平法系列图集构造多元化的选择和补遗

(2009-11-22 09:56:20)

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标签： 杂谈

分类： 构造与平法

平法系列图集构造多元化的选择和补遗

 

唐才均（中天建设集团有限公司  成都  610000）

引   言

平法从1996年的一本图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》 (96G101) (现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)，发展到今天为止，已经有6本基本图集：

《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》

(03G101-1) (现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)；

(03G101-2) (现浇混凝土板式楼梯)；

(04G101-3) (筏形基础)；

(04G101-4) (现浇混凝土楼面与屋面板)；

(08G101-5) (箱形基础与地下室结构)；

(06G101-6) (独立基础、条形基础、桩基承台)。

2008年又发行1本 (08G101-11) 《G101系列图集施工常见问题答疑图解》，

再加上5本《混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图》钢筋排布深化设计图集：

 (06G901-1) (现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙)；

(09G901-2) (现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)；

(09G101-3) (筏形基础、箱形基础、地下室结构、独立基础、条形基础、桩基承台)；

(09G101-4) (现浇混凝土楼面与屋面板)；

(09G101-5) (现浇混凝土板式楼梯)。

总共12本图集，已经形成了一个比较完整的钢筋混凝土结构房屋建筑从基础到屋顶的系统，这无疑丰富普及了钢筋混凝土结构房屋的构造知识。

12本图集都是经过国家建设行政主管部分批准发布的有效技术图集，无疑12本图集的编制者，都是我国钢筋混凝土结构构造学科的精英级专家。但是由于各位专家各自的工程背景和钢筋混凝土结构构造经验各不相同，所以在这个比较完整的系统中间，就出现了构造多元化，也还存在构造节点的缺漏，这就给业界从事施工、监理、造价等项工作的非结构工程师带来了新的疑惑。本文就针对这个系统的构造多元化和缺漏，抛砖引玉，旨在为业界准确在这个系统中准确选用节点构造提供借鉴。

在另外一方面，施工和造价业对系列图集的关注度远高于其它人员，许多设计人员和设计软件自带的结构设计说明模板只知道《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)，不知道或不全部知道已经有12本图集，人们往往在与那些没有接受过《钢筋混凝土结构构造》的系统训练的结构设计人员沟通时，常有障碍发生，许多实践问题，去找他们，往往不能得到令人信服的满意解答。

限于笔者工程经验和专业水平，看法未必周至，文章难免存有瑕疵，请业界师友参阅并予以斧正。

 

1  框架顶层端节点

在《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)页55中，用≥1.5laE单一参数控制，在《混凝土结构施工钢筋排布规则和构造详图》(06G901-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙)页2－22中，除了用≥1.5laE参数控制外，增加一个柱外侧钢筋自柱内皮起须入梁500mm的控制要求。这个要求，是合理的，也是非常必要的。

我们引用《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）条文原话：

“第11.6.7条 框架梁和框架柱的纵向受力钢筋在框架节点区的锚固和搭接应符合下列要求：

……

4 框架顶层端节点处，柱外侧纵向钢筋可沿节点外边和梁上边与梁上部纵向钢筋搭接连接(图11.6.7d)，搭接长度不应小于1.5laE，且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积不宜少于柱外侧全部柱纵向钢筋截面面积的65%，其中不能伸入梁内的外侧柱纵向钢筋，宜沿柱顶伸至柱内边；当该柱筋位于顶部第一层时，伸至柱内边后，宜向下弯折不小于8d后截断；当该柱筋位于顶部第二层时，可伸至柱内边后截断；此处，d为外侧柱纵向钢筋直径；当有现浇板时，且现浇板混凝土强度等级不低于C20、板厚不小于80mm时，梁宽范围外的柱纵向钢筋可伸入板内，其伸入长度与伸入梁内的柱纵向钢筋相同。梁上部纵向钢筋应伸至柱外边并向下弯折到梁底标高。当柱外侧纵向钢筋配筋率大于1.2%时，伸入梁内的柱纵向钢筋应满足以上规定，且宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。d为梁上部纵向钢筋的直径。”

