尽管使用多层框架CAD可免去大量人工计算,加快出图速度,但笔者通过多项多层框架工程的设计后发现,多层框架的电算结果仍需进行人工调整,有些梁、柱的最后配筋要凭设计人员的经验而定。这种不确定性造成有的设计调整放大过于保守,有的不调整时又严重不足。为此,本文就多层框架电算结果的人工调整问题进行探讨,并且提出建议。一、 面尺寸的调整设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围,结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1。这是为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑性铰时,柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算,一般可得到下述三种结果:1)部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。2)部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm,部分柱的轴压比超限或配筋过大(试算时可控制柱的配筋率不大于3%)。此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。3)梁、柱的截面尺寸均合适,勿需调整,此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。
一、 面尺寸的调整
设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围,结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1。这是为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑性铰时,柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算,一般可得到下述三种结果:1)部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。2)部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm,部分柱的轴压比超限或配筋过大(试算时可控制柱的配筋率不大于3%)。此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。3)梁、柱的截面尺寸均合适,勿需调整,此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。
二、梁、柱的适宜配筋率
原则:掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段,其值约相当于定额含钢量。规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%,最大配筋率为2.5%;框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。
笔者建议:对于框架梁,其纵向受拉钢筋的配筋率取0.4%~1.5%较适宜。对于框架柱,其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%~3%较适宜。梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地,因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。
三、框架梁配筋的调整
框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量,调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。
(一)缝宽度超限问题
在配筋率一定时,选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级,亦可减小梁的裂缝宽度,但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图,这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度,如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限,就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸,调整至满足规范要求。