介绍:
“16G101-1”施工图集中只有梁柱节点结构,没有梁墙节点结构。 柱和剪力墙并不完全相同。 直接应用梁柱节点不一定适合梁墙节点。 本文根据施工图和结构抗震设计原则对梁墙节点结构进行分析,以指导施工和造价计算。
1、剪力墙与梁的交叉形式:
1、剪力墙与梁的相交有两种方式,一种是面外相交,一种是面内相交。 如下所示:
平面内、外相交示意图
如上图所示,L2(2)、KL8(1)、L15(1)与剪力墙平面外(垂直)相交,XL6与剪力墙平面内(平行或同向)相交。
2、剪力墙与梁平面外相交的两种方式:
平面外相交的两种情况
剪力墙与梁的面外相交根据相交位置分为两种情况。 一种是当它们在边缘组件处相交时; 第二个是当它们在墙上相交时。 如上图所示,L2(2)右端与边构件处剪力墙相交,KL8(1)右端和L15(1)左端与墙内剪力墙相交。
2、剪力墙与梁平面外相交结构分析:
1.与边分量相交:
边缘构件包括隐柱、端柱、翼墙和角墙。 不同边缘构件的梁的结构要求不同,不同的结构会改变梁的属性,即:框架梁可能有非框架节点。 非框架梁也可能具有框架节点。
与端柱在平面外相交
1.1 在端柱处相交:
上图显示的是尾柱处的交叉点。 这种情况下钢结构半刚性节点定义,实际上是梁柱节点结构,可以按照16G101-1的设计或相关结构进行施工。
如何区分框架节点与非框架节点,在《施工技术与造价知识宝典05-“半框架梁”结构及施工管理要点》中详细分析。
在框架结构的抗震设计中,要求梁柱节点中“塑性铰”出现在梁端先于柱端,这样可以提高结构的变形能力。 “塑性铰”是指在应力作用下发生塑性变形和屈服。
如果梁首先发生塑性变形,不会引起结构的倾覆或倒塌,而只会引起结构开裂或局部变形。 但如果柱子先弯曲失效,结构在没有明显变形的情况下就会倒塌,这是非常不安全的。
因此,框架结构设计时要求“强柱弱梁”。 目的是使柱的抗弯能力超过梁的抗弯能力。 在这种情况下,梁总是先于柱屈服,使结构不会发生“脆性破坏”,保证结构的安全。
设计上要做到“强柱弱梁”,必须保证“柱上下端抗弯力之和大于两端梁抗弯力之和” ”。 在建筑结构方面,体现在16G101-1中框架柱、框架梁、梁柱节点的相关结构要求中。
在上图的节点处,端柱相当于框架柱构造。 柱的刚度和抗弯能力超过了梁的抗弯能力,在荷载作用下,梁先于柱发生破坏。 该节点属于框架节点。
与墙角相交
1.2 在角墙处相交:
上图为墙角处的交叉口。 这实际上是一根隐蔽柱,隐蔽柱的长度大于300mm。 隐柱的抗弯能力超过梁的抗弯能力。 在该节点处,隐柱不会先于梁受到破坏,因此应为框架节点。 (由于角长度大于0,所以实际上是在平面内相交)
因此,节点处梁的结构应按框架梁的要求进行施工,即下部纵筋锚固长度必须达到LabE(受拉钢筋基本抗震锚固长度)。 如果锚具不能直,则必须延伸至暗柱。 将锚固件 15d 向相反侧弯曲。 楼板框架梁纵向钢筋锚固结构参见《16G101-1》第84页。
这样,非框架梁L10(1)就成为“半框架梁”,左支撑为框架节点,右支撑为非框架节点。
如果不按照框架节点构建会有什么后果? 由于柱具有高刚度,因此与梁相比,它们可以被认为是不可变形的。 地震时,接头处产生很大的弯矩。 由于梁纵筋(非框架梁锚固12d)锚固长度不足,无法抵抗大弯矩产生的拉应力。 由于纵向钢筋被拉出,结构遭到损坏。
这种破坏发生在梁混凝土的抗压强度和钢筋的屈服强度达到之前,给结构的安全带来很大的隐患。 因此,刚性节点应按框架梁的结构措施进行施工。
与暗柱相交
1.3 与暗柱相交:
这是角墙的极端情况(相当于角长度为 0)。 暗立柱宽度仅为200mm。 此类柱截面小,抗弯能力弱。 梁柱节点刚度不足,意味着节点在地震作用下会变得失稳,不具备抗震能力。
由于柱截面太小,无论梁纵筋在暗柱中锚固多长,都没有抗震意义,只会浪费材料。
