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第9章—梁
9.1——适用范围
本章适用于非预应力和预应力梁的设计，包括：
(a)不同位置组合在一起作为一个整体抵抗结构的混凝土复合梁；
(b)符合规范9.8要求的单向托梁系统；
(c)符合规范9.9要求的深梁；
9.2——总则
9.2.1材料
9.2.1.1混凝土的设计性能应符合第19章的要求；
9.2.1.2钢筋的设计性能应符合第20章的要求；
9.2.1.3材料，设计和混凝土的细节要求应符合20.7的要求；
9.2.2其他相关要点
9.2.2.1对于现场施工，梁柱和板柱节点应符合第15章的要求；
9.2.2.2对于预制施工，连接节点应满足规范16.2的力的传递要求；
9.2.3稳定性
9.2.3.1如果梁没有连续横向支撑，则应满足(a)和(b)：
(a) 横向支撑的间距不得超过翼缘板或面的最小宽度的50倍；
(b) 横向支撑的间距应考虑到偏心载荷的影响;
9.2.3.2在预应力梁中，应考虑薄腹板和翼缘的弯曲。如果预应力钢筋与大尺寸管道之间存在间歇接触，则应考虑接触点之间的构件屈曲。
R9—梁
R9.1——适应范围
R9.1.1章节不包括复合结构钢—混凝土梁，有关这种组合梁的设计规定，请参阅AISC360。
R9.2——总则
R9.2.3稳定性
R9.2.3.1试验(Sant和Blet-zacker 1961)表明，在梁加载时只要不出现导致扭转的横向偏心，横向无支撑的钢筋混凝土梁即使非常深和狭窄，也不会因横向屈曲而过早失效。而。无支撑的梁往往偏心或轻微倾斜。由这种载荷引起的应力和变形对长而无支撑长度的狭窄深梁产生不利影响。 对于这样的加载条件，可能需要横向支撑件间隔小于50b。
R9.2.3.2，因为构件可能在预应力钢筋没有横向偏移的情况下弯曲，在预应力钢筋与大尺寸管道间歇接触的后张预应力构件中，该构件可能因轴向预应力而弯曲。如果预应力钢筋与预应力构件持续接触，或者是无粘结的一部分，且护套不比预应力钢筋过大，则预应力不会使构件产生弯曲。
9.2.4 T型梁结构
9.2.4.1在T形梁结构中，翼缘和腹板的混凝土应按规范16.4的要求整体放置或整浇；
9.2.4.2有效的翼缘宽度应符合规范6.3.2的要求；
9.2.4.3对于主梁柔性板与梁的纵向轴线平行的T形梁翼缘，垂直于梁纵向轴线的翼缘中的钢筋应符合7.5.2.3的规定；
9.2.4.4根据规定22.7的扭转设计，用于计算Acp，Ag和Pcp的悬挂翼缘宽度应符合(a)和(b)的要求：
(a) 翼缘宽度应包括梁两侧的板部分，其延伸的距离等于板梁上方或下方梁的投影距离，以较大者为准，但不大于板厚四倍。
(b) 对于实心截面的参数Acpsup2; / Pcp或对于带有翼缘的梁计算的空心截面的Agsup2;/ Pcp小于忽略翼缘的相同梁计算的情况，应忽略翼缘翼缘宽度。
9.3——设计限值
9.3.1最小梁深度
9.3.1.1对于非预应力梁，不设置支撑或连接到隔墙或其他可能因大挠度而损坏的结构，除非满足9.3.2的计算挠度极限，否则整个梁的深度h应满足表9.3.1.1中的限制；
9.3.1.1.1对于超过60000磅/平方英寸的情况，表9.3.1.1中的表达式应乘以（0.4 fy / 100,000）。
R9.2.4 T型梁结构
R9.2.4.1对于整体式或全复合式的结构，梁的一部分平板作为翼缘。
R9.2.4.3参考规范R7.5.2.3.
