民用建筑工地進(jìn)程設(shè)計(jì)常見問題分析(混凝土結(jié)構(gòu)

1、6.1柱的計(jì)算由于建筑功能要求，局部樓板開大洞，造成部分柱子周邊均無梁，柱子長度有二、三層高(或稱之為越層柱)，用計(jì)算程序計(jì)算配筋時，對柱子長度計(jì)算未作處理。原因分析：柱子的配筋計(jì)算，與柱子的計(jì)算長度關(guān)系很大。將二、三層高的長柱按一層高的柱子進(jìn)行配筋計(jì)算，不安全。改進(jìn)措施：當(dāng)柱子周邊均無梁時，應(yīng)按柱子的實(shí)際長度(即二、三層高)進(jìn)行配筋計(jì)算；當(dāng)柱子一個方向有梁相連，另一個方向無梁時，應(yīng)按柱子的實(shí)際長度(即二、三層高)驗(yàn)算無梁方向柱子的承載力。柱子按軸心受壓柱設(shè)計(jì)時，采用配置螺旋式間接鋼筋的圓形截面柱。如：柱子直徑D=500mm，C40混凝土，配置HRB335級822縱向鋼筋，HPB235級850

2、螺旋箍，計(jì)算長度l06.5m，根據(jù)混凝土規(guī)范GB50010配置螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式(7.3.2-1)、(7.3.2-2)，算出此雨蓬柱的軸心受壓承載力為4090.7kN。改進(jìn)措施：沿柱子高度方向配置間距較密的螺旋箍筋約束混凝土，使柱子核心區(qū)混凝土處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)，既可以提高混凝土的延性，也可以提高混凝土的抗壓承載能力。因此，可采用配置螺旋式間接鋼筋的圓形截面柱以提高柱子的承載能力。但應(yīng)用混凝土規(guī)范GB50010公式(-1)、(7.3.2-2)，應(yīng)注意其適用條件：(1)為使間接鋼筋外面的混凝土保護(hù)層對抵抗脫落有足夠的安全，按混凝土規(guī)范公式(-1)算得的構(gòu)件承載力

3、不應(yīng)比按式(7.3.1)算得的大50，即Nmax1.35(fc+fyAs)。(2)凡屬下列情況之一者，不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋的影響，而應(yīng)按混凝土規(guī)范公式()計(jì)算：1)，當(dāng)l0d12時，此時因長細(xì)比較大，使柱受壓承載力降低；2)當(dāng)按式(-1)、(7.3.2-2)算得的受壓承載力小于按式(7.3.1)算得的受壓承載力時；3)，當(dāng)間接鋼筋換算截面面積Asso小于縱向受力鋼筋全部截面面積的25時，此時間接鋼筋配置得太少，約束混凝土作用效果不明顯。本例中l(wèi)0d=6500500=1312(查混凝土規(guī)范表得=0.895)，長細(xì)比較大，使柱受壓承載力降低，不能按式(7.3.2-1)、(7.3.2-2)計(jì)算，而只能按

4、式(7.3.1)計(jì)算，故有Nu0.9(fc+fyAs)。3755.7kN。6.2柱的配筋構(gòu)造柱子箍筋型式設(shè)計(jì)錯誤。如：截面尺寸為450mmx450mm框架柱，根據(jù)計(jì)算，每側(cè)配置縱向受力鋼筋418，抗剪箍筋按構(gòu)造設(shè)置，截面配筋如圖所示。改進(jìn)措施：混凝土規(guī)范GB50010第條第5款規(guī)定：當(dāng)柱截面短邊尺寸大于400mm，且各邊縱向鋼筋多于3根時，或當(dāng)柱截面短邊尺寸不大于400mm，但各邊縱向鋼筋多于4根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。圖中箍筋配置不符合上述規(guī)定，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋，如圖所示。抗震設(shè)計(jì)的高層建筑設(shè)有設(shè)備層時，設(shè)備層層高一般較小，故柱的剪跨比常常小于1.5。設(shè)計(jì)時設(shè)備層柱的軸壓比限值仍按抗震規(guī)范GB50

5、011第條采用，未做特殊處理。改進(jìn)措施：柱軸壓比和剪跨比的概念是柱子抗震設(shè)計(jì)的重要概念，限制框架柱的軸壓比主要是為了保證框架結(jié)構(gòu)的延性要求?？拐鹪O(shè)計(jì)時，通常希望柱子的破壞為大偏心受壓破壞。這是一種延性破壞。和軸壓比相比，剪跨比對框架柱的破壞特征起主導(dǎo)作用。試驗(yàn)表明：在通常的配筋條件下，當(dāng)剪跨比入2時，框架柱在橫向水平剪力作用下一般情況下發(fā)生延性較好的大偏心受壓破壞；當(dāng)剪跨比入2時框架柱，在橫向水平剪力作用下一般都發(fā)生脆性的剪切破壞。因此，抗震規(guī)范表注2規(guī)定：剪跨比1.5入2的柱，其軸壓比限值應(yīng)比規(guī)范表中數(shù)值減小0.05。剪跨比入l.5的柱，其軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施。比如：在柱截