柱宽抗震锚固长度要求
对于纵筋锚固直段的“0.4LabE”要求,实际上需要保证柱的宽度足够大,使其具有足够的刚度,以达到“强柱弱梁”的抗震效果。
如果这里的锚具直段不满足“0.4LabE”的要求,增加弯锚的长度作为补偿(使弯锚变大15d)并不能提高节点刚度性能,只能减小弯锚的直径。纵向加固或增加柱宽以满足“柱刚度大于梁刚度”。
可以这样理解:柱子的宽度一旦确定钢结构半刚性节点定义,抗弯能力就确定了。 如果想让柱不先损坏,那么梁钢筋就小一些,梁自然会先损坏。 同样,梁配筋的尺寸确定了,只有加大柱的宽度,才能避免柱后期的损坏。 原理是一样的,只是方向相反。
对于上图中的KL(1),下纵筋直径为14mm,混凝土为C30,抗震等级为4级,抗震锚固长度为35d,0.4LabE=0.4*35*14= 196毫米。 隐藏柱宽度为200mm,保护层为20mm,有效宽度仅为180mm。
180毫米
由此也可以看出,剪力墙结构中翼墙、角墙、端柱的存在,实际上是为了构造框架节点,因为只有它们的截面尺寸和刚度足够大,与其连接的框架才是节点。
2.在墙内相交:
与墙相交
相交在剪力墙中间,首先这个节点肯定达不到0.4LabE的抗震要求。 墙会先于梁失效,只能将其视为非框架节点。 剪力墙宽度小,正面刚度小,无法构造刚性节点。
另外,KL8(1)对剪力墙施加集中荷载,但剪力墙的分布筋没有按竖向荷载设计,不能起到柱支撑的作用。 因此,此处必须增设隐柱来承受集中荷载。 如下所示:
添加隐藏的柱子
如果此处不设置暗柱,剪力墙很容易被压碎,形成裂缝,对结构的承载力产生不利影响。
综上所述,可以得出以下结论:
当梁与剪力墙平面外且在端柱相交时,梁墙节点必须是框架节点,并应根据框架梁的结构进行锚固; 当与暗柱或墙相交时,是否为框架节点取决于构件截面尺寸。 尺寸应根据暗柱宽度和墙体宽度计算确定框架锚固水平截面长度是否为0.4LabE。
若截面宽度>0.4LabE,则梁墙节点为框架节点,需根据框架梁结构要求进行锚固; 否则,需按非框架梁结构要求进行锚固。 一般情况下,剪力墙宽度大于300mm即可基本保证锚固直段长度。
当梁与剪力墙平面相交时,通常将其视为框架节点,因为剪力墙肢部一般不小于500mm,且锚固水平截面始终大于0.4LabE。
3、施工管理应注意的事项:
1、16G101-1图集适用于梁柱节点结构。 在剪力墙结构体系中,梁墙节点结构必须按照设计图纸和说明书进行施工,不能生硬套用图集。
2、检查设计中是否有“半框梁”的相关设计说明。 一般与平面外剪力墙相交的梁的结构要求在《通用设计说明》中规定。
如果有相关设计,就必须按照设计进行施工,否则会造成钢筋的浪费。 如果没有,则按照设计或图集进行施工,不得擅自改变设计,以节省材料。
其实这篇文章主要是针对“你”对应设计时的施工管理。 不能严格套用施工规范或施工图纸,而要注重设计文件的阅读和理解。
3、了解设计意图后,根据设计结构指导钢筋下料表的编制、下料生产等。
4、梁墙节点结构与钢材工程量有关。 软件建模时,注意框架梁、非框架梁、半框架梁的区别,有针对性地进行计算设置。 当无法使用软件计算时,则采用手工表格计算。
5. 在建模工作之前,收集设计描述中的结构要求并在建立模型之前修改计算设置。 修改计算设置的过程就是深化绘图的过程。
总结:
1、施工图中的梁柱节点结构不一定适用于剪力墙结构中的梁墙节点。 必须按照设计或说明中的结构进行施工。
2、梁与剪力墙面外相交节点包括刚性节点和铰接节点。 最直接的判断方法是看墙柱的宽度是否能够满足0.4LabE直截面锚固的抗震锚固要求,即柱与梁截面相比必须足够大。
3、钢筋测量的准确性必须由施工技术来保证,而成本的前提是施工技术。 看懂图纸、理解设计意图不仅是施工技术管理的要求,也是工程造价管理的要求。