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完整版梁柱布置
二、关于结构平面布置:
2.1框架柱
2.1.1柱平面布置
(1)各柱宜分布均匀
1柱分布均匀,亦及各区域侧移刚度接近,水平力作用时,扭转作用减弱。
2每个柱所分担竖向荷载比较接近
3梁跨度接近相等,不会形成长短跨,梁受力更合理
(2)各柱宜成排布置,X、Y向分别对齐
1框架梁易贯通,梁柱之间易于形成典型框架,使得传力明确
2框架梁易于形成连续梁(当转角〉15°时,一般不再认为是连续梁)
3)柱间距考虑梁的经济跨度,柱经济间距6m~9m
1若跨度太小,梁截面有下限(一般框架梁最小高度500,最小宽度250),造成梁配筋均为构造配筋
2若跨度太大:
从梁的角度,一方面梁截面大,影响使用净高;另一方面,可能使梁设计由挠度控制,非强度控制。
从柱角度,可能柱承担竖向力大,柱截面大,影响功能使用,或者带来基础处理等其他方面问题。
4)在能够通过计算的情况下,柱能少布,尽量少布置。
1可以使得使用空间更为灵活
2多一根柱意味着多一个基础,尤其对于桩基础,可能造成造价大幅提高
5)柱布置应充分尊重建筑使用功能(结构服务于建筑)
1竖向构件不应挡门,挡窗等其他立面洞口
2不应占交通通道(过道、走廊、楼梯间等),或者影响交通通道宽度
3柱布置,除非使用功能允许,不应设置在功能房间中间(优先布置在墙角,或墙内)
4柱间距应结合不同建筑物,不用功能特点,进行布置。
例如带地下车库,应考虑停车
位距离,按模数布置,避免空间浪费。
(6)柱布置在安全的前提下,应充分考虑甲方要求。
1例如,增加竖向构件,则建筑面积按全面积计算,悬挑按半面积计算
2例如,甲方为偷面积,需要楼板开洞,此中间不能有竖向构件,否则应计算面积
(7)其他因素
2.1.2框架柱截面
(1)柱截面计算控制因素:
①框架柱截面一般受轴压比控制
由:
卩=N/FA,当轴压比不满足要求时,一般采用提高混凝土强度或者采用加大截面两种方式;当然综合考虑由于布置不合理时,应重新进行结构布置,以减小柱轴力。
结合:
SATWE计算结果轴压比,进行查看但注意:
不宜同时在某层既改变截面又改变混凝土强度等级,应错开操作。
同时在控制轴压比时应注意,当结构较高,柱截面较大时,往往每层柱剪跨比较大,此时轴压比控制值,应根据规范适当减小(柱截面越大表现越突出)。
0.85;
例如:
某框架核心筒结构,二级抗震不考虑剪跨比时,按规范柱轴压比控制值为但考虑剪跨比影响时,控制值几乎小到0.6。
2当框架柱受到较大弯矩时,框架截面可能受到承载力控制
A较大水平力时:
1)存在挡土墙时,土的水平推力
2)坡屋顶的顶层柱
3)首层柱
4)同一建筑不同区域不等高(例如一部分8层,一部分4层,则第5层柱可能出现这种情况);或者说楼层侧移刚度突变位置处。
B与其相连梁跨度或荷载较大时
3当层高相差较大时,柱截面可能受到上下层侧移刚度比控制。
层高大得多的楼层,截面大,避免造成刚度突变
(2)柱截面尺寸应充分考虑梁截面宽度
柱截面》梁宽+100mm
例如:
500宽的梁,柱子最小截面应为600宽
(3)柱截面形式应考虑梁方向及搭梁方向要求。
如图所示情况,可能采用异型柱。
以使得柱不突出到立面外,同时满足搭梁的要求。
包括异型柱结构,转角处做成L型,T型等。
(4)柱截面确定,上下层柱截面关系。
例如如图所示,嵌固层上下柱截面,下层柱截面取用完全是为了,使支撑上层柱。
下层柱截面不应小于上层柱截面。
(通俗语言讲就是,包得住)
