[分享]绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养

发表于2015-11-05     2151人浏览     3人跟帖     总热度:1064  

笔者自述:

绘图员的日子,结构小菜鸟,”堕入“行业一年有余,深信思考比行动更重要的理想主义者。不忘初心,追求高效,只争早夕,学而思。。。

其实很多时候人真的是懒散的,总觉得这个那个多简单,不用动笔动脑去写写画画,可到了你真正走到这些问题背后的瞬间,经常会被揪出那些曾被你一笑而过的细节,如果你就此悔过,引起重视,为时不晚,若你自以为是,想着自己下回定会记得的,那么这样的你已然忘却了怎么去思考。
思考
设计一般分为计算和制图。计算是制图的依据,图纸是计算的灵魂。和去年相比,我正迈入绘图员的第二阶段,即真正涉足设计行列。然而在慢慢探索模型之美的路上,仍有必要反思绘图习惯的不足,且行且深思。

近来,单位围绕设计标准化展开了许多工作,还专门成立了设计研发中心,主要进行的工作可以分为两类:内与外。内部主要统一绘图标准,技术措施和计算书格式内容;外部便是各个专业间的协调,统一图层,提资要求等。如今市场竞争如此激烈,不思改革,不图进取的团队很显然将被湮灭在残酷的现实之下。诚然,单位的举动是时代的需要,为公司领导的决策点赞。

既然团体奋发图强,我等菜鸟焉能落后。引用结构设计原理的思路,什么样的结构(团队)是优秀的,物尽其用(人尽其才),什么样的结构(团队)最高效,传力路径最短(找准自己的定位,合理利用各自的长处)。

说说梁的那些事
要说经验之类的话,那倒是没什么好说的,能写的都是些“血泪教训”与专业负责人的校对建议吧!重视规范和图集之类的已经是老生常谈,其实道理真的谁都能懂,可是真能静下心来做设计的寥寥无几。扪心自问下,有谁能拍拍胸膛说我做的东西基本都能满足规范要求和图集做法。哎~长吁短叹不解我等浮躁之心,定心定力勇猛精进还我赤子丹心!好吧,既然要总结,那就把规范和图集涉及到的东西一条条道来。

一、梁的设计
1.梁截面的定性与定量
梁截面宽度一般都是200,特殊地方特殊对待咯。对于粱高,一方面我们要根据建筑给出的条件,毕竟我们是完成建筑使用功能的配合者,比如对于边梁,建筑一般窗高2250,建筑面层50,那么结构梁高就是600咯,另一方面就得根据梁跨度、所受荷载及主体结构刚度等确定。借鉴前辈们的经验总结
框架主梁h=L(1/8---1/12),一般取1/10;或1/10---1/12;梁高的取值还要看荷载大小和跨度,有的地方,荷载不是很大,可以主梁高度可以取到1/15
连续梁(相当于次梁)L/12---L/20,一般可以取L/15;
简支梁L/12---L/15,一跨框架,平台梁,电梯吊钩梁,可以按简支梁取;
悬挑梁:重挑时,L/5----L/6;轻挑梁:L/7----L/8;单向密肋梁:L/18---L/22,一般取L/20;
井字梁:L/15---L/20,一般跨度2m,h=L/18,3m时,h=L/17;
框支梁:抗震时L/6;非抗震是:L/7;
如果考虑腰筋设置与否,那梁高还是取550以内吧,刚好不用设置腰筋,经济实在岂不乐乎。

2.点铰的艺术
点铰这回事,首先你必须明白何为刚接,何谓铰接,这个在三大力学应该都有讲述。其次你得注意它存在的道理及通用条件,也就是说有些事不是你想做就做的,事前知事后是一种修养。刚接与铰接的差别就在于支座是否能够转动,能否转动就和支座的构造形式相关。不过这也都是理论而已,实际中是不存在真正的铰接,于是乎,又回到了设计的内涵,即设计就是为了达到工程师对于结构预期赋予的力学行为状态这一目的而进行一系列的手段。那么,在设计中你想铰接也可以,只要它能够接近实际,符合力学原理。
混凝土规范对普通混凝土梁的支座面筋作出了相应说明,进一步说明没有严格的铰接。那么在设计中我们为何点铰,点铰后做出什么样的构造措施呢!
点铰一般出现在某些次梁超现实影响主框梁,比如两根错位的次梁会引起主框梁大大的扭矩,而实际上并不真实。点铰即释放梁端弯矩,而这个铰类似于塑性铰,弯矩不再增大,支座可转动,实际上便是允许梁端开裂,这是合理的,因为混凝土构件本来就是带裂缝工作。另外,点铰了并不是就不管了,对于与之相连的主框梁,建议手动附加主框梁扭筋。虽然点铰对结构整体刚度影响不大,但不建议随意乱点,否则计算中引起一系列内力重分配,这样便有了问题。另一个就是与边框梁相连的梁端不建议点铰,这个很简单,想想协调那回事便知缘由。
 
