【摘 要】對于一個框架結(jié)構(gòu)，梁柱截面的合理設(shè)計和鋼筋的優(yōu)選決定著這一工程的設(shè)計優(yōu)劣，混凝土和用鋼量決定了一個房屋建筑的成本。但是，結(jié)構(gòu)設(shè)計在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)有較大的選擇空間，這樣，對于同一個建筑，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計的結(jié)果會有很大的差異。必須有一種簡單，有效的辦法將結(jié)構(gòu)設(shè)計成果的差異性縮小。
【關(guān)鍵詞】框架梁；撓度；裂縫；延性；粘結(jié)作用；成本
本文通過對一實際工程中的設(shè)計進(jìn)行分析研究，目的是通過對比，給出配筋的最優(yōu)選擇建議。對比方式有兩種：根據(jù)規(guī)范手算結(jié)果對比；將PKPM中的結(jié)果進(jìn)行對比。
1、對撓度的影響
1.2根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》7.2條：可知當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級，鋼筋的強(qiáng)度等級相同，配筋面積相等時，由上式可知鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度也相同。但實際情況中，合理的鋼筋代換面積不一定都剛好相等，但相差不大時，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度也不會有較大變化，從而，梁的跨中撓度也不會發(fā)生較大影響。
2、對裂縫的影響
2.1《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》7.1.2規(guī)定計算鋼筋混凝土受拉、受彎和偏心受壓構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉和受彎構(gòu)件中，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合或準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度。
上表可看出，當(dāng)直徑增大時，裂縫增大；當(dāng)代換面積相差不大時，撓度基本不變，當(dāng)鋼筋面積增大時撓度會小幅度減小，因為抗彎剛度與配筋面積成正比，撓度與抗彎剛度成反比。
3、對梁延性的影響
3.1 所謂延性，是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞之前， 在承載能力未顯著下降的條件下， 經(jīng)受非彈性變形的能力延性好的結(jié)構(gòu)， 在承受地震荷載時， 能夠吸收和消除大量的能量， 從而減少震害。
梁的曲率延性指數(shù)Ψ值越大， 梁的截面延性越好。當(dāng)受壓邊混凝土的極限壓應(yīng)變?nèi)?.033，其他材料和截面不變的情況下，Ψ值大小就只取決于鋼筋屈服時的截面受壓高度和截面破壞時的受壓區(qū)高度。而受壓區(qū)高度的大小則與縱向受力鋼筋的數(shù)量有關(guān)。若受拉鋼筋的數(shù)量增多， 則相應(yīng)的受壓區(qū)高度都增大，則Ψ隨之減小， 梁截面延性降低； 反之， 受拉鋼筋數(shù)量少， 則延性就大。
4、鋼筋和混凝土的粘結(jié)作用
鋼筋和混凝土構(gòu)成一種組合材料的基本條件是二者之間有可靠的粘結(jié)和錨固。
4.2綜上所述，從這7條影響因素中，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級，鋼筋的強(qiáng)度等級相同，保護(hù)層厚度、鋼筋埋長、橫向箍筋、橫向壓應(yīng)力及施工條件完全相同的情況下，影響鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能及其各項特征值的就是鋼筋的直徑了。鋼筋的粘結(jié)面積與截面周界長度成正比，而拉力與截面積成正比，二者之比值（4/ ）反應(yīng)鋼筋的相對粘結(jié)面積。
5、成本對比
鋼筋的購買成本是按質(zhì)量計算的，當(dāng)鋼筋截面積相等時，等長的鋼筋質(zhì)量也相等，所以，對等面積鋼筋的代換并不會帶來成本的增多。
6、結(jié)論
上述對比可看出，梁配筋時，選用小直徑的鋼筋對結(jié)構(gòu)更有利，同時也不會增加結(jié)構(gòu)的工程成本，而結(jié)構(gòu)的安全儲備提高了。當(dāng)滿足規(guī)范規(guī)定的保護(hù)層厚度，鋼筋間距要求時，可供選擇的配筋方式可能很多，此時，我們不可能一味地追求用小直徑的鋼筋，這樣會給施工帶來不便，同時，對結(jié)構(gòu)延性也不利。當(dāng)鋼筋的排數(shù)增多時，上部鋼筋的有效高度減小，造成鋼筋的浪費。所以，在滿足經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，盡量減少鋼筋的排數(shù)，在鋼筋排數(shù)一定的條件下，盡可能選用小直徑的鋼筋。
參考文獻(xiàn)：
[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010- 2010）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
[2]過鎮(zhèn)海，時旭東，鋼筋混凝土原理和分析.北京：清華大學(xué)工業(yè)出版社，2011.
