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连梁双肢箍筋配置选择问题

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:图 3.4.2假定墙肢1、2之间的连梁断面尺寸为200mm×600mm,剪力设计值V=380kN,连梁箍筋采用HPB235,as=40mm。根据作用在梁左、右两端的弯矩设计值Mlb、Mrb和由楼层竖向荷载产生的连梁剪力VGb,已求得连梁的剪力设计值Vb=425kN。已知梁截面的剪力设计值小于规程所规定的最大限值,其纵向钢筋直径均为25mm,梁端纵向钢筋配筋率小于2%,试问,连梁双肢箍筋的配置,应选用下列何项数值?

连梁双肢箍筋配置选择问题

(一)试题回顾

【试题3.4.1】 连梁弯矩的调整(1999年)

在分析高层剪力墙结构时,计算出现联肢墙某几层的连梁的弯矩设计值超过其最大受弯承载力时,可降低这些部位的连梁弯矩设计值,并将某余部位的连梁弯矩设计值相应提高,以满足平衡条件,以下何项为正确?

(A)超过受弯承载力的连梁,取最大弯矩设计值的80%,并将其余各相邻有关部位连梁弯矩设计值相应提高,以满足平衡条件

(B)超负荷的某些连梁取最大弯矩的80%,其余全部连梁也取此值

(C)上述某些连梁取最大弯矩的70%,其余全部连梁不作调整

(D)某些连梁取最大弯矩的80%,相邻连梁取60%

【试题3.4.2】 连梁剪力分布规律的影响因素(2001年)

在水平荷载作用下,多肢剪力墙中各层、各跨连梁跨中处剪力分布规律受一定的因素影响。试指出下列何项最准确地概括了这些因素?

(A)与连梁所处的竖向、水平位置有关

(B)与连梁的竖向位置和剪力墙的整体参数α有关

(C)与连梁的水平、竖向位置及剪力墙的整体参数α有关

(D)与连梁的水平位置和剪力墙的整体参数α有关

【试题3.4.3】 中间层连梁的箍筋配置(2001年)

在风荷载作用下,若连梁的无地震作用组合的剪力值Vb=155kN,则中间层连梁的箍筋配置最接近图3.4.1中的何项图示?

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图 3.4.1

【试题3.4.4】 连梁的抗剪(2003年)

某12层剪力墙结构底层的双肢墙,如图3.4.2所示。

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图 3.4.2

假定墙肢1、2之间的连梁断面尺寸为200mm×600mm,剪力设计值V=380kN,连梁箍筋采用HPB235,as=40mm。试问,为满足连梁斜截面受剪承载力要求的下述几种意见,其中哪种正确?

(A)配双肢箍978-7-111-45657-5-Chapter03-382.jpg12@100,满足抗剪要求

(B)加大连梁截面高度,才能满足抗剪要求

(C)对连梁进行两次塑性调幅:内力计算前对刚度乘以折减系数0.6;内力计算后对剪力再一次折减,再乘以调幅系数0.6。调幅后满足抗剪要求

(D)配双肢箍978-7-111-45657-5-Chapter03-383.jpg10@100,满足抗剪要求

【试题3.4.5】~【试题3.4.6】 (2006年)

某现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,框架及剪力墙抗震等级均为二级;混凝土强度等级为C40(ft=1.71N/mm2),梁中主筋采用HRB335,腰筋及箍筋均采用HPB235(fyv=210N/mm2);局部框架-剪力墙如图3.4.3所示。

978-7-111-45657-5-Chapter03-384.jpg

图 3.4.3

【试题3.4.5】 非加密区的箍筋(2006年)

该结构中的连梁L1净跨L=3500mm,其截面及配筋如图3.4.4所示。试问,下列的梁跨中非加密区箍筋的几种不同配置中,其中何项最接近且满足相关规范、规程中的最低构造要求?

(A)978-7-111-45657-5-Chapter03-385.jpg8@75 (B)978-7-111-45657-5-Chapter03-386.jpg8@100

(C)978-7-111-45657-5-Chapter03-387.jpg8@150 (D)978-7-111-45657-5-Chapter03-388.jpg8@200

【试题3.4.6】 连梁的腰筋(2006)

假定连梁L1净跨L=2200mm,其截面及配筋如图3.4.5所示。试问,下列关于梁每侧腰筋的配置,其中何项最接近且满足相关规范、规程中的最低构造要求?

