第一篇:淺談框架結構設計的心得體會
淺談框架結構設計的心得體會
摘要 框架結構是最常見的承重結構體系,本文從框架結構概念設計、內力和位移的計算機計算、構造要求等要點出發,介紹鋼筋混凝土框架結構的設計要點及注意事項。特別是在框架結構內力和位移的計算機計算方面,結合自己的設計經驗,針對“剛性樓板假定”、“偶然偏心”、“結構扭轉效應”等主要結構計算參數的選取提出了筆者的一些見解。另外,還從框架梁、框架柱、節點等構造要求列舉了主要的注意事項。
關鍵詞 框架結構 概念設計 內力 位移 構造要求
框架結構是由橫梁和立柱組成的桿件體系,是最常見的承重結構體系。由于框架結構柱網布置靈活,能獲得較大的使用空間,在辦公樓、教學樓、住宅樓、公寓以及商業建筑中常常采用。下面結合框架設計過程和實際工程設計經驗,談一談鋼筋混凝土框架結構的設計要點及注意事項。
一、框架結構概念設計
一個合格的結構設計人員應該清楚地認識到框架結構設計中,概念設計與結構措施的至關重要性。
首先我們要控制房屋適用高度和結構高寬比,若結構的高寬比大,則傾覆力矩也大。為了幫助設計者在初步設計階段根據結構高度和結構體系確定比較合理而經濟的平面尺寸,宏觀控制結構的剛度、穩定和承載力,《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)規定了框架結構的高寬比限值。
其次是結構布置簡單規則均勻。結構簡單包含有三層意思,即(1)結構的類別劃分,計算模型清楚;(2)各結構構件力學功能分工,在荷載和作用下傳力路線直接、明確;(3)其受力、薄弱環節及抗震性能估計把握,精細分析程序可靠。這就要求工程師在熟練運用計算機設計程序的同時,更要掌握必要的框架結構簡化估算方法。結構規則均勻要求含平面和立面兩部分,包括剛度、承載力和傳力途徑三個方面。要求框架結構在可能的情況下,在豎向建筑造型和結構布置上均勻,剛度、承載力和傳力途徑均無突變,從而限制應力集中、過大變形和敏感薄弱部位的出現;在建筑平面上規則,結構布置均勻,盡量減少里出外進、凹凸不平,盡量避免部分結構超強造成結構的相對薄弱部位,該強的強,該弱的弱;盡量使荷載和作用能用短而直接的途徑傳播,盡量使質量中心和剛度中心重合或接近。
最后是剛柔適度。事實表明,結構的變形越小,地震的危害就越小。但是不能得出剛度越大越好的結論,因為剛度愈大,地震作用愈大,材料用量會增加。此外,結構振動和變形的大小不僅和結構剛度有關,還與場地土有關.當結構自振周期與場地土的卓越周期接近時,建筑物的地震反應會加大,無論振動變形還是地震力都會加大。因此,對于框架結構設計,不能做出“剛一些好”還是“柔一些好”的簡單結論,應該結合結構的具體高度、場地條件等進行綜合判斷。
二、框架結構內力和位移的計算機計算
隨著計算機的迅猛發展和廣泛應用,使得結構計算軟件在結構設計中得到大量的應用,結構設計人員的工作效率提高,也使得一部分結構設計人員對結構計算軟件產生過度依賴,以為結構計算軟件滿足,結構設計就是合理、安全的,有的設計人員甚至不假思索、調整,直接以軟件自動生成的施工圖作為實際施工圖,殊不知結構計算軟件畢竟是我們的工具,結構設計人員應該對結構軟件中各種參數進行合理選取,并對計算結果的合理性作出判斷。
1.“對所有樓層采用剛性板假定”該如何選擇。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)和《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)均要求,在計算結構的位移比時,要采用剛性樓蓋。因此,設計人員在計算此項指標時應考慮“強制執行剛性板假定”。結構的位移比是反映結構扭轉效應的一項重要指標,為了避免由于局部振動的存在而影響結構位移比的正確計算,規范規定在附性板假定下計算結構的位移比。這里需要說明的是,在計算結構的內力和配筋時,則宜將此選項去掉。
2.何時考慮“偶然偏心”。《高規》第3.3.3條規定:計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響。附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。
控制偶然偏心的主要目的是控制結構的扭轉效應。當結構在偶然偏心作用下的位移比大于1.2時,則說明該結構的質量和剛度的分布比較不均勻,抗扭轉的能力比較差。對于高層建筑,即便是均勻、對稱的結構,也應考慮偶然偏心的影響;對于多層建筑,則可以不考慮偶然偏心的影響。
3.結構扭轉效應的判斷。結構的周期比是判斷結構扭轉效應的重要指標之一,《高規》第4.3.5條規定:結構以扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比,A級高度高層建筑不應大于0.9,目前的程序沒有直接輸出結構的周期比,需要設計人員根據程序的計算結果自行計算。在確定結構的第一平動周期和扭轉周期時主要注意以下幾點:(1)根據工程具體情況,確定平動和扭轉系數所占百分比;第一平動周期所對應的振型應該越單純越好。平動與扭轉系數所占百分比為多少合適,規范并沒有說明,應根據具體情況而定。對于第一扭轉周期的判斷,則根據《高規》第3.4.5條的條文說明中的解釋,在兩個平動和一個轉動構成的三個方向因子中,當轉動方向因子大于0.5時,則該振型可認為是扭轉為主的振型。(2)查看振型圖,看結構在該振型作用下是否為整體振動。
三、框架結構構造要求
1.框架柱構造要求。影響框架柱延性耗能的主要因素可歸納為柱剪跨比、軸壓比和箍筋配置等,對此規范都做了具體規定,如柱剪跨比宜大于2;柱截面高寬比不宜大于3。柱剪跨比不大于2時,應按短柱進行相關處理。
柱可沿全高分階段改變截面尺寸和混凝土強度等級,但不宜在同一樓層同時改變截面尺寸和混凝土強度等級。一、二級抗震等級框架柱的各部位以及三級抗震等級柱的底部的受力鋼筋宜采用機械連接接頭,也可采用綁扎搭接或焊接接頭;其他情況可采用綁扎搭接或焊接接頭;鋼筋連接接頭宜避開有抗震設防要求的梁端、柱端箍筋加密區(即塑性鉸區),當無法避開時,應采用I級或Ⅱ級機械連接接頭,且接頭百分率不應大于50%。
2.框架梁構造要求。框架梁不設彎起鋼筋,全部剪力由箍筋和混凝土承擔。框架梁的配筋率、配筋布置以及抗震設計時,梁端箍筋的加密區長度、箍筋最大間距和最小直徑應符合《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》的有關規定。應當注意,為使梁端塑性鉸區截面有比較大的曲率延性和良好的轉動能力,成為延性耗能梁,梁端混凝土受壓區高度應滿足以下要求:一級框架梁,≤0.25,二、三級框架梁,≤0.35。
為減小框架梁端塑性鉸區范圍內的相對受壓區高度,塑性鉸區截面底部必須配置受壓鋼筋。受壓鋼筋的面積除按計算確定外,與頂面受拉鋼筋面積的比值還應滿足以下要求:一級框架梁,≥0.5,二、三級框架梁,≥0.3。
3.節點構造要求。在豎向荷載和地震作用下,框架梁柱節點主要承受柱傳來的軸向力、彎矩、剪力和梁傳來的彎矩、剪力。節點區的破壞形式為由主拉應力引起的剪切破壞。如果節點未設箍筋或箍筋不足,則由于其抗剪能力不足,節點區出現多條交叉斜裂縫,斜裂縫間混凝土被壓碎,柱內縱向鋼筋壓屈,所以應該重視框架梁、柱節點核心區的設計。
框架梁、柱節點核心區應符合下列要求:
(1)應根據《建筑抗震設計規范》GB50011附錄D.2的規定,分別按節點的內、外核心區驗算節點受剪承載力;
(2)節點內核心區的配箍量及構造要求同普通框架;
四、結束語
鋼筋混凝土框架結構雖然相對簡單,但設計中仍有很多需要注意的事項,只有結構設計人員既有扎實的理論功底,又有豐富的工程經驗,并且熟練掌握各種規范,結合概念設計,才能設計出既安全、可靠,又經濟、合理的建筑物。
第二篇:淺談鋼筋混凝土框架結構設計的心得體會
淺談鋼筋混凝土框架結構設計的心得體會
[摘要]在鋼筋混凝土結構設計中,由于每個設計者的經驗不同、對規范的理解不同,因而在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。文章對鋼筋混凝土框架結構設計中,基礎、梁、柱、板四部分應注意的問題,分別提出若干看法。
[關鍵詞]鋼筋混凝土結構設計;基礎;梁;柱;板
[作者簡介]劉平湘,南寧市建筑設計院助理工程師,研究方向:結構工程,廣西南寧, 530022
[中圖分類號] TU375 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723(2010)05-0111-0002
近年來越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結構,故鋼筋混凝土結構在整個建筑市場的地位越來越重要。在鋼筋混凝土結構設計中,由于每個設計者的經驗不同、對規范的理解不同,所以在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。在這幾年的結構設計實踐工作中,筆者積累了一些經驗,下面就鋼筋混凝土框架結構設計中的基礎、梁、柱、板四部分,在設計時應注意的問題,闡述一下個人觀點。
一、基礎部分
1.對于柱下擴展基礎寬度較寬(大于4m)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基;并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素,適當加寬基礎。
2.建筑地段較好、基礎埋深大于3m時,應建議甲方做地下室。當地基承載力滿足設計要求時,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40m設一后澆帶,并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力,提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用),減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室,且地下室應有相同的埋深。
3.地下室外墻為混凝土時,相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
4.抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設,連接處應加強;但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
5.新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎,其基礎間的凈距應不少于基礎高差的2倍;否則應打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時,應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
6.獨立基礎偏心不能過大,必要時可與相近的基礎做成柱下條基。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合,基礎底板可做成梯形或臺階形,或調整挑梁兩端的出挑長度。
