钢筋混凝土反梁的计算与设计探讨.pdf

浙 江建 筑 ， 第 2 7卷 ， 第 2期 ， 2 0 1 0年 2月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n ，V o 1 2 7 ， N o 2 ， F e b 2 0 1 0 钢 筋混凝土反 梁的计算 与设 计探讨 Di s cu ss l onS On t ne aI cul at i on & Desi qn o t 一0 0 J 0 0 0 0 S t e e l Co n c r e t e Up s t a n d i n g Be a m 刘 勇兵 ， 田 芳 ， 蒋振 华 L I U Y o n g b i n gT I A N F a n g，HA NG Zh e n h u a ( 浙 江工、 大学浙西分校 。 浙江 衢州 3 2 4 0 0 0) 摘要 ： 建筑工程中 由于使用功能等方 面的需要 ， 往往将 钢筋混凝土梁设计成反梁 。在此 以衢州某小区 3 # 住宅楼工程项 目为 例 ， 从 反梁结构设计计算 ( 包括抗弯 、 抗剪 、 局部受压 承载能力 计算) 、 反梁 构造设 计两个方 面对钢筋混凝 土反梁进行 了探讨。 关键词 ： 钢筋混凝土 ； 反梁 ； 结构设计计算 ； 构造设 计 中图分类号 ： T U 3 7 5 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 0) 0 2 0 0 0 90 3 针对 目前 利 用 P K P M 软 件 进行 反 梁结 构 设计 中 存在的一个问题即无法识别反梁的情况， 一直受到建 筑 工程行 业结 构设 计 者 的广 泛 关 注。本 文 通 过一 个 实 际工程 的设计讨 论 ， 希望 能加深 设计 人员 对 反梁 的 认识， 能对设计人员在设计反梁时有所帮助 。 1 工 程 概 况 本工程抗震设 防烈度小 于 6度 ， 不考虑抗 震设 防 ， 结构类型为 6层带 阁楼的砖混结构， 总建筑面积为 3 1 3 0 m 。 架空层车库 门 口处有 一2 4 0 m m 7 8 0 mm( 见 图 1 ) 独立梁 ， 支撑 于两侧 构造柱 G Z 、 G Z 上 ， 构造柱为 保证车库入 口具有 一定 高 度 ， 同时 配合 1 层 卧室 飘窗 做法( 见图 2 ) ， 将梁上翻5 0 0 m m高( 见图 3 ) 。 2 反 梁的结构设计 由 P K P M 软件分析计算 ， 其 内力分 析结 果见表 1 。 表 1 内 力 分 析 结 果 注 ： 对于基本组合 ， 荷载效应组合 的设计 值以由永久荷载效应控制 的 组合确定。 ， 1 _ I ) 0 0 3 3 0 0 2 1 0 0 一Ol 5 0 7一 _一 竺 lL一 E 一 川 l l I l l I l I l ll 1 - 一 J 、 、 _ _ C - 2 一 -0 3 4 0 7一 储藏室 车库 厂 。 l v ll 12O l 1 三 图 1架 空层 平 面 图 根据 人 民防 空地 下 室设 计 规 范 ( G B 5 0 0 3 8 - 2 0 0 5 ) 条文说 明中附 录 E关于钢筋混凝土反梁设 计要点 ， 又根据清华大学的研究成果 ， 反梁的正截面 受弯承载能力与正梁相 比没有变化 ， 而斜截面受剪 承载能力 比正梁有明显下降 ， 主要原 因是反梁截面 收 稿 日期 ： 2 0 0 9 0 9 2 9 作者简介 ： 刘勇兵 ( 1 9 7 8 一 )， 男 江西新余人 ， 讲师 ， 从事建筑结构设计及教学研究 工作 。 l 0 浙江建筑 2 0 1 0年第 2 7卷 9 0 0 3 3 0 0 2 1 O 0 9 0 0 L 1 5 0 0 I 9 0 0 4 5 0 L 1 2 0 0 日 5 ( 1 1 1 1 洞 曷I 三1 ， 一 台 r_ P C1 f C - 7 I = = = = = 7 一 固 U 卧 室 卫 一 一 4 l由 lII 1 ， 。 图 2 1层 平 面 图 图 3反 梁 的 配 筋 图 的剪应 力分 布与 正梁有 差异 。 钢筋? 昆凝 土反 梁的正截面受弯承载能力 的验 算， 可按正梁的计算方法进行。 反梁的斜截面受剪承载能力 的验算 ， 按 混凝 土结构设计规范( G B 5 0 0 1 0 - 2 0 0 2 ) 的 1 0 7节深受 弯构件和 人 民防空地下 室设计规 范 ( G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 附录 E中钢筋混凝土反梁设计要点进行设 计 比较分 析 。 