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框架梁與框支梁的區别圖解

生活 更新时间:2024-11-27 19:36:07

框架梁與框支梁的區别圖解?有些設計人對連梁、框架梁、次梁和基礎拉梁(承台或獨立柱基間的聯系梁)的構造和使用範圍不清楚,從而導緻使用不當現結合規範、标準圖集和構造手冊對這個問題加以說明,下面我們就來聊聊關于框架梁與框支梁的區别圖解?接下來我們就一起去了解一下吧!

框架梁與框支梁的區别圖解(連梁框架梁次梁和基礎拉梁的區别)1

框架梁與框支梁的區别圖解

有些設計人對連梁、框架梁、次梁和基礎拉梁(承台或獨立柱基間的聯系梁)的構造和使用範圍不清楚,從而導緻使用不當。現結合規範、标準圖集和構造手冊對這個問題加以說明

1、連梁和框架梁:

連梁是指兩端與剪力牆相連且跨高比小于5的梁(具體條文詳見“高規”第7.1.8條);框架梁是指兩端與框架柱相連的梁,或者兩端與剪力牆相連但跨高比不小于5的梁。

兩者相同之處在于:一方面從概念設計的角度來說,在抗震時都希望首先在框架梁或連梁上出現塑性鉸而不是在框架柱或剪力牆上,即所謂“強柱弱梁”或“強牆弱連梁”;另一方面從構造的角度來說,兩者都必須滿足抗震的構造要求,具體說來框架梁和連梁的縱向鋼筋(包括梁底和梁頂的鋼筋)在錨入支座時都必須滿足抗震的錨固長度的要求,對應于相同的抗震等級框架梁和連梁箍筋的直徑和加密區間距的要求是一樣的。

兩者不相同之處在于,在抗震設計時,允許連梁的剛度有大幅度的降低,在某些情況下甚至可以讓其退出工作,但是框架梁的剛度隻允許有限度的降低,且不允許其退出工作,所以規範規定次梁是不宜搭在連梁上的,但是次梁是可以搭在框架梁上的。一般說來連梁的跨高比較小(小于5),以傳遞剪力為主,所以規範對連梁在構造上作了一些與框架梁不同的規定,一是要求連梁的箍筋是全長加密而框架梁可以分為加密區和非加密區,二是對連梁的腰筋作了明确的規定即“牆體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋在連梁範圍内拉通連續配置;當連梁截面高度大于700mm時,其兩側面沿梁高範圍設置的縱向構造鋼筋(腰筋)的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm;對跨高比不大于2.5的連梁,梁兩側的縱向構造鋼筋(腰筋)的面積配筋率不應小于0.3%”且将其納入了強條的規定,而框架梁的腰筋隻要滿足“當梁的腹闆高度hw≥450mm時,在梁的兩個側面應沿高度配置縱向構造鋼筋,每側縱向構造鋼筋(不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋)的截面面積不應小于腹闆截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200mm。” 且不是強條的規定。

2、框架梁和次梁:

一般情況下,次梁是指兩端搭在框架梁上的梁。這類梁是沒有抗震要求的,因此在構造上它與框架梁有以下不同,現以國标圖集”03G101-1”為例加以說明:

(1) 次梁梁頂鋼筋在支座的錨固長度為受拉錨固長度la,而框架梁的梁頂鋼筋在支座的錨固長度為抗震錨固長度laE。

(2) 次梁梁底鋼筋在支座的錨固長度一般情況下為12d,而框架梁的梁底鋼筋在支座的錨固長度為抗震錨固長度laE。

(3) 次梁的箍筋沒有最小直徑的要求、沒有加密區和非加密區的要求,隻需滿足計算要求即可。而框架梁根據不同的抗震等級對箍筋的直徑和間距有不同的要求,不但要滿足計算要求,還要滿足構造要求。

(4) 在平面表示法中,框架梁的編号為KL,次梁的編号為L。

在實際的施工圖中,設計人員容易犯的錯誤主要有以下兩類:一是在次梁的平法表示中,對箍筋按加密區和非加密區來表示,如φ8@100/200等。二是當次梁為單跨簡支梁時,支座的負筋數量往往不滿足“混凝土規範”第10.2.6條的規定(第10.2.6條 當梁端實際受到部分約束但按簡支計算時,應在支座區上部設置縱向構造鋼筋,其截面面積不應小于梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積的四分之一,且不應少于兩根)。

