鋼筋翻樣與建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的關(guān)系
一般鋼筋翻樣不會(huì)去看或研究抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,以為它與鋼筋翻樣無關(guān)或者關(guān)系不大,但我不這樣認(rèn)為,我認(rèn)為,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有許多條文涉及鋼筋,且對鋼筋的計(jì)算規(guī)則有影響。并且,作為一個(gè)稱職的鋼筋翻樣也必須了解一些建筑抗震的術(shù)語、概念和原理,這對提升鋼筋翻樣水準(zhǔn)是非常有益的。當(dāng)然,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中許多涉及抗震計(jì)算的公式和驗(yàn)算等可忽略,畢竟,這不是鋼筋翻樣所要應(yīng)該掌握的,但許多涉及鋼筋的條文還是要熟悉的,否則,你的翻樣是有問題的。
先了解幾個(gè)基本的抗震術(shù)語,這些術(shù)語在結(jié)構(gòu)總說明中出現(xiàn)的頻率很高,你要了解其內(nèi)涵:
抗震設(shè)防烈度seismic precautionaryintensity
按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況,取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。
抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)seismic precautionarycriterion
衡量抗震設(shè)防要求高低的尺度,由抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)及建筑抗震設(shè)防類別確定。
地震作用earthquakeaction
由地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)作用,包括水平地震作用和豎向地震作用。
建筑抗震概念設(shè)計(jì)seismic concept design ofbuildings
根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。
抗震措施seismicmeasures
除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,包括抗震構(gòu)造措施。
抗震構(gòu)造措施details of seismicdesign
根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則,一般不需計(jì)算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。
其次,要了解建筑抗震原理和規(guī)范,在以后的審圖和設(shè)計(jì)優(yōu)化方面才會(huì)提出有價(jià)值的建議。雖然這些規(guī)范條文是針對設(shè)計(jì)的,若業(yè)主需要進(jìn)行全生命周期或全過程造價(jià)控制時(shí),鋼筋翻樣可以在設(shè)計(jì)前對業(yè)主提供建議,這不是越俎代庖,而是造價(jià)控制的一部分。凡在造價(jià)控制中涉及鋼筋部分的,鋼筋翻樣責(zé)無旁貸要提出控制目標(biāo)和控制方案,鋼筋部分的造價(jià)控制,造價(jià)師基本是外行,鋼筋翻樣必須掌握造價(jià)控制的原理和方法。
3.3.4“同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上。同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基?!?/strong>
同一結(jié)構(gòu)單元不能設(shè)置在不同的地基上,也不能采用不同的基礎(chǔ)類型。
3.4.1“建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的要求明確建筑形體的規(guī)則性?!?/strong>
平面不規(guī)則類型:扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)。豎向不規(guī)則類型:側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連接和樓層承載力突變。建筑形體規(guī)則,對抗震是有利的,也能減少造價(jià),且不一定就沒審美價(jià)值,簡潔是美。建筑形體的怪異新奇復(fù)雜不一定是美的,有時(shí)反而是丑陋的,且抗震性能差造價(jià)高。
3.5.1結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。
3.5.2結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求:
1 應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
2 應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)Σ呗院奢d的承載能力。
3 應(yīng)具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
4 對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高其抗震能力。
3.5.3結(jié)構(gòu)體系尚宜符合下列各項(xiàng)要求:
1 宜有多道抗震防線。
2 宜具備合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。
3 結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。
結(jié)構(gòu)體系的選擇至關(guān)重要,它直接影響建筑的抗震性能和工程造價(jià)。需要時(shí)還進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)體系的鋼筋用量分析和造價(jià)比較,從而比選最優(yōu)結(jié)構(gòu)體系,當(dāng)然也不是造價(jià)越低越好,而是綜合考慮如技術(shù)的先進(jìn)性和結(jié)構(gòu)的安全性等因素。
