池思源

(福建建工集团有限责任公司设计分公司 福建福州 350001)

0 引言

目前，装配式建筑在我国蓬勃发展，为使预制叠合梁的深化设计更符合装配式施工工艺的要求，助力装配式建筑高质量发展，需要对影响施工工艺、工效的关键因素进行分析，在深化设计中将这些因素消弭于无形。因此，国内许多相关学者、专家以及工程界人士纷纷对其展开深浅不一的探讨。

姚婉春、张云波、祁神军[1]在分析和研究PC结构的特点及优势的基础上，从结构受力角度研究和提出了叠合梁、叠合板构造措施。

叶献国、华和贵、徐天爽、王德才[2]通过研究对比现浇混凝土整体板及在跨中拼接的混凝土叠合板的受弯性能，提出改进叠合式楼板设计的建议。

刘正勇、应惠清[3]对装配预制式混凝土框架结构承重构件的连接进行分类，介绍了连接在设计和施工阶段中应注意的事项，同时介绍了几种梁柱连接的构造形式及特点。

叶肖敬、杨平、孟超、陶富明、梅瑞金[4]以金华人民医院装配式混凝土结构施工为基础，总结了PC叠合梁板构件与现浇结构连接节点的质量控制。

上述研究主要还是集中在从结构受力方面的构造以及按照深化设计出图后的施工安排及改善上，还未将结构设计、深化设计、施工工艺三者统合考量；对结构构件的尺寸限值考虑不足。基于此，本文就目前预制叠合梁钢筋排布所遇到的常见问题尝试作出一些讨论。希望能够从深化设计角度出发，综合考虑结构设计、深化设计、施工工艺3方面因素，得到高预制率框架结构的叠合梁合理的钢筋排布方案及结构构件的尺寸限值。

1 梁组合式封闭箍使用

现浇梁钢筋笼施工过程一般为：将上下层纵筋放置好后，再将整体封闭箍(以下简称：封闭箍)套入；而叠合梁预制部分制作完成后，运输至现场后，再穿入梁上层纵筋。但在现场穿入上层筋过程，如果封闭箍与封闭箍之间预留的空间不足(上层纵筋较粗较直，不易弯曲)，则势必导致操作困难，施工效率下降。因此，为提高穿筋施工效率，在符合《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T51231-2016)[5]第5.6.2条(针对抗震等级为一、二级的框架梁梁端加密区及有受扭要求的梁全长，需采用整体封闭箍筋)的条件下，在梁中间至少1/2跨度范围内采用组合式封闭箍(以下简称：组合箍)，且需相应增加该部分绑扎组合箍帽盖的工序，如图1所示。

图1 梁上层主筋置入

其次，尚须考量组合箍细部问题，必须查看组合箍是否有助于提高穿筋施工效率。如图2所示，影响穿筋施工效率的控制尺寸为图示尺寸a、b的最小值。

图2 组合箍筋剖面

基于此，下文推导最小梁宽和最小板厚的限值；设a=b=35mm(理由：设上层主筋直径25mm+误差10mm)，梁钢筋保护层厚度20mm，板钢筋护层厚度15mm，单向叠合板，板底筋直径8mm。

发现当确定箍筋直径、弯钩角度及平直段长度后，箍筋弯钩的水平长度d和竖直长度c是可以确定的(图2)。根据具体参数，实比绘制箍筋剖面，得到下文的数值。

为满足文献[5]第5.6.2条要求，表1列出了箍筋弯钩的水平长度d和竖直长度c以供设计参考。

表1 箍筋弯钩的水平长度d和竖直长度c mm

注：现行国家规范未明确180°弯钩平直段长度的要求，本文中采用的平直段长度同135°弯钩。

由上列假设及数据可推导各种情况下的最小梁宽和最小板厚，具体计算如下式:

最小梁宽为：

bmin=2c(梁保护层)+2d(箍筋)+2d+a

最小板厚为：

tmin=c(板保护层)+d(板底筋)+b+c+c(梁保护层)

单位为mm。

表2 最小梁宽与板厚(箍筋直径8mm) mm

注：括号内数据为非抗震情况。

表3 最小梁宽与板厚(箍筋直径10mm) mm

注：括号内数据为非抗震情况。

设计中最常用的情况：采用135°弯钩，框架梁箍筋直径8mm，宜采用300mm梁宽，150mm板厚；次梁箍筋直径8mm，宜采用250mm梁宽，120mm板厚。

以上情况可见，现在常用的140mm厚度的叠合板并不满足穿筋要求，箍筋平直段长度对最小梁宽及板厚的影响相当明显。

因此，组合式封闭箍处在梁的塑性铰范围之外，是否可考虑放松箍筋弯钩长度的要求。以下为部分国外规范给出的数据：抗震情况下，ACI-318-14[6]表25.3.4给出的135°弯钩的直段长度为6d(d为箍筋直径)；NZS3101：2006[7]第8.6.10.1条135°弯钩的直段长度为8d。ACI-318-14及NZS3101：2006中180°弯钩的直段长度为4d及65mm的较大值；参考文献[8]图13.15(e)还推荐了4种合理的箍筋锚固形式。

