淺談施工圖設(shè)計(jì)中主要受力構(gòu)件配筋率的合理控制

1、淺談施工圖設(shè)計(jì)中主要受力構(gòu)件配筋率的合理控制     摘要:在施工圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)主要受力構(gòu)件的配筋率進(jìn)行研究和合理控制對(duì)整體建筑裂縫的數(shù)量及其最終寬度有著重要的影響。本文主要分析了配筋率的含義及合理控制配筋率的必要性，最后闡述了合理控制施工圖設(shè)計(jì)中主要受力構(gòu)件的配筋率的措施。 關(guān)鍵詞：施工圖設(shè)計(jì)；主要受力構(gòu)件；配筋率；合理控制 中圖分類(lèi)號(hào)：TU204+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 配筋率對(duì)裂縫控制效果有著及其重要的影響，很多工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，在施工圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中合理配置鋼筋有利于控制結(jié)構(gòu)的裂縫。很多學(xué)者一直在不斷的研究實(shí)際工程施工過(guò)程中到底是多大的

2、配筋率才是合適的，要合理控制最小配筋率，一般超過(guò)了一定的配筋率就會(huì)影響裂縫控制的作用效果。對(duì)于這些問(wèn)題的研究，目前還沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范的認(rèn)識(shí)，甚至還有一部分人存在配筋率越大越好這樣的認(rèn)識(shí)。本文在這樣的背景下首先介紹了配筋率及合理控制配筋率的必要性，為把握整體施工效果做出了貢獻(xiàn)。 一、配筋率概述 所謂的配筋率，指的就是鋼筋混凝土構(gòu)件中縱向受力（拉或壓）鋼筋的面積與構(gòu)件的有效面積的比值，對(duì)于軸心受壓構(gòu)件來(lái)說(shuō)，這個(gè)面積指的是全截面的面積。不同的受力構(gòu)件，其配筋率計(jì)算方法不一樣。比如說(shuō)應(yīng)該要分別計(jì)算受拉鋼筋與受壓鋼筋配筋率。一般常用的鋼筋混凝土構(gòu)件最小配筋率為：全部縱向鋼筋0.6%，一側(cè)縱向鋼筋0.2%（受

3、壓構(gòu)件）；一側(cè)的受拉鋼筋0.2%（受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉構(gòu)件），通過(guò)下面這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。 =A（s）/A 在這個(gè)計(jì)算公式中，A(s)為受拉或受壓區(qū)縱向鋼筋的截面面積；受力性質(zhì)不同，A的具體含義也就不同，具體說(shuō)來(lái)，在計(jì)算受壓構(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)受拉鋼筋的配筋率的時(shí)候，A指的是構(gòu)件的全截面面積；在計(jì)算受彎構(gòu)件以及大偏心受拉構(gòu)件一側(cè)受拉鋼筋的配筋率的時(shí)候，A指的是構(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。 要了解配筋率，還必須知道最小配筋率與最大配筋率的含義。最小配筋率指的是在梁的配筋率很小的時(shí)候，鋼筋應(yīng)

4、力在梁拉區(qū)開(kāi)裂后接近屈服強(qiáng)度的時(shí)的配筋率。最小配筋率的確定原則是根據(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(kāi)裂的彎矩M（cr）相等。一般情況下，最小配筋率取的瑟吉?dú)W0.2%和0.45f(t)/f(y)二者中的較大值！最大配筋率的計(jì)算公式為（max）=(b)f(c)/f(y)，在施工圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中一般要滿(mǎn)足最大配筋率的要求，如果構(gòu)件的配筋率比最大配筋率小，對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能很不利。 二、合理控制主要受力構(gòu)件配筋率的必要性 一般來(lái)說(shuō)，就算構(gòu)件在加載以后荷載不變，混凝土?xí)S時(shí)間的增加而發(fā)生徐變。混凝土應(yīng)力會(huì)隨徐變的增長(zhǎng)而逐漸減低，但是鋼筋應(yīng)力卻會(huì)隨著徐變的增長(zhǎng)而逐漸增加，這就是所謂的

5、混凝土與鋼筋間的應(yīng)力重分布。如果在這個(gè)過(guò)程中持續(xù)荷載出現(xiàn)突然卸荷的情況，那么很難能恢復(fù)混凝土徐變變形，但是對(duì)于鋼筋來(lái)說(shuō)其壓縮變形卻能夠恢復(fù)。如此一來(lái)，兩者之間就會(huì)產(chǎn)生變形差，鋼筋的彈性恢復(fù)還可能會(huì)使混凝土由于達(dá)到抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生斷裂。綜上所述，主要受力構(gòu)件對(duì)整個(gè)建筑的作用主要有以下幾點(diǎn)：其與混凝土形成一個(gè)整體，共同承受外界荷載。而混凝土的抗壓強(qiáng)度比鋼筋的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度小，能在一定程度上減少構(gòu)件的截面尺寸；在施工圖設(shè)計(jì)中控制配筋率，提高主要受力構(gòu)件的極限壓應(yīng)變值，對(duì)構(gòu)件的脆性破壞的改善非常有利；主要受力構(gòu)件還能夠承受混凝土的收縮和溫度變化等引起的拉力以及偶然產(chǎn)生的偏心彎矩；合理控制配筋率，還能在一定

