梁底受拉鋼筋為何沒(méi)有最大配筋率要求

1、梁底受拉鋼筋為何沒(méi)有最大配筋率要求，梁端卻有一個(gè)例子解釋?zhuān)岩桓合胂蟪梢粋€(gè)大饅頭，彎曲的過(guò)程實(shí)際 上就是掰饅頭，梁底受拉就是饅頭底下被手往兩邊掰，自然是受拉的， 梁面受壓就是饅頭上面被手往中間擠，自然是受壓的，那么中間有一 個(gè)位置是既不受拉也不受壓的，這個(gè)位置在截面上就叫中和軸，所謂 受壓區(qū)高度呢，就是受壓面的最外緣到中和軸的距離弄清楚了彎曲的過(guò)程我們就可以很快解釋彎曲破壞了，梁的彎 曲破壞分三種形式，少筋，適筋和超筋：少筋破壞，顧名思義就是抗拉鋼筋配少了，彎曲時(shí)梁底受拉 最先抵抗拉力的其實(shí)是混凝土，但是混凝土抗拉強(qiáng)度就是個(gè)渣，所以 自然很快就會(huì)裂開(kāi)，裂開(kāi)的時(shí)候由混凝土承擔(dān)的拉力自然轉(zhuǎn)給了配

2、在 里面的受拉鋼筋，但是鋼筋配少了抗拉強(qiáng)度不夠，混凝土一裂開(kāi)鋼筋 就屈服甚至斷掉了，這種就叫少筋破壞；適筋破壞，假設(shè)梁底鋼筋配的是足夠的，我們就不擔(dān)心梁底 了轉(zhuǎn)去看看梁面的情況，我們上面說(shuō)了彎曲梁底受拉的話(huà)梁面是受壓 的，假設(shè)梁面沒(méi)有配鋼筋，那么承受壓力的是混凝土，混凝土的抗壓 性能是很好的，但是強(qiáng)度也有限值，在梁底鋼筋被拉屈服的時(shí)候恰好 梁面的混凝土也被壓壞了（也就是超出抗壓強(qiáng)度了），這種時(shí)候我們 說(shuō)梁底的鋼筋是配得正好夠的，所以這種破壞叫適筋破壞；超筋破壞，假設(shè)梁底鋼筋配多了，梁面混凝土都?jí)簤牧肆旱?鋼筋還沒(méi)點(diǎn)事兒，那其實(shí)梁也是不能用了的，所以梁底鋼筋就浪費(fèi)了 不少，沒(méi)有起到應(yīng)該有的作用，

3、這就叫超筋破壞.啰啰嗦嗦扯這么多大家肯定困了，怎么還沒(méi)講到點(diǎn)子上.由超筋破壞 我們知道，其實(shí)是有最大配筋率的，梁底鋼筋會(huì)有配多了的情況啊， 但是轉(zhuǎn)念想想，既然破壞是梁面混凝土壓壞為判斷標(biāo)準(zhǔn)的，那有什么 辦法不讓它過(guò)早破壞嗎，當(dāng)然有，加鋼筋，梁面加抗壓鋼筋，這種配 筋形式就叫雙筋（梁底有受拉筋，梁面有抗壓筋），梁底承擔(dān)多少拉力， 根據(jù)力的平衡梁面就要承擔(dān)多少壓力，混凝土不夠鋼筋來(lái)湊.那有小伙伴就想不明白了，那照你這么說(shuō)，只要梁面與梁底鋼 筋保持一個(gè)平衡的關(guān)系，梁底就永遠(yuǎn)不會(huì)超筋了嗎，受壓區(qū)高度不會(huì) 超限嗎？我們翻到混凝土規(guī)范正截面受彎承載力計(jì)算，混凝土受壓 區(qū)高度確定公式為（不考慮預(yù)應(yīng)力）：a1

4、 fc b x= fy As -fyAs恭喜你，理論上就是這樣的，調(diào)整梁底受拉鋼筋和受壓鋼筋的 配筋面積，x是在可控范圍內(nèi)的，可以保證不超限，只要你鋼筋放得下. 那梁面受拉鋼筋配筋率為啥有個(gè)不宜大于2.5%，不應(yīng)大于2.75%的 規(guī)定呢？這是個(gè)抗震的問(wèn)題，既然是抗震免不了要說(shuō)延性，這其實(shí)是 個(gè)延性的要求，每天大談特談延性，延性到底是什么呢？我們知道梁的彎曲是中和軸上部受拉（壓）下部受壓（拉）的，在梁柱 節(jié)點(diǎn)附近的梁端部，通常是承擔(dān)負(fù)彎矩，即是上部受拉下部受壓的， 現(xiàn)在從梁側(cè)面一刀切，切出一個(gè)橫截面1，拿出一支筆豎起來(lái)作比 喻，然后呢由于上部受拉會(huì)有拉應(yīng)力下的形變（假設(shè)向左），下部受壓 有壓應(yīng)力

