民用建筑工程设计常见问题分析及图示(混凝土结构)05SG109-3

2026/1/22 3:58:06

板。

原因分析:建筑物有多层地下室时,由于建筑功能的需要,有时会要求房屋纯地下室一侧或两侧的部分地下室外墙在地下一层内移,使地下室在地下一层底板处形成部分不落地的剪力墙深梁。

地下室的地下一层外墙内移后,该墙除承受地下室结构楼盖传来的荷载和自重外,尚要承受土压力、水压力(当地下水位较高时)、地面荷载等水平荷载的作用,而且在地震区当此种墙距上部结构较近但不是上部结构的一部分时,墙平面内仍会有水平地震作用引起的内力。所以,地下室的地下一层外墙内移后,受力更为复杂。为了保证内移后的地下室外墙能安全可靠地受力和传力,除了按工程习惯把这种墙作为仅承受水平荷载作用的受弯墙板(挡土墙)计算配筋外,应在墙下设楼面梁或柱。墙下的楼面梁和柱其配筋除满足计算要求外,构造措施尚应符合相应抗震等级(或非抗震)的框支梁、框支柱的有关规定。

改进措施:为了承受墙底(挡土墙底)由土压力等水平荷载产生的弯矩,宜适当加厚墙底两侧楼板的厚度,并采用双层双向配筋,以避免墙下的楼面梁受到过分的扭转,如图4.3.2所示。

5 梁

5.1 梁的计算

5.1.1 8度、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构未考虑竖向地震作用。 改进措施:《高规》JGJ3规定,下列情况应考虑竖向地震作用的影响:(1)9度抗震设防的高层建筑;(2)8度、9度抗震设防的大跨度或长悬臂结构;(3)8度抗震设防的带转换层结构的转换构件;(4)8度抗震设防的连体结构的连接体。

“大跨度或长悬臂”有两种情况:一是一幢建筑物只有个别构件为长悬臂或大跨度构件,二是结构本身为长悬臂或大空间,但不管哪一种情况,8度和9度时都必须考虑竖向地震作用。

关于大跨度或长悬臂的界定,通常认为:9度和9度以上时,跨度≥18m的屋架、跨度≥4.5m的悬挑梁、跨度≥1.5m的悬挑板;8度时,跨度≥24m的屋架或网架、跨度≥6.0m的悬挑梁、跨度≥2.0m的悬挑板,应考虑竖向地震作用。竖向地震作用的计算比较复杂。大跨度结构、长悬臂结构、转换层结构的转换构件、连体结构的连接体等,在没有更精确的计算手段时,一般均可采用如下方法近似考虑竖向地震作用:竖向地震作用标准值,8度和9度时可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%;当设计基本地震加速度为0.3g时,取该结构、构件重力荷载代表值的15%。

5.1.2 框架结构的边梁,当无外挑板或现浇楼板刚度较大时,将楼板与梁按刚接设计,且未配置边梁的抗扭箍筋和纵筋。

原因分析:楼板与框架结构的边梁按刚接设计时,边梁受扭,未配置边梁的抗扭箍筋和纵筋,会造成梁的

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抗扭承载力不满足要求。若分析软件对梁的扭矩折减整个结构仅用同一个系数,这可能会使边梁的计算扭矩比实际受力小,即使按计算扭矩配置边梁的抗扭箍筋和纵筋,也可能会造成梁的抗扭承载力不满足要求。 改进措施:应根据实际结构算出边梁的扭矩(边梁的扭矩不宜折减),据此算出其抗扭箍筋和纵筋,并应满足抗扭构造配筋要求。但当楼板与框架结构的边梁按铰接设计时,或合理布置楼(屋)面结构时,若边梁不受扭,一般可不配置抗扭箍筋和纵筋或仅配置抗扭构造钢筋。

