问:1、梁的下部纵筋一定要在中间支座锚固吗?
2、从03G101-1图集第54页的图中,两边钢筋的切断点都在中间支座上,可否理解为两边钢筋在中间支座搭接?
3、不是说“能通则通”吗?支座两边直径相同的钢筋贯穿中间支座,不是可以降低支座处的钢筋拥挤程度吗?
答:1、从03G101-1图集第54页的图中可以看出,框架梁的下部纵筋一般都在中间支座锚固。
其锚固长度同时满足两个条件:
(1) ≥ LaE
(2) ≥ 0.5hc + 5d (即是“超过柱中心线5d” )
2、第54页图中所示的“梁下部纵筋在中间支座的构造”,说的是“钢筋锚固”,而不是“钢筋搭接”。 “钢筋搭接”是两根钢筋之间的行为,“钢筋锚固”是一根钢筋对于支座的行为。图中所标出的“锚固长度”是每根钢筋从支座边缘到切断点的距离。按锚固长度两个条件之一的“≥LaE”来看,下部纵筋的切断点一般应该伸过支座的另一边了,而不是“在支座内部”了。
3、“能通则通”一般是对于梁的上部纵筋说的,梁的上部纵筋在中间支座上“能通则通”,而上部纵筋可以在上部跨中1/3跨度的范围内进行连接。但是,梁的下部钢筋不能在支座上“能通则通”、而让钢筋在下部跨中进行连接。因为,下部跨中是正弯矩最大的
地方,钢筋是不允许在此范围内连接的。
再问:2005年10月21日听了陈青来教授的讲座:下部钢筋也能连通布置,可以在支座处1/3跨度的范围内连接(一般用机械连接)。
答:陈青来教授讲的是两点不同的意思:
1、对于“非抗震框架梁”来说,可以在“支座处1/3跨度的范围内连接”,因为这里没有正弯矩。——03G101-1图集也已经肯定了这一点。
2、如果采用一级机械连接,可以在任何位置上进行连接。因为一级机械连接经过国家的多次试验,证明是相当可靠的(拉力试验的钢筋破坏点都不在机械连接处)。
问: 03G101-1图集第65页中间支座上部纵筋的延伸长度,只在第一排钢筋上面标注尺寸“Ln / 3” 。 现在工程中出现了中间支座第二排上部纵筋,其延伸长度如何处理?是否可按“框架梁”的“Ln / 4”来处理?
答:答案是肯定的,非框架梁的中间支座上部纵筋的延伸长度同“框架梁”。根据如下:
03G101-1图集第28页第4节“梁支座上部纵筋的长度规定” 第4.4.1条:“为方便施工,凡框架梁的所有支座和非框架梁(不包括井字梁)的中间支座上部纵筋的延伸长度a0值在标准构造详图中统一取值为:第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱(梁)边起延伸至Ln / 3位置;第二排非通长筋延伸至Ln / 4位置。”
问:非框架梁L配筋构造: 图集第65页
1、中间支座的上部纵筋(支座负筋)延伸长度为Ln1 /3 。
2、端支座的上部纵筋延伸长度标注值为Ln1 /5 , 然而后面还跟着一个“(Ln1 /3)”。
非框架梁端支座的上部纵筋延伸长度取Ln1 /5 还是Ln1 /3? 什么时候取Ln1 /5 ?什么时候取Ln1 /3 ?