3.5.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)符合下列要求:
1 砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯柱,或采用約束砌體、配筋砌體等。
2 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)控制截面尺寸和受力鋼筋、箍筋的設(shè)置,防止剪切破壞等于彎曲破壞、混凝土的壓潰等于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結(jié)破壞先于鋼筋破壞。
3 預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)件,應(yīng)配有足夠的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。
4 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸應(yīng)合理控制,避免局部失穩(wěn)或整個(gè)構(gòu)件失穩(wěn)。
5 多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優(yōu)先采用混凝土板。當(dāng)采用預(yù)制裝配式混凝土樓、屋蓋時(shí),應(yīng)從樓蓋體系和構(gòu)造上采取確保各預(yù)制板之間的連接的整體性。
3.5.5 結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的連接,應(yīng)符合下列要求:
1 構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的破壞,不應(yīng)先于其連接的構(gòu)件。
2 預(yù)埋件的錨固破壞,不應(yīng)先于連接件。
3 裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接,應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)的整體性。
4 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋,宜在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)以外錨固。
結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要遵循以下原則:強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固,強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎。寧可在梁內(nèi)少放一根鋼筋也不能在核芯節(jié)點(diǎn)區(qū)漏放一個(gè)箍筋。這是兩害相權(quán)取其輕,說明節(jié)點(diǎn)區(qū)的重要性,不是說讓你在梁內(nèi)少放鋼筋。如果你參與的工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)上出了問題,那么,其造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于造價(jià)控制所節(jié)約的那點(diǎn)費(fèi)用,你也脫不干系,所以,結(jié)構(gòu)的安全性永遠(yuǎn)放在首位。
結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo),尚宜符合下列要求:
第3.9.2.2.2)條:“抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構(gòu)件(含梯段),其縱向鋼筋采用普通鋼筋時(shí),鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25;鋼筋屈服強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之比不大于1.3,且鋼筋在最大拉力下的總伸率實(shí)測值不應(yīng)小于9%?!?/strong>
這條是強(qiáng)制性規(guī)范,不管設(shè)計(jì)是否要求,均按此施工。符合這三項(xiàng)指標(biāo)的鋼筋為帶E鋼筋,帶E鋼筋的價(jià)格比普通鋼筋每噸高出100元左右。在鋼筋翻樣時(shí),如果是抗震等級為一、二、、三級,應(yīng)把框架(即柱、梁)和梯段的縱向鋼筋分開統(tǒng)計(jì)。
3.9.3第1條普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和焊接性較好的鋼筋,普通鋼筋的強(qiáng)度等級,縱向受力鋼筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HRB400級熱軋鋼筋,也可采用符合抗震性能指標(biāo)的HRB335級熱軋鋼筋。箍筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HRB335級熱軋鋼筋,也可選用HPB300級熱軋鋼筋。
新規(guī)范已淘汰了HPB235級鋼筋,以HPB300級熱軋鋼筋取代;限制并準(zhǔn)備淘汰HRB335級鋼筋; 使用HRB400級等高強(qiáng)鋼筋也可節(jié)省鋼筋,符合節(jié)約型社會(huì)理念,HRB400級鋼筋將成或已成主流。
3.9.4 在施工中,當(dāng)需要以強(qiáng)度等級較高的鋼筋替代原設(shè)計(jì)中的縱向受力鋼筋時(shí),應(yīng)按照鋼筋受拉承載力設(shè)計(jì)值相等的原則換算,并應(yīng)滿足最小配筋率要求。
鋼筋代換在進(jìn)行等強(qiáng)度等面積代換時(shí),還須滿足最小配筋率要求。
有時(shí)設(shè)計(jì)只在結(jié)構(gòu)說明中注明設(shè)防烈度,那么,如何確定建筑的抗震等級呢?這需要鋼筋翻樣根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中表6.1.2按照結(jié)構(gòu)類型、建筑高度和設(shè)防烈度來確定。
