连梁超筋解决方法
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剪力墙结构设计中关于连梁超筋调整的一些疑问1.4 要对开洞剪力墙中洞顶上墙的工作性质作出判断,确定属连梁、框架梁,还是整体小开口墙,对电算结果作出调整。
如连梁在电算中出现超筋现象,抗弯钢筋可以进行调整(上下调或适当调整到左右墙肢上),但抗剪箍筋不宜减少,也可将连梁分成上下两根连梁(中间相隔50,用泡沫塑料填塞)4.8 由地震控制时,若连梁刚度折减后仍出现超筋超限,可根据情况,用下述方法解决。
1 若结构刚度较大,且超筋超限的连梁较多时,可加大洞口,减小连梁高度,以减小连梁内力。
2 若只部分连梁超筋超限,则可用调整连梁内力的方法解决。
3 若结构刚度较小,则不应对连内力进行调整,应增加剪力墙刚度,以减小连梁的内力。
在这两条中提到连梁超筋时,对连梁内力进行调整,这是如何实现的?4.10 连梁高度较高时,可将连梁用构造缝分成等高的两根或三根连梁,连梁的总剪切刚度变化不大,但抗弯刚度只有原来的1/3~1/9,可有效地解决连梁的超筋超限问题。
输入时可将连梁高按其1/2或1/3输入,梁宽按其2或3倍输入。
这条的理论依据是什么?规范中有相应讲解吗?ABC论文坊提供的答案:我国在抗震问题上上的基本原则就是,强剪弱弯、强柱弱梁、强节弱杆。
不知你对它的理解如何。
从上述三条上,就可以清楚的解释你的疑问了。
国际上对结构抗震问题上有2种理论,一种是抗,一种是放。
如果是抗结构就要有非常强大的提抗地震作用的能力,就要增加结构的强度和构件截面,那荷载之大不用说了,需要多花多少钱啊,连美国、日本都花不起,那中国呢,就更花不起了,中国现在还有近10%的人还在饿着肚子呢。
所以中国自然采用的释放的原则理论。
讲了这些你有点明白了吗,不多说了,有些时间查看一下规范编委出的资料书,讲的比我更清晰详细。
这些人就是那这个自己挣钱呢,骗的就是你们这些初学者。
试论现代高层建筑结构设计中连梁超筋解决方法摘要:本文作者给合多年的工作经验,就对高层建筑结构设计中,对连梁出现超筋的情况进行了详细地分析以及讨论提出了相应的解决方法和建议,已供有关设计人员参考。
关键词:建筑结构结构设计在剪力墙结构和框架—剪力墙结构当中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁称作为连梁。
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的特点等。
1 连梁超筋的原因一般在风荷载和地震的作用下,连梁的内力往往会很大。
由此之外,在高层建筑当中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩会导致连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。
在水平荷载作用下,墙肢发生弯曲变形,使连梁端部产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形,对墙肢起到一定的约束作用,改善墙肢的受力状态。
连梁对于剪力墙结构框架—剪力墙结构中的剪力墙尤为重要,它在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
但在设计时,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、对局部内力过大楼层的连梁进行调整等,仍难以使连梁的设计符合要求。
由于设计规范对此没有明确规定,故使设计者在设计时感到无所适从。
而设计及构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度及刚度不符合要求,进而影响承受竖向荷载的能力。
连梁易超筋的部位,在一般剪力墙结构中,竖向自下而上总高度1/3左右的竖向楼层的连梁;在平面中,较长墙段中部的连梁,某墙段中墙肢截面高度悬殊不均匀时,在大墙肢连梁易超筋。
2 连梁超筋处理办法在高层结构中连梁超筋的现象很常见,下面介绍几种常用的处理方法,设计人员可以根据工程实际情况灵活运用。
2.1 在整体计算中进行连梁刚度的折减(钢筋混凝土高层建筑结构设计规程(JGJ3-2002)(以下简称编规)第5.2.1条规定:在内力与位移计算中,抗震设计的框架—剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5。
探讨高层建筑结构设计中的连梁超筋问题及处理方法【摘要】本文简要分析了连梁的工作和破坏机理,并对结构设计中的连梁设计以及超筋问题提出了相关处理方法,以供同行参考。
【关键词】高层建筑结构设计连梁设计超筋处理随着我国工业化、城市化建设进程的加快,城市建设不断朝着高层、超高层建筑方向发展。
为了满足结构功能需要,结构体系也日趋多样化,应用剪力墙体系进行结构内力的分析与设计日渐频繁。
在结构体系合理的情况下,即使采取了降低连梁内力的多种措施。
但对局部内力过大楼层的连梁进行调整时,仍难使连梁的设计符合要求,对此我国的设计规范对此问题没有明确的规定,加上国内外对连梁模型实验报道的文章也很少,从而造成不同的设计院、不同的结构设计师对此类问题理解也不尽相同。
所以如何高效、准确地对此结构体系进行内力分析与设计,解决高层建筑结构设计中连梁设计及超筋问题处理已值得我们研究与急待解决重要课题之一。
1、连梁的工作和破坏机理高层建筑在风荷载和地震力作用下,由于连梁两端的墙肢受到不均匀地压缩,在连梁两端产生竖向的位移差,并在连梁内产生内力。
但是连梁端部的弯矩、剪力和轴力反过来减小了墙肢的内力与变形,对墙肢起到一定的约束作用,并改善了墙肢的受力。
