并筋技術(shù)在混凝土梁中的應(yīng)用探討

張紅霞

(青海建筑職業(yè)技術(shù)學院，青海西寧 810012)

0 引言

在大跨結(jié)構(gòu)、重型結(jié)構(gòu)及梁柱節(jié)點區(qū)，常出現(xiàn)截面上鋼筋密集以致于給設(shè)計和施工造成較大困難，工程實踐中，解決這個問題的辦法之一就是并筋，即將受力鋼筋2根或3根并列捆扎起來，以鋼筋束的形式配置。我國研究人員自20世紀80年代起就開始研究并筋的粘結(jié)錨固性能及并筋結(jié)構(gòu)的受力性能，研究表明，采用并筋方案后，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度降低，使得并筋混凝土構(gòu)件承載力、裂縫寬度及撓度也發(fā)生了變化，本文結(jié)合GB 50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［1］和平法 11G101-1［2］圖集，初步探討了并筋技術(shù)在混凝土梁中的應(yīng)用。

1 并筋的等效直徑

文獻［3］指出，并筋的粘結(jié)性能降低，并且并筋數(shù)量越多，降低越明顯，同時建議并筋按等效直徑等效為單筋考慮，并筋的等效直徑可由組成它的單筋直徑d按式(1)計算:

其中，dn為等效直徑;n為并筋的數(shù)量?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》采納了該建議，對并筋等效鋼筋的等效直徑的換算原則作了規(guī)定:直徑28 mm及以下的鋼筋并筋數(shù)量不應(yīng)超過3根;直徑32 mm的鋼筋并筋數(shù)量宜為2根;直徑36 mm及以上的鋼筋不應(yīng)采用并筋。并筋應(yīng)按單根等效鋼筋進行計算，等效鋼筋的等效直徑應(yīng)按截面面積相等的原則換算確定。實際工程中，采用并筋方案時，二并筋可按縱向或橫向的方式布置;三并筋宜按品字形布置。相同直徑的二并筋等效直徑可取為1．41倍單根鋼筋直徑;三并筋等效直徑可取為1．73倍單根鋼筋直徑。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》條文說明指出，并筋等效直徑的概念適用于規(guī)范中鋼筋間距、保護層厚度、裂縫寬度驗算、鋼筋錨固長度等有關(guān)條文的計算及構(gòu)造規(guī)定，即采用等效直徑的概念按單根等效鋼筋處理并筋問題。

2 并筋梁的受力性能及構(gòu)造

2．1 并筋梁的受力性能

文獻［4］～［6］研究表明:鋼筋混凝土梁采用并筋方案后，由于鋼筋和混凝土的粘結(jié)強度降低，并筋梁的最大裂縫寬度和最大撓度均大于普通梁;并筋梁的抗彎承載力低于普通梁;并筋數(shù)目越多，對并筋梁的影響越大。

2．2 并筋梁的混凝土保護層厚度

構(gòu)件中混凝土的保護層厚度除應(yīng)滿足規(guī)范表8．2．1的規(guī)定外，尚應(yīng)滿足受力鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑。對于并筋梁，鋼筋的公稱直徑應(yīng)按等效直徑考慮，當混凝土強度等級不低于C30時，一類環(huán)境下并筋梁受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度見表1(箍筋直徑按10 mm考慮)。

表1 一類環(huán)境下并筋梁受力鋼筋混凝土保護層最小厚度

2．3 并筋梁的鋼筋凈距

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，梁上部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于30 mm和1．5d;梁下部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于25 mm和d;各層鋼筋之間的凈間距不應(yīng)小于25 mm和d，d為鋼筋的最大直徑。對于并筋梁，在復核鋼筋的凈距時，鋼筋直徑仍按等效直徑考慮。并筋梁鋼筋最小凈距見表2。

表2 并筋梁鋼筋最小凈距表

2．4 并筋梁的鋼筋錨固與連接

并筋中鋼筋的錨固長度和搭接長度應(yīng)按單筋分別計算，單根鋼筋的基本錨固長度可按式(2)計算:

由式(2)可見，對相同直徑的二并筋，其單根鋼筋的錨固長度可取為規(guī)范給出的受拉鋼筋錨固長度的1．41倍;對相同直徑的三并筋，其單根鋼筋的錨固長度可取為規(guī)范給出的受拉鋼筋錨固長度的1．73倍。并筋連接接頭宜按每根單筋錯開，接頭面積百分率應(yīng)按同一連接區(qū)段內(nèi)所有的單根鋼筋計算。

3 結(jié)語

混凝土梁鋼筋配筋密集的情況下，并筋可較好地解決設(shè)計與施工中的難題，在處理鋼筋間距、保護層厚度、鋼筋錨固長度等有關(guān)構(gòu)造問題時，采用等效直徑的概念簡單方便?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對并筋梁的承載力、裂縫寬度及撓度的計算方法尚未作出明確的說明，建議在今后的修訂中進一步補充完善。

［1］ GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］．

［2］ 11G101-1，混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板)［Z］．

［3］ 徐有鄰，邵卓民，沈文都．鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固強度［J］．建筑科學，1998，34(4):8-14．

［4］ 趙更奇，李 騫，陳 萌，等．鋼筋混凝土并筋梁受彎承載力的試驗研究［J］．鄭州工業(yè)大學學報，2001，21(1):64-67．

［5］ 隋杰英，李家康，鞏翠珍．并筋梁受力性能的試驗研究［J］．青島建筑工程學院學報，1999，20(1):12-15．

［6］ 張偉紅，趙更奇，李 驀．鋼筋混凝土并筋梁裂縫及剛度的試驗研究［J］．中州大學學報，2001(4):86-88．