現(xiàn)澆混凝土樓板的鋼筋布置與連接探討

郭志鋼

(黃石市建筑勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，湖北 黃石 435002)

隨著人民生活水平的日益提高和對建筑安全意識的不斷增強(qiáng)，現(xiàn)澆混凝土樓板逐步取代預(yù)制混凝土樓板，而被廣泛地應(yīng)用在建筑工程中來,使得房屋的整體性、抗不均勻沉降性和結(jié)構(gòu)的安全性能均有了較大的提高。對于一般的建筑而言，在樓板設(shè)計(jì)中均會(huì)布置一些單向板和雙向板以滿足建筑的功能劃分要求，它們之間最大的區(qū)別在于長邊與短邊的比值，當(dāng)板為四周支承并且其長短邊之比值小于3.0時(shí)宜按雙向板設(shè)計(jì)，當(dāng)板為四周支承并且其長短邊之比值大于或等于3.0時(shí)應(yīng)按單向板設(shè)計(jì)。根據(jù)單向板與雙向板的受力特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，鋼筋的布置部位與鋼筋連接方式的合理性不僅有利于保證樓板的正常使用，也有利于提高混凝土樓板的耐久性。

1 受力鋼筋布置

1.1 受力鋼筋布置方向

對于四邊支承的現(xiàn)澆混凝土樓板在設(shè)計(jì)中，其受力鋼筋的放置方向往往容易被設(shè)計(jì)人員忽視，究竟是短邊方向受力鋼筋放在上面還是長度方向的放在上面，在施工圖中未加以明確。根據(jù)板的受力特點(diǎn)，短邊方向受力較大，對于板下部受力筋來講應(yīng)放在下邊，長邊方向受力相對較小，則放在上邊，對于上層鋼筋而言則恰恰相反，短邊方向的受力鋼筋應(yīng)放在上邊，長邊方向的放在下邊。

1.2 受力鋼筋布置間距

現(xiàn)澆混凝土樓板中受力鋼筋的間距一般不小于70mm，鋼筋間距不宜太小，否則，施工時(shí)混凝土振搗捧不好插入板內(nèi)的進(jìn)行振搗，這給施工造成一定的難度，也會(huì)影響混凝土的澆注質(zhì)量。

鋼筋間距亦不能太大，一般設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)板厚不大于150mm時(shí)，其間距不宜大于200mm，當(dāng)板厚大于150mm時(shí)一般建議采用雙層雙向配筋，其間距不宜大于1.5倍板厚且不宜大于250mm。鋼筋間距太大時(shí)，受力鋼筋與混凝土之間的粘合力將減弱，其共同受力的性能不能充分發(fā)揮，導(dǎo)致樓板開裂而引發(fā)質(zhì)量問題。

現(xiàn)澆混凝土樓板中受力鋼筋距離梁或墻邊多少才合適，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010中未明確，其它規(guī)范也未給出相應(yīng)的規(guī)定，而在圖集11G101-1和12G901-4中均給出了不同的答案，前者表述的是距離梁或墻邊1/2板筋間距(如圖1)；后者則表述的是距離梁或墻邊50mm(如圖2)；筆者認(rèn)為受力鋼筋應(yīng)離梁或墻邊1/2板筋間距且不小于70mm為宜，這樣有利于梁或墻邊緣的混凝土澆注，可杜絕板邊緣露筋和振搗不密實(shí)現(xiàn)象。

圖1 圖集11G101-1分離式配筋構(gòu)造(括號內(nèi)的錨固長度用于梁板式轉(zhuǎn)換層的板)

圖2 圖集12G901-4分離式配筋構(gòu)造(括號內(nèi)的錨固長度用于梁板式轉(zhuǎn)換層的板)

2 分布鋼筋布置

現(xiàn)澆混凝土樓板中分布鋼筋離梁或墻邊的距離可同受力鋼筋的要求, 在此不再贅述。在實(shí)際操作中分布鋼筋間距往往不被施工人員重視，當(dāng)分布鋼筋間距布置過大時(shí)，不能充分抵抗由溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致樓面開裂，影響使用。在設(shè)計(jì)中其間距我們控制在規(guī)范要求的板截面面積的0.15%范圍內(nèi)，通常板厚為80～90mm、100～130mm、140～160mm時(shí)，其板支座處的分布鋼筋布置間距則分別為φ6@200、φ8@250、φ8@200。在溫度、收縮應(yīng)力較大或集中荷載較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)分布鋼筋間距不宜大于200mm。當(dāng)設(shè)計(jì)屋面板時(shí)，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求板厚不宜小于120mm，宜雙層雙向配筋。通常在屋面板支座處負(fù)彎矩較大時(shí)，為了減少鋼筋含量，除設(shè)計(jì)有板面通長鋼筋外，還在支座處增設(shè)板面加強(qiáng)鋼筋(如圖3示)，這時(shí)的板面通長鋼筋取代分布鋼筋的作用，其單位配筋面積不應(yīng)小于板的最小配筋面積(As≥ρminbh).

