浅谈施工图设计中主要受力构件配筋率的合理控制

1、浅谈施工图设计中主要受力构件配筋率的合理控制     摘要:在施工图设计的过程中对主要受力构件的配筋率进行研究和合理控制对整体建筑裂缝的数量及其最终宽度有着重要的影响。本文主要分析了配筋率的含义及合理控制配筋率的必要性，最后阐述了合理控制施工图设计中主要受力构件的配筋率的措施。 关键词：施工图设计；主要受力构件；配筋率；合理控制 中图分类号：TU204+.2文献标识码： A 文章编号： 配筋率对裂缝控制效果有着及其重要的影响，很多工程实际经验表明，在施工图设计的过程中合理配置钢筋有利于控制结构的裂缝。很多学者一直在不断的研究实际工程施工过程中到底是多大的

2、配筋率才是合适的，要合理控制最小配筋率，一般超过了一定的配筋率就会影响裂缝控制的作用效果。对于这些问题的研究，目前还没有统一规范的认识，甚至还有一部分人存在配筋率越大越好这样的认识。本文在这样的背景下首先介绍了配筋率及合理控制配筋率的必要性，为把握整体施工效果做出了贡献。 一、配筋率概述 所谓的配筋率，指的就是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）钢筋的面积与构件的有效面积的比值，对于轴心受压构件来说，这个面积指的是全截面的面积。不同的受力构件，其配筋率计算方法不一样。比如说应该要分别计算受拉钢筋与受压钢筋配筋率。一般常用的钢筋混凝土构件最小配筋率为：全部纵向钢筋0.6%，一侧纵向钢筋0.2%（受

3、压构件）；一侧的受拉钢筋0.2%（受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件），通过下面这个公式进行计算。 =A（s）/A 在这个计算公式中，A(s)为受拉或受压区纵向钢筋的截面面积；受力性质不同，A的具体含义也就不同，具体说来，在计算受压构件的全部纵筋和一侧纵向钢筋以及轴心受拉构件、小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率的时候，A指的是构件的全截面面积；在计算受弯构件以及大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率的时候，A指的是构件的全截面面积扣除受压翼缘面积(b'(f)-b)h'f后的截面面积。 要了解配筋率，还必须知道最小配筋率与最大配筋率的含义。最小配筋率指的是在梁的配筋率很小的时候，钢筋应

4、力在梁拉区开裂后接近屈服强度的时的配筋率。最小配筋率的确定原则是根据构件截面的极限抗弯承载力M（u）与使混凝土构件受拉区正好开裂的弯矩M（cr）相等。一般情况下，最小配筋率取的瑟吉欧0.2%和0.45f(t)/f(y)二者中的较大值！最大配筋率的计算公式为（max）=(b)f(c)/f(y)，在施工图设计的过程中一般要满足最大配筋率的要求，如果构件的配筋率比最大配筋率小，对构件的结构性能很不利。 二、合理控制主要受力构件配筋率的必要性 一般来说，就算构件在加载以后荷载不变，混凝土会随时间的增加而发生徐变。混凝土应力会随徐变的增长而逐渐减低，但是钢筋应力却会随着徐变的增长而逐渐增加，这就是所谓的

5、混凝土与钢筋间的应力重分布。如果在这个过程中持续荷载出现突然卸荷的情况，那么很难能恢复混凝土徐变变形，但是对于钢筋来说其压缩变形却能够恢复。如此一来，两者之间就会产生变形差，钢筋的弹性恢复还可能会使混凝土由于达到抗拉强度而产生断裂。综上所述，主要受力构件对整个建筑的作用主要有以下几点：其与混凝土形成一个整体，共同承受外界荷载。而混凝土的抗压强度比钢筋的抗压设计强度小，能在一定程度上减少构件的截面尺寸；在施工图设计中控制配筋率，提高主要受力构件的极限压应变值，对构件的脆性破坏的改善非常有利；主要受力构件还能够承受混凝土的收缩和温度变化等引起的拉力以及偶然产生的偏心弯矩；合理控制配筋率，还能在一定