在现行规范允许的条件下，提高施工效率可行的办法为：①调整叠合梁梁宽及叠合板板厚；②叠合梁预制部分生产时，先不弯弯钩，预制叠合板吊装完成并置入梁上层受力筋后，再用手提式弯箍机弯弯钩，将增加施工工作量。

综上，组合箍的使用目的是为提高穿筋施工效率，目前某些“常用”数据(或施工方法)，将对施工效率有所影响；在满足结构安全的强条下，装配式建筑也应注意可操作性。

2 预制叠合梁底部钢筋在梁柱节点排布

目前，叠合体系下，梁柱节点钢筋的排布主要有以下3种方式：①平面避让；②立面避让；③平面对接，如图3所示。

(a)平面避让 (b)立面避让 (c)平面对接图3 梁在中部节点区的构造

针对以上3种梁柱节点钢筋避让的方式，表4尝试讨论这3种方案的适用范围及设计注意要点。

平面对接与现浇方式的差别在于：接头质量、精度的把控，对梁宽和柱宽的要求与现浇设计无异。因此，下文针对平面避让及立面避让的两种排布方式推导最小梁宽和最小柱宽的限值。表5列出了根据梁底筋锚固长度确定的最小柱宽。

表5 根据梁底筋锚固长度确定的最小柱宽

注：①当第二排钢筋也伸入节点锚固时，柱宽再增加70mm。②上表为仅根据梁底筋锚固长度确定的最小柱宽。

设：梁宽范围内柱构造钢筋不伸入节点域(即仅考虑对向梁底筋的避让)，柱受力筋集中布置在4个角落，节点区最小钢筋净距S3为15mm，梁钢筋保护层厚度20mm，梁箍筋直径8mm，梁纵筋直径28mm，梁纵筋在节点区采用90°弯钩锚固。

当两侧梁各n根纵筋平面避让排布时，确定最小梁宽为：

bmin=2c(保护层)+2d(箍筋)+2nd(纵筋)+(2n-1)S3

单位为mm。

按上式计算得到的最小梁宽归纳于表6之中；当由于采用平面避让排布而使得梁宽过大时，可考虑转而采用立面避让的方式。

表6 根据梁底纵筋平面避让排布确定的最小梁宽

对于立面避让及平面避让都存在对纵筋最小锚固长度限制，采用末端平直段锚固长度为>0.42LabE(根据混凝土结构设计规范[9]第8.3.3条和第8.3.4条)，现假设节点区混凝土强度等级C30，纵筋强度等级HRB400，钢筋末端部至柱边距离50mm。

研究组采用甲磺酸溴隐亭(由匈牙利吉瑞大药厂生产,国药准字H20020370)治疗,每次口服1.25mh,qd,餐中服用,使用1周后无不良反应,增加至2.5mg,连服3-6个月;两组患者PRL值得到正常后,恢复正常维持量。其中对照组2.5-5mg/天,研究组1.25-2.5mg/天。

最小柱宽为：

Bmin=0.42LabE+50；单位为mm。

3 叠合梁侧面抗扭钢筋在梁柱节点出筋

根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[9]第9.2.5条受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。

因此，当两向相交梁中配置受扭钢筋时，一向(如：X向)梁吊装到位后，另一向(如：Y向)梁会由于受扭钢筋在节点的阻挡而无法吊装，即吊装时，一向梁纵筋被另一向梁受扭钢筋挡到(图4)。

针对该情况，有以下可考虑的方案：

(1)调整结构布置方案或节点约束条件，避免设置抗扭钢筋；

(3)先将抗扭筋弯起(直径一般较小)，在吊装完毕后，再将抗扭筋弯下(将造成钢筋二次弯折)；

(4)在梁端预埋抗扭钢筋的直螺纹套筒，在吊装完毕后，再将抗扭钢筋续接(实际上可能没有小直径套筒)。

图4 预制叠合梁吊装(柱出筋隐藏)

4 结语

(1)封闭式组合箍确是适合于预制工法的箍筋形式，但不盲目使用，忽视其初衷；现在常用的140mm厚度的叠合板并不满足穿筋要求；按照现行规范计算得到最小梁宽和最小板厚值，供设计参考；

(2)梁柱节点钢筋排布的3种方案各有优势，适用于不同情况；按照现行规范，根据最小梁底纵筋锚固长度计算得到最小柱宽，供设计参考；在衡量得失后，选择适合于项目的方案；比较推荐的钢筋排布方式还是平面避让方式；

(3)宜调整结构布置方案或节点约束条件，避免在梁中配置抗扭钢筋；不得已时，优先考虑采用加大伸入支座的角筋直径的方案。