978-7-111-45657-5-Chapter03-389.jpg

图 3.4.4

(A)4978-7-111-45657-5-Chapter03-390.jpg12 (B)3978-7-111-45657-5-Chapter03-391.jpg12 (C)5978-7-111-45657-5-Chapter03-392.jpg10 (D)4978-7-111-45657-5-Chapter03-393.jpg10

978-7-111-45657-5-Chapter03-394.jpg

图 3.4.5

【试题3.4.7】 连梁的下部纵筋(2006年)

某钢筋混凝土梁,其截面尺寸b×h=200mm×500mm,抗震等级为二级,净跨ln=2.0m。混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335级,箍筋采用HPB235级,as=as′=35mm。该梁考虑地震作用组合的弯矩设计值M=220kN·m。试问,当梁上、下纵向受力钢筋对称配置时,下列何项配筋(梁下部钢筋)最为合适?

提示:混凝土截面受压区高度x<2as

(A)3978-7-111-45657-5-Chapter03-395.jpg20 (B)2978-7-111-45657-5-Chapter03-396.jpg25 (C)2978-7-111-45657-5-Chapter03-397.jpg22 (D)3978-7-111-45657-5-Chapter03-398.jpg25

【试题3.4.8】 连梁的双肢箍筋(2007年)

某12层钢筋混凝土框架-剪力墙结构高层建筑,房屋高度45m,抗震设防烈度为8度,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为一级。混凝土强度等级为:梁、板均为C30;框架柱和剪力墙均为C40(ft=1.71N/mm2)。该结构中的某连梁截面尺寸为300mm×700mm(h0=665mm),净跨1600mm。根据作用在梁左、右两端的弯矩设计值MlbMrb和由楼层竖向荷载产生的连梁剪力VGb,已求得连梁的剪力设计值Vb=425kN。混凝土强度等级为C40(ft=1.71N/mm2),梁箍筋采用HPB235级钢筋(fy=210N/mm2)。取承载力抗震调整系数γRE=0.85。已知梁截面的剪力设计值小于规程所规定的最大限值,其纵向钢筋直径均为25mm,梁端纵向钢筋配筋率小于2%,试问,连梁双肢箍筋的配置,应选用下列何项数值?

(A)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-399.jpg8@80 (B)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-400.jpg10@100

(C)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-401.jpg12@100 (D)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-402.jpg14@150

978-7-111-45657-5-Chapter03-403.jpg

图 3.4.6

【试题3.4.9】~【试题3.4.10】 (2009年)

某截面尺寸为300mm×700mm的剪力墙连梁,如图3.4.6所示,hb0=660mm,净跨ln=1500mm,混凝土强度等级为C40;纵筋采用HRB335级钢(978-7-111-45657-5-Chapter03-404.jpgfy=300N/mm2),箍筋和腰筋采用HPB235级钢(978-7-111-45657-5-Chapter03-405.jpg)。抗震等级为一级。

【试题3.4.9】 连梁的箍筋和腰筋(2009年)

已知连梁上、下部纵向钢筋配筋率均不大于2%,钢筋直径均不小于20mm,试问,该连梁箍筋和腰筋按下列何项配置时,能全部满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)的最低构造要求且配筋量最少?

提示:梁两侧纵向腰筋为978-7-111-45657-5-Chapter03-406.jpg10@200时,其面积配筋率=0.262%;梁两侧纵向腰筋为978-7-111-45657-5-Chapter03-407.jpg12@200时,其面积配筋率=0.377%。

(A)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-408.jpg8@100,腰筋978-7-111-45657-5-Chapter03-409.jpg10@200 (B)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-410.jpg10@100,腰筋978-7-111-45657-5-Chapter03-411.jpg10@200

(C)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-412.jpg10@100,腰筋978-7-111-45657-5-Chapter03-413.jpg12@200 (D)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-414.jpg12@100,腰筋978-7-111-45657-5-Chapter03-415.jpg12@200

【试题3.4.10】 连梁的纵筋(2009年)

按8度抗震设计时,假定调整后的连梁剪力设计值达到按其截面尺寸控制所允许承担的斜截面受剪承载力最大值,作用在连梁上的竖向荷载产生的内力忽略不计,连梁两端弯矩(相同时针方向)Mlb=Mrb,连梁上、下部配置的纵向钢筋相同。试问,在满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)规定的关于连梁强剪弱弯的要求前提下,该连梁上、下部纵向钢筋面积As(mm2)按下列何项配置时,连梁所能承担的考虑地震作用组合的弯矩设计值最大?