7.獨立基礎的拉梁宜通長配筋。拉梁頂標高宜較高,否則底層墻體過高。
8.底層內隔墻一般不用做基礎,可將地面的混凝土墊層局部加厚。
9.基礎底板混凝土不宜大于C3O,一是沒用;二是容易出現裂縫。
二、柱子部分
1.地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
2.原則上柱的縱筋宜大直徑、大間距,但間距不宜大于200。
3.柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
4.柱斷面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時應加橫筋;否則在梁柱節點處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
5.柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
6.盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。
7.考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
三、梁部分
1.梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說得清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高、次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。
2.當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
3.梁上有次梁時,應避免次梁搭接在主梁的支座附近;否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。
4.原則上梁縱筋宜小直徑、小間距,有利于抗裂;但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
5.端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。
6.挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也要大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。
7.梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
8.挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
9.扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大。相對來講,增大鋼筋更經濟。同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大。
10.梁寬大于350時,應采用四肢箍。
四、現澆板部分
1.板的鋼筋宜采用大直徑、大間距,但間距不大于200,間距盡量用200(一般跨度小于6.6m的板的裂縫均可滿足要求)。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。
2.相連幾個房間的同型號、同間距板底鋼筋宜連通。
3.配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數,將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。
4.支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產生過大的附加扭距。一般來說,板厚>150時采用 φ10@200;否則用 φ8@200。
5.當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當的;但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。
五、結語
以上是筆者在這幾年設計工作實踐中關于鋼筋混凝土框架結構設計的幾點心得體會,僅供設計人員和施工人員參考。“百年大計、質量第一”不是一句空號。這不但要求廣大設計、管理、施工和技術人員有對國家和人民極端負責的態度和獻身精神,而且要求他們有能勝任工作的業務水平。
[參考文獻]
[1]混凝土結構設計規范(GB 50010-2002)[S].[2]建筑抗震設計規范(GB 50011-2001)[S].[3]高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2002)[S].
第三篇:鋼筋混凝土框架結構設計的幾點心得體會
鋼筋混凝土框架結構設計的幾點心得體會
張永濤 姬廣東
(山東省冶金設計院有限責任公司 萊蕪 271104)
摘要:在鋼筋混凝土結構設計中,每個設計者的經驗不同,對規范的理解不同,所以在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。對于鋼筋混凝土框架結構設計中,基礎、梁、柱、板四部分應注意的問題,分別提出了幾點看法。關鍵詞:結構設計基礎梁柱板
現在越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結構,故鋼筋混凝土結構在整個建筑市場起到越來越重要的地位。在鋼筋混凝土結構設計中,每個設計者的經驗不同,對規范的理解不同,所以在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。在這十年的結構設計工作中,本人也積累了一些經驗,下面就鋼筋混凝土框架結構設計中的基礎、梁、柱、板四部分,在設計時應注意的問題,闡述一下個人觀點。1.基礎部分
1.1對于柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素,適當加寬基礎。
1.2建筑地段較好,基礎埋深大于3米時,應建議甲方做地下室。當地基承載力滿足設計要求時,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設一后澆帶,并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力,提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用),減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室,且地下室應有相同的埋深。
1.3地下室外墻為混凝土時,相應的樓層處梁和基礎梁可取消。1.4抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設,連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
1.5新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎,其基礎間的凈距應不少于基礎高差的2倍,否則應打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時,應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
1.6獨立基礎偏心不能過大,必要時可與相近的基礎做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大,必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開
洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合,基礎底板可做成梯形或臺階形,或調整挑梁兩端的出挑長度。
1.7獨立基礎的拉梁宜通長配筋,其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高,否則底層墻體過高。
1.8底層內隔墻一般不用做基礎,可將地面的混凝土墊層局部加厚。1.9考慮到一般建筑沉降為鍋底形,結構的整體彎曲和上部結構與基礎的協同作用,頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3),且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
1.10基礎底板混凝土不宜大于C3O,一是沒用,二是容易出現裂縫。1.11基礎底面積不應因地震附加力而過分加大,否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大,本末倒置。免費論文下載中心 2.柱部分
2.1地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。2.2原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200。
2.3柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。2.4柱斷面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時應加橫筋;否則在梁柱節點處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
2.5柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。2.6盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。2.7考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
2.8獨立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時,挑梁長度應有限制。3.梁部分
3.1梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。
3.2當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
3.3梁上有次梁時,應避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。
3.4原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
3.5端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。