高层建筑剪力墙的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,第一种属于脆性破坏,第二种属于延性破坏。
当连梁发生脆性破坏时其承载力丧失,如果沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏,各墙肢就丧失了连梁对它的约束作用,成为单片的独立剪力墙,从而造成结构侧向刚度大大降低,结构变形加大,并且进一步增大重力二阶效应,最终可能造成结构的倒塌。
当连梁发生延性破坏时,梁端受拉区出现裂缝,并形成塑性铰变形,从而吸收大量的地震能量。
而塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,连梁仍能对墙肢起到一定的约束作用,使得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。
2、合理结构体系的连梁设计根据以上对连梁的工作和破坏机理的分析,为保证墙肢和连梁一致协同地工作,在正常的重力荷载和风荷载作用下,结构应处于弹性工作状态,连梁不应该出现塑性铰。
关于连梁抗剪超限的处理方法根据朱炳寅编著的《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010》7.2.26条; 当连梁计算超筋时,考虑连梁与墙的半刚接作用,在结构计算中采取适当降低连梁计算截面[在实际结构设计中(即周期位移计算及施工图绘制时)仍然采用缘由连梁的构件截面尺寸]的方法,计算控制目标是:连梁的计算剪力小于连梁所能承担的实际最大剪力(计算程序的判断结果可能仍然超筋,但其判断是对小截面的判断,不是对实际大截面的判断),设计目标是:连梁承担其最大可能承受的地震剪力,改善结构的抗震性能并提高结构设计的经济性。
实际工程对连梁配筋的简化处理方法: 1) 纵筋利用小截面计算的配筋结果为S ;小截面的尺寸为小h b ⨯,大截面的尺寸为大h b ⨯,实际纵筋配筋面积为:梁钢筋保护层厚度梁钢筋保护层厚度大小实际--h h S S ⨯= 2) 箍筋对连梁箍筋按连梁的截面要求做为连梁的剪力设计值求出相应连梁的箍筋面积,计算公式如下:对于跨高比大于2.5的连梁,按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)式7.2.22-2的右侧与式7.2.23-2的右侧相等,即:00042.02.0b svyvb b t b bc c h sA f h b f h b f +=β 得: b yvtc c sv sb f f f A 42.02.0-=β对于跨高比不大于2.5的连梁,按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)式7.2.22-3的右侧与式7.2.23-3的右侧相等,即:0009.038.015.0b svyvb b t b bc c h sA f h b f h b f +=β 得: b yvtc c sv sb f f f A 9.038.015.0-=β本工程采用HRB400级钢筋、连梁箍筋间距s=100mm ,抗震设计的连梁最大箍筋面积)(2mm A sv 见下表,单肢箍筋的截面面积nA A svsv =1,n 为箍筋肢数。
超筋处理对策中民筑友设计院(庄伟)超筋是因为结构或构件位移、相对位移大或变形不协调,结构位移有水平位移,竖向位移,转角及扭转。
超筋也可能是构件抗力小于作用效应。
一、混凝土结构击【SATWE/分析结果图形和文本显示】→【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢构件验算简图】,如出现红颜色的数字,则表示超筋。
1超筋的种类超筋大致可以分为以下七种情况:1)弯矩超(如梁的弯矩设计值大于梁的极限承载弯矩);2)剪扭超;3)扭超;4)剪超;5)配筋超(梁端钢筋配筋率ρ≥2.5%);6)混凝土受压区高度ζ不满足;7)在水平风荷载或地震作用时由扭转变形或竖向相对位移引起超筋。
2超筋的查看方式超筋可以点击【SATWE/分析结构图形和文本显示】→【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢构件验算简图】查看,会看到椭圆框内的数字显红色,如图1所示。
图1梁超筋示意图3超筋的解决方法(1)抗加大构件的截面,提高构件的刚度。
比如加大梁高、梁宽等。
也可以提高混凝土强度等级。
(2)放当梁抗扭超筋,在某些情况下可以点铰,以梁端开裂为代价,不宜多用。
当梁点铰把梁端弯矩调幅到跨中,并释放扭矩,强行点铰不符合实际情况,不安全。
(3)调通过调整结构布置来改变输入力流的方向,使力流避开超筋处的构件,把部分力流引到其他构件。
4对“剪扭超筋”的认识及处理(1)“剪扭超筋”常出现的位置当次梁距主梁支座很近或主梁两边次梁错开(距离很小)与主梁相连时容易引起剪扭超筋。
(2)引起“剪扭超筋”的原因“剪扭超筋”一般是扭矩、剪力比较大。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.4.1条做了相关规定。
(3)“剪扭超筋”的查看方式“剪扭超筋”可以点击【SATWE/分析结构图形和文本显示】 【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢构件验算简图】查看,会看到椭圆框内的数字显红色,且TV旁的数字比较大,如图2所示。
图2“剪扭超筋”示意图(4)“剪扭超筋”的解决方法①抗加大主梁的截面,提高其抗扭刚度,也可以提高主梁混凝土强度等级。
连梁超筋怎么处理?
