1框架計算簡圖的確定 1.1無地下室的多層框架房屋 1)基礎(chǔ)埋深較淺時現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)梁柱剛接,計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-200(以下簡稱《結(jié)構(gòu)規(guī)范》)第7.3.11條規(guī)定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),底層柱的計算長度取基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度H:裝配式框架取1.25H。 2)基礎(chǔ)埋深較大時為了增加房屋底部的整體性,減小位移有時在0.000m附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。
將基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層,柱的H值取基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度,而把實際建筑的底層作為第二層考慮,層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。 1.2帶地下室的多層框架房屋 對于帶地下室的多層框架結(jié)構(gòu),合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置是一個關(guān)鍵問題。
《結(jié)構(gòu)規(guī)范》和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001(以下簡稱《抗震規(guī)范》),都沒有明確地提出具體位置,需要具體問題具體分析對于能夠滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或采用箱型基礎(chǔ)時,可將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置,在利用PKPM軟件進行設(shè)計時,樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實際層數(shù),底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近。
對于不能滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或者采用筏板式基礎(chǔ)時,嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。此時,利用電算進行樓層組合時,總層數(shù)應(yīng)為實際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。
2基礎(chǔ)寬度和面積的計算 在計算基礎(chǔ)寬度或面積時,往往由于力學(xué)模型不明確或考慮問題不周詳,導(dǎo)致基礎(chǔ)寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況,當(dāng)墻體上有較大的集中力作用時,通過墻體和基礎(chǔ)可將集中力向地基擴散,但這種擴散是有一定范圍的,且基底土反力并不均勻分布。
若設(shè)計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎(chǔ)寬度,則導(dǎo)致局部基礎(chǔ)寬度不足。因此,必須加大基礎(chǔ)寬度以滿足地基承載力的要求。
通常采用局部調(diào)整系數(shù)調(diào)整基礎(chǔ)寬度的方法解決此類問題。 目前常用的框架結(jié)構(gòu)空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的,對部分梁而言,盡管相交梁截面尺寸不同,相互之間卻不存在主、次梁關(guān)系,設(shè)計人員在繪制施工圖時,應(yīng)注意配筋形式與受力分析相匹配。
框架結(jié)構(gòu)經(jīng)空間分析程序電算,所有按主梁輸入模型的梁是整體工作的,部分梁將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。一些三維空間分析軟件,雖已調(diào)整梁的抗扭剛度,但計算出來框架邊梁扭矩筋仍很大,因程序不計樓板對梁的約束作用(即實際扭矩設(shè)計算值那么大),實際受力與計算模型不符。
可把次梁支座改為鉸支座,并配以構(gòu)造處理。 框架梁的抗剪配筋施工圖繪制時,往往為省事,而不查閱構(gòu)件配筋打印資料,僅以配筋簡圖進行設(shè)計,并通常對簡圖上梁端加密區(qū)箍筋放大一倍間距置于跨中,此法如遇該梁上次梁集中力較大,剪力包絡(luò)圖趨于平緩,就會產(chǎn)生加密區(qū)外箍筋抗剪不足,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全。
3鋼筋混凝土保護層厚度的取值 混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發(fā)生銹蝕,并保證鋼筋的粘結(jié)錨固性能,直接影響構(gòu)件的耐久性和鋼筋的受力性能,但由于設(shè)計人員的不重視,常會出現(xiàn)以下問題:1)梁或柱中,只注意到主筋的保護層厚度,而忽略了箍筋的保護層厚度,造成箍筋外露或保護層厚度不足;2)主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關(guān)系處理不明確,造成板負(fù)筋保護層厚度不足或構(gòu)件有效截面高度損失,直接影響到構(gòu)件的安全性;3)地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同,根據(jù)規(guī)范要求,應(yīng)采取不同的保護層厚度。 因此,設(shè)計時應(yīng)注意:1)正確處理構(gòu)件內(nèi)各類鋼筋的相互關(guān)系,按鋼筋的正確位置確定構(gòu)件內(nèi)鋼筋的保護層厚度及構(gòu)件有效截面高度,并進行構(gòu)件的截面設(shè)計。
首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內(nèi)箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+d(1a為箍筋保護層最小厚度,d1為箍筋直徑),并大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據(jù)各種鋼筋的正確位置,確定相關(guān)構(gòu)件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標(biāo)出相關(guān)構(gòu)件中鋼筋的位置。2)正確區(qū)分同一構(gòu)件所處的環(huán)境條件,區(qū)別對待不同環(huán)境下的混凝土保護層厚度。
