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1、建筑结构基础与识图教学中主要构件的钢筋设置规律0 引言 结构施工图是建筑工程类专业学生传统的重点与难点,学生无工程实践经验,空间想象能力差,识图初期,对钢筋感觉尤其困难。 建筑结构中的主要结构构件共五类:板、梁、柱、墙、基础,建筑结构教材涉及的钢筋混凝土结构构件有三类:钢筋混凝土板、梁、柱。针对这三类构件,图纸选用有抗震要求的框架结构。本文讲述的是抗震框架结构中板、梁、柱的钢筋设置的一般规律。 钢筋的识图顺序结合两个因素综合考虑:一是施工顺序,二是钢筋的重要性。 1 板的钢筋设置规律 多跨连续梁、多跨连续板在考虑最大荷载时的弯矩图: 梁、板的中部(非1/3范围),下侧受拉,上侧受压;支座和支座
2、附近,上侧受拉,下侧受压。 钢筋混凝土板内有两个钢筋网片:下网和上网。 1.1 下网有两种钢筋:短向钢筋和长向钢筋。 1.1.1 双向板:短向钢筋和长向钢筋均为受拉钢筋。 设置原因:板中部,下侧双向受拉。但两个方向拉力大小不同,短边方向传递的荷载大于长边方向,因此短边方向的含钢量大于长边方向,即若两个方向钢筋直径不同,则短向钢筋直径大于长向钢筋;若两个方向钢筋间距不同,则短向钢筋间距小于长向钢筋。 所有受弯构件下侧承受拉力作用的纵向受力钢筋,并没有仅仅设置在受拉区,而是向前延伸至受压区且将钢筋锚固在受压区,一般是支座上。 施工时,短向钢筋在下,长向钢筋在上,以保证受荷大的钢筋置于构件最外围。
3、1.1.2 单向板:短向钢筋为受拉钢筋,长向钢筋为分布钢筋。 设置原因:单向板下侧单向受拉,荷载主要沿短边方向传递,因此受拉钢筋布置在短向,长向布置分布钢筋。施工时,短向钢筋在下而长向钢筋在上。 1.2 上网有两种钢筋:负弯矩筋和分布钢筋。 设置原因:板在支座及支座附近,上侧受拉,下侧受压,即承受负弯矩,此处设置的抵抗拉力作用的钢筋为负弯矩筋,负弯矩筋垂直于支座设置,末端90弯下,弯钩长度a=板厚-15。分布钢筋垂直于负弯矩筋置于负弯矩筋内侧。如图: 1.3 分布钢筋通常在以下两种情况下设置: 1.3.1 单向板下网沿长边方向设置分布钢筋 1.3.2 单向板、双向板负弯矩筋的分布钢筋。 2 框
4、架梁的钢筋设置规律 2.1 框架梁下网只有一种钢筋:纵向受力钢筋。 设置原因:梁的中部,下侧受拉,设置纵向受力钢筋抵抗拉力作用。此钢筋也延伸至受压区且锚固在受压区。抗震框架中,因地震作用过程中框架梁的反弯位置可能有变化,因此沿梁的全长上网和下网至少应各配置两根通长纵向钢筋以保证梁的各个部位有适当的承载能力。当然两根“通长”纵向钢筋并不是要求这两根钢筋不能截断,而是强调沿梁全长上、下网各截面应保证一定数量的配筋。不同直径的钢筋按规范要求可靠连接。 纵向受力钢筋的锚固规律: 纵向受力钢筋能通则通,若需断开,则需断在受压区,通常断在支座上;纵向受力钢筋的锚固一般情况下能直锚尽量不弯锚。 边支座上:一
5、般为弯锚。锚固长度由两段组成:平直段伸至柱远端纵筋内侧;90弯钩为15d。 中支座上:一般为直锚。锚固长度:laE;0.5hc+5d。 2.2 框架梁内上网有两种钢筋:通长钢筋和负弯矩筋。 通长钢筋的设置原因:抗震框架中,地震作用使框架梁的反弯位置可能有变化。这两根钢筋可以截断,若需断开,需断在受压区即跨中1/3处,钢筋的连接长度为锚固长度而非搭接长度。 负弯矩筋的设置原因:梁的支座及支座附近,上侧受拉,下侧受压,即承受负弯矩,此处设置负弯矩筋抵抗拉力作用。负弯矩筋的净长度:第一排为净跨/3,第二排为净跨/4。边支座上一般为弯锚,锚固平直段0.4laE;90弯钩15d。中支座上关于支座对称放置
