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再举个例子,某框架梁,三跨,300x800,梁底受拉钢筋6根圆25,梁上侧靠近柱子的部分8根圆25,是否超筋了,如何调整
如果不考虑抗震要求的话,所谓框架梁超筋和梁的配筋率没有直接联系。
你给的是配筋率的计算公式,与超筋无关。
所谓梁超筋,是指不论如何加大配筋量,都不能够提高粱的承载力,因为梁受压区的混凝土已经压碎了。
所以,理论上梁的配筋率是可以无限提高的,只要混凝土的抗压承载力足够就可以了。
所以梁超筋的判断是以混凝土的相对受压区高度来判断的。
例如,对于采用二级钢的梁来说,当混凝土的相对受压区高度大于0.55时,梁即超筋,但不是以配筋率来判断的。
一旦超筋,最有效的方法是加大梁的断面尺寸。
当考虑抗震时,为了延性要求,梁超筋除了要按混凝土受压区高度控制,还要限制梁端上部的配筋率,也就是你给的公式,要求配筋率小于2.5%。
配筋率应以全截面计算,就是你给的第一个式子计算。
按你的数据,梁的配筋率是没有超筋的,才1.6%。
箍筋面积配筋率和箍筋体积配筋率
配箍率是对箍筋而言,分箍筋面积配筋率和箍筋体积配筋率。
一般情况下,面积配筋率是对受弯构件而言,体积配箍率是对受压构件而言。
Ⅰ.箍筋的面积配筋率
面积配筋率(ρsv):
配置在同一截面(b×
s,b为矩形截面构件宽度,s为箍筋间距)内箍筋各肢的全部截面面积与该截面面积的的比率。
其中,箍筋面积Asv=单肢箍筋的截面面积Asv1×
肢数n。
计算公式为:
ρsv=Asv/(bs)=(n×
Asv1)/(b×
s)。
最小配筋率:
梁:
ρsv,min=0.24×
ft/fyv;
弯剪扭构件:
ρsv,min=0.28×
ft/fyv。
Ⅱ.箍筋的体积配筋率
体积配箍率(ρv):
箍筋体积与相应的混凝土构件体积的比率。
方格网式配筋:
ρv=(n1×
As1×
l1+n2×
As2×
l2)/(Acor×
s);
螺旋式配筋:
ρv=(4×
Ass1)/(dcor×
式中,l1和l2为混凝土核心面积内的长度,即需减去保护层厚度;
计算复合箍的体积配筋率时,应扣除重叠部分的箍筋体积。
柱箍筋加密区最小配筋率计算公式为:
ρv,min=λv×
fc/fyv;
λv为最小配箍特征值,fc为混凝土轴心抗压强度设计值,fyv为箍筋及拉筋抗拉强度设计值。
其中,fc≥16.7N/mm^2(《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均有此规定),fyv≤360N/mm^2(《混凝土结构设计规范》无此规定,《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》有此规定)。
相关规范条文:
A.面积配箍率(ρsv):
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第10.2.10条、第10.2.12条、第11.3.9条;
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002,J186-2002)第6.3.4条、第6.3.5条。
B.体积配箍率(ρv):
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.8.3条、第11.4.17条、第11.4.18条;
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第6.3.12条;
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002,J186-2002)第6.4.7条。
配箍率
配箍率分体积配箍率和面积配箍率
1.概念:
两者均对箍筋而言,所以也叫体积配箍率和面积配箍率
(1).面积配箍率(ρsv):
是在垂直箍筋的截面bs(b为构件宽,s为箍筋间距)中,箍筋面积所占的比率(钢箍面积为肢数
乘每根钢筋的面积)。
计算公式:
ρsv=Asv/bs=nAsv1/bs
(2).体积配箍率(ρv):
指箍筋体积(箍筋总长乘单肢面积)与相应的砼体积的比率。
复合箍筋应扣除重叠部分的体积。
2.作用:
体现抗剪要求,框架梁沿梁全长的面积配筋率有规定。
ρsv≥ρsvmin
体现柱端加密区箍筋对砼的约束作用。
ρv≥ρvmin=λvfcf/yv(λv为最小配箍特征值)
3.配箍率与配筋率的区别
配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
,其中,ρ为配筋率;
As为受拉区纵向钢筋的截面面积;
b为矩形截面的宽度;
h0为截面的有效高度。
配筋率是反映配筋数量的一个参数。
最小配筋率是指,当梁的配筋率ρ很小,梁拉区开裂后,钢筋应力趋近于屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。
是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态,不发生超筋破坏和少筋破坏,配筋率又是反映经济效果的主要指标。
控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表9.5.1规定的数值。
