一级结构师

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下面用算例来说明这一问题。

有矩形截面梁，截面尺寸为250mm×500mm?20号混凝土，Ⅱ级钢筋。计算截面处计算弯矩为Mj=15KN.m?试进行配筋计算。

4.1.1先按TJT023-85计算。

已知20号混凝土抗压强度设计值Ra=11Mpa?II级钢筋抗拉强度设计值Rg=340Mpa?混凝土相对界限受压区高度ξjg=0.55，材料安全系数γc=γs=1.25。

(1)求混凝土受压区高度x

先假定钢筋按一排布置，钢筋重心到混凝土受拉边缘的距离a=40mm，则有效高度h0=(500-40)mm=460mm由得

解得X=133mm<ξjgh0=0.55×460=253mm。

(2)求所需钢筋数量Ag，由RgAg=Ra·bx，得

Ag===1076mm2

(3)验算最小配筋率μ===1%>μmin=0.1%，满足规范要求。

4.1.2按GBJ10-89计算

C20混凝土，弯曲抗压强度设计值fcm=11Mpa，钢筋抗拉强度设计值fy=310Mpa?混凝土相对界限受压区高度ξb=0.544

(1)求X有Mj=fcmb×(h0-)得115×106=11×250×(460-)，解得x=(1-1-)h0=102.3mm<ξbh0=0.544×460=250.2mm满足要求

(2)求As由Asfy=fcmbx得As=fcmbx/fy=(11x250×102.3)/310=907.5mm2>μminbh0=0.15%×250×460=172.5mm2

如果扣除由于20号混凝土与C20混凝土之间强度取值的差别，20号混凝土按GBJ10-89，fcm=11×0.95=10.45MPa?则x=(1-1-)×460=108.5mm，As=(10.45x250x108.5)/310=914.4mm2

从上述计算中看出，按TJT023-85比按GBJ10-89钢筋用量多17.7%。

4.1.3受弯构件斜截面强度计算

在斜截面强度计算中，两规范都是根据斜截面发生剪压破坏时的受力特征和试验资料所制定的。但两规范在计算公式表述上及计算结果上都有较大的差别。

TJT023-85中，斜截面强度计算公式为：Qj≤Qu=Qhk+QW，其中Qhk=0.0349bh0(2+p)RμkRgk，Qw=0.06RgwΣAwsinα，式中Qj：根据荷载组合得出的通过斜截面顶端正截面内的最大剪力，即计算剪力，单位为KN;Qhk：混凝土和箍筋的综合抗剪承载力(KN);Qw：弯起钢筋承受的剪力(KN);b：通过斜截面受压区顶端截面上的腹板厚度(cm);h0：通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离(cm);μk：箍筋配筋率?μk=nk·ak/(b·s);Rgk：箍筋的抗拉设计强度(Mpa)，设计时不得采用大于340Mpa：R：混凝土标号(Mpa);p斜截面内纵向受拉主筋的配筋率，p=100μ，μ=Ag/bh0?当p>3.5时，取p=3.5;Rgw：弯起钢筋的抗拉设计强度(Mpa);Aw在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋纵截面面积(cm2);α：弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。

上式中工作条件系数、安全系数均已记入。公式的适用条件采用上限值和下限值来保证。上限值要求截面最小尺寸满足Qj≤0.051Rh0(KN)。满足下限值，Qj≤0.038R1bh0(KN)?可按构造要求配置箍筋，式中?R1：混凝土抗拉设计强度(Mpa)。GBJ10-89中，斜截面承载力的计算公式为V≤Vu=Vcs+Vsb?其中Vcs=0.07fcbh0+1.5fyv(Asv/S)h0?Vsb=0.8fyAsbsinαs?当为承受集中荷载的矩形独立梁，Vcs=0.2/(λ+1.5)fcbh0+1.25fyvh0，式中V：构件截面上的最大剪力设计值(N);Vcs：混凝土与箍筋的综合抗剪承载力(N);Vsb：弯起钢筋所承受的剪力(N);b：矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度(mm);h0：通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离(mm);fc：混凝土的抗压强度设计值(Mpa);fyv：箍筋的抗拉强度设计值(Mpa);S：沿构件长度箍筋间距(mm);fy：弯起钢筋的抗拉强度设计值(Mpa);Asb：在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋纵截面面积(mm2);αs：弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。

公式的适用条件也是采用上限值和下限值来保证。上限值要求截面最小尺寸满足V≤0.25fcbh0当为薄腹梁，V≤0.2fcbh0。满足下限值V=0.07fbh0，可按构造要求配置箍筋。从上述公式中，可以看出，公式的表达形式不同，各物理量的单位也不同。

下面以实际例子看看计算结果上的差别。

已知T形截面简支梁，25号混凝土，纵筋采用II级钢筋，箍筋采用I级钢筋，计算截面的计算剪力为416.27KN?受拉区有2Φ32的纵筋，保护层厚30mm。进行腹筋设计。

下表是根据两规范进行的计算比较。

TJT023-85中，对斜截面抗剪计算，要求弯起钢筋承担40%的计算剪力，混凝土与箍筋共同承担60%的计算剪力。另根据规范对计算剪力的定义，TJT023-85中的计算剪力与GBJ10-89中的设计剪力是一致的。所以在GBJ10-89计算中，也按4：6比例分担剪力。

从上表中，明显看出，TJT023-85比GBJ10-89在斜截面承载力计算中，安全储备大得多。这与桥涵结构跟建筑结构所处环境，所受荷载不同有关系。

目前，两专业在混凝土规范上没有统一，设计和施工时应注意，不能随意互换。另外，两规范在构造上也有差别，需注意。

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（责任编辑：中大编辑）