1、 平法的系统科学原理:
——视全部设计过程与施工过程为一个完整的主系统,主系统由多个子系统构成:(1)基础结构 、(2)柱墙结构、(3)梁结构、(4)板结构
——各子系统有明确的层次性、关联性、相对完整性 ——层次性:基础→柱墙→梁→板,均为完整的子系统 ——关联性:基础→关联→柱墙(以基础为支座);柱→关联→梁(以柱为支座);梁→关联→板(以梁为支座)
——相对完整性:基础自成体系,无柱或墙的设计内容;→ 柱墙自成体系,无梁的设计内容;→梁自成体系,无板的设计内容;→板自成体系,仅有板自身的设计内容
层次性:基础→柱墙→梁→板 无论从设计过程还是施工过程都是按这个流程完成,层次非常的清晰。
关联性:以往很多同行在算箍筋的时候,不清楚节点位置哪儿该加密,为什么加密,那么清楚了支座的原理,这个问题就迎刃而解了。我们在设计阶段、施工下料、布筋我们都得考虑相关支座关系。考虑各构件之间承载力的大小及传力原则。
相对完整性:在设计出图的表现形式上他们都是独立的板块。
综上所述:层次性、关联性、相对完整性我们都不能独立分析、看待。必须认清三者之间的相互关联关系。
2、柱的分类及概念
框架柱:在框架结构中主要承受竖向压力;将来自框架梁的荷载向下传输,是框架结构中承力最大构件。框架柱承受荷载主要有:自身荷载、上部构件荷载、活荷载(设备、家具等位置移动)、流动荷载(人员流动)、外力荷载(风、地震、雨雪等)等。
框支柱:出现在框架结构向剪力墙结构转换层,柱的上层变为剪力墙时该柱定义为框支柱。
芯柱:它不是一根独立的柱子,在建筑外表是看不到的,隐藏在柱内。当柱截面较大时,由设计人员计算柱的承力情况,当外侧一圈钢筋不能满足承力要求时,在柱中再设置一圈纵筋。由柱内内侧钢筋围成的柱称之为芯柱。
梁上柱:柱的生根不再基础而在梁上的柱称之为梁上柱。主要出现在建筑物上下结构或建筑布局发生变化时。
墙上柱:柱的生根不再基础而在墙上的柱称之为墙上柱。同样,主要还是出现在建筑物上下结构或建筑布局发生变化时。
3、明白锚固、保护层的概念;
钢筋的锚固长度一般指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础中的总长度,包括直线及弯折部份。即,一个构件伸入另一个构件的钢筋长度。
4、钢筋锚固的公式,以及基本锚固的数值,11G-1 P53; 基本锚固长度lab取决于钢筋强度fy及混凝土抗拉强度ft,并与锚固钢筋的直径及外形有关。
换算关系:
A、非抗震锚固长度la=非抗震基本锚固lab*锚固长度修正系数(当钢筋直径大于25 时,取默认值1.1)
B、 抗震锚固长度lae=非抗震锚固长度la*抗震系数(一、二级抗震等级为1.15,三级抗震为1.05,四级抗震为1.0)
C、 抗震搭接长度=搭接修正系数*抗震锚固
D、 非抗震搭接长度=搭接修正系数*非抗震锚固
5、基础层柱插筋 11G-3 P59 墙上柱、梁上柱构造 11G-1 P61 基础插筋的计算公式:
无地下室:长度=弯折长度a+锚固竖直长度+非连接区Hn/3+(搭接长度Lle ) 有地下室:长度=弯折长度a+锚固竖直长度+非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(搭接长度Lle)
柱纵筋连接百分率示意图
柱插筋在基础中的锚固(11G101-3,P59)
基础高>锚固值 弯折取Max(6d,150)基础高<=锚固值 弯折取15d
6、中间层柱纵筋计算
标准层:纵筋长度=标准层层高-本层非连接区+上一层非连接区(+搭接长度LlE ) 11G101-1P57
楼层变截面构造 11G101-1P60
注意边角柱在变截面处的弯折,长度为变截面+Lae, 上下层纵筋变化构造 11G101-1P57
根数发生变化的时候,根数多的部分甚至根数少的那层1.2Lae;钢筋直径发生变化,直径大的伸至小直径的那层进行连接,大直径降级使用。
7、中柱顶层节点 11G101-1P60
根据上图,可以把顶层中柱的情况分成两类: 弯锚长度 判断(梁高—bhc)<laE
