sg109-3民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示05sg109-3-資料下載頁

【導(dǎo)讀】發(fā)生，合理和優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量。本圖集共分四冊。第一冊為工程設(shè)計管理，荷載與地震作用，地基與基礎(chǔ)，第二冊為砌體結(jié)構(gòu)，第三。員容易混淆、容易忽視的問題及相關(guān)規(guī)定和改進措施示例。柱節(jié)點、剪力墻及其他等。指根據(jù)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定采取的做法。集提出的“常見問題”，采取合理的解決措施，不宜拘泥于本圖集提供的改進方案。使用本圖集應(yīng)嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行標準，規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定，如涉及地方標準，還應(yīng)協(xié)調(diào)考慮。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，僅保證混凝土的強度等級是不夠的，僅防止混凝土的堿集料反應(yīng)也是不夠的。氯離子含量的原因。此外，由于構(gòu)件受力產(chǎn)生的裂縫易造成鋼筋銹蝕，也是影響結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素。積水和有害物質(zhì)侵蝕及凍融、暴曬等反復(fù)作用，受力鋼筋。會嚴重銹蝕而削弱，甚至導(dǎo)致受力鋼筋拉斷、雨篷折斷塌落。構(gòu)件設(shè)計應(yīng)滿足《混凝土規(guī)范》第節(jié)中關(guān)于裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值的要求。級低于《混凝土規(guī)范》GB50010第條的規(guī)定。

　　

【正文】 m 和 d。梁的下部縱向鋼筋配置多于兩層時，兩層以上鋼筋水平方向的中距應(yīng)比下面兩層的中距增大一倍。各層鋼筋之間的凈間距 c 不應(yīng)小于25mm 和 d(d 為下部鋼筋的最大直徑 )，如圖 所示。而圖 梁上部縱向鋼筋的配置顯然不滿足規(guī)范要求。 改進措施： 解決此類問題的辦法通常有： 加 大鋼筋直徑減少鋼筋 根 數(shù)或改配兩排筋或 加 大梁寬等。 框架梁端截面的底部和頂部縱向受力鋼筋截面面積的比值不符合規(guī)范規(guī)定，如一級抗震比值小于，二、三級抗震比值小于 。 原因 分析： 考慮由于地震作用的隨機性，在較強地震下梁端可能出現(xiàn)較大的正彎矩，該正彎矩有可能大于考慮多遇地震作用的梁端組合正彎矩。若梁端下部縱向受力鋼筋配置過少，將可能發(fā)生下部鋼筋的過早屈服甚至拉斷。提高梁端下部縱向受力鋼筋的數(shù)量，也有助于改善梁端塑性鉸區(qū)在負彎矩作用下的延性性能。因此，在梁端箍筋力口密區(qū)內(nèi)，下部縱向受力鋼筋不宜過少，下部和上部鋼筋的截面面積應(yīng)符合一定的比例。 改進措施： 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條第 2 款規(guī)定：框架梁端截面的底部和頂部縱向受力鋼筋截面面積的比值，除按計算確定外，一級抗 震等級不應(yīng)小于 ，二、三級抗震等級不應(yīng)小于 。此條為強制性條文，應(yīng)嚴格遵守，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)內(nèi)力調(diào)整配筋，滿足規(guī)范規(guī)定。 承受均布荷載的不等跨連續(xù)梁，中間跨支座負筋需截斷時，均在本跨內(nèi)距支座 1/3ln(ln為本跨凈跨長 )處截斷，錯誤做法如圖 所示 。 原因分析： 在連續(xù)梁的中間，支座負彎矩縱向受拉鋼筋在向跨內(nèi)延伸時，應(yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖在適當(dāng)位置截斷。對不等跨連續(xù)梁，小跨的彎矩包絡(luò)圖表明往往在跨中和支座均有負彎矩，甚至兩者彎矩值接近。這種情況下，若支座負彎矩縱向受拉鋼筋均在本跨內(nèi)距 支座 1/3ln(ln 為本跨凈跨長 )處截斷，則很可能造成本跨梁跨中 1/3ln范圍內(nèi)各截面的負彎矩承載能力不足。 改進措施： 鋼筋混凝土梁中間支座負彎矩縱向受拉鋼筋截斷時， 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條有明確規(guī)定。施工圖設(shè)計時，當(dāng)相鄰跨度相差小于 20％，通常的做法是支座負筋在本跨內(nèi)的截斷位置到支座的距離應(yīng)為相鄰跨較大凈跨的 1/3ln，當(dāng)相鄰跨度相差大于 20％時，支座負筋長度應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。