3.6上反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
3.7挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。免費論文下載中心
3.8梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
3.9挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
3.10扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經濟,鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。3.11當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。
3.12梁寬大于350時,應采用四肢箍。4.現澆板部分
4.1板的鋼筋宜采用大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。
4.2相連幾個房間的同型號同間距板底鋼筋宜連通。
4.3配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數,將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。
——出處:《中國經濟與管理科學》2009年第7期
Structure design of reinforced concrete frame
Zhang Yongtao Ji Guangdong(Shandong Province Metallurgical Design Institute Co., Ltd.Laiwu 271104)
Abstract: In the reinforced concrete structure design, each designer's experience is different, different understanding of norms, so in dealing with a certain design issues, it would take a different approach.For the design of reinforced concrete frame structure, foundations, beams, columns, boards should pay attention to the issue of four parts, respectively, made a few observations.Keywords: Structural design of foundation beam plate More and more buildings to use reinforced concrete structure, reinforced concrete structure and therefore the entire construction market play an increasingly important role.In the reinforced concrete structural design, each designer's experience is different, different understanding of norms, so in dealing with a certain design issues, it would take a different approach.In this decade, the structural design work, I have accumulated some experience, the following on the design of reinforced concrete frame structure, the foundation, beams, columns, panels of four parts in the design should pay attention to the problem, elaborate personal views.1.The fundamental elements of The expansion of the basis for the column width under a wide(greater than 4 meters)or the uneven ground and foundation should be adopted when compared with the soft base of the next column.And should consider the basis of node size at the end of a two-way repeated use of unfavorable factors, appropriate widening base.1.2 Building lot better basis for depth greater than 3 meters, should recommend to the Party to do the basement.Bearing capacity of the local base to meet the design requirements, the basement floor can be no overhang to facilitate water.Every 30 ~ 40 meters is located one after the pouring
zone, and indicate the two months after the pouring of concrete with micro-expansion.Setting the foundation of the basement can reduce the additional stress, improve the bearing capacity of foundations(especially in the construction around when useful)to reduce the role of the upper structure of the earthquake impact.Should not be any partial basement, and the basement should have the same depth.1.3 for the concrete basement wall, the corresponding floor beams and foundation beams at cancel.1.4 earthquake seam, expansion joints on the ground below may from time to set up, connections should be strengthened.However, the basis of settlement joint on both sides of the wall must be separated.The basis of 1.5 new buildings should not be darker than the surrounding existing basis.As deeply as the original foundation, based on the basis of inter-spacing of not less than 2 times the height difference, or to fight anti-sliding pile should be to prevent the destruction of the original building.Larger difference between the construction layers should be the basis of the lower layers within the region grid center ballast to adjust the base pad coke additional stress.1.6 Independence-based bias can not be too large, if necessary, the foundation made with similar articles under column base.Column strip foundation under the floor can not be too eccentric, if necessary, could be made on three sides, supporting one side of free(similar to the Raft-based intermediate open hole).Column 2 column article under the base load center of gravity and centroid-based bottom plate should overlap the foundation floor or stairs can be made into trapezoidal shape, or adjusting the length of cantilever beam at both ends of Chutiao.1.7 Independence-based pull-Liang Yi-length reinforcement, under which should focus ballast mat.Top elevation should pull high beam, or the bottom of the wall is too high.1.8 in the bottom wall generally do not have to do based on the concrete floor cushion can be partially thickened.1.9 Taking into account the general settlement of the bottom of the pot-shaped building, the structure of the overall bending and the upper structure and the basis of synergies, top and bottom reinforcement