提示:①βcfcbbhb0=3781.8kN。

②由弯矩Mb计算连梁上、下部纵筋时,按下式计算钢筋面积:978-7-111-45657-5-Chapter03-416.jpg,式中γRE=0.75。

(A)982 (B)1473 (C)1620 (D)2367

【试题3.4.11】 连梁的箍筋(2009年)

某10层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙普通办公楼,混凝土强度等级采用C40,在该房屋中1~6层沿地震作用方向的剪力墙连梁LL-1平面如图3.4.7所示,抗震等级为一级,截面b×h=350mm×400mm,纵筋上、下部各配4978-7-111-45657-5-Chapter03-417.jpg25,h0=360mm;箍筋采用HRB335(fyv=300N/mm2),截面按构造配箍即可满足抗剪要求。

试问,下面依次列出的该连梁端部加密区及非加密区的几组构造配箍,其中哪一组能够满足相关规范、规程的最低要求?

提示:选项中4978-7-111-45657-5-Chapter03-418.jpg××,代表4肢箍筋。

(A)4978-7-111-45657-5-Chapter03-419.jpg8@100;4978-7-111-45657-5-Chapter03-420.jpg8@100

(B)4978-7-111-45657-5-Chapter03-421.jpg10@100;4978-7-111-45657-5-Chapter03-422.jpg10@100

(C)4978-7-111-45657-5-Chapter03-423.jpg10@100;4978-7-111-45657-5-Chapter03-424.jpg10@150

(D)4978-7-111-45657-5-Chapter03-425.jpg10@100;4978-7-111-45657-5-Chapter03-426.jpg10@200

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图 3.4.7

【试题3.4.12】 连梁的剪力设计值(2010年)

某11层办公楼,无特殊库房,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,第5层某剪力墙的连梁,截面尺寸为300mm×600mm,净跨ln=3000mm,混凝土强度等级为C40(fc=19.1N/mm2ft=1.71N/mm2),纵筋及箍筋均采用HRB400(978-7-111-45657-5-Chapter03-428.jpg)(fyk=400N/mm2fy=fy=fyv=360N/mm2)。在考虑地震作用效应组合时,该连梁端部起控制作用且同时针方向的弯矩为Mlb=185kN·m,Mrb=220kN·m,同一组合的重力荷载代表值和竖向地震作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值VGb=20kN。该连梁实配纵筋上下均为3978-7-111-45657-5-Chapter03-429.jpg20,箍筋为978-7-111-45657-5-Chapter03-430.jpg10@100,as=as=35mm。试问,该连梁在抗震设计时的端部剪力设计值Vb(kN)与下列何项数值最为接近?

(A)185 (B)200 (C)215 (D)230

【试题3.4.13】~【试题3.4.14】 (2010年)

某12层钢筋混凝土框架-剪力墙结构,每层层高均为4m,房屋高度为48.3m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,丙类建筑,抗震设防烈度为7度。

【试题3.4.13】 连梁的剪力设计值(2010年)

某中间层剪力墙开洞后形成的连梁,其截面尺寸为bb×hb=250mm×800mm,连梁净跨ln=2600mm。假定按二级抗震等级采取抗震计算措施,连梁有地震作用组合时的支座弯矩设计值(逆时针为正方向)如下;组合工况一:左端Mlb=-160kN·m,右端Mrb=-220kN·m;组合工况二:左端Mlb=300kN·m,右端Mrb=110kN·m。在重力荷载代表值作用下,按简支梁计算的梁端剪力设计值为VGb=120kN。试问,该连梁的剪力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?

(A)300 (B)310 (C)330 (D)345

【试题3.4.14】 连梁的Asv/s(2010年)

上题所述的连梁,假定其有地震作用组合时的力设计值为Vb=620kN,混凝土强度等级为C35(ft=1.57N/mm2),箍筋采用HRB335级(fy=300N/mm2),连梁的截面尺寸及净跨同上题。试问,该连梁的梁端箍筋Asv/s(mm2/mm)的计算最小值,与下列何项数值最为接近?

提示:①计算时,连梁纵筋的as=as=35mm,978-7-111-45657-5-Chapter03-431.jpg

②箍筋配置满足规范、规程规定的构造要求。

(A)1.48 (B)1.75 (C)2.03 (D)2.19

(二)相关规范的规定

相同内容的规定在三本规范中所属条文号的对照见表3.4.1。

表3.4.1 相同内容的规定在三本规范中所属条文号的对照表

978-7-111-45657-5-Chapter03-432.jpg

1.“强剪弱弯”确定剪力设计值

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.21 连梁两端截面的剪力设计值V应按下列规定确定:

