今天給各位分享下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的知識,其中也會對下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,混凝土框架柱設計需注意什么?,2、,框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面,3、,高層建筑鋼筋混凝土施工技術分析?,5、,鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討?
今天給各位分享下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的知識,其中也會對下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始吧!
本文目錄一覽:
- 1、混凝土框架柱設計需注意什么?
- 2、框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面
- 3、高層建筑鋼筋混凝土施工技術分析?
- 4、鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計中應注意的問題?
- 5、鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討?
- 6、混凝土框架結構設計的一般步驟有哪些
混凝土框架柱設計需注意什么?
個人覺得注意點主要在這幾方面下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面:
1、箍筋肢距、間距
2、體積配箍率
3、短柱(箍筋全高加密)、角柱
4、邊柱與角柱是否小偏拉
5、最小配筋率、最大配筋率
6、框架梁柱節點核心區下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的抗剪配置。
7、框架梁柱交接處鋼筋配置需要考慮鋼筋根數的問題下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面,以防止梁柱鋼筋頂牛。
框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面
1框架計算簡圖的確定
1.1無地下室的多層框架房屋
1)基礎埋深較淺時現澆的框架結構梁柱剛接,計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。根據《混凝土結構設計規范》GB50010-200(以下簡稱《結構規范》)第7.3.11條規定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構,底層柱的計算長度取基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度H:裝配式框架取1.25H。
2)基礎埋深較大時為下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面了增加房屋底部的整體性,減小位移有時在0.000m附近設置基礎連系梁。將基礎連系梁以下的部分看作底層,柱的H值取基礎頂面至連系梁頂面的高度,而把實際建筑的底層作為第二層考慮,層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。
1.2帶地下室的多層框架房屋
對于帶地下室的多層框架結構,合理確定上部結構的嵌固位置是一個關鍵問題?!督Y構規范》和《建筑抗震設計規范》GB50011-2001(以下簡稱《抗震規范》),都沒有明確地提出具體位置,需要具體問題具體分析對于能夠滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或采用箱型基礎時,可將地下室頂作為框架上部結構的嵌固位置,在利用PKPM軟件進行設計時,樓層總數僅輸入地下室以上的實際層數,底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近。對于不能滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或者采用筏板式基礎時,嵌固位置最好取在基礎頂面。此時,利用電算進行樓層組合時,總層數應為實際的樓層數加上地下室的層數。
2基礎寬度和面積的計算
在計算基礎寬度或面積時,往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳,導致基礎寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況,當墻體上有較大的集中力作用時,通過墻體和基礎可將集中力向地基擴散,但這種擴散是有一定范圍的,且基底土反力并不均勻分布。若設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎寬度,則導致局部基礎寬度不足。因此,必須加大基礎寬度以滿足地基承載力的要求。通常采用局部調整系數調整基礎寬度的方法解決此類問題。