should be raton(multi-layer of negative reinforcement can be cut off 1 / 2 or 1 / 3), and the foundation beam bottom longitudinal reinforcement should also be raton.1.10 foundation slab of concrete should not be larger than C3O, one useless the second is prone to cracks.1.11 The foundation area should not unduly increase the earthquake additional force, otherwise the next earthquake safety, rather the contrary, the settlement, under normal circumstances are quite different cart before the horse.Reposted elsewhere in the paper for free download 2.Column part of the 2.1 on the ground for the cylinder, the underground portion should be replaced by square columns, to facilitate construction.Column longitudinal reinforcement root number at least 8, stirrup with spiral bands, and indicate the end of the horizontal segment should have a lap and a half.Square columns Tic-Tac-hoop stirrups should be used, in accordance with standard encryption.Corner column, stair column longitudinal reinforcement should be increased, and the whole column stirrups high encryption.Kindergarten should not use the square column.2.2 In principle, the vertical column reinforcement should large-diameter large spacing, but the pitch should not be larger than 200.2.3 Column pipe, due to the beam longitudinal reinforcement anchored into the column, the general only in the column under the conditions laid four corners have thick tube.Tube-sectional area of column cross section accounted for less than 4%, it can not checking.Column shall not clothing
trachea.2.4 column cross-section should not be less than 450 ??450, concrete should not be less than the C25, otherwise the beam longitudinal reinforcement anchored into the column level within the segment is not easy to satisfy the requirements of 0.45La, does not meet the horizontal bars should be added;otherwise reinforced beam-column nodes are too dense, concrete placement difficult.Special-shaped column structure, and beam longitudinal reinforcement should not be too much root number in a row and column longitudinal reinforcement ends should not be too dense, otherwise the node concrete placement difficult.When there is some part of the rectangular column-shaped columns, they should pay attention to special-shaped columns and rectangular column stiffness was similar and not that much difference.2.5 column should be using high-strength concrete to meet the axial load ratio limits, reduce the section size.2.6 try to avoid short columns, short columns stirrup should be full of high encryption, short column longitudinal reinforcement should not be too large.2.7 Taking into account the role of vertical earthquake, columns under axial compression ratio and reinforcement should leave some leeway.2.8 independent of the central column or columns(semi-floor office)are cantilever beam, the cantilever beam length should be limited.3.LIANG part of the 3.1 beam with sub-beam Department(including the cantilever beam ends)should be attached stirrups and hanging bars, should give priority to adopt additional stirrups.Additional tendons in general should be, but not absolute.A clear specification that is located in the lower beam or high beam within the scope of the concentrated load shall be borne entirely by additional transverse reinforcement.In other words, the concentration of power in the beam, such as beam columns, beams after the beam to do under
the pad-like water tanks do not have to add additional muscle.Is located in the lower beam of concentration should be added additional reinforcement.However, a high beam within the concentrated load can be determined according to specific circumstances.When the primary and secondary beam cross-section more or less, sub-beam load is large, additional reinforcement should be added.When the main beam at very high altitudes, sub-beam cross-section is very small, load is very small, such as the approach the board added the dark beam, main beam may from time to add additional muscle.There were significant when the primary and secondary beam, such as the process requires the formation of the primary and secondary deep beam, while the load is relatively small, the main beam or not to add additional muscle.3.2 when the external beam span or less, Liang Gao Yi high, especially outside the frame beam.When the beam away from the outer windows of the top end of small size, it is desirable to do to increase the beam window of a high top.As far as possible outside the framework of beams and columns made of skin skin flush.Liang-chu, may also be missed while a smaller size.Eccentric beam-column may be greater than 1 / 4 columns wide and appropriate less than 1 / 3 of column width.There are times when the beam 3.3 beam should avoid secondary beam overlap in the vicinity of the main beam of the bearing, otherwise, consideration should be given by the second torsion beam caused by the main beam, or increasing the longitudinal reinforcement and stirrup torsional structure.When using in-situ plate, the torsion problem is not serious.3.4 In principle, small-diameter beam longitudinal reinforcement should a small spacing is conducive to cracking, but it should be noted that reinforcement spacing to meet the requirements, and with the corresponding cross-section of beam.Stirrups at the end of the beam according to the provisions of the first encryption.Fabric reinforcement should be