3 構(gòu)造鋼筋布置

3.1 支座負(fù)筋布置長度

為了避免板受力后，在支座上部出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，通常在其支座上部配置受拉鋼筋，俗稱扁擔(dān)筋、壓梁鐵。對與支承結(jié)構(gòu)整體澆筑或嵌固在承重砌體墻內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土板，應(yīng)沿支承周邊配置上部構(gòu)造鋼筋，其直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm，且單位寬度內(nèi)的配筋面積不宜小于跨中相應(yīng)方向板底鋼筋截面面積的1/3；與混凝土梁、墻整體澆筑單向板的非受力方向，鋼筋截面面積尚不宜小于受力方向跨中板底鋼筋截面面積的1/3。設(shè)計(jì)中一般現(xiàn)澆混凝土樓板鋼筋從混凝土梁邊、墻邊伸入板內(nèi)的長度不宜小于板計(jì)算跨長的1/4，對砌體墻而言支座處鋼筋伸入板內(nèi)的長度不宜小于板計(jì)算跨長的1/7，其中計(jì)算跨長對單向板按受力方向考慮，對雙向板則按短邊方向考慮。

圖3 受力鋼筋兼做溫度收縮鋼筋構(gòu)造

注：配筋時(shí)建議板面加強(qiáng)鋼筋與板面通長鋼筋相同，相互間隔布置，兩種鋼筋間距不小于70mm

3.2 洞口加強(qiáng)鋼筋布置

建筑設(shè)計(jì)中一般會(huì)在板上預(yù)留一些洞口，以供設(shè)備安裝與管道鋪設(shè)等方面的使用，這些洞口會(huì)削弱板的一部分剛度，因此，洞口的開設(shè)直徑或邊長一般不要大于1000mm，若超過的應(yīng)在洞口邊加設(shè)邊梁；當(dāng)洞口小于300mm時(shí)，板內(nèi)受力鋼筋可繞過洞口布置，可不必進(jìn)行加固，不會(huì)對結(jié)構(gòu)造成影響；當(dāng)洞口直徑或邊長在300mm至1000mm內(nèi)時(shí)，并在孔洞周邊無集中荷載時(shí)，應(yīng)沿孔洞邊每側(cè)配置附加鋼筋，其面積不小于孔洞寬度內(nèi)被切斷的受力鋼筋面積的一半，且根據(jù)板面荷載大小選用不小于2φ10的鋼筋。

4 鋼筋連接

4.1 鋼筋搭接傳力特點(diǎn)

現(xiàn)澆混凝土樓板中受力鋼筋的連接主要以綁扎搭接為主，焊接次之。鋼筋的搭接接頭是通過搭接長度上的鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固作用來實(shí)現(xiàn)兩根受力方向相反鋼筋的應(yīng)力傳遞，也可視為鋼筋搭接是鋼筋錨固的一種特例，由于搭接接頭是兩根并列的錨固鋼筋在相反的方向受力，鋼筋的有效粘結(jié)面積比用單根鋼筋之間的混凝土易于剪斷磨碎，因而削弱了錨固力，對搭接鋼筋的傳力較為不利。

4.2 鋼筋搭接原則

現(xiàn)澆混凝土樓板中的鋼筋接頭宜設(shè)置在受力較小處，簡支板或連續(xù)板下部縱向鋼筋應(yīng)伸至支座的中心線且錨固長度不應(yīng)小于5d(d為下部鋼筋直徑), 當(dāng)為轉(zhuǎn)換層樓板時(shí)，其鋼筋的錨固長度不應(yīng)小于La；當(dāng)連續(xù)板內(nèi)溫度收縮應(yīng)力較大時(shí)，其伸入支座的錨固長度宜適當(dāng)增加，但對與邊梁整澆的板，支座負(fù)彎矩鋼筋(負(fù)筋)的錨固長度應(yīng)滿足La的要求(詳圖4)或當(dāng)設(shè)計(jì)按鉸接時(shí)端部支座配筋構(gòu)造于按15倍錨固長度錨入梁或墻外側(cè)面處(詳圖5)。當(dāng)板面鋼筋通長時(shí)，其鋼筋搭接部位應(yīng)在板凈中間的1/2范圍內(nèi)搭接(詳圖6)，且在同一板跨中，一根受力鋼筋不宜設(shè)置兩個(gè)或以上接頭。

圖4 設(shè)計(jì)按剛接時(shí)端部支座配筋構(gòu)造 圖5 設(shè)計(jì)按鉸接時(shí)端部支座配筋構(gòu)造

受力鋼筋接頭部位應(yīng)嚴(yán)格控制，位于同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積不宜大于50%，兩交錯(cuò)搭接接頭距離應(yīng)控制在0.3位搭接長度以外，原因是同一截面內(nèi)鋼筋搭接接頭過多，將使鋼筋間距減小，削弱混凝土握裹力層，使劈裂縫相對集中，容易產(chǎn)生裂縫貫通而使混凝土保護(hù)層成片剝落，因此應(yīng)對搭接長度區(qū)段內(nèi)受力鋼筋接頭面積百分比率應(yīng)該加以限制。

圖6 有梁樓蓋雙層雙向配筋構(gòu)造

5 結(jié)束語

現(xiàn)澆混凝土樓板內(nèi)鋼筋的布置方向、布置長度、布置間距以及鋼筋的連接質(zhì)量均會(huì)直接影響鋼筋混凝土的質(zhì)量，我們應(yīng)該從鋼筋布置的合理性和鋼筋連接長度與位置方面入手，嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量，讓板內(nèi)鋼筋受力盡可能合理、混凝土抗壓能力充分展現(xiàn)，為建設(shè)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物創(chuàng)造條件。

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