譬如，某地下车库，框架抗震等级为3级，混凝土强度等级C40。框架柱截面600×600mm，框架梁截面400×1000mm，柱配有12根直径25mm的RHB400级钢筋，按照65％入梁的要求，8根钢筋自梁底起的“连接长度”＝1.5laE=1.5×31×25＝1163mm，其余4根“伸至柱内边后，宜向下弯折不小于8d后截断”＝（1000－88）＋（600－2×43）＋8×25＝912＋514＋200＝1626mm。可见仅仅用≥1.5laE单一要求就会出现图2所示的不正常状况。

显然这个结果不是规范编制着的初衷。

显然， 06G901-1的要求严于03G1010-1的要求，不管规范采信节点锚固理论，还是节点连接理论，按照农村桌椅板凳的“巴鉅子”实践，后者安全储备明显高于前者是无可争辩的。

以二级抗震框架，C30混凝土，柱高hc＝800mm，梁高hb＝1000mm，钢筋HRB400级直径25为例，laE＝41d，1.5laE＝1.5×41×25＝1538mm，也就是说，柱外侧钢筋水平拐1538－975＝563mm，就已经满足要求；如果按照后者，就需要975＋770＋500＝2245mm，两者钢筋用量相差2245－1538＝707mm，一个一般规模的地下室，就将相差数几千米钢筋。

这就需要建设单位的明白人在安全与经济之间作出准确的选择之后，办理相关设计手续，作为施工的依据、监理的准绳和结算的依据。

那种事先不拍板解决问题，事中争吵、靠吃喝似了非了，事后我是业主，就按少的来埋单，我是施工方就按多的来要钱的做法，不是不懂技术、就是在打图集的擦边球，是不可取的，归根结底是行业不正之风在作祟。 
 

2   剪力墙顶层LL端节点

1、在《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)页51中，给出了顶层LL端节点按照≥0.4laE+15d的一种做法。对端部洞口未加定义，人们在实践中，就无从遵循。不少人问我，老师我这边一个端部剪力墙墙厚200mm，肢长2100mm，这时候LL究竟是按照中间洞口还是按照端部洞口？

我个人认为当剪力墙肢长＜3倍的剪力墙厚度，且＜600＋保护层c，＜laE+保护层c时，应弯锚，见图4a；当剪力墙肢长≥3倍的剪力墙厚度，且≥laE+保护层c时，应当允许直锚，此时直锚对施工更方便、质量更有保证，见图4b 。

2、《混凝土结构施工钢筋排布规则和构造详图》(06G901-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙)页3－10的LL顶层端节点与（见图3）(03G101-1)给出的构造相左，它在什么条件下适用？

这个问题首先要看肢长与墙厚的关系，当剪力墙肢长＜3倍的剪力墙厚度，其次要看LL的跨度有没有＞5倍的LL高度，当LL跨度＞LL高度5倍时，就须纳入KL的范畴，就得按KL设计与施工，就采用这个构造，否则就不需要采用图5构造。

附：《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）7.1.8条“ 剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁，应按本章有关规定进行设计，当跨高比不小于5时，宜按框架梁进行设计。”

3   剪力墙竖向钢筋在框支梁上生根

剪力墙竖向钢筋在框支梁上生根，在101/901系列图集中先后出现4处，如图6a、6b、6c、6d所示。图6a为是03G101-1第67页，采用U形伸到框支梁底部锚固；图6b是08G101-5的62页，采用2个单根锚入框支梁≥0.5laE(≥0.5la)+水平拐15d或U形锚入框支梁≥0.5laE(≥0.5la)；图6c在08G101-11的37页，图6d在09G901-2的2-21页，它俩都是单根直锚入框支梁≥laE(≥la)。

图6a 是采用U形伸到框支梁底部锚固，高于规范要求，施工复杂、难度高，与《建筑物抗震构造详图》03G329-1（民用框架、框架－剪力墙、剪力墙、部分框支剪力墙、框架－核心筒、筒中筒、板柱－剪力墙）的要求一样；

