基本含義
配筋率是鋼筋混凝土構(gòu)件中縱向受力(拉或壓)鋼筋的面積與構(gòu)件的有效面積之比(軸心受壓構(gòu)件為全截面的面積)。受拉鋼筋配筋率、受壓鋼筋配筋率分別計(jì)算。鋼筋混凝土構(gòu)件最小配筋率如下:
受壓構(gòu)件:全部縱向鋼筋 0.6%;一側(cè)縱向鋼筋 0.2%
受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉構(gòu)件一側(cè)的受拉鋼筋 0.2%
計(jì)算公式
1.ρ=A(s)/A。 此處括號內(nèi)實(shí)為角標(biāo),,下同。式中:A(s)為受拉或受壓區(qū)縱向鋼筋的截面面積;A根據(jù)受力性質(zhì)不同而含義不同,分別為:1. 受壓構(gòu)件的全部縱筋和一側(cè)縱向鋼筋以及軸心受拉構(gòu)件、小偏心受拉構(gòu)件一側(cè)受拉鋼筋的配筋率計(jì)算中,A取構(gòu)件的全截面面積;2. 受彎構(gòu)件、大偏心受拉構(gòu)件一側(cè)受拉鋼筋的配筋率計(jì)算中,A取構(gòu)件的全截面面積扣除受壓翼緣面積(b'(f)-b)h'f后的截面面積。
最小配筋率是指,當(dāng)梁的配筋率ρ很小,梁拉區(qū)開裂后,鋼筋應(yīng)力趨近于屈服強(qiáng)度,這時(shí)的配筋率稱為最小配筋率ρ(min)。最小配筋率是根據(jù)構(gòu)件截面的極限抗彎承載力M(u)與使混凝土構(gòu)件受拉區(qū)正好開裂的彎矩M(cr)相等的原則確定。最小配筋率取0.2%和0.45f(t)/f(y)二者中的較大值!
最大配筋率ρ (max)=ξ(b)f(c)/f(y),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要滿足最大配筋率的要求,當(dāng)構(gòu)件配筋超過最大配筋率時(shí)塑性變小,不利于抗震。
配筋率是影響構(gòu)件受力特征的一個(gè)參數(shù),控制配筋率可以控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞形態(tài),不發(fā)生超筋破壞和少筋破壞,配筋率又是反映經(jīng)濟(jì)效果的主要指標(biāo)??刂谱钚∨浣盥适欠乐箻?gòu)件發(fā)生少筋破壞,少筋破壞是脆性破壞,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避免。
2.箍筋面積配筋率:面積配筋率(ρsv):
配置在同一截面(b×s,b為矩形截面構(gòu)件寬度,s為箍筋間距)內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積與該截面面積的的比率。 其中,箍筋面積Asv=單肢箍筋的截面面積Asv1×肢數(shù)n。
計(jì)算公式為:ρsv=Asv/(bs)=(n×Asv1)/(b×s)。
最小配筋率:梁:ρsv,min=0.24×ft/fyv;
彎剪扭構(gòu)件:ρsv,min=0.28×ft/fyv。箍筋體積配筋率
體積配箍率(ρv):箍筋體積與相應(yīng)的混凝土構(gòu)件體積的比率。
計(jì)算公式為:方格網(wǎng)式配筋:ρv=(n1×As1×l1+n2×As2×l2)/(Acor×s);螺旋式配筋:ρv=(4×Ass1)/(dcor×s)(見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002》第90頁)。
式中,l1和l2為混凝土核心面積內(nèi)的長度,即需減去保護(hù)層厚度。
柱箍筋加密區(qū)最小配筋率計(jì)算公式為:ρv,min=λv×fc/fyv;λv為最小配箍特征值,fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fyv為箍筋及拉筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。其中,fc≥16.7N/mm^2(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》均有此規(guī)定),fyv≤360N/mm^2(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》無此規(guī)定,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》有此規(guī)定)。(建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010已取消fyv≤360N/mm^2的規(guī)定。)
意義
鋼筋混凝土梁規(guī)定配筋率的要求,是為了避免工程出現(xiàn)超筋梁或少筋梁的現(xiàn)象,保證安全質(zhì)量,保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。