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配筋率汇总(2010混凝土规范)

(2012-08-30 19:03:41)
标签:

配筋率

配箍率

杂谈

配筋率汇总(2010混凝土规范)

一、非抗震

梁、板、柱纵筋(%):《混凝土结构设计规范》 8.5.1

 

1、纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)

受力类型

最小配筋百分率

受压构件

全部纵向钢筋

强度等级500MPa

0.50

强度等级400MPa

0.55

强度等级300335MPa

0.60

一侧纵向钢筋

0.20

受弯构件、偏心构件、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋

0.245ft/fy0.178

1 受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用C60以上强度等级的混凝土时,应按表中规定增加0.10

2 板类受弯构件不包括悬臂板)的受拉钢筋,当采用强度等级400 MPa500 MPa的筋时,其最小配筋百分率应允许采用0.1545ft/fy中的较大值;

3 偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑;

4 受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率均应按构件的全截面面积计算

5 受弯构件大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(bf-b)hf'后的截面面积计算;

6 当钢筋沿构件截面周边布置时,“一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边中一边布置的纵向钢筋。

7 括号内数值为混凝土强度C30,钢筋采用HRB400。(有括号中数值可观察到,C30HRB400的最小配筋率不由材料强度控制)。

2、纵向受力钢筋的最大配筋率

对于梁跨中:

x§b·h0       §b由混凝土规范6.2节具体计算公式计算得来。

C50HRB400时,计算的§b 0.518

将上式带入混凝土基本计算公式α1·fc·b·x=fy·As中,可得到混凝土的最大配筋率公式:α1·fc·b·§b·h0=fy·As,max

ρmax=As,max/ b·h0=§b·α1·fc/ fy   (公式1

C30HRB400时,计算的ρmax 2.06《详见大学教材》

重要说明:以上计算公式按照单筋矩形截面推导,但实际工程中的梁上部一般有架立钢筋(抗震时有通长筋或者通长筋+架立筋),此时从理论上来说最大配筋率的计算按照双筋矩形截面推导更加合理,但计算较复杂,且对超筋控制更松。

此处,我还是给出梁跨中按照双筋矩形截面计算的推导结果以供参考:此时ρmax=§b·α1·fc/ fy  +fy′·As′)/fy·b·h0(公式2                                 若假定梁梁顶部和底部钢筋采用同一强度数值,且加大h0h(从严控制,且更容易计算),则上述数值应加上梁顶部架立筋的全截面配筋率。(此时对超筋的控制更松,因此按照单筋矩形截面计算能够提高梁跨中防止超筋的安全储备能力,个人建议按照单筋矩形截面计算)

 

对于梁端:

按照铰接计算时,构造配筋;按照固定端计算,或者连续梁中间支座处,推导过程同梁跨中一样,但需注意的是,此时梁受压区钢筋(也就是梁的底部纵筋)较多,最大配筋率可按照双筋矩形截面公式计算。

柱子:《混凝土结构设计规范》9.3.1.1

纵向受力钢筋直径不宜小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%

(注意9.3.2-59.3.7-23柱子配筋率对箍筋和梁柱节点内纵筋截断影响的有关规定;个人认为此处的柱子应包括框架柱以及各种构造柱)

 

二、抗震

框架梁:《混凝土结构设计规范》11.3.6.1

 

1、框架梁纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)

 

抗震等级

梁中位置

支座

跨中

一级

0.4080ft/fy0.318

0.3065ft/fy0.258

二级

0.3065ft/fy0.258

0.2555ft/fy0.218

三、四级

0.2555ft/fy0.218

0.2045ft/fy0.178

注:括号内数值为混凝土强度C30,钢筋采用HRB400。(有括号中数值可观察到,C30HRB400的最小配筋率不由材料强度控制)。

 

11.3.6.2 框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级抗震等级不应小于0.5,二三级抗震等级不应小于0.3(条文说明:第一方面考虑地震的随机性,防止按计算得出的支座截面无正弯矩或正弯矩较小的情况下,在强震作用下出现较大正弯矩。第二方面提高梁端底部纵向钢筋的数量,也有助于改善梁端塑性铰区在负弯矩作用下的延性性能。个人人为这也是为什么梁底纵筋一般全部伸入支座的原因)