3、 基礎拉梁與次梁:

基礎拉梁是指兩端與承台或獨立柱基相連的梁,與次梁相同之處在于基礎拉梁也是沒有抗震要求的、基礎拉梁的梁頂鋼筋在支座的錨固長度也為受拉錨固長度la、基礎拉梁的箍筋也沒有加密區和非加密區的要求。與次梁不同之處在于基礎拉梁的梁底鋼筋也必須滿足受拉錨固長度la的要求、基礎拉梁的寬度不應小于250mm、基礎拉梁除按計算要求确定外梁内上下縱向鋼筋直徑不應小于12mm且不應少于2根(詳見“地基規範”第8.5.20條)、箍筋不少于Φ6@200(詳見《全國民用建築工程設計技術措施 結構篇》第3.12.1-9條)

在實際的施工圖中,設計人員容易犯的錯誤主要是将基礎拉梁簡單套用框架梁的平法表示,編号為JKL,對箍筋按加密區和非加密區來表示,如φ8@100/200等。而現有的國标平法圖集中并沒有專門針對基礎拉梁的構造,如果設計人員想借用平法圖集的話,将基礎拉梁編号為JL較為合适,同時應在說明中注明JL的配筋構造應按“03G101-1”中次梁(非框架梁)的配筋構造執行,同時梁底鋼筋錨入支座的長度必須滿足受拉錨固長度la的要求。

箍筋的要求

除滿足計算要求外,箍筋沿梁全長加密,直徑和間距應滿足規範的要求

除滿足計算要求外,箍筋加密區和非加密區的直徑和間距應滿足規範的要求

按計算要求配置,沒有加密區和非加密區的要求

按計算要求配置,且箍筋不少于Φ6@200,沒有加密區和非加密區的要求

梁的編号

LL KL L JL

基礎梁計算問題

1、現有觀點在基礎梁的現有計算方法中,較有代表性的是以下兩種:

(1) 對牆下基礎梁,現有觀點認為,可視承台梁以上牆體為半無限平面彈性地基,基礎梁與牆體(半無限彈性體)共同變形,視基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁,按彈性理論求解基礎梁的反力,經簡化後作為作用在基礎梁上的荷載,然後按普通連續梁計算内力。

(2) 對柱下條形基礎梁,現有觀點認為,可視為彈性地基梁計算,即将樁頂反力作為集中力作用在梁上,柱為梁的支座,按普通連續梁分析其内力,樁頂反力按彈性地基架計算确定。 對于以上兩種不同情況的基礎梁,現有觀點在計算過程中,均曾視其為彈性地基梁,所不同者,牆下基礎梁視為倒置彈性地基梁,而柱下基礎梁則視為彈性地基梁。但應指出的是,現有觀點的以上處理方法,是與彈性地基梁的定義不符合的。

2、筆者觀點

2.1 牆下基礎梁 現有觀點視基礎梁上牆體為半無限彈性地基,基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。此處,問題的症結在于,能否視牆下基礎梁為倒置彈性地基梁?筆者認為牆下基礎梁不能視為倒置彈性地基梁;其原因如下所述。

(1)基礎梁以上牆體,高度一般在18m(例如8度區)左右,寬度在12m左右,抗彎剛度極大,加之該牆體還承受着相當數量的樓面荷載及牆體自重,故該牆體在樁頂荷載作用下,并不會産生變形,亦談不到彈性,不符合半無限彈性地基假定條件中關于彈性的假定條件。

(2)基礎梁以上牆體,因每層均有圈梁,故各層牆體間,被圈梁分隔成獨立部分,已不存在連續性,整片牆實為砌體與混凝土梁的組合構件,但磚砌體與混凝土梁的彈性模量相差甚大(約10倍),故在受力中,二者是不協同的。因此,牆下基礎梁不符合半無限彈性地基關于連續的假定。

(3)基礎梁以上牆體,系由磚砌體與混凝土梁兩種構件組成,且磚砌體系彈塑性材料,其彈性模量從一開始,應力與應變就不成比例。而在地震發生時,即使在小震作用下,根據震害調查,8度區框架,填充牆亦将産生較多裂縫,而中震和大震下,則裂縫更為普遍,即使是框架梁、柱,亦将産生裂縫。此外,磚砌體與框架梁亦不屬各向同性構件,故牆體是不符合半無限彈性地基的假定條件的。 由上述可知,基礎梁上牆體,并不符合半無限彈性地基的勻質、連續、彈性假定條件,故牆下基礎梁不應視為倒置彈性地基梁進行有關計算。

