【技术周刊】地基梁配筋计算中的几个问题
YJK 钟海明 英建科 昨天
概述
不知道大家有没有注意到，虽然设计很无聊，但还是有一些有趣的事情。例如，在设计基础梁时，为什么基础梁计算的箍筋面积与填充面积和非填充面积相同？更有趣的是，当在基础梁上添加节点以打断梁时，为什么计算出的箍筋面积会有所变化？如下图所示，第一张图为基础梁中间无节点的加固结果，箍筋面积Asv=0.92cm2;图二为节点中断后的加固结果，基础梁上下段的箍筋面积分别为 0.85 cm2 和 0.92 cm2。应该如何理解这些问题？这次，我们来谈谈基础梁配筋计算中的几个问题。
箍筋计算
箍筋计算由两部分组成，一部分是根据斜截面的抗剪承载力计算箍筋面积Asv，另一部分是检查剪力截面的约束，即剪力的设计值V是否大于最大抗剪承载力Vmax。
（1） 为什么节点断裂后马镫面积会发生变化？
通过组件信息比较节点的添加和不添加。当无节点断裂时，将整个梁从下到上分成 8 等份，共 9 节，对应计算书中的 I、1,......,7、J 节。当梁被节点打断时，将其分为两个梁设计，从下到上分为 8 等份，共 9 个截面，对应计算书中的 I、1,......,7 和 J 截面。由此可见，第一节 I 节的内力相同，其余 1,......,7，J 节根据位置的不同可能会有所不同。
当没有节点打断时，组件信息输出的箍筋面积是 J 截面 92 下的最大箍筋面积。当有节点断裂时，下段梁的箍筋面积最大，为 I 段的 85;上梁的马镫面积最大，为 92。这会导致增加节点后箍筋面积不相同。
应该注意的是，图形结果的抗剪包络线图不应用于比较，因为抗剪包络值对应于最大剪力，而不是控制钢筋的剪力。这与上层建筑不同。
（2） 为什么填充区和非填充区的箍筋面积相同？
因为规范不要求基础构件执行抗震等级的相关要求，所以相当于非抗震梁，非抗震梁通常不做填充区域。默认箍筋间距为 200mm，输出箍筋面积为 9 个截面的最大值：I、1,......,7、J。要区分填充区域和非填充区域，您需要在参数设置中设置基础梁的抗震等级。加密区域在左端和右端各端为 1/4 跨度长度。此时，填充区一端的箍筋面积为I、1、2三节的最大值，另一端的填充区的箍筋面积为6、7、J三节的最大值，非填充区的箍筋面积为3这三节的最大值钢结构梁计算公式， 4 和 5.
（3） 为什么剪络线图中显示的剪力大于构件信息的剪力？
您可能已经注意到，剪切包络线显示中的剪力值大于杆件信息中的剪力值。这是因为剪力图中给出的剪力是节点处的最大剪力，并且剪力设计值取柱边缘。
（4） 为什么剪力的设计值与剪力最大的组合数不对应？
非地震组合 29 下的剪力为 197，抗震组合 42 组合下的剪力为 177，考虑地震调整系数 γre 后，地震组合下的剪力较小，那么为什么不用 29 组合来计算箍筋呢？
对比《混合条例》第6.3.4条和第11.3.4条，可以发现，两者不仅是承载力的抗震调整系数γre之差，而且抗震组合下混凝土截面的承载力需要乘以系数0.6，即 混凝土提供的阻力降低。抗震组合中的内力小于非抗震组合中的内力，但计算的箍筋面积也可能起控制作用，因为基础梁截面提供的阻力也较小。
计算顶部和底部纵向钢筋区分
梁顶部的纵向钢筋和梁底部的纵向钢筋的正截面的弯曲计算，采用混合法规第 6.2 节的相关公式计算，并执行混合法规第 8.5 节的结构要求。
在计算顶部纵向钢筋时，翼缘被压缩钢结构梁计算公式，弯曲承载力根据 T 形截面计算。最小配筋面积应符合混合规程第8.5.1条的要求，梁的截面积按全截面减去压紧翼缘面积计算，即不考虑翼缘面积。
在计算底部纵杆时，翼缘处于受拉状态，根据矩形截面计算抗弯承载力，即在梁腹板的范围内配置计算出的纵杆面积。对于结构要求，最小配筋面积根据腹板和翼缘计算。因此，腹板底部加固受弯曲承载能力和不利结构要求的控制，而翼缘底部加固完全受结构要求的控制。
计算基础梁纵向钢筋面积并输出到图形结果的方法如下：首先，将基础梁分为 8 等份和 9 节，分别计算顶部和底部钢筋;然后，将梁端 1/4 跨度长度中较大的值作为梁端部结果，相应杆件信息中的截面编号为 I，1,2 和 6,7，J。中间 1/2 跨度长度中的较大值作为梁跨度的结果，对应于杆件信息中的截面编号 3、4 和 5。
在这个例子中，在增加节点和不增加节点两种情况下，基础梁顶部和底部的钢筋基本相同，但不同的是，下段梁顶部的钢筋面积在添加节点后为 0。
比较最后三个截面 I、1 和 2 的顶部配筋区域。当没有节点断裂时，截面 2 的加固面积为 300mm2。当节点断开时，梁的划分较细，前三节没有负弯矩，因此加固面积为 0
总结
（1）基础梁一般按非抗震构件设计，不区分填充区和非填充区，输出箍筋面积为按9节计算的最大值。
（2）计算斜截面剪力时使用的剪力不一定是最大剪力值，因为在抗震组合下，需要考虑地震调整系数γre，混凝土截面提供的承载力也应乘以折减系数。
（3）计算正截面的抗弯承载力，按矩形截面计算梁底部纵向钢筋，计算面积配置在腹板范围内，按最小配筋率计算翼缘范围内的纵向钢筋。