其次如果只有一两层超筋,就可以把其上下各若干层的钢筋放大;如果超筋的连梁层数过多,也可以把两侧暗柱钢筋放大。
以上均是经验的补偿方法,也可以通过精确计算得出结果。
一般可作如下处理:
1、减小连梁的截面;
2、抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其抗剪设计值。
但在内力计算时已经按照本规范5.2.1条降低了刚度的连梁,其调幅范围应当限制或是不再继续调幅,当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高;
3、当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按照两次计算所得的较大内力进行配近。
在内力和位移计算中,抗震设计的框架-剪力墙或是剪力墙结构中的连梁的刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5.
在内力和位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大,楼面刚度增大系数可根据翼缘情况取为1.3-2.0.对于无现浇面层的装配式结构,可不考虑楼面翼缘的作用。
在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
1、装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7-0.8,现浇框架梁端负弯矩调整系数可取为0.8-0.9.。
连粱超筋的规范及实用处理方法连粱超筋是建筑工程中的一个常见问题,它会对建筑的稳定性和安全性产生影响。
因此,在建筑施工中,我们必须采取一系列规范化和实用的处理方法来预防和解决连粱超筋的问题。
首先,建筑工程施工规范应该严格遵守,尤其是对于超筋的情况,更应该特别关注。
施工时,工人应该按照图纸或设计要求进行施工,遵循标准规范,避免错误或失误的发生。
必要情况下,应请资深的建筑师或工程师提供指导和建议,确保施工质量。
其次,建筑工程施工过程中,应该及时地进行现场检查和监控。
工人应该配备必要的工具,例如测量仪器和绳索等,以便进行精确的测量和检查。
一旦发现连粱超筋的情况,应该立即停止施工,并请专业人员进行评估,确定超筋的原因和严重程度。
另外,在施工前和施工过程中,应该对建筑材料进行充分的检查和筛选。
使用低质量或劣质的材料是连粱超筋的主要原因之一。
因此,必须选择高质量的建筑材料,在保证质量的同时尽量降低成本。
当发现连粱超筋的情况时,我们应该采取一系列实用的方法来解决它。
首先,我们应该进行先进的测量技术,以确定超筋的位置和程度。
然后,我们应该选择合适的工具和技术来加固超筋的部位,例如钢筋混凝土加固和纤维增强材料加固等。
必要时,还可以采取额外的支撑和加固措施,避免连粱超筋对建筑稳定性和安全性的影响。
最后,建筑工程项目团队应该始终保持高度的警惕性和敏锐性,随时关注和检查建筑结构的安全性和稳定性。
一旦发现任何安全隐患,应该立即采取行动,确保建筑物的稳定和安全。
总的来说,连粱超筋是建筑工程领域的一个重要问题,它可能会对建筑的稳定性和安全性产生不利影响。
通过遵循施工规范,进行现场监控和检测,选择合适的材料和加固方法等一系列实用措施,我们可以有效地解决连粱超筋的问题,确保建筑物的稳定和安全。
剪力墙结构设计中连梁超筋问题及处理措施提要:随着社会的发展,如今越来越多的住宅结构形式采用剪力墙结构,尤其对于高烈度区,或者体形比较不规则的剪力墙结构,连梁超筋是不可不免的。
本文分析了高层剪力墙结构设计时连梁超筋的原因,并给出了常用的处理措施。
关键词:连梁超筋;处理措施;引言高层住宅建筑的结构设计,近年来以剪力墙的形式居多,而新修改的规范也提出了更加严格的设计标准。
本文仅对剪力墙结构设计时出现的连梁超筋问题提出一些解决办法。
连梁指在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,在墙肢平面内相连且与剪力墙轴线夹角不大于25度,跨高比小于5的短跨梁。
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作用下,连梁的内力往往很大。
所以连梁超限问题在剪力墙中是很常见的,尤其是在高烈度区,经常会遇到连梁超限的情况。
地震工况下除了竖向荷载产生的内力外,连梁产生内力的原因一般有两种,一是连梁两端竖向构件变形不一致使连梁产生的相对位移;二是连梁两端竖向构件弯曲变形使连梁产生转角。
而连梁超限的原因一般有两种,第一种是受弯超限,具体表现为连梁纵向受拉钢筋配筋率超过2.5%,或梁端混凝土受压区高度和有效高度之比大于规范限制,连梁受弯超限一般也可以通过调整连梁截面尺寸或计入受压区钢筋贡献来解决,这类超限一般是比较好解决的;第二种是连梁不满足减压比控制要求,此时连梁的破坏形式为斜压破坏,脆性特征明显,需妥善处理,根据规范建议结合实际工程经验,一般有效的解决方法有以下几种:1、连梁刚度折减这是规范推荐也是工程中常用的方法,在计算中,由于考虑构件是按弹性考虑的,墙的刚度远大于连梁的刚度,在墙稍有变形的情况下,连梁会承担极大的弯矩和剪力。
此时连梁会先开裂,这正是抗震所要求的连梁成为抗震的第一道防线,也是计算中允许对连梁刚度折减的原因。
