在不同的荷載組合情況下,什麼時候配置雙筋梁?

(如在風載或地震作用的框架梁,能具體解釋下嗎),需要在截面的受拉區和受壓區均配置受力鋼筋,形成雙筋梁。就是什麼條件下會配置雙筋梁,能不能詳細解答配圖說明一下,感謝了。


這真是橋樑的問題嗎?咱們橋樑不差錢,彎矩包絡圖異號的比例很大,所以絕大多數時候都配雙筋梁


謝邀,這個問題專業性比較強,還是挺有意思的。

有以下幾種可能會採用雙筋梁:

  1. 對梁截面高度有限制要求的時候。比如說,梁受彎矩較大,為了保證室內空間凈高的時候。
  2. 截面彎矩設計值超過單筋適筋構件所能承受的最大設計值,而其他條件(截面尺寸、混凝土強度等級、鋼筋種類)無法改變的時候。
  3. 不同組合下,產生變號彎矩的時候。簡而言之,就是中和軸往受壓一側偏移,受壓高度相對較小,為了承受正負號彎矩同時作用的時候。
  4. 構造原因,已經配置了一定數量的受壓鋼筋。

直觀地說,我們可以做個實驗,或者在腦海里想像下:取兩隻火柴盒,一隻乾燥的,另一隻用水濕潤火柴盒的一邊,用手分別去掰這兩隻火柴盒,我們很容易得知,乾燥的火柴盒是更難被掰彎的。在這個例子里,我們把梁簡化為了火柴盒,忽略了梁的混凝土對抗彎強度的影響,火柴盒的兩側壁作用機理等同於梁的兩側拉壓鋼筋。

或者,我們也可以換個思路。不妨先做個計算,看看同樣截面,相同混凝土強度等級,同種截面尺寸的梁,承受同樣的彎矩,是雙筋梁省鋼筋,還是單筋梁?

某一商業辦公中心的矩形截面簡支梁,環境類別為二a。計算跨度l_{0} =6m,彎矩設計值為M=200kNcdot m。混凝土強度等級為C30,鋼筋選用HRB400級,構件安全強度等級為二級,分別設計單筋雙筋梁。1. 材料強度設計值:

  • C30混凝土:

查《混凝土結構設計規範》表4.1.4-1、2:f_{t} =1.43N/mm^{2} f_{c} =14.3N/mm^{2}

  • HRB400鋼筋:

查《混凝土結構設計規範》表4.2.3-1:f_{y} =360N/mm^{2} f_{y}^{

2. 確定截面尺寸:

《建築抗震設計規範》6.3.1條規定:梁的截面高寬比不宜大於4。

h=1/13l_{0} =460mmapprox 500mm(實際工程設計模數一般為50)

b=(1/2sim 1/4)=250mmsim 125mm,取b=200mm

3. 配筋計算:

假設鋼筋按一排布置,h_{0} =h-a_{s} =500-35=465mm,樑上部設置2根HRB400,直徑為14mm的架立筋。

3.1 按單筋梁配筋

假設為適筋梁:


ho _{min} =0.45frac{f_{t} }{f_{y} } =frac{0.45	imes 1.43}{360} =1.79	imes 10^{-3}

xi _{b} =frac{0.8}{1+frac{f_{y} }{0.0033E_{s} } } =frac{0.8}{1+frac{360}{0.0033	imes 2	imes 10^{5} } } =0.517


ho _{b} =xi _{b} frac{alpha _{1}f_{c}  }{f_{y} } =0.517	imes frac{1.0	imes 14.3}{360} =0.02

alpha _{s}  =frac{M}{alpha _{1}f_{c}bh_{0}^{2}   } =frac{200	imes 10^{6}  }{1	imes14.3	imes 200	imes 465^{2}  } =0.323

alpha _{s} =xi (1-0.5xi )gamma _{s} =1-0.5xi

gamma _{s} =0.80xi =0.405leq xi _{b} =0.518

A_{S} =frac{M}{gamma _{s} f_{y} h_{0} } =frac{200	imes 10^{6} }{0.80	imes 360	imes 465} =1493mm^{2}


ho =frac{A_{s} }{bh} =frac{1493}{200	imes 500} =0.015


ho _{min} leq 
ho leq 
ho _{b}

∴為適筋梁,符合假定。

3.2 按雙筋梁配筋

在樑上部設置置2根HRB400,直徑為14mm的架立筋。

假設為適筋梁:

A_{s}^{

M_{2} =f_{y}^{

f_{y}^{A_{s2}=frac{210	imes 307}{360} =179mm^{2} (水平受力平衡)

M_{1} =M-M_{2}=200-27.72=172.28kNcdot m

alpha _{s}  =frac{M_{1} }{alpha _{1}f_{c}bh_{0}^{2}   } =frac{172.28	imes 10^{6} }{1	imes 14.3	imes 200	imes 465^{2} } =0.279

gamma _{s} =0.833xi =0.335leq xi _{b} =0.518

A_{S1} =frac{M_{1} }{gamma _{s} f_{y} h_{0} } =frac{172.28	imes 10^{6} }{0.833	imes 360	imes 465} =1235mm^{2}

x=frac{f_{y}A_{s1}  }{alpha _{1}f_{c}b  } =frac{360	imes 1235}{1	imes 14.3	imes 200} =156mm2a_{s}^{70leq 156leq 241

∴為適筋梁,符合假定。

A_{s} =A_{S1} +A_{S2} =1235+179=1414leq 1493(3.1所算的單筋梁配筋面積)

4. 結語

由計算我們可以看出,雙筋梁在相同情況下所用配筋面積是小於單筋梁的。以此類推,在配筋面積相同的情況下,雙筋梁的承載力肯定更大(有興趣的可以自己驗算驗算)。你如果知道了這個結論,應該就能推斷出雙筋梁的配置條件了。

另外,配置縱向受壓鋼筋的雙筋梁,延性也會相對更好一些。


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