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梁纵向配筋大小直径方式比选

发布于:2023-03-01 11:26:01 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

梁为水平向受力的构件,自重是所受荷载的一部分,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,优先减小梁宽相应的纵筋可设置为多排。

梁实配钢筋计算值以保证安全这是基本原则具体配置时,可采用大直径少根数或者小直径多根数的不同灵活组合方式。两种方式在设计中都很常见,一般都会认为没有区别、只是各人习惯不同。从受力安全角度而言确实如此,但从成本费用而言,两者还是有区别的。这主要体现的纵筋在支座处的锚固长度及材料用量上。

在节点区域需要满足一定的锚固要求。规范图集的要求详见下图:

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框架梁纵筋构造要求


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      非框架纵筋构造要求

框架梁底筋固长度0.4labE+15d=0.4*zaE* a* fy/ft* d+15d=kd(k为常数,主要跟钢筋和砼的型号相关),非框架梁的底筋锚固长度为12d,可见钢筋锚固长度与钢筋直径d线性相关,直径越小长度越短可归纳为统一表达式:支座锚固长度=kd

由此会想到一个问题:在纵筋总量相同的情况下,多根数小直径形式的锚固长度会短些、总长度也会短些,那么钢筋用量会否节省些呢?下面分析推导一下:

钢筋用量(体积)=钢筋面积x钢筋长度=钢筋面积As*(净跨ln+2*锚固长度kd)=As*ln+As*2kd。

两种选筋方式的As相同,ln一致,所以第1项的梁中纵筋用量(体积)是相等的。主要看第2项的锚固段的差异。

小直径多根数方式:锚固段体积V1=n1根*(单根As1*2kd1)=n1*As1*2kd1

大直径少根数方式:锚固段体积V2=n2根*(单根As2*2kd2)=n2*As2*2kd2

n1*As1=n2*As2=总As,d1

如:梁底纵筋计算面积6cm2,可以配4Φ14、3Φ16或者2Φ20,净跨范围的用量基本相同,但锚固段的比例则为14:16:20=100:114:143、差异较为显著。

理论上采用小直径钢筋能节省总长度和材料用量,特别是采用小直径钢筋钢筋排数可能多于1排,支座二排负筋的伸出长度净跨Ln/4第一排的Ln/3少约25%、第二排底筋不伸入支座减少20%也有不同意见认为,底筋不全部伸入支座的做法,不局限与第2排,16G图集里面只是为了显示清晰所以错位表达而已。这点欢迎大家讨论分享观点和实际案例做法均可能进一步减少纵筋用量。以下沿用《梁底筋不全部伸入支座的优化设计》的实际案例大小直径方式进行细化分析研本次对比中,当需要设置2排筋时,暂不考虑内力臂高度折减的不利影响,也不考虑构造形式用量少的有利影响

一、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6.6mx7.8m3级抗震。

配筋结果摘录如下

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首层覆土、非消防车区域:

非框架梁底筋15cm2,6Φ18比4Φ22少0.8kg约0.8%。

框架梁底筋19cm2,5Φ22比4Φ25少6.8kg约5.4%。

首层覆土+消防车区域:

非框架梁底筋24cm2,12Φ16 6/6比5Φ25少6.7kg约4.5%。

框架梁底筋21cm2,11Φ16 5/6比7Φ20少3.1kg约2.2%。

普通车库层:

非框架梁底筋6cm2,4Φ14比2Φ20少1.5kg约4%。

框架梁底筋6cm2,4Φ14比2Φ20少2.5kg约6.4%。

6级人防区域:

框架梁底筋49cm2,10Φ25 5/5比4Φ40少46kg约13.8%。

地下室区域采用多根数(可多排)小直径配筋,比少根数(单排为主)大直径配筋,节省约0.8~6.4%(人防区节省约13.8%,主要是大直径纵筋按单排配置选用了Φ40进行比较,仅供参考)。

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1级抗震(随主塔)

梁荷载及配筋结果摘录如下

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非框架梁底筋11cm2, 3Φ16+2Φ18比3Φ22少3kg约4%。

框架梁底筋9cm2,3Φ20比2Φ25少5kg约7.6%。

裙房区域采用多根数(可多排)小直径配筋,比少根数(单排为主)大直径配筋,可节省约4~7.6%。

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2级抗震。

梁荷载配筋结果摘录如下

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非框架梁底筋21cm2, 7Φ20比2Φ28+2Φ25少3.7kg约2.5%。

框架梁底筋24cm2,12Φ16 6/6比5Φ25少13.2kg约7.9%。

酒店标准层区域采用多根数(可多排)小直径配筋,比少根数(单排为主)大直径配筋,可节省约2.5~7.9%。

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1级抗震。

梁荷载配筋结果摘录如下

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非框架梁底筋65cm2, 4Φ25+3Φ22/7Φ25比4Φ40+2Φ32少25.8kg约4.3%。

框架梁底筋37cm2,10Φ22 5/5比6Φ28少3kg约0.8%。——10Φ22纵筋面积=38cm2比6Φ28=36.9cm2多了约3%,削弱了小直径筋方案的优势。

loft公寓标准层区域采用多根数(可多排)小直径配筋,比少根数(单排为主)大直径配筋,可节省约0.8~4.3%。

    综合上述分析对比结果,可知:通常情况下,采用多根数(可多排)小直径配筋,比少根数(单排为主)大直径配筋,相对较省,这与理论公式的对比结论是吻合的;节省幅度约在1~8%之间,主要取决于选筋的精准性;宜避免为贪图方便或者单排布筋而选用超大直径筋如Φ32Φ40等,存在支座厚度要求高、锚固段材料用量大等不利情况;小直径选筋可以跟“底筋不全部伸入支座”做法相结合,可进一步提高节省幅度。

综合上述案例,对梁纵筋选型配置的具体建议如下

1、宜优先采用小直径多根数的形式。

2、多根数可以布置为多排筋,配合“底筋不全部伸入支座”使用。

3、选筋应尽量精准,可以多种直径组合。避免超配幅度太大而削弱了小直径筋的优势。

4、尽量避免贪方便或者强求单排布筋而选用超大直径筋如Φ32Φ40等。

知识点:梁纵向配筋大小直径方式比选

梁钢筋直径大小的选择

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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