6、面中部設(shè)置芯柱、設(shè)置型鋼，取用更嚴(yán)的軸壓比限值、采用合適的箍筋形式、提高箍筋的體積配箍率、采用柱內(nèi)配置X型鋼筋等措施，采用柱外包鋼板箍、或其他專門研究的特殊構(gòu)造措施。在高層建筑有錯層結(jié)構(gòu)時，錯層處框架柱的截面高度小于600mm，抗震等級仍按一般結(jié)構(gòu)確定，即同其他框架柱。未按提高一級采用，且其箍筋未全柱段加密。原因分析：錯層結(jié)構(gòu)屬豎向布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)；錯層附近的豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，難免會形成眾多應(yīng)力集中部位；錯層結(jié)構(gòu)的樓板有時會受到較大的削弱；剪力墻結(jié)構(gòu)錯層后會使部分剪力墻的洞口布置不規(guī)則，形成錯洞剪力墻或疊合錯洞剪力墻；框架結(jié)構(gòu)錯層則更為不利，往往形成許多短柱與長柱混合的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。改進(jìn)措施

7、：錯層結(jié)構(gòu)在錯層處的構(gòu)件要采取加強(qiáng)措施，如圖所示，高規(guī)JGJ3第條規(guī)定：錯層處框架柱的截面高度不應(yīng)小于600mm，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，抗震等級應(yīng)提高一級采用，箍筋應(yīng)全柱高加密。此條為強(qiáng)制性條文，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。如果錯層處混凝土構(gòu)件不能滿足設(shè)計(jì)要求，則需采取有效措施。例如框架柱采用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱；剪力墻內(nèi)設(shè)置型鋼等，可改善構(gòu)件的抗震性能的措施。7框架梁柱節(jié)點(diǎn)7.1框架梁柱節(jié)點(diǎn)當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的梁、柱混凝土強(qiáng)度等級不同，尤其在高層建筑的底部，柱混凝土強(qiáng)度等級遠(yuǎn)大于梁時，對梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級及做法未提出施工要求。原因分析：框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)在水平荷載作用下承受很大的剪力，易發(fā)生剪

8、切脆性破壞?？拐鹪O(shè)計(jì)時，要求節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不出現(xiàn)明顯的剪切裂縫。保證框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)在與之相交的框架梁、柱鋼筋屈服之后產(chǎn)生裂縫。因此，抗震規(guī)范規(guī)定一、二級框架的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算，三、四級抗震等級框架的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)符合抗震構(gòu)造措施的要求。為方便施工起見，往往先澆搗柱混凝土到梁底標(biāo)高，再澆搗梁板混凝土。這樣，當(dāng)梁、柱混凝土強(qiáng)度等級不同時，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土強(qiáng)度等級就低于柱子的混凝土強(qiáng)度等級，有可能造成節(jié)點(diǎn)核心區(qū)斜截面抗剪強(qiáng)度不夠。改進(jìn)措施：當(dāng)框架梁柱的混凝土強(qiáng)度等級不同時，框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土可按以下原則處理：以混凝土強(qiáng)度等級級差5Nmm2為一級。1)柱子混凝土強(qiáng)度等級高于梁板混凝土強(qiáng)度等級

9、不超過一級時，或柱子混凝土強(qiáng)度等級高于梁板混凝土強(qiáng)度等級不超過二級，但節(jié)點(diǎn)四周均有框架梁時，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土可與梁板相同；2)柱子混凝土強(qiáng)度等級高于梁板混凝土強(qiáng)度等級不超過二級，且不是節(jié)點(diǎn)四周均有框架梁時，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土也可與梁板相同，但應(yīng)按抗震規(guī)范GB50011附錄D進(jìn)行斜截面承載力驗(yàn)算；3)當(dāng)不符合上述規(guī)定時，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土宜按柱子混凝土強(qiáng)度等級單獨(dú)澆筑如圖-(a)，在混凝土初凝前即澆搗梁板混凝土，并加強(qiáng)混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)。也可在梁端做水平加腋，以加強(qiáng)對梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束；4)不符合1）、2）款規(guī)定時，也可按圖-(b)所示的方法，加大核心區(qū)面積，并配置附加鋼筋。改進(jìn)措施：框

