混凝土梁抗扭纵筋的分配计算

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已算得:受弯 As=606.8mm2,受扭纵筋总面积 As t l=207.7 mm2 , 受扭周边单肢箍筋面积 Ast1=24.7mm2, 总的箍筋面积 Asv=92.9 mm(2 按间距 100mm 计)。计 算受扭纵筋分配,并配设全部纵向钢筋。
解 :按《规 范》10.2.16,梁 侧 应 配 纵 向 构 造 钢 筋 ,
distribute in the girth shared by each bar around the core section
periphery.
【Ke y words】concrete beams ; torsion longitudinal
reinforcement ; distributive method
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建筑与结构设计
Architectural and Structural Design
间距≤200 mm,用 a=200 mm,见图 2。 该截面上,bcor=250- 2×25=200 mm,hcor=450- 2×
25=400 mm, Ucor=2×(200+400)=1200 mm, 按(4),梁每侧边 Asti=(Ucori /Ucor)Astl =(a/U cor)Astl Asti=(200/1200)×207.7=34.6 mm2 按(5),梁底,梁顶部分 Astd= ([ bcor+ad)/Ucor] ×As tl= [(200+200)/1200] ×
2004. 【收 稿 日 期 】2007-07-22
表 1 例 1 抗扭纵筋的配置
mm2
实际配筋见图 2。
a 抗纽纵筋分配
b 实际配筋
图 2 梁侧纵筋配置图
梁 底 :As + Astd = 606.8 + 69.2 = 676.0mm2,配 2φ20mm+1φ16mm,计 82.9mm2。
梁顶:Astu=69.2 mm2,按《规范》10.2.15,本梁跨度
对于剪扭,弯剪扭混凝土构件承载力计算,与
纯扭构件相同,主要有以变角空间桁架模型和以斜
弯理论为基础的两种计算方法。《规范》也是根据变
角空间桁架模型理论分析和大量试验基础上,规定
了剪扭,弯剪扭混凝土构件的实用配筋计算方法,
见《规范》7.6.8~7.6.12。其中全扭承载力计
社,2000. 【3】徐占发.混凝土结构构件设计原理[M].北京:中国建筑工
程出版社,2006. 【4】叶列平.混凝土结构(上册)[M].北京:清华大学出版社,
2004. 【5】徐有邻.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,2006. 【6】蓝宗健.混凝土结构 设 计原理[M].南京:东南大学出版社,
207.7=69.2 mm2=Astu 本例中纵筋布置间距正好均匀等分核芯总长,
所以按文献[3],[4]中的三分法计算其结果与本文 方法完全吻合。若采用文献[2]中方法计算,梁底, 梁顶部分纵筋为
Astd=Astu=(bcor/Ucor)Astl =34.6 mm2 梁侧每边为 Asti=(hcor /Ucor)Astl=(400/1200)×207.7=69.2 mm2 对比如表 1。可见有较大差异。
算);Ucori 为号钢筋分担的核芯周长,可按其与两侧 相邻钢筋距离各半计和。由此,不难导得,当全部纵
筋用同一钢号时:
Ast i

Ucor i Uc o r
Ast l
(4)
式中,Astl 扭曲截面所需纵筋总面积;Ucor =∑Ucori 为
扭曲截面核芯总周长。由此可见,对于抗扭纵筋的
分配已是可确定的。
表 2 例 2 抗扭纵筋的配置
由表 2 可以看出梁宽较大时,误差不可忽视。 上面讨论的是梁截面为矩形的情况,显然对于 箱形截面,按每根纵筋沿核芯周边提供的等线反力 的准则,公式(4)也是适用的,对于 T 形,! 形的梁, 在按《规范》7.6.5 划分为几个矩形截面后,也是分别 适用的。
【参 考 文 献 】 【1】GB 50010-2002 混凝土结构设计规范[S]. 【2】天津大学,等.混凝土结构[M].北京:中国建筑工程出版
间距
由此计算得到的 Astd,u,按《规范》7.2.12 应与抗 弯需配 置 在 相 应 位 置 的 钢 筋 结 合 , 统 一 配 设 。全
截 面 配 筋中,各根 角 筋 因 靠 侧 边 通 常 分 担 的 核
芯 周 长 较 长,且受角部混凝土向外 压 力 ,宜 选 用
较 大 直 径 。 必 要 时,如梁较宽大,扁平,也可将梁
底,梁顶部分细分为按每根纵筋布设位置其所分担的
核芯周长进行计算,并结合角部受力的不利影响合
理配筋。
3 实例计算
例 1, 均布 荷 载 作 用 下 的 矩 形 梁 ,b=250mm, h=450mm,弯矩设计值 M=+70kNm;扭矩设计值 T=10kNm, 剪 力 设 计 值 V=95kN; 混 凝 土 C25,主 筋 HRB335,箍筋 HPB235。
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作者简介
李作骏(1935~),男,福建福州人,高级工程师,从事建 筑结构设计与研究工作,(电子信箱)modernligj@126.com。