目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的,對部分梁而言,盡管相交梁截面尺寸不同,相互之間卻不存在主、次梁關系,設計人員在繪制施工圖時,應注意配筋形式與受力分析相匹配??蚣芙Y構經空間分析程序電算,所有按主梁輸入模型的梁是整體工作的,部分梁將產生扭轉問題。一些三維空間分析軟件,雖已調整梁的抗扭剛度,但計算出來框架邊梁扭矩筋仍很大,因程序不計樓板對梁的約束作用(即實際扭矩設計算值那么大),實際受力與計算模型不符??砂汛瘟褐ё臑殂q支座,并配以構造處理。
框架梁的抗剪配筋施工圖繪制時,往往為省事,而不查閱構件配筋打印資料,僅以配筋簡圖進行設計,并通常對簡圖上梁端加密區箍筋放大一倍間距置于跨中,此法如遇該梁上次梁集中力較大,剪力包絡圖趨于平緩,就會產生加密區外箍筋抗剪不足,導致結構不安全。
3鋼筋混凝土保護層厚度的取值
混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發生銹蝕,并保證鋼筋的粘結錨固性能,直接影響構件的耐久性和鋼筋的受力性能,但由于設計人員的不重視,常會出現以下問題:1)梁或柱中,只注意到主筋的保護層厚度,而忽略下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面了箍筋的保護層厚度,造成箍筋外露或保護層厚度不足;2)主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關系處理不明確,造成板負筋保護層厚度不足或構件有效截面高度損失,直接影響到構件的安全性;3)地上部分與地下部分的柱子因所處的環境條件不同,根據規范要求,應采取不同的保護層厚度。
因此,設計時應注意:1)正確處理構件內各類鋼筋的相互關系,按鋼筋的正確位置確定構件內鋼筋的保護層厚度及構件有效截面高度,并進行構件的截面設計。首先根據規范要求確定梁柱內箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+d(1a為箍筋保護層最小厚度,d1為箍筋直徑),并大于規范規定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據各種鋼筋的正確位置,確定相關構件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標出相關構件中鋼筋的位置。2)正確區分同一構件所處的環境條件,區別對待不同環境下的混凝土保護層厚度。地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。
4框架結構抗震構造措施
4.1梁的抗震構造
1)梁截面尺寸:為了防止梁發生斜裂縫破壞、斜壓型脆性破壞,框架梁截面尺寸必須滿足如下要求:梁的截面寬度與高度之比為b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱寬;同時應滿足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪應力為V/bh0≤0.20fc。其中,b、h、h0分別為梁截面寬度、高度、有效高度;V為梁端組合剪力設計值;fc為混凝土軸心抗壓強度設計值。
2)梁的配筋率:為了保證梁的變形能力,使框架結構具有較好的抗震性能,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應能使梁端截面的受壓區相對高度滿足以下要求:一級框架x≤0.25h0;二級框架x≤0.35h0,同時,縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。
3)梁的箍筋:為了保證梁有足夠的延性,提高塑性鉸區壓區混凝土的極限壓應變值,并防止在塑性鉸區內最終發生斜裂縫破壞,在梁端縱筋屈服范圍內加密封閉式箍筋,對提高梁的變形能力十分有效。同時,為了防止壓筋過早壓曲,應嚴格遵照《抗震規范》限制箍筋的間距。
4)梁內縱筋錨固:在反復恒載作用下,在縱向鋼筋埋入梁柱節點的相當長度范圍內,混凝土與鋼筋之間的粘結力將發生嚴重破壞,因此應注意在地震作用下框架梁中縱向鋼筋的錨固長度,一般應比《結構規范》中所規定的受拉鋼筋基本錨固長度大。
4.2柱的抗震構造措施
1)柱截面尺寸:柱的平均剪應力太大,會使柱產生脆性的剪切破壞。平均壓應力或軸壓比太大會使柱產生混凝土壓碎破壞,為了使柱有足夠的延性,柱截面尺寸應符合以下要求:柱截面的長邊應小于柱凈高的1/4,且柱截面的寬度不宜小于300mm;當剪壓比保持較低時,可獲得較好的延性,為此柱端截面的平均剪應力一般宜小于3N/mm。
2)柱縱向鋼筋的配置:柱中縱向鋼筋宜對稱配筋:為了保證柱有足夠的延性,柱的最小配筋率必須滿足《抗震規范》要求;縱向鋼筋的接頭,一級框架應采用焊接接頭;二級宜采用焊接接頭,而底層柱根應焊接;三級可采用搭接,而底層柱根宜焊接;直徑大于32mm的鋼筋必須采用焊接。在縱向鋼筋連接區段內宜加密箍筋,防止縱向鋼筋的壓曲,增加粘結強度。
3)柱的箍筋:在地震力的反復作用下,柱端鋼筋保護層往往首先碎落,這時,如無足夠的箍筋約束,縱筋就會向外膨曲,柱端破壞。箍筋對柱的核心混凝土起著有效的約束作用,提高配箍率可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應變,從而有效增加柱的延性。因此設計人員應遵照《抗震規范》對框架柱的箍筋構造要求。
5結論
總之,以上提出的都是些框架結構設計中出現的易疏忽的問題。一旦處理不好或計算過程中未加考慮便會導致結構不合理,甚至結構不安全。設計人員在精于結構電算分析的同時,更應注意到以上所提到的在設計過程中碰到的類似問題,使施工圖的設計更完善,保證結構的安全。
高層建筑鋼筋混凝土施工技術分析?
