钢筋翻样与建筑抗震设计规范的关系 钢筋翻样培训

钢筋翻样与建筑抗震设计规范的关系

一般钢筋翻样不会去看或研究抗震设计规范,以为它与钢筋翻样无关或者关系不大,但我不这样认为,我认为,建筑抗震设计规范有许多条文涉及钢筋,且对钢筋的计算规则有影响。并且,作为一个称职的钢筋翻样也必须了解一些建筑抗震的术语、概念和原理,这对提升钢筋翻样水准是非常有益的。当然,建筑抗震设计规范中许多涉及抗震计算的公式和验算等可忽略,毕竟,这不是钢筋翻样所要应该掌握的,但许多涉及钢筋的条文还是要熟悉的,否则,你的翻样是有问题的。

先了解几个基本的抗震术语,这些术语在结构总说明中出现的频率很高,你要了解其内涵:

抗震设防烈度seismic precautionaryintensity

按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况,取50年内超越概率10%的地震烈度。

抗震设防标准seismic precautionarycriterion

衡量抗震设防要求高低的尺度,由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。

地震作用earthquakeaction

由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用。

建筑抗震概念设计seismic concept design ofbuildings

根据地震灾害和工程经验所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

抗震措施seismicmeasures

除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。

抗震构造措施details of seismicdesign

根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。

其次,要了解建筑抗震原理和规范,在以后的审图和设计优化方面才会提出有价值的建议。虽然这些规范条文是针对设计的,若业主需要进行全生命周期或全过程造价控制时,钢筋翻样可以在设计前对业主提供建议,这不是越俎代庖,而是造价控制的一部分。凡在造价控制中涉及钢筋部分的,钢筋翻样责无旁贷要提出控制目标和控制方案,钢筋部分的造价控制,造价师基本是外行,钢筋翻样必须掌握造价控制的原理和方法。

3.3.4“同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基。”

同一结构单元不能设置在不同的地基上,也不能采用不同的基础类型。

3.4.1“建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。”

平面不规则类型:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续。竖向不规则类型:侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连接和楼层承载力突变。建筑形体规则,对抗震是有利的,也能减少造价,且不一定就没审美价值,简洁是美。建筑形体的怪异新奇复杂不一定是美的,有时反而是丑陋的,且抗震性能差造价高。

3.5.1结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。

3.5.2结构体系应符合下列各项要求:

1 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

2 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对策略荷载的承载能力。

3 应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

4 对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。

3.5.3结构体系尚宜符合下列各项要求:

1 宜有多道抗震防线。

2 宜具备合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。

3 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

结构体系的选择至关重要,它直接影响建筑的抗震性能和工程造价。需要时还进行各种结构体系的钢筋用量分析和造价比较,从而比选最优结构体系,当然也不是造价越低越好,而是综合考虑如技术的先进性和结构的安全性等因素。

3.5.4 结构构件应符合下列要求:

1 砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱,或采用约束砌体、配筋砌体等。

2 混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋的设置,防止剪切破坏等于弯曲破坏、混凝土的压溃等于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏。

3 预应力混凝土的构件,应配有足够的非预应力钢筋。

4 钢结构构件的尺寸应合理控制,避免局部失稳或整个构件失稳。

5 多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用混凝土板。当采用预制装配式混凝土楼、屋盖时,应从楼盖体系和构造上采取确保各预制板之间的连接的整体性。

3.5.5 结构各构件之间的连接,应符合下列要求:

1 构件节点的破坏,不应先于其连接的构件。

2 预埋件的锚固破坏,不应先于连接件。

3 装配式结构构件的连接,应能保证结构的整体性。

4 预应力混凝土构件的预应力钢筋,宜在节点核心区以外锚固。

结构构件主要遵循以下原则:强节点强锚固,强柱弱梁,强剪弱弯。宁可在梁内少放一根钢筋也不能在核芯节点区漏放一个箍筋。这是两害相权取其轻,说明节点区的重要性,不是说让你在梁内少放钢筋。如果你参与的工程项目结构上出了问题,那么,其造成的损失远远大于造价控制所节约的那点费用,你也脱不干系,所以,结构的安全性永远放在首位。

结构材料性能指标,尚宜符合下列要求:

