鋼筋混凝土梁設(shè)計探析

張林廠 （安徽珍寶島房地產(chǎn)有限公司，安徽 合肥 230001）

0 引言

一般梁的鋼筋含量在住宅標(biāo)準(zhǔn)層中占39%左右，其傳力路線：板→次梁→框架梁或者連梁→柱或者剪力墻，次梁→框架梁的荷載為集中力，框架梁會產(chǎn)生很大彎矩，由于彎矩分布不均勻，不符合構(gòu)件受力均勻和充分發(fā)揮材料受力性能的原則。而為保證梁的正截面受彎及斜截面受剪承載力設(shè)計計算合理，避免影響建筑空間視覺效果，一般不采用梁高加高方式。因此，從梁的截面選擇合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計分析，在構(gòu)造上進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)化設(shè)計，滿足建筑空間視覺效果的要求。

1 梁的布置和截面形式的選定

1.1 梁的布置

①衛(wèi)生間進(jìn)門處（半磚墻）及廚房間進(jìn)門處（大門洞）不宜設(shè)置隔墻梁，根據(jù)建筑布置要求設(shè)計成折板或厚薄板，必須設(shè)梁時應(yīng)注意降標(biāo)高。梁降標(biāo)高構(gòu)造如圖1所示。

圖1 梁降標(biāo)高構(gòu)造

②當(dāng)有水平通窗或大寬度窗且窗頂高度適宜應(yīng)將樓層梁壓至窗頂，其余一般情況下應(yīng)設(shè)置過梁或吊梁吊柱，不必人為放大梁高度。

③地庫頂板由于覆土荷載較大，盡量采用大板結(jié)構(gòu)，除開洞部位，盡量少設(shè)置次梁。

④框架柱盡量兩個方向均設(shè)置框架梁，有利于水平地震力的傳遞。

1.2 截面選擇

①住宅樓梁寬必須與墻等寬，半磚墻處梁寬150，其偏心一律偏向廚衛(wèi)等輔助用房，框架梁的寬度不宜小于200mm；

②辦公樓、車間等梁寬可不與墻等寬，截面寬度根據(jù)梁跨度可取200、250、300等，盡量不要布置為四肢箍筋梁，在層高允許的情況下選擇大高寬比截面,梁截面高寬比不宜大于4；

③地庫梁梁寬可取300、350、400等，由于受層高影響較大，可采用高寬比小于2的截面。當(dāng)頂板選用梁板式時優(yōu)選采用大板形式（不再設(shè)置次梁），建議由建筑、水電、暖等專業(yè)會商，確定綜合管線的標(biāo)準(zhǔn)立面布置形式，應(yīng)統(tǒng)一管線層的厚度。對成本控制比較嚴(yán)格的項目，可以增加梁寬，減少梁高，盡量壓縮層高，特別是單層地庫。這樣可以總體上大大降低地庫的總體造價。對品質(zhì)要求比較高的地庫，在管線交叉的地方，可以適當(dāng)?shù)匕训貛炝荷戏?，來保證地庫的凈高。

2 梁配筋及構(gòu)造

2.1 梁箍筋

①建筑中存在少部分梁抬柱（墻）時，此梁按轉(zhuǎn)換梁驗算，一般箍筋10全長加密。腰筋應(yīng)采用抗扭筋。同時計算時應(yīng)按一次性加載驗算。

②梁高不小于800時，箍筋最小直徑8，其余直徑不小于6。

③當(dāng)計算考慮受壓鋼筋時圖中應(yīng)注明挑梁下部縱筋伸入支座長度不小于0.7La。

④懸挑梁的抗震等級一般取5級，當(dāng)懸挑梁提供整體剛度時同框架梁。

⑤靠近支座處計算配箍較大時需單獨注明該區(qū)段的配箍。梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.0%，加密區(qū)的箍筋按直徑增大2mm單獨原位注明。梁箍筋構(gòu)造如圖2所示。

圖2 梁箍筋構(gòu)造

⑥次梁箍筋無加密區(qū)，但當(dāng)支座處計算配筋較大時，可采用局部加密的方式處理(當(dāng)V大于0.7fbh+0.5N時，箍筋配置率 ρ尚不應(yīng)小于 0.24f/f)。非框架梁箍筋構(gòu)造平面如圖3所示。