城市化發展進程不斷加快,使得城市人口數量與日俱增,這種狀況直接導致我國城市建筑用地壓力增加,對我國經濟發展也產生很大的影響。針對于此,應加強城市高層建筑建設力度,有效環境城市建筑用地壓力,確保我國經濟發展的穩定性?,F階段,鋼筋混凝土框架作為高層建筑施工常見結構,其具有占地面積小、抗震性優良和布置便利等優勢在高層建筑施工中有廣泛應用。本文將對高層建筑鋼筋混凝土框架施工部位進行簡要分析,明確高層建筑各個部位框架施工要點,使得高層建筑鋼筋混凝土框架結構施工質量有進一步提升。
1引言
對于高層建筑來說,框架結構能夠從根本的角度上提升高層建筑整體穩定性,對于提升高層建筑整體質量,延長高層建筑使用壽命起到非常重要的作用。另外,高層建筑鋼筋混凝土框架結構還具備提高承重墻承載能力的作用,最大限度的提升高層建筑的抗震性能,能夠避免在地震時高層建筑出現的損壞現象。目前,我國各個城市建筑樓層數量逐漸增多,高層框架在施工時受到多方面應力的影響,因此,在高層建筑鋼筋混凝土框架結構施工時,應選取適當的技術手段,分散建筑物整體對框架結構施加的應力,保障高層建筑框架質量。
2鋼筋混凝土構件
鋼筋混凝土框架包括三個部分,即梁柱節點、水平框架梁和豎向框架柱組合三個方面,為了保證高層建筑鋼筋混凝土框架施工能夠順利進行,需要對這三個方面綜合分析,明確高層建筑框架結構施工要求,借以保證高層建筑鋼筋混凝土框架施工質量有所提升。對于框架結構的延展性來說,主要是通過框架梁和框架柱這兩種構件決定的,因此,在計算高層建筑框架延展性時,需要加強對框架梁和框架柱的深入分析,借以提升框架結構延展性分析的合理性。
3高層鋼筋混凝土結構設計要點
在進行高層建筑鋼筋混凝土結構設計之前,應對高層建筑施工現場和其他方面綜合分析,明確影響高層建筑鋼筋混凝土設計過程中的影響因素,并制定合理的設計方案,有效避免高層建筑鋼筋混凝土再設計過程中出現的問題,全面提升高層建筑鋼筋混凝土設計質量?,F階段,在實施高層建筑鋼筋混凝土設計時,常見影響因素主要包括三個方面:
3.1高層建筑鋼筋混凝土框架結構的支柱軸向壓力
高層建筑施工時,應充分考慮高層建筑剪力墻結構,其根本原因在于剪力墻結構能夠從側面反映出高層建筑穩定性和抗震能力。目前,我國各個城市在進行高層建筑剪力墻施工時,主要采取鋼筋混凝土框架結構,這種框架結構不僅僅能夠提升高層建筑剪力墻穩定性和抗震能力,還能降低框架軸向壓應力,避免高層建筑框架在長時間使用過程中出現變形現象。另外,建筑層數直接影響框架軸向壓縮變形幅度,因此,在高層建筑施工時還要充分考慮建筑層數與框架軸向壓縮之間的關系,規避建筑框架在長時間使用過程中出現的變形現象。對于框架軸向壓縮變形來說,如果不采取適當方面控制框架軸向壓縮變形,勢必導致高層建筑框架結構出現支柱沉降現象,影響連續梁支座的承載能力,造成連續梁中間彎矩值大幅度提升,對高層建筑與整體有很大的影響。因此在高層建筑鋼筋混凝土框架結構設計時,應充分考慮其自身支柱軸向壓力,提升高層鋼筋混凝土框架結構設計的合理性。
3.2控制高層建筑鋼筋混凝土框架結構側移范圍
一般來說,層數較高的建筑物在施工過程中,其自身水平負載會發生變化,主要變化趨勢表現在框架結構側移變形速度驟增,對高層建筑整體穩定性有很大的影響。針對于這一點,應該在高層建筑鋼筋混凝土框架設計時充分考慮鋼筋混凝土整體強度和抗側移能力,確保鋼筋混凝土框架在水平作用力的條件下不會出現側移現象,從而有效提升高層建筑整體穩定性。
4高層建筑鋼筋混凝土框架結構施工技術
4.1梁柱節點施工技術
梁柱節點作為高層建筑框架中轉點,其對于提升鋼筋混凝土框架整體穩定性起到不可忽視的作用。而且梁柱節點施工較為復雜,如果在梁柱節點施工時沒有按照相關規定進行施工,勢必影響整個鋼筋混凝土框架結構質量,對高層建筑施工也有很大的影響。因此在進行高層建筑梁柱節點施工時,必須按照相關規定進行高層建筑梁柱節點施工,避免在梁柱節點施工中出現問題。目前我國高層建筑施工時所采取的梁柱節點施工技術主要時利用鋼筋綁扎的施工方法,這種方法能夠有效提升框架結構的穩定性。對于梁柱支點裂縫問題來說,在進行梁柱節點施工之前,應采取適當措施對梁柱裂縫現象進行修補處理,在這一過程中可以對梁柱開口處進行箍筋處理,有效消除框架剪力。
4.2框架結構主體施工鋼筋替換技術
鋼筋的替換通常都為等強度替換,這樣的替換可以實現構件受力強度的需求,如果使用等截面的高強度鋼筋替換低強度鋼筋,必然也可以實現受力需求,可是針對一些相對特殊的構件,就無法進行任意替換。在施工過程里,如果要對鋼筋進行替換,施工人員就一定要完全掌握替換材料的設計意圖以及性能,嚴格依照當前鋼筋混凝土的設計規范執行,并且等面積的高強度鋼筋替換低強度鋼筋是無法實現的。只要對結構里關鍵位置進行鋼筋替換,就要獲得設計單位的同意才可以進行替換。
4.3梁柱節點區的混凝土澆灌
框架梁柱節點支座屬于柱的一部分,因此節點處混凝土強度一般與柱的混凝土強度相同這種情況下,梁柱節點區混凝土施工與梁板混凝土一起澆筑,保證混凝土振搗密實。節點混凝土澆筑需注意的事項:a.節點區混凝土澆筑需連續進行,不能將不同強度等級混凝土在節點處留施工縫或出現冷縫;b.保證節點處混凝土的配合比合理,同時嚴格控制混凝土施工配料;c.節點和梁的混凝土澆筑宜采用二次振搗法,即在混凝土初凝前再振搗一次,用以增強混凝土交接面的密實性,減少收縮;d.現場測控混凝土的坍落度,為降低坍落度,節點核心區采用布料機輸送;加強混凝土的養護工作。
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鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計中應注意的問題?
鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎,《抗震規范》(GB50011-2001)第4.2.1條指出,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當的多層框架廠房,可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。這就是說,在8度地震區,大多數鋼筋混凝土多層框架房屋可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。因此,在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能因為在地震區高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入。
