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2022-01-31

在 RFEM 6 中设计深梁

根据 EN 1992-1-1 [1],梁是指跨度不小于截面总高度 3 倍的杆件。 否则,该结构单元应视为深梁。 深梁(即跨度小于截面高度 3 倍的梁)的行为不同于正常梁(即跨度是截面高度的 3 倍的梁)的行为。

然而,在分析钢筋混凝土结构的构件时,通常需要对深梁进行设计,因为它们通常用于门窗门楣、竖立和下立梁、多层板之间的连接以及框架体系。

在 RFEM 6 中可以将深梁建模为一个面,通过考虑弹性材料行为来计算其内力。 弯曲通过非线性分布的轴力传递,该分布根据高度 (h) 与长度 (l) 的比值而变化。 如图 1 所示,通过降低 h/l 比,分布趋于直线。 基于这些内力的设计使得所需的纵向配筋呈楔形分布(图2)。



鉴于混凝土的设计是基于开裂状态,因此必须重新考虑所需配筋的分布。 事实上,底部边缘的钢筋应变可能早已超过,而上部的钢筋层保持不变。 为了克服这个问题,在 RFEM 6 中有两种可能的设计方法: 使用结果梁进行设计或基于截面进行评估。 知识库文章RFEM 中的深梁设计也讨论了该主题。


使用结果梁进行设计


对于高跨比小于或等于 0.5 (h/l ≤ 0.5),建议采用这种设计方法;否则,假设杠杆臂是有利的。

结果评估和设计是在以重心创建的水平结果梁上进行的。 该单元的截面尺寸与深梁的尺寸一致(图3)。 深梁的应力和力是通过面建模的(图4)。 因此,在计算结果梁上使用了深部梁的内力积分。 然后显示结果,如图 5 所示。


基于截面的评估


当高 (h) 与长 (l) 的比值大于 0.5(h/l > 0.5)时,基于截面的评估是有利的。 在这种情况下,控制位置采用垂直截面。

受剪钢筋的计算基于竖向钢筋的最大值(例如从 as,2,-z 和 as,2,+z),并且直到在两侧都创建了梁的上边缘才会减少。 而对于受弯钢筋,则需要将两个水平钢筋相加(例如 as,1,-z 和 as,1,+z)。

确定的总纵向配筋集中在截面底部边缘。 为了更好地评估配筋,我们建议使用结果截面显示结果,如图 5 所示。


深梁配筋


根据 EN 1992-1-1:2004 (9.7),在深梁的每个面附近都应设置正交钢筋网格,最小配筋面积由相关国家附录规定。

推荐的最小值为混凝土截面积的0.1%,但每个面和每个方向不小于150 mm2/m。 网格中相邻两根钢筋之间的距离不应超过梁的深厚度的两倍或 300 mm,取较小者。

除非在节点和梁的末端之间有足够的长度允许锚固长度为'bd',否则与设计模型中考虑的杆件相对应的钢筋应完全锚固在节点中以达到平衡(例如,通过弯曲钢筋、使用 U 型箍或使用锚固装置)。


作者

Kirove 女士的职责是撰写技术文章并为 Dlubal 软件的客户提供技术支持。

链接
参考
  1. EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2004