連梁配筋中,交叉斜筋的作用是什麼?

one more thing ,能否將交叉斜筋改成腰筋呢?如果可以,又有什麼要求呢?


謝邀。

剪力牆結構里的普通樓面梁,一般受力是上圖這樣的。梁端的剪力都是向上的,而梁端彎矩的方向相反。

而剪力牆結構里的連梁,受力情況則有所不同。注意到,梁端的剪力方向相反,一邊向上,一邊向下。而梁端彎矩的方向相同。

我們可以把梁端彎矩轉換成等效力偶。梁端受拉鋼筋跟混凝土受壓區之間的距離 d 我們可以稱之為內力臂,而等效力偶的力的大小就等於彎矩除以內力臂。注意到,水平力都是彎矩引起的,而豎向力則是剪力。在這種情況下,斜向鋼筋起什麼作用呢?

事實上,這時候的連梁可以用一個桁架模型來代替,紅色的是受拉鋼筋,藍色的是受壓混凝土。桁架的內力與連梁的外力平衡。

我們可以用節點法分析這個桁架。斜向桿件的軸力分解為水平和豎直兩個方向的分力。

先看水平方向,拉力 T 的水平分力等於 M 除以 d,壓力 C 的水平分力也等於 M 除以 d。而兩者的水平傾角相同,所以拉力 T 的大小就等於 壓力 C 的大小。

再看豎直方向,拉力 T 的豎向分力加上壓力 C 的豎向分力必須要跟梁端剪力 V 平衡。

也就是說,Tsinalpha +Csinalpha =V。而 T 又等於 C,所以,T =frac{V}{2sinalpha}

鋼筋的拉力等於鋼筋的面積乘以鋼筋的強度,也就是 T =A_{s} f_{y}

所以呢,我們最終的結論是V=2f_{y} A_{s}sinalpha

我們再來看一下高規上的公式:

是不是一模一樣呢?

換言之,配置集中交叉斜筋的連梁,我們不考慮普通箍筋的作用,起抗剪作用的主要還是斜向交叉鋼筋。

由於地震的方向並不確定,可以從這邊來,也可以從那邊來,所以可能是斜向右上的這根受拉,也可能是斜向左上的那根受拉。因此,我們都是對稱配筋,兩個方向的交叉鋼筋都按照這個計算。

配置交叉斜筋的連梁的分析計算,也是 strut-and-tie model 的一個應用。關於 STM 的簡單介紹,可以猛戳這裡:算不清,加鋼筋!——您聽說過有個叫 STM 的東西么? - 土木僧的寫寫畫畫 - 知乎專欄


連梁是剪力牆肢間的傳力構件,個人認為是構造配筋要求,作用應當是補強、抗剪。

11-G101-1中有相關規定:「當洞口連梁截面寬度不小於250mm時,可採用交叉斜筋配筋,不小於400mm時,可採用集中對角斜筋配筋或對角暗撐配筋。」

不知道對不對,坐等大神來解答。


如果是說那種直徑較大的彎起鋼筋的話,毫無疑問是用於抗剪的。

以下跑題:

本科畢設時有一個同學,糟糟懂懂的上去答辯,老師指著某處問他為什麼在這裡配置剪力筋?

他想了一會兒,說

"為了美觀"


斜筋基本都是抗剪的


防止地震造成連梁發生脆性破壞,無法起到消耗地震能的作用。要控制連梁的高度,無法避免時可以採用上下雙連梁。


高手就是高手,連我這樣的半調子都看懂了...又覺得自己高端了


給你通俗易懂的解釋。

看了這張連梁破壞的圖片, 交叉斜筋的作用很好解釋了,在梁破壞面的垂直面上放置鋼筋,防止剪切破壞(因為連梁跨高比小的話都是剪切破的)很多東西結合破壞的圖片去理解是很好理解的。混凝土很多公式都是經驗公式,比如一根梁,在素混凝土下很容易破壞,然後加上鋼筋,發現承載力變高了。然後根據力學區分出箍筋,縱筋,腰筋。算出他們各自對於梁承載力提高的作用效果。發現,抗剪的話,不管箍筋縱筋腰筋都是有用的,因為放上他們都是能提高承載力的,只要在梁的斜破壞面上能產生垂直分力的就能有作用,但是作用效果不一樣就是了。所以總結出公式,可能公式上沒有考慮縱筋腰筋對於抗剪的作用,那是保守做法,有的外國規範是有考慮的。


配置交叉斜筋主要是為了防止連梁發生剪切破壞,地震來臨時連梁能作為延性耗能構件承受地震產生的能量,這也就是書本和規範里說的強柱弱梁


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