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配筋越多越安全嗎?很多工程人都沒搞清楚!

發表時間:2021-03-31 11:58

對于梁的配筋量,規范中明確規定,不允許設計成超筋梁和少筋梁,對最大、最小配筋率均有限值。配筋多了,不能發揮鋼筋的受拉性能;配筋少了,不能充分發揮混凝土的抗壓性能。它們的破壞是沒有預兆的脆性破壞,不僅浪費,而且還存在安全隱患。



梁配筋多了反而不安全?

土建專業人員可能不太理解

下面這個經典的“梁受彎試驗”

分別對“適筋梁、超筋梁、少筋梁”

做受彎對比試驗

從原理上做出清晰解讀

非土建專業人員看了也懂了

↓↓↓



鋼筋是受拉的,混凝土是抗壓的,只有二者共同工作才能使構件合理的受力。試驗表明,當配筋率大小不同時,三種截面的破壞形式分別如下。


1

適筋梁


適筋梁的配筋率在正常范圍內,其破壞過程可分為三個階段:第一階段(裂縫出現前階段)、第二階段(帶裂縫工作階段)、第三階段(破壞階段)。適筋梁的破壞不是突然發生的,破壞前有明顯的裂縫和撓度,這種破壞稱為塑性破壞。


適筋梁的鋼筋和混凝土的強度均能充分發揮作用,且破壞前有明顯的預兆,故在正截面強度計算時,應控制鋼筋的用量,將梁設計成適筋梁。


適筋梁破壞過程演示



說明:配筋是適量、科學的,那么破壞時是縱向鋼筋的屈服先于受壓區混凝土被壓碎,梁是因鋼筋受拉屈服而逐漸破壞的,破壞過程較長,有一定的延性,屬于延性破壞,在破壞之前有明顯的破壞前兆,是可以預料且避免災害發生。


2

超筋梁


梁內縱向受拉鋼筋配置過多,在受拉鋼筋屈服之前,受壓區的混凝土已經被壓碎,破壞時受壓區邊緣混凝土達到極限壓應變,梁的截面破壞,這種破壞稱為超筋破壞。


由于破壞時受拉鋼筋應力遠小于屈服強度,所以裂縫延伸不高,裂縫寬度不大,梁破壞前的撓度也很小,破壞很突然,沒有明顯預兆,這種破壞稱為脆性破壞。超筋梁不僅破壞突然,而且用鋼量大,既不安全又不經濟,設計時不允許采用超筋梁。


超筋梁破壞過程演示



說明:超筋破壞是指當構件受拉區配筋量很高時,則破壞時受拉鋼筋不會屈服,破壞是因混凝土受壓邊緣達到極限壓應變、混凝土被壓碎而引起的。


危害:超筋破壞屬于脆性破壞。就是受壓的混凝土先被壓碎,而鋼筋還沒有發揮它的作用,構件就已經被破壞了。而且在短時間內迅速破壞,受拉區裂縫不明顯,破壞前沒有明顯的預兆。


3

少筋梁


梁內縱向受拉鋼筋配置過少,加載初期,拉力初期鋼筋與混凝土共同承擔。當受拉區出現第一條裂縫后,混凝土退出工作,拉力幾乎全部由鋼筋承擔,受拉鋼筋越少,鋼筋應力增加也越多。


如果縱向受拉鋼筋數量太少,使裂縫處縱向受拉鋼筋應力很快達到鋼筋的屈服強度,甚至被拉斷,而這時受壓區混凝土尚末被壓碎,這種破壞稱為少筋破壞。


少筋梁破壞時,裂縫寬度和撓度都很大,破壞突然,沒有明顯預兆,這種破壞也稱為脆性破壞。少筋梁截面尺寸一般都比較大,受壓區混凝土的強度沒有充分利用,既不安全又不經濟,設計時不允許采用少筋梁。


少筋梁破壞過程演示



說明:少筋破壞是指縱向配筋率過低,混凝土抗壓性能還未充分發揮,破壞從鋼筋開始,鋼筋甚至被拉斷。


危害:少筋破壞也屬于脆性破壞,為“一裂即壞”型。混凝土還未開裂,鋼筋就已斷裂,破壞彎矩往往低于構件開裂時彎矩,破壞前也沒有明顯預兆。