圖3 非框架梁箍筋構(gòu)造

2.2 簡支梁

支座鋼筋錨固下部筋平直端應(yīng)滿足12d，不滿足時可彎折；上部可采用彎折形式或伸入現(xiàn)澆板內(nèi)，鉸接時滿足0.35Lab+15d。圖紙說明中應(yīng)明確梁梁相交時設(shè)計按鉸接（應(yīng)寫入設(shè)計總說明）?；⌒瘟憾酥ё仨毑捎脻M足剛節(jié)點的形式。當(dāng)非框架梁（不受扭）的支座寬度較小不能滿足平直段錨固長度時，上部縱筋可錨入板內(nèi)，下部縱筋可彎折，梁支座鋼筋錨固構(gòu)造平面如圖4所示。

圖4 梁支座鋼筋錨固構(gòu)造

2.3 梁縱筋、腰筋構(gòu)造及要求

①通長筋應(yīng)采用較小直徑的鋼筋，當(dāng)跨度較大時通長筋可與支座負(fù)筋直徑不同，在滿足設(shè)計要求的情況下，下部二排筋可根據(jù)圖集要求采用不伸入支座的配筋形式(框架梁、非框架梁均適用，框支梁不適用)。

②上部鋼筋不得人為放大，保證框架梁的塑性截面發(fā)展。

③負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)一般取0.85，特殊情況下可采用0.80（具體由評審確定）。

④梁一端支座為柱，另一端為梁或平面外墻時，總說明增補(bǔ)此構(gòu)造。同時在簡支端梁頂配置不小于1/4的梁底筋面積的小規(guī)格鋼筋以滿足鋼筋的錨固要求，當(dāng)與墻相連時此處梁筋應(yīng)滿足支座錨固的構(gòu)造（200厚墻選用φ12鋼筋，200寬梁取φ12鋼筋，計算取鉸接）。

⑤梁鋼筋在柱墻內(nèi)的錨固可采用彎折形式（0.45LabE+15d），應(yīng)注意平直段的長度與柱（墻）截面高度的對應(yīng)關(guān)系。注意中柱貫通筋要求：一、二、三級框架梁內(nèi)貫通筋中柱的每根縱向鋼筋直徑，對框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20，或縱向鋼筋所在位置圓形截面弦長的1/20；對其他結(jié)構(gòu)類型的框架不宜大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20，或縱向鋼筋所在位置圓形截面弦長的1/20。

⑥±0.00地梁層（無板拉結(jié)）時當(dāng)有單側(cè)次梁擱置時梁側(cè)腰筋應(yīng)采用抗扭筋，其余采用構(gòu)造腰筋。地梁的最小寬度250，跨高比1/10～1/15。

⑦梁端截面的底面和頂面鋼筋量的比值，除按計算確定外，一級不應(yīng)小于0.5，二、三級不應(yīng)小于0.3。梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.0%時箍筋直徑+2mm。

⑧梁頂面通長筋要求

a.框架梁：通長筋應(yīng)盡量采用小直徑鋼筋，住宅框架梁通長筋盡量采用14、16。無抗扭取規(guī)范最小值【梁頂面通長鋼筋三四級取2 12，一二級取2 14（一二級時還不應(yīng)小于本跨梁頂配筋量的1/4）】；4肢箍時可增設(shè)架立鋼筋(2 12)。

b.非框架梁：無抗扭時采用架立筋與支座受力筋搭接的配筋方式，架立筋直徑：梁長≤6m，2 10，梁長＞6m，2 12。

⑨連續(xù)梁各跨底筋盡量采用相同直徑和不同根數(shù)配置，底筋也應(yīng)盡量減少鋼筋排數(shù)，一般不超過2排。

⑩對于偏拉梁(PL)，設(shè)計應(yīng)注意：

a.梁端不點鉸，按固接設(shè)計；

b.梁側(cè)需設(shè)置抗扭筋，不管梁高是否大于450；

c.梁縱筋連接要求：需采用機(jī)械連接。

純懸挑梁不考慮梁端底、頂面縱筋比值0.3的要求，但若為非純懸挑時，應(yīng)考慮，純懸挑與非純懸挑平面如圖5所示。

圖5 純懸挑與非純懸挑平面

鋼筋盡量拉通，避免在支座處（一般支座寬小于2LaE）互錨；

當(dāng)配筋有兩排時，將面積大的配筋放在外排。

梁原位標(biāo)注時，梁面通長筋只表示本跨通長，此處梁兩側(cè)支座負(fù)筋應(yīng)原位標(biāo)注。懸挑梁懸挑端配筋均應(yīng)原位標(biāo)注。通長鋼筋與懸挑端配筋構(gòu)造如圖6所示。