3.配筋超限分析
对于布置结构柱网阶段,往往会出现那么几个顽固份子,总是飘红。那个阶段有空就把它消灭,没空就视情况施工图阶段再说。
梁超筋的情况当属剪压比超限最为突出,而受弯超限一般都是源于截面选择不当,比较容易解决。那么是什么引起了构件剪压比超限呢?

不当,比较容易解决。那么是什么引起了构件剪压比超限呢?
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养-图片1.jpg
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养-图片2.jpg
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养-图片3.jpg
上图圈出的连梁超筋,主要原因在于其作为主要传力路径上的关键构件,从荷载工况下的内力可知,Y向风和地震作用下剪力较大,故造成剪压比超限。这种没办法调节结构体系的超限,只能从高跨比、截面层次去刚度相关的调整了。
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养-图片4.jpg
上图主要针对剪扭超限,这种超筋也是较为常见。一般将与之相连的次梁梁端点铰卸荷来释放弯矩,不行就又要加大截面了。在计算时一定要多看看构件信息,不然它是怎么得来的你稀里糊涂。其实梁设计超筋一般没什么大的问题,主要还是结构布置合理,传力路径明确,超筋还是不多的,剩下的就是微调了。

二、梁配筋校对 (22个总结)

1有无遗漏配筋
悬挑梁  短跨梁底筋 连续梁支座面筋

2通长面筋与支座面筋是否矛盾(刚开始时老是犯此类错误,要严重注意)。第一类错误:抗震等级为二级时,通长面筋与支座面筋的比值不少于1/4,通长面筋不小于2d14;第二类错误:支座面筋与通长面筋冲突,比如支座两根,通长筋三根,这是个笑话。第三类错误:

3钢筋是否排的下200 250 300 350 400截面分别可以放钢筋的根数,这是个比较简单的事,可是新手往往不愿意自己去思考个中缘由,只是被动的接受着那些经验。有些事只有自己亲力亲为才能印象深刻,有必要自己对着混规好好算算各个直径,我是老老实实的对着混规的要求和钢筋排布细则一个个算了,其实很多时候人真的是懒散的,总觉得这个那个多简单,不用动笔动脑去写写画画,可到了你真正面临这些问题的时候,经常会被揪出那些曾被你一笑而过的细节,如果你就此悔过,引起重视,为时不晚,若你自以为是,想着自己下回会记得的,那么这样的你已然忘记了怎么去思考。看着今年过来的应届生,想起了那时的我们,真是让师傅操碎了心啊!C姐,由衷的感谢你一直以来对我的耐心和教诲。

4配筋率 配筋率在住宅类结构中比较容易满足,一般框架梁支座负钢筋配筋率少有超过2.0%,否则梁截面就有点不太合适,对于最小配筋率则软件有自动考虑。公建由于荷载和跨度方面的不同就不可同日而语了,具体在HY广场项目中已深受打击。
 
5非框架梁箍筋是否用了梁端加密,而框架梁梁端未加密,这个我想一般就是马虎出错了。
 
6箍筋肢数是否正确,小于350用2肢,350~600用4肢,650~800用6肢,同样也是普通住宅少见的错误,但我想思维方式不能有错误,否则你的常识将颠覆你的认知。
 
7集中标注时检查大跨度、悬挑段配筋是否足够,要配足。 这点我将之归纳为概念性认知,对于大跨度的梁,应该有意识的去关注他的配筋和挠度裂缝。
 
8悬挑段箍筋要加密  悬挑梁作为单自由度体系,强剪弱弯则更为重要,所以箍筋加密是概念性措施。
 
9变标高处面筋不能连通  变标高处梁的大样在图集中是有示意的,而对于平法表示建议还是分开标注,第一,很容易漏掉标高,第二支座面筋是不拉通的。
 
10抗扭筋是否表示,是否满足要求;梁高 需要配置腰筋。特别可笑的就是人总是会想当然,而不是经过严谨的科学求证。关于腰筋,其实混规已经说的很详细了(0.1bhw),这里请注意hw的取值。
 
