梁底筋不全部伸入支座的优化设计
cunyiban
cunyiban Lv.2
2023年03月01日 11:47:51
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梁为水平向受力的构件,自重是其所承受荷载的组成部分,梁截面越大,承载能力越高,同时自重荷载也越大,会部分抵消截面承载力、降低受力效率。因此,控制合适的配筋率、选取合理截面尺寸,可提高砼和钢筋等材料的使用效率。常规而言,梁配筋率宜控制在1.5~2%,配筋率偏低时,宜调整优化截面、优先减小梁宽。梁宽减小后,单排纵筋的允许布置数量也会相应减少,为满足要求,可改用更大直径钢筋、也可设置为多排筋。 梁底筋主要承受跨中最大

梁为水平向受力的构件,自重是受荷载的组成部分,梁截面越大,承载能力越高同时自重荷载也越大,会部分抵消截面承载力降低受力效率。因此控制合适的配筋率、选取合理截面尺寸,可提高砼和钢筋材料的使用效率。常规而言,梁配筋率宜控制在1.5~2%配筋率偏低时,宜调整优化截面、优先减小梁宽。梁宽减小后,单排纵筋的允许布置数量也会相应减少,满足要求,改用更大直径钢筋、也可设置为多排

底筋主要承受跨中最大弯矩产生的梁底拉力,支座处梁底基本为受压区域、主要由砼承担。因此满足抗震要求的梁端纵筋底面比例一级0.5、二三级0.3构造措施的前提下,底筋在梁端适当减少的、不影响受力安全。根据国标16G101-1图集,除框支梁、框架扁梁以外第2排底筋(非角筋可不伸入支座。

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在保证受力需求的前提下,第2排底筋不伸入支座,具有如下优势:

1、有利于节约材料成本。以8m跨梁为例,不伸入支座的底筋长度为8*0.8=6.4m,伸入支座的梁底筋长度为框架梁8+2*0.4LaE+15d)约9.4m/框架梁8+2*12d=8.6m(底筋Φ25计,可节省约26~32%

2、有利于施工。减少伸入节点区的梁筋数量降低节点区钢筋过密导致砼浇筑振捣不易的施工难度、改善砼不密实质量通病,有利提高施工质量及缩短工期

梁底筋不全部伸入支座的做法其实03G101图集里面就有相关内容及图相关标准出来近20年了,实际设计过程中仍大量存在不敢用不想用情况,究其原因主要就是与原有设计习惯不符、选筋比较麻烦、节省量不多等等主观感觉。

    事实究竟如何?以下就通过具体案例对梁底配筋方式进行细化分析研究,通过具体数据以确认其效果及适用区域。

一、某广场地下室,该项目为3层地下室,顶板覆土1.5m消防车道及消防登高面占顶板面积比例约20%;-1-2为普通车库,-3普通车库+6人防(人防区域约为所在层的35%,按建筑密度30%/满铺地下室占用地面积约80%=37.5%估算地下室框架典型柱网,(2跨5m+1跨6.6mx7.8m

配筋结果摘录如下

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地下室区域梁底筋不伸入支座的实际适用范围:首层顶板覆土+消防车区域的框架梁,人防区的框架梁。首层覆土+消防车区域的长向7.8m框架梁,每根可节省钢筋约28kg,折算到本层面积约为0.29kg/m21.74元/m2;首层覆土+消防车区域的短向5m框架梁,每根可节省钢筋约25kg,折算到本层面积约为0.13kg/m20.78元/m2;人防区框架梁,每根可节省钢筋约46kg,折算到本层面积约为0.26kg/m21.59元/m2。

项目裙楼,该项目为3层商业裙楼,框架典型柱网8.4x8.4m,商业活荷载按规范3.5kPa取值,部分梁上输入了隔墙荷载

梁荷载及配筋结果摘录如下

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商业裙楼梁底筋不伸入支座的实际适用范围:隔墙下的主框架梁(支承次梁8.4m框架梁,每根可节省钢筋约14kg,折算到本层面积约为0.2kg/m21.2元/m2。

某酒店标准层,该项目为10的酒店,框架典型柱网8.4x8.4m,酒店活荷载按规范2kPa取值,梁上输入了隔墙荷载

梁荷载配筋结果摘录如下

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酒店梁底筋不伸入支座的实际适用范围:隔墙下的次梁及平行向框架梁。8.4m梁,每根可节省钢筋约13kg,折算到本层面积约为0.19kg/m21.12元/m2;8.4m框架梁,每根可节省钢筋约24kg,折算到本层面积约为0.35kg/m22.07元/m2。

某loft公寓标准层,该项目为38办公(loft公寓),框架典型柱网7.6x11.6m活荷载按4kPa取值,梁上输入了隔墙荷载

梁荷载配筋结果摘录如下

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公寓梁底筋不伸入支座的实际适用范围:隔墙下的次梁。11.6m梁,每根可节省钢筋约25~56kg,折算到本层面积约为0.29~0.64kg/m21.74~3.83元/m2;11.6m框架梁,因支座负筋数量规范要求的支座处底面比例限值,底筋基本需全部伸入支座

综合上述分析可知梁底筋不全部伸入支座的做法,适用范围较广,如:地下室的覆土顶板+消防荷载的框架梁、人防顶板框架梁、商业裙楼隔墙的框架梁、塔楼的酒店、(loft公寓等的次梁及平行向框梁等;可材料成本造价单根节省量较可观、平均到单位建筑面积上数量也不低;方便施工有利于保证质量和工期。其综合效益较好,也有规范图集的支持,值得大力推广应用。

对梁截面设计及底筋配置的优化建议如下

1、合理选取梁截面尺寸,配筋率宜控制在1.5%以上。配筋率偏低时,优先减小梁宽

2、计算确需配置两排底筋时,无需优先布满第1排,可尽量在两排均匀设置,且第2排纵筋优先布置在中部(无需优先设于角部)。既满足计算假定和受力要求,又可提高不入支座的比例、更节省钢筋。

3、计算配置一排大直径底筋可以满足需求时,是否改为小直径两排设置+第2排底筋不入支座的做法建议比选后确定。考虑两排钢筋间设置Φ25@3m的钢筋头垫铁(每根约0.8~1kg)、及钢筋有效面积折减约3~5%等的抵消影响。

4、地下室区域,或塔楼相关范围的地下室区域,规范建议抗震等级3级或4级,宜优选采用4级,以避开1~3框架梁端部底面筋面积比例限制,为第2排底筋不伸入支座提供有利条件。

知识点:梁底筋不全部伸入支座的优化设计

关于梁下部钢筋不全部伸入支座问题

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