如圖(a)所示；當(dāng)中間跨很小時，則本跨負筋往往直通，如圖 (b)所示。 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 21 簡支梁或連續(xù)梁簡支端的下部縱向受力鋼筋伸入梁支座范圍內(nèi)的錨固長度 las不滿足規(guī)范規(guī)定。如支承在框架主梁 (梁寬 300mm)上的鋼筋混凝土次梁 (簡支梁 )，混凝土強度等級為 C25，距次梁支座邊 (h為次梁截面高度 )作用有一集中荷載，且 V＞ ，其下部縱向受力鋼筋伸入主梁做法如圖 所示 。 原因分析： 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條對縱向受力鋼筋伸入梁簡支支座的錨固長度有很明確具體的規(guī)定，并且指出：對混凝土強度等級為 C25 及以下的簡支梁和連續(xù)梁的簡支端，當(dāng)距支座邊 范圍內(nèi)作用有集中荷載，且 V＞ ，對帶肋鋼筋宜采取附加錨固措施，或取錨固長度 las≥ 15d。如圖 中縱向受力鋼筋伸入主梁的實際錨固長度僅 275mm，小于 15x22=330mm，不滿足規(guī)范要求。 改進措施： (1)爭取加大主梁梁寬，可取 350mm； (2)在不能加大主梁梁寬的情況下，可采取附加錨固措施，如圖 所示，此時其錨固長度 las可取 。 當(dāng)需要配置受壓鋼筋時，梁的箍筋設(shè)置不符合規(guī)范規(guī)定。如：梁寬不大于 400mm，經(jīng)計算一排內(nèi)配置受壓鋼 筋 5 20，箍筋用雙肢箍 (圖 (a))：或梁寬大于 400mm，經(jīng)計算 — 排內(nèi)配置受壓鋼筋 420，箍筋用雙肢箍 (圖 (b))。 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 22 改進措施： 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條第 2 款明確指出：當(dāng)梁的寬度大于 400mm，且一排內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于 3 根時，或當(dāng)梁的寬度不大于 400mm，但一排內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于 4 根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。因此，圖 中箍筋應(yīng)改為設(shè)置復(fù)合箍筋。如圖 所示 。 按三、四級抗震等級設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)受彎剪扭同時作用的框架 梁，沿梁全長的最小箍筋配筋率僅取為 ／ fyv。 原因分析： 設(shè)計人取最小箍筋配筋率為 ／ fyv的依據(jù)是 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條。但此條是針對彎剪構(gòu)件的，其值是在彎剪構(gòu)件非抗震設(shè)計的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加。對受彎剪扭同時作用的梁， 《混 凝土規(guī)范》第 條明確規(guī)定：在彎剪扭構(gòu)件中，箍筋的配筋率 ρ sv39。＝ Asv/bs 不應(yīng)小于 ／ fyv。顯然，按 《混 凝土規(guī)范》第 條配置的最小箍筋配筋率 (／ fyv)偏小。 改進措施： 應(yīng)滿足混凝土規(guī)范第 條的要求，取梁的箍筋配筋率不小于 ／ fyv，應(yīng)滿足三、四級抗震等級加密區(qū)最大間距和最小直徑的要求。 框架梁梁端的縱向受拉鋼筋配筋率大于 ％，但梁端箍筋加密區(qū)最小直徑僅取為 l0mm。 原因分析： 設(shè)計人取最小箍筋直徑為 10mm 的依據(jù)是 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條表 。但當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于 2％時，為了更好地從構(gòu)造上對框架梁塑性鉸區(qū)的受壓混凝土提供約束，并有效約束縱向受壓鋼筋，保證梁端具有足夠的塑性鉸轉(zhuǎn)動能力，正是此條第 3 款明確規(guī)定：此時，表中．箍筋最小直徑應(yīng)增大 2mm。 改進措施： 應(yīng)全面、正確理解、執(zhí)行混凝土規(guī)范第 條 (強制性條文 )。此情況下加密區(qū)范圍內(nèi)的箍筋直徑應(yīng)為 12mm。 截面尺寸為 bxh=150mmx300mm 的次梁，在跨中 l/2 截面處作用有集中荷載，按計算不需要配置箍筋 。