地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。 4框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施 4.1梁的抗震構(gòu)造 1)梁截面尺寸:為了防止梁發(fā)生斜裂縫破壞、斜壓型脆性破壞,框架梁截面尺寸必須滿足如下要求:梁的截面寬度與高度之比為b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱寬;同時應(yīng)滿足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪應(yīng)力為V/bh0≤0.20fc。
其中,b、h、h0分別為梁截面寬度、高度、有效高度;V為梁端組合剪力設(shè)計值;fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。 2)梁的配筋率:為了保證梁的變形能力,使框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應(yīng)能使梁端截面的受壓區(qū)相對高度滿足以下要求:一級框架x≤0.25h0;二級框架x≤0.35h0,同時,縱向受拉鋼筋的配。
(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?cè)?、柔性理論計算??拐痱炈銜r應(yīng)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(jié)構(gòu)的抗震性能??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)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(yīng)加強垂直地震作用的設(shè)計,從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。
(2)雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應(yīng)考慮抗扭??紤]抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負(fù)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(yīng)驗算構(gòu)件的最小配筋率。
(5)出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。
(6)框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)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(jié)構(gòu)都十分不利。
(7)建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加后澆帶等。
(8)柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求。
(9)當(dāng)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(yīng)通長,按偏拉構(gòu)件設(shè)計。
(11)電線管集中穿板處,板應(yīng)驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應(yīng)驗算梁的抗剪強度。
(12)構(gòu)件不得向電梯井內(nèi)伸出,否則應(yīng)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(shè)備下結(jié)構(gòu)強度。水箱不得與主體結(jié)構(gòu)做在一起。
(14)當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r,暖溝應(yīng)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(nèi)暖溝。有地下室時,混凝土應(yīng)抗?jié)B,等級S6或S8,混凝土等級應(yīng)大于等于C25,混凝土內(nèi)應(yīng)摻入膨脹劑?;炷镣鈮?yīng)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(yīng)注意驗算變形。
(16)突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應(yīng)向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內(nèi),并且托梁上鐵應(yīng)適當(dāng)拉通。錯層部位應(yīng)采取加強措施。女兒墻內(nèi)加構(gòu)造柱,頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高,均加構(gòu)造柱,并應(yīng)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(chǔ)沉降并不同。
(18)應(yīng)避免將大梁穿過較大房間,在住宅中嚴(yán)禁梁穿房間。
(19)當(dāng)建筑布局很不規(guī)則時,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應(yīng)的構(gòu)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(jié)構(gòu)相連時(啞鈴狀),此時中間很小的結(jié)構(gòu)的板應(yīng)按偏拉和偏壓考慮。板厚應(yīng)加厚,并雙層配筋。
(20)較大跨度的挑梁下柱子內(nèi)跨梁傳來的荷載將大于梁荷載的一半。挑板道理相同。
(21)挑梁、板的上部筋,伸入頂層支座后水平段即可滿足錨固要求時,因鋼筋上部均為保護層,應(yīng)適當(dāng)增大錨固長度或增加一10d的垂直段。
設(shè)計時應(yīng)注意:
①正確處理構(gòu)件內(nèi)各類鋼筋的相互關(guān)系,按鋼筋的正確位置確定構(gòu)件內(nèi)鋼筋的保護層厚度及構(gòu)件有效截面高度,并進行構(gòu)件的截面設(shè)計。首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內(nèi)箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+dl(a為箍筋保護層最小厚度,d:為箍筋直徑),并大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據(jù)各種鋼筋的正確位置,確定相關(guān)構(gòu)件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標(biāo)出相關(guān)構(gòu)件中鋼筋的位置。