图6b做法比较新颖，施工难度一般，虽然也是建设部行文批准的标准图集，但目前尚未见到规范条文对这种做法的支撑，选用要谨慎，除非具体设计特别指定，否则就别擅自使用；

图6c和图6d是《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）10.2.13 条2款“框支梁上墙体竖向钢筋在转换梁内的锚固长度，抗震设计时不应小于l_aE，非抗震设计时不应小于la；”的图译，施工又最简便，显然是具体工程项目在实施过程中的首选构造，大家可以放心使用。

 

 

4   剪力墙竖向钢筋采用光面钢筋时的绑扎搭接连接的弯钩方式

剪力墙竖向钢筋采用光面钢筋时的绑扎搭接连接的弯钩方式，在09G901-2图集的2-21页有个引注“一、二级抗震剪力墙竖向分布钢筋直径≤28时钢筋采用部分搭接方式连接，HPB235（级）钢筋端头加5d直钩”，（见图6c）。而在中在03G101-1图集的48页则这样要求：“一、二级抗震等级剪力墙竖向分布钢筋直径≤28时钢筋搭接构造，HPB235（级）钢筋端头加180度的弯钩”（见图7），两者要求不一样”。尽管国外规范对180度弯钩和5d直钩两种形式都有采用，由于我国早年的规范采信是前苏联的180度弯钩，没有采信其它国家的5d直钩，所以业界对5d直钩还比较陌生，5d直钩未必就比180度弯钩差，尤其是小直径钢筋，180度弯那个3d平直段由于扳手套不住而不易做好，相对来说，5d扳手就好套的多。如果当时编制者在图集加写一个旁注，大家就比较好接受。

我个人意见，做5d直钩施工更方便，可以选用。

 

5  以剪力墙作为竖向构件的框架梁的节点构造

    近年来，以剪力墙作为竖向构件、框架梁作为水平腾空构件的结构在高层混凝土房屋中应用非常多，可是12本图集无一处给出这个构造。

    以剪力墙作为竖向构件、框架梁作为水平腾空构件的结构，又有两种方式出现在实际结构中，第一种是框架梁平行于剪力墙，框架梁的截面中心线与剪力墙的截面中心线重合，这是大量的；第二种是框架梁正交于（或斜交）剪力墙，框架梁的截面中心线与剪力墙的截面中心线垂直（或斜交），在一栋房子中，这是少量的，图6所示是某18层住宅的楼层局部平面图。

    这种KL就是套用LL构造，当且仅当边跨肢长≤3倍墙厚时，套用KZ-KL体系的相关节点。

 

 

 

6  以框架梁作为支座的框架梁的节点构造

    在实际工程中，还有一端以平行于剪力墙的剪力墙为支座，另外一端以与之垂直的KL为支座的KL ，图8的KL4(1)以KL（29）为支座； KL14（1）以KL(27)为支座，都是这种情况。这种主KL为次KL提供支承的情形，在“剪力墙～框架梁”住宅结构体系中，不可避免会出现。次框架梁在主框架梁内如何锚固，现有规范没有提到，作为钢筋工程人员，碰到了这种规范外的工程，不能因为规范没有规定而不予施工。这个节点做成全刚性有一定困难，只能做成半刚性节点。

    在实际施工中，当主框架梁的梁宽－50mm后尚≥次框架梁纵向钢筋的0.4laE，就采用楼层框架梁的标准锚固，见图9；当主框架梁的梁宽－50mm后＜次框架梁纵向钢筋的0.4laE，就将框架梁纵向钢筋伸至梁外侧再水平拐90度，且用laE总锚固长度来进行控制，见图9b。

 

7  以悬臂梁（外伸梁）自由端作为支座的框架梁的节点构造

近年来，以悬臂梁自由端作为支座的框架梁在实际工程中也时有出现，可是在12本图未见相应的节点构造集。图10a是某实际工程的局部平面布置图，图10b是构造示意图。

 

8 顶层带悬臂梁（外伸梁）的框架梁的节点构造

《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构) 54～59页都有个注2：“有悬挑端的楼层框架梁，其悬挑端的构造见66页”。66页又有个注2，指出：“当悬挑梁由屋面框架梁延伸出来时，其配筋构造应由设计补充。”字里行间，WKL的带悬臂梁（外伸梁）的框架梁的节点构造图集上没有，得由具体设计补充。

