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梁的分类和注意事项
一、连梁、框架梁、非框架梁、主梁、次梁的区别
赞赞赞1、连梁和框架梁:
连梁是指两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁(具体条文详见“高规”第7.1.8条);框架梁是指两端与框架柱相连的梁,或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。
两者相同之处在于:一方面从概念设计的角度来说,在抗震时都希望首先在框架梁或连梁上出现塑性铰而不是在框架柱或剪力墙上,即所谓“强柱弱梁”或“强墙弱连梁”;另一方面从构造的角度来说,两者都必须满足抗震的构造要求,具体说来框架梁和连梁的纵向钢筋(包括梁底和梁顶的钢筋)在锚入支座时都必须满足抗震的锚固长度的要求,对应于相同的抗震等级框架梁和连梁箍筋的直径和加密区间距的要求是一样的。
两者不相同之处在于,在抗震设计时,允许连梁的刚度有大幅度的降低,在某些情况下甚至可以让其退出工作,但是框架梁的刚度只允许有限度的降低,且不允许其退出工作,所以规范规定次梁是不宜搭在连梁上的,但是次梁是可以搭在框架梁上的。一般说来连梁的跨高比较小(小于5),以传递剪力为主,所以规范对连梁在构造上作了一些与框架梁不同的规定,一是要求连梁的箍筋是全长加密而框架梁可以分为加密区和非加密区,二是对连梁的腰筋作了明确的规定即“墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;当连梁截面高度大于700mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋(腰筋)的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋(腰筋)的面积配筋率不应小于0.3%”且将其纳入了强条的规定,而框架梁的腰筋只要满足“当梁的腹板高度hw≥450mm时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%,且其间距不宜大于200mm。”且不是强条的规定。
在施工图审查的过程中发现设计人常犯的错误有:一是把两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁编成了框架梁,而且箍筋有加密区和非加密区,或把跨高比不小于5的梁编成了连梁;二是在连梁的配筋表中不区分连梁的高度和跨高比而笼统的在说明中交待一句“连梁腰筋同剪力墙的水平钢筋”,这时如果连梁中有梁高大于700mm或跨高比不大于2.5而剪力墙墙身配筋率小于0.3%或水平分布筋的直径不大于8mm时,容易违反“高规”第7.2.26条的规定,而且该条还是强条,这应引起设计人的注意。
2、框架梁和次梁:
一般情况下,次梁是指两端搭在框架梁上的梁。这类梁是没有抗震要求的,因此在构造上它与框架梁有以下不同,现以国标图集<03G101-1>为例加以说明:
(1)次梁梁顶钢筋在支座的锚固长度为受拉锚固长度la,而框架梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laE。
(2)次梁梁底钢筋在支座的锚固长度一般情况下为12d,而框架梁的梁底钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laE。
(3)次梁的箍筋没有最小直径的要求、没有加密区和非加密区的要求,只需满足计算要求即可。而框架梁根据不同的抗震等级对箍筋的直径和间距有不同的要求,不但要满足计算要求,还要满足构造要求。
(4)在平面表示法中,框架梁的编号为KL,次梁的编号为L。
在实际的施工图中,设计人员容易犯的错误主要有以下两类:一是在次梁的平法表示中,对箍筋按加密区和非加密区来表示,如φ8#100/200等。二是当次梁为单跨简支梁时,支座的负筋数量往往不满足“混凝土规范”第10.2.6条的规定(第10.2.6条 当梁端实际受到部分约束但按简支计算时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋,其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的四分之一,且不应少于两根)。
3、主梁ZL、次梁CL 、 框架梁KL、 非框架梁L
关于主次梁的概念,第一层意思:主次梁的相对性。
L3是次梁;L2相对L3是主梁,相对L1,又是次梁;而L1又是KL3、KL4的次梁。
主次是相比较而存在。L2在L3的作用位置两侧,箍筋须加密;L1在L2的作用位置两侧,箍筋也须加密。
主次梁的第二层意思。
在一个钢筋混凝土楼盖体系中,梁的单位长度荷载面积(荷载面积/梁长度)数值愈大,其作用愈重要。
我们来看图一,如图所示是预制楼板搁置在纵向梁,纵向梁A、B、C、D承重,横向梁1、2、3、4、5、6只承受自重和围护墙重量,不承受楼面荷载。
如果不考虑抗震设防,通长将承重的纵向梁A、B、C、D做成框架梁,将只承受自重和围护墙重量的1、2、3、4、5、6梁做成联系梁(《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》未出现这个专业术语)。
考虑抗震设防,将承重的纵向梁和只承受自重和围护墙重量的1、2、3、4、5、6梁均做成框架梁KL。
显然,KLA、B、C、D的作用比KL1、2、3、4、5、6的重要的多,KLA、B、C、D是框架主梁,而KL1、2、3、4、5、6是框架次梁。
让我们再来关注现浇板的情形:KLA、B、C、D各梁单位长度荷载面面积大,是主框架梁;KL1、2、3、4、5、6各梁单位长度荷载面面积较小,是次框架梁。
再来看设置了非框架梁的情形,我们从上图看到CL将板的荷载和其自重以集中力的形式作用于KLA、B、C、D各主要框架梁,而另外一个方向的框架梁KL2、3、4、5与次梁L12、L23、L34、L45、L56所分管的范围相当,所以是非主要框架梁。
也就是讲,主次梁是一组术语,框架梁与非框架梁又是另外一组术语。
4、4种主次梁连接构造
二、基础拉梁与次梁的区别有哪些?