②正確區(qū)分同一構(gòu)件所處的環(huán)境條件,區(qū)別對待不同環(huán)境下的混凝土保護層厚度。地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。
設(shè)計時應(yīng)注意: ①正確處理構(gòu)件內(nèi)各類鋼筋的相互關(guān)系,按鋼筋的正確位置確定構(gòu)件內(nèi)鋼筋的保護層厚度及構(gòu)件有效截面高度,并進行構(gòu)件的截面設(shè)計。
首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內(nèi)箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+dl(a為箍筋保護層最小厚度,d:為箍筋直徑),并大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據(jù)各種鋼筋的正確位置,確定相關(guān)構(gòu)件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標(biāo)出相關(guān)構(gòu)件中鋼筋的位置。 ②正確區(qū)分同一構(gòu)件所處的環(huán)境條件,區(qū)別對待不同環(huán)境下的混凝土保護層厚度。
地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。
(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?cè)?、柔性理論計算?/p>
抗震驗算時應(yīng)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(jié)構(gòu)的抗震性能。
框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)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(yīng)加強垂直地震作用的設(shè)計,從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。
(2)雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應(yīng)考慮抗扭。
考慮抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負(fù)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(yīng)驗算構(gòu)件的最小配筋率。(5)出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。
(6)框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。
梯井四角加構(gòu)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(jié)構(gòu)都十分不利。
(7)建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加后澆帶等。
(8)柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求。(9)當(dāng)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(yīng)通長,按偏拉構(gòu)件設(shè)計。
(11)電線管集中穿板處,板應(yīng)驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應(yīng)驗算梁的抗剪強度。
(12)構(gòu)件不得向電梯井內(nèi)伸出,否則應(yīng)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(shè)備下結(jié)構(gòu)強度。水箱不得與主體結(jié)構(gòu)做在一起。
(14)當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r,暖溝應(yīng)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(nèi)暖溝。
有地下室時,混凝土應(yīng)抗?jié)B,等級S6或S8,混凝土等級應(yīng)大于等于C25,混凝土內(nèi)應(yīng)摻入膨脹劑?;炷镣鈮?yīng)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(yīng)注意驗算變形。(16)突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應(yīng)向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內(nèi),并且托梁上鐵應(yīng)適當(dāng)拉通。
錯層部位應(yīng)采取加強措施。女兒墻內(nèi)加構(gòu)造柱,頂部加壓頂。
出入口處的女兒墻不管多高,均加構(gòu)造柱,并應(yīng)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(chǔ)沉降并不同。(18)應(yīng)避免將大梁穿過較大房間,在住宅中嚴(yán)禁梁穿房間。
(19)當(dāng)建筑布局很不規(guī)則時,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應(yīng)的構(gòu)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(jié)構(gòu)相連時(啞鈴狀),此時中間很小的結(jié)構(gòu)的板應(yīng)按偏拉和偏壓考慮。
板厚應(yīng)加厚,并雙層配筋。(20)較大跨度的挑梁下柱子內(nèi)跨梁傳來的荷載將大于梁荷載的一半。
挑板道理相同。(21)挑梁、板的上部筋,伸入頂層支座后水平段即可滿足錨固要求時,因鋼筋上部均為保護層,應(yīng)適當(dāng)增大錨固長度或增加一10d的垂直段。
不管是鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)還是水工等其它結(jié)構(gòu)類型,以下幾點是必須要注意的,按重要度降序排列如下:1、與建筑圖的吻合(或者局部可以說服建筑做必要的修改),如梁高、柱距、墻厚等需滿足建筑要求;2、荷載。
不能漏荷載,包括所有的恒載(如:結(jié)構(gòu)自重、裝修面層、設(shè)備管線、保溫面層等),所有的活載(如:施工荷載、雪荷載、積灰荷載、考慮屋面積水的荷載等);3、繪圖。圖紙盡量簡潔,但內(nèi)容全面;4、與設(shè)備專業(yè)的配合。
如梁高、墻上開洞等;5、方便施工。如鋼筋的設(shè)置要方便搭接,方便綁扎鋼筋籠等;6、經(jīng)濟用材。
滿足安全的基礎(chǔ)上,兼顧造價的降低;7、重視自我校對圖紙,看看有沒有配筋率不夠的,看看有沒有其它強條的觸犯。
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