交叉梁系的跨数和跨度的判别和意义螣蛇的梦对《土木吧》2022.8.5《关于交叉梁之间的有限支承的受力关系的讨论》 之再思考【摘要】交叉梁系之间的支承关系直接影响连续梁的跨数和跨度判断，进而影响支座下筋的锚固长度是否满足以及框架梁负筋的外挑长度，判断失误会引发安全问题，所以对交叉梁系的跨数和跨度的准确判断有重大意义。
交叉梁系的交叉点没有墙、柱这样的落地构件，支撑关系主要取决于交叉梁系的刚度比，刚度比较大时会表现出明显的支撑与被支撑关系。
梁的刚度由支座条件、截面、跨度和实配钢筋决定，软件能够计算交叉梁系的刚度和弯矩分布，并根据弯矩进行配筋。
但是，梁跨度和跨数的判断直接影响“支座下筋”的锚固以及“支座负筋”的截断点位置，所以需要关注。
判断支撑关系的方法，主要是观察弯矩图。
一般情况下，作为支座的梁在交点没有负弯矩，被支撑的梁在交点有负弯矩。
但也有这样的情形：有梁在交叉点既有负弯矩也有较大的正弯矩。
【案例】某宿舍项目，采用框剪结构，局部的梁配筋见下图“图一”：图中KL54被分为两跨，左跨200x700，右垮200x400与剪力墙相连。
横向框架梁截面200x700作为KL54支座。
梁配筋简图如下图“图二”，KL54在横向框架梁交叉位置有支座负筋3cm2。
KL54弯矩包络图在交叉点处有负弯矩进行了分段，恒载弯矩图只有正弯矩6.3kNm（见下图“图三”）。
可见，横向框架梁对KL54为较弱的弹性支撑关系。
通过梁恒载下的剪力图（见下图“图四”）可以观察到：梁通过自身刚度向落地竖向构件（如墙、柱）传递的荷载比例随“弹性支座”的刚度增大而减少。
梁分段的一般判别条件：梁在交叉点有较大的负弯；梁在交叉点处的正弯矩极小。
在交点有较大正弯矩的梁，适合在交叉点强制“取消支座”，按合并跨配筋，否则需要注明特别处理方法。
本案例中KL54在与正交框架梁相交处有负弯矩和不太小的正弯矩，宜合并跨梁配筋。
为什么要纠结交叉梁系中刚度比明显较弱的梁是否应该“取消支座”呢？这是因为跨数和跨度的不同直接影响到梁下筋在此处的锚固长度以及梁上筋在支座处负筋截断点的位置。
梁下筋在交叉点的锚长有区别：1、标准图集《22G101-1》P2-40（见下图“图五”）中，梁下筋在主梁的锚固，锚长。
但该做法前提是下筋不抗震也不受拉。
2、如果梁左右等截面，强制“取消支座”按合并跨且无视支座主梁实现下筋搭接，则需要搭接接长度。
搭接长度为钢筋充分受拉计算的结果，但主梁作为弹性支座是事实存在的，且图集也没有框架梁下筋在所谓的“跨中”搭接的做法。
3、梁下筋在支座梁纵筋内侧锚固，若参考非抗震框架梁在柱内的锚固，水平，竖向。
该规定适用于非抗震框架梁柱节点，横向梁梁宽也很难满足这个条件。
4、视主梁为弹性支座，下筋在主梁内受拉直锚应，正弯矩不大时为不充分受拉，按《混凝土结构设计规范》8.1.2-4应计入修正系数，故应取，锚长不足可以加机械锚固端头，交点两侧等截面则应贯通或跨越支座主梁互锚。
综上所述，按上4复核下筋受拉锚长比较合理。
人为在交叉点两侧点铰以回避梁下筋在交叉点的锚固合适吗？点铰释放“弹性支座”处弯矩，加大了跨中下筋配筋量，但实际上梁弯矩按刚度分配，很难真正铰接，故梁在交点处正弯矩不很小时不合点铰，否则会导致梁在此处开裂或者下筋拔出。
梁（框架梁）负筋的截断点位置有不同：1、按《22G101-1》P2-33（见下图“图六”），框架梁支座负筋的截断长度和跨度有关系，本案例按两跨时，负筋的外挑长度为；按单跨时，负筋外挑长度为。
2、计算框架梁支座负筋理论截断点：查KL54的剪力包络图，支座边剪力85KN，梁采用C30，右跨截面为200x400，。
故负筋截断点按《混凝土结构设计规范》9.2.3-2: 当V大于时，应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于且不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于与之和。
右段梁信息截图如下：KL54右支座负筋，从充分利用钢筋点到截断点。
从截断点外伸，该理论截断点弯矩承载力：约在6~7截面的中间，跨长2500，即支座出来约450处，也即支座外450+400=850，取整为1200mm。
KL54按单跨，按两跨。
按前者配负筋偏于浪费，按后者配负筋会不安全，故有必要标注截断负筋的外挑长度。
当交叉点正弯矩极小时，分成2跨后，PKPM会计算理论切断点和的关系，超出会全跨按；强行“取消支座”，软件会比较和的关系，小于该值会自动，想省可标明外挑长度。
当被研究梁为非框架梁时，支座负筋截断点到支座边为为（见上图“图四”）。
PKPM会做相似判断处理。
故手配钢筋要特别注意支座负筋的外挑长度，PKPM配筋则没这个问题。
如果被支撑梁在梁系交叉点出现很大负弯矩时，强制两跨合并有没有安全问题呢？交叉点按合并跨配的负筋此处不截断，故强行合并只会造成梁上通筋的浪费。
交点处“设置支座”进行分跨配筋时，则PKPM对交叉点被截断的负筋按前述方法处理，也不会有安全问题。
综上所述，支撑效应的大小取决于“弹性支座”强弱，当 “弹性支座”很弱，梁在交叉点出现明显很大的正弯矩时，适合“合并跨”进行配筋，注意标注支座截断负筋外挑长度；当梁在交叉点处正弯矩很小时，梁在交点分段也行，但需要处理该处下筋锚固问题：A、梁两侧等高，下筋能贯通或者外伸互锚的的情形可以分段，但需要注明锚长；B、梁两侧不等高，“支座梁”梁宽时，可以分段，但需要注明锚长，因为的要求没考虑受拉锚固；C、梁两侧不等高，“支座梁”梁宽时，不能分段，但合并跨的框架梁跨内一般要求截面不突变，故下筋锚长复核不足就应该调整梁截面，下筋宜通长。
不只是框架梁，但凡交叉梁系都存在需要复核下筋锚长的这个问题，下筋贯通有明显优越性。
案例中KL54既有落地的竖向墙或柱充当强支座，也有正交梁充当弹性支座，相对突出了这个支座处理的矛盾。
对照分区布置的井字梁系，跨内井字梁等高且在交叉点都有比较大的正弯矩，故都不截断下筋确保拉锚安全性，井字梁负筋在相对高大的支座梁内往往因为水平锚长不足而设计成铰接。
参考文献：1、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) 2015版 中国建筑工业出版社 2015 北京【完】文章