来源:土木工程结构设计
作者:工程师雷东宝
版权归原作者所有
文/工程师雷东宝
阳光明媚,风景正好!
一天,我去茶水间接水,发现冯工也在,冯工热情的说道:雷工,把你杯子递给我吧。
水杯未满,冯工就已按捺不住:雷工,我那个教学楼项目,柱截面是800mm×800mm的,框架梁宽300mm,本来梁居柱中心布置,啥事也没有。没曾想,昨天建筑专业的马工非常强势的要让梁贴柱边布置,我抵挡不住,已答应他了。我有个小问题:我记得高规6.1.7说梁柱中心线不宜超过该方向柱宽的1/4,我“放了个样”,发现已经超了,该怎么办?
图 柱宽800,梁宽300,梁贴柱边布置。梁柱中心线250大于柱宽1/4(200)
茶水间热水器好像与冯工心有灵犀,当冯工语音刚落,我的水杯就满了。
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最优方案:梁居柱中心布置
接过冯工递给我的水杯后,我说道:你不必再与马工较量一番,让梁居柱中心布置了。我们结构师干的工作,就是在安全经济的前提下,充分欣赏建筑的艺术美。我们当然希望梁居柱中心布置了,这样对结构专业受力最好。说服建筑专业采取梁居柱中心布置,外围挑板支撑隔墙是最优方案。
图 梁居柱中心布置,外圈挑板支撑建筑隔墙
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何时梁水平加腋
不过,梁是否偏心布置这个问题,若建筑专业有特殊要求,我们一般会满足他们,只要我们采取相应的措施就行了。你都知道梁柱中心线超过该方向柱宽的1/4,这么大的偏心对节点核心区的受力与构造不利,且梁荷载对柱子偏心也有不利影响。这时,别犹豫,直接梁水平加腋呗!哪个结构师还没对梁水平加过腋呀,太正常了!我一鼓作气的说道。
听您一说,我知道了,梁肯定水平加腋。我不再纠结,只不过我看过高规6.1.7,感觉写的很麻烦,雷工,您能帮我捋捋吗?冯工带着渴望的语气说道。
你呀,规范还是那么崭新,应该多翻翻了!《庆余年》都快大结局了,你可以在规范的海洋里穿越,也是别有一番滋味的!说完看向冯工,只见她好像在说服自己听我的话,多看会儿规范。
看到她孺子可教的样子,我也打开了话匣子,接着说道:确定梁水平加腋,无非两个问题,一个是加腋尺寸,另一个是加腋配筋!
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确定梁水平加腋尺寸
嗯,那个加腋尺寸,规范上我看有好几条的规定,我一直没怎么看呢!冯工很坦诚的说道。
说实话,规范中对这个加腋尺寸已经很清楚了,你只是没有耐心吧。跟着我的思路,这三个公式你从下往上看,别有一番韵味。
首先确定梁水平加腋尺寸时,已经知道柱子截面宽度bc及梁宽bb,x一般为0(通常梁居中布置或贴柱边布置),根据第三个公式,你可以知道加腋宽度的最小值:
继续抬头向上看,尽管没有撑门窗的棍子掉下来(水浒传,你懂的),但根据第二个公式,你可以知道加腋宽度的最大值:
以上有了加腋宽度的范围,可定一个加腋宽度数值。有了这个宽度,继续龙抬头,根据第一个公式,可以知道加腋的长度至少是加腋宽度的2倍:
以你做的这个教学楼为例:
这回有没有清楚点,说完看向冯工,只见她露出了开心的笑容。
嗯,雷工,听您这么一讲,加腋尺寸我永远都会算了,只需记住那三个公式:从下往上看。
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确定梁水平加腋配筋
那梁加腋的配筋怎么算啊?我在图纸上怎么表示啊?冯工再次发问道,总是不放过任何结构问题。
说起加腋配筋,真是一把辛酸泪,想当年我因这事也被施工单位质问过。当时我还是尘世中迷途小结构,知道梁要水平加腋,但是未注明加腋配筋,也没写加腋配筋详图集。接过施工单位的电话,被人问住,呆呆的站在那里,不知所措。于是我狠狠研究了一下梁水平加腋的配筋,我情绪略微激动的说道。
雷工,您给我说说吧,前事不忘,后事之师,说完冯工又按下了手机录音键。
我喝了口水,继续说道:我们一般不将梁加腋部分输入PKPM模型中,加腋部分的配筋及构造,若有经验,可按经验取值。若无经验,我们按照图集16G101-1 P86页的规定就可以了(即施工图纸中写一句加腋部分配筋详图集),我稳稳的说道。
注:PKPM软件V3.2版本就可快捷的输入梁加腋尺寸,最后整体计算,是解决加腋配筋最正确的方式,但实际应用不多。原因:初始模型一般梁居柱中心布置,后面建筑专业尽管要求梁贴边布置(此时已是专业对图阶段,离最后出图很近了),结构师也几乎不会再调整模型。本文就是针对不在模型中输入加腋尺寸,而仅构造配加腋筋的情况。
看到冯工求知若渴的听着,我接着说道:图集说的很清楚,核心是两大块:纵筋、箍筋
纵筋:
1 加腋部分上部纵筋直径与梁的上部纵筋直径相同,同理加腋部分下部纵筋直径与梁下部纵筋直径相同;
2 不管梁的上部钢筋有一层(列如4根25)还是两层(8根25 4/4),加腋部分上部纵筋仅设置一层,同理加腋部分下部纵筋也仅设置一层;
3 加腋部分上部纵筋设置一层,一层内有几根钢筋呢?只要钢筋之间的水平间距小于200mm就行了。当然此处最好仅设一根,因为此处节点钢筋很多,不利于混凝土浇筑。
箍筋:
1、配筋样式。话不多说,结构师讷于言而敏于图,看下图:
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箍筋加密区与美女
2、加密区长度。为何箍筋加密区长度是“加腋长度+常规框梁的加密区长度”,这里有个重要概念。
框架结构须“强柱弱梁”,让梁在中震及大震时先坏。实际设梁水平加腋后,一般不在模型中输入加腋的尺寸,水平加腋使得梁端截面增大,梁承载能力提高。中震及大震时,梁端加腋段可能不会出现塑性铰,可能会塑性铰出现在出现在梁端的非加腋梁段。由于无法确定塑性铰到底出现在哪个位置,结构设计时需要加大此处的安全余量,因此加密区长度是“加腋长度+常规框梁的加密区长度”。这个加密区长度加长属于该大的地方大,仔细品味一番,竟然发现好的结构与楚楚动人的美女有异曲同工之妙!
嗯,雷工,我彻底弄明白框架梁水平加腋了,冯工涨红了双脸,缓缓说道。
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