顶层端节点，宜采用框架柱外侧钢筋入框架梁的连接构造，梁上部钢筋连续外伸，见图11

 

 

 

 

 

9  箍筋下料长度的推导和讨论

     箍筋的下料长度，与构件截面尺寸有关，与构件保护层厚度有关，与箍筋弯心直径有关，设构件截面尺寸为b×h，构件保护层厚度为c，箍筋弯心直径为D，箍筋直径为d，弯心直径D取2.5d的下料长度：

箍筋下料长度 = 2b＋2h－8c＋26.5d

    当箍筋弯心直径D取4d时，1.5倍圆周＝1.5π×5d＝23.6d，此时的下料长度：

箍筋下料长度 = 2b＋2h－8c－4D＋43.6d

                                    = 2b＋2h－8c－16d＋43.6d

                                      =2b＋2h－8c＋27.6d

 

    可见，箍筋的弯心直径不同，下料长度也不同，如果按照图集4d的弯心要求，可取后者。推到过程见图12。

    一些朋友反复向我说，箍筋内皮外皮长度不一样，这个情况我知道：这是因为这些朋友对内皮、外皮的形成发生在下料之后，而不是发生在下料之前——这样一个不争的事实没有留意所致——显然是非正确概念。

 

    在计算下料长度的时候，箍筋用料是一个直线长度，弯曲之前，理论上截面周边与截面中心的长度是一样的，所以我们指出下料既不可以用箍筋的外围长度，也不可以用箍筋的内皮长度，因为在下料时，这根料还没有形成内、外皮。

     内、外皮尺寸是箍筋成型过程中自然形成的，不是事先下料下出来的。

    造价人员要了解施工工艺逻辑关系，懂得这个道理之后，就不会再有按内皮下料或按外皮下料长度不一样错误想法。

    设有一段直线长度为3141.59mm、直径为20mm的钢筋，我们把它园成一个圆，其中心直径当然是1000mm；外皮直径是1020mm，外皮周长3204.42mm（受拉伸长）；内皮直径是980mm，内皮周长是3079.76mm（受压缩短）。

    如果我们的钢筋不是下成3141.59mm、而下成外皮展开长度3204.42mm，把它园成一个圆，其中心直径就会变为1020mm，就不是事先说需要的那个圆。

    因此，箍筋的下料长度只有一个直线长度，那种按内皮一个结果、按外皮又是一个结果的说话是不正确的。

道理非常简单，在成型之前，先下料，所下的料，是直线状的钢筋，下料的那时候，没有形成内皮或外皮。因此，下料只能考虑直线长度。

 

                                                               10 筏板二排钢筋端部上弯的构造

    具体设计高于标准设计，具体设计有具体设计要求时，不管标准设计有或者没有，都得遵循。

某些钢筋算家说：“图集上没得，不得算”的观点是不对的。

    对于这个二排筋的上弯做法，也有不少人认为：筏板二排筋的端部没必要弯折啊，筏板二排筋的端弯折起没什么作用，如果是这样设计和施工是一种浪费。

    对此我们认为：端部收头应当与内部排布有所区别才对。在基础次梁的二排筋上， (04G101-3)(筏形基础)36页也有一个上弯的要求，所以板的端部收头区别于中路排布是必要的， 具体工程以设计要求为准。

 

11  墙柱钢筋在顶层的收头构造

    墙柱钢筋在顶层的收头构造，不少钢筋翻样会患迷惑，他们认为当剪力墙顶部有墙梁时，收头长度可以从梁底算起，满足一个就可以，实际上剪力墙柱竖向钢筋顶层收头与有没有墙梁没有关系，因为墙梁不是梁，仅仅是剪力墙的加强部分，只有当剪力墙的边框梁宽度＞剪力墙的厚度时，剪力墙竖向钢筋的收头长度才可以从边框梁的底部开始计算，见图15。

12  墙柱竖向钢筋的保护层取值

     不少人问我剪力墙暗柱的竖向钢筋保护层取值问题，虽然大家知道“暗梁不是梁、暗柱不是柱”，仅仅是剪力墙的加强部分。所以暗柱竖向钢筋的保护层＝剪力墙水平钢筋保护层＋剪力墙水平钢筋直径，如图16。