(6)除特殊情况外,双向受力柱优先采用长宽相等正方形。
1
可采
由于功能要求,某个方向,若太宽影响交通通道或者其他影响使用功能的情况,用长宽不等矩形;
2受单向力或者其中一个方向受力为主时(该方向梁跨度明显更大,或者荷载明显更大),可采用长宽不等矩形
(7)最小截面要求
1单层框架结构,最小截面不宜小于300
2两层框架结构,最小截面不宜小于400(规范要求不宜小于350)
3三层及以上框架结构,最小截面不宜小于500,如果柱距较小时可取400
(8)截面估算:
卩=N/FA;(不要去估算,直接取个截面试算,知道方法即可)
N=丫GqSna1a23
柱轴向压力设计值可初步按下式估算:
N=yXGxqxSxnXa1Xa2x3
式中:
丫G-----竖向荷载分项系数
q每个楼层上单位面积的竖向荷载,可取q=12~14KN/m2
S柱一层的荷载面积
a1=1.05,
n——柱荷载楼层数a1----考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四级抗震时
三~一级抗震时a1=1.05~1.15
a2-----边角柱轴向力增大系数,边柱a2=1.1角柱a2=1.2
3-----柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为0.7~0.82.1.3关于框架柱配筋:
配筋依据一一PKPM――SATWE计算结果2.2梁布置原则:
2.2.1框架梁
先搞清楚什么是框架:
其和非框架梁的本质区别是:
框架梁参与水平力的计算,即参与抗震及抗风计算框架梁和非框架梁布置区别:
框架梁至少有一端搭在柱子上
工程表现:
框架梁箍筋有加密区,非框架梁没有
(1)框架梁布置原则:
①除特殊情况,不宜采用一段锚入柱,一端锚入梁的框架梁
这会使得传力不明确,竖向力作用时,主次关系不明确;同时因为与竖向构件一端近似相当于固端,此处弯矩很大,更有甚者可能形成近似悬挑的受力模式。
水平力作用时,不能形成典型框架
当然,有时梁实在不好搭的时候也可以采用
II
Ja删BI
II
II
■
II
IIII
1*
1
如图所示某梁,即为所描述情况。
②框架梁,能贯通宜贯通,形成连续梁
SA
显然如图所示,图A的跨中弯矩比图B大。
当跨数大于5跨时,这种影响减小,即5跨和6跨比,差别不大。
3同一榀框架梁,框架梁不同跨之间夹角不宜大于15°
I-
T!
1
IF=11
細*
―■=一_■
鼻_=一丄
d
如图所示,第1跨与第2跨形成的角度若〉15°,则认为,第一跨与2、3跨不是连续梁,编号时应分别编号。
4除特殊情况外,同一榀框架梁,宽度宜相同(高度根据需要变化)。
如图所示,上面一跨宽度为300,下面一跨宽度为400,此时中间支座处梁顶部钢筋不易贯
通,部分钢筋需要锚入柱子。
宜优先贯通。
5同一榀框架梁,宜对齐。
”1
1
\1
/
1
J
\
300x600
1
1<
||
500x600/
/
\
/
第1跨
b\
第2跨
如图所示第1跨与柱下边对齐,第2跨上边对齐,显然中间支座处,梁顶钢筋不能贯通,时只能锚入柱。
当第1跨梁与第2跨梁下边,偏移距离w100mm时,我们认为仍然可以通过弯锚贯通。
故同一榀框架梁不同跨偏心距不宜相差〉100mm。
除了不利于顶部钢筋贯通外,此时宜不利于水平力传递。
6框架梁的布置应考虑传力路径问题
+J」
1—
CD
-II
II
||
6
IL
1T1
如图所示,此时AB之间框架梁取消,采用单向梁的传力方式,此时一方面CD上不搭梁,
