談并筋技術(shù)的構(gòu)造及應(yīng)用

張 兆 鳳

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

談并筋技術(shù)的構(gòu)造及應(yīng)用

張 兆 鳳

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

對設(shè)計及施工中遇到的鋼筋密集問題進行了分析，并引出了并筋的概念，對并筋的構(gòu)造進行了研究，最后通過設(shè)計實例說明了并筋技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的實用性和可行性。

并筋技術(shù)，混凝土，框架柱，構(gòu)造

0 引言

最近幾年，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員經(jīng)常會碰到施工現(xiàn)場提出這樣的問題：鋼筋排列太密集，沒有辦法施工，請設(shè)計人員想辦法解決。為什么會出現(xiàn)這樣的問題，究其原因，很大程度上是由于汶川地震后對結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的修訂。GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范中，由于對框架柱端彎矩增大系數(shù)、底層柱下端截面組合的彎矩設(shè)計值增大系數(shù)進行了調(diào)整，所以框架柱的計算配筋面積大大增加。鋼筋面積的增加，使得縱向鋼筋排列密集，從而加大了混凝土澆筑難度，還有可能會影響到構(gòu)件的強度。尤其是在8度抗震設(shè)防區(qū)，按照常規(guī)的鋼筋排布方式，大多都不能滿足鋼筋最小凈間距的要求，有時即便剛剛滿足要求，也會給施工帶來一定難度。在GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，已明確提出了構(gòu)件中的鋼筋可以采用并筋的配置形式，鋼筋密集問題也就迎刃而解。

1 并筋的定義及等效直徑的換算

1.1 并筋的定義

所謂并筋，就是由2根～3根鋼筋經(jīng)過綁軋并成的鋼筋束，鋼筋束中的鋼筋直徑均應(yīng)相同或相近，鋼筋的種類和強度等級也應(yīng)相同。當單根鋼筋的直徑不大于28 mm時，并筋的數(shù)量應(yīng)為2根～3根；當單根鋼筋的直徑為32 mm時，并筋的數(shù)量宜為2根；當單根鋼筋的直徑不小于36 mm時，則不應(yīng)該采用并筋。由2根鋼筋并成的鋼筋束稱為二并筋，由3根鋼筋并成的鋼筋束稱為三并筋。

二并筋可按橫向或豎向的方式布筋，即一字形排列；三并筋宜按品字形布筋；鋼筋束的重心應(yīng)作為等效鋼筋的重心。并筋在混凝土梁、柱中的具體排布詳見圖1和圖2。

1.2 并筋等效直徑(deq)的換算

表1 常用并筋的等效直徑 mm

2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁和柱采用并筋的構(gòu)造

1)并筋的基本要求。對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁和柱，若縱向受力鋼筋采用熱軋帶肋鋼筋，且鋼筋排布密集時，可采用并筋的布筋方式。

2)并筋的凈間距。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁中，兩相鄰并筋水平方向的凈間距應(yīng)滿足以下要求：梁下部并筋的凈間距應(yīng)不小于25 mm 且不小于deq(deq為并筋的等效直徑)，梁上部并筋的凈間距應(yīng)不小于30 mm且不小于1.5deq。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁中，兩相鄰并筋垂直方向的凈間距應(yīng)不小于25 mm且不小于deq。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱中，兩相鄰并筋的凈間距仍應(yīng)不小于50 mm。

3)并筋的保護層厚度。并筋的保護層厚度，是指從并筋的實際外輪廓到混凝土表面的厚度。并筋的保護層厚度應(yīng)該符合GB 50011—2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第8.2.1條的規(guī)定，且應(yīng)不小于deq(deq為并筋的等效直徑)。

4)并筋的截斷。對于鋼筋混凝土連續(xù)梁和約束梁的支座截面中承受彎矩的縱向受拉并筋，若需截斷時，應(yīng)符合GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第9.2.3條的規(guī)定。對于鋼筋混凝土梁中的受壓并筋，不需要分批截斷。

5)并筋的錨固。在混凝土梁和柱中，并筋的錨固方式均宜采用直線錨固。計算并筋的基本錨固長度時，均應(yīng)按等效直徑進行計算，且應(yīng)符合GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第8.3.1條和第8.3.2條的規(guī)定。

6)并筋的搭接。當混凝土梁中的并筋采用綁扎的搭接連接時，每根單筋應(yīng)錯開并逐次搭接，并筋的搭接長度應(yīng)對單根鋼筋分別計算。當采用機械連接時，套筒的橫向凈間距應(yīng)不小于25 mm。