圖6 通長鋼筋與懸挑端配筋構(gòu)造

梁標(biāo)注中，梁的集中標(biāo)注與原位標(biāo)注不應(yīng)在同一跨標(biāo)注。

梁編號從左至右，從下至上，梁編號為 KL1-1、KL2-1、X向Y向分開標(biāo)注時，為KLX1-1、KLY1-1。

梁長度不一樣，但配筋相同時分開編號。

折梁鋼筋要交叉布置，故配筋大時，梁需適當(dāng)做寬。折梁復(fù)雜時應(yīng)畫模板圖。

關(guān)于梁腰筋的設(shè)置：

a.當(dāng)計算需要抗扭筋時，編號為N。受扭的梁構(gòu)造要求不同于普通梁，其受扭縱向鋼筋應(yīng)遵循“沿周邊布置”及“按受拉鋼筋錨固在支座內(nèi)”的原則。受扭縱向鋼筋應(yīng)沿梁截面周邊布置，間距不應(yīng)大于200。當(dāng)一側(cè)無板且單側(cè)有次梁擱置，當(dāng)梁跨度大于6.0m時設(shè)置構(gòu)造抗扭腰筋。與梯梁相交的梁均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造抗扭腰筋。10.0m跨度以上的邊框梁均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造抗扭腰筋，不論是否擱置次梁。梁扭筋配筋詳見抗扭腰筋配筋截面圖。

b.當(dāng)梁的高度較大時，有可能在梁側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫，為此應(yīng)在梁的兩側(cè)沿梁長度方向布置縱向構(gòu)造鋼筋。當(dāng)梁的腹板高度h≥450mm時，才在梁的兩側(cè)面沿梁高范圍內(nèi)配筋縱向構(gòu)造鋼筋。（梁腹板高度h:對矩形截面，取有效高度h;對于T形截面，取有效高度h減去翼緣高度h;對于工形截面取腹板凈高。）梁腹板配筋率不應(yīng)小于0.1%，當(dāng)梁寬較大時可以適當(dāng)放寬。梁構(gòu)造腰筋配置構(gòu)造如圖7所示。

圖7 梁構(gòu)造腰筋配置構(gòu)造

2.4 梁集中力處附加筋

優(yōu)先采用附加箍筋，如不夠，再加設(shè)吊筋。集中力處附加筋應(yīng)按計算結(jié)果配置，不得隨意增大。附加吊筋應(yīng)注意當(dāng)梁高大于800時，彎起角度為60，計算附加筋所用的集中力應(yīng)根據(jù)剪力包絡(luò)圖確定。附加箍筋、吊筋優(yōu)先采用自動生成，當(dāng)調(diào)整主梁箍筋時應(yīng)復(fù)核。

主次梁剪力圖如圖8所示。

圖8 主次梁剪力圖

主梁承受的次梁-1傳來的剪力為36.1+34.5=38.4+32.2=70.6kN；次梁-1與次梁-2承受的相互剪力為14.1+6.1=24.3-4.1=20.0kN。

2.5 梁分段配筋要求

標(biāo)準(zhǔn)層梁根據(jù)計算值按樓層分段配筋，避免歸并范圍過大導(dǎo)致實配鋼筋較計算數(shù)明顯偏高，豎向配筋變化明顯處需細(xì)分。

梁配筋量控制：梁鋼筋按計算結(jié)果配置,支座配筋率建議1.5%左右，梁實配鋼筋（特別是支座上部筋）不宜放大，同一支座盡量減少鋼筋規(guī)格種類。特殊情況或重要構(gòu)件需加強(qiáng)時，加強(qiáng)的部分應(yīng)有依據(jù)。梁底縱筋的配筋率，不宜大于2.0，梁縱筋多于兩排，且距梁支座1/3跨內(nèi)無集中荷載時，梁的第二排鋼筋可不全要伸入支座。

3 結(jié)論

梁的配筋在混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常遇到，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著很大的比重。為保證梁的正截面受彎及斜截面受剪承載力設(shè)計計算合理，避免影響建筑空間視覺效果，需要在構(gòu)造上進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)化設(shè)計，以滿足梁的截面選擇合理性、經(jīng)濟(jì)性要求。