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      鋼筋混凝土構(gòu)件在主次梁搭接處鋼筋施工質(zhì)量控制

      2021-09-28 02:19:30陳祎博
      廣東建材 2021年9期
      關(guān)鍵詞:樓板主梁支座

      陳祎博

      (中國建筑第五工程局有限公司)

      1 主、次梁的連接型式和協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)

      次梁端支座的狀態(tài)具有“適中性”的特點,即普遍介于鉸支座和固定支座間,在對其展開分析時可采用協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的零剛度理論。在該理論的視域下,認(rèn)為在混凝土開裂前、后兩個時間段,配有抗扭筋的梁在抗扭剛度方面有顯著的差異,具有開裂前較大、開裂后顯著下降的變化;而在臨界狀態(tài)下,主梁的受力條件發(fā)生改變,需承受次梁傳遞的扭矩,主梁雖然存在開裂彎矩但該值較小,具體程度受主梁截面尺寸、混凝土強度兩方面的影響。若將主梁視為零扭轉(zhuǎn)剛度的構(gòu)件,則此時抗扭筋具有抑制裂縫發(fā)展的作用,換言之,在受扭矩的影響下,主梁所顯現(xiàn)出的開裂現(xiàn)象會在一定程度上發(fā)生扭轉(zhuǎn),扭矩有大幅度下降的變化,內(nèi)力較之于前期重新分布,即便存在不利條件,只要主梁的主筋的抗彎性能達(dá)到要求,便仍可正常使用。

      縱觀業(yè)內(nèi)分析經(jīng)驗,“剛度法”取得廣泛應(yīng)用,其假定構(gòu)件的約束扭矩為零,在簡化條件后展開分析,具有便捷、高效的特點。根據(jù)美國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)ACI318M-05中有關(guān)于“剪力和扭轉(zhuǎn)”注釋可以得知,其明確闡述了減小設(shè)計扭矩的前置條件(即在何種內(nèi)力重分布時允許做出減小扭矩的操作),出于協(xié)調(diào)性的目的,扭曲構(gòu)件提供特定的扭矩,可能會對構(gòu)件發(fā)生裂縫后的內(nèi)力狀態(tài)造成影響,即經(jīng)過重新分布后該值有減小的變化,此時稱之為協(xié)調(diào)扭矩;除此之外,還存在平衡扭矩,主要針對的是懸挑式構(gòu)件,指的是為了保持結(jié)構(gòu)平衡而產(chǎn)生的扭矩,即便內(nèi)力重新分布,懸挑板與梁連接部位的扭矩也始終不會受到影響(無顯現(xiàn)出減小的變化)。

      根據(jù)前述理論依據(jù),作進一步的考慮:

      ⑴樓板支座連接采用鉸接的方式時,按照規(guī)范對樓板支座負(fù)筋的構(gòu)造做法予以操作,以便減小樓板支座的裂縫寬度,盡可能使樓板支座結(jié)構(gòu)保持完整[1]。但需考慮的是,樓板與主梁施工采取整體現(xiàn)澆成型的方法,施工中需要保證主梁無扭轉(zhuǎn)變形問題,原因在于盡管主梁變形幅度較小也會對樓板造成威脅,進而導(dǎo)致裂縫有不同程度的擴大。從該做法來看,其與扭轉(zhuǎn)零剛度理論存在矛盾。

      ⑵在次梁支座結(jié)構(gòu)中增設(shè)構(gòu)造性負(fù)筋后,實際狀況可能會偏離鉸支座的理論。在主梁抵抗扭轉(zhuǎn)時,樓板具有重要的輔助作用,但通過對剛接扭轉(zhuǎn)的分析發(fā)現(xiàn),剛性板的扭轉(zhuǎn)折減系數(shù)為0.4,相比之下無剛性板的性質(zhì)則與之截然相反,即不存在折減的情況。

      2 不同連接型式的模型計算分析

      為更直觀地模擬梁結(jié)構(gòu)的受力條件,采用PKPM-SATWE軟件計算的方法,明確參數(shù),輸入后由軟件自動化運行,生成模擬結(jié)果,全程高效便捷。參數(shù)方面,考慮次梁的線性荷載,分別取10N/m、20N/m、30N/m、40N/m四種情況。計算模型如圖1所示。

      結(jié)合圖1展開分析,構(gòu)件均由C30混凝土施工而成,結(jié)構(gòu)層高按3.0m考慮,構(gòu)件重度25kN/m3。計算與分析時僅在L1梁上施加線性荷載,暫不考慮風(fēng)荷載、地震荷載兩類外部因素對構(gòu)件的影響。在豎向荷載計算時按模擬工況加載。

      圖1 梁結(jié)構(gòu)的計算模型

      從用鋼量的角度來看,相比于鉸結(jié)點的方法,剛接方法增加約59%,在材料方面的投入較多??紤]恒定荷載條件,分析此時的梁體受力狀況,具體如圖2所示。

      圖2 梁在恒定荷載作用下的受力情況

      可以發(fā)現(xiàn),隨著連接方式的變化,無論是主、次梁的受力狀態(tài)還是工程量均存在較為明顯的差異,并且此現(xiàn)象在次梁荷載作用較大時體現(xiàn)得更為明顯,此時充分考慮到次梁扭矩對主梁的作用機制。并且,次梁端部的抗彎剛度會影響至主梁的抗扭剛度,如果次梁截面較高且未在負(fù)彎矩方向配筋時,則有可能會影響到主梁截面較窄部分以及次梁的端部,其結(jié)果則是兩處出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂[2]。