另一種情況是,在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值,或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少,影響基礎本向和上部結構的安全。
2.框架計算簡圖不合理
無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋置較深,在-0.05m左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1輸入。以某學生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為Ⅱ類;層高3.3m,基礎埋深4.0m基礎高度0.8m,室內外高差0.45m.根據《抗震規范》第6.1.2條,在8度地震區該工程框架結構的抗震等級為二級。設計者按3層框架房屋計算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為,第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第7.3.11條規定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明,這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應將荷載一并輸入。
這樣,計算剪力的首層層高為H1=4-0.8-0.05=3.15m,層2層高為3.35m,層3、4層高為3.3m.根據《抗震規范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1.25.當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制??紤]到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數為1,并復算一次,按兩計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋。
3.基礎拉梁層的計算模型不符合實際情況
基礎拉梁層無樓板,用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,樓板厚度應取零,并定義彈性節點,用總剛分析方法進行分析計算。有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節點,但未采用總剛分析,程序分析時自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況不符。房屋平面不規則,要特別注意這一點。
4.基礎拉梁設計不當
多層框架房屋基礎埋深值大時,為了減速小底層柱的計算長度和底層的位移,可在±0.000以下適當位置設置基礎拉梁,但不宜按構造要求設置,宜按框架梁進行設計,并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。
一般說來,當獨立基礎埋置不深,或者過去時置雖深但采用了短柱基礎時,由于地基不良或柱子荷載差別較大,或根據抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁?;A拉梁截面寬度可取柱中心距的1/20~1/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18.構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限,縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算,當為構造配筋,除滿足最小配筋率外,也不得小于上下各2Ⅱ14,配筋不得小于Ⅰ8-200.當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時,拉梁截面應適當加大,算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎拉梁頂標高通常與基礎高或短柱頂標高相同。在這種情況下,基礎可按偏心有受壓基礎設計。
當框架底層層高不大或者基礎過去埋置不深時,有時要把基礎拉梁設計得比較強大,以便用拉梁來平衡柱底彎矩。這時,拉梁正彎矩鋼筋應全跨拉通,負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通。拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。
此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計。
5.框架結構帶樓電梯小井筒
框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。因為井筒的存在會吸收較大的地震剪力,相應地減少框架結構承擔的地震剪力,而且井筒下基礎設計也比較困難,故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計鋼筋混凝土井筒時,井筒墻壁厚度應當減薄,并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化;配筋也只宜配置少量單排鋼筋,以減小井筒的作用。設計計算時,除按框架確定抗震等級并計算外,還應按帶井筒的框架(當平面不規則時,宜考慮耦聯)復核,并加強與井墻體相連的柱子的配筋。
此外,還要特別指出,對框架結構出屋頂的樓電梯間和水箱間等,應采用框架承重,不得采用砌體墻承重;而且應當考慮鞭梢效應乘以增大系數;雨篷等構件應從承重梁上挑出,不得從填充墻上挑出;樓梯梁和夾層梁等應承重柱上,不得支承在填充墻上。
6.結構計算中幾個重要參數的合理選取