6、。 2.3 箍筋: 箍筋沿梁全长设置。以下情况应设置复合箍筋:当b400,且一排内纵向受压钢筋多于三根时;或b400,但一排内纵向受压钢筋多于四根时。箍筋在以下情况下需加密: 2.3.1 梁的两端。处于三向应力状态下的混凝土,不仅可提高其抗压承载力,还可提高其变形能力,梁两端箍筋加密从构造上对框架梁塑性铰区的受压混凝土提供约束,并约束纵向受力钢筋,防止纵向受力钢筋在混凝土保护层剥落后过早压曲,以保证梁端具有足够的塑性铰转动能力,即梁端箍筋加密并不只是满足抗剪承载力要求。梁端加密区长度要求:1.5hb且500。 2.3.2 框架梁上有次梁或有较大集中力处。此时集中荷载会在梁高范围内或在梁的下部传
7、入,为防止集中荷载影响区下部混凝土拉脱并弥补间接加载导致斜截面抗剪承载力的降低,应在集中荷载影响区的范围内设置附加横向钢筋,宜采用附加箍筋,也可采用附加吊筋。 2.4 纵向构造钢筋。当梁的腹板高度hw450时,梁的横截面尺寸较大,此时混凝土的体积较大,则可能在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝,故需在梁的两侧面布置纵向构造钢筋以抵抗侧向裂缝。布置要求:在hw范围内梁的两侧面按每a200布置一道,并用拉接筋拉接,当b350时,拉筋直径为6mm,当b350时,拉筋直径为8mm,拉筋间距为非加密区箍筋间距的两倍。若梁内需布置抗扭纵筋,其设置位置同纵向构造钢筋。当梁侧面为纵向构造钢筋时,其搭接与锚固长
8、度可取为15d;当梁侧面为受扭纵向钢筋时,其搭接长度为ll或llE,锚固长度与方式同框架梁下部纵筋。 3 框架柱的钢筋设置规律: 框架柱内有两种钢筋:纵向受力钢筋和箍筋。 3.1 纵向受力钢筋的连接区: 满足两个条件:剪力较小处;施工方便处。 纵向受力钢筋在连接区需断成两道,使钢筋错开连接,以保证钢筋在受压区的接头百分率50%。错开的距离为:35d;500。 3.2 纵向受力钢筋在框架顶层中节点和端节点的锚固: 当hlaE时,采用直锚方案,纵向受力钢筋伸至柱顶;当h不足时,采用弯锚方案,纵向受力钢筋伸至柱顶并内弯,弯钩长度12 d,满足以下条件也可外弯:柱顶有现浇板;板强度等级C20;板厚80
9、。 框架顶层端节点处梁、柱主要承担负弯矩,此位置的主要问题是纵筋的搭接传力问题。当柱混凝土施工缝留设在梁底标高时,采用梁内搭接方案,65%的柱外侧纵筋伸入梁内与梁纵筋搭接,当柱外侧纵筋配筋率1.2%时,柱纵筋分两批截断,错开20d;梁宽范围以外的柱外侧纵筋伸至柱内侧,第一层弯下8d后截断,第二层可不弯下。若梁、柱纵筋过多,则节点内钢筋过于拥挤,不利于浇筑混凝土,此时采用柱内搭接方案,搭接长度竖直段1.7laE,当梁上部纵筋配筋率1.2%时,梁纵筋分两批截断,错开20d。 4 结束语 本规律是本人结合多年施工实践及教学经验总结出来的钢筋设置普遍规律,浅显易懂,适合建筑工程技术、建筑工程造价、建筑工程管理大专及中专学生识图入门使用,对钢筋工人掌握一定程度的钢筋设置规律也大有好处。