5、下的形變（假設(shè)向右），我們假設(shè)中和軸在筆的中間點(diǎn)，那么 我們就夾著筆的中間點(diǎn)，作上部向左下部向右也就是逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)， 轉(zhuǎn)過(guò)一定角度量后，與原來(lái)的豎直的筆相比較，中間點(diǎn)就出現(xiàn)了一個(gè) 夾角，假設(shè)是A夾角，那么這個(gè)夾角的正切值就是曲率了，也就是 tanA.同樣，與原來(lái)豎直的筆相比較，上部頂端點(diǎn)有一個(gè)向左的移動(dòng) 量，就是鋼筋的形變了（不考慮混凝土的抗拉作用），下部同樣位置上 的點(diǎn)都有一個(gè)向右的移動(dòng)量，這個(gè)就是混凝土的形變了.假設(shè)此時(shí)鋼筋的形變量是y,鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服（屈服就是說(shuō)鋼 筋不是彈性的了，本來(lái)力的大小和形變量成正比，但是過(guò)了這個(gè)屈服 點(diǎn)不增加力的大小形變量卻還在增大），此時(shí)的下部邊緣混凝土形變

6、 量是c,橫截面受壓區(qū)高度為kh0,h0是有效截面高度.那么，此時(shí)的 曲率 tanA=y/（1-k）h0.那么彎曲仍在繼續(xù)，我們繼續(xù)讓筆再轉(zhuǎn)動(dòng)一下，直到筆和原來(lái) 相比夾角變成了 B，此時(shí)我們假設(shè)下部邊緣的混凝土形變量達(dá)到了極 限cu（上部鋼筋變形肯定還在繼續(xù)，因?yàn)榍艘院蟛⒉皇邱R上斷 掉），由于鋼筋屈服中和軸點(diǎn)漸漸向下移動(dòng)，此時(shí)受壓區(qū)高度變成了 Xa，那么此時(shí)的曲率tanB二cu/Xa .所謂的受彎構(gòu)件的延性系數(shù)，就是指tanB與tanA的比值。推導(dǎo)這個(gè)比值的過(guò)程其實(shí)不復(fù)雜但是很長(zhǎng)，只需要一個(gè)平衡條 件就是上部拉力等于下部壓力，建議大家復(fù)習(xí)一下受彎構(gòu)件正截面承 載力關(guān)于等效矩形應(yīng)力圖的推導(dǎo)過(guò)

7、程，我這里就直接省略了，這個(gè)比u=81 *cu*a1*fc*Es*(1-k)/ (p-p)fy其中81和al是混凝土受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖系數(shù)，和混凝 土等級(jí)有關(guān)，是個(gè)定值Ecu是混凝土的極限壓應(yīng)變約等于0.0033,Es是鋼筋的彈性模 量，fy是鋼筋抗拉強(qiáng)度,這些都可以算作定值p是縱向受拉鋼筋配筋率，p是受壓鋼筋配筋率根據(jù)公式我們可以看出，梁端的縱向受拉鋼筋配筋率越大，延 性系數(shù)越低，意味著梁端從鋼筋屈服到徹底破壞失效的過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng) 量越小，這樣是很不利的，因?yàn)樗摻钜磺婉R上破壞，沒(méi)有明顯 變形，也就沒(méi)有進(jìn)一步耗散地震能量的作用.受壓鋼筋配筋率p越大，延性系數(shù)是增大的，因?yàn)殇摻钋r(shí) 的受

8、壓區(qū)高度kh0減小和破壞時(shí)的受壓區(qū)高度Xa均增大了，導(dǎo)致 TanA減小而TanB增大這就是規(guī)范對(duì)抗震框架梁為什么要限定梁端最大受拉鋼筋配筋 率，而且還要限定受壓區(qū)高度和提高受壓鋼筋配筋率的原因.這就是 框架梁的延性設(shè)計(jì)，盡可能保證它自鋼筋屈服到破壞的后期變形能力 要大.但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)施工圖繪制中，你是否注意過(guò)自己真的做到了延 性設(shè)計(jì)了嗎，假設(shè)根據(jù)計(jì)算書(shū)算出來(lái)的框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋 率不是2.5%或者2.75%,就一定保證了它的延性和安全了嗎？不一定.對(duì)于常見(jiàn)的樓板面與梁面齊平的情況，我們知道此時(shí)的梁是組成 了 “T”型梁，樓板在一定范圍內(nèi)充當(dāng)了梁的有效翼緣，所以規(guī)范有 要考慮梁剛度增大的要求.程序也是據(jù)此把梁按“T”型計(jì)算的，但是算出來(lái)的鋼筋我們繪圖時(shí)卻不是均勻布置在T型翼緣內(nèi)的，而是直 接放在了矩形梁面內(nèi)，繼而板的鋼筋又是根據(jù)板的受力照配不誤的， 那么與梁面縱向筋平行的板鋼筋在翼緣內(nèi)又增加了梁的配筋率，所以， 按照這樣的普遍的配筋方式，實(shí)際的結(jié)果是什