《抗震規范》第3.6.6.4條指出,所有的計算機計算結果,應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下,計算機的計算結果主要是結構的自振周期、樓層地震剪力系數、樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移、樓層的側向剛度比、振型參與質量系數、墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋、底層墻和柱底部截面的內力設計值、框架——抗震墻結構抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。
為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。
現以空間有限元分析與設計程序SATWE為例,結合施工圖審查中發現的問題,來說明有關參數如何合理選取。
結構的抗震等級
在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《抗震規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分標準》(GB50223-95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級。例如,位于8度地震區(如北京)的乙類建筑,應按9度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級為一級;當8度乙類建筑的高度過表6.1.2規定的范圍時,還應經專門研究,采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某***醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建筑物的抗震能力為降低,不得不對設計計算做重大修改。
地震力的振型組合數
地震力的振型組合數,對高層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型數多于3時,宜取3 的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對高層建筑,振型數應取≥9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取≥12或更多,但不能多于房屋層數的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取的更多?!犊拐鹨幏丁分赋?,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。
結構周期折減系數
框架結構及框架——抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7~0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9.只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。
框架梁、柱箍筋間距
《抗震規范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規定。根據這些規定,工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm,非加密區箍筋最大間距為200mm.電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm,并以此為依據計算出加密區箍筋面積,由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。
但是,在程序內定的條件下,當框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時,多數情況下,非加密區箍筋間距采用200mm會使梁的非加密區配箍不足,因此建議程序內定梁箍筋改為取梁的非加密區間距200mm.這樣,既可保證梁非加密區的抗剪承載力,又可適當增加梁端箍筋加密區(箍筋間距為100mm)的抗剪能力,梁的強剪性能更能充分體現。當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時,梁端適當加大抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2%時,規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造直徑增大2mm的原因。
對于框架柱,當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm時,在某些情況下,亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此,我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm.
這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求,即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值,并且不乘以剪力增大系數。
當然,如果電算程序能同時給出梁、柱箍筋加密區和非加密區的箍筋面積,則于設計者應更加方便了。
地下室層數的輸入處理
多層框架結構房屋有也設置地下室。由于隔墻少,常采用筏板式基礎。在電算時,應將地下室層數和上部結構一起輸入,并在總信息中按實際的地下室層數填寫 .這樣,計算地基和基礎底板的豎向荷載可以一次形成,并且在抗震計算時,程序會自動對框架底層柱底截面的彎矩設計值乘以增大系數。同時通過對層側移剛度比的分析比較,還可以正確判斷和調整房屋的嵌固位置,并采取相應的抗震構造措施,保證樓板有必要的厚度和最小配筋率等等;當結構表現為豎向不規側時,不僅要驗算薄弱層,而且還要對薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數。如果在結構總體計算時,總信息中填寫的地下室層數少于實際輸入的層數,彎矩設計值增大系數將會乘錯位置,從而在發生地震時,會使極易發生震害的底層柱底部位因抗震能力降低而破壞。
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鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討?
