非抗震钢筋混凝土梁两种箍筋间距与加密区/非加密区的辨析与应用建议

本帖最后由 summermeis 于 2013-6-7 12:41 编辑非抗震钢筋混凝土梁两种箍筋间距与加密区/非加密区的辨析与应用建议 summermeis 首发近日做关于非抗震结构的项目，对于箍筋间距提出了不同的意见，同事对该定义有不同的理解，以下是我的阐述，忘大家指正：一、加密区/非加密区抗震结构中框架梁是耗能构件，抗震框架梁梁端塑性铰区箍筋的构造是保证该塑性铰区延性能力的基本构造措施，其目的是从构造上对框架梁塑性铰去的受压混凝土提供约束，并约束纵向受压钢筋，防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈，及其后受压混凝土的随即压溃，是抗震概念中“强节点、弱构件”的具体体现。故而针对有抗震构造措施要求的结构，人为的区分加密区与非加密区，符合规范精神。

本帖最后由 summermeis 于 2013-6-7 12:41 编辑

summermeis 首发

近日做关于非抗震结构的项目，对于箍筋间距提出了不同的意见，同事对该定义有不同的理解，以下是我的阐述，忘大家指正：

一、加密区/非加密区

抗震结构中框架梁是耗能构件，抗震框架梁梁端塑性铰区箍筋的构造是保证该塑性铰区延性能力的基本构造措施，其目的是从构造上对框架梁塑性铰去的受压混凝土提供约束，并约束纵向受压钢筋，防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈，及其后受压混凝土的随即压溃，是抗震概念中“强节点、弱构件”的具体体现。故而针对有抗震构造措施要求的结构，人为的区分加密区与非加密区，符合规范精神。

二、计算程序 SATWE 的输出认识

现阶段用 PM 建模过程中，多数都采用了统一的梁单元输入模式，即次梁与框架梁都用“主梁”的方法输入到模型中。因此， SATWE 内力计算后，输出的梁单元配箍是统一的，也就是

箍筋： GAsv-Asv0

扭筋： VTAst-Ast1

G 、 VT ——为箍筋和剪扭配筋的标志。

Asv ——为梁加密区抗剪箍筋面积和剪扭箍筋面积的较大值（ cm2）

Asv0 ——为梁非加密区抗剪箍筋面积和剪扭箍筋面积的较大值（ cm2）

Ast 、 Ast1 ——为梁受扭纵筋面积和抗扭箍筋沿周边布置的单肢箍的面积，若 Ast 和 Ast1 都为零，则不输出这一行。

在 SATWE 截面设计计算中，梁单元取节点间长度，截面计算分析将梁单元分成 9 个截面（含端节点），分别计算该截面处的弯剪扭内力及截面设计。同时，输出了加密区与非加密区的交界处（除一级外均为 1.5H 和 500 的较大值）的箍筋，该箍筋值取用了受剪和抗扭纵筋的较大值。如此，则一梁单元箍筋的输出为 11 个截面，共计 9 段。如图：

举例：一非抗震框架梁输出为： G0.4-0.3

SATWE 部分信息如下：

3. 构件种类标志 (KELE) ：梁

6. 构件材料信息 (Ma): 砼

7. 构件两端约束标志 (IE) ：两端刚接

8. 构件属性信息 (KE) ：主梁，普通梁

17. 抗震构造措施的抗震等级 NF = 5

18. 内力计算截面数 nSect1= 9

19. 配筋计算截面数 nSect2= 9

20. 第 1 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 0.000

21. 第 2 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 0.980

22. 第 3 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 1.960

23. 第 4 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 2.940

24. 第 5 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 3.920

25. 第 6 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 4.900

26. 第 7 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 5.880

27. 第 8 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 6.860

28. 第 9 个计算截面距 J1 节点的距离 Di = 7.840

荷载工况 M-I M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7 M-J N

V-I V-1 V-2 V-3 V-4 V-5 V-6 V-7 V-J T

(1) 89.4 69.3 49.2 29.2 9.1 -11.0 -31.0 -51.1 -71.2 0.0

-20.5 -20.5 -20.5 -20.5 -20.5 -20.5 -20.5 -20.5 -20.5 0.1

(2) -50.8 -38.0 -25.1 -12.2 0.6 13.5 26.4 39.2 52.1 0.0

13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 -0.3

(3) -154.0 43.3 188.1 262.5 277.7 218.7 99.6 -88.8 -331.2 0.0

226.1 175.6 118.8 45.4 -14.5 -91.6 -151.4 -221.8 -275.5 -1.5

(4) -37.0 -0.7 27.3 44.0 48.7 41.4 22.2 -8.4 -47.2 0.0

40.0 33.5 23.1 10.9 -1.3 -13.5 -25.7 -36.1 -43.0 -0.3

三、构件设计验算信息

Lb= 7.84 Cover= 20 Nfb= 5 Rcb= 30.0 Fy= 360. Fyv= 270.

调幅系数： 0.85 扭矩折减系数： 0.40 刚度系数： 2.16

梁属性：混凝土梁框架梁调幅梁

-I- -1- -2- -3- -4- -5- -6- -7- -J-

-M(kNm) -313. -27. 0. 0. 0. 0. 0. -124. -477.

