05.09 掌握這些“數據”,足以讓建築同行們刮目相看

在現代建築的幾大結構(鋼結構、木結構、混凝土結構及磚石結構等)類別中,混凝土結構以其強度高、可模性好、耐久性和耐火性俱佳等特性而在建築工程中得到了最為廣泛的應用!

然而長期以來,由於我國建築設計和建築施工單位的嚴格分工,使佔建築市場絕對多數的施工人員只知道按圖施工,對設計圖紙及相關圖集中那些貌似神秘的結構數據到底是從何而來、如何確定的,或茫然不知、或不甚了了,一些求知慾強,“好問知識”的建築從業人員,對有關結構上的問題其實也頗感興趣,比如"梁的截面高度、寬度是怎麼確定的"、“鋼筋的錨固長度是怎麼確定的”等等諸如此類問題,不一而足。有鑑於此,我把一些工程中最為常見的結構性數據的確定依據進行“解密”,希望對想要了解的朋友們有所幫助。

1、梁截面(高、寬)尺寸的確定

“梁”最常用的截面形式有矩形和“T”形。

梁截面的尺寸是有其構造要求的,其確定的依據是梁的高跨比。

(1)框架結構的主樑截面高度:取梁計算跨度的1/10~1/18(高跨比);;梁淨跨與截面高度之比不宜小於4。

(2)框架結構的主樑截面寬度:梁的截面寬度不宜小於梁的截面高度的1/4,且不小於200。

按上述構造要求確定梁的截面尺寸後,尚需根據荷載及配筋情況進行承載力、變形(撓度)和裂縫寬度驗算,有時可能要幾經反覆才能最終確定最為合理的梁截面尺寸。

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梁跨度與梁截面

2、板的厚度

和確定梁的高度原則相似,板的厚度是根據板的跨厚比確定的,各類型板的跨厚比如下:

(1)單向板:不大於30,

(2)雙向板:不大於40

(3)無樑支撐的有柱帽板:不大於35

(4)無樑支撐的無柱帽板:不大於30

但依據上述跨厚比計算出來的板厚不能低於以下數值(最低板厚)

單向板:

民用建築樓板60厚;

工業建築樓板70厚;

屋面板60厚;

行車道下的樓板80厚;

雙向板80厚;

密肋樓蓋面板50厚;

密肋樓蓋肋高250厚;

無樑樓板150厚;

現澆空心樓蓋200厚;

懸臂板(1200長以內)100厚;

懸臂板(500長以內)60厚;

對於預應力板可適當增加板厚比,而對於荷載較大、跨度也較大的板宜適當減小跨厚比。

3、結構構件的撓度限值

(1)吊車梁:手動吊車 撓度限值為L/500;

電動吊車 撓度限值為L/600;

(2)屋蓋、樓蓋及樓梯構件:當計算跨度小於7m時 撓度限值為L/200(L/250)

當計算跨度大於等於7m、小於等於9m時 撓度限值為L/250(L/300)

當計算跨度大於9m時 撓度限值為L/300(L/400)

其中L為計算跨度,括號內數字適用於使用上對撓度有較高要求的構件。

4、結構構件的裂縫控制

結構構件正截面的受力裂縫控制共分三個等級:

一級既嚴格要求不出現裂縫的構件;設計時要保證構件邊緣混凝土不產生拉應力;

二級既一般要求不出現裂縫的構件,設計時要保證構件受拉邊緣混凝土產生的拉應力不大於混凝土抗拉強度的標準值;

三級既允許出現裂縫的構件,但最大裂縫寬度給出了限值:

在室內乾燥環境下為0.30mm;

對處於年平均相對溼度小於60%地區為0.40mm;

對室內潮溼環境、非嚴寒和非寒冷地區的露天環境等在混凝土結構的環境類別中被定義為二、三類的環境中為0.20。

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梁裂縫

5、受力鋼筋的錨固長度

鋼筋的錨固長度:受力鋼筋依靠其表面與混凝土的粘接作用或端部構造的擠壓作用而達到設計承受應力所需的長度。

當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,受拉鋼筋的錨固應符合下列要求

(1)鋼筋的基本錨固長度

普通鋼筋:

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普通鋼筋基本錨固長度

預應力鋼筋 :