2.2 柱下基礎梁 現有觀點認為,柱下基礎梁可視為彈性地基梁計算,與該觀點相應的計算原則有兩種:其一是将樁頂反力作為集中力作用在梁上,柱作為梁的支座,樁頂反力按彈性地基梁計算确定,然後按普通連續梁分析内力;其二是視基礎梁為彈性地基梁進行分析計算。 按照前者,基礎梁受樁頂集中力作用,柱為梁的支座。須知此時,由于樁頂集中力與樁底軸向力平衡,則樁頂集中力并不在基礎梁内産生内力,僅底層填充牆在基礎梁内産生較小内力。此外填充于框架梁和框架柱之間的填充牆,系彼此隔離的小面積獨立牆片,同時填充牆目前多采用大孔洞免燒磚,故基礎梁以上之填充牆是不符合半無限彈性地基條件的,且因基礎梁底部隻與回填土接觸,并不與地基土接觸,隻有樁頭才與地基土接觸。雖然地基土(例如卵石層)在端阻力作用下将産生一些變形,樁身亦會産生彈性壓縮變形,但柱下基礎梁并不符合倒置彈性地基梁定義。 而對于後者,由于同樣的原因,柱下基礎梁亦不能視為正置彈性地基梁。 綜上所述可知,問題的要害是應區分彈性地基梁與普通基礎梁的界限,因為這是兩種不同的概念。

彈性地基梁與普通基礎梁在兩個主要方面存在不同:

(1) 普通基礎梁的超靜定次數是有限的,彈性地基梁的超靜定次數是無限的;

(2) 普通基礎梁可略去地基的變形,彈性地基梁由于梁與地基共同變形,故必須考慮地基變形,方能滿足變形連續條件[2]。

3、結論

(1) 對于牆下基礎梁,梁上牆體不應視為半無限彈性地基,基礎梁不應視為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。

(2) 對于柱下基礎梁,不應視為彈性地基梁。

(3) 牆下基礎梁及柱下基礎梁,均應按普通連續梁計算。

關于多層框架基礎拉梁的幾點看法

一、框架計算簡圖

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋埋置較深,在-0.05左右設有基礎拉梁時,應拉梁按層1輸入。以某學生宿舍為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建築,建築場地為Ⅱ類;層高3.3m,基礎埋深4.0m,基礎高度0.8m,室内外高差0.45m。根據《抗震規範》第6.1.2條,在8度地震區該工程框架房屋的抗震等級為二級。設計者按3層框架房屋計算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算生産力簡圖是不妥當的。因為,第一,按構造設計拉梁的斷面和配筋無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結構設計規範》(GB50010-2002)(以下簡稱《混凝土規範》第7.3.11條規定,框架結構底層柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明,這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即将基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應将荷載一并輸入。這樣,計算簡圖的首層層高為H1=4-0.8-0.05=3.15m,層2層高為3.35m,層3、4層高為3.3m。根據《抗震規範》第6.2.3條規定,框架柱底層柱腳彎矩設計應行乘以增大系數1.25。當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁處的截面控制。考慮到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數為1,并複算一次,按兩次計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的設計的配筋。

二、基礎拉梁層的計算模型不符合實際情況

基礎拉梁層無樓闆,用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,樓闆厚度應取零,并定義彈性結點,用總剛分闆的方法進行分析計算。有時雖然定義樓闆厚度為零,也定義彈性結點,但未采用總剛分析,程序分析時仍然會自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況不符。房屋結構的平面不規則時,應特别注意這一點。

三、基礎拉梁設計不當

多層框架房屋基礎埋深很大時,為了減小底層柱的計算長度和底層的位移,可在±0.00以下适當位置設置基礎拉梁,但不宜按構造要求設置,宜按框架梁進行設計,并按規範規定設置箍筋加密區。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。