1 非抗震设计以及四级剪力墙的连梁,应分别取考虑水平风荷载、水平地震作用组合的剪力设计值。

2 一、二、三级剪力墙的连梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按式(7.2.21-1)确定,9度时一级剪力墙的连梁应按式(7.2.21-2)确定。

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V=1.1(Mlbua+Mrbua)/ln+VGb (7.2.21-2)

式中 MlbMrb——连梁左、右端截面顺时针或逆时针方向的弯矩设计值;

MlbuaMrbua——连梁左、右端截面顺时针或逆时针方向实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值,应按实配钢筋面积(计入受压钢筋)和材料强度标准值并考虑承载力抗震调整系数计算;

ln——连梁的净跨;

VGb——在重力荷载代表值作用下按简支梁计算的梁端截面剪力设计值;

ηvb——连梁剪力增大系数,一级取1.3,二级取1.2,三级取1.1。

本项规定的机理在《高层建筑混凝土结构技术规程》的条文说明中有讲述,现摘录于下:

7.2.21 连梁应与剪力墙取相同的抗震等级。

为了实现连梁的强剪弱弯、推迟剪切破坏、提高延性,应当用实际抗弯钢筋反算设计剪力的方法;但是为了程序计算方使,本条规定,对于一、二、三级抗震采用了组合剪力乘以增大系数的方法确定连梁剪力设计值,对9度一级抗震等级的连梁,设计时要求用连梁实际抗弯配筋反算该增大系数。

2.连梁的受弯承载力

《混凝土结构设计规范》规定:

11.7.7 筒体及剪力墙洞口连梁,当采用对称配筋时,其正截面受弯承载力应符合下列规定:

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式中 Mb——考虑地震组合的剪力墙连梁梁端弯矩设计值;

fy——纵向钢筋抗拉强度设计值;

fyd——对角斜筋抗拉强度设计值;

As——单侧受拉纵向钢筋截面面积;

Asd——单向对角斜筋截面面积,无斜筋时取0;

zsd——计算截面对角斜筋至截面受压区合力点的距离;

α——对角斜筋与梁纵轴线夹角;

h0——连梁截面有效高度。

3.连梁的最大剪力值

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.22 连梁截面剪力设计值应符合下列规定:

1 永久、短暂设计状况

V≤0.25βcfcbbhb0 (7.2.22-1)

2 地震设计状况

跨高比大于2.5的连梁

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跨高比不大于2.5的连梁

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式中 V——按本规程第7.2.21条调整后的连梁截面剪力设计值;

bb——连梁截面宽度;

hb0——连梁截面有效高度;

βc——混凝土强度影响系数,见本规程第6.2.6条。

4.连梁的受剪承载力

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.23 连梁的斜截面受剪承载力应符合下列规定:

1 永久、短暂设计状况

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2 地震设计状况

跨高比大于2.5的连梁

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跨高比不大于2.5的连梁

978-7-111-45657-5-Chapter03-439.jpg

式中 V——按第7.2.21条调整后的连梁截面剪力设计值。

5.连梁的纵筋最小配筋率

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.24 跨高比(l/hb)不大于1.5的连梁,非抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率可取为0.2%;抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率宜符合表7.2.24的要求;跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。

表7.2.24 跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率

978-7-111-45657-5-Chapter03-440.jpg

6.连梁的纵筋最大配筋率

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.25 剪力墙结构连梁中,非抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率不宜大于2.5%;抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率宜符合表7.2.25的要求。如不满足,则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。

表7.2.25 连梁纵向钢筋的最大配筋率(%)

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《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.25条的“条文说明”的补充:跨高比超过2.5的连梁,其最大配筋率限值可按一般框架梁采用,即不宜大于2.5%。

7.连梁的腰筋配置

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.27 连梁的配筋构造(图7.2.27)应符合下列规定

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图7.2.27 连梁配筋构造示意

注:非抗震设计时图中laEla

4 连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。连梁截面高度大于700mm时,其两侧面腰筋的直径不应小于8mm,间距不应大于200mm;跨高比不大于2.5的连梁,其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%。

8.连梁的箍筋配置

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.27 连梁的配筋构造(图7.2.27)应符合下列规定:

2 抗震设计时,沿连梁全长箍筋的构造应符合本规程第6.3.2条框架梁梁端箍筋加密区的箍筋构造要求;非抗震设计时,沿连梁全长的箍筋直径不应小于6mm,间距不应大于150mm。

3 顶层连梁纵向水平钢筋伸入墙肢的长度范围内应配置箍筋,箍筋间距不宜大于150mm,直径应与该连梁的箍筋直径相同。

9.连梁的开洞

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

7.2.28 剪力墙开小洞口和连梁开洞应符合下列规定:

1 剪力墙开有边长小于800mm的小洞口、且在结构整体计算中不考虑其影响时,应在洞口上、下和左、右配置补强钢筋,补强钢筋的直径不应小于12mm,截面面积应分别不小于被截断的水平分布钢筋和竖向分布钢筋的面积(图7.2.28a);

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图7.2.28 洞口补强配筋示意

a)剪力墙洞口 b)连梁洞口

1—墙洞口周边补强钢筋 2—连梁洞口上、下补强纵向箍筋 3—连梁洞口补强箍筋;非抗震设计时图中laEla

2 穿过连梁的管道宜预埋套管,洞口上、下的截面有效高度不宜小于梁高的1/3,且不宜小于200mm;被洞口削弱的截面应进行承载力验算,洞口处应配置补强纵向钢筋和箍筋(图7.2.28b),补强纵向钢筋的直径不应小于12mm。

(三)算例

【例3.4.1】 连梁梁端箍筋Asv/sln/hb>5.0)

条件:某高层建筑剪力墙开洞后形成的连梁截面尺寸b×h=200mm×500mm,h0=465mm。连梁净跨ln=2600mm,采用C30混凝土。箍筋采用HPB300级,若连梁支座弯矩设计值,组合1:左端:Mlb=110kN·m,右端:Mrb=-160kN·m;组合2:左端:Mlb=-210kN·m,右端:Mrb=75kN·m,重力荷载代表值产生的剪力设计值VGb=85kN,梁上的重力荷载为均布荷载。剪力墙抗震等级为二级。

要求:梁端箍筋Asv/s(mm)。

答案:

(1)计算梁端截面组合的剪力设计值

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.21条,框架梁端截面组合的剪力设计值,应按式(7.2.21-1)计算,二级抗震取ηvb=1.2。(www.xing528.com)

组合1:Mlb=110kN·m,Mrb=-160kN·m,Mlb+Mrb=(110+160)kN·m=270kN·m

组合2:Mlb=-210kN·m,Mrb=75kN·m,Mlb+Mrb=(210+75)kN·m=285kN·m

因组合2的Mlb+Mrb绝对数值较大,故连梁考虑地震组合的剪力设计值:

V=1.2(Mlb+Mrb)/ln+VGb=(1.2×285×106/2600+85×103)N

=216.54×103N=216.54kN

(2)验算截面控制条件

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.22条,因跨高比大于2.5,应按式(7.2.22-2)验算,其中γRE=0.85,βc=1.0。

978-7-111-45657-5-Chapter03-444.jpg

(3)斜截面受剪承载力的计算

因跨高比大于5,宜按框架梁设计,因此宜根据《混凝土结构设计规范》式(11.3.4)计算:

978-7-111-45657-5-Chapter03-445.jpg

【例3.4.2】 连梁受剪承载力(2.5<ln/hb<5)

条件:已知连梁的截面尺寸为b×h=300mm×500mm,有效高度hb0=465mm,连梁净跨ln=2400mm,采用C30混凝土,箍筋采用HPB300级,箍筋采用978-7-111-45657-5-Chapter03-446.jpg12@100,双肢,抗震等级为二级。

要求:连梁受剪承载力。

答案:ft=1.43N/mm2fc=14.3N/mm2fyv=300N/mm2γRE=0.85

978-7-111-45657-5-Chapter03-447.jpg

(1)斜截面受剪承载力计算

箍筋采用978-7-111-45657-5-Chapter03-448.jpg12@100,双肢,Asv=226mm2,采用《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-2):

978-7-111-45657-5-Chapter03-449.jpg

(2)截面尺寸验算

采用《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-2):

978-7-111-45657-5-Chapter03-450.jpg

(3)取斜截面受剪承载力V=432.4kN

【例3.4.3】 连梁配置的箍筋(无地震作用组合)

条件:某连梁、净跨ln=2.0m,b×h=250mm×500mm。纵筋HRB335级,fy=300N/mm2,箍筋HPB300级,fyv=270N/mm2,混凝土强度为C30,fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2。连梁承担的剪力值Vb=155kN。

要求:连梁配置的箍筋。

答案:连梁的跨高比ln/hb=2000/500=4,由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.3条,按连梁设计。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-1):

0.25βcfcbhb0=0.25×1.0×14.3×250×465=415.6kN>Vb=155kN

截面尺寸满足要求。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-1):

978-7-111-45657-5-Chapter03-451.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条第2款,连梁全长箍筋直径不应小于6mm,间距不大150mm。