本文闡述了鋼筋混凝土多層框架結構設計,對目前存在的問題作了一定的探討并指出發展方向。
根據筆者在十多年的結構設計計算中遇到的有關問題及相關設計經驗,筆者認為,在鋼筋混凝土多層框架結構房屋結構設計中以下幾個方面的問題,應引起廣大設計工作者的注意。
1 基礎抗震承載力驗算及獨立基礎設計荷載取值問題
鋼筋混凝土多層框架房屋層數較低(一般在六層以下)時多采用柱下獨立基礎,根據《建筑抗震設計規范》(GB50011 - 2001)第4. 2. 1條指出,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或基礎荷載相當的多層框架廠房,可不必進行天然地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。因此,在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能因為在地震區高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入。另一種情況是,在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值,或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少,影響基礎本身和上部結構的安全。
2 框架計算簡圖應合理
無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋置較深,在- 0. 05m左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1輸入。以某學生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為Ⅱ類;層高3. 3m,基礎埋深4. 0m,基礎高度0. 8m,室內外高差0. 45m。根據《建筑抗震設計規范》第6. 1. 2條,在7度地震區該工程框架結構的抗震等級為三級。設計者按3 層框架房屋計算, 首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在- 0. 05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為,第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,根據《混凝土結構設計規范》( GB50010 -2002)第7. 3. 11條規定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。
根據工程設計經驗,這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應將荷載一并輸入。這樣,計算剪力的首層層高應為H1 = 4- 0. 8 - 0. 05 = 3. 15m,層2層高為3. 35m,層3、4層高為3. 3m。根據《建筑抗震設計規范》第6. 2. 3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1. 15。當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制??紤]到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數為1,并復算一次,按兩次計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋設計。
3 基礎拉梁層的計算模型應符合實際情況
基礎拉梁層無樓板,用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,樓板厚度應取零,并定義彈性節點,應用總剛分析方法進行分析計算。有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節點,但未采用總剛分析,程序分析時自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況不符。房屋平面不規則時,要特別注意這一點。
4 基礎拉梁設計應適當
多層框架房屋基礎埋深值大時,為了減小底層柱的計算長度和底層的位移,可以在±0. 000以下適當位置設置基礎拉梁,但不宜按構造要求設置,宜按框架梁進行設計,并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。一般說來,當獨立基礎埋置不深,或者雖然埋置較深但采用了短柱基礎時,由于地基不良或柱子荷載差別較大,或根據抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁?;A拉梁截面寬度可取柱中心距的1 /20~1 /30,高度可取柱中心距的1 /12~1 /18。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限,縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算,當為構造配筋,除滿足最小配筋率外,也不得小于上下各2Φ14,箍筋不得小于¢8@200。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時,拉梁截面應適當加大,算出的配筋應和上述構造配筋疊加?;A構造拉梁頂標高通常與基礎高或短柱頂標高相同。在這種情況下,基礎可按偏心受壓基礎設計。當框架底層層高不大或者基礎埋置不深時,有時要把基礎拉梁設計得比較強大,以便用拉梁來平衡柱底彎矩。這時,拉梁正彎矩鋼筋應全跨拉通,負彎矩鋼筋至少應1 /2拉通。拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計。
5 框架結構應注意帶樓梯、電梯的小井筒的設計
多層框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓梯、電梯小井筒。因為鋼筋混凝土井筒的存在會吸收較大的地震剪力,相應地減少框架結構所承擔的地震剪力,而且井筒下的基礎設計也比較困難,故在設計過程中這些井筒多采用構造柱夾砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計為鋼筋混凝土井筒時,井筒墻壁厚度應當減薄,并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化;配筋也只宜配置少量單排鋼筋,以減小井筒的作用。設計計算時,除按框架確定抗震等級并計算外,還應按帶井筒的框架(當平面不規則時,宜考慮耦聯)復核,并加強與井筒墻體相連的柱子的配筋。
6 結構計算中幾個重要參數的合理選取
為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的?,F以空間有限元分析與設計程序SATWE為例,結合結構設計計算過程中發現的問題,來說明有關參數如何合理選取。⑴結構的抗震等級的確定在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規范》表6. 1. 2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分類標準》(GB50223 - 95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,抗震措施應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。⑵合理確定地震力的振型組合數地震力的振型組合數,對多層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對多層建筑,振型數應取≥9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取≥12 或更多,但不能多于房屋層數的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取的更多?!督ㄖ拐鹪O計規范》指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SAT2WE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是需要應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但非耦聯計算往往是不可缺少的。⑶結構周期折減系數的確定框架結構及框架- 抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大也是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0. 6~0. 7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0. 7~0. 8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。
