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主次梁相交时,当主梁两侧的次梁跨度相差过大而在主梁中引起的扭矩以及次梁边跨与主梁相交在主梁中引起的扭矩往往容易被忽视,其后果将导致建筑结构的可靠程度降低,留下事故隐患,甚至诱发安全事故。
如图9所示的主次梁组成在长乐下朱村村建中不少见,现在就以这种主次梁布置对扭矩产生的原因,变化规律及其对梁的影响作一番探讨。假设LB上均布荷载qB,支承于主梁LA上而形成主次梁相交。
LB到LA上下支座的距离分别为L3,L4。根据变形协调条件可求得LA梁中L3段内的
扭矩T3,
从式(A)可看出,随着次梁跨度L2,荷载qB的增加以及主梁跨度L1,次梁到主梁支座的距离L3的减小(即主梁LA对次梁LB的嵌固作用增强),T3迅速增加,反之迅速减少。变化幅度从零到次梁LB固端弯矩之间,因而有可能在主梁LA中形成较大的扭矩而对主梁产生较大的影响,甚至因扭矩过大而出现主梁LA的抗扭截面尺寸不够,从而出现抗扭超筋现象。
因此在长乐下朱村村建的结构设计中慎重考虑主次梁相交在主梁中引起扭矩的作用。根据扭矩的大小采取构造抗扭措施,或通过计算来进行梁的抗扭设计,而不要随意把次梁两端假定为铰支来考虑忽视扭矩的作用。这样做提高了建筑结构的可靠度,消除了事故隐患,尤其要尽量避免主次梁相交时次梁靠近主梁支座这种情况,以免在主梁中产生过大的扭矩而使梁的抗扭截面尺寸不够,产生抗扭超筋现象。
4.5箍筋加密
本工程为三级抗震设计,框架梁的梁端1.5h-2h(h为梁高)范围内箍筋需要加密,这是为了使梁端可能产生塑性铰的区域有较好的延性,这是抗震设计的构造要求.显然,构件除了要满足抗震构造要求外,还需保证在受力状态下的安全,如梁还应满足竖向荷载作用(或与水平荷载组合作用)下抗剪承载力的要求,以此确定抗剪箍筋的数量.但本工程所用的PK软件只输出框架梁端(节点)处的剪力和箍筋面积,梁其余部分的剪力和箍筋面积的变化情况不得而知,导致用程序计算时在加密区1.5h-2h长度内满足梁端部受力和构造要求(如箍筋间距为100),而在非加密区(1.5h-2h以外)范围内的箍筋数量则按加密区数量50%(如间距200)配置,个人认为这是不安全的.图10为一框架梁的剪力示意图,在竖向均布荷载作用下,剪力图反对称(图10a),若中间的箍筋数量按加密区数量的50%配置,则加密区的长度至少需要L/4(L为梁长).在一般情况下,梁高h小于L/8,则L/4就大于2h,加密区长度取2h就满足不了抗剪的要求.在水平荷载为主要荷载的情况下,剪力图偏于一边(图10b)中间部位的剪力一般情