Asv=0.31s=0.31×150mm2=46.5mm2

双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-452.jpg6,Asv=56.6mm2>46.5mm2,选用双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-453.jpg6@150。

【例3.4.4】 连梁箍筋Asv/sln/hb<2.5)

条件:已知连梁的截面尺寸为b×h=160mm×800mm,有效高度hb0=765mm,连梁净跨ln=900mm,采用C30混凝土,纵向受力钢筋采用HRB335级,箍筋采用HPB300级,抗震等级为二级。两端部的连梁由水平地震作用产生的弯矩设计值分别为Mb=±63.0kN·m,由楼层竖向荷载传递到连梁上的弯矩设计值很小,可略去不计。

要求:验算连梁截面尺寸。

答案:根据《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.21-1),二级抗震,取ηvb=1.2则:

978-7-111-45657-5-Chapter03-454.jpg

ln/hb=900/800=1.13<2.5

γRE=0.85,hb0=765mm,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-2)得:

978-7-111-45657-5-Chapter03-455.jpg

【例3.4.5】 连梁纵筋与箍筋的配置

条件:有一连梁的截面尺寸为b×h=160mm×900mm,净跨ln=900mm,抗震等级为二级,纵筋HRB335级,fy=300N/mm2,箍筋HPB300级,fyv=270N/mm2,混凝土强度为C30,fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2。连梁的两端部由水平地震作用产生的弯矩设计值分别为Mb=±67.5kN·m,由楼层竖向荷载传递到连梁上的弯矩设计值很小,可略去不计。h0=(900-35)mm=865mm,γRE=0.75(受弯),0.85(受剪)。

要求:配置纵筋与箍筋。

答案:(1)连梁的纵向钢筋截面面积As(mm)2

由《混凝土结构设计规范》式(11.7.7):

978-7-111-45657-5-Chapter03-456.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.24条,因跨高比为1.0,由表7.2.24得最小配筋率:

ρmin=min(0.25,55ft/fy)=min(0.25,55×1.43/300)=min(0.25,0.262)=0.26%

As,min=ρminbh=0.26%×160×900mm2=374mm2>203mm2

选2978-7-111-45657-5-Chapter03-457.jpg16,As=402mm2>374mm2

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.25条,ρmax=0.6%

978-7-111-45657-5-Chapter03-458.jpg

(2)连梁配置箍筋时的剪力设计值

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.21条,二级抗震:

978-7-111-45657-5-Chapter03-459.jpg

(3)连梁的容许剪力设计值

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.22条:

978-7-111-45657-5-Chapter03-460.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-3):

978-7-111-45657-5-Chapter03-461.jpg

(4)连梁配置的箍筋

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.23条:

978-7-111-45657-5-Chapter03-462.jpg

978-7-111-45657-5-Chapter03-463.jpg

(四)模拟考题

【3.4.1】 假定连梁L1净跨L=2200mm,其截面及配筋如图3.4.8所示。试问,下列关于梁每侧腰筋的配置,其中何项最接近且满足相关规范、规程中的最低构造要求?

(A)4978-7-111-45657-5-Chapter03-464.jpg12 (B)3978-7-111-45657-5-Chapter03-465.jpg12

(C)5978-7-111-45657-5-Chapter03-466.jpg10 (D)4978-7-111-45657-5-Chapter03-467.jpg10

正答:(A)

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条第4款,连梁截面高度h=950mm>700mm,腰筋直径不应小于8mm,间距不应大于200mm。978-7-111-45657-5-Chapter03-468.jpg978-7-111-45657-5-Chapter03-469.jpg,每侧腰筋978-7-111-45657-5-Chapter03-470.jpg978-7-111-45657-5-Chapter03-471.jpg,每侧可放4根腰筋、每根腰筋的面积As1=427.5/4mm2≈107mm2,选978-7-111-45657-5-Chapter03-472.jpg12,As1=113.1mm2

978-7-111-45657-5-Chapter03-473.jpg

图 3.4.8

【3.4.2】 图3.4.9所示连梁,净跨2.0m,b×h=250mm×500mm。纵筋HRB335级,fy=300N/mm2,箍筋HPB300级,fyv=270N/mm2,混凝土强度为C30,fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2。连梁的地震作用组合的剪力值Vb=155kN,抗震等级四级,则中间连梁的箍筋配置最接近何项?