为了保证连梁正常使用状态下的工作性能,控制裂缝不要开展过大,连梁折减系数不要取得太小,设计时要根据建筑的抗震设防烈度的高低确定连梁的刚度折减系数,通常6、7度地区可取0.7;8、9度地区可取0.5,非抗震设防地区和风荷载控制为主的地区不折减或少折减。
连梁超筋纠结一般都是剪力超了,有的人认为不用调,因为许多人连梁红了,表明地震来的时候,连梁最先破坏,形成塑性铰,从而耗散能量,而这正符合我们的抗震设计思想。
这话看似很有道理,其实不然。
首先,高规上关于连梁超筋给出了几种解决办法,如减小连梁高度,这样降低连梁刚度,从而减少连梁吸收的地震能量,这也就是我们通常所说的把洞口开大。
第二种就是连梁刚度折减,原理也跟第一种一样,减小刚度,从而减少吸收的地震力。
但是,规范上说了,按照这种方法把超筋的连梁刚度降下来之后,要把周围相应的连梁和墙肢加强,因为此处连梁刚度小了,地震力就会转移到周围其他构件上去,所以其他构件要相应的加强,也就是形成地震力的转移,且不说真正地震来了以后,这种力的转移能不能实现,至少这在理论上是对的。
但是,在实际操作过程中,好像大多数人都只知道把连梁刚度进行折减,却很少意识到把周围的结构进行加强。
那么连梁超筋到底要不要调?看相关条文的条文说明,可以知道,连梁之所以超筋,是因为对连梁的剪力调整过于严格。
为什么会严格呢?因为要保证连梁在弯矩破坏之前不发生剪切破坏,也就是为了保证连梁的强剪弱弯。
如果说连梁红了,说明连梁达不到我们设计上要求的强剪弱弯,我们必须调整模型,使它满足。
否则,这种设计就是不满足规范要求的,在地震来临时,理论上是没有保障的。
那么如何调呢?前面说到的两个方法就是规范给出来的,如果这两个办法还不成功,那么规范又给出了一个终极解决方案,一定能够能够解决连梁超筋问题。
这就是规范上说的第三种方法,考虑连梁在大震下失效,也就是说大震下,连梁都不起作用了,这时候我们按大震来计算一遍模型,然后比较在小震和大震情况下各构件的配筋,按大者配。
这个意思就是说,大震下,连梁失效,多余的地震力就转移到其他的构件上去了,所以要按大者配筋。
在这种情况下,连梁超筋的问题才算解决了。
如果像我们平时认为的那样,连梁红了不管它,个人认为是不对的。
当然这里面还有很多问题。
连梁超筋的处理方法——对梁的内力和配筋进行再调整各位非解构的同学大家新年好!很高兴再次跟大家交流连梁超筋的处理问题。
笔者前篇文章介绍了在连梁中设置交叉斜筋、集中对角斜筋或交叉暗撑的方法处理连梁超筋的问题,介绍了规范的相关要求和理论依据。
今天跟大家介绍一下按照《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/混凝土结构(2009年版)》附录B的方法对连梁的内力和配筋进行再调整的方法处理连梁超筋问题。
文献[1]附录B提出“高层剪力墙结构考虑地震作用计算时,往往出现部分连梁超筋超限的情况,一般均是连梁截面不满足剪压比的限值。
此时一若连梁弯曲裂缝对正常使用没有很大的影}响且超限连梁数量不是很多时,也可按概念设计方法对连梁承受的内力和配筋进行再调整,使调整后的连梁首先满足截面剪压比的条件,同时限制受弯钢筋量使连梁的抗弯承载力维持在一定的水平,满足强剪弱弯的条件。
当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位的连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高,对框架一剪力墙结构,框架部分梁、柱内力值也应相应提高。
”文献[1] 给出对应满足剪压比条件的连梁最大剪力设计值,连梁箍筋的计算公式及表格;以及满足强剪弱弯的连梁最大、最小配筋率的计算公式及表格。
根据文献[1]附录B.0.2根据文献[1]附录B.0.3根据上述方法,可以总结出连梁的内力调整流程如下设计中需要注意:一、对截面和配筋设计主要由风荷载控制的连梁,不宜采用本文所述的方法,以避免正常使用中发生较大的裂缝;二、实际工程中宜优先采用以下方法处理连梁的超筋问题:1、对连梁进行刚度折减、2、减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施、3、对连梁进行塑形调幅处理,减低其剪力设计值、4、将连梁分缝设置为多道连梁;5、在连梁中设置交叉斜筋、集中对角斜筋或交叉暗撑等。
当经上述方法调整后仍不能满足规范要求的连梁,可采用本文所述的方法。
三、宜将经本文方法调整后的连梁在模型中做点铰处理,复核其余部位构件的承载力,并与原设计模型对其余构件进行包络设计。
高层剪力墙设计中连梁超筋的解决办法摘要:高层剪力墙结构设计中,需充分考虑到建筑受不可抗力影响造成连梁的超筋的问题。
现阶段造成这种现象的原因主要有两个,其一是延性破坏,其二为脆性破坏。
当连梁受到破坏后,其刚度就会大打折扣,导致建筑结构变形增加,甚至导致建筑坍塌。
连梁能够有效减少墙体的压力,进而改善墙肢的屈服。
但在地震的反复作用下,连梁产生的裂缝会不断变大,最终导致建筑结构严重损坏。
关键词:高层剪力墙;连梁设计;超筋处理;结构设计引言:现阶段建筑工程中,高层剪力墙出现连梁超筋的现象十分普遍,因此为提高建筑的安全性和稳定性,需从处理方式、处理技术等方式对建筑方式进行优化,一些设计单位对电算中的连梁进行限制,并使用手算的方式进行复核工作。
为此,在对剪力墙的结构进行设计时,应提高对连梁结构以及性能、受力特点的重视程度,着重连梁超筋问题。