基础拉梁是指两端与承台或独立柱基相连的梁,与次梁相同之处在于基础拉梁也是没有抗震要求的、基础拉梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度也为受拉锚固长度la、基础拉梁的箍筋也没有加密区和非加密区的要求。与次梁不同之处在于基础拉梁的梁底钢筋也必须满足受拉锚固长度la的要求、基础拉梁的宽度不应小于250mm、基础拉梁除按计算要求确定外梁内上下纵向钢筋直径不应小于12mm且不应少于2根(详见“地基规范”第8.5.20条)、箍筋不少于Φ6@200(详见《全国民用建筑工程设计技术措施结构篇》第3.12.1-9条)
在实际的施工图中,设计人员容易犯的错误主要是将基础拉梁简单套用框架梁的平法表示,编号为JKL,对箍筋按加密区和非加密区来表示,如φ8#100/200等。而现有的国标平法图集中并没有专门针对基础拉梁的构造,如果设计人员想借用平法图集的话,将基础拉梁编号为JL较为合适,同时应在说明中注明JL的配筋构造应按“03G101-1”中次梁(非框架梁)的配筋构造执行,同时梁底钢筋锚入支座的长度必须满足受拉锚固长度la的要求。
综上述连梁、框架梁、非框架梁、地基拉梁的区别可用下表来表示:
梁类别
是否有抗震要求
梁顶钢筋的锚固要求
梁底钢筋的锚固要求
箍筋的要求
连梁
有
抗震锚固长度laE且≥600
抗震锚固长度laE且≥600
除满足计算要求外,箍筋沿梁全长加密,直径和间距应满足规范的要求
框架梁
有
抗震锚固长度laE且≥0.5hc+5d
抗震锚固长度laE且≥0.5hc+5d
除满足计算要求外,箍筋加密区和非加密区的直径和间距应满足规范的要求
次梁(非框架梁)
无
受拉锚固长度la
12d
按计算要求配置,没有加密区和非加密区的要求
地基拉梁
无
受拉锚固长度la
受拉锚固长度la
按计算要求配置,且箍筋不少于Φ6@200,没有加密区和非加密区的要求
三、框支梁与转换梁
习惯上,框支梁一般指部分框支剪力墙结构中支承上部不落地剪力墙的梁,是有了“框支剪力墙结构”,才有了框支梁。《混凝土高规》所说的转换构件中,包括转换梁,转换梁具有更确切的含义,包含了上部托柱和托墙的梁,因此,传统意义上的框支梁仅是转换梁中的一种。
转换梁:因为建筑功能的要求,下部大空间,上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地,而通过水平转换结构与下部竖向构件连接。当布置的转换梁支撑上部的结构为剪力墙的时候,转换梁叫框支梁.