11所有梁配筋需检查计算书,特别注意框支梁、悬挑梁、大跨梁
 
12梁端纵向受拉钢筋配箍率>2%,箍筋是否按要求增大2mm。注意此处的加大是指按规范表中列出箍筋最小直径的加大,而非计算配筋后的加大。
 
13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。
 
14梁端箍筋加密区箍筋间距是否满足规范的要求,尤其是断面高度较小的连梁,400以下的梁箍筋加密间距肯定在100以下。另一个就是8d的要求,若是三级抗震抠钢筋的话,面筋直径可能会用到12,那么加密区间距就是96了。
 
15悬臂梁有收头边梁、井格梁的梁交汇处设附加横向钢筋。注意收头边梁梁高一定是和挑梁同高不然做出来的就是笑话了。
 
16三级框架柱箍筋加密区箍筋间距采用150,不满足柱脚箍筋间距100的要求。GB50011-2001-6.3.8
其实梁配筋真的没什么好说的,可能说来说去就那么几条规范在引导设计,所以说事前事后,读他规范一两遍绝对有益。
 
17QLL与LL的区别
 
18内悬挑梁  关于内悬挑和互为悬挑这两种形式的梁,部门开展过讨论,对于与墙平面外相连稍大跨梁底筋配置较大时,梁端最好设置100墙垛,以便梁支座筋锚固受力更合理。

19短梁(L/h<4),箍筋全长加密
 
20梁端支座筋的取值(2d25 or 4d18) 付工建议,对于住宅类建筑,梁受力均不是很大,宜选用小直径钢筋。从结构概念上讲,小直径是更合理些(1,裂缝和挠度更小;2,锚固长度更短)
 
21屋面周圈梁高、板面标高及机房层梁的标高、上反与否。
 
22通病:梁截面与计算模型不符,最小配筋率(后改梁截面)
板配筋图校对板面标高及板厚需注明板筋长度一定要仔细核对(l’=l0/4)板厚取值是否有误(板厚一般 100mm及双向板短跨的L/40,单向板的L/30)角板受力复杂应予以加强,双层双向拉通且ρ>0.3%核心筒处由于板不连续或板有效宽度骤减,一般加厚为150mm,并双层双向d10@200拉通配筋洞口、变标高处(标高相差>30mm)板筋需断开,且在计算中将支座设为铰接受力板筋是否满足最小配筋率max(0.15%,0.45ft/fy),一般为0.17875%(不包括悬挑板)

阳角飘板和客餐厅折角处放射筋是否表示挑出阳台宜用梁式结构;当挑出长度L>1.5m时,应采用梁式结构;当1.0m<L<1.5m且需采用悬挑板时,其根部板厚不小于L/10且不小于120mm,受力筋直径不宜小于12mm。板底标高不同处平面图中画个小大样


异型板的设计
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养-图片5.jpg


图1  荷载作用下的变形图 (左图边界简支,右图边界固结)
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图2  荷载作用下的M11图
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图3  荷载作用下的M22图
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图4 简支边界板主应力方向图
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图5 固结边界板主应力方向图
图1为荷载组合下板的挠度图,板中最大变形为1.82/0.778mm,满足要求。图2为荷载组合下板的M11图,简支边界板在角点连线出现负弯矩板带,而固结边界板弯矩较为均匀,基本处于边界负弯矩跨中正弯矩手里形态;图3为荷载组合下板的M22图。以上可知除了 角点处应力集中,其他受力形态还是和简支固结构件相似。图4、图5则反映了异型板受力的主应力方向,通过主应力方向可以判断楼板出现裂缝的形态和半边负筋的排布原则。

墙柱
1.截面
说到截面,一般会涉及两个因素,一个是轴压比,另一个则是墙肢稳定性。这里想说的是请辩证的看待轴压比,一直记得在重庆实习时,屈总对轴压比的高见。(屈总是我遇见的第三位人生导师,那个年代出来的人,功底是扎实的,虽说接触时间不长,但印象深刻)轴压比超限,一般会想到的是加大面,但往往由于建筑功能限制,加厚会被建筑诟病,所以会想到加大混凝土标号,这里需要注意规范关于限值轴压比的真正内涵是什么。高规6.4.2条文说明指出,抗震设计中限值轴压比主要是保证柱的延性要求,而对于延性,往往就是材料越强越脆。所以不能一味的加大混凝土标号来满足轴压比的要求。