R9.2.4.4图2提供了扭转设计中要考虑部分的两个例子：
R9.3——设计限值
R9.3.1最小梁深度
R9.3.1.1为了将这一规定用于复合混凝土梁，参见R9.3.2.2。
R9.3.1.1.1 fy是近似值，但应该为典型的配筋率和40000到80000磅/平方英寸之间的fy值提供保守的计算值。
9.3.1.1.2对于Wc介于90至115磅/立方英尺的范围内的由轻质混凝土制成的非预应力梁，表9.3.1.1中的表达式应乘以（a）和（b）中的较大者：
(a) 1.65 – 0.005Wc；
(b) 1.09；
9.3.1.1.3对于由轻质混凝土和普通混凝土组成的非预应力组合梁，在施工过程中以及在轻质混凝土处于压缩状态时，应适用9.3.1.1.2的修正值。
9.3.1.2如果混凝土楼板表面与梁单独放置，或者如果楼板表面契合度符合16.4的规定与梁相结合，则应允许混凝土楼板表面的厚度包括在h中。
9.3.2挠曲极限的计算
9.3.2.1对于不满足9.3.1的非预应力梁和预应力梁，应按照规范24.2直接计算或者考虑时间因素，不得超过24.2.2的限值；
9.3.2.2对于满足9.3.1的非预应力复合混凝土梁，不需要计算构件变复杂后发生的挠曲。除非复合材料的预应力深度也满足9.3.1，否则应调查构件复合前发生的挠度。
9.3.3非预应力梁的钢筋拉伸极限
9.3.3.1对于Pult;0.10fcrsquo;Ag的非预应力梁，应变ε应至少为0.0004。
9.3.4预应力梁的应力限值
9.3.4.1根据规范24.5.2，预应力梁应划为U，T或C级；
9.3.4.2应力在预应力梁传递后立即在提供服务的负荷不得24.5.3和24.5.4超过许用应力；
R9.3.1.1.2轻质混凝土的修正基于ACI 213R的结果和讨论。对于omega;c大于115磅/立方英尺的混凝土没有进行修正，因为修正项在此范围内接近于1。
R9.3.2挠曲极限的计算
R9.3.2.2表9.3.1.1中的限值适用于施工期间非预应力组合梁的全部深度，以便在移除临时支撑后，整个复合部分抵抗静载荷。在无支撑结构中，梁的关注深度取决于在实现有效复合作用之前或之后是否发生挠度。
应考虑由于过早加载引起的过度徐变和收缩引起的附加挠曲。这在早期水分含量高且凝固水平低的情况下尤为重要。
如果要防止滑动过度偏转，通过直接刚接来传递水平剪切是很重要的。剪切键提供了一种转移剪切的方法，但是直到滑动发生时才会被使用。
R9.3.3非预应力梁的钢筋拉伸极限
R9.3.3.1这个限制的效果是限制非预应力梁的配筋率，以减轻超载情况下的脆性弯曲行为的发生。这种限制不适用于预应力梁。
9.4——需求强度
9.4.1总则
9.4.1.1所需强度应按照第5章中规定的荷载组合进行计算；
9.4.1.2所需强度应按照第6章的分析步骤进行计算；
9.4.1.3对于预应力梁，预应力引起的反作用效应应按5.3.11进行考虑；
9.4.2 弯矩分解
9.4.2.1对于与支座整体构成的梁，支座的Mu应在支座面上计算。
9.4.3剪力分解
9.4.3.1对于与支架整体构成的梁，支架上的Vu应在支架面上计算。
9.4.3.2如果下列三个条件都满足，支座正面与非预应力梁支座正面临界部分之间的截面，以及预应力梁支座正面的h / 2应设计为在该临界截面的Vu。
(a)在施加的剪切方向上的支撑反应将压力传递入梁的端部区域；
(b)荷载施加在梁顶面或其附近；
(c)支撑面和临界区之间不发生集中载荷；
R9.4——需求强度
R9.4.3剪力分解
R9.4.3.2图R9.4.3.2a中最靠近支撑梁的倾斜裂缝将从支撑面到达受压区的支撑面向上延伸约d。 如果将荷载施加到梁的顶部，横跨该裂缝的箍筋只需抵抗因作用在d以外的荷载（图R9.4.3.2a中的右侧自由端）而产生的剪力。施加到支撑件的表面和远离表面的点d之间的梁上的载荷通过在裂缝上方的腹板中的压缩而直接传递到支撑构件。因此，该规范允许设计一个最大因式剪切Vu，距离非预应力梁的支撑距离为d，预应力梁的距离为h / 2。
在图R9.4.3.2b中，载荷表现主要在梁的底部附近。在这种情况下，关键部分取决于支撑面。在支撑面附近作用的荷载应该跨越从支撑面向上延伸的倾斜裂缝，作用在临界区域上的剪切力应该包括在潜在的倾斜裂缝下面施加的所有载荷。
可以使用离支撑距离为d的剪切力的典型的支撑条件，包括：
(a)由梁底部的轴承支撑的梁，如图R9.4.3.2（c）所示;
(b)如图R9.4.3.2（d）所示，梁和立柱构成整体;