1.连梁受力特点及破坏分析由于地震或是水平风荷等作用下,连梁可能会因为承载力超限从而被破坏。
连梁被破坏会出现两种情况:一是延性破坏,又叫弯曲破坏:二是脆性破坏,又叫做剪切破坏。
若沿墙高的所有连梁全部发生剪切破坏,各个墙肢就会变成单片悬臂墙。
这时候的墙肢侧向刚度会降低,从而导致弯矩增加,变形加大,最后可能会导致结构倒塌的结果;连梁延性破坏,也就是发生弯曲破坏时,梁端发生垂直裂缝,受拉区则会出现细微的裂缝,又在水平的地震作用下出现交叉性裂缝。
除此之外,受到地震力的反复作用,连梁的裂缝会不断加宽加大,直至导致水泥混凝土结构受到破坏,连梁在这一过程中能够起到一定程度的耗能作用。
另一方面,当连梁出现破损但没有完全丧失承载能力后,还可以通过自身的塑性传递一定的剪力和弯距,对建筑墙体起到一定程度的约束作用,有效延缓墙体屈服,减少墙肢力。
因此连梁的屈服发生在墙肢的屈服之前是连梁结构设计的根本原则,在对连梁超筋的处理中,也应以这一原则为指导和参考[1]。
1.解决连梁超筋的方式1.风荷载以及竖向荷载作用下连梁超筋处理造成连梁超筋问题的原因可以分为水平荷载,即风荷载以及地震作用,和竖向荷载,包括楼面活载以及恒载。
高烈度区剪力墙连梁超限处理方法在建筑设计和施工过程中,剪力墙是一种常用的结构形式,用来承受建筑在横向力作用下的变形和扭转。
而剪力墙和连梁的连接部位,在设计和施工中容易出现一些问题,其中之一就是连梁超限。
在高烈度地区,这一问题显得尤为重要,因为连梁超限会对建筑的耐震性能产生负面影响。
如何处理高烈度区剪力墙连梁超限成为了建筑设计和施工中的重要任务。
本文将就此问题展开讨论,并探讨一些可行的处理方法。
一、连梁超限的原因连梁超限是指设计和施工中,连梁尺寸超出了设计要求或规范允许范围的现象。
其原因包括:1. 施工误差。
在进行施工时,由于工艺和人为因素,往往会导致连梁的尺寸偏差,从而出现超限的情况。
2. 设计失误。
部分设计工程师在设计过程中可能没有充分考虑到剪力墙连梁的实际情况,导致了连梁尺寸的超限。
3. 材料问题。
有时候使用的材料质量不达标,也有可能导致连梁超限的问题。
4. 地震作用。
在高烈度地区,地震力较大,往往会对建筑结构造成较大的影响,导致连梁的超限。
连梁超限会对建筑结构的性能产生很大的负面影响,主要表现在以下几个方面:1. 削弱结构的整体性能。
连梁超限会导致结构的整体稳定性受损,从而影响结构在地震等外部荷载作用下的性能。
2. 削弱抗震性能。
剪力墙和连梁是建筑结构中重要的抗震构件,如果连梁超限,会使得剪力墙的抗震性能受到削弱,造成结构的整体抗震性能下降。
3. 安全隐患。
连梁超限会对结构的安全性产生威胁,一旦发生地震等外部荷载作用时,可能导致结构的破坏和倒塌,带来严重的安全隐患。
连梁超限对建筑结构的稳定性、抗震性能和安全性都会产生影响,因此需要采取相应的措施来进行处理。
三、处理方法在面对剪力墙连梁超限问题时,我们可以采取一些有效的处理方法:1. 调整结构设计。
在开始阶段,结构设计师可以根据实际情况合理调整剪力墙和连梁的尺寸,避免出现超限的情况。
2. 优化材料选择。
选择优质的建筑材料,可以确保连梁的尺寸在设计要求内,避免超限的发生。
浅析连梁超筋问题及解决方案摘要:对剪力墙结构及框架—剪力墙结构,常遇到连梁超筋问题,针对连梁超筋问题,本文归纳了几种合理性处理方法,如增大洞口、减小连梁截面高度、加大连梁截面宽度、折减、设置双连梁等。
关键词:连梁;超筋;刚度Abstract: The shear wall structure and frame - shear wall structure, often encounter problems in beams reinforced coupling beams, reinforced the problem, this paper summarizes several reasonable processing methods, such as increasing, decreasing the beam section height of beam section width, increase, reduction, setting two beams.Key words: beam; reinforced; stiffness前言:所谓连梁,是指在剪力墙结构和框架—剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢且跨高比小于5的梁。
一般连梁具有此类特征,如跨度小、截面大、与之相连的墙体刚度大。
也正因此,往往在风荷载和地震力作用下,产生的内力比较大,很容易出现超筋问题。
本文对连梁超筋问题进行多方案处理,总结出合理性解决方案,以供实际工程使用。
正文:实际工程中,由于建筑条件、经济成本等诸多因素的限制,剪力墙结构和框架—剪力墙结构中的连梁经常会出现超筋的现象,通过具体工程的设计经验,本文归纳了常见的几种出现连梁超筋的处理方法。
1.增大洞口平面布置时,尽量避免一整面墙上开一个小洞,形成这种连梁的方式,一般在山墙处,墙面较长,而洞口较小;此处形成很大的刚度,在风荷载或者地震力作用下,会产生较大的水平力,导致连梁超筋。
如何解决钢筋混凝土剪力墙连梁超筋问题通过调整结构方案和结构措施,把结构模型中连梁超筋部分,解决在竖向荷载下,连梁不仅满足要求,同时保证结构在多遇地震下满足《高层建筑混凝土结构技术规程》中的抗震构造计算。