equidistant longitudinal reinforcement, stirrups, etc.from time away from the limb.Small cross-section of a continuous beam or frame beams, the upper and lower longitudinal reinforcement should be using the same diameter as much as possible not to overlap bearings.3.5 end with the frame beams intersect, or elastic support at the wall on the sub-beams, simply supported beam end bearing may be considered, but the end of the beam stirrups should be encrypted.3.6 The panel of anti-beam suspended beneath the beam, plate load appropriate for the stirrups to bear, or an appropriate increase in stirrup.Eccentric arrangement of beams supporting the walls along the opportune time to do the next pick.3.7 pick Liang Yiross-section(large cantilever beam except those exposed).And pick a different panel to pick the beam weight ratio of the total load is small, ariable cross-section can not effectively reduce weight.Variable cross-section cantilever beam of the stirrups, each is different and difficult construction.Variable cross-section beam deflection is also greater than the other beam.Cantilever beam with secondary beam end, attention should be attached stirrups or hanging bars.Generally do not have to add the root of cantilever beam oblique muscle, unless the lack of shear strength.For large cantilever beam, the beam bottom reinforcement should configure the compression to reduce the deflection.Cantilever beam reinforcement should leave room for the.Reposted elsewhere in the paper for free download 3.8 beam openings, not only to calculate the hole reinforcement, hole should be checking under the partial pull-beam part of the crack width.Beams from the structure does not occur on the punching can guarantee the damage and oblique cross-section flexural damage.3.9 Chutiao cantilever beam is less than the length of beam is high, should be calculated or bracket structure reinforced by deep beams.3.10 flat-beam width not too large, as long as the steel can be placed
under the normal and shear can be met.Because the deflection calculation, the beam width on the stiffness had little impact broadening doubled, the deflection reduced about 20%.Relatively speaking, increasing the steel more economical, steel increased to double the deflection reduced about 60%, while the majority of the beam on the tendon to be a long-pass arrangement to reduce the deflection of concrete creep on the increase, if the tendon not less than under the ribs, deflection reduced by 20%.3.11 As a broad framework of the Beam smaller distance between two rows of columns, it can add a stiff cantilever beam, the two columns supported on rigid cantilever beam of the end of the first.3.12 beam large at the 350 should be used limbs hoop.4.Part Slab 4.1 The board should adopt the large-diameter steel big pitch, but the spacing is not greater than 200, the pitch as far as possible with the 200.(Usually span of less than 6.6 meters cracks in the board can meet requirements).Under the steel plate spacing should equal diameter can be different, but the bar diameter type is also not too much.4.2 connected to a few rooms at the end of the same model reinforced with the pitch plate should connect.4.3 reinforcement calculations, may consider plastic redistribution of internal force will be multiplied by 0.8 to 0.9 bars on-board the discount factor will be multiplied by the plate under the tendons of the amplification factor of 1.1 ~ 1.2.——From: Chinese Economy Management Science Magazine,2009.7
第四篇:框架結構設計技術
框架結構設計技術
摘要: 在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的,如樓板、樓梯等,寫此文的用意是幫助設計者在做框架結構設計時參見本文可減少漏項、減少差錯等,與上篇內容相同的讀者可略過。
具體內容如下:
一.結構設計說明
主要是設計依據,抗震等級,人防等級,地基情況及承載力,防潮抗滲做法,活荷載值,材料等級,施工中的注意事項,選用詳圖,通用詳圖或節點,以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3等等。
二.各層的結構布置圖,包括:
(1).預制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。
標注預制板的塊數和類型時, 不要采用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉, 宜采用水平線或垂直線的方法, 相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統一編號,可減少設計工作量,也方便施工人員看圖。板縫盡量為40, 此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間里面往外布板, 盡量采用寬板, 現澆板帶留在靠窗處, 現澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。