10、架梁縱向受力鋼筋在框架節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的錨固不滿足規(guī)范的規(guī)定常容易被忽視。1在框架中間層的中間節(jié)點(diǎn)處，足尺節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)表明，當(dāng)非彈性變形變大時，仍不能避免梁端的鋼筋屈服區(qū)向節(jié)點(diǎn)內(nèi)滲透，貫穿節(jié)點(diǎn)的梁筋粘結(jié)退化與滑移加劇，從而使框架剛度和耗能性能進(jìn)一步退化。因此，混凝土規(guī)范 GB50010第條第l款規(guī)定：梁內(nèi)貫穿中柱的每根縱向鋼筋直徑，對一、二級抗震等級，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20；對圓柱截面，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。2，在框架中間層的端節(jié)點(diǎn)處，混凝土規(guī)范第條第2款規(guī)定：當(dāng)水平直線段錨固長度不足時，梁上部縱向鋼筋應(yīng)伸至柱外邊并向下彎折。彎折前的水平投影長度不應(yīng)小于0.4lae(

11、抗震設(shè)計(jì))或0.4la(非抗震設(shè)計(jì))，彎折后的豎直投影長度取15d，如圖所示。對伸入框架中間層端節(jié)點(diǎn)的梁上部鋼筋當(dāng)水平錨固長度不足時，有些設(shè)計(jì)按1989年版抗震規(guī)范在900彎弧內(nèi)側(cè)加設(shè)橫向短粗鋼筋。但試驗(yàn)證明，這種鋼筋只能在水平錨固段發(fā)生較大粘結(jié)滑移后方能發(fā)揮作用，故2001年版抗震規(guī)范取消了這種構(gòu)造做法。當(dāng)出現(xiàn)本例所說的問題時，可采取下列方法中的一種或幾種以滿足規(guī)范要求：(1)調(diào)整梁的縱向受力鋼筋布置，使直徑較大的鋼筋放在梁的中部，直徑較小的鋼筋放在梁的兩側(cè)；(2)加大柱截面尺寸；(3)將梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)局部加大，按寬扁梁構(gòu)造設(shè)計(jì)此節(jié)點(diǎn)區(qū)，如圖所示；(4)改變柱子方向，使之與梁正交；(5)對個別節(jié)

12、點(diǎn)，也可按框架梁鉸接在框架柱上進(jìn)行設(shè)計(jì)對框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面進(jìn)行抗震驗(yàn)算時，核心區(qū)截面有效驗(yàn)算寬度bj一律取驗(yàn)算方向柱截面寬度。原因分析：節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面有效驗(yàn)算寬度bj的大小，直接影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗力的大小，bj取值過大，則導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載能力偏大，造成不安全。改進(jìn)措施：抗震規(guī)范GB50011附錄D第條規(guī)定，核心區(qū)截面有效驗(yàn)算寬度，應(yīng)按下列規(guī)定采用：1，核心區(qū)截面有效驗(yàn)算寬度，當(dāng)驗(yàn)算方向的梁截面寬度不小于該側(cè)柱截面寬度的l/2時，可采用該側(cè)柱截面寬度，當(dāng)小于柱截面寬度的1/2時，可采用下列二者的較小值：bjbb0.5hc (-1)bjbc (-2)式中bj節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的截面有效驗(yàn)算寬度；b

13、b梁截面寬度；hc驗(yàn)算方向的柱截面高度；b驗(yàn)算方向的柱截面寬度；2，當(dāng)梁、柱的中線不重合且偏心距不大于柱寬的1/4時，核心區(qū)的截面有效驗(yàn)算寬度可采用上款和下式計(jì)算結(jié)果的較小值：bj0.5(bbbc)0.25hce (-3)式中e梁與柱中線偏心距。設(shè)計(jì)時應(yīng)按上述規(guī)定計(jì)算bj。對非抗震設(shè)計(jì)的框架頂層節(jié)點(diǎn)處鋼筋錨固做法，誤按混凝土規(guī)范GB50010第條的規(guī)定做，即將柱子鋼筋伸至柱頂，梁上部縱向鋼筋錨入節(jié)點(diǎn)。如圖所示。原因分析：在非抗震設(shè)計(jì)的框架頂層端節(jié)點(diǎn)處的梁端和柱外側(cè)均主要受負(fù)彎矩作用，相當(dāng)于一根彎折900的折梁。圖所示的構(gòu)造做法，無法保證梁、柱縱向受力鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的搭接傳力，使梁、柱無法發(fā)揮出

