柱配筋感觉异常时,手把手教你如何快速查找问题所在?
问题汇总:
Q1:为什么上下两个柱都是一柱托双梁的情况,上面的柱配筋是构造控制,下面的柱配筋超限,出现了两种截然不同的情况?
Q2:为什么受力不大的柱是计算配筋不是构造配筋?
Q1:为什么上下两个一柱都是一柱托双梁的情况,上面的柱配筋是构造控制,下面的柱配筋超限,出现了两种截然不同的情况?
A:
第一步查看两根柱的构件信息,对于控制内力进行对比。
我们发现了配筋小的上侧柱的控制内力反而大于配筋超限的下侧柱,配筋和内力虽然不存在明确的线性关系,但是这个现象说明,构件的控制内力差异不是造成配筋相差悬殊的主要原因,我们还得接着往下分析。
第二步根据已有内力和构件的相关信息采用工具箱校核有疑问构件的配筋。
超限柱的超限原因疑点较多,因此先校核超限柱的配筋,构件的尺寸和其他计算信息如下:
工具箱结果校核如下:
由于柱配筋轴心受压控制的全截面配筋,因此,整体模型中该柱的全截面配筋为四侧配筋减去四根角筋后的全截面配筋:
(24801.34+19993.07)-4*380=88068.82mm2
二者是一致的。
进一步分析发现,该柱X向(绕轴)计算长度系数为8.95,导致其计算长度为42.5米,使其稳定系数很小,导致配筋超筋,而它的Y向有两根梁与它相连,为什么它的计算长度系数如此之大呢?
问题转化为计算长度系数为什么这么大?近看模型我们发现了其中的端倪,柱布置在中间节点上,竖向梁布置在两侧节点上。
计算模型如下图:Y向两道梁没有直接与柱相连,而是通过程序在柱内生成的两根刚性杆与柱相连,这样的建模方式计算受力是可以考虑一柱托双梁的情况的,但是由于Y向两道梁没有直接与柱相连,中间又开了洞,该模型6-10层都是这样的建模方式,导致下层柱成了“跃层柱”,引起计算长度系数的异常,导致配筋大到超限。
那么同样的位置,上侧柱为什么配筋很小呢?我们看计算模型,上侧柱除了这两道梁外,上面还有一根Y向梁与它直接相连,所以它没有被识别为“跃层柱”计算长度系数是正常的。
最后一个问题,如何修改呢?
该模型从受力角度没有特别大的问题,可以将柱偏心布置在Y向两道梁的其中一个节点上,另一根梁通过柱内节点之间的刚性杆与柱相连,还可以在SATWE前处理里的模型修改-设计属性下拉菜单下人工修改各层柱的计算长度系数,也可以使配筋正常。
Q2:为什么受力不大的柱是计算配筋不是构造配筋?
如下图所示:设计人员认为该柱受力较小,B边和H边一样也应该是构造配筋才合理。
A:
第一步查看构件信息:构件信息中柱顶部B边的控制轴力和弯矩并不大。
第二步根据已有内力和构件的相关信息采用工具箱校核配筋。
构件的尺寸和其他计算信息如下:
砼构件验算工具箱参数和计算书
经过工具箱校核过程我们发现,首先校核的结果是程序整体得到的计算配筋的结果是一致的,接下来我们分析为什么会出现这样的配筋,原因在于根据砼规6.2.3条考虑的挠曲二阶效应后的弯矩效应较大,达到了355.49KN*m,这么大的弯矩顺理成章产生了较大的计算配筋,而为何存在这个大的挠曲二阶效应呢?
我们接着分析,发现该柱的计算长度在B边方向,也就是局部坐标系X向(该柱布置了90的轴转角)达到了20.748米,计算长度系数为4.94,这个柱位于二层,数值不是一般楼层的1.25,进一步查看模型发现该柱在其局部坐标系Y向没有梁拉结,同时梁柱所在的房间没有楼板,一到五层都是这样的情况,此时程序判断为在构件x向是跃层的,按照跃层柱确定的计算长度系数是4.94,至此就解释了该柱在B边出现了计算配筋的谜团。
授人以鱼不如授人以渔,我们来做一个总结:
当对于某根杆件的配筋计算有疑问时,不妨可以采取下面的流程去查找原因:
这样可以对于一些看起来异常,或者存在异常问题尽量暴露出来,提高我们的工作效率。