混凝土框架梁超筋问题相关分析

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1、24低温建筑技术2012年第1期(总第163期)混凝土框架梁超筋问题相关分析任海波’，张全辉，冯哲(1．中广电广播电影电视设计研究院。北京100045；2．中旭建筑设计有限责任公司。北京100037)【摘要】钢筋混凝土超筋梁一直被各类混凝土结构设计规范限制采用，结构设计应避免框架梁出现超筋现象。文中总结了现行主要设计规范对于梁超筋的限制，给出了结构设计软件对于混凝土框架梁超筋的判断，并探讨了影响结构软件梁配筋计算结果的主要因素。【关键词】框架梁；超筋；脆性破坏；配筋率；SATWE；参数【中图分类号

2、】TU375．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)01—0024—03钢筋混凝土超筋梁主要的问题有：①在受压区边缘纤维应变到达混凝土极限压应变值时，混凝土受压区先压碎，但钢筋应力尚小于屈服强度，纵向受拉钢筋不屈服，此时梁已告破坏。试验表明，钢筋在梁破坏前仍处于弹性工作阶段，裂缝开展不宽，延伸不高，梁的挠度亦不大，在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏类型。如图1、图2所示。②超筋梁虽然配置过多的受拉钢筋，但钢筋的应力未达到强度设计值，故没有充分

3、利用钢筋的强度，造成钢材浪费。所以超筋梁一直被各类混圈2梁跨中截面的弯矩实验值)一曲率实验值)示意图凝土结构规范限制采用，在结构设计中不允许采用超筋梁。JGJ3—2010{高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)规定：抗震设计时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率士由泣刁(a)适筋破坏不宜大于2．5％，不应大于2．75％；当两端受拉钢筋的配筋率大于2．5％时，受压钢筋的配筋率不应小于受拉钢筋的一F亡半；抗震设计时，计入纵向受压钢筋作用的梁端混凝土受压超筋破坏区高度与截面有效高度之比，一级不应大于0．

4、25，二、三级F．亡工二不应大于0．35。fc1少筋破坏框架结构中，框架梁是结构的耗能构件，框架结构的延性主要通过控制框架梁的延性和变形能力来实现。梁的变形能图1粱的三种破坏形态力主要取决于梁端的塑性转动量，而梁的塑性转动量与截面1设计规范对于梁超筋的相关规定混凝土相对受压区高度有关。当相对受压区高度为0．25至GB50010—2010{混凝土结构设计规范》(以下简称《混0．35范围时，梁的位移延性系数为3-4。计算梁端受压区高规》)、GB50011—2OLO~建筑抗震设计规范》(以下简称《抗度时

5、宜按梁端截面实际受拉和受压钢筋面积进行计算。控制规》)规定：梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2．5％；且混凝土受压区高度的目的就是控制梁端塑性铰区有较大的塑梁正截面受弯承载力计算中，计人纵向受压钢筋的梁端混性转动能力，以保证框架梁有足够的曲率延性。凝土受压区高度与截面有效高度之比，一级不应大于0．25，2结构软件对框架梁超筋判断二、三级不应大于0．35。第2层混凝土构件配筋及钢构件第2层梁各截面主墙应力比简图(cmxcm)包络m(emX12m)图3框架梁配筋超筋示意图图4框架梁设i1’配筋包络图图

6、5梁平法施工图示意任海波等：混凝土框架粱超筋问题相关分析SATWE软件对于框架梁超筋现象，有图形文件和文本与其他荷载效应进行组合。一般工程建议取内力增大系数文件两种输出方式。图形文件输出有三处：①“分析结果图为B=1．1～1．2。如果已考虑活荷载不利布置，则梁活荷形和文本显示”下“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”文载内力放大系数应取1．0。件内，梁超筋部位显红，并显示“1000”字样(图3)；②“分析(4)中梁刚度放大系数。对现浇楼盖和装配整体结果图形和文本显示”下“梁设计配筋包络图”文件内，超筋

7、式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。部位显示“99999”或“一99999”字样(图4)；③“墙梁柱施工楼板和梁组成T形(边梁为倒L形)截面参与梁的工作，使图”下“梁平法施工图”文件内，超筋部位显示红色“梁的刚度增大，在水平力的作用下也使梁的内力增大。在{”(图5)。对结构进行内力和位移计算时，可通过采用梁刚度增大的SATWE超筋文本输出在“超配筋信息WGCPJ．OUT”文方法来近似考虑楼板对结构刚度的增大作用。件内，对于混凝土、型钢混凝土梁有以下六种超限提示：①SATWE软件提供了

8、两种考虑梁刚度增大系数的方法，混凝土梁端受压区高度超限：“(Ⅳ_)X>0．25Ho”、①勾选“梁刚度放大系数按2010规范取值”，程序会按照“}(Ⅳ1)X>0．35”；②梁单边配筋率超限：“《混规》5．2．4条，根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对(Ⅳ

9、)R>R⋯”；③梁抗剪截面超限：“}()、V>比例来确定刚度增大系数；②全楼统一指定中梁刚度放大=AB”；④梁剪扭截面超限：“$(一)、、系数，对于现浇楼盖和装配整体式楼盖，可根据楼板的厚(BHo)+>A”；⑤型钢与混凝土抗剪承载力