结构设计中几个常见问题的探讨

结构设计中几个常见问题的探讨

摘要：本文针对结构设计中常见的几个问题进行分析并提出个人看法，仅供大家参考、讨论。

关键词：短挑梁横向钢筋裂缝钢筋长度折减计算钢筋面积实配钢筋面积活荷载折减

1、短挑梁结构计算

对于a＜ho的短挑梁，在集中荷载作用下，其正截面抗弯承载力容易满足要求，斜截面抗剪承载力计算按规范公式：，此处剪跨比入=a/ho＜1.5，取入=1.5，给定梁截面尺寸和箍筋间距，算出箍筋直径。笔者以为这种算法欠妥当。首先，由于a值小，在a范围内布置的箍筋数量受到限制，同时斜裂缝近乎平行于箍筋，箍筋的抗剪能力降低；其次，按混凝土结构设计规范10.8.1条规定，当a≤ho时应按牛腿设计。所以对于a＜ho的短挑梁，应按牛腿的裂缝控制要求进行截面验算，并按牛腿构造要求在梁腰两侧及中部均匀布置水平钢筋。

例证：某框架结构边跨柱基受相邻基础影响，拟采用挑梁处理，将柱搁置于挑梁端部，挑梁断面400×1000mm，a=400mm，p=1140kn，砼强度等级c25，按挑梁进行受剪截面验算： /b≤4，满足要求，抗剪箍筋计算：，s=100时，采用四肢箍，箍筋直径d=12，但在a 范围内只能布置4根箍筋。如果按牛腿验算截面：

，不能满足要求。

2、梁在集中力作用下附加横向钢筋设置

砼结构设计规范10.2.13规定：位于梁下部或梁截面高度范围的集中荷载，应全部由附加横向钢筋（箍筋、吊筋）承担，箍筋应布置在长度s范围内（s=2h1+3b）。此规定是为了防止集中荷截影响区下部砼脱落并弥补间接加载导致梁斜截面受剪承载力降低。在实际工程中，有些集中力作用于梁顶面，如水箱立柱荷载、梁上托柱等。对于该部位箍筋加密配置，有些设计人员按照砼结构设计规范10.2.13规定，笔者认为缺乏依据。参照高层建筑砼技术规程10.2.9条第4款规定，当梁上托柱时，该部位箍筋配置应按10.2.8条第3款规定。

3、楼板裂缝控制

普通钢筋砼楼板在荷载作用下总会发生裂缝，但裂缝大小是设计人员能够控制的。根据砼裂缝计算公式：钢筋应力及等效钢筋直径越大，裂缝宽度也越大，故楼板设计中建议使用细而密的低强度钢筋。该公式中，砼保护层厚度c越大，裂缝也越大，但是砼保护层越厚，结构耐久性越好。我们知道，硬化后的砼在潮湿空气中会发生碳化，砼碳化使钢筋氧化膜破坏引起锈蚀，体积膨胀24倍，导致四周砼顺筋胀裂，进而使钢筋锈蚀加快。从这一角度讲，加大砼保护层厚度对控制结构裂缝的发展是有利的。

4、柱下独立基钢筋长度折减

建筑地基基础设计规范8.2.2条第5款规定：当柱下钢筋砼独

立基础的边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长的0.9倍，并交错布置。本规定是针对单柱基础而言。有些框架结构个别柱距较小，在进行基础计算时发生碰撞，形成双柱基础如图示：

该基础a=0.8m，l=4m，0.9l=3.6m，按此长度布筋，柱外侧板筋长度不足。笔者认为，只有当柱中至基础底板外缘长度a大于或等于1.25m时，才能按本条规范规定进行底板钢筋长度折减。

5、计算钢筋面积与实配钢筋面积

工程实践中，由pkpm软件自动生成的部份梁板实配钢筋面积往往大于计算钢筋面积。这是因为实配钢筋面积已考虑了梁板的裂缝、挠度等因素。我们知道，在构件截面及计算参数给定的前提下，减少裂缝的有效途径是增加钢筋面积as，减少纵向受拉钢筋的应力。所以我们在编辑梁板配筋时，对构件配筋面积的调整必须慎重，不能仅依据计算结果，同时还应考虑构件的裂缝及挠度是否满足要求。

6、电算与人工结合配置钢筋

结构设计软件自动生成的梁、板、墙和柱配筋在一定程度上存在着某些不合理部位。例如，有的次梁箍筋面积计算值才2mm2，按构造要求最多配φ6@200箍筋，可自动生成的箍筋为φ10@200，配筋偏多，类似这种情况都要人工调整；有的是软件还不具备的功能，例如，规范统一规定梁面第一排钢筋断点为 ln，第二排为 ln，实

际上，有些梁就不需要这么长的钢筋，设计时可结合手工画材料包络图来确定钢筋断点，用这个办法可省很多钢筋。另外，规范规定ln为相邻跨净距，连续梁中某跨跨度较小时，该跨梁面钢筋与相邻大跨梁面钢筋应贯通，减少钢筋断点，这些都需要人工编辑。

7、楼面活荷载折减

《建筑结构荷载规范》gb50009-2001第4.1.2条规定，对于住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园，在计算墙、柱、基础时，计算截面以上各层活荷载总和可以折减，折减系数大小与计算截面以上的层数有关。我们在设计上述房屋时，如果屋面存在上人楼梯间，pkpm软件程序会把计算截面以上的层数增加1，这样导致大屋面层的墙、柱活荷载折减系数由1变为0.85，其余各层计算截面的活荷载折减系数也会相应发生变化。解决的办法是将上人屋面的小楼梯间按集中荷载输入，或者对各层计算截面的活荷载折减系数进行调整。

结束语：以上所述，仅为本人在实践工作中的一些体会和见解，是否妥切，还请同行及专家们共同探讨。