7、結語
鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一,鋼筋混凝土框架結構的柱端與節點的破壞較為嚴重,其抗震設計中必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點”、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規定。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的實踐中,由于設計人員對規范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在結構選型、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議,抗震設計方法值得深入研究。
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混凝土框架結構設計的一般步驟有哪些
一. 確定結構方案與結構布置
1. 結構選型 是否選用框架結構應先進行比較。根據何廣乾的模糊評判法下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面,砼結構8~18層首選框剪結構,住宅、旅館則首選剪力墻。對于不需要電梯的多層采用框架較多。 2. 平面布置 注意L,l,l’,B的關系。
3. 豎向布置 注意高寬比、最大高度(分A、B兩大類,B類計算和構造有更嚴格的要求),力求規則,側向剛度沿豎向均勻變化。
4. 三縫的設置 按規范要求設置,盡量做到免縫或三縫合一。
5. 基礎選型 對于高層不宜選用獨立基礎。但根據國勤兄的經驗,對于小高層當地基承載力標準值300kpa以上時可以考慮用獨基。 6. 樓屋蓋選型
高層最好選用現澆樓蓋
1) 梁板式 最多的一種形式。有時門廳,會議廳可布置成井式樓蓋,其平面長寬比不宜大于1.5,井式梁間距為2.5~3.3m,且周邊梁的剛度強度應加強。采用扁梁高度宜為1/15~1/18跨度,寬度不超過柱寬50,最好不超過柱寬。
2) 密肋梁 方形柱網或接近方形,跨度大且梁高受限時常采用。肋梁間距1~1.5m,肋高為跨度的1/30~1/20,肋寬150~200mm。
3) 無梁樓蓋 地震區不宜單獨使用,如使用應注意可靠的抗震措施,如增加剪力墻或支撐。 4) 無粘結預應力現澆樓板 一般跨度大于6m,板厚減薄降低層高,在高層中應用有一定技術經濟優勢。在地震區應注意防止鋼筋端頭錨固失效。 5) 其他
二. 初步確定梁柱截面尺寸及材料強度等級
1. 柱截面初定 分抗震和非抗震兩種情況。對于非抗震,按照軸心受壓初定截面。對于抗震,Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3(邊柱),1.2(等跨中柱),1.25(不等跨中柱) Ge=12~15kN/m2 a為軸壓比 fc為砼抗壓強度設計值 F為每層從屬面積 n為層數??蚣苤舷陆孛娓叨炔煌瑫r,每次縮小100~150為宜。為方便尺寸標注修改,邊柱一般以墻中心線為軸線收縮,中柱兩邊收縮。柱截面與標號的變化宜錯開。
2. 梁截面初定 梁高為跨度的1/8~1/14,梁寬通常為1/2~1/3梁高。其余見前述。對于寬扁梁首先應注意滿足撓度要求,否則存在梁板協調變形的復雜內力分析問題。梁凈跨與截面高度之比不宜小于4??蚣芰簩挷灰诵∮?/2柱寬,且不小于250mm??蚣芰旱慕孛嬷行木€宜與柱中心線重合,當必須偏置時,同一平面內的梁柱中心線間的偏心距不宜大于柱截面在該方向的1/4。
3. 砼強度等級 一級現澆不低于C30,其余不低于C20。
三. 重力荷載計算
1. 屋面及樓面永久荷載標準值 分別計算各層 2. 屋面及樓面可變荷載標準值 3. 梁柱墻門窗重力計算
4. 重力荷載代表值=自重標準值+可變荷載組合值+上下各半層墻柱等重量
可變荷載組合值系數:雪、屋面積灰為0.5,屋面活荷載不計,按實際考慮的各樓面活荷載為1。將各層代表值集中于各層樓面處。
四. 框架側移剛度計算
計算梁柱線剛度,計算各層D值,判斷是否規則框架。分別計算框架縱橫兩個方向。
五. 計算自振周期
T1=(0.6或0.7)X1.7Xsqrt(Ut)
Ut___假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結構頂點位移。0.6或0.7為考慮填充墻的折減系數。對于帶屋面局部突出的房屋,Ut應取主體結構頂點位移,而不是突出層位移。此時將突出層重力荷載折算到主體結構的頂層。 Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H) 分別計算縱橫框架。
六. 風荷載作用下彈性位移驗算
對于框架結構應將所得的分布風荷載按靜力等效的原則化為樓面處的集中荷載,以便于內力計算。由水平集中風荷載計算內力及位移(D值法),檢查是否滿足層間位移及頂點位移要求。如不滿足,應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。應分別計算縱橫向框架內力位移。
七. 多遇地震作用下彈性位移驗算
40m以下采用底部剪力法等計算水平地震作用,T11.4Tg時考慮頂部附加地震作用。計算各質點水平地震作用。水平地震作用下位移驗算。檢查是否滿足彈性位移限制,如不滿足應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。D值法分別計算縱橫向框架內力位移。
八. 豎向荷載作用下框架內力計算
活荷載不利布置。當活荷載與恒載之比不大于1時可按滿布考慮,跨中彎矩乘1.1~1.2系數予以調整。常用彎矩分配法計算縱橫向框架內力。對計算出的內力進行彎矩調幅。
九. 內力組合 60m及9度以下幾種組合方式
1. 1.2恒+1.4活
2. 1.2恒+0.9*1.4(活+風) 3. 1.35恒+1.0活
4. 1.2恒+1.3地震水平力
通常 1.2恒+1.4風 不起控制作用
十. 豎向荷載作用下樓屋蓋設計
十一. 梁柱截面配筋 節點構造 框架柱首先驗算軸壓比,剪跨比,如不滿足要求應調整截
面和等級。柱端彎矩設計值的調整(梁柱節點,柱腳彎矩節點調整),以符合強柱弱梁;柱端剪力值調整以符合強剪弱彎;角柱地震作用效應調整以抗扭轉引起角柱內力增大。梁抗彎截面設計取抗震和非抗震彎矩大值進行配筋。注意跨中彎矩不小于1/2(按簡直梁計算的跨中彎矩)。梁的斜截面設計注意驗算截面尺寸是否符合要求。
十二. 基礎設計
十三. 罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算
7度區豎向不規則,3,4類場地考慮。7~9度樓層屈服強度系數小于0.5時的框架結構應進行薄弱層的抗震變形驗算。其余見規程。12層以下有簡化計算方法。如不滿足變位角限值,應重新調整梁柱截面配筋。所謂豎向不規則即為下層剛度小于上層相鄰的70%,承載力小于上層80%
從拿到建筑圖到出圖的步驟是怎樣呢下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面?發表于 2007-11-10 20:09:50 類別:土木工程從拿到建筑圖到出圖的步驟是怎樣呢?
