钢筋混凝土框架扁梁结构设计.pdf

钢筋混凝土框架扁梁结构设计殷芝霖?机械工业部设 计研究院?味’兮本文通过框架扁梁柱节点和约束扁梁的试胶,结合对国内外有关论述和工程实践的分析研究,提出了框 架扁梁结构的计算方法和构造措施关健词!框架扁梁结构计算方法构造措施口昭∀# ∃%∋已∀ 3上,05面成: ?9 ;0出为≅≅祀: ?∗旧‘甸?心山6 Α9 36比俪山3Β 6卜汾3∗一Χ 9∗∗∗Δ∗∗醉Ε日诚6 Ε6比 比目声巧9 ;6比叹,到Φ,叨比Β团即乡3 改泊3=,Γ %Δ6 ΑΗ∗ Β Φ溉:96 :画川目雨业3Β 6Ι 8Β 3万6 9ϑ97 :印四6 : ?Β 3ΦΒΙ代旧Φ,6Ε 8山6吨俐滋卜司胡ΦΦ − Χ以5记吐‘6川以 5 939 ;Κ泪8; ∗ Β6Ε,3 ∗; 5Β3祀就刊Φ此眼Η∗件曰∗6 8 Φ在现代建筑中应用扁梁结构可以有效地降低层高和建筑的总高度,从而减小由风载和地展作用 产 生 的结构内力,节省房屋经 常性的耗 能量 和结构工程造价因此,在高层建筑中应用扁梁结构得到工程 界 的广泛重视由于扁梁截面的宽高比肠介较大,梁宽大于 柱宽,扁梁结构在风载和地震作用下,其梁柱节点的传力机理甚为复杂,目前国内外尚缺乏这类结构比较系统的实用计算方法和构造措施本文通过框架扁梁柱节点在低周反复荷载下 的试验以及约束扁 梁在弯、剪静力荷载下的试验,结合对国内外有关论述和 工程实践的分析研究,提出 了框架扁梁结构的实用计算方法 和有效的构造措施,以供工 程设计参考应用≅ΛΜ∀ 3两者中的较小值,乙为支座中心线之间的距离,‘为梁 的净跨。

同时,扁梁的截面高度Ε不宜小于Ν Μ倍板的厚度≅一般规定+ ∗框 架扁梁 的截面高度Ε应满足刚度要求,对于钢筋混凝土扁梁可取? ∗Ο≅ Π一≅ΟΝΝ ?标对于预应力馄凝土扁梁可取? ∗Ο ΝΛ一≅Ο Ν Μ ?标跨度较大 时Ε宜取 较大值,跨度较小时Ε宜取较小值Θ此处,与为梁的计算跨度,可 取乙和≅ Ν框架扁梁的截面宽高比ΙΟ Ε不宜超过Ρ≅Ρ对于框架扁梁结构?图∗ ?,当按丫级、二级抗震设计时,扁 梁宽度应满足Ι蕊ΙΣ∗Α Ε,且应 小于4 ΙΧ 对于框架边梁,若边 梁宽度ΙΤΕ口在?方向地震或强风作用 下,边 梁宽度超过柱截面高度Ε范围的纵筋 内力将对Υ方向扁梁产生较大的扭矩,因此框架边 梁的宽度Ι!不宜超过柱截面高度ΕΧ ?图 ∗ Ι?≅ ς对一 级、二级抗震 设计,当多层和高层建筑采用 预应力混凝土框架扁 梁结构时,应设置剪力墙作为主要抗侧力构件,且剪力墙宜做成设端柱和层间梁 或暗梁的带边框 剪力墙,其受剪和受弯承载力应适 当留有余地,各自提高: 9 Ω一Ν ΛΩ为防 止 预 压 变形较大而造成柱 子约束内力以及扁梁 反拱过大,预应力混凝土扁梁的 预压应力不宜过 大在抗裂检算中,按荷载长期效应组合计算时,扁梁收稿日期!≅卯Ρ一伪一≅ ς受拉边缘混凝土产生的拉应力不应超过与,茹气取不大于Λ ςΘ按荷载短 期效 应组合 计算时,扁梁受拉边缘混凝土产生的拉应力不 应超过、从,、取不大于Λ Ξ。

