连梁设计与配筋构造
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剪力墙及简体洞口连梁的纵向钢筋、斜筋及箍筋的构造
1 连梁沿上、下边缘单侧纵向钢筋的最小配筋率不应小于0.15%,且配筋不宜少于212;交叉斜筋配筋连梁单向对角斜筋不宜少于212,单组折线筋的截面面积可取为单向对角斜筋截面面积的一半,且直径不宜小于12mm;集中对角斜筋配筋连梁和对角暗撑连梁中每组对角斜筋应至少由4根直径不小于14mm的钢筋组成。
2 交叉斜筋配筋连梁的对角斜筋在梁端部位应设置不少于3根拉筋,拉筋的间距不应大于连梁宽度和200mm的较小值,直径不应小于6mm;集中对角斜筋配筋连梁应在梁截面内沿水平方向及竖直方向设置双向拉筋,拉筋应勾住外侧纵向钢筋,间距不应大于200mm,直径不应小于8mm;对角暗撑配筋连梁中暗撑箍筋的外缘沿梁截面宽度方向不宜小于梁宽的一半,另一方向不宜小于梁宽的1/5;对角暗撑约束箍筋的间距不宜大于暗撑钢筋直径的6倍,当计算间距小于100mm时可取100mm,箍筋肢距不应大于350mm。
除集中对角斜筋配筋连梁以外,其余连梁的水平钢筋及箍筋形成的钢筋网之间应采用拉筋拉结,拉筋直径不宜小于6mm,间距不宜大于400mm。
3 沿连梁全长箍筋的构造宜按本规范第11.3.6条和第11.3.8条框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用;对角暗撑配筋连梁沿连梁全长箍筋的间距可按本规范表11.3.62中规定值的两倍取用。
4 连梁纵向受力钢筋、交叉斜筋伸入墙内的锚固长度不应小于laE,且不应小于600mm;顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的长度范围内,应配置间距不大于150mm的构造箍筋,箍筋直径应与该连梁的箍筋直径相同。
5 剪力墙的水平分布钢筋可作为连梁的纵向构造钢筋在连梁范围内贯通。当梁的腹板高度hw不小于450mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋的面积配筋率尚不应小于0.3%。
短肢剪力墙的配筋要求,有了这篇终于搞清楚了
近年来我国人民生活水平不断提高,人们对房屋的使用功能、面积和房间组合型式等提出较高要求,在这种背景下短肢剪力墙体系在我国发展比较迅速,混凝土结构设计规范和高层建筑结构设计规范都没有关于短肢剪力墙设计的具体条文,理论落后于实际应用,阻碍了这种新型体系的发展。作者根据近几年来施工经验的总结,对短肢剪力墙的配筋方面进行系统的概括。
1 墙肢的设计
1.1 墙肢厚度≥200 ,且按抗震等级为一、二级时短肢剪力墙的截面厚度,底部加强部位≥1/ 16 层高,其它部位≥1/ 20层高,当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时,底部加强部位的截面厚度≥1/ 12 层高,其它部位≥1/ 15 层高;按抗震等级为三、四级时短肢剪力墙的截面厚度,底部加强部位≥1/ 20层高,其它部位≥1/ 25 层高。
1.2 短肢剪力墙应进行剪压比、轴压比验算,正截面、斜截面的计算,计算过程和计算公式与普通剪力墙一致。
1.3 短肢剪力墙结构的一般构造
1、短肢剪力墙的轴压比限值短肢剪力墙各层的轴压比限值应满足:一级为0.5;二级为0.6;三级为0.7 ,当短肢剪力墙为一字墙时应减0.1。
2、短肢剪力墙纵筋的配筋率有抗震设计要求时,短肢剪力墙纵筋的配筋率应符合底部加强部位为1.2 % ,其它部位为1 %。底部加墙部位的高度可取墙肢总高度的1/8 及底部两层层高的较大值。
1.4 对于墙肢厚度较厚, 墙长较长的剪力墙, 虽然按墙肢高厚比判别为短肢剪力墙, 但由于其自身刚度大, 变形接近弯曲型, 具有良好延性,
也可不必完全按短肢剪力墙要求执行, 可适当放宽要求, 当刚度很大时,
甚至可按一般剪力墙要求设计。
1.5 短肢剪力墙结构的截面设计及构造措施,应遵循《建筑抗震设计规范》中有关章节的规定进行设计. 剪力墙截面的设计,应通过正截面偏心受压、偏心受拉的计算,在满足最小配筋率要求的前提下,确定墙肢端部的受力钢筋,即约束边缘构件或构边缘构件的纵筋,由斜截面抗剪计算出墙肢腹板水平分布钢筋.在抗震设计的双肢剪力墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉,如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢会出现水平通缝而失去抗剪能力,且由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致其抗剪承载力不足,因此,应当避免墙肢出现小偏心受拉。在一个墙肢出现大偏心受拉时,因水平裂缝较大,它承受的部分剪力也会向另一墙肢转移,这时可将另一墙肢的剪力及弯矩设计值乘以增大系数1.25,以提高其抗剪承载力。
连梁设计及配筋