扭钢筋所分担的截面核芯部分的周长比例分配计算。
【关 键 词】混 凝 土 梁; 受 扭 纵 筋 ; 分 配 计 算
【中 图 分 类 号】TU375.1
【文 献 标 志 码】A
Distribution Method for Torsion Longitudinal
Reinforecment of Concrete Beams
芯部分的面积;s 为沿构件长度方向的箍筋间距;ucor
为截面核芯部分周长。
(1)式中等号右边第一项为混凝土的抗扭作用
提供的承载力, 第二项为钢筋的抗扭作用(包括薄壁
筒混凝土)提供的承载力。
关于混凝土构件梁抗扭的极限扭矩主要有以
变角空间桁架模型和以斜弯理论为基础的两种计
算方法,值得注意的是两者的假定前提和导出的计
1 前言
关于混凝土梁抗扭纵筋的配置,《混凝土结构 设计规范》第 10.2.5 条(以下简称《规范》10.2.5)规 定“沿截面周边布置的纵向钢筋.......除应在梁截面 四角设置受扭纵向钢筋外,其余受扭纵向钢筋宜沿 截面周边均匀对称布置”。此处,四角钢筋和沿周边 均匀对称布置的钢筋其数量各应如何计算,未明确。 对此疑难, 查阅了有关文献对抗扭纵筋的分配计算 方法,有按核芯周长上梁高,梁宽所占比例分配的计 算方法[2];有按梁高度上设置的抗扭纵筋层数采用 三分法,即梁顶、梁中部、梁底部配三层钢筋,每层
算公式是完全相同的。而公式(1)和(2)是根据变角
建筑与结构设计
Architectural and Structural Design
空间桁架模型理论分析和大量试验基础上综合研
究,并经可靠性校验确定的。 而变角空间桁架模型
的基本假定之一是:所有抗扭钢筋应均匀分布,箍筋
沿梁轴均匀分布。纵筋沿截面核芯周边均匀对称分
建筑与结构设计
Architectural and Structural Design
【文章编号】1007-9467( 2008) 01-0024-03
混凝土梁抗扭纵筋的分配计算
■李 作 骏( 浙 江 省 现 代 建 筑 设 计 研 究 院, 杭 州 310009)
【摘 要】混 凝 土 梁 扭 曲 截 面 的 全 部 受 扭 钢 筋 建 议 按 每 根 受
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各分配三分之一的纵筋总量[3]、[4];有设四层钢筋,按 四分法分配计算的[5],等等。不尽一致,无统一的准 则。当采用三分法, 四分法计算,如梁宽大时,普遍产 生较大误差,实际工作中需要加以解决。
2 抗扭纵筋的分配准则
深入研究 《规范》7.6.4-1 关于矩形截面纯扭构
件的受扭承载力公式:
T =0.35f t wt+1.2 " ζfyv
为 5m,架立筋≮10mm,配 2φ10mm,计 157 mm2。 梁侧:Ast i=34.6 mm2,每侧 1φ8mm,计 50.3 mm2
>34.6 ×300/210=49.4mm2,且 符 合《规 范》10.2.16 构 造要 求。
As t i mi n=0.001×a×h=0.001×200×250=50mm2。 例 2 混凝土梁 450mm×650mm ,C30,HRB335, 已算得 Astl=25.95mm2。要求分配纵筋。 解: 经过公式(4),(5),(6)计算 可得到表 2 的结果。
Astd,u =
Ucor d,u Uc o r
×Astl
(5)
式中,Astd,u 分别为梁底、梁顶部分所需的纵筋面积 ;
Ucord、u 分别为 梁底、梁顶部分所分担的核芯周边长
度。
Ucord、u=bcor+2(ad、u/2)=bcor+2a d,u
(6)
式中,ad,u 分别为梁底,梁顶与其紧邻的梁侧纵筋的
布。对于纵筋,其主旨为在比拟的空间桁架模型的
薄壁管筒的截面核芯周边上,每根抗扭纵筋应按其
分担的截面核芯周长提供均匀的线反力,即
Asti fy = 常数(见图 1) Ucori
(3)
注:图中 c 为混凝土保护层厚度
图 1 抗扭纵筋等线反力计算图
式中,Asti 为某 i 号钢筋面积;fy 为钢筋的强度设计 值(本文一般假定均相 同 ,不 同 时 可 按 等强原则换
Ast1 Acor s
(1)
ζ= f y Astl s
(2)
fyv As ut1 cor
式中,T 为扭矩设计值;ft 为混凝土轴心抗拉强度设
计值;wt 为截面受扭塑性抵抗矩;fyv:为箍筋抗拉强
度设计值;As t1 为沿截面周边配置的箍筋单肢截面
面积;As t l 为截面抗扭纵筋全部面积;Acor 为截面核
算确定,并应配置在相应的位置。因此,对于剪扭,
弯剪扭混凝土构件,按(剪)扭作用所需的抗扭纵筋
的配置同样应遵循变角空间桁架模型的基本假定,
即按公式(4)进行分配。总之,公式(4)所表达的分配
准则对抗扭纵筋是普遍适用的。
为便于实用,这里给出具体公式。
对于梁底,梁顶部分所需的抗扭纵筋,为简便并
考虑到塑性内力重分布的有利影响,可归并计算:
LI Zuo-jun
( Zhejiang modern architectural design and research institute,
Hangzhou , 310009,China)
【Abs tra ct】Total longitudinal reinforcement are proposed to
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