第3.9.2.2.2)条:“抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋屈服强度实测值与屈服强度标准值之比不大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸率实测值不应小于9%。”

这条是强制性规范,不管设计是否要求,均按此施工。符合这三项指标的钢筋为带E钢筋,带E钢筋的价格比普通钢筋每吨高出100元左右。在钢筋翻样时,如果是抗震等级为一、二、、三级,应把框架(即柱、梁)和梯段的纵向钢筋分开统计。

3.9.3第1条普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋,普通钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB400级热轧钢筋,也可采用符合抗震性能指标的HRB335级热轧钢筋。箍筋宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB335级热轧钢筋,也可选用HPB300级热轧钢筋。

新规范已淘汰了HPB235级钢筋,以HPB300级热轧钢筋取代;限制并准备淘汰HRB335级钢筋; 使用HRB400级等高强钢筋也可节省钢筋,符合节约型社会理念,HRB400级钢筋将成或已成主流。

3.9.4 在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足最小配筋率要求。

钢筋代换在进行等强度等面积代换时,还须满足最小配筋率要求。

有时设计只在结构说明中注明设防烈度,那么,如何确定建筑的抗震等级呢?这需要钢筋翻样根据建筑抗震设计规范中表6.1.2按照结构类型、建筑高度和设防烈度来确定。

抗震等级表

6.1.10 抗震墙底部加强部位的范围,应符合下列规定:

1、底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。

2 部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1/10二者的较大值。其他结构的抗震墙,房屋高度大于24M时,底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值。房屋高度不大于24M时,底部加强部位可取底部一层。

这是计算剪力墙结构底部加强部位,有时设计并没交代,那么,钢筋翻样必须按此规定确定底部加强部位,以此计算约束边缘构件。

6.1.3.3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

这条规定很重要,以前在进行钢筋翻样时,往往把地下室基础作非抗震处理,平法图集中基础构件一般也按非抗震考虑,其实,地下室是要求进行抗震设计的,不管它是否有上部结构。

6.1.3.4当甲乙类建筑按规定提高一度确定其抗震等级而房屋高度超过本规范表6.1.2相应规定的上界时同,应采取一级更有效的抗震构造措施。

如100多层的超高层摩天大楼,其抗震等级是特一级,平法图集只适用于一、二、三、四级抗震构造,所以,特一级抗震构造措施应由设计师给出。

6.1.14.地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应符合下列要求:

1 地下室顶板应避免开设大洞口,地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构,相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构。其楼板厚度不宜小于180㎜,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每个方向的配筋率不宜小于0.25%。

重要部位的楼板一定要设计成双层双向。板有四种配筋形式:双层双向、底筋+支座负筋、双层双向+支座负筋、底筋+支座负筋+温度筋,显然,第三种板配筋方案是最合理,满足各方面要求,即既满足受力要求又较经济且保证施工质量,建议设计师大量采用。

3.1)地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍。

地下一层柱直径或根数大于地上一层,这种情况比较常见,钢筋翻样时要注意,当下层柱纵筋直径或根数大于上层时,下层柱纵筋伸入上层柱内1.2LaE。有时遇到的情况正好相反,即地下一层柱小于地上一层柱,这有可能是设计错误,图纸会审提出和纠正。

6.3框架的基本抗震构造措施

6.3.1梁的截面尺寸,宜符合下列要求:

1、截面宽度不宜小于200㎜。实际设计中100、120、150宽的梁也不少见。

2、截面高宽比不宜大于4。200*1000的深梁就不符合高宽比。

3、净跨与截面高度之比不宜小于4。

6.3.2梁宽大于柱宽的扁梁应符合下列要求:

1 采用扁梁的楼、屋盖应现浇,梁中线宜与柱中线生命,扁梁应双向布置。扁梁不宜用于一级框架。设计扁梁是为了提高建筑的室内空间特别是高度的利用率,但它的应用是有许多约束条件的。

6.3.3.1梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。

6.3.3.2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。

6.3.3.3梁端箍筋加密区长度:一级抗震max(2h0,500㎜),其他为max(1.5h0,500)。加密区箍筋间距一级抗震min(h0/4,6d,100㎜),二级抗震为min(h0/4,8d,100㎜),三、四级抗震为min(h0/4,8d,150㎜)。箍筋最小直径,一级抗震为10㎜,二、三级为8㎜,四级抗震为6㎜。当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,箍筋最小直径数值应增大2㎜。