反梁 的支座截面局压承载能力计算 按 混凝土 结构设计规范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 的第 1 0 7节 、 7 8 节规定计算。 2 1 抗 弯承 载能 力计 算 根据 混凝土结构设计规范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) ( 以下简称 混凝 土规范 ) 第 1 0 7 1条规定 ： 5 0的简支 钢筋 混凝 土单 跨 梁或 多 跨连 续 梁 宜按 深受弯构件进行设计。 此处 ， h为梁截面高度 ； z 。为梁 的计算跨度 ， 可取支座中心线之间的距离和1 1 5 ( z 为梁 的净跨 ) 两者 中的较小值 。 该 梁 f n 应 为 3 3 0 0m m， 由于 2 0 l o h =3 3 0 0 7 8 0 =4 2 3 10 2 h =0 2 1 4 4 mm( 符合要求 ) ， A =1 4 1 3 mm 。 ， 选配5根2 0 ( A = 1 5 7 0 mm ) ( 符合 要求 ) 。 从以上计算可以看出， 由 P K P M软件分析钢筋混 凝土深受弯构件的正截面受弯承载力符合规范要求。 2 2 抗 剪承 载能 力计 算 根据 混凝土规范第 1 0 7 4条： b=h o b = 7 2 0 2 40 = 3 3 0 3 0 0 0 N 受剪截面符合要求。 根据 混凝土规范第 1 0 7 5条， 矩形、 形和 ， 形截面的深受弯构件 ， 在均布荷载作用下 ， 当配有竖 向分布钢筋和水平分布钢筋时 ， 其斜截面的受剪承 载力 应 符合 下列 规定 ： 0 7 b h 。 + 1 2 5 。+ 。 ( 4 ) 。+T， 。 ( 4 现 在两 侧配 置 G 4+ 1 2 ( 构造 筋 4根 H R B 3 3 5级 直 径为 1 2 mm， 间距 2 0 0 m m) 每侧 A =2 2 6 mm 0 1 b h ， =0 1 b h 0= 0 1 2 4 07 2 0=1 7 2 8 m m ， 符合要求。 h= 第 2期 刘勇兵等 ： 钢筋混凝土反梁的计算与设计探讨 3 3 0 0 7 8 0 =4 2 3 1 2 0， 将 数值 代 入式 ( 4 )中 0 7 X ( 8 4 2 3 1 ) 3 X 1 1 X 2 4 0 X 7 2 0+1 2 5 X ( 4 2 3 12 ) 3 X 2 1 0A s X 7 2 0+ ( 5 4 2 3 1 ) 6 ( 2 1 02 2 6 2 o o )X 7 2 0=3 0 31 0 1 6 7 1 6 2+1 4 0 5 5 3 A s +2 1 8 9 8=3 0 3 X 1 0 得 到 A s =0 8 1 1 若忽略水平分布钢筋的作用 ， 则 A s =0 9 6 6 根据 混凝土规范第 l 0 7 1 4条 ， 除深梁以外 的深受弯构件 ， 其纵向受力钢筋 、 箍筋及纵向构造钢 筋的构造规定与一般梁相同 ， 但其截 面下部二分之 一 高度范围内和中间支座截面上部二分之一高度范 围内布 置 的纵 向构造 钢 筋宜 较 一般 梁适 当加强 。 根据 混凝土规范第 1 0 2 1 7条， 对钢筋混凝土 薄腹梁或需作疲劳验算的钢筋混凝土梁、 应在下部二 分之一梁高的腹板内沿两侧配置直径为 81 4 m m、 间距为 1 0 01 5 0 m m的纵 向构造钢 筋 ， 并应按 下密上 疏 的方式 布置 。 在 上 部 二分 之 一 梁高 的腹 板 内 ， 纵 向 构造钢 筋可按本 规范第 l 0 2 1 6条 的规定 配置 。 根据 混凝土规范第 1 0 2 1 6条， 当梁的腹板 高度 h 4 5 0 mm时 ， 在梁的两个侧面应沿高度配 置纵 向构 造钢 筋 ， 每 侧 纵 向构 造 钢 筋 ( 不包 括 梁 上 、 下部受力钢筋及架立钢筋 )的截面面积不应小于腹 板 截 面 面 积 6 ，的 0 1 ，且 其 间 距 不 宜 大 于 2 0 0 1T i m。 此处 ， 腹板高度 h 按本规范第 7 5 1条的 规定 取用 。 