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钢筋混凝土梁集中力处附加钢筋的优化

发布于:2023-03-01 13:22:01 来自:建筑结构/混凝土结构 2 46 [复制转发]

钢筋混凝土结构中,板柱体系外,(连)梁都是不可或缺的受力构件,柱子组合成抗侧力体系共同抵抗风震等水平作用支承楼板承受竖向荷载除地下室顶板厚覆土区、消防车道及登高面、人防区等特殊大荷载区域外,其它功能区,如:住宅、公寓、办公、酒店、学校、医院、停车库等活荷载为2~4kPa均较小若采用框架梁+大板布置,材料用量常较多较费(会在另一个专篇提供分析比选结果常见做法就是适当增设次梁进行板块细分,主梁(框架梁非框架梁连梁等)通常需要承担次梁传来的集中荷载

根据规范要求,集中力不能用抗剪箍筋兼顾,应全部附加横向钢筋,如:箍筋或吊筋来承担。具体如下图所示

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设计规范图示



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施工规范图示

备注设计规范图示主要区别,是明确吊筋下部平直段必须置于次梁下部纵筋之下可不置于主梁下部纵筋处。


施工图中,常见做法是附一句文字说明“次梁交主梁处,未注明者两侧各加3道箍筋箍筋直径及肢主梁”;当集中力较大,3道附加箍筋不能满足受力需求时再增设吊筋。

附加箍筋或吊筋均可承担集中构造形式不同导致其受力效率有所区别,材料成本有差异。

1、受力效率不同。集中力竖直向下,箍筋受方向与荷载方向相同,可以100%发挥。吊筋为45/60?斜角,仅竖直分量承担荷载,只能部分发挥约70~86%。规范计算公式也考虑了角度影响

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2、设置要求不同。附加箍筋根据实际受力需求选取,无需满足梁端箍筋的构造要求,如一级抗震框架梁,梁端抗剪箍筋直径要求Φ10(纵筋配筋率>2%要Φ12),支承次梁的集中力较小时附加箍筋可以用Φ6。吊筋的最要求,设计图集没有说明,施工图集建议2Φ12。

3、材料用量不同。单根箍筋长度,约为扣除保护层后的梁周长+弯钩。单根吊筋长度为次梁宽加100+主梁底面的净高*1.15~1.4*2+20*12*2。通常情况下吊筋箍筋

定性分析评估可知抵抗集中,箍筋的受力效率、材料用量均优于吊筋。

通过自编Excel表可对箍筋、吊筋的具体承载力、材料用量进行定量的分析对比。

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以下通过实际案例对两种配置方式进行具体的分析比选。

一、某项目地下室。共3层地下室,顶板覆土1.5m消防车道及消防登高面占顶板面积比例约20%;-1-2为普通车库,-3普通车库+6人防(人防区域约为所在层的35%,按建筑密度30%/满铺地下室占用地面积约80%=37.5%估算地下室框架典型柱网,(2跨5m+1跨6.6mx7.8m

1、顶板区域

   附加恒载为1.5m覆土28kPa,活载5kPa,180mm顶板的设计值为49.75kPa,通过距2.5m的300x800次梁传到300x850框架梁的集中力约为1030kN。采用附加箍筋需10Φ14(2肢),重量约29kg折合约175;或采用吊筋需2Φ22+2Φ25,重量约42kg折合约254元。单处节省13kg,分摊每平米建筑面积节省0.33kg、折合约2元

      覆土+消防车区域的楼板设计值为为78.25kPa,通过距2.5m的300x850次梁传到300x850框架梁的集中力约为1590kN。采用附加箍筋需12Φ16(2肢),重量约46kg折合约279;或采用吊筋需3Φ28+1Φ32重量约69kg折合约413元。单处节省量22kg,分摊每平米建筑面积节省0.59kg、折合约3.5

2普通车库区域

    附加恒载为2kPa,活载4kPa,100mm板的设计值为11.85kPa,通过距2.5m200x550次梁传到300x600框架梁的集中力约为260kN。采用附加箍筋需8Φ8(2肢),重量约5.7kg折合约34;或采用吊筋需2Φ16+1Φ12重量约10kg折合约58元。单处节省量4.3kg,分摊每平米建筑面积节省0.11kg、折合约0.66

项目裙楼。为3层商业裙楼,框架典型柱网8.4x8.4m,商业活荷载按规范3.5kPa取值,部分梁上输入了隔墙荷载

附加恒载为1.5kPa,110mm板的设计值为10.92kPa,通过距2.8m300x600次梁传到300x800框架梁的集中力约为308kN。采用附加箍筋需10Φ8(2肢),重量约9kg折合约52;或采用吊筋需3Φ16重量约15kg折合约87元。单处节省量6kg,分摊每平米建筑面积节省0.17kg、折合约1.02

某项目酒店。该项目为10的酒店,框架典型柱网8.4x8.4m,酒店活荷载按规范2kPa取值,梁上输入了隔墙荷载8.4kN/m

附加恒载为1.5kPa,110mm楼板的设计值为8.67kPa,通过间距4.2m的250x600次梁传到300x1000主框架梁的集中力约为220kN。采用附加箍筋需8Φ8(2肢),重量约8kg折合约49元;或采用吊筋需2Φ12+1Φ14,重量约9kg折合约53元。单处节省量1kg,分摊每平米建筑面积节省0.014kg、折合约0.085

项目loft公寓。该项目为38办公(loft公寓),框架典型柱网7.6x11.6m活荷载按4kPa取值,梁上输入了隔墙线荷载9kN/m

附加恒载为3.5kPa,130mm楼板的设计值为15.04kPa,通过间距3.8m的400x800次梁传到400x800主框架梁的集中力约为462kN。采用附加箍筋需4根复合箍(外箍Φ12+内箍Φ8),重量约12kg折合约74元;或采用吊筋需2Φ18+2Φ16,重量约23kg折合约137元。单处节省11kg,分摊每平米建筑面积节省0.12kg、折合约0.75

上述分析比选结果可知梁集中力附加横向钢筋配置箍筋优于吊筋,受力越大优势约明显。

施工图设计的优化建议如下

1、充分利用影响区长度2h1+3b优先采用附加箍筋尽量少用吊筋

2、附加箍筋无需满足抗震设计时框架梁端箍筋加密区直径间距要求也无需等同梁自身的抗剪箍筋配置

3、附加箍筋具体配置方式由计算确定,可根据实际需求确定合理的根数肢数、直径及间距

4、当主次梁高差较大,设计单位、审图单位及施工单位认可吊筋下部平直段可设于次梁下部纵筋之下、无需设于主梁下部纵筋位置时,吊筋用量减少,此时可根据实际条件细化比选箍筋和吊筋的具体用量、择优选用。

知识点:钢筋混凝土梁集中力处附加钢筋的优化

间接加载钢筋混凝土梁的附加横向钢筋

  • zsd_1049206688

    剖析得非常深刻,学习了!

    2023-03-30 18:54:30

    回复 举报
    赞同0
  • gchinaren
    gchinaren 板凳

    不同意文中"附加箍筋可根据实际受力需求选取,无需满足梁端箍筋的构造要求"的内容.因为该处(次梁,即集中力处)的抗剪(地震作用),仍需要箍筋来承担,因此该处箍筋必须满足抗震的相关要求.

    2023-03-02 11:29:02

    回复 举报
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这个家伙什么也没有留下。。。

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