浅谈钢筋混凝土梁、板截面及配筋设计

（四川城市职业技术学院， 610000）

浅谈钢筋混凝土梁、板截面及配筋设计

李炳永

（四川城市职业技术学院， 610000）

本文系统分析了现浇钢筋混凝土结构工程中梁、板设计容易遗漏问题存在的原因，针对性的探讨并提出了现浇梁、板结构构件的合理截面设计和科学配筋设计方法，从而实现设计科学，施工方便，成本节约的目的。

钢筋混凝土梁板;截面设计;配筋设计

引言

当今建筑工程界中，大多数混凝土结构均采用现浇梁板，结构设计师确定的梁板等混凝土构件的截面和配筋是否合理，直接影响着工程质量。结构布置科学、构件截面选择合理、配筋率控制合理的建筑物，可方便施工、节约成本；反之，则会给工程带来隐患，严重者可能导致工程事故。

一、存在现有问题

目前常规的钢筋混凝土梁、板结构设计，笔者认为有以下几个问题的存在。1、对于梁而言：（1）梁截面的确定不够合理，导致安全储备过剩或配筋不合理。（2）梁配筋率把握不够理想。（3）主梁与柱、次梁交接处钢筋的布置直接影响到结构的截面承载能力，导致施工不方便，影响构件承载力和结构安全。2、对于板而言：（1）板厚取值不够合理，板筋布置不够科学。（2）未考虑支承梁刚度作用而简单认为板截面上的最大正应力与板厚的平方成反比，造成板配筋不合理或不经济。（3）对于存在主次梁且主次梁刚度相差较大的混凝土楼板，未整体考虑梁板共同作用，造成结构设计中的配筋不合理的浪费。由于以上问题的存在，在一定程度上造成了安全储备过剩，导致资源浪费，或是配筋不合理使结构偏于不安全。

二、梁板截面的科学选择

首先，在满足建筑物使用功能的前提下，柱网和梁格的划分尽可能规整，结构布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观的要求。结构布置复杂的建筑物，往往会导致力的传递路线不够明确，构件受力不清晰，构件计算时容易造成荷载遗漏，计算结果出错。

梁截面的初步确定：主梁高度可取梁跨的1/8～1/14，次梁高度可取梁跨的1/12～1/18。当然，这只是一个范围，具体到每一根梁截面高度的确定，应视构件所受荷载以及主梁与次梁搭接关系确定，一般主梁高宜大于等于次梁梁高，在满足使用要求的前提下，主梁可比次梁高50～100mm。局部梁跨减小的部位，梁高可不作调整，如商铺的正立面由于窗户标高等原因控制梁高在550mm，其中某梁跨仅3600mm，此时不宜减小梁高，通长设置为550mm。在多高层混凝土结构中，主梁梁宽宜大于等于250mm，在不影响建筑使用功能的前提下，局部剪力较大的梁宽可设为400mm甚至更宽，次梁梁宽一般200-300mm即可，这样不仅有利于结构概念上体现主次梁关系，抗震与非抗震的关系，还有便于主梁纵筋补设。

现浇板厚的取值应根据承载力、刚度、裂缝控制等要求确定，现浇板不做刚度验算的最小截面高度为板跨的1/30～1/40。现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中结构构件基本规定：“钢筋混凝土单向板跨后比不大于30，双向板不大于40”。同时为了保证现浇梁板结构具有足够的刚度和便于施工，班的最小厚度也作出了相应的规定，然而，在设计一般建筑时，由于现浇板内需敷设地暖、埋设电线管线、构造要求等因素，一般板厚不宜小于90mm，在住宅设计时，绝大多数小板板厚均取为100mm较为常见。地下室，嵌固端等有特殊要求的楼屋面板应根据实际需要确定板厚。

三、梁板经济配筋率

在房屋建筑中，梁、板所用的钢筋和混凝土所占的比重很大，这两大构件设计是否科学合理，直接影响对整栋楼的结构安全和建造成本，在保证结构安全可靠的前提下，经济性是一个不容忽视的问题，经济配筋率并小是最小配筋率。只有确定了混凝土梁的有效高度，才能正确合理的确定其最小配筋率。然而，最小配筋率并不是经济配筋率。为使结构构件经济合理，就必须在对立统一中寻求一个平衡点，达到综合成本最低，满足最小配筋率只是规范基本要求，而将构件设计为经济配筋率则是市场需要和设计师的追求。

