杜國(guó)平 1.浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 2 2 1 0 0;2.浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院 3 1 0 0 2 3
俞錫鋼 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 2 2 1 0 0
陳曉東 浙江華廈建設(shè)集團(tuán)有限公司 3 2 2 1 0 0
在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中,由于平面功能布局的要求不同,故而出現(xiàn)了大量的主梁和次梁相交的情況。一般情況下,此處鋼筋布置為板的受力鋼筋放次梁上面,次梁受力鋼筋放主梁上部,如主次梁相交斷面圖所示。從圖中不難看出,原設(shè)計(jì)中主梁上部標(biāo)高即為板的設(shè)計(jì)標(biāo)高,但由于主次相交處鋼筋的相互疊加,致使板的實(shí)際標(biāo)高比原來的設(shè)計(jì)標(biāo)高高出了一部分,即圖示中的超高部分,在本例圖中具體計(jì)算方法如下:h=20-25+10+10+15=30mm。由此可知,隨著次梁鋼筋直徑的加大,板的厚度也將逐步加大,致使板厚增加,自重增加,導(dǎo)致了構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)安全隱患的;同時(shí),一般板厚為120mm,現(xiàn)在增厚了30mm,相當(dāng)于要增加25%的混凝土,造成了極大的浪費(fèi)。
針對(duì)這個(gè)問題,在相應(yīng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和施工圖集中均無(wú)法找到詳細(xì)的說明,再則由于電腦輔助設(shè)計(jì)軟件的流行,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)截面配筋的計(jì)算也由軟件代替了,不少設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)點(diǎn)配筋的概念已經(jīng)模糊了,以致在施工人員咨詢時(shí)解釋不清。這些原因促使工程參與各方在這個(gè)總是上各抒己見,相互爭(zhēng)執(zhí)不下的局面。施工工人也按常規(guī)施工,結(jié)果在主次梁相交處鋼筋向上突出樓板面,經(jīng)調(diào)查,為了通過樓板工程驗(yàn)收,施工工人常采取兩種方法:其一是將樓板厚度加厚至能將梁板鋼筋全部被混凝土覆蓋;其二是用大錘將交接處的主次梁鋼筋向下砸彎至不露出樓板面。面對(duì)這種做法,監(jiān)理方一般只能接受這種折中的方法來保證構(gòu)件內(nèi)受力鋼筋的有效高度且達(dá)到不露筋的目的。但方法一將大量增加混凝土量且自重也大量增加,超過了設(shè)計(jì)荷載而使構(gòu)件存在安全隱患;方法二在砸彎鋼筋的時(shí)候,宜使受力筋與箍筋脫離,鋼筋位置移位,鋼筋出現(xiàn)銳角變形,模板變形而出現(xiàn)漏漿等一系列質(zhì)量問題。故而此種現(xiàn)狀急需改變。
為了解決這個(gè)矛盾,有不少學(xué)者提出各種各樣的解決方法,其中最多的一種方法是從圖集中引申出來的。根據(jù)規(guī)范圖集中對(duì)同一平面內(nèi)鋼筋相疊合時(shí)處理的方法,即將某邊的鋼筋在相交前采用1/12的坡度向下傾斜,再與其它的鋼筋相疊合。這樣一來,我們需要將主梁的受力鋼筋在主次梁相交前一段距離開始向下以1/12的坡度逐步下彎,到主次梁相交處時(shí)主梁鋼筋剛好彎下去一個(gè)主梁鋼筋直徑的距離,再在主梁鋼筋上放置次梁鋼筋,此時(shí)次梁鋼筋上表面既能保證有25mm的保護(hù)層,又能保證不增加混凝土澆筑量,似乎是個(gè)較完美的解決方法。但據(jù)此法施工時(shí)問題還是發(fā)生了,因?yàn)檫@種方法要求主梁鋼筋以一個(gè)傾斜角度下降,這就使得主梁鋼筋總體呈現(xiàn)出了波浪形,從而使得相應(yīng)的箍筋的尺寸也隨著位置不同而改變,這要求施工工人能在每個(gè)主次梁相交處能將主梁箍筋按坡度逐個(gè)縮小方能滿足要求。但在實(shí)際施工中,施工班組均按統(tǒng)一尺寸下料彎制梁箍筋,致使方法雖好,但不容易被工人接受,也不容易推廣使用。之所以如此,主要原因是設(shè)計(jì)者總擺脫不了作為一個(gè)管理者的角度來看問題的習(xí)慣,而不能從操作工人的角度來看待這個(gè)問題,所以免不了有點(diǎn)紙上談兵的感覺。
為了尋找一種從操作工人出發(fā)的方便可行的主次梁交接處鋼筋處理的方法,通過對(duì)規(guī)范、力學(xué)計(jì)算的研究,再與一線操作工人的探討,最后通過結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證后,我們找到了一種符合規(guī)范要求且容易操作的方法,即主梁包次梁法。下面將此法介紹如下:
1、規(guī)范基礎(chǔ):在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,在翻梁的設(shè)計(jì)中,允許將板的上部筋放置在梁的中部和下部。同樣,在懸臂板、檐溝等構(gòu)件設(shè)計(jì)中,也將板上部的受力鋼筋放置在梁的中部或下部。所以,次梁的上部受力筋也可以放置在主梁上部受力筋的下部。在規(guī)范中,規(guī)定了次梁上部筋錨入主梁應(yīng)有相應(yīng)的錨固長(zhǎng)度,規(guī)定了主梁應(yīng)在與次梁交接處設(shè)加密箍筋或設(shè)置吊筋來加強(qiáng)該處的節(jié)點(diǎn),并無(wú)明確規(guī)定主次梁上部筋的上下位置關(guān)系。
2、理論基礎(chǔ):在主次梁相交處計(jì)算截面配筋時(shí),主梁要承受次梁傳來的集中力和負(fù)彎矩。主梁通過設(shè)置吊筋、加密箍筋等方法來承受次梁傳來的集中力,通過混凝土截面、設(shè)置腰筋、抗扭箍筋等來承受次梁傳來的負(fù)彎矩。次梁將自身的荷載傳遞到主梁,主要是通過錨入主梁的鋼筋來傳遞的。同時(shí),由于次梁一般截面尺寸較小,剛度較小,在荷載作用下發(fā)生的撓度相對(duì)較大,而主梁一般截面尺寸較大,剛度較大,在荷載作用下發(fā)生的撓度相對(duì)較小,故而剛度小的次梁將荷載傳給剛度大的主梁。由此可見,這個(gè)荷載的傳遞與主次梁上部筋的上下位置無(wú)關(guān)。
3、施工方法:主梁鋼筋施工時(shí)按常規(guī)施工,箍筋按圖紙要求統(tǒng)一下料,統(tǒng)一綁扎,不需特殊處理,另外在主梁施工時(shí),要注意在主次梁相交處內(nèi)部也一定要設(shè)置相應(yīng)箍筋,在交接處兩邊則應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的箍筋加密。次梁鋼筋施工時(shí),梁底鋼筋按常規(guī)施工,而梁上部鋼筋則從主梁第一層上部鋼筋的下部穿過,套上箍筋后按常規(guī)綁扎,在綁扎次梁在交接處的箍筋時(shí),由于此處次梁上部鋼筋位置相對(duì)下降,故而上部受力筋無(wú)法與箍筋緊密接觸,但由于鋼筋具有一定的柔性,且次梁受力鋼筋一般比主梁受力筋細(xì)小,故而只要操作工人用力扎緊箍筋則兩鋼筋就能相互綁扎在一起。在此過程中,次梁上部鋼筋因?yàn)閺闹髁荷喜夸摻钕虏看┻^,所以不存在鋼筋超出樓板面的問題。此種方法施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生次梁上部鋼筋的保護(hù)層相對(duì)較厚,從而使次梁受力筋有效高度會(huì)有所降低,降低最大的位置在主次梁相交的界面處,降低的高度為一個(gè)主梁上部筋的直徑,這個(gè)直徑對(duì)于梁高400mm以上的次梁來說,將會(huì)下降3~5%左右的承載能力,次梁截面高度越高,影響就越小??紤]到在設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)恒載有1.2的分項(xiàng)系數(shù),對(duì)活載有1.4的分項(xiàng)系數(shù),故而此處雖下降了部分承載能力,但不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全。當(dāng)然,如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候就能考慮將次梁上部筋放在主梁上部筋下部的做法,從而在設(shè)計(jì)階段就加強(qiáng)此處的配筋則能很好的解決此類問題。
4、實(shí)踐驗(yàn)證:為了明確此種方法對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響程度,我們做了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn),在同等條件下,一組主梁上部筋在下,一組次梁上部筋在下,然后養(yǎng)護(hù)28天后,在次梁上加均布荷載至次梁破壞,結(jié)果表明,兩種情況下,承載能力相差僅為3%。于是,在義烏某街面房建造中,采用此種方法處理主次梁相交處的鋼筋疊加問題,在工程竣工后發(fā)現(xiàn)所有采用此法處理的交接點(diǎn)均符合質(zhì)量驗(yàn)收要求,無(wú)裂縫等不良情況發(fā)生。同時(shí),樓板混凝土澆筑量沒有任何增加,操作工人也表示此方法施工操作方便可行,從而取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。
綜上所述,主次梁交接處鋼筋的處理方法各種各樣,但基本上都是以設(shè)計(jì)者、管理者等的角度來思考的,不少方法在理論上是可行的,但實(shí)際操作中工人難以按要求施工。故而,這種主梁包次梁的施工方法既能滿足施工規(guī)范要求,又能使工人操作簡(jiǎn)單,不失為一種行之有效的主次梁交接處鋼筋處理的好方法。
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[2]危道軍. 建筑施工技術(shù) .北京人民交通出版社.2 0 0 9
[3]國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集0 3 G 1 0 1-1. 北京:中國(guó)計(jì)劃出版社.2 0 0 3