可避免AB或CD因跨度太大而计算通不过,或需要过分增大梁截面,这样可能反而对结构更有利。
7框架梁布置时应考虑钢筋锚固入柱带啦的施工问题。
如图所示,同一柱节点一共搭有6根梁,从图中可以看到,L4和L6钢筋可以贯通,当L2
和L5夹角W15°时可以弯折贯通,剩下L1和L3的梁钢筋,只有锚固入柱。
此时柱节点处钢筋会很密集,极不利于施工。
故一般,钢筋锚固入柱的梁尽量少,一般不多于1根梁,实在布置比较难时,亦不宜多余2
根。
8框架梁布置时应考虑钢筋直锚长度问题。
如图所示布置边梁,将L1和L2与柱边对齐,则将A区域放大后如下图所示:
显然此时,梁钢筋锚固入柱的直锚长度不满足规范要求:
0.4La(抗震时0.4LaE);若进行如
下修改,此时,将该梁居中,使两段错开,避重就轻,即可避免直锚长度不够问题。
9框架梁布置应考虑建筑墙体所在位置。
10
如图所示周边建筑墙体,若梁居中布置则会出现以下情况。
BB
显然图A中填充墙施工不便,若墙能刚好顶到梁上就不会出现这种问题,如图B。
11框架梁布置应考虑建筑空间功能顺序。
一般建筑立面一一公共交通区域一一主要功能房间一一相对次要功能房间如:
住宅中功能房间优先顺序为:
过道——客厅——主卧——次卧——厨房——卫生间。
如图所示:
图中墙体均为200mm厚
图中墙1处梁,考虑建筑立面,此处梁应往外靠;墙2处左侧为过道,右侧为楼梯间,此处
楼梯间优先;而墙3处右侧为公共区域,左侧为房间,故过道优先;墙4处上侧为卧室,下
侧为卫生间,卧室优先。
则其梁偏心情况如下图:
(2)框架梁截面:
1最小截面
框架梁宽度:
框架结构中框架梁宽度不宜小于250(—般300);剪力墙结构中框架梁截面不
宜小于200
框架梁高度:
不宜小于500
2高宽比
梁高宽比宜为:
h/b=2.0~3.5
根据抗震规范6.3.1,框架梁高宽比,不宜大于4当然某些特殊情况,300X3200的梁也是做过的,一般情况不宜。
当高宽比较大时,梁稳定性差,容易发生失稳破坏,此时应加强构造措施抵抗失稳破坏,同
时加大梁的抗扭能力。
当梁高宽比小时,对一般以抵抗弯矩为主的梁而言不经济。
3合理梁截面
合理梁截面,应按计算后,按合理配筋率进行截面调整。
经济配筋率:
梁底部为0.6~1.4;梁顶部为1.0~1.6;—般控制梁底钢筋配筋率为1.2左右,
梁顶部钢筋不大于1.6均可。
当大面积梁配筋率不合理时,应进行截面调整,局部少量梁可不作调整。
4计算通不过时:
a、当梁抗弯计算通不过时,宜增大截面高度
抗弯刚度矩形截面W=bh2/6显然增加高度更有利
b、当梁抗剪算不过时,宜增大梁宽度,
显然剪切刚度与b、h均成线性关系,似乎增加高度和宽度一样;但是增加高度h的同时,梁截面抗弯线刚度i增大,从位移法计算中可以很清晰的知道,线刚度i越大,分
配系数越大,此时该跨剪力增大。
此消彼长,增加高度显然不利。
增加宽度,线刚度增大相对较小,更有利。
当次梁位于主梁与柱节点不远处时,w300mm时,此时因竖向构件提供近似固端的锚
固作用,使此处刚度极大,一般扭转都算不过,此为PKPM的bug,可手算复合。
如图所示,KL1靠近B端有次梁L1,此时KL1在B端抗剪一般都算不过。
C、当梁扭转算不过时:
1)增大次梁截面可减小主梁扭转
如图所示,若KL1或者KL2扭转算不过,可增大中间井字梁截面。
2)引导受力模式,次梁点铰,使次梁开裂,减小对主梁扭矩
]I
■
■i
厂
■
■
rt
目前关于点铰的问题,业界存在一些技术性争论,意见不尽相同。
3)可改变传力路径,减小扭矩
