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深梁内力计算研究
作者：熊小菲
来源：《科学与财富》2010年第07期
1.引言
深梁在带有角锥形漏斗的深仓和浅仓之类的矩形悬挂式容器中、在支承条形基础或筏式基础的基础墙中、在防护墙中以及在建筑内承受横向力的剪力墙中都是经常遇到的。正如对于牛腿的情况一样,传统的应力分析原理既不适于也不足以用来确定钢筋混凝土深梁的强度。按现行规范的深梁设计理论与以往设计方法比较,可以发现有许多工程的构件梁均应按深梁设计。现行规范深梁设计理论是建立在大量钢筋硷构件破坏性试验基础上的成熟理论,教老方法更接近构件实际应力状态,是经济可靠的设计方法。
2、 本文针对如何合理、经济、安全地确定混凝土截面的设计程序进行了阐述;研究了关于简支深梁和连续深梁的承载力计算;对深梁腹板中配筋问题,按深梁下部作用荷载、间接荷载(荷载是一个向下直伸至深梁下部的大断面柱子)的情况、以及间接支承(深梁支承是沿全部高度的大型支承)等待例,均做了深入的研究,文中附有构造及配筋简图,对于钢筋混凝土深梁的科研、设计和施工均有参考价值。
2.深梁的内力计算
2.1 深梁的正截面受弯承载力计算
正截面受弯计算可按下式进行:
当受拉区钢筋集中配置时,其内力臂长z值较分散钢筋时大些,因为主筋配置范围增大,
3、水平分布钢筋用量有所减少。为了控制垂直裂缝的宽度主筋宜分布在受拉区的范围内。水平分布钢筋对正截面受弯承载力的贡献约占10%～30%,为简化计算,在正截面受弯承载力中不计分布钢筋的作用,全部由纵向受拉钢筋承担。根据大量试验,规范规定对简支梁和连续梁的跨中截面取[2]:
2.2深梁的斜截面受剪计算
在深梁剪切破坏形态中,配置适量的腹筋即可避免劈裂破坏和斜拉破坏。受剪承载力计算主要是防止斜压破坏。
在简化计算的基础上,得到规范中的深梁斜截面的受剪承载力公式:
式中V——深梁的剪力设计值;
b——矩形截面宽度或T
4、形、I形截面的腹板宽度。
2.3深梁的局部受压承载力计算
深梁边支座处于垂直压应力和纵向钢筋锚固区复合应力作用下,中间支座在集中荷载作用下是处于双向受压状态,这些部位局部压应力很大,试验表明在深梁达到抗弯或抗剪极限状态前,可能发生局部受压破坏,应进行深梁的局部受压承载力计算。
当局部受压承载力不满足上述要求时,可在深梁的局部受压部位配置方格网式间接钢筋,局部受压区的截面尺寸应符合有关规定。
3.影响深梁受剪承载力的主要因素
3.2纵向受拉钢筋配筋率的影响
梁底纵向受拉钢筋可限制斜裂缝的开
5、展,增强骨料咬合作用并可提供销栓力,因此增大纵向钢筋的配筋率PS可提高抗剪承载力。随着ρb的增大,抗剪承载力增加,大致呈线性关系,且剪跨比或跨高比较小时,纵筋的作用明显;随着剪跨比或跨高比的增大,纵筋的作用有所降低。
4.深梁的配筋
过去深梁设计是先根据图表查出深梁的跨中、支座截面的应力分布来进行配筋广算的,这种配筋设计方式使设计者对整个梁的应力分布比较明确;但设计每一根梁时都必须对梁备部位作应力分布迭加分析,才能确定各部位的钢筋需要量,这对设计人员来说,增加了繁琐的工作量,延长了设计周期。
现行规范为深梁定出了不同截面位置的受力钢筋配置范
6、围,在算内所需钢筋面积以后,就可以按此范围直接配置钢筋,而不必再对各部位应力进行迭加与分析,在配置钢筋之前对配筋范围已经一目了然,计算:工作只是确定钢筋数量,所以现行规范的配筋设计方法简单明确而且实用。
参 考 文 献
[1]《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002).北京:中国建筑工业出版社,2002
[2]沈蒲生,罗国强.混凝土结构疑难释义. 北京:中国建筑工业出版社,1998
[3]刘建新.钢筋混凝土深梁受弯构件受剪承载力的计算,郑州:郑州工业大学学报,2000
[4]赵国藩主编,《高等钢筋混凝土结构学》,北京:中国电力出版社,1999
[5]来完林.钢筋混凝土梁设计探讨.华北矿业高等专科学校学报,2001■
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