但框支梁又与一般的普通转换梁又有些区别。
框支梁:剪力墙以下的框架梁。
普通转换梁:梁上起柱。
1. 二者受的内力不同。普通转换梁只有剪力、弯矩;而框支梁除存在剪力、弯矩以外还有拉力,类似于砖混结构墙梁中的托梁。
2. 转换层楼板的作用不同。普通转换梁的楼板和一般的楼板无异,而框支梁的楼板除起到一般楼板的作用外,还有起着与转换梁一同受拉的作用。
3. 抗测力刚度变化不同。普通转换梁上下部分抗侧刚度变化不大,而框支梁以上是剪力墙,以下是砼柱,抗侧刚度变化很大。
4. 构造要求不同。由于框支梁与普通转换梁受力不同,起的作用有一定差异,所以二者的配筋及构造不同,具体详相关规范和构造书籍。
四、如何区分基础梁,基础拉梁,基础连梁,地下框架梁,地梁:
从结构分析角度来说,基础梁是受到地基反力作用的梁。作用于建筑结构上的荷载和结构物自重,通过柱和墙传递到基础,基础又将其传递到地基土。基础对地基土产生了作用力,同时地基土对基础产生反作用力,这个反作用力,工程界称其为地基反力。凡是受到地基反力作用的梁,我们称其为基础梁。
基础梁受地基反力的作用,在跨中无墙区域,产生向上隆起的变形趋势。与上部结构的腾空梁在受到竖向荷载向下作用后向下弯曲变形恰恰相反,所以在过去没有电脑的年代,习惯上把基础梁视作“倒梁楼盖”体系,就是这么一个原因。
与基础梁相反,不受地基反力作用,或地基反力仅仅是地下梁及其覆土的自重产生,不是由上部荷载的作用说产生,这样的地下梁,就不是结构分析意义上的“基础梁”,是“基础拉梁”、“基础连梁”,或者是地下框架梁。
地下框架梁DKL:单层工业厂房,杯形基础的杯口上方,紧靠柱放置在杯口上的预制“基础梁”,它是用来托墙的,是将其上墙体的重力荷载传递到杯形基础,这梁本身不受地基反力的作用,不是结构意义上的“基础梁”,是上世纪50年代初期,俄语翻译不懂专业而翻错的一个前苏联的专业名词,将错就错,到现在。若这梁的上表面与基础(承台)顶面持平或者低于基础(承台)顶面,这梁是基础连梁JLL,其纵向钢筋必须锚入基础,不是锚入柱子,因为在施工JLL时,KZ还仅仅只有插筋,没有形成柱子,所以不存在锚入柱子的说法;
若某梁的下表面与基础(承台)顶面持平或者高于基础(承台)顶面,这梁是DKL,在《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(06G101-6)(独立基础、条形基础、桩基承台)第38页第2节第5.2.1条中阐述得明白:地下框架梁系指设置在基础顶面以上且低于建筑标高±0.000(室内地面)并以框架柱为支座的梁。其纵向钢筋必须按照上部框架梁的相关要求锚入柱子。因为此种情形,DKL梁与基础顶面存在一个≥0的广义空间,梁必须锚入柱子。
再看(06G101-6)(独立基础、条形基础、桩基承台)69页DKL和JLL的构造要求,在右上图图名线下方的括号中,有“梁上部纵筋也可以在跨中1/3范围内连接”的告知,这就明明白白告诉我们,这个JLL是随上部梁的要求进行连接和锚固,不是像“基础梁”那样上部纵筋在支座左右l0/4的范围实施连接(见(06G101-6)(独立基础、条形基础、桩基承台)51页“基础梁JL纵向钢筋与箍筋构造”)。
外从(06G101-6)(独立基础、条形基础、桩基承台)68页、69页的DKL和JLL“图形语言”我们可以看到,基础地基持力层的顶面与DKL、JLL的底面之间存在“空档”,没有“紧密接触”,因此,这种地下梁没有承受结构意义上的地基反力
一根地下梁,两端锚入基础或桩基承台,其上仅仅只承受底层墙体的荷载,如果这根地下梁的下面有宽度≥700mm的“条形基础”,那么,它就是基础梁和基础拉梁两梁合一;如果这根梁地下未设置宽度≥700mm的“条形基础”,仅仅只有宽出梁两侧各25~50mm的纯混凝土垫层,那么,墙体的荷载还是通过这个地下梁传递到地下梁两端的基础或承台。
一个直观的体认,房屋建筑基础与地基之间只能是“面接触”,不能是“线接触”。面接触是地基托起了基础及其上部结构;线接触是像刀片那样在切割地基土,嵌入或切入地基土壤,这是显然不行的。(源自一丁老师的“平法看图与钢筋常见问题解析”)
1)基础梁:是作为上部建筑的基础,将上部荷载传至地基,起到承重和抗弯功能。
一般是基础梁的基础结构中,无承台,上部有框架柱,箍筋在基础梁上(即使是柱位置)都是满布。
2)基础连梁:指连接独立基础、条形基础或桩基承台的梁,不承担由柱传来的荷载。
调节基础的不均匀沉降,可在上面布置砖墙,不做抗震要求。
多跨基础连梁以柱为支座,单跨基础连梁(若图纸未注明),以承台(或独立基础)为支座,06G101-6,P70。
3)地下框架梁:特点是±0.000以下,基础顶面以上,以框架柱为支座,见06G101-6,P68。
4)基础拉梁应该和基础连梁是一个概念。
5)地梁个人认为是笼统的叫法,以前砖混结构基础下面的梁叫地梁,现在基础连梁(拉梁)、基础梁、地下框架梁也有叫地梁。
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