設(shè)計時箍筋間距取用 @300。 原因分析： 《混 凝土規(guī)范》第 條規(guī)定：當(dāng)梁高度大于 150mm 時，當(dāng)跨中 l/2l 范圍內(nèi)有集中荷載時，即使計算不需要配置箍筋，梁中仍要需按構(gòu)造要求全跨配置箍筋。這是為了保證該梁有足夠的抗剪承載力，民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 23 避免發(fā)生梁的脆性破壞。構(gòu)造配箍范圍、間距分別見表 、 2。此外，對配箍數(shù)量也有一定的要求。 表 梁的構(gòu)造配箍范圍 (mm) 表2 梁的構(gòu)造配箍間距 (mm) 梁高 h(mm) 150＜ h≤ 300 300＜ h≤ 500 500＜ h≤ 800 h＞ 800 V≤ + 200 300 380 400 V＞ + 150 200 280 300 改進措施： 此時箍筋間距用 @300 不符合規(guī)范要求。應(yīng)按表 根據(jù)剪力 V的大小，箍筋間距用 @150或 @200。 抗震設(shè)計時梁頂面或底面縱向鋼筋配置不滿足要求，如對一、二級抗震等級框架梁，通長鋼筋直徑小于 14mm 或鋼筋截面面積小于梁兩端頂面或底面縱向受力鋼筋中較大值的 1/4。 原因分析： 地震作用過程中框架梁的反彎點位置可能有變化，沿梁全長配置一定數(shù)量的通長縱向鋼筋可以保證梁各個部位具有適當(dāng)?shù)氖軓澇休d力。 改進措施： 一般情況下抗震設(shè)計時梁頂面或底面配置 2 根直徑不小于 14mm 的通長縱向鋼筋可滿足規(guī)范要求，但當(dāng)梁的內(nèi)力較大且配筋較多時， “ 分別不應(yīng)少于梁兩端頂面或底面縱向受力鋼筋中較大截面面積的1/4” 常容易忽視或不滿足要求，對高烈度區(qū)大跨度框架梁，由于梁受力鋼筋配置很多，往往是 2 根 22mm直徑或是更大截面面積的通長 鋼筋也不滿足要求。設(shè)計中應(yīng)特別注意，兩方面均應(yīng)滿足。 體育場館中的斜向懸挑大梁箍筋配置有誤， 如 圖 所示。 原因分析： 由于懸挑大梁是斜向上的，與柱不是正交，因此，按圖 所示的箍筋配置，箍筋與梁頂面垂直平行配置，則會出現(xiàn)在支座處附近梁的上下部箍筋間距不均勻：且梁的下部箍筋間距很大，不滿足規(guī)范要求、或在梁的上部箍筋間距很密甚至擺放不下，施 工 困難的情況。 改進措施： (1)將箍筋垂直地面配置于梁中，此時可保證箍筋間距均勻，滿足規(guī)范要求； (2)斜度不大時，也可在保證梁下部 箍筋間距滿足規(guī)范要求的情況下適當(dāng)加密梁上部箍筋間距； (3)斜度較大時，也可在保證梁上部箍筋間距滿足規(guī)范要求的情況下在梁下部適當(dāng)增 加 箍筋，箍筋應(yīng)做成封閉的套箍，箍筋四角應(yīng)鉤住梁的縱向受力鋼筋和腰筋，此箍筋間距應(yīng)滿足規(guī)范要求，如圖 所示 。 截面高度 (mm) 150~300 ＞ 300 一般情況 中部 l/2 內(nèi)有集中荷載 配箍要求 兩端 1/4 跨配箍 全長配箍 全長配箍 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 24 當(dāng)梁的腹板高度 ｈ ｗ ≥ 450mm 時，梁兩側(cè)面未設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，或雖設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，但不管梁截面大小、配筋率多少，一律配置每側(cè) l 12。 原因分析： 當(dāng)梁截面尺寸較大，有可能在梁側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫，為此應(yīng)在梁兩側(cè)面設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋。 若縱向構(gòu)造鋼筋配置不足，也不能有效抗裂。 改進措施： 當(dāng)梁的腹板高度 ｈ ｗ ≥ 450mm 時，應(yīng)按 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條規(guī)定在梁的兩個側(cè)面沿高度設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋。根據(jù)工程經(jīng)驗每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋 (不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋 )的截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積 bｈ ｗ 的 ％，且其間距不宜大于 200mm。此處腹板高度 ｈ ｗ 按 《混 凝土規(guī)范》第 條的規(guī)定取用。 