簡支鋼筋混凝土深受彎構件設計方法淺析

張丙光（濱州市規劃設計研究院 山東 濱州 256600）

0 引言

《混凝土結構設計規范》（GB50010—2010）將跨高比小于2的簡支梁及跨高比小于2.5的連續梁視為深梁；而跨高比小于5的梁統稱為深受彎構件（短梁）。其受力性能與一般梁有所區別，故應作出進行設計。深受彎構件主要應用在梁高度較大而跨度較小的位置，比如一般樓梯間的跨度較小，為了滿足建筑要求，當框架梁高度較大時而使得框架梁形成深梁；再比如基礎梁，由于基礎梁需要滿足抗浮設計要求而設計的比較高大，當基礎梁跨度較小時也容易形成深梁。對深受彎構件的設計方法做簡要的討論。

1 簡支鋼筋混凝土深梁與普通鋼筋混凝土梁的計算公式的比較

1.1 普通鋼筋混凝土梁計算公式

根據《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2002）的規定進行正截面承載力計算，其公式為：

同時應滿足：

上式中，α1定義為混凝土強度系數，當混凝土強度≤C50時，取值為1.0；當混凝土強度等級為C80時，取值為0.94；其余情況內插。fc表示混凝土軸心受壓強度，單位MPa；As、As*表示鋼筋的面積；b和h0分別表示梁截面寬度和梁截面有效高度。

1.2 簡支鋼筋混凝土深梁計算公式

簡支鋼筋混凝土單跨深梁可以采用由一般方法計算的內力進行截面設計。此時深梁的設計方法與思路與普通框架梁相同。簡支鋼筋混凝土單跨深梁的正截面承載力應符合以下公式：

當l0≤h時，內力臂z＝0.6l0

上式中，z表示內力臂，當l0＜h時，z＝0.6l0；x表示截面受壓高度；h0表示截面有效高度；fy表示鋼筋受拉強度，單位MPa；As表示鋼筋面積。

2 普通梁與深梁計算實例

某框架梁高度為350×800mm，跨度為4000mm。跨中截面彎矩為500 KN.m；采用C30混凝土；采用HRB400鋼筋，鋼筋保護層厚度取值為25，計算鋼筋受拉面積。

計算過程如下：

（1） αd＝M/(α1×fc×b×h20) ＝500×106/（1.0×14.3×350×7 652）＝0.170

（2） γs＝0.5[1+（1－2×0.170）0.5]＝0.906；

（3）As=M/fy×γs×h0＝500×106/（0.906×360×765）＝2004 mm2

某框架梁高度為350×2000mm，跨度為4000mm。跨中截面彎矩為3 000 KN.m；采用C30混凝土；采用HRB400鋼筋，鋼筋保護層厚度取值為25，計算鋼筋受拉面積。

計算過程如下：

該梁的跨高比為l0/h＝4 000/2 000＝2.0屬于深梁。由于 l0/h=2.0，則 as＝0.1×h＝0.1×2 000=200 mm；h0＝h－as＝2 000－200＝1 800mm。

（1） 計算受壓區高度 x＝h0－（h20－2M/α1× fc×b）0.5＝1 800－（1 8002－2×3 000×106/1.0×14.3×350）0.5＝371＞2×as＝2×200＝400mm 取 x＝371mm

（2） αd＝0.80＋0.04l0/h＝0.8＋0.04×2=0.88

（3） Z＝αd×（h0－0.5x）＝0.88×（1800－0.5×371）=1420

（4） As≤M/fy×z＝3 000×106/360×1 420＝5 868 mm2

3 結語

綜上所述，按照《混凝土結構設計規范》的要求，對鋼筋混凝土深梁與普通梁的正截面配筋的計算方法做了比較。其受力性能與一般梁有所區別，故應作出相應設計。