标签:开缝连梁;刚度折减;结构方案;配筋在框剪及剪力墙结构中,结构工程师经常遇到剪力墙连梁纵筋和箍筋超筋现象,即使结构工程师在结构计算时,剪力墙的连梁按《高规》5.2.1条刚度折减取最小值0.5,也会存在抗剪截面不足的现象。
若按软件计算出的配筋,纵筋和箍筋均配置过多,使连梁在地震力作用下,反而吸收太多的地震力,使连梁破坏,而退出工作,而与之相连的剪力墙由于配筋过小或刚度太小而随之破坏。
所以连梁配筋太多,这不仅仅是浪费,而且可能使结构存在安全隐患。
所以遇到连梁超筋,可采用以下措施:(1)减小连梁截面高度或把连梁分成两部分(连梁中间用泡沫板或保温板填塞)形成开缝连梁。
连梁截面可以调整为仅能承受竖向荷载作用,此时可能使梁跨高比不小于5时,按《高规》7.1.3条,连梁宜按框架梁设计。
当梁跨高比小于5时按《高规》7.2.22和7.2.23条设计。
(2)在调整结构模型中,若存在较多的连梁截面不足时,应调整结构方案。
在内力计算时,若连梁刚度已折减为0.5,此时需要注意连梁的弯矩、剪力设计值不应低于使用状态下的值,也不宜低于设防烈度低一级的地震作用组合所得的弯矩和剪力设计值。
其目的是避免在正常使用条件小或较小的地震作用下连梁出现裂缝。
(3)当按①②措施不能解决时,连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可采用设虚梁方式,或梁两端点为铰接。
按独立墙肢计算简图进行二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢配筋取两次计算的较大值,这种情况下往往使墙肢的内力及配筋加大,可保证墙肢的安全。
当采用第三种措施时可以按地震设计状态验算连梁的纵筋和箍筋。
现在就如何满足正常使用通过手算复核梁的配筋,满足地震设计的要求。
1 连梁箍筋的复核:根据《高规》7.2.22和7.2.23条推出最大配箍量当跨高比大于2.5的连梁V≤ ①V≤②当跨高比不大于2.5的连梁V≤ ③V≤④由①②得当跨高比大于2.5时:⑤由③④得当跨高比不大于2.5时:⑥2 连梁纵筋的复核:一、二、三级剪力墙连梁由《高规》7.2.21-1得V=⑦由于连梁上部只承受楼板传来的荷载,荷载很小,故在这里忽略计算。
土木工程知识点-连梁超筋解决措施1、连梁受力分析当剪力墙在水平力作用下产生侧移时,连梁由于受到两端墙的约束而产生相应约束弯矩,在剪力墙的转角不变情况下,连梁的线刚度越大则约束作用越强,相应产生的约束弯矩也越大。
对于各层平面基本相同的结构,连梁的最大弯矩(剪力)一般出现在最大层间位移角所在层及附近楼层,当连梁刚度相对较大时,其最大内力层会有所下移动。
2、连梁超筋解决措施剪力墙连梁对剪切变形十分敏感,其名义剪应力限制比较严,在很多情况下设计计算会出现超限情况,高规 7.2.26 给出了一些处理方法。
1 )减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。
2 )抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅;内力计算时已经按本规程第5.2.1条的规定降低了刚度的连梁,其弯矩值不宜再调幅,或限制再调幅范围。
此时,应取弯矩调幅后相应的剪力设计值校核其是否满足本规程第7.2.22条的规定;剪力墙中其他连梁和墙肢的弯矩设计值宜视调幅连梁数量的多少而相应适当增大。
3 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。
1)其中,降低梁高最为有效,因连梁对剪力墙的约束能力随连梁的线刚度的减小而减小,梁高h对梁线刚度的影响是三次方的关系,而对受剪承载力是一次方的关系;降低梁高的另外一种方式是连梁中间设水平缝,具体见抗规2010版6.4.7条。
2)当降低梁高还不能解决超筋问题时,还可以通过减短墙长增加梁长的方式降低连梁线刚度;3)此外,应避免竖向荷载下连梁承受剪力过大,如连梁上最好不要搭设楼面主梁。
4)还有避免连梁两侧的剪力墙轴压比相差过大,轴压比相差较大会造成剪力墙的附加剪力,在连梁两侧墙长相差悬殊时很容易出现。
5)还可在连梁两端点铰。
有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路,并且能用建筑技术加以成功地控制.而我的观点不同,我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长.我认为着才是真正建筑风格的唯一目标.如果阻碍朝这一方向发展,建筑就会枯萎和死亡.要使建筑结构适合于环境,要注意到气候,地位和四周的自然风光,在结合目的来考虑的一切因素中,创造出一个自由的统一的整体,这就是建筑的普遍课题,建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。
连梁超筋处理剪力墙结构、框架剪力墙结构中连梁及框筒结构中的裙梁一般较易出现超筋超限现象,应采取适当的处理方法。
剪力墙连梁超筋、超限时,可根据“混凝土高规”第7.2.25条的相关规定,作如下处理:一、对连梁的计算处理1.连梁调幅处理(计算结果①)抗震设计剪力墙中连梁的弯矩和剪力可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。