柱内的纵向受拉钢筋,,承受的不平衡弯矩所产生,作用在?向框架扁梁 上 的扭矩兀可按 下列公式计算作用在Υ向框架扁梁 上的扭矩兀可用类似方法确定中柱节点≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅ ≅≅≅ ≅ ≅ , , ,Ψ一Ψ Ψ Ψ 三三粉Ζ Ζ∀ ∀ ∀ ∀ ∀ΨΓΨ Ψ Ψ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗!一?、脊十、普? Ο Ν? ∗ ?任扛·Ζ Ζ Ζ⋯⋯Ψ Ψ Ψ ≅ ≅ ≅一一∗ ∗ ∗ + + + + + + + + + + + + +一 一[一一 巨巨巨 已已+[」」 厅厅厅厅厅厅厅一万万 ∴ ∴ ∴ ∴ ∴日日:一 一一一一一】】】Ψ」」∗ ∗ ∗ Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗可边柱节点,二兀一? 0Θ才? ΟΝ式中0!、0Γ—? Ν?凡,二、,鑫龄· 架框份司ς图∗框架扁梁柱 节点?Β ?一中柱节点Θ?Ι ?一边柱节点,!、,获小, Γ ’6 月曰‘卜月了咐Γ ‘Ι‘口一, ‘子?,月二?二? 硬? 曰月 月!∀#框架扁梁结构计算# ? 在竖向荷载作用下扁梁的受弯和受剪承载力以及正常使用极限状态的裂缝宽度和挠度均 可按《混凝土结构设计规范∃ ∃%和受扭承载力兀可按《混凝土结构设计规范》?#.Γ≅Λ一Ξ] ?第四章中有关公式计算,承载力抗展调整系数阮可按第八章规定选用,考虑地展作用 下承载力降低系数可取用“⊥Λ Ξ斌Σ0Υ : _ Χ一Ε?⎯?边柱节点的核心区∗α− ,ϑ , ββ十一Ι Ε。

城0簇07Ο阮α 蕊“α 7Ο坛− 续“− 7 Ο阮‘Λ Ν差Ο阮χ!⊥夕0!车‘,Α ’Ε9一Β‘0Υ : _ Χ一Ε?Ξ?中柱节点的核心区Ν? Ρ ?? Μ ? ? Π ? ? ς ?截面配筋可按弯矩0、剪力α和扭矩−分别算得的纵向受拉钢筋和箍筋截面 面积叠加后确定平行地震或强风作用方向的扁梁端处于弯矩0和剪力α共 同作用,其截面限制条件和承载力可按普通框架梁的方法计算ΝΝ Ρ框架节点的受剪承载力框架节点核心区有两种破坏 可能性见图Ρ杨区≅,在Β网面积人内破坏Θ而核心区Ν ,则在Β印兄Ε = Χ面积人户破坏作用在节点核心区的剪力δ ε可按下列公式计算,考虑抗震等级的区别,系数 口分别取用!一级抗震等级,> >?7, , 日日日日二二口口≅ ≅ ≅乙乙口口卜?了 Α Α Α巴巴 门门门73 3 3 门门门勺勺尼尼日日叶币Β Β Β压压‘‘ 9 9 9〔卫卫口口.」Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ 曰曰曰口口日日曰石石 曰曰日日胆胆田田日日日 日日7一 7 卫卫尸尸田田臼臼口口Δ一= = =Ε Ε Ε臼臼臼臼臼〔 工工已已已已已口口日 二二二工 工二二口口口口口 口口 口口口口日日团团巳巳 日日巴巴田田田 口口口口口已已〔〔 日日 日日日日Φ Φ Φ宙宙宙 口口口口口日丁丁【【 口口目目「「下下厅 闷闷5 5 5Α= = =Γ6一刊刊 巨巨二二⋯⋯6 6 6日日「「下气户户0⋯妇妇「’’ 「「! ! !一卜,’’卜亏叶书Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β? ? ?代一卜’’ 卜卜寸月Β Β Β日日 日日 卜卜,·= = =卜,斗洲 日日日日日 0 0 0二臼臼 比让让让让让 口口二二 口口,0Η5 5 5 5 5 5 5 5 5 口口口尸尸工工百百Α= = =「「 门门 几几几9 9 9口口门尸尸巴巴Α Α Α Α Α 0 0 0 0 0 斧斧、、0 0 0 0 0? ? ? ? ? ? ? ? ? ?根架 扁梁 且任边梁目禅月粗洲, 联扮上目Ι 寸以0‘衡仁恤书侧ϑ城Κ冬‘丫一一,锐阅?居拐招‘衬卿叶越?一扭闷Λ“,卿长咭,#。