答: 非框架梁L配筋构造: 图集第65页
1、一般情况下,梁端部上部纵筋取 Ln1 /5 (Ln1为本跨的跨度值)。
2、图题“非框架梁L配筋构造”的下方有一附注“(括号内的数字用于弧形非框架梁)”。所以,我们可以理解“Ln1 /5 后面跟着的一个(Ln1 /3)”的意义为:
弧形非框架梁的梁端部上部纵筋取 Ln1 / 3 (Ln1为本跨的跨度值)
3、本页的“注1”指出:
当端支座为柱、剪力墙、框支梁或深梁时,梁端部上部纵筋取 Ln / 3 ,Ln 为相邻左右两跨中跨度较大一跨的跨度值。
这一条必须注意。当一道非框架梁两端支座的属性不同(例如一端为普通框架梁,另一端为剪力墙)的时候,这两个端支座上部纵筋的延伸长度是不同的。
有人要问:什么是“深梁”?(注:《混凝土结构设计规范》中找不到“深梁”的定义。)
《简明钢筋混凝土结构构造手册》中关于深梁的定义:
对L0/h<5的钢筋混凝土梁宜按深受弯构件进行设计。其中L0/h≤2的钢筋混凝土简支梁和L0/h≤2.5的钢筋混凝土连续梁成为深梁。
此处,h 为梁截面高度;
L0 为梁的计算跨度。可取Lc和1.15 Ln两者中的较小值,
Lc 为支座中心线之间的距离
Ln 为梁的净跨
问:03G101-1图集第65页“L配筋构造”,下部纵筋在端支座的锚固,图示尺寸为直锚“12 d(La)” 。
1、下部纵筋在端支座的锚固——标注“(La)”是做什么用的?
2、03G101-1图集第35页的注3指出:“在任何情况下,锚固长度不得小于250mm”。现在非框架梁下部纵筋“直锚12d”是不是太小了?
答: 1、注意看图题“非框架梁L配筋构造”下面括号内的标注“括号内的数字用于弧形非框架梁” 。 所以,“(La)”用于弧形非框架梁下部纵筋在端支座的锚固。
2、03G101-1图集第35页的表格题目是“受拉钢筋的最小锚固长度La”,所以,该表格的注3:“在任何情况下,锚固长度不得小于250mm” 指的是受拉钢筋的最小锚固
长度。
由于在设计中非框架梁不考虑抗震作用,所以非框架梁的正弯矩只存在于跨中,在支座附近没有正弯矩。这样,非框架梁下部纵筋在支座附近为“受压钢筋”,所以不受图集35页“受拉钢筋的最小锚固长度不得小于250mm”的制约,直锚12d 就足够了。
3、还有请大家注意本页的注6:“梁下部肋形钢筋的直锚长度见图注;当为光面钢筋时,梁下部钢筋的直锚长度为15d 。” 这就是说,直锚长度12d用于螺纹钢筋,直锚长度为15d用于光面钢筋(一级钢筋)。
问:1、03G101-1图集关于“梁变截面”有哪些规定?
2、有的设计把一道梁的某跨尺寸改变得与其他跨大相径庭,不仅截面尺寸不一样,而且梁顶面标高也不一样,还不如另设一个“梁编号”。
3、“平法钢筋自动计算软件”是如何解决“梁变截面”问题的?
