构造暗梁的设计要点 - 结构理论

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时间:2017-08-23

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1、构造暗梁的设计要点-结构理论构造暗梁的设计要点-结构理论构造暗梁的设计要点-结构理论暗梁的设置在结构设计中经常出现,分为构造暗梁与非构造暗梁(或结构暗梁),前者如隔墙下加强筋暗梁、板洞封边暗梁、角窗/阳台暗拉梁等,后者如框剪/筒暗梁、板柱暗梁、底框暗梁、暗基础梁、独基/承台暗连系梁等,主要区别在于加强的对象,前者加强的是结构局部,后者加强的是结构整体,共同点是均是为了加强整体性,提高结构在塑性后阶段的保险度,其对传力模式的改变则微乎其微。虽经常出现,然设计中却很少给予足够认识,只有些设了总比不设好的体会,用微博上的一句话来诠释“对设计人有巨大的心理安慰作用,可以保障心身健康。”

2、在此也来说上一说,供大家参考探讨。一、隔墙下加强筋暗梁由于暗梁高度同楼板厚度,相对于楼板暗梁的刚度不明显,板仍然具有本来的变形特性,竖向挠度等值线类似于椭圆环,因此暗梁处形成不了“支座”,即墙下暗梁是板的一部分,不能改变板的应力状态,只有助于加强楼板整体性,保证楼板在塑性条件下的安全性。由于隔墙存在一定的刚度,竖向传力遵循45°原则(或称拱传力),角部位会有较大压应力,底部中间存在拉应力,采用低弹模墙体材料,有利于弱化此效应,因此暗梁中的钢筋应力大小各异。另外,结构中还有好多类似拱传力现象,如外墙扶壁柱兼做上部结构柱时,柱墙合体处柱拱传力;墙、柱拱传力给基础,产生虚支座,导致基

3、础梁、板实际受力跨度减小;由于托墙存在明显的拱效应,导致框支梁的偏心受拉、托墙端部竖向应力集中严重;常见于地下室的上短下长墙肢,布置基础时应充分考虑墙肢的传力,尽量包全墙肢的拱效应范围。实际设计中经常将加强筋布置于墙下,此做法有点欠妥,其实暗梁与楼板是协同工作的,板线荷载周边区域也是高应力区,同实梁一样,暗梁也应有有效翼缘,实际中可取T形截面梁的翼缘计算宽度和抗冲切45度临界截面宽度的最小值。暗梁附近的高应力区有可能出现裂缝(高应力裂缝会演变为宏观裂缝),为避免裂缝出现,墙下暗梁可按下述原则设计:1)暗梁有效宽度正确取值;2)设置暗梁楼板厚度不宜小于150mm(针对存在较长隔墙

4、的大开间楼板,较短隔墙的小开间楼板考虑到拱效应,即使不设置暗梁也无关紧要);3)加强筋直径不宜过大,宜比板筋高一级,不应大于18mm,宜放置于板筋内侧,保证加强筋与砼的粘结锚固与楼板的有效高度;4)保证加强筋端部的有效锚固长度。二、板洞封边暗梁楼板的洞口犹如在一块布上剪了个洞,圆洞总比方洞好,但实际中楼板中的圆洞很少见,洞口改变了板带力流,力流方向的改变带来了截面高应力,高应力点处楼板会被撕裂破坏,如何弱化这个问题呢?裁缝给了我们答案,布上有个洞(必须有),如何避免布在此处撕裂,沿布洞边缘再布上几圈布,形成加强带。虽然楼板与布二者的主受力方向有所区别(一个面内一个面外,但力流改

5、变导致高应力产生是共通的),但楼板开洞也是如此处理,洞口周边做一圈加强带,设实梁或暗梁,取决于洞口大小(板柱结构中洞口的处理更为苛刻,大小限制较严,大开洞时不得不围堵墙体实现)。另外,洞口一般四周封墙,所以板洞封边暗梁兼有隔墙下加强筋暗梁的性质。对于洞口周边有长短向暗梁时,长短向暗梁钢筋相交处,短向暗梁钢筋拉应力较大,需保证锚固长度,长短向暗梁钢筋点焊在一起,加强短向钢筋的锚固。此点对于隔墙下加强筋暗梁同样适用。结构中还有不少这样的加强带,如膜开洞周边加固补强、钢梁腹板开洞钢板补强、钢板开洞加肋补强,墙开洞暗梁补强,预应力板开洞处理等三、角窗/阳台暗拉梁高层剪力墙住宅,由于立面

6、效果和集中采光的功能要求,一般在平面拐角处设置角窗/阳台。角窗/阳台的设置对结构整体十分不利,角部无竖向构件提供可靠约束,仅有悬挑梁的横向约束(实际上由于挑梁单支座性质,约束很弱),变相削弱了结构的抗扭转能力,不同约束程度的楼板一起受扭,角窗/阳台处的楼板扭转应力集中,变形较大时易脱落。说到角窗/阳台就不得不提到两垂交挑梁的设计,两挑梁相交处宜按铰接设计,这与框筒结构两向外框架悬挑梁相交处一个道理,铰接设计可以避免两向不协调错动造成额外“负荷”。固端处按静定悬臂梁设计,梁底按固端塑性调幅后值取用,梁侧腰筋可采用墙体水平筋。角窗/阳台位于的房间楼板应适当加厚,不宜小于150mm,

7、宜双层双向配筋,加强楼板自身的整体性与牢固性,利于稳定周边竖向构件,加强协同性。角窗/阳台两侧的墙体宽度不宜小于2m,不应采用短肢剪力墙或开洞剪力墙,提高墙肢自身稳定性与抗扭能力。角窗/阳台处应形成暗框架,墙体暗柱应有楼板暗梁拉结或墙体应有楼板加强带拉结,截面不小于400x板厚,暗梁配筋上下不小于各4根16,箍筋采用6@200,板内底筋穿暗梁设置。再赘述几句,由于墙肢需承担层层积累的悬挑弯矩,可保守认为暗柱全承担,暗柱宽度应适当放大,宜取用3倍墙厚,且不小于600mm,底部加强区暗柱配筋也宜

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