      3 常見問題的描述

      ⑴主梁搭接方法不合理,未在搭接次梁處連續(xù)設(shè)置。

      ⑵隨意減小主梁箍筋內(nèi)凈尺寸。

      ⑶鋼筋綁扎次序不合理,采取先主梁鋼筋、后次梁鋼筋的綁扎順序,此方式會對鋼筋保護層的厚度造成影響(使其厚度達(dá)不到要求);除此之外,存在搭接處混凝土樓面標(biāo)高超高的情況,無法通過驗收。

      4 原因分析

      ⑴尺寸偏差方面,主要考慮如下幾點:未嚴(yán)格控制箍筋內(nèi)尺寸,其實際偏差超過±5mm;未嚴(yán)格控制兩類保護層的厚度,實際偏差超過±5mm;未嚴(yán)格控制箍筋綁扎間距,實際偏差超過±20mm;未嚴(yán)格控制現(xiàn)澆梁頂?shù)臉?biāo)高,該項指標(biāo)的偏差超過+10mm。

      ⑵在搭接點處,主梁需承受次梁產(chǎn)生的荷載,而主、次梁所形成的交匯部位常設(shè)置的是連續(xù)梁,根據(jù)該結(jié)構(gòu)布置關(guān)系可以得知,次梁的上部鋼筋為受拉鋼筋,為了切實提高次梁上部主筋的拉力,需要合理設(shè)置受拉鋼筋,確保該構(gòu)件具有足夠的有效高度。而受次梁布置的影響,搭接點處的主梁需承受集中荷載。從鋼筋的分布來看,搭接點的上部為受壓鋼筋、下部為受拉鋼筋,為了保證此條件下主梁質(zhì)量的可靠性,精準(zhǔn)控制受拉鋼筋的有效高度,避免高度過小的情況;上部受壓區(qū)受到壓應(yīng)力的作用,為提高受力水平,控制好箍筋的有效高度,不允許隨意改變且主梁箍筋的尺寸(尤其是不可減小該尺寸)。

      5 可行的操作方法

      按照流程有序施工,具體做如下分析:

      ⑴鋼筋加工。確定鋼筋下料單以及大樣圖,結(jié)合設(shè)計圖紙以及工程要求,由專員精細(xì)化操作完成鋼筋加工作業(yè)。操作要點有:為保證箍筋下料的合理性,按照內(nèi)包尺寸計算并控制。明確各處箍筋的數(shù)量,著重考慮次梁中的主梁箍筋以及位于次梁兩側(cè)的附加筋。

      ⑵鋼筋安裝。著重考慮主次梁搭接部位的鋼筋,保證其位置準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。將預(yù)先制作好的墊塊置于梁底模板上,隨后綁扎主梁的鋼筋骨架,此時注意主梁的上部鋼筋,該部分不可完全與箍筋綁扎,即一部分綁扎一部分自然下垂;在前述基礎(chǔ)上開始綁扎次梁的鋼筋骨架。具體操作要點有:

      ①在主梁的下部筋上將次梁的下部筋設(shè)置到位;較為特殊的是主次梁下部有多排鋼筋且截面一致的情況,此時調(diào)整好排放次序,在主筋的第一排底筋上放置次梁的第一排底筋,而后在主梁的第二排底筋上放置第二排次梁底筋,按照此順序依次類推,最終將所有鋼筋安裝到位。

      ②優(yōu)先考慮次梁上部受力筋,要求該部分有足夠的有效受力高度。在具體操作中參照鋼筋保護層的厚度,使次梁的上部受拉筋與樓面的距離與該值保持一致,必要時適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)點處主梁的上部鋼筋,略微向下壓低;但該處主梁箍筋的高度不發(fā)生變化,即依然與主梁其它部位的安裝一致,無需調(diào)整。

      按照前述的流程有序推進施工進程,由專員加強管理,及時發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量問題并采取處理措施。實踐結(jié)果表明,主次梁搭接部位的鋼筋施工質(zhì)量滿足要求,并且施工過程中無工序干擾以及安全事故等異常狀況,總體來看施工方法具有可行性。

      6 結(jié)束語

      ⑴在鋼筋混凝土構(gòu)件施工中,主、次梁的連接為重點內(nèi)容,復(fù)雜度較高,需要分情況詳細(xì)考慮。主、次梁剛度僅存在微小差距時,若次梁有較大的荷載,該部分結(jié)構(gòu)可能會影響到主梁,對其形成較強的扭矩作用。在該條件下,若選擇鉸接的連接方法,通常難以有效顧及次梁對主梁的影響,進而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

      ⑵對于主、次梁連接方法的選擇,宜優(yōu)先考慮鉸接,其靈活性較強,在控制好次梁端部的配筋后,可提高整體施工質(zhì)量。

      ⑶若采用鉸接的主、次梁連接方法,則需考慮次梁對主梁偏心扭矩的作用,具體根據(jù)主梁的結(jié)構(gòu)特點在該處增設(shè)適量的抗扭鋼筋,以增強對偏心扭矩的抵抗能力,減小次梁對主梁所造成的不良影響。

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