一般來說,當獨立基礎埋置不深,或者埋置雖深但采用了短柱方案時,由于地基不良或柱子荷載差别較大,或根據抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁。基礎拉梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/18,截面寬度可取1/20~1/30。構造基礎拉梁的截面可取上述限值範圍内的下限,縱向受力鋼筋可取上述所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算,當為構造配筋時,除滿足最小配筋率外,也不得小于上下各2#14(二級鋼),箍筋不得小于Ф8@200。當拉梁上作用有填充牆或樓梯柱等傳來荷載時,拉梁截面應适當增加,算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎拉梁頂标高通常與基礎頂标高或智短柱頂高相同。在這種情況下,基礎可按偏心受壓構件計算。

當框架結構底層層高不大或埋置不深時,有時要把基礎拉梁設計得比較強大,以便用拉梁平衡柱底彎矩。這時,拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通,負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通。拉梁正負彎矩在框架柱内的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計。

以上這兩篇文章,是網上比較流行的貼子,都是某人發表的論文,其中的觀點也有許多可取之處。不過,它們并不是什麼權威的解釋,請各位網友在采信其觀點時,要做出自己正确的判斷。

個人認為,上面兩篇文章中,有些說法值得商榷。

1. 關于基礎梁能不能按彈性地基梁計算的問題,本人對作者的部分觀點持保留意見。

首先,作者認為基礎梁上的牆體不能視為彈性地基的理由,是該牆的抗彎剛度極大,且上部承受了很大的荷載而“不會産生變形,亦談不到彈性,不符合半無限彈性地基假定”。

個人認為,這是個誤解。不是說受力大就不會産生變形,反而是受力越大其所産生的變形就越大。

其次,作者認為磚混結構是一種混合結構,各層被圈梁分開,牆體不連續,“磚砌體與混凝土梁的彈性模量相差甚大(約10倍),故在受力中,二者是不協同的。因此,牆下基礎梁不符合半無限彈性地基關于連續的假定”。

本人認為,這也隻是作者的主觀臆斷。混合結構中,鋼筋混凝土梁等構件在豎向(即牆體變形方向)所占比例極小,其變形的不一緻也影響甚微。而圈梁的影響,同理,也是很小,且在同一層内其變形可以認為是一緻的。因此,混合結構中的鋼筋砼構件對砌體牆的變形連續性的影響,個人認為是可以忽略不計的。

若然不信,大家可以想象一下,地基土在絕大數情況下,應該是分若幹層的吧,其變形能一緻嗎?還有,你能杜絕地基土中變形不一緻的其它突變因素的存在嗎?比如有地質斷裂帶,或在某一深度有孤石存在,等等。這種情況下,我們是仍按彈性地基來考慮,隻是對不同的地基,采用不同的基床系數,或其它手段來考慮它們的影響。

另外,作者極力反對的不能将牆下基礎梁作為倒置的彈性地基梁來計算的問題,恰恰就是現行規範《建築樁基技術規範》JGJ94-94附錄F“按倒置彈性地基梁計算牆下條形樁基承台梁”規定的計算方法。

反對現行規範的東西,不是說不可以,但要能拿出令人信服的證據或論據,推理要嚴密。而作者至少在我上面提到的那一條,其推理過程和結論就欠說服力。因此,本人對其結論持保留意見,并會繼續按規範推薦的方法進行計算、設計。

2. 關于基礎拉梁(或基礎梁)是否作為框架結構的一層參與整體計算的問題,争議很大。

贊同參與計算者,其理由是設置拉梁(或基礎梁)可以減小底層框架柱的計算長度。

本人對此是持反對意見的:

首先,地基土(若有剛性地坪者最好)可對底層框架柱起到側向約束作用,并不是不管柱子在土中埋多長都計算至基頂。

其次,拉梁(或基礎梁)“層”無樓闆,不滿足樓層平面内剛度無窮大的計算假定。雖然通過設置彈性節點并采用總剛的計算方法,可以解決計算模型的問題,但是,拉梁(或基礎梁)參與框架結構整體計算的話,那麼,它與框架結構的抗震等級就相同了,軟件會對其内力計算結果進行一些必要的調整,并在配筋構造上按其它層框架梁考慮。

因為拉梁(或基礎梁)一般均埋于地下,其地震作用比上部結構要小得多,再加之其作用也決定了它不可能與上部結構的抗震等級相同。因此,将拉梁(或基礎梁)作為框架結構的一部分參與結構整體計算的做法,應該說是不正确的。

一家之言,不乞苟同。歡迎大家提出不同意見,互相探讨。

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