4)当梁两边都有洞口时,扭转一般都算不过,此为PKPM的bug,可手算复合。
如图所示,某梁两侧都开有洞口,此时两侧若存在不平衡弯矩时,A端一般都扭转算不
过。
5)另外PKPM计算中未能充分考虑楼板对抗扭的有利作用,只是简单采用扭矩折减系数0.4,故计算时,即使计算通不过,梁若两边都存在板,一般扭转不会存在问题。
确实扭矩可能较大时,应手算复合。
故扭矩较大处一般为,周圈梁、洞口边梁、梁两边都开洞的情况、次梁确实跨度或荷载
太大需要特别注意。
另外:
转换梁(亦包括楼梯抬梯柱的梁按转换构造),高宽比较大的梁均应注意扭转问
题,全长箍筋加密。
5)扭矩太大,增加抗扭钢筋已无效时,应增加梁截面,优先增加宽度。
(增加高度可能,增大剪力)
d、当挠度算不过时,
当梁跨度很大时,梁一般受挠度控制,此时应增加梁高度。
当挠度超出要求不多时,考虑翼缘。
e、当裂缝算不过时
一般不作处理,在PKPM中配筋时,按裂缝配筋即可。
⑤梁高度应充分考虑建筑功能及建筑立面或造型要求。
1)例如周圈梁高度一般都受建筑立面要求控制,宜采用相同截面高度。
2)例如梁高度选取时应考虑建筑功能对净高的要求,如过道处净高,室内使用净高。
如车库净高2.4m,配电方净高3.6m。
考虑净高时,应充分考虑设备需求高度。
3)两边错标高时,应考虑高差使板能搭在梁上。
如两边板面高差600,板厚100,梁至
少700高。
⑥梁截面高度确定时,应考虑次梁高度。
主梁截面一般应比次梁高。
(相等也问题不大,特殊情况可以小,采用加门字吊筋的形式,此时应画大样专门指出施工方法)
1)一方面就构造而言,梁顶标高相同时,次梁底部钢筋自然通过能刚好位于主梁钢筋上部。
2)另一方面就受力而言:
主梁是否能成为次梁支座,或者支座程度强弱,取决于主梁与次梁刚度对比。
若主梁支座效应不明显,则主次关系不明确。
传力路径不明确。
可能造成次梁挑主梁的情况。
2.2.2次梁布置
A.大方向:
1)次梁一般不参与水平力计算(抗震、抗风等)
2)次梁的最主要作用是:
划分板
3)次梁间距:
一般情况2m~3.6m:
原因是按照一般楼面荷载情况,这个跨度楼板取100就可以了,这样就可以使得大部分楼面
100就可以,局部荷载较大处,如卫生间等可以再加厚就行。
B.次梁位置:
1)划分楼板需要的地方
2)洞口边(当洞口尺寸大于1000X1000mm时应加,小于时宜加,可不加)
3)局部集中荷载处(可能)
C次梁截面:
次梁宽度一般与主梁有关,一般小于主梁宽度。
如:
1)主梁300宽时,一般次梁250宽,当然也可以200宽(如果计算250宽度,需要高度很小了可以考录200宽)。
2)主梁250宽时,一般200宽;
3)主梁200宽时(剪力墙结构),次梁200宽。
4)车库顶板、楼板上做消防水池等其他荷载较大的情况,此时主梁可能400、500甚至600宽,此时次梁可以取300宽。
5)一般情况次梁宽度不宜小于200宽,某些特殊情况下,比如有时电梯间内风井洞口等,为了节省面积,可能墙体100,此时梁可以做小,100宽。
除了这类次要部位不宜小于100。
次梁高度:
经验截面:
常用250x600,250x500,200x500,200x400,200x300其他情况按照:
高宽比1.5~2.5之间取值。
截面是否合理:
看配筋率
梁顶部钢筋:
不大于1.6均算合理,越大说明截面利用越充分;
底部1.2左右最合适,大太多了一般需要陪两层钢筋,小了说明截面利用不充分
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