一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，属于土木工程混凝土与钢筋混凝土结构设计领域。本发明首先根据纵筋的横截面积As配置钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋；在支座间的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋上套上一塑料套管；在塑料套管与钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋之间的间隙内填充沥青或石蜡，并在塑料套管的外表面涂抹一层润滑剂；在梁上部的受压区全长配置梁受压区的纵筋；支座间区域内的箍筋的间距为钢筋混凝土梁的有效高度的一半；锚固区域内的箍筋的间距大于粗骨料最大粒径的1.5倍；锚固区域内的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋需进行锚固。本发明施工工艺简单，可有效提高剪跨比较小的钢筋混凝土梁的承载性能。
【专利说明】一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，属于土木工程混凝土与钢筋混凝土结构设计领域。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土梁的破坏形态有正截面破坏和斜截面破坏两种。剪跨比较大(a/d>4)的钢筋混凝土梁倾向于发生正截面破坏。通常将钢筋混凝土梁设计为适筋梁，适筋梁破坏前有明显的裂缝和挠度，并产生塑性破坏。此时，钢筋混凝土梁的抗弯承载力〈抗剪承载力，梁的承载力决定于抗弯承 载力的大小。剪跨比较小(a/d〈3)的钢筋混凝土梁倾向于发生斜截面受剪破坏。此时，钢筋混凝土梁的抗剪承载力〈抗弯承载力，梁的承载力决定于抗剪承载力的大小。所以，在剪跨比较小的梁中，混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能未能得到充分发挥。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，以用于解决充分发挥剪跨比较小的钢筋混凝土梁中的混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，同时提高其承载力的问题。
[0004]本发明的技术方案是:一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，所述方法的具体步骤如下:
A、首先根据纵筋的横截面积尤配置钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I;
B、在支座4间的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I上套上一塑料套管9，且满足塑料套管9与钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I之间留有的间隙；
C、在塑料套管9与钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I之间的间隙内填充低强度材料10，并在塑料套管9的外表面涂抹一层润滑剂；
D、沿梁的长度方向，在梁上部的受压区全长配置梁受压区的纵筋3；
E、在支座间区域12内的箍筋2的间距为钢筋混凝土梁的有效高度的一半；
F、在锚固区域13内的箍筋2的间距大于粗骨料最大粒径的1.5倍；
G、在锚固区域13内的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I采用两种方式进行锚固:
一，将钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I弯折180度并与柱中的主筋焊接固定后锚固在混凝土中；
二，采用钢板6和螺母7将钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I锚固在梁的两端；
H、梁跨中1/3区域11内浇筑高强度混凝土或浇筑纤维混凝土以提高跨中混凝土的抗压强度；其余的区域内可浇筑普通混凝土。
[0005]所述步骤A中，纵筋的横截面积尤的计算公式为;式中:^为混凝土
4'?I的应力折减系数和/；为跨中混凝土的抗压强度和钢筋混凝土梁受拉侧纵筋I的抗拉强度，(N/mm2) 4为钢筋混凝土梁的宽度，(mm) 为钢筋混凝土梁的等效矩形应力图的受压区计算高度，(mm)。
[0006]所述步骤C中，低强度材料10为石蜡或者浙青。
[0007]所述步骤D中，梁受压区的纵筋3再配置在支座4上的受压区内；其中梁受压区的纵筋3的配置长度为钢筋混凝土梁的有效高度的2.5倍。
[0008]所述步骤H中，钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I的第二种锚固方式中能用焊接的方法取代螺母7，将钢板6和钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I焊接在一起。
[0009]本发明的工作原理是:
在剪跨比较低的钢筋混凝土梁中，人为去除支座间钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I与混凝土之间的粘结力(保留箍筋2和混凝土之间的粘结力)，同时提高梁跨中1/3区域11内混凝土的抗压强度，使得钢筋混凝土梁的破坏形式从受剪破坏转变为受弯破坏。破坏时，钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋I屈服，跨中混凝土被压碎。因此，可充分提高剪跨比较小的梁的承载力。若忽略受弯区侧纵筋的抗压性能，梁的外形尺寸确定后，受拉侧纵筋的横截面积可按下式计算:
【权利要求】
1.一种基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，其特征在于:所述方法的具体步骤如下: A、首先根据纵筋的横截面积尤配置钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)； B、在支座(4)间的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)上套上一塑料套管(9)，且满足塑料套管(9)与钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)之间留有的间隙； C、在塑料套管(9)与钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)之间的间隙内填充低强度材料(10)，并在塑料套管(9)的外表面涂抹一层润滑剂； D、沿梁的长度方向，在梁上部的受压区全长配置梁受压区的纵筋(3)； E、在支座间区域(12)内的箍筋(2)的间距为钢筋混凝土梁的有效高度的一半； F、在锚固区域(13)内的箍筋(2)的间距大于粗骨料最大粒径的1.5倍； G、在锚固区域(13)内的钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(1)采用两种方式进行锚固: 一，将钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(1)弯折180度并与柱中的主筋焊接固定后锚固在混凝土中； 二，采用钢板(6)和螺母(7)将钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(1)锚固在梁的两端； H、梁跨中1/3区域(11)内浇筑高强度混凝土或浇筑纤维混凝土以提高跨中混凝土的抗压强度；其余的区域内可浇筑普通混凝土。
2.根据权利要求1所述的基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，其特征在于:所述步骤A中，纵筋的横截面积尤的计算公式为為
3.根据权利要求1所述的基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，其特征在于:所述步骤C中，低强度材料(10)为石蜡或者浙青。
4.根据权利要求1所述的基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，其特征在于:所述步骤D中，梁受压区的纵筋(3)再配置在支座(4)上的受压区内；其中梁受压区的纵筋(3)的配置长度为钢筋混凝土梁的有效高度的2.5倍。
5.根据权利要求1所述的基于拱效应的钢筋混凝土梁的设计方法，其特征在于:所述步骤H中，钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)的第二种锚固方式中能用焊接的方法取代螺母(7)，将钢板(6)和钢筋混凝土梁受拉侧的纵筋(I)焊接在一起。
【文档编号】E04C3/20GK103669721SQ201310725127
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】董卫, 苏志敏, 武亮, 闫毅志, 杨华舒 申请人:昆明理工大学