5.1.3 将弧线形梁简化成直线形梁计算内力及配筋,未配置抗扭箍筋和纵筋。

原因分析:弧线形梁是空间曲梁,截面内力除弯距、剪力外还有扭矩。因而不配置抗扭箍筋和纵筋,会造成此梁的抗扭承载力不满足要求。

改进措施:应根据实际结构算出弧线形梁的扭矩,据此算出其抗扭箍筋和纵筋,并应满足抗扭构造配筋要求。

5.1.4 框架梁上有次梁时,梁的箍筋配置,支座附近区段根据梁支座边缘处截面的剪力设计值计算并满足构造要求;但梁中间区段则只是简单将支座附近的箍筋间距加大一倍配置,不满足抗剪承载力要求。 原因分析:框架梁跨中有次梁或承受较大集中力时,其截面剪力设计值往往在整个跨内相差不大,不根据梁的具体受力情况,仅简单地将支座附近的箍筋间距加大一倍配置在跨中各处,有可能造成跨中各截面抗剪承载力不足。

改进措施:除选取框架梁支座边缘处截面计算外,尚应选取有次梁或有较大集中力处截面作为剪力设计值的计算截面;对变截面梁、箍筋配置有变化的梁、配置弯起钢筋抗剪的梁,尚应按《混凝土规范》GB50010第7.5.2条的规定,确定若干个剪力设计值的计算截面,计算其抗剪承载力并根据构造要求配置箍筋。

5.1.5 主梁下部或其截面高度范围内作用集中荷载(比如有次梁)时,认为经计算配置的箍筋已满足截面抗剪承载力要求,故没有配置附加横向钢筋。

原因分析:当集中荷载在梁高范围内或梁下部传入时,为防止集中荷载影响区下部混凝土拉脱并弥补间接加载导致的梁斜截面受剪承载力的降低,应在集中荷载影响区范围内加设附加横向钢筋。不允许用布置在集中荷载影响区内的受剪钢筋代替附加横向钢筋。

改进措施:应按《混凝土规范》GB50010第10.2.13条要求设置附加横向钢筋。附加横向钢筋宜采用箍筋,也可采用吊筋或箍筋加吊筋,如图5.1.5-1、2所示。附加横向钢筋所需的总截面面积按下式计算:

Asv=F/(fyv sinα)

式中: Asv-承受集中荷载所需的附加横向钢筋总截面面积;当采用附加吊筋时,Asv应为左、右弯起段截面面积之和;

F—作用在梁的下部或梁高范围内的集中荷载设计值; α—附加横向钢筋与梁轴线间的夹角。

当传入集中力的次梁宽度b过大时,宜适当减小由(2h1+2b)所确定的附加横向钢筋布置宽度,当次梁与主梁高度差h1过小时,宜适当增大附加横向钢筋的布置宽度。

当有两个沿梁长度方向相互距离较小的集中荷载作用于梁高范围内时,可能形成一个总的拉脱效应和一个总的拉脱破坏面。偏安全的做法是,在不减少两个集中荷载之间应配附加横向钢筋数量的同时,分别适当增大两个集中荷载作用点以外的附力口横向钢筋数量。

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5.1.6 支承在地下室外墙上的大跨度梁,由于要求承受消防车荷载、覆土荷载等,梁截面高度远大于外墙厚度,支承处外墙上未设置扶壁柱或暗柱等措施,而计算时却按梁端与外墙刚接来考虑梁跨中的配筋,与结构实际受力情况不符。

改进措施:支承在地下室外墙上的梁,应根据其支座实际约束情况进行内力和配筋计算,较大跨度的梁宜在支座处墙内设置扶壁柱或暗柱等措施。

当梁端与外墙交接处不具备刚接条件时,梁跨中配筋应按梁端与外墙铰接进行内力和配筋计算,否则不安全。

5.2 梁的配筋构造

5.2.1 梁纵向受力钢筋水平方向的净间距不满足规范规定。如:梁宽为250mm,经计算支座负筋面积为1964mm2,用425一排配置,如图5.2.l-l所示。

原因分析:为了使混凝土对钢筋有可靠而足够的握裹力,保证两者共同工作,《混凝土规范》第10.2.1条规定:梁上部纵向钢筋水平方向的净间距c'(钢筋外边缘之间的最小距离)不应小于30mm和1.5d(d为上部钢筋的最大直径);下部纵向钢筋水平方向的净间距c不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,两层以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间的净间距c不应小于25mm和d(d为下部钢筋的最大直径),如图5.2.1-2所示。而图5.2.l-1梁上部纵向钢筋的配置显然不满足规范要求。