7)并筋的箍筋設(shè)置。在混凝土梁中，當并筋的等效直徑不小于32 mm時，應(yīng)在其端部至少設(shè)置4道箍筋，箍筋直徑應(yīng)不小于12 mm，箍筋間距應(yīng)不大于100 mm；梁中其他部位也應(yīng)設(shè)置箍筋，箍筋的最小直徑和最大間距要求應(yīng)符合GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第9.2.9條的規(guī)定。對于非抗震設(shè)防的鋼筋混凝土立柱，箍筋的最小直徑和最大間距要求首先應(yīng)該符合GB 50010—2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第9.3.2條的規(guī)定，箍筋間距還應(yīng)不大于15d且不大于deq/4(deq為并筋的等效直徑)；對于抗震設(shè)防的鋼筋混凝土立柱，箍筋的最小直徑和最大間距要求應(yīng)符合GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第11.4.12條的規(guī)定，最大間距不應(yīng)按并筋的等效直徑確定，而是應(yīng)按并筋中單根鋼筋的直徑確定。

3 設(shè)計實例

山西某公司綜合樓，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，地上7層，局部8層。平面尺寸57.6 m×18 m，建筑總高度為28.05 m。1層～2層為職工浴室，3層～6層為辦公室，7層主要為大會議室，8層為凸出屋面的樓、電梯間及水箱間。底層層高4.65 m，2層層高4.2 m，3層～6層層高3.6 m，7層層高4.8 m，8層層高3.9 m。底層結(jié)構(gòu)平面圖如圖3所示。

本工程抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。底層框架柱混凝土標號為C40，框架梁混凝土標號為C35；2層及以上框架柱混凝土標號為C35，框架梁混凝土標號為C30。本工程不利于抗震計算的主要因素有以下幾點：

1)本工程建筑高度大于24 m，框架抗震等級為一級；

2)本工程7層設(shè)有大會議室，即抽掉了8根框架柱，會議室屋頂采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；

3)凸出屋面設(shè)有水箱間且活荷載較大，會使結(jié)構(gòu)重心偏移；

4)兩個樓梯間和一個電梯間均設(shè)在樓層的端部，容易產(chǎn)生邊端效應(yīng)；

5)本工程屬于超長結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距為55 m)，對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不利。以上綜合判定，本工程設(shè)防烈度較高，建筑高度較高，抗震等級較高，荷載分布不均勻，結(jié)構(gòu)體型較不規(guī)則。經(jīng)過結(jié)構(gòu)軟件PKPM建模計算，底層框架柱計算配筋面積較大，最大的為KZ-4，其配筋面積為5 600 mm2。底層框架柱截面均為650×700，每側(cè)配筋至少為7根直徑為32的三級鋼。雖然可以滿足混凝土框架柱縱向鋼筋的最小凈間距要求(50 mm)，但鋼筋排列較密集，勢必會加大混凝土澆筑難度，給施工單位帶來困擾，還有可能會影響到構(gòu)件的強度，不能確保工程質(zhì)量安全。如加大框架柱截面，不僅會增加構(gòu)件自重，又會造成混凝土的浪費，從而加大建設(shè)成本。但如果采用并筋的布筋方式，就可以解決以上問題。KZ-4縱筋排布對比圖如圖4所示。

4 結(jié)語

近幾年，隨著并筋技術(shù)在設(shè)計及施工中的廣泛應(yīng)用，并筋技術(shù)日趨成熟，說明并筋技術(shù)具有一定的實用性和可行性。采用并筋技術(shù)不僅能滿足設(shè)計要求，又能減少施工難度；不僅保證了工程安全質(zhì)量，又能取得良好的社會經(jīng)濟價值，是一項值得推廣的技術(shù)。

[1] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

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

[3] 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、框架—剪力墻、框支剪力墻結(jié)構(gòu))[M].北京：中國計劃出版社，2011：56.

On component of lapped steel bar and its application

Zhang Zhaofeng

(TaiyuanDesignResearchInstituteforCoalIndustry,Taiyuan030001,China)

The paper analyzes the heavily-distributed steel bars in the design and construction, leads to the concept of the lapped steel bars, researches its components, and proves by the design cases that the technique is practical and feasible in the structural design.

lapped steel bar, concrete, frame column, component

2014-11-22

張兆鳳(1979- )，女，工程師

1009-6825(2015)04-0034-03

TU318

A