 

2、框架梁纵向受力钢筋的最大配筋率

 

规范原文:

11.3.1  梁正截面受弯承载力计算中,计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度应符合下列要求:

一级抗震等级         x0.25h0

二三级抗震等级       x0.35h0

式中:   x-----混凝土受压区高度      

h0------截面有效高度

11.3.7  梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全长顶面和底面至少应各配置两根通长的纵向钢筋,对一、二级抗震等级,钢筋直径不应小于14mm,且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4;对三、四级抗震等级,钢筋直径不应小于12mm

 

 

对于框架梁跨中:

       因为规范并没有对梁跨中的受压区高度做规定,因此个人认为,对于框架梁的跨中,是不需要考虑出现塑性铰的。(允许塑性内力重分布的相对受压区高度为  0.1§b0.35见《混规5.4.3》)。因此,框架梁跨中可按公式1§b直接取用按照《混规6.2节》的计算结果。

C30HRB400时,计算的ρmax 2.06《详见大学教材》

 

对于框架梁梁端:

须按照公式2:(因规范明确规定计入上部受压钢筋)

一级抗震等级取    §b=0.25    C30HRB400时,计算的ρmax           1.00+fy′·As′)/fy·b·h0

二三级抗震等级取  §b=0.35    C30HRB400时,计算的ρmax      1.39+fy′·As′)/fy·b·h0

四级抗震等级取      §b=0.518     C30HRB400时,计算的ρmax   2.06+fy′·As′)/fy·b·h0

(我个人认为对于抗震等级为四级时,规范虽未对其做对相对受压区高度的要求,但考虑地震随机性,严格控制最大配筋率,可使框架梁支座处在强震作用下出现塑性铰和提高塑性铰延性,以实现多防线的抗震精神,最大配筋率最好不要超过2.0%

对于次梁:次梁不参与抗震,按照非抗震时的最大配筋率,最小配筋率控制即可。

 

 

框架柱和框支柱:

 

最小配筋率:

《混凝土结构设计规范》11.4.12相关原文:

1         框架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表11.4.12-1规定的数值,同时,每一侧的配筋百分率不应小于0.2;对IV类场地上的较高的高层建筑,最小配筋百分率应增加0.1

        11.4.12-1   柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%

 

柱类型

抗震等级

一级

二级

三级

四级

中柱、边柱

0.91.0

0.70.8

0.60.7

0.50.6

角柱、框支柱

1.1

0.9

0.8

0.7

注:1,表中括号内数值用于框架结构的柱

2,采用335MPa400MPa级纵向受力钢筋时,应分别按表中数值增加0.10.05

3,当混凝土强度等级为C60以上时,应按表中数值增加0.1采用。

 

最大配筋率:

《混凝土结构设计规范》11.4.13原文:

11.4.13  框架边柱、角柱及剪力墙端柱在地震组合下处于小偏心受拉时,柱内纵向受力钢筋总截面面积应比计算值增加25%

框架柱、框支柱中全部纵向受力钢筋配筋率不应大于5%。柱的纵向钢筋宜对称配置。截面尺寸大于400mm的柱,纵向钢筋的间距不宜大于200mm。当按一级抗震等级设计,且柱的剪跨比不大于2时,柱每侧纵向钢筋的配筋率不宜大于1.2%

 

 

 

 

 

 

 

梁箍筋的面积配筋率,柱箍筋的体积配筋率

非抗震

梁:规范原文规定   9.2.9-3  9.2.10

柱:无要求,但要满足对箍筋的构造要求9.3.2

抗震

梁:规范原文规定   11.3.9

柱:规范原文规定   11.4.17   11.4.18

 

现将配箍率的计算方法总结如下:(引用网上资料)

 

柱体积配箍率的计算:

 http://s16/middle/85a43f1ft7a729072a92f&690

 

 

 

 

 

梁面积配箍率计算:

 

 

 http://s5/middle/85a43f1ftc879a5268b04&690

 

 

 

 

 

 

板配筋率的计算:

 

 http://s3/middle/85a43f1ftc879a5bea452&690

 

 

 

 

声明:以上内容为炒饭个人总结,错误之处,望多加指正。

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