抗震等級表
6.1.10 抗震墻底部加強(qiáng)部位的范圍,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1、底部加強(qiáng)部位的高度,應(yīng)從地下室頂板算起。
2 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的1/10二者的較大值。其他結(jié)構(gòu)的抗震墻,房屋高度大于24M時(shí),底部加強(qiáng)部位的高度可取底部兩層和墻體總高度的1/10二者的較大值。房屋高度不大于24M時(shí),底部加強(qiáng)部位可取底部一層。
這是計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位,有時(shí)設(shè)計(jì)并沒交代,那么,鋼筋翻樣必須按此規(guī)定確定底部加強(qiáng)部位,以此計(jì)算約束邊緣構(gòu)件。
6.1.3.3當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級,但不應(yīng)低于四級。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分,抗震構(gòu)造措施的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。
這條規(guī)定很重要,以前在進(jìn)行鋼筋翻樣時(shí),往往把地下室基礎(chǔ)作非抗震處理,平法圖集中基礎(chǔ)構(gòu)件一般也按非抗震考慮,其實(shí),地下室是要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的,不管它是否有上部結(jié)構(gòu)。
6.1.3.4當(dāng)甲乙類建筑按規(guī)定提高一度確定其抗震等級而房屋高度超過本規(guī)范表6.1.2相應(yīng)規(guī)定的上界時(shí)同,應(yīng)采取一級更有效的抗震構(gòu)造措施。
如100多層的超高層摩天大樓,其抗震等級是特一級,平法圖集只適用于一、二、三、四級抗震構(gòu)造,所以,特一級抗震構(gòu)造措施應(yīng)由設(shè)計(jì)師給出。
6.1.14.地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),應(yīng)符合下列要求:
1 地下室頂板應(yīng)避免開設(shè)大洞口,地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)。其樓板厚度不宜小于180㎜,混凝土強(qiáng)度等級不宜小于C30,應(yīng)采用雙層雙向配筋,且每個(gè)方向的配筋率不宜小于0.25%。
重要部位的樓板一定要設(shè)計(jì)成雙層雙向。板有四種配筋形式:雙層雙向、底筋+支座負(fù)筋、雙層雙向+支座負(fù)筋、底筋+支座負(fù)筋+溫度筋,顯然,第三種板配筋方案是最合理,滿足各方面要求,即既滿足受力要求又較經(jīng)濟(jì)且保證施工質(zhì)量,建議設(shè)計(jì)師大量采用。
3.1)地下一層柱截面每側(cè)縱向鋼筋不應(yīng)小于地上一層柱對應(yīng)縱向鋼筋的1.1倍。
地下一層柱直徑或根數(shù)大于地上一層,這種情況比較常見,鋼筋翻樣時(shí)要注意,當(dāng)下層柱縱筋直徑或根數(shù)大于上層時(shí),下層柱縱筋伸入上層柱內(nèi)1.2LaE。有時(shí)遇到的情況正好相反,即地下一層柱小于地上一層柱,這有可能是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,圖紙會(huì)審提出和糾正。
6.3框架的基本抗震構(gòu)造措施
6.3.1梁的截面尺寸,宜符合下列要求:
1、截面寬度不宜小于200㎜。實(shí)際設(shè)計(jì)中100、120、150寬的梁也不少見。
2、截面高寬比不宜大于4。200*1000的深梁就不符合高寬比。
3、凈跨與截面高度之比不宜小于4。
6.3.2梁寬大于柱寬的扁梁應(yīng)符合下列要求:
1 采用扁梁的樓、屋蓋應(yīng)現(xiàn)澆,梁中線宜與柱中線生命,扁梁應(yīng)雙向布置。扁梁不宜用于一級框架。設(shè)計(jì)扁梁是為了提高建筑的室內(nèi)空間特別是高度的利用率,但它的應(yīng)用是有許多約束條件的。
6.3.3.1梁端計(jì)入受壓鋼筋的混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一級不應(yīng)大于0.25,二、三級不應(yīng)大于0.35。
6.3.3.2梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計(jì)算確定外,一級不應(yīng)小于0.5,二、三級不應(yīng)小于0.3。
6.3.3.3梁端箍筋加密區(qū)長度:一級抗震max(2h0,500㎜),其他為max(1.5h0,500)。加密區(qū)箍筋間距一級抗震min(h0/4,6d,100㎜),二級抗震為min(h0/4,8d,100㎜),三、四級抗震為min(h0/4,8d,150㎜)。箍筋最小直徑,一級抗震為10㎜,二、三級為8㎜,四級抗震為6㎜。當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí),箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2㎜。
6.3.7.1柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率
柱縱向鋼筋最小配筋率
不同的抗震等級,中柱、邊柱和角柱,其配筋率均不同。
6.3.8 柱的縱向鋼筋配置,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 柱的縱向鋼筋宜對稱配置。
2 截面邊長大于400㎜的柱,縱向鋼筋間距不宜大于200㎜。
3 柱總配筋率不應(yīng)大于5%,剪跨比不大于2的一級框架的柱,每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于 1.2%。