图A、B,采用弯锚,此时节点处的纵筋计算长度为:梁高—bhc+12d 图C,采用机械锚固(此做法很少使用),此时节点处的纵筋计算长度为:梁高—bhc,锚板根据设计要求另计 直锚长度(梁高—bhc)≥laE,图D,采用直锚,此时节点处的纵筋计算长度为:梁高—bhc 中柱柱顶纵筋长度=顶层层高- max(Hn/6,Hc,500)-梁高+锚固
注:无论哪种锚固情况,纵筋均需伸至柱顶(根据前面学过的平法原理,柱是梁的支座,因此在节点范围内柱的所有钢筋均需全向贯通,纵筋更不例外。)
8、边角柱顶层节点 11G101-1 P59
实际施工常用做法:
绑扎柱钢筋-浇注砼至梁底-支梁底模—绑扎梁钢筋-支梁侧模-支板模板-绑扎梁板钢筋—浇捣梁板砼;
对应B、C、D节点:
1、外侧钢筋65%部分伸入梁内,按B(C)节点 1)、先判断外侧纵筋配筋率是否大于1.2%,如大于,其中一半另加20d 2)、如从梁底算起1.5labE未超过柱内侧边缘,同时要满足弯钩≥15d 2、35%部分按D节点
上部先弯折的方向为第一排,须伸至对边弯折8d 下部后弯折的方向为第二排,伸至对边截断即可 计算结果与实际排布顺序有关,结果不唯一
外侧钢筋长度1:顶层层高-max{本层楼层净高Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)}-梁高+1.5LabE (或1.5LabE+20d)
外侧钢筋长度2:顶层层高-max{本层楼层净高Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直
径)}-bhc+柱宽-2bhc+8d
外侧钢筋长度3:顶层层高-max{本层楼层净高Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)}-bhc+柱宽-2bhc
抗震柱箍筋加密构造
1、柱箍筋在基础内设置不少于两根,间距不大于500 2、刚性地面上下500的地方加密 3、嵌固部位要加密,加密范围Hn/3
4、在节点范围内,抗震框架柱箍筋加密通过
5、当柱纵筋采用搭接连接时,搭接区内箍筋直径不小于d/4(d为搭接钢筋最大直径),间距不应大于100mm及d(d为搭接钢筋较小直径)。 箍筋长度是计算
1号箍筋长度=(b+h)*2-保护层*8+1.9d*2+ max(10d,75mm)*2 3号H边长度=(h-2*bhc-2*d1-D1)/3*1+D2+2*d2
梁钢筋端部构造
当支座宽度不足以设置直锚时,即柱宽-bhc<Lae时,须将纵筋伸至柱外侧纵筋内侧,再弯折,其弯折长度为15d。
当支座宽度满足设置直锚时,即柱宽-bhc≥Lae时,其锚固长度为max(0.5hc+5d,Lae)
上通筋计算
公式:长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固 左、右支座锚固长度的取值判断:
当hc-保护层(直锚长度)≥LaE时,取Max(LaE ,0.5hc+5d) 当hc-保护层(直锚长度) < LaE时,必须弯锚,hc-保护层+15d
支座负筋
上部第一排负筋伸入跨中的长度为ln/3,第二排负筋伸入跨中的长度为ln/4,中间跨时,ln的取值为该支座左右两侧的最大跨的净跨长度。 端支座
第一排长度=左或右支座锚固+净跨长/3 第二排长度=左或右支座锚固+净跨长/4 中间支座负筋长度计算
上排长度=2*max(第一跨,第二跨)净跨长/3+支座宽 下排长度=2*max(第一跨,第二跨)净跨长/4+支座宽 架立筋的计算
注:当梁的上部既有通长筋又有架立筋时,其中架立筋的搭接长度为150 架立筋长度=净跨长-净跨长/3*2+150*2
架立筋长度=净跨长-左支座负筋伸入跨内净长-右左支座负筋伸入跨内净长+150*2 梁侧面钢筋构造
当hw≥450时,在梁的两个侧面沿高度设置侧面构造钢筋,纵向构造钢筋间距≤200。当梁侧面配有直径不小于构造钢筋的受扭钢筋时,受扭钢筋可以代替构造钢筋。
梁侧面构造钢筋的搭接与锚固取15d,梁侧面受扭钢筋的搭接长度为Lle或Ll,锚固长度取Lae或La,锚固方式同框架梁下部钢筋。