如果構造上要求有整澆層時, 板縫應大于60。整澆層厚50, 配雙向φ6@250, 混凝土C20。純框架結構一般不需要加整澆層。構造柱處不得布預制板。地下車庫由于防火要求不可用預制板。框架結構不宜使用長向板,否則長向板與框架梁平行相接處易出現裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預制板,自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求,僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層凈高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數時可采用SP板,SP板120厚可做到7.2米跨。
(2).現澆板的配筋(板上、下鋼筋,板厚尺寸)。
板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。盡量用二級鋼包括直徑φ10(目前供貨較少)的二級鋼,直徑≥12的受力鋼筋,除吊鉤外,不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2米的板上部鋼筋不必斷開,鋼筋也可不畫,僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷,或50%連通,較大處附加鋼筋,拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時,僅標出板號即可。
一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號,將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時,板厚≥120,不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板,因電線管過多有可
能要加大板厚至180(考慮四層32的鋼管疊加)。宜盡量用大跨度板,不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為φ6@250,溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時,板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方采用現澆樓板,以利防水,并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10~15米設一10mm的縫,鋼筋不斷。盡量采用現澆板,不采用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70厚+10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預應力板。
L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現澆并加厚,雙向雙排配筋,并附加45度的4根16的抗拉筋。現澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成,一可加快速度,二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號,因工程較大時可能編出上百個鋼筋號,查找困難,如果要編號,編號不應出房間。配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數,將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。值得注意的是,按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產生過大的附加扭距。一般:板厚>150時采用φ10@200;否則用φ8@200。
PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點:1.單向板是按塑性計算的,而雙向板按彈性計算,宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當的,但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。4.房間邊數過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。
板一般可按塑性計算,尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建筑, 如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件,應雙向雙排配筋。
(3).關于過梁布置及輕隔墻。
現在框架填充墻一般為輕墻,過梁一般不采用預制混凝土過梁,而是現澆梁帶。應注明采用的輕墻的做法及圖集,如北京地區的京94SJ19,并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時,柱應甩筋,過梁現澆。不建議采用加氣混凝土做圍護墻,裝修難做并不能用在廁所處。
(4).雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。
注意:雨棚和陽臺的豎板現澆時,最小厚度應為80,否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時,高度<900,最小板厚100;高度>900時,最小板厚120。陽臺的豎板應盡量現澆,預制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時,板的鋼筋放斜板的上面,并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵,鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接,不必采用混凝土結構。挑板挑出長度大于2米時宜配置板下
構造筋,較長外露挑板(包括豎板)宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度,尤其是挑板端部有集中荷載時。
內挑板端部宜加小豎沿,防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時,雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100,頂層陽臺必須設雨搭。挑板配筋應有余地,并應采用大直徑大間距鋼筋,給工人以下腳的地方,防止踩彎。挑板內跨板跨度較小,跨中可能出現負彎距,應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上,但當鋼筋直徑大于等于12時是難以施工的,應另加筋。
(5).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間,并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯,方便設計及施工,也較美觀。
(6).板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高,廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。
(7).梁布置及其編號,應按層編號,如L-1-XX,1指1層,XX為梁的編號。柱布置及編號。
(8).板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋,附加筋不必一定錨入板支座,從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋,如果洞口處板僅有正彎距,可只在板下加筋;否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍,并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞,周邊不宜加梁,應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚, 洞邊加暗梁。
(9).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
(10).在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面,可在建筑墻體剖面做法的基礎上,對應畫結構詳圖。
三.基礎平面圖及詳圖:
(1).在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素,適當加寬基礎。
(2).當基礎下有防空洞或枯井等時,可做一大厚板將其跨過。
(3).混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時,應考慮防水層厚度。
(4).建筑地段較好,基礎埋深大于3米時,應建議甲方做地下室。地下室底板,當地基承載力滿足設計要求時,可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設一后澆帶,并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力,提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用),減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室,且地下室應
有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降。
(5).地下室外墻為混凝土時,相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫,連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
(7).新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎,其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5至2倍,否則應打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時,應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