1 有了最初的條件圖(往往還是很粗的,可能還只有標準層平面),首先好好看看建筑圖,平面有不合理的地方要和建筑協調,憑經驗大致確定柱墻的布置(下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面我們這里這個步驟主要還是總工做的,下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面我們看試算結果再調整)。 2 根據建筑dwg圖布置軸網,軸線盡量考慮好梁偏位(比如樓梯口用200梁,我軸線就退100;以后pkpm里輸梁到出模板圖就可以減少工作量)。軸網畫好轉到pkpm,柱梁我是習慣在pkpm里輸。
3 接著開始試算,試算的目的就是大致確定柱墻布置,一些總的指標通過。所以不用非常細,比如輸個標準層和屋面層就行了,柱梁偏位不用管。荷載也不必太精確,墻體材料要讓建筑確定,查得容重,高度取(層高-400),至于外墻門窗按開洞大小估算下按0.7或0.8折算就行了,100內墻門窗洞就不折減了,一來稍微增加點安全系數,二來框架柱梁配筋主要還是受地震影響(高層風荷載影響也大)。然后根據試算出來的位移、周期、軸壓比、配筋進行調整。 4 試算通過后,然后就要比較細的調整電算了。像柱梁的偏位,確定柱墻收幾次截面相應增加標準層,小屋面建模,還有陽臺梁高、外圈梁高等和建筑商量好。然后計算,看看總的指標是不是還是滿足(一般變化不會太大),然后主要就要看配筋圖調整柱、梁的截面。柱收完截面后要看看軸壓比合不合適,配筋較大的再調整截面;梁要看看配筋率是否合適,過大的在滿足建筑要求前提下加大截面減少配筋。調好電算就可以把柱墻反提給建筑。
5 電算調好接著就要開始畫施工圖了。調好模板后,我一般按板-柱-梁-樓梯、大樣的順序畫。我覺得就算建筑再有調整,影響最小的就是板圖了,有地下室的話底層柱墻也要優先畫好。
板圖:基本就是用pm設置好參數生成后修改修改,大小板相鄰時大板的負筋一般把小板拉通,衛生間之類小板可以雙向拉通,其他可以在說明里注明一些未注明的板厚、板筋、負筋長度之類的使圖面干凈些。
柱墻圖:柱挺簡單的,根據角筋、配筋、箍筋配就行了,注意有些柱要全長加密,像八度區的框架柱角柱、貼著窗邊或柱截面高形成的短柱。墻么除了配筋值還要算算體積配箍率,不過做過幾次不同標號、墻厚的以后就可以直接復制來用了。
梁圖:編號的話看習慣了,主要是要讓看圖的容易看懂,方便查找??蚣芰何覀儼摧S號編,比如A軸有2段分別4跨,就編KLA1(4),KLA2(4);12軸有2段分別4跨,就編KL12-1(4),KL12-2(4)。次梁不多可以編張梁表,多的話按一個順序編下來,比如從左到右再從上到下。支座筋雖然兩邊會不同,但一般都是拉通配一樣的,一來施工方便,不會造成梁柱節點鋼筋過密;二來你錨入柱內也還需要下彎長度,比拉通過去也省不了多少。pkpm生成的梁圖問題很多的,我一般是拿來當個模板,根據配筋圖重新配的。
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