但在结构计算中已对连梁进行了刚度折减的连梁,其调幅范围应限制或不再调幅。
当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位的连梁和墙肢的弯矩应相应加大。
一般情况下,经全部调幅(包括计算中连梁刚度折减和对计算结果的后期调幅)后的弯矩设计值不小于调幅前(完全弹性)的0.8倍(6、7度)和0.5倍(8、9度)。
2.连梁的铰接处理(计算结果②)当连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响(即连梁不作为次梁的支承梁)时,可假定该连梁在大震下的破坏,对剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析(为减小结构计算工作量可将连梁按两端铰接梁计算),墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计(一般情况下,连梁铰接处理后,墙的计算结果较大),以保证墙肢的安全。
3.对超筋连梁的计算处理(计算结果③)剪力墙的连梁考虑刚度折减后,当部分连梁仍不能满足规范剪压比()限值时,减小连梁截面,此时连梁计算可能仍有超筋,但其计算剪力V2已不大于原有截面的最大受剪承载力[V1],即V2≤[V1],满足本规程第6.2.6条的要求。
4.连梁计算处理后的情况分析1)情况一:连梁调幅处理(计算结果①)后,计算结果满足规范要求;2)情况二:对连梁进行计算处理后(计算结果③),连梁不再有超筋现象,结构的层间位移仍能满足规范要求,即层间弹性位移角符合表4.6.3要求;3)情况三:对连梁进行计算处理后(计算结果②),连梁不再有超筋现象,结构的层间位移仍能满足规范要求,即层间弹性位移角符合表4.6.3要求;4)情况四:对连梁进行计算处理后(计算结果③),连梁仍有超筋现象,结构的侧向位移不能满足规范要求,即层间位移角已不符合表4.6.3要求,且确无其他手段加大结构的侧向刚度,结构设计中仍需采用原有连梁的构件截面尺寸,以满足结构的层间弹性位移角要求。
连梁超筋超限处理措施1.跨高比与混凝土强度控制✧《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 第7.2.22条地震设计状况跨高比大于2.5的连梁跨高比不大于2.5的连梁【操作办法】跨高比控制大于2.5,不仅能够提高剪压比限值还能减小剪力设计值;混凝土强度等级控制在C50,超过C50后要乘混凝土强度影响系数βc打折。
2.设交叉斜筋✧《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第11.7.10条【前提条件】一、二级抗震等级的连梁,跨高比≤2.5,连梁截面宽度≥250mm,按照规范要求配置交叉斜筋的连梁、(设集中对角斜筋、对角暗撑的连梁宽度要≥400mm),受剪截面限制条件大幅放宽了67%。
✧《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第11.7.8条配置有对角斜筋的连梁计算剪力设计值时其剪力增大系数取1.0,可大幅减小剪力设计值。
【操作办法】3.设置钢板《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138-2001 第5.1.4条满足型钢混凝土梁含钢率要求设置型钢腹板的连梁参照框架梁要求控制剪压比,限值可大幅提高80%~140%,同时剪力增大系数(按JGJ 138-2001为1.05)YJK实际按照钢筋混凝土连梁的要求取值。
型钢混凝土框架梁受剪截面应符合含钢率要求【操作办法】可以定义翼缘宽度为腹板厚度的无翼缘型钢混凝土梁4.折减刚度法(朱炳寅及《北京市院技术措施》附录G)a)塑性调幅处理(计算结果I)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 第7.2.26-2条抗震设计的连梁剪力和弯矩可进行塑性调幅,但对已经进行了刚度折减的连梁,其调幅范围应限制。
经全部调幅(包括计算中连梁刚度折减和对计算结果的后期调幅)后的弯矩设计值不小于调幅前(完全弹性)的0.8倍(6、7度),和0.5倍(8、9度)。
【操作办法】如果连梁刚度折减系数按0.7计算,则后期调幅范围0.714(8、9度),或者连梁刚度折减系数按0.5计算,后期不再调幅。
连梁超筋问题在剪力墙中是很常见的。
(1)一般先减连梁高度,如果仍然超筋,说明该连梁两侧的墙肢过强或者是吸收的地震力太大。
此时,想通过调整使计算结果不超筋是困难的,也是没有必要的。
就好比说,它原来没有这个能力,你非要让它有这个能力,这当然很困难。
从连梁的作用来说,首先它是在两个墙肢之间传递内力,对墙肢起到约束作用,其次它是在地震来临时充当第一道防线,起到耗能作用。
就此而言,超筋连梁(指抗剪超筋)的设计原则应该是这样的:
1、首先按该连梁截面能承受的最大剪力(高规JGJ3-2002 7.2.23)计算连梁抗剪箍筋;
2、根据该剪力值计算出连梁端部弯矩(为简化起见,假设反弯点在中点),并作适当折扣(例如,一级乘以0.8),然后根据该弯矩值计算连梁纵筋。
这样做的目的是为了保证连梁的强剪弱弯,故意让连梁先出现塑性铰。