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預應力鋼筋基本錨固長度

其中:Lab為鋼筋的基本錨固長度,fy、fpy分別為普通鋼筋和預應力鋼筋的抗拉強度設計值,ft為混凝土軸心抗拉強度設計值,當混凝土的強度等級大於C60時,ft的取值按C60進行。d為鋼筋直徑,a為鋼筋外形係數。

鋼筋外形係數的取值為:光面鋼筋a=0.16;帶肋鋼筋a=0.14;

光面鋼筋受拉時末端應做180度彎鉤,且彎鉤的平直段長度不應小於3d,鋼筋受壓時可不做彎鉤。

普通鋼筋抗拉強度設計值(fy)

牌號 抗拉強度設計值 抗壓強度設計值

HPB300 270 270

HRB335、HRBF335 300 300

HRB400、HRBF400、RRB400 360 360

HRB500、HRBF500 435 435

混凝土軸心抗拉強度設計值(ft)

混凝土強度等級

強度 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

軸拉 0.91 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.18 2.22

(2)鋼筋的錨固長度

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鋼筋錨固長度

其中La為錨固長度,ζa為錨固長度修正係數,Lab為基本錨固長度;

錨固長度修正係數,當帶肋鋼筋直徑大於25mm時, 修正係數為1.10.;

當鋼筋表面有環氧樹脂塗層時,修正係數為1.25;

當鋼筋保護層厚度為3d時,修正係數為0.8;當保護層厚度不小於5d時,修正係數可取0.7。

當施工中鋼筋受擾動時,修正係數為1.10

當錨固長度修正係數為兩個或以上時可以連乘,但最終修正後的錨固長度La不應小於基本錨固計算長度Lab的0,6倍,且不小於200。

縱向受壓鋼筋的錨固長度不應小於受拉鋼筋錨固長度的0.7倍。

當縱向受拉鋼筋末端採用鋼筋彎鉤或機械錨固措施時,包括彎鉤或錨固端頭在內的錨固長度(投影長度)可取為基本錨固長度Lab的0.6倍。

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梁鋼筋錨固

(3)抗震設計時鋼筋的錨固長度

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抗震設計時鋼筋錨固長度

其中LaE為抗震設計錨固長度;aE為抗震設計錨固長度修正係數,La為(非抗震)錨固長度。

抗震設計錨固長度修正係數 當一、二級抗震等級時取值為1.15;

三級抗震等級時取值為1.05;

四級抗震等級時取值為1.0;

6、受力鋼筋綁紮連接的搭接長度

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鋼筋綁紮連接

軸心受拉及小偏心受拉構件的縱向受力鋼筋不得采用綁紮搭接。

直徑大於25mm的縱向受拉鋼筋和直徑大於28mm縱向受壓鋼筋不宜採用綁紮連接。

鋼筋綁紮連接的搭接長度本質上和鋼筋的錨固長度是一樣的,之所以它們的計算長度不一樣且綁紮連接的搭接長度要比相應的錨固長度大,是因為鋼筋在綁紮連接時由於兩根鋼筋搭接部分的接觸面沒有混凝土的握裹而使傳遞拉力的能力下降,必須通過增加搭接長度的方式(乘以大於1的係數)來補償鋼筋與混凝土的粘接力而已。

鋼筋綁紮連接搭接長度的計算,是以鋼筋的錨固長度為基數,再根據鋼筋同一連接區段內的搭接接頭面積百分率所對應的調整係數進行計算的。

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鋼筋綁紮搭接長度

其中

ɭl為綁紮鋼筋搭接長度;

ζɭ為搭接長度修正係數;

ɭа為錨固長度.

(1)當連接區段的搭接接頭面積小於25%時,ζɭ取1.2;

(2)當連接區段的搭接接頭面積小於50%時,ζɭ取1.4;

(3)當連接區段的搭接接頭面積小於100%時,ζɭ取1.6;

按上式計算出的受拉鋼筋搭接長度最低不能小於300,受壓鋼筋搭接長度不能小於200。


這些數據的學習和掌握,對於您日後的執業之路一定會帶來顯而易見的好處,也希望廣大朋友們能通過吸收更多的行業相關知識,在自己的執業之路上平步青雲、獨佔鰲頭。





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