答:1、 “梁原位标注变截面”是03G101-1图集所允许的。
(1) 03G101-1图集第26页指出:当在梁上集中标注的内容(即梁截面尺寸、箍筋……)不适用于某跨或某悬挑部分时,则将其不同数值原位标注在该跨或该悬挑部位,施工时应按原位标注数值取用。
(2) “梁原位标注变截面”在实际工程中是经常发生的。
2、“梁变截面”问题是一个相当复杂的问题。
(1) “梁变截面”可能变截面高度,也可能变截面宽度。
由此引起的相邻两跨梁的截面关系,可能有多种情况:
上平下不平、下平上不平、左平右不平、右平左不平
或者是上面几种情况的组合。
(2) 由此引起的“钢筋”问题,不仅是“箍筋”,而且更为难于判断和处理的是:变截面跨与相邻左右两跨梁的纵筋的走向处理。(详见03G101-1图集第61页)
第61页有7个节点构造图。其实,第61页的构造做法的基本点的就是:
能通则通:能伸入另一侧梁的纵筋的直锚长度为 LaE (La)
不能伸入另一侧梁的纵筋就进行弯锚,即伸至对边后弯钩 15d ,其直锚水平段要求≥ 0.4 LaE (≥ 0.4 La )
〖注〗“能通则通”还表现在以下一点:
当梁下部纵筋抬升的斜率≤1/6时:(节点⑥)支座两边相同直径的下部纵筋可连续布置即抬升穿越支座。
(3) 什么事情都有个“度”。如果“梁变截面”变得太离谱了,造成某跨的截面长宽尺寸与邻跨大不相同,而且梁顶标高也不一样,那真的不明白把这样的两跨梁编成同一梁号还有什么意义? 我以为,不同的各跨梁编成同一个梁号,是为了使梁的上部通长筋能够
贯穿各跨。如果连“梁顶标高”都不一致,则这样拼凑起来的“一根梁”还有什么意思?好不如分开编成两个不同的梁号算了。
3、我们的“平法钢筋自动计算软件”软件,先抓住最普遍的情况入手去解决“梁变截面”问题。
(1) 经过调查研究,实际工程中,最普遍的“梁原位标注变截面”方式是:
只变“截面高度”——而截面宽度一般不变。
相邻两跨梁的截面关系是:上平下不平。
(2) 这样,处理起来就比较简单了:
① 变截面的“当前跨”——只需要把“箍筋尺寸”改变一下。
② 整道梁的“上部通长筋”可以直通过去。
③ 而梁的“下部纵筋”可以采用“按跨锚固”的方法来解决。
(3) 在梁原位标注的属性框中有一栏的名称为“截面尺寸”。
这样,该栏可以接受以下格式的数据输入:
300*700 —— 加腋修正(当集中标注格式为300*700Y500*250时)
300*700/600 —— 悬挑端变截面 (斜线前面为梁根的截面高度)
300*600 —— (水平)变截面 (当宽度与集中标注不同,要提示)
【说明】 “悬挑端变截面”还可能是“300*600/500”的格式,即梁根截面高度(600)不同于相邻跨的高度(700)。
问:“平法梁”的加腋构造有几种?在何处使用?
答: 1、综观03G101-1到04G101-3图集,“平法梁”的加腋构造有两大类,一类是垂直方向的加腋,另一类是水平方向的加腋(侧腋)。
2、03G101-1图集第60页“框架梁加腋构造”是垂直方向的加腋,具体说是在框架梁底部的加腋。其构造特点是加腋部位的主筋伸进框架梁或框架柱内的长度≥LaE(≥La)。
这种加腋构造是设计指定的。例如,在梁的集中标注中注写梁截面高度时标明
300*700Y500*250
其中“Y”后面的“500”表示腋长,“250”表示腋宽。知道腋长和腋宽,就可以求出该直角三角形的斜边长度,加上直锚长度LaE,就可以计算出加腋主筋的长度。此外,加腋部位的箍筋是变截面高度的。
框架梁加腋构造也可以在原位标注时标出,其注写格式同集中标注。
同时请注意,当在集中标注中规定了“梁加腋”的时候,如果在某跨梁的原位标注中
注写相同尺寸的矩形截面(例如:300*700),则表示这跨梁取消“加腋”。
我们的“平法钢筋自动计算软件”具备在集中标注和原位标注中进行“加腋”标注的功能和钢筋计算功能。
3、04G101-3图集第33页和第38页分别为基础主梁和基础次梁的“梁高加腋构造”。这也是垂直方向的加腋。其加腋构造的特点与上述框架梁加腋构造相同,只是上下方向相反——“框架梁加腋构造”是在梁底部,而“基础梁加腋构造”是在梁顶部。
基础梁的“梁高加腋构造”也是设计指定的。其集中标注和原位标注的方式同框架梁。
4、04G101-3图集第31页表示“基础主梁与柱结合部侧腋构造”。这是水平方向的加腋构造。
值得注意的是,基础主梁的这种“加侧腋”的构造不在施工图上进行标注,施工图也不给出结构详图,施工人员和预算人员自己根据04G101-3图集图集进行施工和计算。“基础主梁加侧腋”的条件是:当基础主梁的截面宽度≤柱截面宽度时,基础主梁在柱的附近就必须加侧腋,以实现“梁包柱”的构造要求。
问: 1、什么时候执行“不伸入支座的梁下部纵筋”?