6.3.7.1柱纵向受力钢筋的最小总配筋率

柱纵向钢筋最小配筋率

不同的抗震等级,中柱、边柱和角柱,其配筋率均不同。

6.3.8 柱的纵向钢筋配置,尚应符合下列规定:

1 柱的纵向钢筋宜对称配置。

2 截面边长大于400㎜的柱,纵向钢筋间距不宜大于200㎜。

3 柱总配筋率不应大于5%,剪跨比不大于2的一级框架的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于 1.2%。

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4 边柱、角柱及抗震墙端柱在小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应经计算值增加25%。

有时我们不妨验算一下设计是否符合规定。

5 柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。

6.3.9 .1柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用:

1)柱端,取截面高度、柱净高1/6和500㎜三者的最大值。

2)底层柱的下端不小于柱净高1/3。

3)刚性地面上下各500㎜。

4)剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱,取全高

6.3.9.2柱箍筋加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200㎜,二、三级不宜大于250㎜,四级不宜大于300㎜。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束。采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

6.3.9.4柱箍筋非加密区的箍筋配置,应符合下列要求:

1)柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50%。

2)箍筋间距,一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。

6.3.10框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径同柱端。一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.2%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区,体积配箍率不宜小于核芯区上、下柱端的较大体积配箍率。

6.4.4.3抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径,均不宜大于墙厚的1/10且不应小于8㎜,竖向钢筋直径不宜小于10㎜。

我们遇到许多剪力墙结构的工程,墙身的水平和竖向分布筋均设计成直径8㎜,这是设计上的偷工减料,不能满足规范要求。如在图纸会审中发现墙的竖向钢筋直径小于10㎜的可以向设计提出。即使是业主给设计限额设计的压力,但也不能违反规范啊。现在有许多剪力墙结构的住宅,含钢量每平方米不到40公斤,它的配筋率可能是满足不了规范规定值,不知审图怎么通过的。按规范规定的配筋率,高层剪力墙住宅每平方米超过50公斤。

抗震墙构造边缘配筋要求

有许多设计常按规范的底线,有的甚至突破规范的底线,如三级抗震底部加强部位,边缘构件沿竖向最大箍筋间距为150㎜,设计成200㎜的也经常遇到。

6.7.4一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于2的连梁,当梁截面宽度不小于400㎜时,可采用交叉暗柱配筋,并应设置普通箍筋;截面宽度小于400㎜但不小于20㎜时,可另增设斜向交叉构造钢筋。

连梁中交叉暗柱和交叉构造钢筋只适应于一、二级核心筒,其他结构不必设置。

圈梁配筋要求:

构造柱配筋要求:

有些设计边角构造柱纵向钢筋直径都设计成12㎜,有的甚至设计成10㎜。豆腐渣工程不只是施工中的偷工减料,更多的是由于设计上的偷工减料。

13.3.4钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,应符合下列要求:

1填充墙在平面和竖向的布置,宜均匀对称,宜避免形成薄弱层或短柱。

如出现短柱,短柱应全加密。

3填充墙应沿框架柱全高每隔500mm~600mm设2φ6拉筋,拉筋伸入墙内的长度,6、7度时宜沿墙全长贯通,8、9度时应全第贯通。

拉结筋设计成全长贯通的不多,抗震设计规范是要求全长贯通,当然,6、7度时用“宜”,并没强制,但8、9度是用“应”,是强制。

4墙长大于5m时,墙顶与梁宜有拉结;墙长超过8m或层高2倍时,宜设置钢筋混凝土构造柱;墙高超过4m时,墙体半高宜设置与柱相连且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。

这条是关于砌体内构造柱与圈梁设置条件,当墙长或墙高超过一定长度或高度时宜设置构造柱和圈梁,这条不是强制,但笔者认为还是应该设置,否则,砌体易出现裂缝,易倒塌,抗震性差。虽然在混凝土结构中,砌体是非结构构件,但它倒塌也是要伤人的。规范用“宜”,可能考虑砌体为耗能构件,吸收地震能量。

2012-8-29/上海/茅洪斌

  

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