《建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖》教學(xué)中主要構(gòu)件的鋼筋設(shè)置規(guī)律

張　毅

摘要:本文介紹《建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖》課程中鋼筋混凝土板、梁、柱鋼筋設(shè)置的基本規(guī)律。這些鋼筋設(shè)置規(guī)律,是建筑工程施工中的常用的、大多數(shù)情況下的普遍規(guī)律。建筑結(jié)構(gòu)紛繁復(fù)雜,千變?nèi)f化,教學(xué)無法涉及到工程中所有情況,這些基本規(guī)律,對識圖入門,有很大幫助。

關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu)施工圖 鋼筋混凝土板、梁、柱 鋼筋 設(shè)置規(guī)律

0 引言

結(jié)構(gòu)施工圖是建筑工程類專業(yè)學(xué)生傳統(tǒng)的重點與難點,學(xué)生無工程實踐經(jīng)驗,空間想象能力差,識圖初期,對鋼筋感覺尤其困難。

建筑結(jié)構(gòu)中的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件共五類:板、梁、柱、墻、基礎(chǔ),建筑結(jié)構(gòu)教材涉及的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有三類:鋼筋混凝土板、梁、柱。針對這三類構(gòu)件,圖紙選用有抗震要求的框架結(jié)構(gòu)。本文講述的是抗震框架結(jié)構(gòu)中板、梁、柱的鋼筋設(shè)置的一般規(guī)律。

鋼筋的識圖順序結(jié)合兩個因素綜合考慮:一是施工順序,二是鋼筋的重要性。

1 板的鋼筋設(shè)置規(guī)律

多跨連續(xù)梁、多跨連續(xù)板在考慮最大荷載時的彎矩圖:

梁、板的中部(非1/3范圍),下側(cè)受拉,上側(cè)受壓;支座和支座附近,上側(cè)受拉,下側(cè)受壓。

鋼筋混凝土板內(nèi)有兩個鋼筋網(wǎng)片:下網(wǎng)和上網(wǎng)。

1.1 下網(wǎng)有兩種鋼筋:短向鋼筋和長向鋼筋。

1.1.1 雙向板:短向鋼筋和長向鋼筋均為受拉鋼筋。

設(shè)置原因:板中部,下側(cè)雙向受拉。但兩個方向拉力大小不同,短邊方向傳遞的荷載大于長邊方向,因此短邊方向的含鋼量大于長邊方向,即若兩個方向鋼筋直徑不同,則短向鋼筋直徑大于長向鋼筋;若兩個方向鋼筋間距不同,則短向鋼筋間距小于長向鋼筋。

所有受彎構(gòu)件下側(cè)承受拉力作用的縱向受力鋼筋,并沒有僅僅設(shè)置在受拉區(qū),而是向前延伸至受壓區(qū)且將鋼筋錨固在受壓區(qū),一般是支座上。

施工時,短向鋼筋在下,長向鋼筋在上,以保證受荷大的鋼筋置于構(gòu)件最外圍。

1.1.2 單向板:短向鋼筋為受拉鋼筋,長向鋼筋為分布鋼筋。

設(shè)置原因:單向板下側(cè)單向受拉,荷載主要沿短邊方向傳遞,因此受拉鋼筋布置在短向,長向布置分布鋼筋。施工時,短向鋼筋在下而長向鋼筋在上。

1.2 上網(wǎng)有兩種鋼筋:負彎矩筋和分布鋼筋。

設(shè)置原因:板在支座及支座附近,上側(cè)受拉,下側(cè)受壓,即承受負彎矩,此處設(shè)置的抵抗拉力作用的鋼筋為負彎矩筋,負彎矩筋垂直于支座設(shè)置,末端90°彎下,彎鉤長度a=板厚-15。分布鋼筋垂直于負彎矩筋置于負彎矩筋內(nèi)側(cè)。如圖:

1.3 分布鋼筋通常在以下兩種情況下設(shè)置:

1.3.1 單向板下網(wǎng)沿長邊方向設(shè)置分布鋼筋

1.3.2 單向板、雙向板負彎矩筋的分布鋼筋。

2 框架梁的鋼筋設(shè)置規(guī)律

2.1 框架梁下網(wǎng)只有一種鋼筋:縱向受力鋼筋。

設(shè)置原因:梁的中部,下側(cè)受拉,設(shè)置縱向受力鋼筋抵抗拉力作用。此鋼筋也延伸至受壓區(qū)且錨固在受壓區(qū)?？拐鹂蚣苤?因地震作用過程中框架梁的反彎位置可能有變化,因此沿梁的全長上網(wǎng)和下網(wǎng)至少應(yīng)各配置兩根通長縱向鋼筋以保證梁的各個部位有適當(dāng)?shù)某休d能力。當(dāng)然兩根“通長”縱向鋼筋并不是要求這兩根鋼筋不能截斷,而是強調(diào)沿梁全長上、下網(wǎng)各截面應(yīng)保證一定數(shù)量的配筋。不同直徑的鋼筋按規(guī)范要求可靠連接。

縱向受力鋼筋的錨固規(guī)律:

縱向受力鋼筋能通則通,若需斷開,則需斷在受壓區(qū),通常斷在支座上;縱向受力鋼筋的錨固一般情況下能直錨盡量不彎錨。

邊支座上:一般為彎錨。錨固長度由兩段組成:平直段伸至柱遠端縱筋內(nèi)側(cè);90°彎鉤為15d。

中支座上:一般為直錨。錨固長度:≥laE;≥0.5hc+5d。

2.2 框架梁內(nèi)上網(wǎng)有兩種鋼筋:通長鋼筋和負彎矩筋。

通長鋼筋的設(shè)置原因:抗震框架中,地震作用使框架梁的反彎位置可能有變化。這兩根鋼筋可以截斷,若需斷開,需斷在受壓區(qū)即跨中1/3處,鋼筋的連接長度為錨固長度而非搭接長度。

負彎矩筋的設(shè)置原因:梁的支座及支座附近,上側(cè)受拉,下側(cè)受壓,即承受負彎矩,此處設(shè)置負彎矩筋抵抗拉力作用。負彎矩筋的凈長度:第一排為凈跨/3,第二排為凈跨/4。邊支座上一般為彎錨,錨固平直段≥0.4laE;90°彎鉤15d。中支座上關(guān)于支座對稱放置。

2.3 箍筋:

箍筋沿梁全長設(shè)置。以下情況應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋:當(dāng)b≥400,且一排內(nèi)縱向受壓鋼筋多于三根時;或b≯400,但一排內(nèi)縱向受壓鋼筋多于四根時。箍筋在以下情況下需加密:

2.3.1 梁的兩端。處于三向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土,不僅可提高其抗壓承載力,還可提高其變形能力,梁兩端箍筋加密從構(gòu)造上對框架梁塑性鉸區(qū)的受壓混凝土提供約束,并約束縱向受力鋼筋,防止縱向受力鋼筋在混凝土保護層剝落后過早壓曲,以保證梁端具有足夠的塑性鉸轉(zhuǎn)動能力,即梁端箍筋加密并不只是滿足抗剪承載力要求。梁端加密區(qū)長度要求:≥1.5hb且≥500。

2.3.2 框架梁上有次梁或有較大集中力處。此時集中荷載會在梁高范圍內(nèi)或在梁的下部傳入,為防止集中荷載影響區(qū)下部混凝土拉脫并彌補間接加載導(dǎo)致斜截面抗剪承載力的降低,應(yīng)在集中荷載影響區(qū)的范圍內(nèi)設(shè)置附加橫向鋼筋,宜采用附加箍筋,也可采用附加吊筋。

2.4 縱向構(gòu)造鋼筋。當(dāng)梁的腹板高度hw≥450時,梁的橫截面尺寸較大,此時混凝土的體積較大,則可能在梁的側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫,故需在梁的兩側(cè)面布置縱向構(gòu)造鋼筋以抵抗側(cè)向裂縫。布置要求:在hw范圍內(nèi)梁的兩側(cè)面按每a≤200布置一道,并用拉接筋拉接,當(dāng)b≤350時,拉筋直徑為6mm,當(dāng)b>350時,拉筋直徑為8mm,拉筋間距為非加密區(qū)箍筋間距的兩倍。若梁內(nèi)需布置抗扭縱筋,其設(shè)置位置同縱向構(gòu)造鋼筋。當(dāng)梁側(cè)面為縱向構(gòu)造鋼筋時,其搭接與錨固長度可取為15d;當(dāng)梁側(cè)面為受扭縱向鋼筋時,其搭接長度為ll或llE,錨固長度與方式同框架梁下部縱筋。

3 框架柱的鋼筋設(shè)置規(guī)律:

框架柱內(nèi)有兩種鋼筋:縱向受力鋼筋和箍筋。

3.1 縱向受力鋼筋的連接區(qū):

滿足兩個條件:剪力較小處;施工方便處。

縱向受力鋼筋在連接區(qū)需斷成兩道,使鋼筋錯開連接,以保證鋼筋在受壓區(qū)的接頭百分率≤50%。錯開的距離為:≥35d;≥500。

3.2 縱向受力鋼筋在框架頂層中節(jié)點和端節(jié)點的錨固:

當(dāng)h>laE時,采用直錨方案,縱向受力鋼筋伸至柱頂;當(dāng)h不足時,采用彎錨方案,縱向受力鋼筋伸至柱頂并內(nèi)彎,彎鉤長度12 d,滿足以下條件也可外彎:柱頂有現(xiàn)澆板;板強度等級≥C20;板厚≥80。

框架頂層端節(jié)點處梁、柱主要承擔(dān)負彎矩,此位置的主要問題是縱筋的搭接傳力問題。當(dāng)柱混凝土施工縫留設(shè)在梁底標高時,采用梁內(nèi)搭接方案,≥65%的柱外側(cè)縱筋伸入梁內(nèi)與梁縱筋搭接,當(dāng)柱外側(cè)縱筋配筋率>1.2%時,柱縱筋分兩批截斷,錯開20d;梁寬范圍以外的柱外側(cè)縱筋伸至柱內(nèi)側(cè),第一層彎下8d后截斷,第二層可不彎下。若梁、柱縱筋過多,則節(jié)點內(nèi)鋼筋過于擁擠,不利于澆筑混凝土,此時采用柱內(nèi)搭接方案,搭接長度豎直段≥1.7laE,當(dāng)梁上部縱筋配筋率>1.2%時,梁縱筋分兩批截斷,錯開20d。

4 結(jié)束語

本規(guī)律是本人結(jié)合多年施工實踐及教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)出來的鋼筋設(shè)置普遍規(guī)律,淺顯易懂,適合建筑工程技術(shù)、建筑工程造價、建筑工程管理大專及中專學(xué)生識圖入門使用,對鋼筋工人掌握一定程度的鋼筋設(shè)置規(guī)律也大有好處。

參考文獻

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