一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，屬于土木工程混凝土與鋼筋混凝土結構設計領域。本發明首先根據縱筋的橫截面積As配置鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋；在支座間的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋上套上一塑料套管；在塑料套管與鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋之間的間隙內填充瀝青或石蠟，并在塑料套管的外表面涂抹一層潤滑劑；在梁上部的受壓區全長配置梁受壓區的縱筋；支座間區域內的箍筋的間距為鋼筋混凝土梁的有效高度的一半；錨固區域內的箍筋的間距大于粗骨料最大粒徑的1.5倍；錨固區域內的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋需進行錨固。本發明施工工藝簡單，可有效提高剪跨比較小的鋼筋混凝土梁的承載性能。
【專利說明】一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，屬于土木工程混凝土與鋼筋混凝土結構設計領域。
【背景技術】
[0002]鋼筋混凝土梁的破壞形態有正截面破壞和斜截面破壞兩種。剪跨比較大(a/d>4)的鋼筋混凝土梁傾向于發生正截面破壞。通常將鋼筋混凝土梁設計為適筋梁，適筋梁破壞前有明顯的裂縫和撓度，并產生塑性破壞。此時，鋼筋混凝土梁的抗彎承載力〈抗剪承載力，梁的承載力決定于抗彎承 載力的大小。剪跨比較小(a/d〈3)的鋼筋混凝土梁傾向于發生斜截面受剪破壞。此時，鋼筋混凝土梁的抗剪承載力〈抗彎承載力，梁的承載力決定于抗剪承載力的大小。所以，在剪跨比較小的梁中，混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能未能得到充分發揮。

【發明內容】

[0003]本發明提供了一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，以用于解決充分發揮剪跨比較小的鋼筋混凝土梁中的混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，同時提高其承載力的問題。
[0004]本發明的技術方案是:一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，所述方法的具體步驟如下:
A、首先根據縱筋的橫截面積尤配置鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I;
B、在支座4間的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I上套上一塑料套管9，且滿足塑料套管9與鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I之間留有的間隙；
C、在塑料套管9與鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I之間的間隙內填充低強度材料10，并在塑料套管9的外表面涂抹一層潤滑劑；
D、沿梁的長度方向，在梁上部的受壓區全長配置梁受壓區的縱筋3；
E、在支座間區域12內的箍筋2的間距為鋼筋混凝土梁的有效高度的一半；
F、在錨固區域13內的箍筋2的間距大于粗骨料最大粒徑的1.5倍；
G、在錨固區域13內的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I采用兩種方式進行錨固:
一，將鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I彎折180度并與柱中的主筋焊接固定后錨固在混凝土中；
二，采用鋼板6和螺母7將鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I錨固在梁的兩端；
H、梁跨中1/3區域11內澆筑高強度混凝土或澆筑纖維混凝土以提高跨中混凝土的抗壓強度；其余的區域內可澆筑普通混凝土。
[0005]所述步驟A中，縱筋的橫截面積尤的計算公式為;式中:^為混凝土

4'?I的應力折減系數和/；為跨中混凝土的抗壓強度和鋼筋混凝土梁受拉側縱筋I的抗拉強度，(N/mm2) 4為鋼筋混凝土梁的寬度，(mm) 為鋼筋混凝土梁的等效矩形應力圖的受壓區計算高度，(mm)。
[0006]所述步驟C中，低強度材料10為石蠟或者浙青。
[0007]所述步驟D中，梁受壓區的縱筋3再配置在支座4上的受壓區內；其中梁受壓區的縱筋3的配置長度為鋼筋混凝土梁的有效高度的2.5倍。
[0008]所述步驟H中，鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I的第二種錨固方式中能用焊接的方法取代螺母7，將鋼板6和鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I焊接在一起。
[0009]本發明的工作原理是:
在剪跨比較低的鋼筋混凝土梁中，人為去除支座間鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I與混凝土之間的粘結力(保留箍筋2和混凝土之間的粘結力)，同時提高梁跨中1/3區域11內混凝土的抗壓強度，使得鋼筋混凝土梁的破壞形式從受剪破壞轉變為受彎破壞。破壞時，鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋I屈服，跨中混凝土被壓碎。因此，可充分提高剪跨比較小的梁的承載力。若忽略受彎區側縱筋的抗壓性能，梁的外形尺寸確定后，受拉側縱筋的橫截面積可按下式計算:
【權利要求】
1.一種基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，其特征在于:所述方法的具體步驟如下: A、首先根據縱筋的橫截面積尤配置鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)； B、在支座(4)間的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)上套上一塑料套管(9)，且滿足塑料套管(9)與鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)之間留有的間隙； C、在塑料套管(9)與鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)之間的間隙內填充低強度材料(10)，并在塑料套管(9)的外表面涂抹一層潤滑劑； D、沿梁的長度方向，在梁上部的受壓區全長配置梁受壓區的縱筋(3)； E、在支座間區域(12)內的箍筋(2)的間距為鋼筋混凝土梁的有效高度的一半； F、在錨固區域(13)內的箍筋(2)的間距大于粗骨料最大粒徑的1.5倍； G、在錨固區域(13)內的鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(1)采用兩種方式進行錨固: 一，將鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(1)彎折180度并與柱中的主筋焊接固定后錨固在混凝土中； 二，采用鋼板(6)和螺母(7)將鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(1)錨固在梁的兩端； H、梁跨中1/3區域(11)內澆筑高強度混凝土或澆筑纖維混凝土以提高跨中混凝土的抗壓強度；其余的區域內可澆筑普通混凝土。
2.根據權利要求1所述的基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，其特征在于:所述步驟A中，縱筋的橫截面積尤的計算公式為為
3.根據權利要求1所述的基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，其特征在于:所述步驟C中，低強度材料(10)為石蠟或者浙青。
4.根據權利要求1所述的基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，其特征在于:所述步驟D中，梁受壓區的縱筋(3)再配置在支座(4)上的受壓區內；其中梁受壓區的縱筋(3)的配置長度為鋼筋混凝土梁的有效高度的2.5倍。
5.根據權利要求1所述的基于拱效應的鋼筋混凝土梁的設計方法，其特征在于:所述步驟H中，鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)的第二種錨固方式中能用焊接的方法取代螺母(7)，將鋼板(6)和鋼筋混凝土梁受拉側的縱筋(I)焊接在一起。
【文檔編號】E04C3/20GK103669721SQ201310725127
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】董衛, 蘇志敏, 武亮, 閆毅志, 楊華舒 申請人:昆明理工大學