梁纵筋水平最小锚固长度不足与固接条件的处理的设计优化.doc

梁纵筋水平最小锚固长度不足与固接条件的处理的设计优化在结构设计过程中，经常遇到梁纵筋水平锚固长度不满足规范不小于0.4laE的问题，特别是梁与剪力墙垂直相交时，处理不好易造成很多工程隐患或无法通过施工图审查。 一、国家规范要求. 砼规10.4.1条，11.6.7条和高规6.5.4条，楼层框架梁在边柱非抗震设计的上部纵向钢筋和抗震设计的上部及下部纵向钢筋，锚固段当柱截面尺寸不足锚固长度时，纵向钢筋应伸至节点对边向下和向上弯折15倍直径，锚固段弯折前的水平投影长度不应小于0.4la或0.4laE。 二、原理分析. 试验表明，锚固端的锚固能力由水平段的粘结能力和弯弧与垂直段的弯折锚固作用组成。在承受静力荷载为主的情况下，水平段投影长度不小于0.4la或0.4laE时，垂直段长度为15d时，已能可靠保证梁端的锚固，可不必满足总锚长不小于受拉锚固长度的要求。 三、产生水平锚固长度不够的部位及各种影响.1、框架梁与剪力墙垂直相交； 2、框架梁与地下室侧壁垂直相交； 3、框架梁与柱的长边垂直（柱宽小于500时，易产生）相交； 4、次梁与主梁共同协同工作时的主次梁端部节点（例如井字梁或交叉梁系的端头）； 5、别墅及多层设计时框架梁与柱端部节点； 四、各种不同直径钢筋锚固所需的最小水平段长度. 1、HRB335钢筋 2、HRB400、RRB400钢筋.从以上两表可看出纵筋的水平最小长度有一段不小的值，以22，二级抗震，C30为例，其最小水平长度0.4laE为360，即端柱或墙须400mm才能满足规范要求。五、固接条件的判定. 1、按规范要求，固接的必备条件是边支座上部纵筋锚固直段长度0.4laE，否则不能按固端考虑，如图一2、若无法达成固接，则按简支考虑。但该节点实际会受到部分约束而并非真正的简支支座。砼规10.2.6条规定，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，且不应小于两根，该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于0.2lo（lo为计算跨度）（支座锚固长度为la）。现浇梁边支座按简支计算时，实际会受到部分约束而并非真正简支支座。因此，在现浇砼结构中，框架结构、框筒结构及剪力墙结构，次梁或主梁端跨边支座支承于主梁或剪力墙上时，若无法满足0.4laE，则应按简支计算，同时按砼规10.2.6条构造配筋。 六、纵筋水平最小锚固长度不足的处理措施. 1、方案一：按简支计算处理。此方案不利于提高结构整体抗侧刚度，结构整体性被削弱，刚节点变为铰接点，具体简支时支座配筋见上第五条第2小点； 2、方案二：在梁与柱（墙）交接处，向外突出一个“梁榫”。该方案由新西兰著名抗震的权威Park与Pauly提出，如图二，这样既可增加梁纵筋伸入支座的锚固长度，更重要的是，当梁柱节点在强震的反复荷载作用下产生裂缝时，不至影响纵筋的锚固而导致纵筋的滑移等。本方案避免而加大柱（墙）的厚度，减少了自重，增加了有效使用面积，降低造价，同时结构整体抗侧刚度好，明显优于方案一，具有良好的经济效益。分析：假定墙厚200，需加梁榫400m长，则框梁纵筋长度及面积无变化，箍筋增加3个（1702+2470）3=3840即3.84m长的8钢筋（0.3953.84=1.52kg）砼增加0.048m3.采用本方案应注意对建筑使用功能的影响，若梁榫突出在楼梯间、设备用房、厕所、厨房等部位，影响不大，其他部位则应慎重。 3、方案三：在剪力墙楼层标高处局部加厚，加厚部分高度取比楼层梁低50mm，如图三，该部分配筋按框剪结构带边框剪力墙暗梁构造要求。高规8.2.2条第4项规定，暗梁高度可取墙厚的两倍或与剪力墙重合的框架梁高，暗梁配筋可按构造要求配置，且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求；4、方案四：增设扶壁柱，此方案不经济也同时受建筑平面制约，一般不可取。5、四个方案经济比较：第二方案最经济，仅增加局部少量砼及两至三个箍筋。 总结：在设计过程中若遇到梁纵筋水平最小锚固长度不足时，应优先选用解决方案中的方案二及方案三，既能提高结构的整体抗侧刚度又可减少自，取得良好的经济效益。