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自建房圈梁、框架梁如何配筋最安全可靠?

2017-10-11 11:23:46 网络转载

  有些建筑技术书甚至大学教课书中有规定:“超筋梁在设计中是绝对禁止的”!超筋梁,顾名思义,梁里面的钢筋用多了!钢筋用多了还不好?这可能是绝大数人的第一反应。毕竟绝大多数的工程事故都是因为偷工减料造成的,少筋肯定不好,但超筋真的也不好么?先来和大家说说梁的受力模型:荷载作用下,钢筋混凝土框架梁的有效截面下半部分受拉由钢筋承受,上半部分受压由混凝土承受。

  

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  ▲简支梁受力示意图

  混凝土强度合格的情况下,梁体下部钢筋的受拉能力决定了整个框架梁的承载能力,所以在实际施工过程中,梁体下部的受力筋是最重要的一环。不仅要通长不可搭接,而且其数量和总截面面积也要满足要求,即配筋率要满足要求!梁配筋率=受力钢筋总面积/梁截面有效面积,即:配筋率ρ=As/(b*h。)

  

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  ▲梁截面配筋示意图

  对于农村框架结构自建房而言,框架梁受力筋配筋率应大于2%且小于2.5%,即:0.02<ρ<0.025此时,称之为适筋梁,梁体在荷载作用下的破坏形式是这样的:分三个阶段:弹性阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段。

  阶段Ⅰ:弹性阶段,主要是梁下部的混凝土与钢筋共同承受拉力,未出现裂缝;

  阶段Ⅱ:带裂缝工作阶段,是下部混凝土出现裂缝,退出工作,拉力全部由钢筋承受,钢筋变形而不断裂;

  阶段Ⅲ:破坏阶段,上部混凝土受压面积减小压碎破坏,钢筋断裂。

  

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  ▲适筋梁破坏过程演示

  从上图可以看出,适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服,从受拉钢筋屈服到受压区混凝土被压碎,需要经历较长过程。破坏过程中,由于钢筋屈服后产生很大塑性变形,使裂缝急剧开展和挠度急剧增大,给人以明显的破坏预兆,有充分的逃生时间,这种破坏称为延性破坏。同时,适筋梁的材料强度能得到充分发挥。当然,除了纵向受力筋,梁中还应有架立筋和箍筋,共同构成梁的骨架。

  

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  ▲梁配筋示意图

  如果梁内受力筋不足成为少筋梁,会怎么样呢?这种梁破坏时,裂缝往往集中出现一条或几条,不但开展宽度大,而且沿梁高延伸快,钢筋的应力迅速增大进而被拉断。在此过程中,裂缝迅速开展,构件严重向下挠曲,最后因裂缝过宽,变形过大而丧失承载力,甚至被折断!这种破坏是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏。所谓豆腐渣工程即是如此!

  

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  ▲少筋梁破坏过程演示

  如果梁内受力筋过多,形成超筋会怎么样呢?超筋破坏是指当构件受拉区配筋量很高,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,也是一种脆性破坏。这样,梁被破坏时,受拉钢筋的强度未被充分利用,虽然它的承载能力并不弱于适筋梁,甚至超过适筋梁,但失去了预警功能,经济上也不合理。

  

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  ▲超筋梁破坏过程演示

  在实际施工过程中,乡村施工队多是根据经验进行配筋,而且90%以上的情况下做的都是砖混结构,梁的作用更多的是约束墙体移动,而不是承受荷载。这时,圈梁做4根直径14mm的钢筋上下各2根就够了。

  

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  ▲砖混结构地圈梁标准配筋

  如果是三层以内的自建房框架结构梁,一般情况下在下层做3根受力筋,1根直径20mm,2根直径18mm;上面2根直径10mm的架立筋,配合箍筋,这是完全足够的!这种下部配筋强,上部配筋弱的典型框架梁配筋方式叫做“单筋梁”!

  

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  ▲框架梁标准配筋

  但为了买个安心,施工中业主对施工队的配筋要求多会超过标准,从而造成超筋。但与典型的“超筋梁”不同的是,自建房实际施工造成的超筋梁,下部受力筋很结实,而上部钢筋也得到了大大的增强。这是整体意义上的超筋,也称之为“双筋梁”,上部混凝土不会在下部受力筋屈服断裂之前破坏。在这种情况下,梁受力破坏的过程虽仍是延性破坏,一定程度上还增长了延性破坏的时间,但对增强梁的承载能力却作用有限。也就是说,性价比低,钢筋被浪费了!

  

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  ▲实际施工过程的超筋

  “双筋梁”超筋的情况,在自建房中是普遍存在的,不仅仅是因为实际施工,更是因为结构设计!一来,完全的“适筋”结构只是一种理想状态,现实中并不存在!二来,设计人员担心施工过程的偷工减料,往往在计算结果上又人为地加大了钢筋直径或增加了钢筋的数量,这种现象是极为常见的!对比以下梁的典型破坏形式,我们在自建房过程中,宁可超筋绝不少筋!但施工的时候,不要只加强下部梁的钢筋,将上部钢筋同时进行适当的加强,做成“双筋梁”,虽然在经济上并不划算,但自己盖房子,安全第一不是吗?

  

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