当多遇地震来临时,连梁端部弯矩很快达到极限抗弯承载力,出现塑性铰,端部弯矩不再增加。
由于弯矩与剪力之间的导数关系,连梁中的剪力也不再增加。
而我们在设计的时候,已经保证了在端部弯矩达到极限抗弯承载力的情况下,抗剪能力是有富余的,所以此时抗剪不会破坏。
在这种情况下,连梁仍能保证对竖向荷载的承载能力,同时对墙肢有一定的约束能力,并具有变形耗能能力,破坏具有一定延性,基本上满足设计对连梁的基本要求。
唯一与计算不符的是,连梁对墙肢的约束作用比计算的要小,其结果是墙肢的内力比计算值要大。
所以要适当加强相邻墙肢的配筋。
可以把连梁少承担的内力加到墙肢上,计算墙肢配筋。
也可以按独立墙肢计算一遍,按较大值配筋。
同时,对与超筋连梁在同一位置、不同楼层的的连梁也应适当加强。
根据项目情况的实际调整经验以及相关论坛的总结,解决剪力墙连梁超筋的办法有如下几点:
1、降低连梁刚度,减少地震作用;
a.容许开裂,刚度折减
b.降低梁高
c.洞口加宽,增加梁长
2、提高连梁抗剪承载力;
a.提高混凝土强度等级
b.增加墙厚,增加连梁的截面宽度(墙厚增加的抗剪承载力提高大于地震作用的增加,而梁高加大的结果是地震作用的增加大于抗剪承载力提高,两者是不一样的)
相关规范的规定:
1、抗规6.2.13.2:抗震墙连梁的刚度可折减,折减系数不宜小于0.50。
2、高规7.1.10:不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。
(很多超筋就是没有注意到这一条)
3、高规7.2.25.1:减小连梁高度。
高规7.2.25.3:当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作。
对于高烈度区,或者体形比较不规则的剪力墙结构,连梁超筋是不可不免的,我们这里的做法是,连梁超筋的幅度不超过承载力的20%,连梁超筋的个数不超过总连梁的20%,是可以的,但是要加强超筋连梁上下对应连梁的承载力(抗剪承载力),同时还要加强超筋连梁相对应墙体的配筋!
(2)在框剪结构或剪力墙结构中,要做到连梁一根也不超筋,这几乎是件不可能完成的任务。
在计算中,由于考虑构件是按弹性考虑的,墙的刚度远大于连梁的刚度,在墙稍有变形的情况下,连梁会承担极大的弯矩和剪力。
此时连梁会先开裂,这正是抗震所要求的连梁成为抗震的第一道防线,也是计算中允许对连梁刚
度折减的原因。
根据计算,我们可以得知,连梁截面越大,刚度越好,其越容易超筋。
因此,在计算时出现连梁超筋,不要一味地调大连梁高度。
对洞口高度较小,上部有较大高度时,可以考虑设成两根连梁,避免出现一根高度很大的连梁。
在此情况下,计算时可以假定一根宽度为实际宽度的两倍,高度等同于实际连梁高度的一根连梁,来取代每层有两根连梁。
连梁其跨度往往较小,因此受弯并不是其主要作用,而连梁要保证剪力的传递,这也是规范中对强剪弱弯的一个体现。
连梁在开裂后,根部形成一个塑性铰,能承担部分弯矩(这个弯矩往往是足承担连梁跨度内的荷载),因此对连梁的受弯超筋,可不必过分在意。
而连梁的抗剪能力是应当予以保证的,规范中给出了加交叉暗筋和交叉暗撑的做法。
方法:
首先超筋的连梁要把钢筋配满;其次如果只有一两层超筋,就可以把其上下各若干层的钢筋放大;如果超筋的连梁层数过多,也可以把两侧暗柱钢筋放大。
以上均是经验的补偿方法,也可以通过精确计算得出结果,那就是上面提到的高规7.2.25条
高规7.2.25条:
当剪力墙的连梁不满足本规程7.2.23条的要求时,可作如下处理:
1、减小连梁的截面;
2、抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其抗剪设计值。
但在内力计算时已经按照本规范5.2.1条降低了刚度的连梁,其调幅范围应当限制或是不再继续调幅,当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高;
3、当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按照两次计算所得的较大内力进行配近。
规范5.2.1:在内力和位移计算中,抗震设计的框架-剪力墙或是剪力墙结构中的连梁的刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5.
规范5.2.2:在内力和位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大,楼面刚度增大系数可根据翼缘情况取为 1.3-2.0.对于无现浇面层的装配式结构,可不考虑楼面翼缘的作用。
规范5.2.3:在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
1、装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7-0.8,现浇框架梁端负弯矩调整系数可取为0.8-0.9.
2、框架梁端负弯矩调整后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大。
3、应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合。
4、截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%.。