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)表9.5.1
受力类型最小配筋百分率
受压构件全部纵向钢筋0.6
一侧纵向钢筋0.2
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋0.2和45ft/fy中较大值
注:
1受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1;
当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中规定增大0.1;
2偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑;
3受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;
受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(b'
f-b)h'
f后的截面面积计算;
4当钢筋沿构件截面周边布置时,"
一侧纵向钢筋"
系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
普通住宅建筑混凝土用量和用钢量:
按抗震7度区规则结构设计,
普通住宅建筑混凝土用量和用钢量:
1、多层砌体住宅:
钢筋30KG/m2
砼0.3—0.33m3/m2
2、多层框架
钢筋38—42KG/m2
砼0.33—0.35m3/m2
3、小高层11—12层
钢筋50—52KG/m2
砼0.35m3/m2
4、高层17—18层
钢筋54—60KG/m2
砼0.36m3/m2
5、高层30层H=94米
钢筋65—75KG/m2
砼0.42—0.47m3/m2
6、高层酒店式公寓28层H=90米
钢筋65—70KG/m2
砼0.38—0.42m3/m2
7、别墅混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11—12层之间
剪力墙分布钢筋和边缘构件内纵向钢筋的最大配筋率的限制规定
约束边缘构件和边缘构件阴影区内纵向钢筋的最大配筋率,因为尚没有充分的研究成果,在相关规范中没有明确规定,目前可参考《混凝土高规》关于框架柱的规定,以保证钢筋混凝土构件的基本性能。
当纵向钢筋直径较大、配筋率较高时,约束篐筋的配置应与之相配套。
竖向分布钢筋一般按要求配置,配筋率不会太大。
水平分布钢筋最大配筋率虽然无明确规定,但根据《混凝土高规》的受剪截面限制条件和截面受剪承载力计算公式,可以推算出水平分布钢筋SH
A
的最大值,因此其最大配筋率实际上是有限制的。
另外,《混凝土高规》对分布钢筋的最大直径也做了限制。
在《高规》和《抗规》里,都明确指出,“梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%”。
通俗说就是梁上部支座处钢筋要小于2.5%。
但梁底跨中的最大配筋率,规范里并未明确说明。
避免混凝土先于钢筋屈服就压坏,规定最大受压区高度。
为了保证结构延性,规定最大配筋率。
我估算过,一般1.6~1.8%配筋率就基本上是单筋的最后的塑性铰形成条件。
配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
最小配筋率是指,当梁的配筋率ρ很小,梁拉区开裂后,钢筋应力趋近于屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态,不发生超筋破坏和少筋破坏,配筋率又是反映经济效果的主要指标。
柱子一般是建筑物的主要承重结构,为了避免少筋破坏,所以要规定最小配筋率
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表9.5.1规定的数值。
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)表9.5.1
受力类型最小配筋百分率
受压构件全部纵向钢筋0.6
一侧纵向钢筋0.2
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋0.2和45ft/fy中较大值
1受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1;
2偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑;
3受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;
4当钢筋沿构件截面周边布置时,"
架立筋主要用于梁内,是为了固定箍筋,与受力筋、箍筋构成钢筋骨架,并能承受收缩和温度变化产生的内应力。
没有最小配筋率,但要满足构造要求,即直径不能太细。
架力筋只按构造配筋,不存在最小配筋率
最大或最小配筋率均是对受力钢筋而言,架立筋属构造钢筋,不在配筋率计算范围。
但有时在支座处,如连续梁或固接梁支座处,架立筋也可作为受力筋,这时就要考虑按配筋率计算了。
规范只规定了受力钢筋最小配筋率(第9.5节),所以构造钢筋不要满足最小配筋率,只需满足构造要求。
<
建筑地基基础设计规范>
>
GB50007-2002中规定:
第8.5.15条
