程序计算中几类超筋研究

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1、程序计算中几类超筋研究　　【摘要】在软件计算中，钢筋混凝土梁的超筋是结构设计中经常出现的，不可避免的现象。本文总结了实际工程中经常出现的几类超筋现象，给出了结构设计软件对于混凝土梁超筋的判断，并探讨了各类超筋现象的主要原因和软件计算超筋的影响因素。【关键词】超筋;SATWE;配筋率;中图分类号：U412文献标识码：A钢筋混凝土梁设计超筋时出现的问题有:①在受压区边缘纤维应变到达混凝土极限压应变值时，受压区混凝土先被压碎，此时受拉区纵向受力钢筋应力未达到屈服强度，此时梁在没有明显预兆的情况下而突然破坏，属于脆性破坏类型。②超筋

2、梁配置了过多的受拉钢筋，造成钢材浪费。综上原因，超筋梁在混凝土结构设计的各类规范中被严格限制采用。1超筋在实际工程设计中，大概有以下几种类型：①弯矩引起的超筋；②剪扭超筋；③扭矩引起的超筋；④剪力引起的超筋；⑤配筋超规范规定值⑥混凝土受压高度不满足；⑦在水平风荷载或地震作用时，由扭转变形或竖向相对位移引起的超筋。在实际工程中，经常出现次梁距主梁支座比较近，或者主梁两边次梁错开两种工况，这时很容易引起剪扭超筋。72梁超筋在结构软件中的显示SATWE软件对于梁超筋现象，有图形文件和文本文件两种输出方式。①图形文件显示：SATWE

3、---分析结构图形和文本显示----图形文件输出----混凝土构件配筋及钢构件验算简图中数字显红色时，即为超筋。配筋简图的有关数字说明见图1。②超筋信息的文本输出在“超配筋信息WGCPJ.OUT”文件内。图1SATWE配筋简图示意图As1、As2、As3为梁上部(负弯矩)左支座、跨中、右支座的配筋面积(cm2)；Asm1、Asm2、Asm3表示梁下部(负弯矩)左支座、跨中、右支座的配筋面积(cm2)；Asv表示梁在Sb范围内的箍筋面积(cm2)，取抗剪箍筋Asv与剪扭箍筋Astv的大值；Ast表示梁受扭所需要的纵筋面积(cm

4、2)；Ast1表示梁受扭所需要周边箍筋的单根钢筋的面积(cm2)。G，VT分别为箍筋和剪扭配筋标志。3几类超筋的的详细分析3.1弯矩超筋、配筋超筋7点击【SATWE/分析结构图形和文本显示】----【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢结构验算简图】查看，看到梁上的数字显红色，且跨中或者梁端的M显示红色数字1000，如图2所示。弯矩超筋和配筋超筋常出现在两柱之间的框架梁上。影响这两类超筋的主要因素是荷载大、梁截面小或梁跨度过大。处理方式：①加大截面。先考虑加大梁高，当梁高受限时，也可考虑加大梁宽。②减小梁的荷载，如改变次梁布置等

5、。③减小梁的跨度，加柱（慎用）。3.2抗剪超筋点击【SATWE/分析结构图形和文本显示】----【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢结构验算简图】查看，梁上数字显红色，且G旁边的数字很大。如图3所示。抗剪超筋的主要处理方式：①加大梁宽，增加箍筋肢数利用箍筋抗剪。②提高混凝土强度等级。3.3剪扭超筋点击【SATWE/分析结构图形和文本显示】----【图形文件输出/混凝土构件配筋及钢结构验算简图】查看，梁上数字显红色，且VT旁边的数字比较大，如图3所示。3.3.1剪扭超筋的主要原因7次梁距离主梁支座很近或主梁两边次梁错开且距离很小

6、与主梁相连时，容易出现剪扭超筋。剪扭超筋的主要原因是扭矩、剪力较大。《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.4.1条规定：在弯矩、剪力和扭矩共同作用下hw/b不大于6的矩形、T形、I形截面和hw/tw不大于6的箱型截面构件，其截面应符合下列条件：当hw/b（或hw/tw）不大于4时当hw/b（或hw/tw）等于6时当hw/b（或hw/tw）大于4但小于6时，按线性内插法确定。3.3.2剪扭超筋的主要处理方式：①加大主梁的截面b、h则根据(a)(b)(c)三式可以得知成立。②调整结构的刚度与传力。如加大次梁截面，提

7、高次梁的抗弯刚度。次梁刚度越大，主次梁节点上，次梁端弯矩越小，主梁承受的扭矩越小。实际设计中，往往会增加主梁的高度50~100mm以提高主梁的抗扭刚度，但增加次梁抗弯刚度最有效的措施。③点铰。把刚接的次梁与主梁化成铰接。这种方式往往会造成着次梁梁端开裂，因此尽量少用。当点铰无法避免时，点铰后次梁容易开裂，次梁开裂后斜裂缝间混凝土的斜向压力对次梁纵筋作用较大，因此应注意加密次梁端部的箍筋。实际设计时，还要加大主梁的腰筋和箍筋配置。由于点铰是以混凝土开裂为代价，所以在选择这种方式时要慎重。而在PKPM程序中，当出现剪扭超筋的情况

8、时，首先要在SATWE调整页的调整信息查看梁扭矩折减系数。7钢筋混凝土结构楼面梁在实际情况下，受到楼板和次梁的约束作用，其受力性能与无楼板的独立梁差距很大。PKPM计算中并未考虑到楼盖对梁的扭转约束作用，计算结果往往比实际情况大很多。且PKPM中也没有自动搜索判断梁周围楼盖情况的功能。梁扭