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                        梁内力抗力比验算问题

陈威延

    在YJK梁施工图模块的“校审”项中，可以输出梁内力抗力比的验算。但是在验算过程中，经常有用户会提出疑问：

配筋结果中的配筋面积不是根据效应及承载力计算得到的吗，为什么施工图中还存在内力抗力比不满足？

下面pg电子游戏app为大家解答造成内力抗力比验算不满足的原因，并给出如何调整才能满足梁内力抗力比验算的方法和建议。

    梁内力与抗力比的含义：

内力抗力比：是基本组合下的梁弯矩包络值与施工图中梁纵筋配筋抗力的比值。该值大于1是不安全的，而越小安全储备越高，接近1配筋最优。

   在梁施工图中选出实配钢筋后，需要验算内力抗力比是否满足要求。如果不满足，则可以尝试增加实配钢筋去满足内力抗力比的要求。为保证计算配筋与实配钢筋的一致性，这种实配面积的增加是有限度的。当不能通过放大实配钢筋来解决内力抗力比时，通常说明梁截面过小或钢筋排数过多，这种情况下通过增大梁截面或增加混凝土标号解决更加合理。

影响施工图中内力抗力比不满足的主要原因：

   1.程序在计算配筋时，是假定的钢筋面积来反算承载力。在计算的时候程序默认按照箍筋直径为10，纵筋直径为25，这样有可能会导致计算的钢筋直径比实际所需的纵筋直径大，而计算内力抗力比是按照实配钢筋来计算的。pg电子游戏app可以借助考虑受压钢筋时混凝土受压高度的计算公式来判断，详见图一：

当实配纵筋与假定纵筋同排数时，且直径小于计算假定的纵筋直径25时，此时as及as’会减小，h0及h0-as’是增大的，那么可能会造成图一中根号内的结果变大，从而受压区高度变小；当实配钢筋排数过多时，考虑实配钢筋后，可能受压区as’小于计算假定，受拉区as 大于计算假定，造成纵筋合力点向内移，导致力臂减小，受压区高度也会减小，抗力也会减小；当受压区高度小于2as’时，需要按混规6.2.14重新计算承载力，此时由于不考虑混凝土受压区贡献，仅是受拉区钢筋提供承载力则会造成不足，详见图二。

图二

2. 如果前处理参数中还考虑了“矩形混凝土梁按考虑楼板翼缘的T形梁配筋”，此时对内力抗力比也有影响，主要体现在bf区别上，考虑翼缘的影响。前处理是按不大于每侧3倍板厚考虑的翼缘宽度，详见图三；施工图是按《混规》5.2.4考虑翼缘宽度，详见图四，两处取值不同，也有可能导致受压区高度减小。由于考虑楼板翼缘主要是用来计算底筋，所以当梁底内力抗力比不满足时，可能也是由于考虑该参数所致。

图三

图四

下面pg电子游戏app通过两个案例，依据上部计算结果中的构件详细计算书，与施工图中内力抗力比计算书，来验证上述原因：

案例一，图五中右支座负筋内力抗力比不满足。

  图五

首先通过构件详细计算书查看假定的as及as’，详见图六：

25（保护层）+10（箍筋）+12.5（纵筋中心距，本案例上部结构计算时仅需要单排钢筋）=47.5，

     图六

其次再通过面积显示菜单项查看内力抗力比计算书（详见图七），计算书中可以看到，右支座实配钢筋选筋时受拉区上筋为4根20/2根18，此时as=55.7＞47.5；受压下筋为3根22，此时as’=44＜47.5。求得的受压区高度x＜2as‘，所以此时用到《混规》6.2.14，不再考虑受压区混凝土及受压钢筋的贡献，仅由受拉钢筋提供承载力，所以导致内力抗力比验算结果不满足，详见图八。

 图七

                    图八

案例二，图九中梁底筋内力抗力比不满足，同时参数勾选了“矩形混凝土梁按考虑楼板翼缘的T形梁配筋”：

                              图九

同样依据上部计算结果中的构件详细计算书，与施工图中内力抗力比计算书进行对比：

上部结果计算时，如果考虑受压区板翼缘的贡献，是将考虑每侧宽度不大于板厚3倍范围内的板翼缘贡献，按考虑翼缘后T形截面进行配筋设计。

本案例梁截面400x900，板厚h=250mm,上部结构计算时bf=2x(250x3)+400=1900，见图十。

                          图十

查看内力抗力比计算书，由于验算时是依据《混规》表5.2.4，本案例属于l₀/3的情况，注意这里l₀依据规范规定是取梁的净跨，由于此梁净跨7000mm，l₀/3=7000/3≈2333mm。

详见图十一。

图十一

当不勾选此参数时，查看梁内力抗力比校审结果，此时不再提示WKL14的第4跨的跨中底筋不满足内力抗力比验算，不过同样也可以看到，由于不考虑受压区板翼缘的贡献，底筋的配筋面积是有所增加的，详见图十二。

图十二

调整内力抗力比满足验算的方法：

1、 实际解决办法，放大上筋或下筋（见图十三）。注意：程序中的配筋放大系数是对计算配筋面积放大的；对于构造配筋面积起控制作用的情况，调整后的面积不能直接体现在放大系数上，此时可结合手动修改配筋来实现。

图十三

2、       还可以通过加大梁截面，修改混凝土强度等级，优化传递给梁的荷载，合理调整相关范围的结构布置等。

    下面pg电子游戏app还是通过一个实际案例，验证用加大实配钢筋的方法来调整内力抗力比的验算：

以梁右支座负筋为例，实配钢筋4根20+2根18，配筋面积为1762，改为6根20后，配筋面积为1885，再次校审，满足右支负筋的内力抗力比要求，详见图十四。

   图十四

结论：

1.       影响施工图内力抗力比不满足的主要因素有：梁顶、梁底的实配钢筋与计算假定的

纵筋直径不同或者排数不同、参数是否考虑了“矩形混凝土梁按考虑楼板翼缘的T形梁配筋”、通筋面积、下部纵筋伸入支座根数等。

2.       调整调整内力抗力比满足验算的方法：通过上下纵筋放大系数、手动修改实配钢筋、加大梁截面、修改混凝土强度等级、优化传递给梁的荷载及合理调整相关范围的结构布置等。