钢筋最小配筋率如何计算?能否给予例题解释?

Question

如题所述

Answer 1

钢筋最小配筋率的计算遵循GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的规定。对于梁来说，其最小配筋率是0.2%，计算方式为受拉钢筋截面积除以梁截面宽与有效高度的乘积，再乘以100%。对于柱，最小配筋率为0.5%，计算方式为柱截面的全部钢筋截面积除以柱截面宽与高的乘积，再乘以100%。需要注意的是，受拉钢筋配筋率和受压钢筋配筋率是分别计算的。
计算公式为ρ=A(s)/bh(0)，其中A(s)代表受拉或受压区纵向钢筋的截面面积，b是矩形截面的宽度，h(0)是截面的有效高度。配筋率是衡量配筋数量的一个指标。
最小配筋率是根据构件截面的极限抗弯承载力与使混凝土构件受拉区开裂的弯矩相等的原则确定的。其值取0.2%和0.45f(t)/f(y)中的较大值。最大配筋率ρ(max)则由ξ(b)f(c)/f(y)确定，设计时必须满足这一要求。当构件配筋超过最大配筋率，其塑性变形减小，这对抗震不利。
配筋率是影响构件受力特征的关键参数，它控制着结构构件的破坏形态，防止超筋破坏和少筋破坏的发生。同时，配筋率也是衡量经济效果的主要指标。设计时应避免少筋破坏，因为这是一种脆性破坏。
在应用规范时，还需注意以下几点：1. 当混凝土强度等级达到C60以上时，受压构件的全部纵向钢筋最小配筋百分率应按规范表中规定增大0.1；2. 板类受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，在采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时，其最小配筋率应允许采用0.15和45ft/fy中的较大值；3. 偏心受拉构件中的受压钢筋，应按受压构件一侧纵向钢筋考虑；4. 受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算；5. 受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(b'f-b)h'f后的截面面积计算；6. 当钢筋沿构件截面周边布置时，"一侧纵向钢筋"指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
规范只规定了受力钢筋的最小配筋率，因此构造钢筋不需要满足最小配筋率，只需满足构造要求。在梁的配筋设计中，当连续梁的跨高比≤9时，配筋主要由最小配筋率控制，裂缝宽度和挠度都较小；跨高比≥10时，随着钢筋强度的提高，纵筋计算配筋率明显减小；跨高比较大荷载较大时，配筋可能受裂缝宽度和挠度的限制，此时选用HRB500钢筋可以节约钢筋且体现其强度优势；跨高比在10~14之间时，采用HRB500钢筋相比HRB400钢筋可以明显节约钢筋。