支撑临界区的典型支撑条件包括：
(a)如图R9.4.3.2（e）所示，梁架入支撑构件中，应在连接处内检查并提供特殊的角钢筋;
(b)如前所述，在顶部或顶部附近未施加载荷的梁，如图9.4.3.2b所示;
(c)加载的梁使得在支座与支座距离d之间的截面处的剪切力与距离d处的剪切力根本不同。 这通常发生在括号内和集中载荷靠近载体的梁上，如图9.4.3.2（f）所示;
9.4.4扭矩分解
9.4.4.1除非经过更详细的分析确定，否则可允许沿板梁均匀分布的板承受扭转载荷。
9.4.4.2对于与支座构成一体的梁，支座上的Tu应允许在支座面上计算。
9.4.4.3支座正面与临界区之间的距离非预应力梁支撑面或h/2预应力梁支撑面的临界区应允许设计用于该临界区的Tu，若非在此距离内发生集中的扭矩，在这种情况下，关键部分应在支撑面上进行。
9.4.4.4应按照22.7.3允许减少Tu。
9.5——设计强度
9.5.1总则
9.5.1.1对于每个适用的荷载分解组合，所有截面的设计强度应满足（a）至（d）中的
phi;Snge;U，应考虑负载效应之间的相互作用。
(a) phi;Mnge;Mu
(b) phi;Vn ge;Vu
(c) phi;Tn ge;Tu
(d) phi;Pn ge;Pu
9.5.2 弯矩
9.5.2.1 如果Pu＜0.10fcrsquo;Ag，则Mn应满足规范22.3的要求；
9.5.2.2如果Puge;0.10fcrsquo;Ag，则Mn应满足规范22.4的要求；
9.5.2.3对于预应力梁，在计算抗弯强度时，外筋应视为无粘结筋，除非外筋沿整个长度与混凝土有效粘结。
R9.4.4扭矩分解
R9.4.4.3在梁的支撑附近，一根梁架入梁的一侧的情况时有发生，在这种情况下，集中剪力和扭矩也应相应传递。
R9.5——设计强度
R9.5.1总则
R9.5.1.1设计条件9.5.1.1（a）至（d）列出了需要考虑的典型力和力矩。然而，一般条件phi;Snge;U表示与给定的力相关的所有力和力矩结构都需要考虑。
R9.5.2 弯矩
R9.5.2.2梁承受显着的轴向力需要考虑轴向力的综合影响情况。这些梁不需要满足第10章的规定，但要求满足表22.4.2.1中定义的对连接的附加要求。对于具有明显轴向载荷的细长梁，应考虑6.2.6中所列的细长效应。
9.5.3剪力
9.5.3.1 Vn应按照规范22.5计算；
9.5.3.2对于复合混凝土梁，水平抗剪强度Vnh应按照16.4计算；
9.5.4扭矩
9.5.4.1如果Tult;phi;Tth，其中Tth在规定的22.7中给出，应允许忽略扭转效应。 无需满足规定9.6.4的最小加固要求和规定9.7.5和规定9.7.6.3的详细要求；
9.5.4.2 Tn应按照规定22.7进行计算；
9.5.4.3扭转所需的纵向和横向钢筋的计算应加上Vu，Mu和Pu与扭转相结合所要求的强度。
9.5.4.4对于预应力梁，在每个截面上，纵向钢筋的总面积As和Aps应设计成抵抗该部分的Mu，再加上基于Tu该部分的等于Afy的附加同心纵向拉力。
R9.5.4扭矩
R9.5.4.3增加了对扭转加固和抗剪加固的要求，并提供箍筋以最低所需的总量。因为用于剪力的加强区域Av是根据给定箍筋的所有肢来定义的，而用于扭转的加强区域At仅用单肢来定义，所以横向加强区域的加法计算如下：
如果一个箍筋组有两个以上的剪切肢，那么只有靠近梁两侧的肢包含在这个总和中，因为内肢对于抵抗扭转是无效的；扭转所需的纵向钢筋在每个截面处添加到与扭转同时发生的弯矩所需的纵向钢筋上。 然后为此总和选择纵向钢筋，但不应低于该部分最大弯矩所需的量，如果这超过与扭转同时作用的力矩。 如果最大弯矩出现在一个截面上，例如中跨，而另一个截面出现最大扭矩，例如支撑面，则所需的总纵向配筋可能小于通过增加最大弯曲配筋获得的总纵向配筋，加上 最大的扭转钢筋。 在这种情况下，需要在几个位置评估纵向钢筋。
R9.5.4.4扭转引起纵向钢筋的轴向拉力与斜向混凝土压力支柱的力平衡。 在非预应力梁中，拉力必须受到轴向抗拉强度为Afy的纵向钢筋的抵抗。 除了所需的弯曲钢筋之外，这种钢筋还被均匀地分布在封闭的横向钢筋的周边内部和周围，使得Afy的合力沿着构件的轴线作用。
9.5.4.5应允许弯曲受压区的纵向扭转钢筋的面积减少等于Mu /(0.9dfy），其中Mu与该部分的Tu同时存在，只有纵向加固区域不得小于规范9.
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