6、程度上减小混凝土的徐变。总而言之，要达到这些目的，就必须严格控制其配筋率，不能让其过小，对此规范做出了具体规定，对于轴心受压构件来说，全部受压钢筋的配筋率必须要大于0.4%。但同时来说，配筋率也并不是说越大越好，因为在短期内如果承受很大的荷载，混凝土的塑性变形根本得不到充分发展，这会造成混凝土过早破坏。另一方面，混凝土在长期荷载作用下会由于徐变而过多降低混凝土的应力，若是在这个过程中出现突然卸荷的情况，会由于两者的变形差而使得混凝土出现拉应力而引起开裂。因此，在施工图设计中合理控制主要受力构件配筋率对于混凝土结构有着非常重要的影响。 三、施工图设计中主要受力构件配筋率的确定及合理控制措施 要研

7、究施工图设计中合理控制主要受力构件配筋率的措施，就必须了解其整个构件的构成。一般来说，主要受力构件包括核心受压钢筋和受压钢筋及其混凝土构成的。其中核心纵向钢筋能承受部分轴力，使得混凝土的压应力水平有所降低，因此，在施工图设计过程中，要对施工过程的荷载进行估计，根据需要以及国家或行业的相关规定确定其配筋率。国内外学者在近几年来研究了钢筋混凝土核心配筋柱，并进行了很多实验，得出了核心配筋柱的承载力变化不大，但延性却大得多这个结论。在知道这个结论之后，就可以根据主要受力构件的性质，确定其所配钢筋型号以及数量还有位置等等，也就是合理控制其配筋率。通过很多实验得出，核心配筋柱的延性和耗能能力非常好，对钢

8、筋混凝土柱在高轴压比下的抗压性能的改善非常有利，并在此基础上给出了核心配筋柱的轴压比限值。 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 通过一定的分析，学者们研究了在往复水平荷载作用下配筋率与其强度、刚度、骨架曲线、延性系数等之间的关系，发现就算是在轴压比超限的情况下，其抗压性能依然良好，因为影响核心配筋框架柱延性的因素主要就是轴压比、体积配箍率和芯柱纵筋配筋率。因此，可以根据实际设计过程中所需要的强度、刚度、骨架系数等来确定主要受力构件的配筋率。主要受力构件的配筋率能够提高柱

9、的抗压及变形能力，使得混凝土构筑物的压缩变形有所降低，甚至在危机情况发生的时候还能够保持柱的承载力，使得结构的倒塌也能够有所延迟。 通过对这些理论进行研究，并结合实际工程经验，在施工图设计过程中对相关系数进行精确计算，对建筑物在今后的使用过程中大概承受的荷载进行预测，根据以往的先进经验来合理控制配筋率。这个工作的进行，还需要更多的研究，需要更多相关工作人员的配合总结等等。总之，施工图设计中主要受力构件配筋率的合理控制不只是理论的问题，也不是一项简单的工作，需要很多人员的共同努力。 四、总结 配筋率大小对整个钢筋混凝土的性能和裂缝控制有着重要的影响，一般情况下，可以通过增加配筋率来控制裂缝宽度，当然这需要一定的条件，这种做法会使得混凝土应力有所增加，也就进而增加了混凝土的次级裂缝，使得结构的裂缝变得细密。而随着配筋率的提高，其裂缝数量会有所增多，而裂缝宽度会有所减小。也就是说，增加配筋率具有两面性，既有好处也有不利的地方。因此要根据具体钢筋混凝土的功能需要，在施工图设计过程中就合理控制好主要受力构件的配筋率。 参考文献 1刘桂秋，李振梅，施楚贤墙体呈延性剪切破坏所需的水平钢筋配筋率J. 湖南大学学报（自然科学版）