6、程度上減小混凝土的徐變?？偠灾?，要達(dá)到這些目的，就必須嚴(yán)格控制其配筋率，不能讓其過(guò)小，對(duì)此規(guī)范做出了具體規(guī)定，對(duì)于軸心受壓構(gòu)件來(lái)說(shuō)，全部受壓鋼筋的配筋率必須要大于0.4%。但同時(shí)來(lái)說(shuō)，配筋率也并不是說(shuō)越大越好，因?yàn)樵诙唐趦?nèi)如果承受很大的荷載，混凝土的塑性變形根本得不到充分發(fā)展，這會(huì)造成混凝土過(guò)早破壞。另一方面，混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)由于徐變而過(guò)多降低混凝土的應(yīng)力，若是在這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)突然卸荷的情況，會(huì)由于兩者的變形差而使得混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力而引起開(kāi)裂。因此，在施工圖設(shè)計(jì)中合理控制主要受力構(gòu)件配筋率對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)有著非常重要的影響。 三、施工圖設(shè)計(jì)中主要受力構(gòu)件配筋率的確定及合理控制措施 要研

7、究施工圖設(shè)計(jì)中合理控制主要受力構(gòu)件配筋率的措施，就必須了解其整個(gè)構(gòu)件的構(gòu)成。一般來(lái)說(shuō)，主要受力構(gòu)件包括核心受壓鋼筋和受壓鋼筋及其混凝土構(gòu)成的。其中核心縱向鋼筋能承受部分軸力，使得混凝土的壓應(yīng)力水平有所降低，因此，在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)施工過(guò)程的荷載進(jìn)行估計(jì)，根據(jù)需要以及國(guó)家或行業(yè)的相關(guān)規(guī)定確定其配筋率。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在近幾年來(lái)研究了鋼筋混凝土核心配筋柱，并進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)，得出了核心配筋柱的承載力變化不大，但延性卻大得多這個(gè)結(jié)論。在知道這個(gè)結(jié)論之后，就可以根據(jù)主要受力構(gòu)件的性質(zhì)，確定其所配鋼筋型號(hào)以及數(shù)量還有位置等等，也就是合理控制其配筋率。通過(guò)很多實(shí)驗(yàn)得出，核心配筋柱的延性和耗能能力非常好，對(duì)鋼

8、筋混凝土柱在高軸壓比下的抗壓性能的改善非常有利，并在此基礎(chǔ)上給出了核心配筋柱的軸壓比限值。 配筋率 n n=0.7 N=0.8 N=0.9 0.7 0.75 0.85 0.96 1.0 0.77 0.88 0.99 1.5 0.80 0.91 1.03 通過(guò)一定的分析，學(xué)者們研究了在往復(fù)水平荷載作用下配筋率與其強(qiáng)度、剛度、骨架曲線(xiàn)、延性系數(shù)等之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)就算是在軸壓比超限的情況下，其抗壓性能依然良好，因?yàn)橛绊懞诵呐浣羁蚣苤有缘囊蛩刂饕褪禽S壓比、體積配箍率和芯柱縱筋配筋率。因此，可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要的強(qiáng)度、剛度、骨架系數(shù)等來(lái)確定主要受力構(gòu)件的配筋率。主要受力構(gòu)件的配筋率能夠提高柱

9、的抗壓及變形能力，使得混凝土構(gòu)筑物的壓縮變形有所降低，甚至在危機(jī)情況發(fā)生的時(shí)候還能夠保持柱的承載力，使得結(jié)構(gòu)的倒塌也能夠有所延遲。 通過(guò)對(duì)這些理論進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算，對(duì)建筑物在今后的使用過(guò)程中大概承受的荷載進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)以往的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)合理控制配筋率。這個(gè)工作的進(jìn)行，還需要更多的研究，需要更多相關(guān)工作人員的配合總結(jié)等等。總之，施工圖設(shè)計(jì)中主要受力構(gòu)件配筋率的合理控制不只是理論的問(wèn)題，也不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，需要很多人員的共同努力。 四、總結(jié) 配筋率大小對(duì)整個(gè)鋼筋混凝土的性能和裂縫控制有著重要的影響，一般情況下，可以通過(guò)增加配筋率來(lái)控制裂縫寬度，當(dāng)然這需要一定的條件，這種做法會(huì)使得混凝土應(yīng)力有所增加，也就進(jìn)而增加了混凝土的次級(jí)裂縫，使得結(jié)構(gòu)的裂縫變得細(xì)密。而隨著配筋率的提高，其裂縫數(shù)量會(huì)有所增多，而裂縫寬度會(huì)有所減小。也就是說(shuō)，增加配筋率具有兩面性，既有好處也有不利的地方。因此要根據(jù)具體鋼筋混凝土的功能需要，在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中就合理控制好主要受力構(gòu)件的配筋率。 參考文獻(xiàn) 1劉桂秋，李振梅，施楚賢墻體呈延性剪切破壞所需的水平鋼筋配筋率J. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）