2、不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.1 Ln1——由于它离开了支座,会使梁失去支座的支承吗?
3、03G101-1图集规定不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.1 Ln1
而00G101-1图集规定不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.05 Ln1,如果现在执行用00G101-1图集设计的旧施工图,我们是采用“0.05 Ln1”还是“0.1 Ln1”?
答:1、“不伸入支座的梁下部纵筋”是由设计师指定的。当在下部纵筋的规格后面加上“(-k)”这样的注写时,就表示有k根下部纵筋不伸入支座。例如:
6φ25 2(-2) / 4 表示上排纵筋为2φ25且不伸入支座;
下排钢筋为4φ25 全部伸入支座。
2φ25+ 3φ22(-3) / 5φ25 上排纵筋为2φ25和3φ22,其中3φ22不伸入支座;
下排钢筋为5φ25 全部伸入支座。
2、03G101-1图集第60页规定了不伸入支座的梁下部纵筋断点位置:
(1) 不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.1 Ln1(本跨的净跨)
(2) 不伸入支座的梁下部纵筋限于梁的第二排下部纵筋。 第一排下部纵筋按照以前的规定伸入支座。
由于有第一排下部纵筋伸入支座,所以梁不会失去支座的支承。此外,在竖向荷载的作用下,每跨梁的正弯矩最大值在跨中,而在还未到达支座的地方,弯矩包络线就已经上升为负弯矩了。所以,在支座附近是没有正弯矩存在的,第二排下部纵筋不伸入支座也就不会对结构产生不利影响了。
然而,如果考虑水平地震力的作用,在支座附近是存在正弯矩的。这个正弯矩的大小如何,第二排下部纵筋该不该伸入支座,这些问题只有设计师才知道。所以,“不伸入支座的梁下部纵筋”是由设计师指定的。当设计师没有指定“不伸入支座的梁下部纵筋”的时候,施工人员不能自作主张执行“梁下部纵筋不伸入支座”。
3、虽然00G101-1图集规定不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.05 Ln1 ,但是03G101-1图集规定不伸入支座的梁下部纵筋断点距支座边缘 0.1 Ln1 ,陈青来教授在讲课时说过,新规定更加合理。 而且,03G101-1图集的发行,宣告了00G101-1图集的废止。所以,现在施工的工程,应该执行现行的03G101-1图集的规定。
问: 执行“梁插柱”做法时,
当顶梁上部纵筋配筋率≤1.2%时,顶梁上部纵筋伸入边柱外侧的直段长度≥1.7 LaE
当顶梁上部纵筋配筋率>1.2%时,顶梁第一排上部纵筋伸入边柱外侧1.7 LaE + 20d , 第二排上部纵筋伸入边柱外侧1.7 LaE 。
现在的问题是:如何计算“顶梁的上部纵筋配筋率”?
答: 1、“梁上部纵筋配筋率”的计算方法:
梁上部纵筋(如果有两排钢筋的话,两排都要算)的截面积除以梁的有效截面积。
梁有效截面积为梁宽乘以梁的有效高度。
梁的有效高度:当配一排筋时为梁高减35,两排筋时为梁高减60 。
2、我们的“平法钢筋自动计算软件”,当用户在“系统参数”中选择“梁插柱”的做法后,软件不但能自动地按“梁插柱”来计算柱纵筋和梁纵筋,而且能够自动地计算“顶梁的上部纵筋配筋率”,当计算出这个配筋率>1.2%时,就自动执行“1.7LaE+20d”的修正算法。
问:执行“柱插梁”做法时,
当边柱外侧纵筋配筋率≤1.2%时,边柱外侧纵筋伸入WKL顶部 ≥ 1.5 LaE
当边柱外侧纵筋配筋率>1.2%时,一半的柱外侧纵筋伸入屋面框架梁1.5 LaE; 另一半的柱外侧纵筋伸入顶梁1.5 LaE + 20d 。
现在的问题是:如何计算“边柱的外侧纵筋配筋率”?