14、所需的正截面受彎承載力。改進(jìn)措施：混凝土規(guī)范GB50010第條規(guī)定：框架頂層端節(jié)點(diǎn)處，可將柱外側(cè)縱向鋼筋的相應(yīng)部分彎入梁內(nèi)作梁上部縱向鋼筋使用，也可將梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點(diǎn)及其附近部位搭接。搭接可采用下列方式：1，搭接接頭可沿頂層端節(jié)點(diǎn)外側(cè)及梁端頂部布置，如圖-2(a)所示，接長度搭不應(yīng)小于1.5la，其中，伸入梁內(nèi)的柱外側(cè)縱向鋼筋截面面積不宜小于柱外側(cè)縱向鋼筋全部截面面積的65%；梁寬范圍以外的柱外側(cè)縱向鋼筋宜沿節(jié)點(diǎn)頂部伸至柱內(nèi)邊，當(dāng)柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)谝粚訒r，至柱內(nèi)邊后宜向下彎折不小于8d后截?cái)?；?dāng)柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)诙訒r，可不向下彎折。當(dāng)有現(xiàn)澆板且板厚不小于80mm

15、、混凝土強(qiáng)度等級不低于C20時，梁寬范圍以外的柱外側(cè)縱向鋼筋可伸入現(xiàn)澆板內(nèi)，其長度與伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋相同。當(dāng)外側(cè)柱縱向鋼筋配筋率大于1.2%時，伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋應(yīng)滿足以上規(guī)定，且宜分兩批截?cái)?，其截?cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于20d。梁上部縱向鋼筋應(yīng)伸至節(jié)點(diǎn)外側(cè)并向下彎至梁下邊緣高度后截?cái)?。此處，d為柱外側(cè)縱向鋼筋的直徑。2，搭接接頭也可沿柱頂外側(cè)布置，如圖7.l.4-2(b)，此時，搭接長度豎直段不應(yīng)小于l.7la，當(dāng)梁上部縱向鋼筋的配筋率大于l.2%時，彎入柱外側(cè)的梁上部縱向鋼筋應(yīng)滿足以上規(guī)定的搭接長度，且宜分兩批截?cái)啵浣財(cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于20d，d為梁上部縱向鋼筋的直徑。柱外側(cè)縱向

16、鋼筋伸至柱頂后宜向節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平彎折，彎折段的水平投影長度不宜小于12d，d為柱外側(cè)縱向鋼筋的直徑。上述第一種方法適用于梁上部鋼筋和柱外側(cè)鋼筋數(shù)量不多的民用或公共建筑框架，其優(yōu)點(diǎn)是有利于在梁底標(biāo)高設(shè)置柱混凝土施工縫。但當(dāng)梁上部和柱外側(cè)鋼筋數(shù)量過多時，該方案將造成節(jié)點(diǎn)頂部鋼筋擁擠，不利于自上而下澆注混凝土。此時，宜改用梁、柱筋直線搭接，接頭位于柱頂部外側(cè)的搭接做法，如圖-2 (b)所示。8剪力牆8.1剪力墻的計(jì)算抗震設(shè)計(jì)的板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，僅考慮各層板柱部分應(yīng)滿足計(jì)算要求，及應(yīng)承擔(dān)不少于各層全部地震作用的20，而剪力墻部分僅按計(jì)算的地震作用設(shè)計(jì)。原因分析：純板柱結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度小，延性差，地震作用下

17、柱頭極易發(fā)生破壞，抗震性能差，故在抗震設(shè)計(jì)中，均采用板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)。按多道設(shè)防的原則，抗震規(guī)范GB500ll第條規(guī)定：板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻，應(yīng)承擔(dān)結(jié)構(gòu)的全部地震作用，各層板柱部分應(yīng)滿足計(jì)算要求，并應(yīng)能承擔(dān)不少于各層全部地震作用的20。剪力墻僅按滿足計(jì)算的地震作用設(shè)計(jì)可能會導(dǎo)致地震作用下剪力墻部分承載能力不足，不能很好地起到第一道防線的作用。改進(jìn)措施：應(yīng)按抗震規(guī)范第條的規(guī)定，調(diào)整為抗震墻按承擔(dān)結(jié)構(gòu)的全部地震作用進(jìn)行設(shè)計(jì)。高層建筑不分情況在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗，且未采取有效的加強(qiáng)措施。原因分析：高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的角部是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗，實(shí)際上是取消了角部的剪力墻肢，代之以角部曲梁，這不僅削弱了結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度和抗側(cè)力剛度，而且鄰近洞口的墻肢、連梁內(nèi)力增大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯。因?yàn)榻谴暗拇嬖谄茐牧藟w的連續(xù)性和整體性，降低了結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抗扭承載力，于結(jié)構(gòu)抗震不利。改進(jìn)措施：B級高度及9度設(shè)防A級高度的高層建筑不應(yīng)在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗?？拐鹪O(shè)計(jì)時，8度及8度以下設(shè)防A級高度的高層建筑在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，應(yīng)采取下列措施： (1)洞口應(yīng)上下對齊