淺談加腋處理在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

位光磊 張玉平

摘要：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，加腋作為一種結(jié)構(gòu)措施用以解決工程實際問題，其可改變構(gòu)件內(nèi)力分布，提高鋼筋利用率，構(gòu)造上削弱結(jié)構(gòu)不利因素的影響，改善結(jié)構(gòu)整體力學(xué)性能，本文就加腋在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用技術(shù)的進行探析。

關(guān)鍵字：錯層結(jié)構(gòu);加腋板;加腋梁;加腋柱;加腋墻

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用極其廣泛，在某些特殊情況下，會采用加腋處理方式提高混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能，達到物盡其用、事倍功半的效果，本文將結(jié)合工程實際應(yīng)用，探析加腋處理在混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用技術(shù)。

一、加腋處理在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

（一） 板加腋處理

1、錯層結(jié)構(gòu)

錯層結(jié)構(gòu)是指在建筑中同層樓板不在同一高度，并且高差大于梁高（或大于 600mm）的結(jié)構(gòu)類型。

錯層結(jié)構(gòu)本質(zhì)為樓板平面內(nèi)的不連續(xù)，影響樓板作為深梁構(gòu)件的水平力傳遞與構(gòu)件變形協(xié)調(diào)作用，地震傳力路線不直接，結(jié)構(gòu)空間整體性受到削弱，且易形成脆性破壞的短柱或矮墻，屬于復(fù)雜多高層結(jié)構(gòu)。對于錯層部位，可采用板加腋方式，實現(xiàn)水平力平面內(nèi)的彎折傳遞，構(gòu)造上削弱錯層的不利影響，但錯層柱或墻仍按錯層構(gòu)件處理，仍需滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[1]中10.4錯層結(jié)構(gòu)中的相關(guān)條文規(guī)定。

為提高土地資源利用率，地下車庫應(yīng)用越加廣泛。對于高層主樓加地下車庫結(jié)構(gòu)布置，地下室頂板一般作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，而為考慮小區(qū)綠化、室外管道布線及車庫抗浮不足等問題，地下車庫板頂有1米～1.5米的覆土，導(dǎo)致主樓地下室頂板與車庫頂板間形成高差，為充分發(fā)揮土側(cè)限及主樓相關(guān)范圍車庫構(gòu)件剛度約束影響，車庫頂板與主樓地下室頂板采用加腋措施，提高其結(jié)構(gòu)整體性能。

2、加腋板應(yīng)用

眾所周知，地下車庫主要是承擔(dān)豎向荷載，選擇合理的樓蓋結(jié)構(gòu)形式，直接影響到車庫的施工難度及經(jīng)濟造價。當(dāng)前，車庫樓蓋主要采用“明梁+大板”的形式，而根據(jù)力學(xué)知識可知，支座處的彎矩一般是跨中彎矩的2～3倍，為節(jié)約鋼筋，充分利用混凝土的抗壓性能，可將板支座處一定范圍內(nèi)板加厚處理，即為加腋板。

加腋板支座處局部加厚，形成雙向拱殼空間結(jié)構(gòu)，使頂板彎矩圖整體上抬，有效減小跨中彎矩值，即可減小跨中板的厚度減輕樓蓋自重，獲得較好的車庫凈高，且無需設(shè)置此梁，施工方便快捷，有效縮短工期，綜合經(jīng)濟性良好。

加腋板跨中板厚要滿足地下室頂板嵌固及防水板的構(gòu)造要求，不宜小于250mm;支座處加腋厚度一般取值為跨中板厚的2.0倍;加腋斜率可取1：4～1：8;加腋長度可取板凈跨的1/6～1/5;板面鋼筋按計算及構(gòu)造配置雙層雙向通長鋼筋，加腋部位因負彎矩大、配筋多，采用板頂附加短筋處理;跨中板底鋼筋由計算加構(gòu)造確定，板底加腋部位因位于受壓區(qū)域，可按跨中薄板構(gòu)造配筋，且與板底鋼筋在加腋區(qū)域搭接處理。

加腋板的力學(xué)性能及經(jīng)濟性優(yōu)于常規(guī)的梁板結(jié)構(gòu)，在車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計中的必會廣泛應(yīng)用。

（二）梁加腋處理

1、 水平加腋

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[1]中6.1.7條規(guī)定，梁柱偏心對梁柱節(jié)點核心區(qū)的受力及構(gòu)造產(chǎn)生不利影響;梁柱偏心超過1/4柱寬時，應(yīng)采用措施減小梁柱偏心的不利影響，可采用加腋措施，明顯改善梁柱節(jié)點承受反復(fù)荷載的性能。

工程中，特別是高烈度地區(qū)，當(dāng)梁柱核心區(qū)實際抗剪承載力與規(guī)范要求相差甚遠，且框架梁的截面寬度遠小于框架柱寬度的1/2時，可結(jié)合實際情況，采用加腋措施，加大核心區(qū)的節(jié)點域?qū)挾?，提高核心區(qū)抗剪的極限承載力，經(jīng)濟指標(biāo)較好。

2、 豎向加腋

根據(jù)力學(xué)知識可知，支座處的彎矩是跨中彎矩的2～3倍，充分利用混凝土抗壓性能，節(jié)約鋼筋，可對梁豎向加腋處理，由此可提高梁端的抗剪承載力，加大梁端高度，提高鋼筋內(nèi)力臂，節(jié)約鋼筋;同時利用豎向加腋梁的拱效應(yīng)，減小跨中的彎矩，降低梁高;拱效應(yīng)的存在使豎向加腋梁內(nèi)存在軸壓力，可提高混凝土構(gòu)件的撓度及抗裂能力，對于大跨梁可采用加腋與預(yù)應(yīng)力組合應(yīng)用方式取得良好的力學(xué)效果;此外，梁端加腋后，可在框架節(jié)點處形成類似狗骨連方式，使地震作用下梁端屈服部位外移，可減小框架核心區(qū)的剪力，提高核心區(qū)抗剪安全儲備。

（三） 柱加腋處理;

框架柱加腋在工程中應(yīng)用較少，但在框支短肢剪力墻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中取得良好的力學(xué)效果，“加腋柱在框支短肢剪力墻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究”[2]研究表明，在轉(zhuǎn)換柱加腋處理后可顯著提高轉(zhuǎn)換梁的端抗剪承載力，解決其剪壓比超限問題;同時，可利用拱效應(yīng)，減小轉(zhuǎn)換梁跨中彎矩，轉(zhuǎn)換層獲得良好的凈高，亦能避免“強梁弱柱”的不利破壞機制，并指出加腋柱的加腋寬高比在0.04～0.09范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換構(gòu)件受力較有利。

（四） 地下外墻加腋處理

純地下室外墻，在土側(cè)壓力作用下，外墻與基礎(chǔ)底板及地下室頂板連接處形成折板效應(yīng)，可采用加腋的方式提高其墻、板連接的力學(xué)性能。

二、結(jié)語：

加腋處理在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛，其可利用拱效應(yīng)改變構(gòu)件的內(nèi)力分布，節(jié)約鋼筋，亦可從構(gòu)造上削弱結(jié)構(gòu)不利因素的影響，為一種良好的解決工程復(fù)雜問題的措施。

參考文獻：

[1] JGJ 3-2010 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2] 張小莉.加腋柱在框支短肢剪力墻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[D].西安：西安建筑大學(xué)，2013.

[3] 王宇.加腋梁式框支短肢剪力墻結(jié)構(gòu)整體分析究[D].重慶：重慶大學(xué)，2016.

[4] 陳清流.淺談加腋梁在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用[J].福建建筑. 2016 （09）：58-60.