對實際受到部分約束但按簡支計算的梁端，不論梁截面大小和所配梁底受力筋的多少，均僅配置 212 架立筋。 改進措施： 因為 實際受到部分約束，故梁端存在一定的負彎矩，為抵抗此彎矩，防止梁端上部出現(xiàn)過大的裂縫，應(yīng)在支座區(qū)上部設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋。其截面面積不應(yīng)小于梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積的四分之一，且不應(yīng)少于 2 根；該縱向構(gòu)造鋼筋自支座邊緣向跨內(nèi)伸出的長度不應(yīng)小于 ，此處 L0為該跨的計算跨度，如圖 所示 。 折梁下部縱向受力鋼筋配置構(gòu)造錯誤。如圖 所示 。 原因分析： 圖 所示將整根下部縱向鋼筋彎折配置，則在豎向荷載作用下，折梁下部縱向鋼筋受拉，且有拉直的趨勢。 可能使梁的彎折處下部混凝土崩落，導(dǎo)致折梁破壞。 改進措施： 折梁下部縱向鋼筋不應(yīng)用整根鋼筋彎折配置，而應(yīng)斜向伸入梁頂。考慮到當(dāng)這部分鋼筋未完全民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 25 在受壓區(qū)錨固時，未錨固在受壓區(qū)的鋼筋縱向拉力的合力形成凹角處向下的力，于梁受力不利，故還應(yīng)按《混 凝土規(guī)范》第 條要求增設(shè)箍筋，如圖 所示，該箍筋應(yīng)能承受未錨固在受壓區(qū)的縱向受拉鋼筋的合力，且在任何情況下不應(yīng)小于全部縱向鋼筋合力的 35%。由箍筋承受的縱向受拉鋼筋的合力可按下列公式計算： 1，未在受壓區(qū)錨固的縱向受拉鋼筋的合力為： NS1＝ 2fyAs1cos（α／ 2） 2，全部縱向受拉鋼筋合力的 35％為： NS2＝ （α／ 2） 式中 ： As— 全部縱向受拉鋼筋的截面面積； As1— 未錨固在受壓區(qū)的縱向受拉鋼筋的截面面積； α — 構(gòu)件的內(nèi)折角。 框架邊梁截面尺寸 bxh＝ 200mmx400mm，經(jīng)計算梁的受彎縱筋 As＝ ，受扭縱筋 Astl＝，誤將迭加后的縱筋按圖 所示配筋 （都集中配置在梁下部） 。 改進措施： 根據(jù) 《混 凝土規(guī)范》 GB50010 第 條規(guī)定，對彎剪扭 構(gòu)件梁配筋采取分別計算最后迭加的原則是對的，但兩者怎么迭加，配筋構(gòu)造如何 ？ 應(yīng)予以注意。簡單地將兩者相加，全部配置在梁的下部是錯誤的。 梁的受彎縱筋應(yīng)配置在梁截面的下部 (單筋梁 )或上部和下部 (雙筋梁 )。但梁受扭縱筋的配置， 《混 凝土規(guī)范》第 條規(guī)定：除應(yīng)在梁截面四角設(shè)置受扭縱筋外，其余受扭縱向鋼筋則宜沿梁截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，間距不應(yīng)大于 200mm 和梁截面短邊長度。受扭縱向鋼筋應(yīng)按受拉鋼筋錨固在支座內(nèi)。因此，除了分別計算最后迭 加 外，應(yīng)注意配置在相應(yīng)的位置上。本例中受扭縱筋應(yīng)在梁截面的上、中、下部各配 置2 根，即上部 ／ 3＝ ，考慮滿足架立筋的構(gòu)造要求，用 2 14(As=308mm2)；中部用 210(As=)；下部縱筋 +＝ 822mm，用 2 25(As=)，最后縱向受力鋼筋配筋如圖 所示。 還需注意的是： l，一般框架梁均為雙筋梁，當(dāng)配有受壓鋼筋時，分配在梁上部的受扭縱筋應(yīng)和受壓鋼筋迭加后配置； 2．箍筋截面面積應(yīng)分別按剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力計算確定，迭加后配置在相應(yīng)的位置上，并滿足受扭箍筋的構(gòu)造要求； 3， 混凝土規(guī)范未述及抗震設(shè)計梁的受扭配筋計算，因此，對重要構(gòu)件，受扭配筋宜在原計算的基礎(chǔ)上宜適當(dāng)放大。 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示（混凝土結(jié)構(gòu)） 26 框支梁 將框支梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率按一般框架梁要求。如對抗震等級為一級的框支梁支座最小配筋率取 和 80ft／ fy中的較大值，跨中最小配筋率取 和 65ft／ fy中的較大值。 原因分析： 框支梁和一般框架梁兩者在受力特點、受力大小、抗震設(shè)計時對構(gòu)件的延性要求等方面有不小區(qū)別： (1)框支梁大多數(shù)情況下是偏心受拉構(gòu)件，并承受較大的剪力，而一般框架梁是彎剪構(gòu)件； (2)框支梁由 于承受的荷載很大故構(gòu)件內(nèi)力也很大，而一般框架梁內(nèi)力則相對較小； (3)框支梁受力復(fù)雜，而一般框架梁受力