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技术周刊 | 梁的跨中上部钢筋为什么按受拉钢筋取构造?

结构先声  · 公众号  ·  · 2024-10-16 17:44

主要观点总结

文章主要介绍了技术周刊中关于PKPM结构系列软件常见问题解析的内容,包括多个问题及其解答。这些问题涵盖了梁跨中上部钢筋的构造配筋问题、与混凝土柱连接的梁设置铰接和不设置铰接的柱计算长度系数差异等。

关键观点总结

关键观点1: 问题汇总

文章列举了五个常见问题,包括模型构件弯矩差异导致的配筋问题、梁与混凝土柱连接设置铰接与不设铰接的影响、通过指定内力放大系数计算剪重比的问题、地震作用下连梁刚度不折减的位移计算问题等。

关键观点2: 技术问题解析

文章详细解答了上述问题,包括程序中的规定限制、模型设定影响结果的因素、特殊情况下梁跨中上部钢筋构造配筋的执行逻辑等。

关键观点3: 软件应用及操作问题

文章介绍了PKPM软件在地震作用下连梁刚度不折减的位移计算中的应用,并解释了为何勾选参数前后结果一致以及与其他软件结果的差异。

关键观点4: 结论与推荐

文章总结了常见问题及其解决方法,并推荐了相关的阅读资料,如鉴定加固中考虑构件的二次受力、新疆市政设计院的减震结构设计等。


正文


技术周刊


梁的跨中上部钢筋为什么按受拉钢筋取构造?


PKPM结构系列软件常见问题解析

二零二四年第三十二期


问题汇总:

Q1 模型为什么两个构件的弯矩相差不多,但是配筋一个超限一个正常?

Q2 为什么与混凝土柱连接的梁设置铰接与不设置铰接,柱计算长度系数不同?

Q3 通过指定全楼统一的内力放大系数与分层指定放大系数,为什么计算得到的剪重比不同?

Q4: 用PKPM实现地震作用下连梁刚度不折减的位移计算,为什么勾选参数前后结果一致,同时用友商软件校核,连梁刚度折减下结果接近,不折减模型下为什么差异大?

Q5 梁的跨中上部钢筋为什么校核不上?







Q1 模型为什么两个构件的弯矩相差不多,但是配筋一个超限一个正常?


A:

程序在构件设计阶段为了避免钢筋过多,规定了截面的最大弯矩,即不考虑受压钢筋情况下,受压区高度取有效高度推导而得到,当超过最大弯矩时,会输出99999的配筋面积,即显示为超筋,本例中这两个构件的内力恰好在程序规定的限值附近,且恰好为一个大于一个小于,所以就出现了一个超限一个不超限的情况,但整体上来说即使不超限的构件,配筋面积也过大,构件截面尺寸不合理,需要调整截面。







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Q2 为什么与混凝土柱连接的梁设置铰接与不设置铰接,柱计算长度系数不同?


A:

程序对于仅梁构件与柱相连时,当梁为铰接时,程序会将柱子判定为跃层柱,即长度系数按跃层柱输出。对于混凝土柱的长度系数,程序按混规表6.2.20-2确定,底层柱为1.0,其余层位1.25,并不会判断楼板是否为现浇,以及梁柱连接形式。

而对于跃层柱,程序计算分段柱的长度系数是用跃层总长度除以分段长度,再乘以跃层柱的长度系数,得到分段的长度系数。以下面为例,当梁与柱铰接时,判断为跃层柱,当前为首层,首层层高为6m,二层层高为3m,所以1.5=1.0*9/6,即对于跃层柱来说,用程序输出的分段实际长度,乘以程序输出的分段长度系数,得到的是整个跃层柱的计算长度。

另外,对于跃层柱的判断有个要点也需要注意,程序对于有楼板的情况,也认为是柱子被打断,即不会判断为跃层柱,所以本例中恰好为开洞,才会出现设不设置铰接的差异,如果是有楼板的情况,是不会体现这个问题的。







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Q3 通过指定全楼统一的内力放大系数与分层指定放大系数,为什么计算得到的剪重比不同?


A:

主要影响原因是各向调整顺序不同导致,由于全楼地震作用是调整外力,所以最先调整,即进行此项调整完成以后才进行减重比的计算,而分层地震作用调整是对内力调整,是在减重比计算之后进行,所以两种设置会导致减重比计算不同。

目前程序的调整顺序依次是:1)全楼地震作用;2)减重比,包括用户定义的分层分塔的剪力系数;3)二道防线调整;4)用户定义的分层分塔地震作用放大;5)薄弱层调整。







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Q4 用PKPM实现地震作用下连梁刚度不折减的位移计算,为什么勾选参数前后结果一致,同时用友商软件校核,连梁刚度折减下结果接近,不折减模型下为什么差异大?

连梁刚度折减结果

勾选连梁刚度不折减参数计算位移结果


A:

本例题中由于连梁刚度折减下计算结果接近,同时周期相差不大,可以考虑受力分析接近,因此可直接围绕连梁刚度折减相关参数查找原因。

经过判断主要由程序执行逻辑导致的差异,本例题中连梁按框架梁建模,而用户在特殊梁中人为修改了刚度系数(或不同软件间转换导致数据形式发生变化),在PKPM中自定义的数值优先级最高(快速判断数值是否为自定义的方法是看字体是否为红色,红色即为自定义数值,灰色等其他颜色为默认数值),因此当勾选并指定地震作用计算位移连梁刚度系数时,其优先级低于自定义,所以此种条件下计算结果均为连梁刚度折减后结果,且折减系数均按自定义数值执行,也即勾选与不勾选在PKPM结果中看到的位移结果一致,同时也是与友商软件结果差异的原因,通过在特殊构件中将刚度系数恢复默认设置,即可实现由参数控制位移计算时连梁刚度的折减系数取值。







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Q5 :梁的跨中上部钢筋为什么校核不上?


A:

通过构件信息可以看得出,配筋结果为构造控制,对于梁的跨中上部钢筋构造配筋有两种情况,一种是作为下部钢筋的受压钢筋,另一种是按受拉钢筋最小配筋率控制,即执行高规表6.3.2-1中规定。本构件可以明显看出跨中配筋率多个截面为统一数值,即大概率执行受拉钢筋的最小配筋率,但对于0.13%这个数值无法校核上。


经过检查发现,模型勾选“矩形梁转T型梁”,由于混规8.5.1注释5中规定计算最小配筋率时,不考虑受压侧翼缘面积,因为程序在执行梁跨中上部钢筋最小配筋率时,配筋面积是按矩形截面得到,即由矩形截面乘以最小配筋率的到构造面积,然后由构造面积计算出T型截面的配筋率,最后在配筋率一行输出T型截面的配筋率。

下图是不勾选“矩形梁转T型”的构件信息,矩形梁截面尺寸为500*1100,可以明确得到最小配筋率执行规范高规表6.3.2-1中规定,0.31%=65*1.71/360(一级抗震,C40,HRB400),即由此最小配筋率得到构造面积1698.57mm 2 ,当勾选“矩形梁转T型”时,由1698.57除以T型截面面积,得到构件的实际配筋率0.13%。


通常情况下梁跨中上部受压,不需要按受拉钢筋进行构造,但是本例中由于存在人防荷载且受力较大,此时梁的跨中配筋又要满足人防规范4.11.9条要求,因此程序考虑跨中上部受压钢筋时,按照梁受拉钢筋最小配筋率决定的钢筋面积,所以会出现上述的情况,具体确定过程如下图所示。


供稿丨 胡志超 审稿丨 刘孝国

编辑丨 王蕊 责编丨 张跃飞


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