配筋率是指,钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋(拉或压)的面积与构件的截面面积之比。
配筋率的计算公式:,式中As为受拉或受压纵向钢筋的截面面积,b为矩形截面的宽度,h0为截面的有效高度。由公式可知,配筋率是按有效面积计算的。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形式,使构件不发生超筋破坏和少筋破坏,配筋率又是反映经济效果的主要指标。
一、最小配筋率
最小配筋率是指,当梁受拉区开裂后,受力钢筋应力马上达到或超过屈服强度,从而使构件一开裂后,马上拉断或者梁的裂缝过大,此时的配筋率称为最小配筋率。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.5.1条表9.5.1规定:(见下表)
钢筋混凝土结构构件中
纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)
受力类型
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最小配筋百分率
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受压构件
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全部纵向钢筋
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0.6
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一侧纵向钢筋
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0.2
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0.2和45ft/fy中的较大值
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注:1、受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级,RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1;当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中规定增大0.1;
2、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;
3、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;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;
4、当钢筋沿构件截面周边布置时,“一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
抗震设计时,混凝土框架梁纵向钢筋的最小配筋率。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第11.3.6条规定,纵向受拉钢筋的配筋率不应小于表11.3.6-1(见下表)规定的数值;
表11.3.6-1 框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率(%)
抗震等级
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梁中位置
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支座
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跨中
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一级
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0.4和80ft/fy中的较大值
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0.3和65ft/fy中的较大值
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二级
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0.3和65ft/fy中的较大值
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0.25和55ft/fy中的较大值
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三、四级
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0.25和55ft/fy中的较大值
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0.4和45ft/fy中的较大值
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框架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表11.4.12-1规定的数值,同时,每一侧的配筋百分率不应小于0.2;对Ⅵ类场地上较高的高层建筑,最小配筋百分率应按表中数值增加0.1采用;
表11.4.12-1 柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%)
柱类型
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抗震等级
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一级
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二级
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三级
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四级
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框架中柱、边柱
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1.0
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0.8
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0.7
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0.6
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框架角柱、框支柱
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1.2
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1.0
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0.9
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0.8
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注:柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级钢筋时,应按表中数值减小0.1;当混凝土强度等级C60以及以上,应按表中数值增加0.1。
以上的最小配筋率均应按全截面面积进行计算。
另外,有一个比较特殊的规定,根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.8.3条规定,牛腿纵向受力钢筋的配筋率,应按牛腿的有效截面且不应小于0.2%及。
二、最大配筋率
最大配筋率是指,当受弯构件的受拉钢筋配筋率达到相应的受压区混凝土即将破坏时的配筋率,称为最大配筋率。
最大配筋率的计算公式:,与配筋率计算相同。
关于框架梁最大配筋率的规定,《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第11.3.1条规定,抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。
三、配筋率计筋参照
1、《建筑结构设计规范应用图解手册》认为受弯构件最小配筋率按bh0计算,受压构件按bh计算;
2、PKPM软件同1;
四、小结
2、受弯构件最小配筋率建议按计算,受压构件建议按计算;