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谈谈楼板分布钢筋的作用和注意事项

2018-05-14范瑜

中国房地产业·下旬 2018年8期
关键词:单向楼板受力

范瑜

【摘要】楼板分布筋的使用比较广泛,但有些施工图纸对楼板分布筋的布置和要求不是很明确,容易造成困扰。本文主要介绍和讨论了几个与楼板分布筋有关的问题,分别是(1)楼板分布筋所起到的主要作用;(2)关于单向楼板中分布筋的要求;(3)关于双向楼板中上部分布筋的探讨;(4)关于悬挑板下部分布钢筋的设置条件,等。可供工程设计人员参考。

【关键词】楼板分布筋;单向楼板中分布筋的要求;双向楼板中上部分布筋;悬挑板下部分布钢筋的设置

在工程建设中,楼板分布筋的使用比较广泛,是不可缺少的一个环节,然而在结构设计图纸中,通常对于楼板分布筋的说明不多,甚至语焉不详,仅有寥寥数语带过,这给施工带来不小的困扰,也极易产生误解。究其原因可能是一些结构工程师只关注楼板的受力筋而忽视了分布筋的作用,甚或对于楼板内分布筋所起到的具体作用也不甚了解,这就容易在设计和施工中留有安全隐患。

楼板分布钢筋是钢筋混凝土板内的一种辅助钢筋,与受力钢筋垂直配置,通常设置在受力钢筋的内侧,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(16G101-1)》第102页里,给出了楼板配筋的相关构造如下(图一)示意。

1、楼板分布筋所起到的主要作用

(1)楼板分布筋可分散楼板上的集中荷載。《建筑结构荷载规范GB50009-2012》第5章,将日常生活和工作场所的使用荷载按照楼板内弯矩等效的原则,将实际荷载换算成等效均布荷载,设计以此为依据来计算楼板的内力。可是在现实中完全的均布荷载是几乎不存在的,楼板上不均匀分布的局部荷载就由楼板的分布筋来承担并分散开来,传至受力筋的时候近似转化为均布荷载,从而简化计算。

(2)在单向板中,楼板分布筋可承担单向板内的与受力垂直方向的弯矩。对于四边支撑板,为求简化计算,《混凝土结构设计规范GB50010-2010》第9.1.1条规定长短边之比不小于于3.0时,可按单向板计算,仅计算短跨方向的受力筋。然而实际上长跨方向的弯矩仍然存在,这部分的弯矩就由满足构造要求的分布筋来承担。

(3)楼板分布筋可有效抵抗由于温差和混凝土收缩引起的应力变化。混凝土在凝结初期和硬化过程中,由于水泥释放出大量的水化热,再加上混凝土弹性模量的急剧变化,会在混凝土内部形成残余应力,同时会出现混凝土体积缩小的现象;在混凝土完全冷却后,由于室内外温差、昼夜温差、季节温差等因素,仍会在混凝土内部产生温度应力。这些非线性的、不可避免的温度应力,需要采取一系列的综合措施来减轻危害,避免混凝土收缩裂缝的开展和蔓延,而配置一定数量的分布筋是其中一种行之有效的方法。

(4)此外,楼板分布筋还可以同受力筋一起组成钢筋网,便于在施工中固定受力筋的位置,方便钢筋的绑扎,防止在混凝土浇筑过程中受力钢筋因滑动造成错位。

2、关于单向楼板中分布筋的要求

鉴于楼板内分布筋的作用不容忽视,《混凝土结构设计规范GB50010-2010》第9.1.7条专门规定了单向楼板中分布筋的构造要求。单向板设计中,单位宽度上分布筋的截面面积不宜小于单位宽度上的受力筋的15%,且配筋率不宜小于板截面面积的0.15%;分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm;对集中荷载较大的情况,分布钢筋的面积应适当增加。

由于规范中此条文字的表述为“宜”字,造成有部分设计师对此不够重视,尤其在一些强调成本控制的项目中,为节省造价,在雨篷板、阳台挑板、空调板、女儿墙等部位,无论板厚与受力筋为多少,分布筋规格被统一定为Ф6@250。这种设计行为,可能就会对结构构件留下安全隐患。

笔者曾经参与过一次事故调查处理。某竣工未满一年的高层住宅,有业主发现屋顶女儿墙中部产生数条大尺寸的贯通裂缝,裂缝宽度约0.6~1.2mm,远远超过了规范的允许值。经过一系列的调查检验后,检测单位做出如下结论:设计图纸未按规范要求设置女儿墙的分布筋,在女儿墙厚120mm,受力筋为Ф10@100的情况下,分布筋仅配置为Ф6@250,既未满足楼板单位宽度上受力筋截面面积的15%,也未满足该方向板截面面积的0.15%;施工过程中,分布筋的间距定位不均,出现裂缝的部位,分布筋间距达到了300mm左右。这些不利因素的累加,使得过少的分布筋无法有效地抵抗混凝土收缩及温差所带来的内部应力差异,从而造成了裂缝的出现并迅速蔓延。

笔者整理了民用设计中常用的分布筋与单向现浇板最大厚度的相互关系,列表如下,仅供参考。

3、关于双向楼板中上部分布筋的探讨

由于现行规范及图集中对于(图一)中所示意的楼板上部的分布钢筋,并没有做出直接要求,一些工程师在设计图纸中也未做相关说明及示意图,经常以 “图中所有未注明的楼板分布筋均为6@200” 一句话带过,这就导致施工缺乏有效依据,分布钢筋的布置方式也五花八门,这不仅会影响工程量的计算,不合理的布置方式也有可能会促进板面裂缝的产生。

如果参照《混凝土结构设计规范》对于单向板分布钢筋的规定,楼板上部的分布钢筋不仅需要满足最小配筋率的要求,而且还与受力钢筋的面积紧密相关。对于四边支撑的连续板,在支座受力钢筋面积相差较多的情况下,会导致楼板上部的分布钢筋也差异较大,从而给施工布筋带来了不小的困难。究竟楼板上部的分布钢筋有没有必要满足单位宽度上受力筋面积的15%?带着这个问题我们先从它的主要作用谈起。

楼板上部分布钢筋与楼板支座负筋连接成钢筋网片,从构造上来看,会起到一些约束混凝土,使主筋受力均匀,防止板面的开裂的作用。不过混凝土板面防裂构造钢筋在《混凝土结构设计规范》9.1.8条有专门要求,防裂不是上部分布钢筋的主要作用,在笔者看来,其主要作用还是为了固定板面受力筋,或许称其为板面架立筋更为贴切一些。正因为楼板上部分布钢筋的作用有限,与板面受力钢筋的关系也并不是很紧密,因此笔者认为可以不必按照单向楼板分布筋的规定,要满足单位宽度上受力筋面积的15%的要求,而仅需满足楼板截面面积的0.15%的最小配筋率要求即可。

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