答: 1、“柱外侧纵筋配筋率”的计算方法:柱外侧纵筋(包括两根角筋)的截面积除以柱的总截面积。
2、我们的“平法钢筋自动计算软件”,当用户在“系统参数”中选择“柱插梁”的做法后,软件不但能自动地按“柱插梁”来计算柱纵筋和梁纵筋,而且能够自动地计算“柱外侧纵筋配筋率”,当计算出这个配筋率>1.2%时,就自动执行“1.5LaE+20d”的修正算法。
问: 03G101-1图集第55页和第56页都是讲“抗震屋面框架梁WKL纵向钢筋构造”,其实,主要讲的是抗震屋面框架梁和边框架柱之间的关系,我们不妨把这种关系称作“顶梁边柱”。这两个图的区别是:第55页是边框架柱的外侧纵筋插入屋面框架梁的
顶部(简称为“柱插梁”);第56页是屋面框架梁的上部纵筋插入边框架柱的外侧(简称为“梁插柱”)。
现在的问题是:
1、“柱插梁”和“梁插柱”在钢筋构造上各有什么特点?
2、何时选用“柱插梁”?何时选用“梁插柱”?
答:“顶梁边柱”涉及了框架结构中的两种主要构件:框架柱和框架梁。在抗震作用上,框架柱和剪力墙起到“首当其冲”的作用,而框架梁起到“耗能构件”的作用——这就是当水平地震力到来的时候,框架梁能够通过自身的弯曲变形,来消耗由框架柱传递过来的地震力。在抗震过程中,框架结构的顶角部位是应力集中的地方,也是最容易受到破坏的地方,所以,加强“顶梁边柱”的钢筋构造,对于整个框架结构的可靠性和安全性有重大的意义。
1、下面讲解“柱插梁”和“梁插柱”这两种做法各有什么特点。
(1) 先看03G101-1图集第55页,也就是“柱插梁”的做法。(图集第37页抗震边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造(一)也就是“柱插梁”的做法。)
第55页:(上图)当边柱外侧纵筋配筋率≤1.2%时,
边柱外侧纵筋伸入WKL顶部 ≥ 1.5 LaE (注意:从梁底算起)
WKL上部纵筋的直钩伸至梁底(而不是15d),当加腋时伸至腋根部位置。
(下图):当边柱外侧纵筋配筋率>1.2%时,
柱外侧纵筋的两批截断点相距 20d —— 即:一半的柱外侧纵筋伸入屋面框架梁1.5 LaE; 另一半的柱外侧纵筋伸入顶梁1.5 LaE + 20d 。
(2) 再看03G101-1图集第56页,也就是“梁插柱”的做法。(图集第37页抗震边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造(二)也就是“梁插柱”的做法。)
第56页:(上图)当顶梁上部纵筋配筋率≤1.2%时,
WKL的上部纵筋伸入边柱外侧的直段长度 ≥ 1.7 LaE (从拐点算起)
边柱外侧纵筋伸入WKL顶部后,弯直钩 12d 。
(下图):当顶梁上部纵筋配筋率>1.2%时,
梁上部纵筋的两批截断点相距 20d —— 按图示的要求就是:屋面框架梁的第一排上部纵筋伸入边柱外侧1.7 LaE + 20d , 第二排上部纵筋伸入边柱外侧1.7 LaE 。
(3) 无论55页还是56页,在屋面框架梁与边柱相交的角部外侧设置一种附加钢筋(当柱纵筋直径≥25时设置):
“直角状钢筋” 边长各为300mm
间距 ≤150mm,但不少于 3φ10
有人提问:这几根“直角状钢筋”的作用是不是为了防止柱外侧角部的混凝土开裂的?其实不然,大家注意看本页右上角图就明白了,那是因为柱纵筋伸到柱顶弯90度直钩时有一个弧度,这就造成柱顶部分的加密箍筋无法与已经拐弯的外侧纵筋绑扎固定,这几根“直角状钢筋”正是起到固定柱顶箍筋的作用的。
2、比较“柱插梁”和“梁插柱”这两种做法,各有什么优缺点呢?
