1框架计算简图的确定 1.1无地下室的多层框架房屋 1)基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接,计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。
根据《混凝土结构设计规范》gb50010-200(以下简称《结构规范》)第7.3.11条规定:一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构,底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度h:装配式框架取1.25h。 2)基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性,减小位移有时在0.000m附近设置基础连系梁。
将基础连系梁以下的部分看作底层,柱的h值取基础顶面至连系梁顶面的高度,而把实际建筑的底层作为第二层考虑,层高h取连系梁顶层至一层楼面高度。 1.2带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构,合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。
《结构规范》和《建筑抗震设计规范》gb50011-2001(以下简称《抗震规范》),都没有明确地提出具体位置,需要具体问题具体分析对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时,可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置,在利用pkpm软件进行设计时,楼层总数仅输入地下室以上的实际层数,底层的层高h取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。
对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时,嵌固位置最好取在基础顶面。此时,利用电算进行楼层组合时,总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
2基础宽度和面积的计算 在计算基础宽度或面积时,往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详,导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况,当墙体上有较大的集中力作用时,通过墙体和基础可将集中力向地基扩散,但这种扩散是有一定范围的,且基底土反力并不均匀分布。
若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度,则导致局部基础宽度不足。因此,必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。
通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。 目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的,对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配。
框架结构经空间分析程序电算,所有按主梁输入模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题。一些三维空间分析软件,虽已调整梁的抗扭刚度,但计算出来框架边梁扭矩筋仍很大,因程序不计楼板对梁的约束作用(即实际扭矩设计算值那么大),实际受力与计算模型不符。
可把次梁支座改为铰支座,并配以构造处理。 框架梁的抗剪配筋施工图绘制时,往往为省事,而不查阅构件配筋打印资料,仅以配筋简图进行设计,并通常对简图上梁端加密区箍筋放大一倍间距置于跨中,此法如遇该梁上次梁集中力较大,剪力包络图趋于平缓,就会产生加密区外箍筋抗剪不足,导致结构不安全。
3钢筋混凝土保护层厚度的取值 混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的粘结锚固性能,直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能,但由于设计人员的不重视,常会出现以下问题:1)梁或柱中,只注意到主筋的保护层厚度,而忽略了箍筋的保护层厚度,造成箍筋外露或保护层厚度不足;2)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确,造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失,直接影响到构件的安全性;3)地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同,根据规范要求,应采取不同的保护层厚度。 因此,设计时应注意:1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。
首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a d(1a为箍筋保护层最小厚度,d1为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。2)正确区分同一构件所处的环境条件,区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。
地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。 4框架结构抗震构造措施 4.1梁的抗震构造 1)梁截面尺寸:为了防止梁发生斜裂缝破坏、斜压型脆性破坏,框架梁截面尺寸必须满足如下要求:梁的截面宽度与高度之比为b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱宽;同时应满足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪应力为v/bh0≤0.20fc。
其中,b、h、h0分别为梁截面宽度、高度、有效高度;v为梁端组合剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。 2)梁的配筋率:为了保证梁的变形能力,使框架结构具有较好的抗震性能,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求:一级框架x≤0.25h0;二级框架x≤0.35h0,同时,纵向受拉钢筋的配。
(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
(2)雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。
(3)框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。
(4)由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。
(5)出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。
(6)框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利。
(7)建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。
(8)柱子轴压比宜满足规范要求。
(9)当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。
(10)过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。
(11)电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
(12)构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成l型柱。
(13)验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。
(14)当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级s6或s8,混凝土等级应大于等于c25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。
(15)采用扁梁时,应注意验算变形。
(16)突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内,并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。
(17)等基底附加压力时基础沉降并不同。
(18)应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。
(19)当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚,并双层配筋。
(20)较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。
(21)挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。
设计时应注意:
①正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a dl(a为箍筋保护层最小厚度,d:为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。
②正确区分同一构件所处的环境条件,区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。
设计时应注意: ①正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。
首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a dl(a为箍筋保护层最小厚度,d:为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。 ②正确区分同一构件所处的环境条件,区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。
地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。
(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。
抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。
框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
(2)雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。
考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。(3)框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。
(4)由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。(5)出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。
(6)框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。
梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利。
(7)建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。
(8)柱子轴压比宜满足规范要求。(9)当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。
周边一般加大截面的边梁。(10)过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。
(11)电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
(12)构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成l型柱。
(13)验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。
(14)当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。
有地下室时,混凝土应抗渗,等级s6或s8,混凝土等级应大于等于c25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。
(15)采用扁梁时,应注意验算变形。(16)突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内,并且托梁上铁应适当拉通。
错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。
出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。
(17)等基底附加压力时基础沉降并不同。(18)应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。
(19)当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。
板厚应加厚,并双层配筋。(20)较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。
挑板道理相同。(21)挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。
不管是钢结构、砼结构还是水工等其它结构类型,以下几点是必须要注意的,按重要度降序排列如下:1、与建筑图的吻合(或者局部可以说服建筑做必要的修改),如梁高、柱距、墙厚等需满足建筑要求;2、荷载。
不能漏荷载,包括所有的恒载(如:结构自重、装修面层、设备管线、保温面层等),所有的活载(如:施工荷载、雪荷载、积灰荷载、考虑屋面积水的荷载等);3、绘图。图纸尽量简洁,但内容全面;4、与设备专业的配合。
如梁高、墙上开洞等;5、方便施工。如钢筋的设置要方便搭接,方便绑扎钢筋笼等;6、经济用材。
满足安全的基础上,兼顾造价的降低;7、重视自我校对图纸,看看有没有配筋率不够的,看看有没有其它强条的触犯。
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