guān)軟件，而實(shí)際設(shè)計(jì)工作往往要求設(shè)計(jì)人快速手算出結(jié)果。按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的公式計(jì)算，參數(shù)多且無法快速得出結(jié)果。為此，本文對(duì)矩形受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算公式進(jìn)行一系列推導(dǎo)，得出采用內(nèi)力臂系數(shù)計(jì)算受拉鋼筋面積的公式，在對(duì)內(nèi)力臂系數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，得出內(nèi)力臂系數(shù)的建議值。

1 正截面受彎承載力計(jì)算公式

3 經(jīng)濟(jì)配筋率對(duì)應(yīng)的內(nèi)力臂系數(shù)

混凝土梁中鋼筋的多少既影響到結(jié)構(gòu)安全，又影響工程造價(jià)，直接涉及到投資者的切身利益，所以關(guān)注受拉鋼筋配筋率顯得尤為重要。

當(dāng)彎矩設(shè)計(jì)值、混凝土抗壓強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度已知時(shí)，若選用不同的截面尺寸，就會(huì)求得不同的配筋率。受拉鋼筋配筋率位于最大配筋率和最小配筋率之間，必然存在較合理的經(jīng)濟(jì)配筋率。

單筋矩形截面梁的經(jīng)濟(jì)配筋率為0.6%～1.5%。正截面受彎承載力設(shè)計(jì)時(shí)除了要保證截面的承載力外，還應(yīng)保證截面具有一定的延性，一般單筋截面受彎構(gòu)件配筋率≤0.75倍最大配筋率。換句話說，即彎矩設(shè)計(jì)值≤0.75 Mu，承載力要留有適當(dāng)余地。因此γs≥0.8，Mu為單筋矩形截面梁所能承擔(dān)的最大彎矩設(shè)計(jì)值。

經(jīng)濟(jì)配筋率對(duì)應(yīng)的內(nèi)力臂系數(shù)及彎矩設(shè)計(jì)值見表4和表5。

4 結(jié) 語

本文由基本公式導(dǎo)出利用內(nèi)力臂系數(shù)算混凝土梁配筋面積的公式，實(shí)用性強(qiáng)。

確定內(nèi)力臂系數(shù)后，便可快速算出配筋面積。當(dāng)混凝土梁配筋率≤1.6%時(shí)，基于目前我國梁縱向受拉鋼筋大量采用HRB400強(qiáng)度等級(jí)鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)多為C30或C35的現(xiàn)狀，提出如下建議：

①當(dāng)采用C30混凝土、HRB400強(qiáng)度等級(jí)鋼筋時(shí)，進(jìn)行混凝土梁受彎承載力簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)的內(nèi)力臂系數(shù)可取0.80。

②當(dāng)采用C35混凝土、HRB400強(qiáng)度等級(jí)鋼筋時(shí)，進(jìn)行混凝土梁受彎承載力簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)的內(nèi)力臂系數(shù)可取0.85。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 梁興文，王社良.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（第2版）[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[3] 范家驥，喻永言.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[4] 趙國藩.高等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.