(A)双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-474.jpg6@150 (B)双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-475.jpg6@200

(C)双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-476.jpg8@125 (D)双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-477.jpg8@200

正答:(C)

978-7-111-45657-5-Chapter03-478.jpg

图 3.4.9

连梁的跨高比ln/h=2000/500=4,由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.3条,按连梁设计。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-2):

978-7-111-45657-5-Chapter03-479.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.3.2-2,hb/4=500/4mm=125mm。Asv=0.49×125mm2=61.25mm2,双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-480.jpg8,Asv=100.6mm2>61.25mm2,取双肢978-7-111-45657-5-Chapter03-481.jpg8@125。

【3.4.3】 某现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,框架及剪力墙抗震等级均为二级,混凝土强度等级为C40,ft=1.71N/mm2,梁中主筋腰筋采用HRB400,箍筋采用HPB300,fyv=270N/mm2;该结构中的连梁净跨l=3500mm,其截面及配筋如图3.4.10所示。

试问,下列的梁跨中非加密区箍筋的几种不同配置中,其中何项最接近且满足相关规范、规程中的最低构造要求?

(A)978-7-111-45657-5-Chapter03-482.jpg8@75 (B)978-7-111-45657-5-Chapter03-483.jpg8@100

(C)978-7-111-45657-5-Chapter03-484.jpg8@150 (D)978-7-111-45657-5-Chapter03-485.jpg8@200

正答:(D)

(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.3条,978-7-111-45657-5-Chapter03-486.jpg,按框架梁设计。

(2)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.3.2-2,箍筋最小直径8mm,本题箍筋直径8mm,可以。

978-7-111-45657-5-Chapter03-487.jpg

图 3.4.10

(3)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.3.5条第1款,面积配箍率为

978-7-111-45657-5-Chapter03-488.jpg

因已知箍筋直径,故知此时跨中非加密区双肢箍筋的间距:

978-7-111-45657-5-Chapter03-489.jpg

(4)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.3.5条第5款。非加密区箍筋间距不大于两倍加密区箍筋间距。

978-7-111-45657-5-Chapter03-490.jpg

(5)非加密区箍筋取978-7-111-45657-5-Chapter03-491.jpg8@200。

【3.4.4】~【3.4.5】

某多层钢筋混凝土剪力墙连梁,截面尺寸b×h=180mm×600mm,抗震等级二级,净跨ln=2.0m,混凝土强度等级C30,纵向受力钢筋为HRB400级,箍筋HPB300级,as=as=35mm,ln/h0=3.5。

【3.4.4】 该连梁考虑地震作用组合的弯矩设计值M=200.0kN·m,当连梁上、下纵向受力钢筋对称配置时,下列钢筋(连梁下部纵筋)何项数据合适?

提示:混凝土截面受压区高度x<2as

(A)2978-7-111-45657-5-Chapter03-492.jpg20 (B)2978-7-111-45657-5-Chapter03-493.jpg25 (C)3978-7-111-45657-5-Chapter03-494.jpg22 (D)3978-7-111-45657-5-Chapter03-495.jpg25

正答:(B)

h0=h-as=(600-35)mm=565mm,fy=300N/mm2

x<2as,根据《混凝土结构设计规范》第11.7.7条规定:

978-7-111-45657-5-Chapter03-496.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.24条,因跨高比为3.5,由表7.2.24知最小配筋率按框架梁要求采用。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.3.2条表6.3.2-1:

ρmin=min(0.30,65ft/fy)=min(0.30,65×1.43/360)=min(0.30,0.26)=0.3%

As,min=ρminbh=0.3%×180×600mm2=324mm2<943.4mm2

选2978-7-111-45657-5-Chapter03-497.jpg25,As=982mm2>768.2mm2

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.25条,ρmax=2.5%

978-7-111-45657-5-Chapter03-498.jpg

【3.4.5】 假定该梁重力荷载代表值作用下,按简支梁计算的梁端截面剪力设计值VGb=18kN,连梁左右端截面逆、顺时针方面组合弯矩设计值Mlb=Mrb=150.0kN·m,该连梁箍筋配置为下列何项?