一‘阅四匆】边梁醉他粤曳喊拉筋举梦柑% − ∃图Μ%1∃节点核心区的配筋构造00%−∃% − ∃一中柱节点4%1 ∃一边柱节点一柱内核心区箍筋4#一核心区附加 腰筋4Ν一核,合区附加水平箍筋和拉筋4≅一扁梁端,和Ο区段内的拉 筋4Π一边 梁端箍筋图/扁 梁柱竹点的配筋 构造%− ∃一中柱节点4%1 ∃一边柱节点0一柱内核心区艳筋4#一核心区附加腰筋4Ν一核心区附加水 平绝 筋4≅一板面附加斜向钢筋? %Ν ∃为防止板面斜裂缝的开 展,当中柱节点 和 边柱节点在扁梁交角处的板面 顶层 纵向钢 筋和横向钢筋间距较 大时,可配置图/所示 的板面附加斜向钢筋≅ ∃对于柱内节点核 心区的 配箍量 和构造要求均与普 通框架结构相同?对于扁 梁内Ν ?Ν预应 力混凝土扁梁结构 的构造要求%0 ∃为提高预应力混凝土扁梁的 延 性 和能量耗散能力,宜采用 混合配筋,梁 内 非 预 应力受拉钢筋的最小截面面积Θ应满足% Ν ∃式的要求,且 不应小于) ?Ρ ΡΝ 1Σ?天Θ,∃Ρ·#Π吠ΘΤΥ瓜ΘΗ∃% Ν∃式中大—非预 应 力钢筋 的 抗 拉 强 度 设计值4石—预应力钢筋的抗拉强度切5 直4% 下转第Ν ∗页∃侧桩基础棍凝土的质量时,不是根据混凝土强度的变化情况来评价混凝土质量 的均 匀性,是根据超声波传播的声 时或声速的变化来推求它们的离差系数或均方差,进而对桩身混凝土质量的均匀性进行评定,应当说,这种做法是不正确的这是因为!?∗ ?无论声 时还是声速都与声侧管距离密切相关,不考虑声测管间距在桩体混凝土中的变化而只根据桩顶 的声测管间距计算得出的声速并不是真实声速而根据这些不真实声速得到 的离差系数和均方差显然没有实际意义?Ν ?即使声测管在桩体内相 互平行,间距一致,声时和声速真实有效,由于声速和混凝土强度之间并非直线关系,声速 的较小变化可能导致混凝土 强度的较大变化,声时或声速 的离差系数和均方差 与混凝土强度的离差系数和均方差 之间没有确定的比例关系,目前又没有根据声速的离差系数和均方差来评定混凝土质量 的统一标准因此,笔 者 认为,评价桩身混凝牛质量的均匀性应以混凝土强度的离差系数或均方差为依据在河南焦作到郑州Μ? ι ?ϕα送电工 程黄河跨越段塔基工程中,应用以上方法对Μ ⎯根大直径混凝土灌注桩进行质量检测,取得了较好的效果,受到了建设单位的好评今考文献≅罗哄先水工建筑物混凝土的超声检侧北 京!水利电力 出版社,≅]Ξ]Ν吴蔽敏结构混凝土现场检侧技术长沙!湖 南大学出版社,≅兜Ξ?上接第Ν Ν页? 凡—受拉区预应力钢筋的截面 面积?Ν ? 由于扁梁较宽,预应力钢筋和非预应力钢筋可布置在 同一层 内,以便充分发挥扁梁的承载能力?Ρ ? 预应力混凝土扁梁 的 预应力钢筋 往往呈曲线状布置,支座截面 上部除配 置 预应力钢筋,,外 尚有非预应力钢筋, Α,而支座截面 下部仅有非预应力钢筋, !因此考虑扁梁端在地展作用 下 的延性要求,非预应力钢筋丈在满足反向弯矩 的受力前提下,尚应满足下列要求!一级抗展设计,,’ !Ο , ?Λ ] Θ二级、三级抗震设计,,’ !Ο , ?Λ ⎯?ς ? 无粘结预应力混凝土扁梁可 用 于抗展等级不小于二级的结构预应力钢筋的锚具外部应涂以树脂类保护膜,外浇钢筋混凝土圈梁,如图Ξ所示考虑无粘结预应力钢筋在扁梁达 到极限状态时尚有应力增 量Θ在地展作用下,扁梁可能产生较大的 塑性变形,无粘结预应力钢筋的应力可能达到条件屈服点入Ν因此,当预应力钢筋采用碳素钢丝 和钢绞线时,在锚具的局部受压计算中,纵向力应按Λ Ξ ? 沁值进行 计算,丘为预 应 力钢筋的抗拉强度标准值。

饰面材料无枯结班应力俐肠梁自梁三三[拼拼图Ξ无粘结预应 力混凝上梁端竹点参考文献殷芝霖扁梁结构的抗展性能及其设计方法建 筑 结构学报,∗卯Ρ,? ς ?−几川吕?,κΦ即: 3 ε35 Α 65 Χ, <ΗΔ创土6 96比及北而Χ∗无石助 9 ;而3 ; 9: 9 已〔Ι口二Φ8.7 5 ∗Φ 5咯·,出而Χκ 8 Α 5= 39 ;∋Π 川七Δ目%〕口二Φ8163 Γ以7 月万,≅]Ξ Ξ,Π 裘函始等无粘结预应力扁梁设计?亚 运村东小区巧号,≅ Π号樱裙房设计?北京市建筑设计研究院,∗月?,Ξ 中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土学会等部分预应力混凝土结构设计建议北京冲国铁道出版社,≅ ]Ξ Π&彼娜5喊3书6−台龙沁≅址Φ.回Φ 53娜·殷芝霖等钢筋混凝土结构设 计理 论 丛 书一抗 扭北京!中国铁道出版社,≅夕以〕。