根据 人民防空地下室设计规范( G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 附录 E 1 2规定 ： 斜 截 面受 剪承 载 能力计 算 如下 ： l= 1 +0 1 l o h 0 = 1+0 1 X 3 3 0 0 7 2 0 = 1 4 5 8 V 0 4 h A ， A ： ： v ， 0 二 ： ： ： Q 兰 ! ：1 2 71 2l 0 X 7 2 0 根 据 人 民防空 地 下室设 计 规 范 ( GB 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 附 录 E 1 3规定 ： V ： 3 0 3 0 0 0 N 0 4 f , Z o A s= 0 4 X 2 1 0 X 3 3 0 0 X 1 2 7 1=3 5 2 3 2 1 N， 箍筋设置符合 。 由此 可 见 ， 在 斜 截 面 的 受 剪 承 载 力 方 面 ， 按 混凝土结构设计 规范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 中的深 受弯构 件 设 计 和 按 人 民 防空 地 下 室 设 计 规 范 ( G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 附录 E设计两者相差很大。 选 配 HP B 2 3 5级 1 0双 肢箍 ( A =1 5 7 mm )间 距 1 0 0 mm， A s=1 5 7 1 0 0=1 5 71 2 7 1 ， 两者计 算误差 ： ( 1 2 7 11 1 3 ) 1 2 7 1 X 1 0 0 =1 1 1 5 ( 两者 误差 相 差较 大 ) 。 按 人 民防空地下室设计规范( G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 附录 E第 E 2 1条构 造 要 求 ： 配箍 率 P ：A b s= 1 5 7 2 4 0=0 0 0 6 5 4 1 织 =1 5 X 1 1 2 1 0= 0 0 0 7 8 6。 从 中可以看出 ， 受剪 承载能力不满足 人 民防 空地下室设计规范 G B 5 0 0 3 8 2 o o 5 ) ) 规定要求。 2 3 支座截 面局 压 承 载能 力计 算 根据 混凝土规范第 1 0 7 7条关于钢筋混凝 土 深梁 在 承受 支座 反力 的 作用 部位 以及集 中荷载作 用部位 ， 应按本规范第 7 8节的规定进行 局部受压 承载力计算 。 由 混凝土规范式( 7 8 1一1 ) ， C 2 0混凝土 ， ：9 6 N ram ， 卢 ： 1 0， A 6=A f=2 4 0 X 2 4 0 = 5 7 6 0 0 m m L ， 8 l = A b A l =1 ， 1 3 5 JB 卢 A f =1 3 5 X 1 0 X 1 X 9 6 X 5 7 6 0 0 = 7 4 6 4 9 6 k N F ，=3 0 3 k N( 满足要求) 。 3 结 语 本 文针 对 反 梁 的结 构设 计 问题 进 行 了探 讨 ， 对 受剪承载力计算进行了详尽 比较分析 ， 从 以上计算 可 以看出， 由 P K P M软件分析钢筋混凝土深受弯构 件的斜截面受剪承载能力 满足 混凝土结构设计规 范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 中的深受 弯构件设计要求 ， 但 不满 足 人 民 防 空 地 下 室 设 计 规 范 ( G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5 ) 规定要求 。从 P K P M结 构计算 软件 的角度 上看 ， 程序一般都是一样处理反梁和普通梁， 由于反 梁斜截面受剪承载能力 比正梁有 明显下 降， 需要特 别 注意 适 当增 加箍 筋 的配 置 。 参 考 文 献 1 李 明顺 ， 徐有 邻 ， 白生翔 ， 等 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2混凝 土结构设 计 规范 S 北京 ： 中国建筑工业 出版 社， 2 0 0 2 2 王焕 东 ， 张瑞 龙 ， 郭 海林 ， 等 G B 5 0 0 3 8 2 0 0 5人 民防空地下 室 设计规范 S 北京 ： 中国建筑标准设 计研 究院 ， 2 0 0 5 3 徐有邻 ， 周氐 混凝土结构设计规 范理解与应 用 M 北 京 ： 中国建筑工业 出版社 2 0 0 2 ： 3 0 2 4 郭爱云 ， 刘 勇兵 ， 卢 小文 ， 等 混凝土结 构设计新 旧规范对照理 解与应用实例 f M1 北京 ： 中国建材 工、 世出版社 ， 2 0 0 5 ： 3 9 7