改进措施:解决此类问题的办法通常有:加大钢筋直径减少钢筋根数或改配两排筋或加大梁宽等。

5.2.2 框架梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值不符合规范规定,如一级抗震比值小于0.5,二、三级抗震比值小于0.3。

原因分析:考虑由于地震作用的随机性,在较强地震下梁端可能出现较大的正弯矩,该正弯矩有可能大于考虑多遇地震作用的梁端组合正弯矩。若梁端下部纵向受力钢筋配置过少,将可能发生下部钢筋的过早屈服甚至拉断。提高梁端下部纵向受力钢筋的数量,也有助于改善梁端塑性铰区在负弯矩作用下的延性性能。因此,在梁端箍筋力口密区内,下部纵向受力钢筋不宜过少,下部和上部钢筋的截面面积应符合一定的比例。

改进措施:《混凝土规范》GB50010第11.3.6条第2款规定:框架梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级抗震等级不应小于0.5,二、三级抗震等级不应小于0.3。此条为强制性条文,应严格遵守,设计时应根据内力调整配筋,满足规范规定。

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5.2.3 承受均布荷载的不等跨连续梁,中间跨支座负筋需截断时,均在本跨内距支座1/3ln(ln为本跨净跨长)处截断,错误做法如图5.2.3-1所示。

原因分析:在连续梁的中间,支座负弯矩纵向受拉钢筋在向跨内延伸时,应根据弯矩包络图在适当位置截断。对不等跨连续梁,小跨的弯矩包络图表明往往在跨中和支座均有负弯矩,甚至两者弯矩值接近。这种情况下,若支座负弯矩纵向受拉钢筋均在本跨内距支座1/3ln(ln为本跨净跨长)处截断,则很可能造成本跨梁跨中1/3ln范围内各截面的负弯矩承载能力不足。

改进措施:钢筋混凝土梁中间支座负弯矩纵向受拉钢筋截断时,《混凝土规范》GB50010第10.2.3条有明确规定。施工图设计时,当相邻跨度相差小于20%,通常的做法是支座负筋在本跨内的截断位置到支座的距离应为相邻跨较大净跨的1/3ln,当相邻跨度相差大于20%时,支座负筋长度应按弯矩包络图确定。如图5.2.3-2(a)所示;当中间跨很小时,则本跨负筋往往直通,如图5.2.3-2(b)所示。

5.2.4 简支梁或连续梁简支端的下部纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度las不满足规范规定。如支承在框架主梁(梁宽300mm)上的钢筋混凝土次梁(简支梁),混凝土强度等级为 C25,距次梁支座边1.2h(h为次梁截面高度)作用有一集中荷载,且V>0.7ftbh0,其下部纵向受力钢筋伸入主梁做法如图5.2.4-l所示。 原因分析:《混凝土规范》GB50010第10.2.2条对纵向受力钢筋伸入梁简支支座的锚固长度有很明确具体的规定,并且指出:对混凝土强度等级为C25及以下的简支梁和连续梁的简支端,当距支座边1.5h范围内作用有集中荷载,且V>0.7ftbh0时,对带肋钢筋宜采取附加锚固措施,或取锚固长度las≥15d。如图5.2.4-1中纵向受力钢筋伸入主梁的实际锚固长度仅275mm,小于15x22=330mm,不满足规范要求。

改进措施:(1)争取加大主梁梁宽,可取350mm;(2)在不能加大主梁梁宽的情况下,可采取附加锚固措施,如图5.2.4-2所示,此时其锚固长度las可取0.7las。

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