一种含芯梁的钢筋混凝土梁及设计方法与流程

本发明涉及建筑结构，具体涉及一种含芯梁的钢筋混凝土梁及设计方法。

背景技术：

1、规范对梁斜截面抗剪承载力的限制，主要是防止梁因截面过小发生斜压破坏，控制使用阶段可能发生的斜裂缝宽度，并界定构件斜截面受剪破坏的最大配箍率。梁斜截面抗剪承载力是保证结构安全及正常使用的关键。

2、工程中一般通过增大梁截面尺寸或是在梁中加设钢板来提高梁斜截面抗剪承载力。但在实际工程中，由于受到建筑使用功能的严格限制，例如梁下净高、梁侧净空等要求约束，梁截面尺寸无法调整，此时无法通过增大梁截面提高梁斜截面抗剪承载力。若采用加设钢板来提高梁斜截面抗剪承载力，面临复杂的钢板的锚固问题，由于梁的支座一般为框架柱或梁，两者提供的钢骨锚固段长度均不足，无法满足钢板的锚固要求，通常需要在框架柱或梁内加设锚固钢骨，此举会增加项目成本，且大幅提升施工难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种含芯梁的钢筋混凝土梁及设计方法，解决现有技术中难以在不改变钢筋混凝土梁外部截面尺寸的前提下提高钢筋混凝土梁的斜截面抗剪承载力的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种含芯梁的钢筋混凝土梁，设置于相邻支座之间，包括：主体，包括钢筋骨架和混凝土梁身，钢筋骨架埋设于混凝土梁身内，并邻近混凝土梁身的外周侧设置；以及芯梁，包括纵筋和箍筋，纵筋沿主体的梁轴向延伸，梁轴向垂直于主体的梁截面；主体的梁截面内具有相互垂直的第一方向和第二方向；纵筋包括沿第一方向依次间隔设置的梁顶纵筋、梁侧纵筋和梁底纵筋，梁顶纵筋、梁侧纵筋和梁底纵筋的数量均不少于两根，且同类纵筋沿第二方向间隔设置，箍筋箍设于纵筋外周；其中，芯梁设置于混凝土梁身内，且纵筋的端部分别伸入并锚固于对应的支座内，芯梁与主体通过混凝土整体浇筑为一体。

4、在一些实施例中，芯梁位于钢筋骨架围成的区域内，且芯梁与钢筋骨架沿主体的梁轴向平行设置。

5、在一些实施例中，箍筋沿第一方向形成的外轮廓长度不小于200mm；箍筋沿第二方向形成的外轮廓长度不小于150mm。

6、在一些实施例中，箍筋与混凝土梁身沿第二方向的两外侧面之间的间距均不小于100mm，箍筋与混凝土梁身沿第一方向的两外侧面之间的间距均不小于100mm。

7、在一些实施例中，纵筋的钢筋直径均不小于12mm；梁顶纵筋、梁侧纵筋和梁底纵筋的数量均不少于两根，且相邻梁顶纵筋之间、相邻梁底纵筋之间的间距满足：3.5d≤s1≤250mm，其中，d为对应纵筋的直径。

8、在一些实施例中，相邻纵筋沿第一方向的间距范围为150mm至200mm。

9、在一些实施例中，箍筋的钢筋直径范围为8mm至14mm。

10、在一些实施例中，位于芯梁端部的箍筋与对应支座的内侧边缘之间的间距范围为50mm至100mm。

11、在一些实施例中，相邻箍筋沿主体的梁轴向的间距范围为150mm至200mm。

12、第二方面，本发明还提供了一种含芯梁的钢筋混凝土梁的设计方法，用于上述的含芯梁的钢筋混凝土梁，包括以下步骤：计算主体的剪力设计值，并判断剪力设计值是否满足预设限值要求；在剪力设计值满足预设限值要求的情况下，计算主体的斜截面受剪承载力，并根据剪力设计值和主体的斜截面受剪承载力确定受剪承载力差值；根据主体的截面尺寸和受剪承载力差值，确定芯梁的初始截面尺寸；根据受剪承载力差值和芯梁的初始截面尺寸及选定的芯梁箍筋抗拉强度设计值，确定芯梁箍筋的初始直径和初始间距；调整芯梁箍筋的直径和间距，使芯梁箍筋的直径和间距满足预设构造范围，并根据调整后的芯梁箍筋的直径和间距确定芯梁的目标截面尺寸；根据芯梁的目标截面尺寸确定梁顶纵筋、梁底纵筋和梁侧纵筋的直径及间距。

13、与现有技术相比，本发明提供的含芯梁的钢筋混凝土梁，通过在混凝土梁身内部设置由纵筋和箍筋构成的芯梁，并使芯梁纵筋端部伸入并锚固于支座内，使芯梁与主体通过混凝土整体浇筑形成内置式抗剪增强结构，实现了在不改变梁外部截面尺寸的前提下提升斜截面抗剪承载力；同时避免采用钢板或是型钢增加斜截面抗剪承载力时存在的复杂锚固的问题，提高了结构整体性、受力协同性及施工便利性。

1.一种含芯梁的钢筋混凝土梁，设置于相邻支座之间，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，所述芯梁位于所述钢筋骨架围成的区域内，且所述芯梁与所述钢筋骨架沿所述主体的梁轴向平行设置。

3.根据权利要求1所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，所述箍筋沿所述第一方向形成的外轮廓长度不小于200mm；所述箍筋沿所述第二方向形成的外轮廓长度不小于150mm。

4.根据权利要求3所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，所述箍筋与所述混凝土梁身沿所述第二方向的两外侧面之间的间距均不小于100mm，所述箍筋与所述混凝土梁身沿所述第一方向的两外侧面之间的间距均不小于100mm。

5.根据权利要求1所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，所述纵筋的钢筋直径均不小于12mm；相邻所述梁顶纵筋之间、相邻所述梁底纵筋之间的间距满足：3.5d≤s1≤250mm，其中，d为对应纵筋的直径。

6.根据权利要求5所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，相邻所述纵筋沿所述第一方向的间距范围为150mm至200mm。

7.根据权利要求1所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，所述箍筋的钢筋直径范围为8mm至14mm。

8.根据权利要求7所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，位于所述芯梁端部的所述箍筋与对应所述支座的内侧边缘之间的间距范围为50mm至100mm。

9.根据权利要求8所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，相邻所述箍筋沿所述主体的梁轴向的间距范围为150mm至200mm。

10.一种含芯梁的钢筋混凝土梁的设计方法，用于如权利要求1至9任一项所述的含芯梁的钢筋混凝土梁，其特征在于，包括以下步骤：