桩基承台的构造,除满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的要求外,尚应符合下列要求:
1.承台的宽度不应小于500mm。
边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。
对于条形承台梁,桩的外边缘至承台梁边缘的距离不小于75mm.<
BR>
2.承台的最小厚度距离不小于300mm.<
3.承台的配筋,对于矩形承台其钢筋应按双向均匀通长布置(图8.5.1a),钢筋直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,对于三桩承台,钢筋应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内(图8.5.15b)。
承台梁的主筋除满足计算要求外,尚应符合现行<
混凝土结构设计规范>
GB50010关于最小配筋率的规定,主筋直径不宜小于12mm,架立筋不宜小于10mm,箍筋直径不宜小于6mm(图8.5.15c)(见规范)
建筑桩基技术规范JGJ
94-94
4.2.3
承台的钢筋配置除满足计算要求外,尚应符合下列规定:
4.2.3.1
承台梁的纵向主筋直径不宜小于φ12,架立筋直径不宜小于φ10,箍筋直径不宜小于φ6;
4.2.3.2
柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配置,矩形承台板配筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不宜小于φ10,间距应满足100-200mm。
对于三桩承台,应按三向板带均匀配置,最里面三根钢筋相交围成的三角形应位于柱截面范围以内(图4.2.3)。
4.2.3.3
筏形承台板的分布构造钢筋,可采用φ10-12,间距150-200mm。
当仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算内力时,考虑到整体弯矩的影响,纵横两方向的支座钢筋尚应有1/2-1/3且配筋率不小于0.15%,贯通全跨配置;
跨中钢筋应按计算配筋率全部连通。
4.2.3.4
箱形承台顶、底板的配筋,应综合考虑承受整体弯曲钢筋的配置部位,以充分发挥各截面钢筋的作用。
当仅按局部弯曲作用计算内力时,考虑到整体弯曲的影响,钢筋配置量除符合局部弯曲计算要求外,纵横两方向支座钢筋尚应有1/2-1/3且配筋率分别不小于0.15%,0.10%贯通全跨配置,跨中钢筋应按实际配筋率全部连通。
GB50010
9.5纵向受力钢筋的最小配筋率
第9.5.1条钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表9.5.1规定的数值。
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)表9.5.1
受力类型最小配筋百分率
受压构件全部纵向钢筋0.6
一侧纵向钢筋0.2
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋0.2和45ft/fy中的较大值
受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(b“f-b)h“f后的截面面积计算;
第9.5.2条对卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。
第9.5.3条预应力混凝土受弯构件中的纵向受拉钢筋配筋率应符合下列要求:
Mu≥Mcr(9.5.3)
式中
Mu--构件的正截面受弯承载力设计值,按本规范公式(7.2.1-1)、(7.2.2-2)或公式(7.2.5)计算,但应取等号,并将M以Mu代替;
Mcr--构件的正截面开裂弯矩值,按本规范公式(8.2.3-6)计算。
独立基础最小配筋率的取值
独立基础底板最小配筋率的取值在《建筑地基基础规范》和《混凝土结构设计规范》中都没有明确规定,关于这个问题设计行业也有很大的分歧。
一、规范规定及相关理解
1、《混凝土结构设计规范》9.5.1条规定:
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋率取“0.2和45ft/fy作用的较大值”。
这一条是针对受弯构件,而独立基础同时承受上部荷载和土压力,底面尺寸相对于基础高度也不是很大,因此不适合锥形和阶型独立基础。
2、《混凝土结构设计规范》9.5.2条规定:
对卧置于地基上的混凝土板,板中的受拉钢筋最小配筋率可以适当降低,但不得小于0.15%。
这一条是针对卧置于地基上的混凝土板而设的,其具体受力情况与独立基础还是有区别的。
3、《建筑地基基础设计规范》第8.2.2-3条:
扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm;
间距不宜大于200mm,也不易小于100mm。
这一条文有明确规定最小配筋,但至于是否还要满足最小配筋率0.15%则各有各的说法。
二、关于配筋率
若按最小配筋率0.15%控制配筋,则独立基础高度越高配筋越大。
而独立基础底板的厚度由冲切和剪切计算确定,其值比较厚,按0.15%控制所得的钢筋面积大不够经济。