LoadCase ( 13) ( 17) ( 0) ( 0) ( 0) ( 0) ( 0) ( 12) ( 12)

Top Ast 756. 756. 0. 0. 0. 0. 0. 756. 1132.

% Steel 0.20 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.20 0.31

+M(kNm) 0. 186. 363. 449. 478. 396. 294. 167. 0.

LoadCase ( 0) ( 12) ( 12) ( 8) ( 1) ( 1) ( 0) ( 0) ( 0)

Btm Ast 756. 756. 853. 1064. 1135. 933. 756. 756. 756.

% Steel 0.20 0.20 0.23 0.29 0.31 0.26 0.20 0.20 0.20

Shear 344. 275. 194. 94. -47. -152. -236. -335. -414.

LoadCase ( 9) ( 9) ( 13) ( 13) ( 12) ( 12) ( 12) ( 1) ( 1)

Asv 25. 25. 25. 25. 25. 25. 25. 25. 38.

Rsv 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.13

Tmax/Shear( 1)= 1.0/ -414. Astt= 0. Astv= 38.2 Ast1= 0.0

非加密区箍筋面积 (1.5H 处 ) Asvm= 25.

梁抗剪箍筋和剪扭箍筋的大值（ Astv ） = 38

梁剪扭纵筋（ Astt ） = 0

梁剪扭箍筋（ Astv0 ） = 38

纯扭箍筋的单根箍筋面积（ Astv1 ） = 0

超限标志 (JCJC 0 表示不超限， 1 表示超限 ) = 0

梁剪扭配筋计算的扭矩（ Tb ） = 1

梁剪扭配筋计算的剪力（ Tv ） = -414

梁设计轴力（ Fn ） = 0

从该构件信息可知：加密区内 0.4 为框架梁两端的大值，包含了左端的 0.25 所需。非加密区内配箍为 0.3 ，包络了两端加密区与非加密区交界处的所有截面配箍所需。

summermeis

2013年06月06日 23:00:56

2楼

三、非抗震钢筋混凝土梁两种箍筋间距的可行性
对于非抗震结构，理论上不需要采取抗震的构造。对应历史记录发生地震影响较少的地区，一些业主单位在成本控制过程中严格要求采用非抗震构造措施，因此，框架梁不做为耗能构件，不存在加密区/非加密区的概念。然而，由于在SATWE输出中，由于按照了“主梁”模型的输入及配筋结果的输出，同时很多情况下习惯上配置一种箍筋间距，造成了配筋的浪费；同时，当梁“加密区”（实际多为两端抗剪所需截面箍筋）配箍较大时，简单的采用一种箍筋直径，相当于给该梁全长“加密”，从抗震的角度来讲也不符合“弱构件”的要求。
实际中，由于梁跨度、荷载的情况差异，可能造成输出的梁配箍“加密区”值较大，但是应明白，该值为抗剪所需，示意如下：

即加密区与非加密区交界截面后的剪力值一般都小于该交界截面处的剪力值。
举例如下：假定“配筋信息”中梁箍筋间距（mm）为100，一梁配箍输出为：G0.8-0.4
若为抗震：假定箍筋为8，则可配置为8@100/200（2）
若为非抗震：盲目的采用一种间距，即8@100，实际上配箍比非抗震还多，是不合适的，因而适宜采用8@100/200（2）。
对于次梁，与非抗震框架梁在箍筋构造措施上基本相同，因而也可以采用此种方法。
四、应用建议
习惯上当SATWE配箍输出GA-B中A与B相差不大时，采用一种箍筋间距，施工图的绘制与施工都很方便。当相差大于0.5cm2以上时宜用两种箍筋间距。图集11G101-1第85页给出了非抗震框架梁两种箍筋间距的大样，如下：

由该大样知，第一种箍筋规格及间距需要设计指出。经了解，可以采用如下表示方法：
当A=B=C，X=Y,L=R时，可表示为A@X(L长度左)/Z
当A=B=C，X=Y,L≠R时，可表示为A@X(L长度左，R长度右)/Z
当A≠B=C，X≠Y,L≠R时，可表示为A@X(L长度左），B@Y(R长度右)/Z
当A≠B≠C，X≠Y,L≠R时，可表示为A@X(L长度左），B@Y(R长度右)/C@Z
亦或采用抗震构造中箍筋加密区的箍筋“加密区长度”来区分。
11G101-1中图集示意：

对应两种箍筋间距做法示意：
即箍筋写法同抗震结构，实际上由于SATWE输出的缘故，对应的“加密区长度”即为第一种箍筋间距的范围，“非加密区范围”即为第二种箍筋间距的范围，从构造上来讲是一样的，但是概念有区别。
同时应该明白，对于多根次梁集中力作用在主梁上时，由于按节点输入，该主梁配筋输出被划分为若干段，靠近支座的配箍一般较大，但应能保证第一段的1.5H距离后的配箍大于第二段“加密区的”配箍，否则不能直接套用图集做法，而用第一种方法表示或是尺寸标准界限来分段表示，如下图示：

以上是本人的一些见解，因为本人水平有限，所以难免会从在纰漏或错误，望大家指正或提出意见。