摘要在剪力墙结构和框架—剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。此外,高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,会引起连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。在设计时,即使采取降低连梁内力的各种措施,如:增大剪力墙的洞口宽度、在连梁中部开水平缝、在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减、对局部内力过大层的连梁进行调整等,仍难使连梁的设计符合要求。基于这种情况,本文将提供连梁设计的几个建议,并且讨论连梁设计时的配筋计算。
关键词高层结构;连梁计算
1连梁的工作和破坏机理
在风荷载和地震荷载作用下,墙肢产生弯曲变形,使连梁产生转角,从而使连梁产生内力。同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形,对墙肢起到了一定的约束作用,改善了墙肢的受力状态。高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用,将成为单片的独立梁。这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大,并且进一步增加P—Δ效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩),并最终可能导致结构的倒塌。为了实现连梁的强剪弱弯、推迟剪切破坏、提高延性,《高规》7.2.22给出了连梁剪力设计值的增大系数,9度抗震设计时要求用连梁实际抗弯配筋反算该增大系数。连梁在发生延性破坏时,梁端会出现垂直裂缝,受拉区会出现微裂缝,在地震作用下会出现交叉裂缝,并形成塑性绞,结构刚度降低,变形加大,从而吸收大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中,连梁起到了一种耗能的作用,对减少墙肢内力,延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下,连梁的裂缝会不断发展、加宽,直到混凝土受压破坏。
一、连梁和框架梁的区别是什么?
连梁是指两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁(具体条文详见“高规”第7.1.8条);框架梁是指两端与框架柱相连的梁,或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。
两者相同之处在于:一方面从概念设计的角度来说,在抗震时都希望首先在框架梁或连梁上出现塑性铰而不是在框架柱或剪力墙上,即所谓“强柱弱梁”或“强墙弱连梁”;另一方面从构造的角度来说,两者都必须满足抗震的构造要求,具体说来框架梁和连梁的纵向钢筋(包括梁底和梁顶的钢筋)在锚入支座时都必须满足抗震的锚固长度的要求,对应于相同的抗震等级框架梁和连梁箍筋的直径和加密区间距的要求是一样的。
两者不相同之处在于,在抗震设计时,允许连梁的刚度有大幅度的降低,在某些情况下甚至可以让其退出工作,但是框架梁的刚度只允许有限度的降低,且不允许其退出工作,所以规范规定次梁是不宜搭在连梁上的,但是次梁是可以搭在框架梁上的。一般说来连梁的跨高比较小(小于5),以传递剪力为主,所以规范对连梁在构造上作了一些与框架梁不同的规定,一是要求连梁的箍筋是全长加密而框架梁可以分为加密区和非加密区,二是对连梁的腰筋作了明确的规定即“墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;当连梁截面高度大于700mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋(腰筋)的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋(腰筋)的面积配筋率不应小于0.3%”且将其纳入了强条的规定,而框架梁的腰筋只要满足“当梁的腹板高度hw≥450mm时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%,且其间距不宜大于200mm。” 且不是强条的规定。
在施工图审查的过程中发现设计人常犯的错误有:一是把两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁编成了框架梁,而且箍筋有加密区和非加密区,或把跨高比不小于5的梁编成了连梁;二是在连梁的配筋表中不区分连梁的高度和跨高比而笼统的在说明中交待一句“连梁腰筋同剪力墙的水平钢筋”,这时如果连梁中有梁高大于700mm或跨高比不大于2.5而剪力墙墙身配筋率小于0.3%或水平分布筋的直径不大于8mm时,容易违反“高规”第7.2.26条的规定,而且该条还是强条,这应引起设计人的注意。