实践表明，梁经济配筋率(ρ)的范围是：矩形梁0.6%～1.5%，T型梁0.9%～1.8 %，板0.4%～0.8%，如取其平均值，则板为0.6%，矩形梁为1.05%，T型梁为1.35 %。一般情况下，梁板的配筋率应尽可能用其经济配筋率的平均值，但由于构件所处的位置和所承受的荷载的不同等原因，不可能每一根梁都能恰好处于经济配筋率范围。经济配筋率的核心范围，建议矩形梁取0.85%～1.25%，T型梁1.10%～1.6%，板取0.5%～0.7%。在工程实践中，经济配筋率是一个比较复杂的问题，它涉及到结构形式、材料价格、施工条件等诸多因素。因此，不能把它绝对化，钢筋混凝土梁、板正截面优化设计，即在配筋计算之前事先将配筋率加以控制。即通过调整截面尺寸和材料强度等级，使最终配筋率控制在经济配筋率范围内，通过经济配筋率的确定，一方面降低构件成本，提高建筑经济效益，另一方面可省略基本公式适用条件验算，简化计算过程。

四、梁板布筋方式的优化

现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定：“采用了以概率论为基础的极限状态设计方法”，结构构件的抗力通常是根据某些假设条件的成立和相应计算公式计算得出，由于假设的近似性和计算公式的不精确性，势必会造成实际结构构件实际抗力与给定公式计算的抗力之间的差异，这种差异带来的结构抗力随机性在概率极限状态设计方法中给予了充分的考虑，所谓梁截面有效高度：系指受拉钢筋的重心至混凝土受压边的垂直距离，即h0=h-as如，它与受拉钢筋的直径及排放有关。当钢筋直径与排数一定时，梁截面的有效高度应为定值，然而由于设计、施工过程不当，在实际施工中尤其是主梁与框架柱、主梁与主梁交接处钢筋较多，纵横交错，钢筋间距较小，使施工时绑扎钢筋和振捣混凝土相当困难，造成钢筋与混凝土之间粘结强度不足。施工过程中常有施工单位改动梁布筋方式，使钢筋混凝土梁截面的有效高度也随之发生变化，这些不合理的作法与结构设计者本身的意图并不一致，直接导致了实际h0的减小，从而降低了构件实际承载能力。

在构件截面和配筋率都确定的情况下，梁、板构件的布筋方式显得尤为重要，设计人员在进行梁截面承载能力计算时，尤其是遇到主次梁纵横交叉的复杂情况时，应重视构件的断面设计，综合考虑各梁的相互受力关系，从而确定各梁受力钢筋的上下排列位置，统筹兼顾、概念明确。一般主梁宜用较大直径钢筋，如20～25mm，次梁纵筋则考虑用14～22mm即可。当使用两排或多排钢筋时，两排钢筋之间的正确距离应在75mm内，其净距离不应小于25 nm或钢筋最大直径。于板而言，宜选用小直径小间距的配筋方式，其配筋率不宜小于0.15%。钢筋直径不宜小于Φ6或Φ6.5，钢筋间距不宜大于150 mm。在有条件时，宜采用双层双向配筋，即负筋也拉通配筋，并可采用冷轧带肋钢筋等强度较高、与砼握裹较好的钢筋配筋，并采用细而密的配筋方案。

五、结语

钢筋混凝土结构梁板截面及配筋设计，设计人员应根据工程实际情况，考虑梁、板共同作用效应，结合现浇构件合理布筋方式，达到在保证安全的前提下，充分体现设计产品的合理性，经济性，科学性。

[1]GB50010-2010《混凝土结构设计规范》[S].

[2]韩秀彬 杨惠予 钢筋混凝土梁、板正截面优化设计《河北建筑工程学院学报》2007.06（2）

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1007-6344（2017）08-0107-01

李炳永，男，工程师，四川城市职业技术学院。邮编：610000。