(8).獨立基礎偏心不能過大,必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大,必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合,基礎底板可做成梯形或臺階形,或調整挑梁兩端的出挑長度。
(9).采用獨立柱基時,獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求,除非此基礎非常重要,但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜采用錐型基礎,方便施工。
(10).獨立基礎的拉梁宜通長配筋,其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高,否則底層墻體過高。
(11).底層內隔墻一般不用做基礎,可將地面的混凝土墊層局部加厚。
(12).考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用,頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3),且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
(13).基礎平面圖上應加指北針。
(14).基礎底板混凝土不宜大于C30,一是沒用,二是容易出現裂縫。
(15).可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T,生成的基礎詳圖名為JCXT?.T。
(16).基礎底面積不應因地震附加力而過分加大,否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大,本末倒置。
請參照《建筑地基基礎設計規范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規程。
四.暖溝圖及基礎留洞圖:
(1).溝蓋板在遇到電線管時下降(500),室外暖溝上一般有400厚的覆土。
(2).注明暖溝兩側墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時應驗算強度。
(3).洞口大于400時應加過梁,暖溝應加通氣孔。
(4).基礎埋深較淺時暖溝入口底及基礎留洞有可能比基礎還低,此時基礎應局部降低。
(5).濕陷性黃土地區或膨脹土地區暖溝做法不同于一般地區。應按濕陷性黃土地區或膨脹土地區的特殊要求設計。
(6).暖溝一般做成1200寬,1000的在維修時偏小。
五.樓梯詳圖:
(1).應注意:梯梁至下面的梯板高度是否夠,以免碰頭,尤其是建筑入口處。
(2).梯段高度高差不宜大于20,以免易摔跤
(3).兩倍的梯段高度加梯段長度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。
(4).樓梯折板、折梁陰角在下時縱筋應斷開,并錨入受壓區內La,折梁還應加附加箍筋
(5).樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同,注意樓梯板標高與樓面板的銜接。
(6).樓梯梯段板計算方法:當休息平臺板厚為80~100,梯段板厚100~130,梯段板跨度小于4米時,應采用1/10的計算系數,并上下配筋相同;當休息平臺板厚為80~100,梯段板厚160~200,梯段板跨度約6米左右時,應采用1/8的計算系數,板上配筋可取跨中的1/3~1/4,并且不得過大。此兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通,并應與梯段板的配筋相應。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。
(7).注意當板式樓梯跨度大于5米時,撓度不容易滿足。應注明加大反拱或增大配筋。
(8).當休息平臺板為懸挑板時,其內部的樓梯梯段板負筋應大于休息平臺板的板上筋,長度也應大于平臺板筋。
(9).樓層處的休息平臺板的配筋應與樓層板統一考慮配筋,主要是板的負筋。
六.梁詳圖:
(1).梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在結構設計總說明處畫一節點,有次梁處兩側各加三根主梁箍筋,荷載較大處詳施工圖。
(2).當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮齊平。梁也可偏出柱邊
一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
(3).折梁陰角在下時縱筋應斷開,并錨入受壓區內La,還應加附加箍筋
(4).梁上有次梁時,應避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。(此條是從彈性計算角度出發)。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。
(5).原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下部縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
(6).端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。
(7).考慮抗扭的梁,縱筋間距不應大于300和梁寬,即要求加腰筋,并且縱筋和腰筋錨入支座內La。箍筋要求同抗震設防時的要求。
(8).反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。
(10).梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
(11).梁凈高大于500時,宜加腰筋,間距200,否則易出現垂直裂縫。
(12).挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
(13).盡量避免長高比小于4的短梁,采用時箍筋應全梁加密,梁上筋通長,梁縱筋不宜過大。
(14).扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經濟,鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。
(15).框架梁高取1/10~1/15跨度,扁梁寬可取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應延伸至另一方向的梁邊。
(16).當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。
(17).梁寬大于350時,應采用四肢箍。
七.柱詳圖:
(1).地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
(2).原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200。
(3).柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
(4).柱斷面不宜小于450X450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時應加橫筋。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
(5).柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
(6).盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。
(7).考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
(8).獨立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時,挑梁長度應有限制。
在用PKPM軟件計算梁柱時,應盡量采用TAT或SATWE三維軟件。相對平面框架PK來講,第一,計算結果更接近實際受力狀態,如地震力或風力是按抗側移剛度分配,而不是按框架的樓面從屬面積,還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)發生下沉變形,內力重分布,從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。
第二,快速方便,三維軟件整體計算,不必生成單榀框架,再人工歸并,可整樓歸并。
第三,TAT或SATWE還可以進行井式梁的計算,由于PKPM軟件計算梁時僅按矩形計算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時可取出彎距再按T型梁補充計算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時,較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接,造價相差不大,但機械連接可靠并易于檢查。機械連接接頭位置可任意,但一次截斷的鋼筋不大于50%,接頭位置應錯開70d。
八.重點注意或設計原則:
(1).抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時,盡量加剪力墻,可大大改善結構的抗震性能。框架結構應設計成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計,從震害分析,規范給出的垂直地震作用明顯不足。
(2).雨蓬不得從填充墻內出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半。
(3).框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。
(4).由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時,應驗算構件的最小配筋率。
(5).出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。
(6).框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱,層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時剛度很大,其它地方不加剪力墻,對梯井和整體結構都十分不利。
(7).建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設架空層,加后澆帶等。
(8).柱子軸壓比宜滿足規范要求。
(9).當采用井字梁時,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁。
