混凝土框架结构中框架梁截面的确定、梁上开洞及注意事项
凌霄云外
2024年03月06日 15:16:17
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01 普通框架梁 截面高度hb,可按(1/12~1/18)lb,确定,且不宜大于1/4梁净跨,lb为主梁计算跨度。主梁的截面宽度bb不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4。高宽比可在2~3之间,如200mm的梁,高度在400mm和600mm之间。

01

普通框架梁

截面高度hb,可按(1/12~1/18)lb,确定,且不宜大于1/4梁净跨,lb为主梁计算跨度。主梁的截面宽度bb不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4。高宽比可在2~3之间,如200mm的梁,高度在400mm和600mm之间。


一般来说,初始方案时,梁高可先按(1/12)lb确定,但要知道这个高度正常条件下有很大的富裕,可以在后期施工图阶段进一步优化。梁宽可先取柱宽的一半(高宽比在2~3之间),具体到最后根据最优配筋率(后文有说明)及建筑净空的需求调整。当小于柱宽的一半时,要注意偏心问题,超过1/4时要水平加腋。梁也没有必要取的过宽,这样效率不高,且当梁宽接近柱宽时,要注意节点问题,前面文章探讨过。

02

预应力框架梁

截面高度hb宜在(1/12~1/22)lb范围内选取,梁截面宽度不宜小于250mm。

03

宽扁梁

采用宽扁梁时,应采用现浇楼板,梁中线宜与柱中线重合,应双向布置;梁宽大于柱宽的预应力混凝土扁梁,不宜用于一级框架结构。宽扁梁的截面高度,对于非预应力梁取计算跨度1/16~1/22;对于预应力梁宜取计算跨度的1/20 ~1/25

04

梁高度可取小

根据实践经验,对于一般民用建筑的框架结构主梁的高度,可以取的较小当主梁高度为跨度的1/12~1/18时,对于一般活载不很大的建筑物,其刚度都能满足规范的要求。


有人认为,当梁的高度较小时(例如hb/为lb,1/15左右),应将梁的宽度加大做成“宽扁梁”,这其实是一种误解


现在的框架结构,基本上都是现浇结构,其楼板作为梁的受压翼缘,对于提高梁的刚度起着很大作用。目前某些计算程序中,为了编程方便,常将翼缘忽略不计,这并未反映梁的真实性能。如按照梁截面为矩形这个思路去考虑,会认为加大梁的宽度是增加梁刚度的好方法,殊不知T形梁的翼缘作用,远比增加梁腹宽度效果大。而且增加梁腹宽还可能形成“强梁弱柱”的不良后果。


有许多梁高较小的工程实例,如8m柱网时,框架主梁高度为450mm或500mm,梁宽为350mm ~ -400mm,使用后没有问题。有的工程主梁高跨比达到1/23(普通混凝土梁,未加预应力),经过荷载试验验证,效果良好。


当梁高度较小时,除验算其承载能力外,尚应满足刚度及剪压比的有关要求。在计算梁的挠度时,可扣除梁的合理起拱值;对现浇梁板,应考虑楼板位于受压区翼缘的有利影响。通常可取6倍板厚作为T形梁一侧翼缘。


梁截面的取用,应符合下列要求:

a、V≤0.25Bcfcbh0       (非抗震)

V≤0.20 Bcfcbh0/YRE  (抗震)

b、x/h0≤0.25  一级抗震

x/ h0≤0.35   二、三级抗震


梁截面可以综合考虑经济配筋率,梁的经济配筋率为0.6%~1.5%,最优配筋率为1.05%左右,但也不要死扣配筋率,从整体布置上把握。


梁的配筋占框架结构上部结构的55%左右,因此对梁配筋的优惠最整体用钢量的影响较大。

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梁上开洞

框架梁上可以因功能需要而开洞,开洞位置宜尽量设置于剪力较小的梁跨中1/3区域内开洞较大时应仔细验算承载力,确保安全。


有人认为,梁的洞口高度不能大于梁高的1/3,这种要求,并无充分根据。


从广义上说,桁架也是梁的一种,它的“洞口”很大,远远超过其高度的1/3,空腹析架即是梁开洞很好的例子。


当矩形洞口高度小于100mm及h/6 (h为梁高),且洞口长度小于200mm及h/3(h为梁高)时,洞口周边配筋可按构造设置洞口尺寸超过上述时,应按计算配筋,同时不应小于按构造要求设置的钢筋。说明:洞口周边补强钢筋的计算可参见《混凝土结构构造手册》,中国建筑工业出版社。

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