4 邊柱、角柱及抗震墻端柱在小偏心受拉時(shí),柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)經(jīng)計(jì)算值增加25%。
有時(shí)我們不妨驗(yàn)算一下設(shè)計(jì)是否符合規(guī)定。
5 柱縱向鋼筋的綁扎接頭應(yīng)避開柱端的箍筋加密區(qū)。
6.3.9 .1柱的箍筋加密范圍,應(yīng)按下列規(guī)定采用:
1)柱端,取截面高度、柱凈高1/6和500㎜三者的最大值。
2)底層柱的下端不小于柱凈高1/3。
3)剛性地面上下各500㎜。
4)剪跨比不大于2的柱、因設(shè)置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一級和二級框架的角柱,取全高
6.3.9.2柱箍筋加密區(qū)的箍筋肢距,一級不宜大于200㎜,二、三級不宜大于250㎜,四級不宜大于300㎜。至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或拉筋約束。采用拉筋復(fù)合箍時(shí),拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。
6.3.9.4柱箍筋非加密區(qū)的箍筋配置,應(yīng)符合下列要求:
1)柱箍筋非加密區(qū)的體積配箍率不宜小于加密區(qū)的50%。
2)箍筋間距,一、二級框架柱不應(yīng)大于10倍縱向鋼筋直徑,三、四級框架柱不應(yīng)大于15倍縱向鋼筋直徑。
6.3.10框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑同柱端。一、二、三級框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10和0.08,且體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.2%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū),體積配箍率不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大體積配箍率。
6.4.4.3抗震墻豎向和橫向分布鋼筋的直徑,均不宜大于墻厚的1/10且不應(yīng)小于8㎜,豎向鋼筋直徑不宜小于10㎜。
我們遇到許多剪力墻結(jié)構(gòu)的工程,墻身的水平和豎向分布筋均設(shè)計(jì)成直徑8㎜,這是設(shè)計(jì)上的偷工減料,不能滿足規(guī)范要求。如在圖紙會(huì)審中發(fā)現(xiàn)墻的豎向鋼筋直徑小于10㎜的可以向設(shè)計(jì)提出。即使是業(yè)主給設(shè)計(jì)限額設(shè)計(jì)的壓力,但也不能違反規(guī)范啊?,F(xiàn)在有許多剪力墻結(jié)構(gòu)的住宅,含鋼量每平方米不到40公斤,它的配筋率可能是滿足不了規(guī)范規(guī)定值,不知審圖怎么通過的。按規(guī)范規(guī)定的配筋率,高層剪力墻住宅每平方米超過50公斤。
抗震墻構(gòu)造邊緣配筋要求
有許多設(shè)計(jì)常按規(guī)范的底線,有的甚至突破規(guī)范的底線,如三級抗震底部加強(qiáng)部位,邊緣構(gòu)件沿豎向最大箍筋間距為150㎜,設(shè)計(jì)成200㎜的也經(jīng)常遇到。
6.7.4一、二級核心筒和內(nèi)筒中跨高比不大于2的連梁,當(dāng)梁截面寬度不小于400㎜時(shí),可采用交叉暗柱配筋,并應(yīng)設(shè)置普通箍筋;截面寬度小于400㎜但不小于20㎜時(shí),可另增設(shè)斜向交叉構(gòu)造鋼筋。
連梁中交叉暗柱和交叉構(gòu)造鋼筋只適應(yīng)于一、二級核心筒,其他結(jié)構(gòu)不必設(shè)置。
圈梁配筋要求:
構(gòu)造柱配筋要求:
有些設(shè)計(jì)邊角構(gòu)造柱縱向鋼筋直徑都設(shè)計(jì)成12㎜,有的甚至設(shè)計(jì)成10㎜。豆腐渣工程不只是施工中的偷工減料,更多的是由于設(shè)計(jì)上的偷工減料。
13.3.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的砌體填充墻,應(yīng)符合下列要求:
1填充墻在平面和豎向的布置,宜均勻?qū)ΨQ,宜避免形成薄弱層或短柱。
如出現(xiàn)短柱,短柱應(yīng)全加密。
3填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500mm~600mm設(shè)2φ6拉筋,拉筋伸入墻內(nèi)的長度,6、7度時(shí)宜沿墻全長貫通,8、9度時(shí)應(yīng)全第貫通。
拉結(jié)筋設(shè)計(jì)成全長貫通的不多,抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是要求全長貫通,當(dāng)然,6、7度時(shí)用“宜”,并沒強(qiáng)制,但8、9度是用“應(yīng)”,是強(qiáng)制。
4墻長大于5m時(shí),墻頂與梁宜有拉結(jié);墻長超過8m或?qū)痈?倍時(shí),宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱;墻高超過4m時(shí),墻體半高宜設(shè)置與柱相連且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。
這條是關(guān)于砌體內(nèi)構(gòu)造柱與圈梁設(shè)置條件,當(dāng)墻長或墻高超過一定長度或高度時(shí)宜設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,這條不是強(qiáng)制,但筆者認(rèn)為還是應(yīng)該設(shè)置,否則,砌體易出現(xiàn)裂縫,易倒塌,抗震性差。雖然在混凝土結(jié)構(gòu)中,砌體是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,但它倒塌也是要傷人的。規(guī)范用“宜”,可能考慮砌體為耗能構(gòu)件,吸收地震能量。
2012-8-29/上海/茅洪斌
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