独立基础最小配筋率的问题各地或个人有不同的做法,如北京市《建筑结构专业技术措施》3.5.12条规定:
如单独柱基之配筋不小于10@200(双向)时,可不考率最小配筋率的要求。
工程设计中若无硬行规定,独立基础底板配筋只要满足《建筑地基基础设计规范》第8.2.2条规定即可,不要验算最小配筋率。
还有一种做法的结构思路:
就阶形基础而言,合理设计的独立基础在绝大多数情况下,其第一阶多半会伸出从柱边与基础顶面交接处引出的45°
线同基础底面相交线之外,因此该部分可以认为是卧置于地基上受弯控制的混凝土板类构件,需满足ρmin=0.15%的要求。
而基础底板其余部分均在45°
角的冲切破坏锥体范围内,其高度一般有受冲切和受剪控制,相对较厚,如果其配筋要求符合ρmin=0.15%的要求,将会导致独立基础用钢量不必要的增加。
关于剪力墙
一、墙的分类
墙是在两个方向上(宽和高)尺寸较大,而在另一个方向上尺寸较小的构件,当荷载主要作用在垂直于墙的平面内(例如地下室外墙、挡土墙)时,其受力类似板,是受弯构件。
当墙体墙的平面内,既承受很大水平剪力,同时又承受竖向荷载,还承受水平荷载时,和柱子一样,是压、弯、剪构件——剪力墙。
但其截面特性、受力特点及配筋方式都和柱子有很大区别。
当墙肢截面高度与厚度之比为5~8,且墙肢两侧均与弱连梁相连(连梁的跨高比大于5)或一端与弱连梁相连、一端为自由端时,称为短肢剪力墙。
《建筑结构专业技术措施》另一种说法:
当墙肢截面高度与厚度之比虽然为5~8,但墙肢两侧均与较强的连梁(连梁净跨与连梁截面高度之比,跨高比Lb/hb2.5)或墙长较短但与翼墙相连时(翼墙长度不小于翼墙厚度的5倍)可不做为短肢剪力墙。
墙肢截面高度与厚度之比>
8时,称为一般剪力墙。
当剪力墙的高宽比H/hw<
2时,称为矮墙,此处H为剪力墙的总高度,hw为剪力墙的总宽度。
当构件截面长边与短边之比大于4.0时,宜按墙的要求进行截面设计;
矩形截面独立墙肢的截面高度hw与截面厚度之比hw/bw不大于3.0时,宜按框架柱进行截面设计。
其含义有两个方面:
一是截面设计方法分别取用柱和墙的规定,二是构造措施分别遵照柱和墙的规定。
二、剪力墙截面尺寸的确定
表中符合h为层高或无支长度两者较小值,无支长度是指剪力墙长度方向平面外横向支撑之间的长度。
当墙体厚度不能满足上表要求时,可按高规附录D验算墙肢稳定,以满足要求。
注意:
框架剪力墙结构和部分框支剪力墙结构落地剪力墙中的单片剪力墙(非筒形)、外墙单片剪力墙、短肢剪力墙单片墙及外墙转交窗处的剪力墙肢不应以稳定验算来确定墙肢厚度,应按上表确定。
三、剪力墙底部加强部位
剪力墙底部加强部位的高度应根据上部结构的嵌固部位等不同情况分别计算
1、
一般情况下,当地下室顶板可以作为上部结构的嵌固部位时,剪力墙的底部加强部位的高度应从地下一层顶板向上算起,取结构底部两层和剪力墙总高度的八分之一(剪力墙高度超过150m时取1/10)两者中的大值且不大于15m。
2、
当地下室顶板与室外地坪的高差大于本层层高的1/3时,应是以地下一层底板(不是地下一层顶板)作为上部结构的嵌固部位。
此时,剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层底板向上算起,取结构底部两层和剪力墙总高度的八分之一两者中的大值且不大于15m。
3、
当由于地下室顶板大部分板面标高降低、开大洞、或车库(墙体少)等原因,不能满足地下一层顶板作为结构嵌固部位时,剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层顶板向上算起,取结构底部两层和剪力墙总高度的八分之一两者中的大值且不大于15m。
4、
部分框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8两者的较大值。
四、剪力墙墙肢的轴压比
抗震设计时,剪力墙在重力荷载代表值作用下,墙肢的最大轴压比不宜超过下表限值。
上式中,N——重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值。
N=(永久荷载效应标准值+可变荷载效应标准值x组合值系数)x1.2作用下产生的轴向压力设计值。
五、结构布置
多高层剪力墙结构,墙体应采用双向或多向布置,形成对承受竖向荷载有利、抗侧力刚度大的平面和竖向布局。
在抗震结构中,应避免仅单向有剪力墙的结构布置形式,剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。
剪力墙间距不宜太密,宜采用大开间布置。
剪力墙宜自下到上连续布置,避免刚度突变。
设防烈度为8度或小于8度的剪力墙结构,当顶层需要设置大房间而减少部分剪力墙时,大房间应尽量设置在结构单元的中间部位,该层刚度不应小于相邻下层刚度的70%。
楼、顶板按转换层处理,板厚不宜小于180mm,配筋按转换层的要求。
多高层剪力墙结构在平面中,门窗洞口距墙边距离一般要求宜按下图所示。
应避免三个以上门洞集中于同一个十字交叉墙附近。
六、剪力墙的受力特点
由于各类剪力墙洞口大小、位置及数量的不同,在水平荷载作用下其受力特点也就不同。
这主要表现为亮点:
一是各墙肢截面上的正应力分布;
二是沿墙肢高度方向上弯矩的变化规律,如下
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