(10).過街樓處的梁上筋應通長,按偏拉構件設計。
(11).電線管集中穿板處,板應驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應驗算梁的抗剪強度。
(12).構件不得向電梯井內伸出, 否則應驗算是否能裝下。電梯井處柱可外移或做成L型柱。
(13).驗算水箱下、電梯機房及設備下結構強度。水箱不得與主體結構做在一起。
(14).當地下水位很高時,暖溝應做防水。一般可做U型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時,混凝土應抗滲,等級S6或S8,混凝土等級應大于等于C25,混凝土內應摻入膨脹劑。混凝土外墻應注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝土墻做企口較難。
(15).采用扁梁時,應注意驗算變形。
(16).突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內,并且托梁上鐵應適當拉通。錯層部位應采取加強措施。女兒墻內加構造柱,頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高,均加構造柱,并應加密。錯層處可加一大截面梁,上下層板均錨入此梁。
(17).等基底附加壓力時基礎沉降并不同。
(18).應避免將大梁穿過較大房間,在住宅中嚴禁梁穿房間。
(19).當建筑布局很不規則時,結構設計應根據建筑布局做出合理的結構布置,并采取相應的構造措施。如建筑方案為兩端較大體量的建筑中間用很小的結構相連時(啞鈴狀),此時中間很小的結構的板應按偏拉和偏壓考慮。板厚應加厚,并雙層配筋。
(20).較大跨度的挑梁下柱子內跨梁傳來的荷載將大于梁荷載的一半。挑板道理相同。
第五篇:鋼筋混凝土框架結構設計的幾點心得體會
鋼筋混凝土框架結構設計的幾點心得體會
摘要:在鋼筋混凝土結構設計中,每個設計者的經驗不同,對規范的理解不同,所以在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。對于鋼筋混凝土框架結構設計中,基礎、梁、柱、板四部分應注意的問題,分別提出了幾點看法。
關鍵詞:結構設計基礎梁柱板
Abstract:Inthereinforcedconcretestructuredesign,eachdesigner
sexperienceisdifferent,theunderstandingisdifferenttothestandard,thereforewhendealswithsomedesignissue,alsocanadoptthedifferentprocessingmethod.Regardingthereinforcedconcreteportalframeconstructiondesignin,thequestionwhichthefoundation,Liang,thecolumn,theboardfourpartsshouldpayattention,proposedseveralviewsseparately.現在越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結構,故鋼筋混凝土結構在整個建筑市場起到越來越重要的地位。在鋼筋混凝土結構設計中,每個設計者的經驗不同,對規范的理解不同,所以在處理某個設計問題時,也就會采取不同的處理方法。在這十年的結構設計工作中,本人也積累了一些經驗,下面就鋼筋混凝土框架結構設計中的基礎、梁、柱、板四部分,在設計時應注意的問題,闡述一下個人觀點。
1.基礎部分
1.1對于柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素,適當加寬基礎。
1.2建筑地段較好,基礎埋深大于3米時,應建議甲方做地下室。當地基承載力滿足設計要求時,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設一后澆帶,并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力,提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用),減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室,且地下室應有相同的埋深。
1.3地下室外墻為混凝土時,相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
1.4抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設,連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
1.5新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎,其基礎間的凈距應不少于基礎高差的2倍,否則應打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時,應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
1.6獨立基礎偏心不能過大,必要時可與相近的基礎做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大,必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合,基礎底板可做成梯形或臺階形,或調整挑梁兩端的出挑長度。
1.7獨立基礎的拉梁宜通長配筋,其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高,否則底層墻體過高。
1.8底層內隔墻一般不用做基礎,可將地面的混凝土墊層局部加厚。
1.9考慮到一般建筑沉降為鍋底形,結構的整體彎曲和上部結構與基礎的協同作用,頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3),且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
1.10基礎底板混凝土不宜大于C3O,一是沒用,二是容易出現裂縫。
1.11基礎底面積不應因地震附加力而過分加大,否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大,本末倒置。
2.柱部分
2.1地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
2.2原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于
200。
2.3柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
2.4柱斷面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時應加橫筋;否則在梁柱節點處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
2.5柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
2.6盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。
2.7考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
2.8獨立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時,挑梁長度應有限制。
3.梁部分
3.1梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。
3.2當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3
柱寬。
3.3梁上有次梁時,應避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。
3.4原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
3.5端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。
3.6上反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
3.7挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意
要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。
3.8梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
3.9挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
3.10扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經濟,鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。
3.11當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。
3.12梁寬大于350時,應采用四肢箍。
4.現澆板部分
4.1板的鋼筋宜采用大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。
4.2相連幾個房間的同型號同間距板底鋼筋宜連通。
4.3配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數,將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。
4.4支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產生過大的附加扭距。一般:板厚150時采用φ10@200;否則用φ8@200。
4.5當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當的,但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。
4.6非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。
4.7室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。