(1) “柱插梁”:
做法:边柱外侧纵筋伸入顶梁,与梁上部纵筋搭接1.5LaE 。
优点:施工方便。
缺点:造成梁端部水平钢筋密度增大,不利于混凝土的浇筑。我们大家都知道,梁柱交叉的节点区域是钢筋密度最大的地区,要保证梁的上部纵筋之间达到规定的“水平净距”(上部纵筋的净距为不小于30mm和1.5倍的钢筋直径)已经相当困难,现在又加上从柱外侧拐过来的柱纵筋,不就更加拥挤了吗?
(2) “梁插柱”:
做法:顶梁的上部纵筋下伸与边柱外侧纵筋搭接1.7LaE 。
优点:梁端部能保证钢筋的水平净距,有利于混凝土的浇筑。
其实这不是本做法的“缺点”:就是有些施工单位还在遵循“把施工缝留在梁底50mm”的坏习惯做法——之所以说它是“坏习惯”,是因为这个部位正是地震最容易破
坏的地方。现在,不少地区已经发出强制性规定,整个一层的柱墙梁板必须一口气现浇完成,不允许把把施工缝留在梁底。另外,使用“梁插柱”方法所用的钢筋略多于“柱插梁”方法。
3、何时选用“柱插梁”?何时选用“梁插柱”?
这应该是在施工图设计时加以说明的问题,或者在施工组织设计中加以说明。
4、“平法钢筋自动计算软件”的一个显著特点:
我们的“平法钢筋自动计算软件”同时编制了“柱插梁”和“梁插柱”这两种做法的程序。为了方便用户的调用,软件特地设置了下面的“系统参数”:
边框架柱与屋面框架梁节点构造:
1、边柱外侧纵筋伸入屋面框架梁内1.5LaE
2、屋面框架梁上部纵筋弯直钩伸入边柱外侧1.7LaE
这是一个“算法”类型的参数。有了“系统参数”,用户就不用打开我们的程序,而可以通过选择合适的“系统参数”,来改变钢筋计算的算法进程。这样,用户在完成结构平面图的钢筋标注之后,可以通过分别选择上述的系统参数,在软件输出的《工程钢筋表》中看到“柱插梁”和“梁插柱”对框架柱和框架梁纵向钢筋的影响。
值得向大家指出的是:“顶梁边柱”并不是只有到了建筑物的“顶层”才会出现这样的构造。在实际工程中,经常出现“高低跨”这样的建筑结构,当处于“低跨”部分的框
架“局部到顶”时,也要执行“顶梁边柱”的构造做法。——我们的“平法钢筋自动计算软件”具有自动判断框架“局部到顶”的功能,从而在任何复杂的环境下,都能正确地执行“顶梁边柱”的构造做法。
所以,我曾经讲过,“顶梁边柱”是平法图集的一个精彩之处,也是我们的“平法钢筋自动计算软件”的一个精彩之处——只有真正吃透平法技术“一平二整”的精髓,才有可能使“平法钢筋自动计算软件”达到这样的效果。研制“平法钢筋自动计算软件”,除了要全面掌握软件编程技术以外,还要熟练地掌握“平法”技术,这就需要具备较深厚的建筑工程结构和钢筋混凝土的理论知识,以及施工管理的实践经验,甚至钢筋工的知识和经验,这一切都是我们所具有的。因此,专业技术的优势,必然造就软件的优势。
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