(A)978-7-111-45657-5-Chapter03-499.jpg6@100(双肢) (B)978-7-111-45657-5-Chapter03-500.jpg8@150(双肢)

(C)978-7-111-45657-5-Chapter03-501.jpg8@100(双肢) (D)978-7-111-45657-5-Chapter03-502.jpg10@100(双肢)

正答:(C)

γRE=0.85,h0=565mm

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.21条规定:

978-7-111-45657-5-Chapter03-503.jpg

ln/h=2.0/0.6=3.33>2.5

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-2):

978-7-111-45657-5-Chapter03-504.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-2):

978-7-111-45657-5-Chapter03-505.jpg

对(A)项:978-7-111-45657-5-Chapter03-506.jpg,不满足。

对(B)项:978-7-111-45657-5-Chapter03-507.jpg,不满足。

对(C)项:978-7-111-45657-5-Chapter03-508.jpg,满足。

对(D)项:978-7-111-45657-5-Chapter03-509.jpg,满足。

故(C)最接近又满足规范要求。

【3.4.6】 某连梁截面尺寸为300mm×700mm(h0=665mm),净跨1500mm,抗震等级为一级,混凝土强度等级C40,fc=1.71N/mm2。梁端纵向钢筋直径均为25mm,配筋率小于2%,箍筋HPB300级,fy=270N/mm2,承载力抗震调整系数γRE=0.85。

已求得连梁的剪力设计值Vb=421.2kN,小于规程所规定的最大限值,试问,连梁双肢箍筋的配置,应选用下列何项数值?

(A)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-510.jpg8@80 (B)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-511.jpg10@100

(C)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-512.jpg12@100 (D)箍筋978-7-111-45657-5-Chapter03-513.jpg14@150

正答:(B)

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.3.2-2,箍筋最小直径为10mm,双肢箍筋最大间距取978-7-111-45657-5-Chapter03-514.jpg及100mm三项中最小值,取s=100mm。构造最小配箍978-7-111-45657-5-Chapter03-515.jpg10@100。978-7-111-45657-5-Chapter03-516.jpg,按《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-3)计算:

978-7-111-45657-5-Chapter03-517.jpg

构造最小配箍978-7-111-45657-5-Chapter03-518.jpg10@100,978-7-111-45657-5-Chapter03-519.jpg

【3.4.7】~【3.4.8】

已知连梁的截面尺寸为b=160mm,h=800mm,ln=800mm,C30混凝土,fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2,纵筋HRB400,fy=360N/mm2,箍筋HPB300,fyv=270N/mm2,抗震等级为二级。由楼层荷载传到连梁上的剪力VGb很小,略去不计,由地震作用产生的连梁剪力设计值Vb=140kN。

【3.4.7】 连梁的纵向钢筋截面面积As(mm2)与下列何项最为接近?

(A)320 (B)295 (C)180 (D)390

正答:(A)

连梁的弯矩为:978-7-111-45657-5-Chapter03-520.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.8.2得γRE=0.75,

应用《混凝土结构设计规范》式(11.7.7)并取as=as=35mm得:

978-7-111-45657-5-Chapter03-521.jpg

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.24条,因跨高比为1.0、由表7.2.24得最小配筋率:

ρmin=min(0.25,55ft/fy)=min(0.25,55×1.43/360)=min(0.25,0.218)=0.25%

As,min=ρminbh=0.25%×160×800mm2=320mm2>180mm2

【3.4.8】 连梁所需的箍筋Asv/s(mm)值与下列何项数值接近?

(A)1.30 (B)1.01 (C)0.96 (D)0.90

正答:(B)

应用《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.21-1)得:

978-7-111-45657-5-Chapter03-522.jpg

ln/hb=800/800=1<2.5

查《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.8.2得γRE=0.85,取βc=1,hb0=765mm,应用《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.22-3)得:

978-7-111-45657-5-Chapter03-523.jpg

应用《高层建筑混凝土结构技术规程》式(7.2.23-3)得:

978-7-111-45657-5-Chapter03-524.jpg

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.3.2-2的规定,箍筋最小直径8mm,二肢箍最大间距s=hb/4=800/4mm=200mm,8d=8×14mm=112mm及100mm,取上述三种中最小值s=100mm。

978-7-111-45657-5-Chapter03-525.jpg

【3.4.9】 关于非抗震设计时中间层剪力墙连梁的箍筋构造做法,图3.4.11中何项正确(设所配箍筋均满足连梁斜截面抗剪承载力要求)?

978-7-111-45657-5-Chapter03-526.jpg

图 3.4.11

正答:(C)

(A)项不符合《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条第2款规定;

(B)项不符合《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条第1款规定;

(C)项符合《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条规定:

(D)项不符合《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27条第1、2款规定。

【3.4.10】 当有管道穿过剪力墙的连梁时,应预埋套管并保持洞口上下的有效高度不小于下列何值?

(A)150mm (B)1/4梁高,并不小于150mm

(C)200mm (D)1/3梁高,并不小于200mm

正答:(D)

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.28-2条,当管道穿过剪力墙的连梁时,应预埋套管,且洞口上下的有效高度不宜小于梁高的1/3,并不宜小于200mm。

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