结构的艺术,在于辩证的看待手中的点滴,所谓高深,其一为高,登高望远,一览无遗,在于自我投资;其二为深,深思熟虑,不求甚解,在于思维方式。可见高深二字,或遥不可及,或触手可探。最近一直忧思短期内的自我规划,如何不急功近利却能勇猛精进,年轻人毕竟经历的少,万事莫能一帆风顺。另一方面,只有经过这一系列抉择与教训,才能懂得什么样的是最重要的,值得争取的。

2.纵筋
纵筋中的最小直径和最大间距 纵筋的相关规定都可以在规范中查阅,这里就不一一细说了。主要需要注意的是规范对配筋率和直径要求的双控,上次就是用墙柱助手进行边缘构件设计,结果闹出了直径不满足的笑话。最大间距的话,规范貌似未做出相应规定,但我想按照框架柱的规定设计应该是没有问题的。

3.箍筋
和纵筋一样,箍筋也有着同样的注意点。约束边缘构件采取全部箍筋形式设计,构造边缘构件采取隔一拉一设计。两个重难点:重叠部分和计入墙体水平筋的问题。

4.墙柱助手
墙柱助手(雨夜屠夫)将墙柱施工图一下变得简单,如果模型前期调好,这步应该也没什么好说的,剩下的只是细心制图。软件让你我成为“傻瓜”之时,切勿沉沦,心中尚应对结构设计如初衷。

5.建模概要
剪力墙模型的调整还是挺讲技巧的,高手随便动两下就能调出漂亮的参数,菜鸟死磕也无济于事。这篇想在之后的章节写写画画。
未提供翼墙效应的墙肢建模   外围剪力墙由于建筑功能的限制,往往无翼墙或是无有效翼墙,下面三种不同处理方式对墙和梁受力的影响(实际长度翼墙,不建,柱代替)

绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养_1
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养_2
绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养_3

由上图可知考虑无效翼墙的模型,墙肢和梁配筋会大很多,而以柱替代或是不建的结果是梁柱配筋小一些。

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上图是两者的内力图,实际来讲这么短的翼墙是不可能提供那么强的支座效应的,而且模型中梁截面还是200x1200。显然,以短墙建模是不合适的。

做法:向F君讨教过,一般对于这种只多出100~200的墙肢,是可以不建模的,但有些人会加大梁的配筋,实际上这种做法不太可取,因为加大了梁的配筋那将减小墙的安全度,所以按结果配筋,仍其塑性协调。另F君说道,有些审图单位会建议墙肢采取组合配筋形式,短肢采取1/3~1/2数值配筋,依据何在不可知。

墙柱大样校对
1.大样尺寸和平面是否对的上 改是常事,但图纸一般很难联动,所以改平面的同时需对应修改大样图。

2.所有墙柱配筋均要认真核对计算书 墙柱助手这工具确实大大提高了绘图效率,但工具毕竟是工具,总是有傻瓜的一面,通用就代表了存在不确定性,人为干扰较多咯!

3.配筋是否有遗漏,纵筋、箍筋是否满足规范构造要求。一般就是配筋率和钢筋间距,直径大小的相关规定

4.短柱箍筋全截面加密
5.柱宽大于200的柱端纵筋间距是否小于200,暗柱基本也按此标准执行。

6.底部加强区、框支墙的水平、竖向钢筋是否加强
7.外侧墙温度应力较大,应适当增加分布筋,高规7.2.19对顶层剪力墙、周圈剪力墙水平和竖向分布筋配筋率均不应小于0.25%,间距不应大于200mm。

后记:
想法再多,不去实施那都是空想主义。这段时间,纠结、惆怅、失落、亢奋、奋起,心情此起彼伏。需要告诫自己的是,别轻易去想是非,别轻易去输光阴,别轻易去恨自己。。。留给自己多点时间去看书,去投资自我。                                                        
2015.10.28 珠海
结构菜鸟 木子青见

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绘图员的日子:剪力墙结构的自我修养


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 发表于2015-11-13   |  只看该作者       筑龙币+10

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