黄 薇

(重庆水利电力职业技术学院建筑工程学院，重庆 402160)

0 引言

16G101平法图集中涉及的构件主要有梁、柱、板、剪力墙、楼梯、基础等几大类，各构件钢筋的配置及构造种类复杂、容易混淆，如果不能理解图集只靠死记硬背，就图集看图，很容易导致读施工图出错或者速度下降。平法图集源于大量的建筑结构设计，而结构设计又来自于基本的力学计算，在学习图集的时候，如果能把图集和力学原理结合起来，融会贯通，就能在理解图集的基础上快速看懂图纸，达到事半功倍的效果。下文以悬臂梁、框架梁和框架柱为例，结合构件受力后的弯矩图和剪力图，简要分析图集中常用钢筋混凝土梁、柱的配筋规律。

1 悬臂梁的内力及配筋构造分析

悬臂梁是土木工程中一种常见的构件，广泛用于阳台、雨棚[1]等结构构件中，如图1所示为16G101-1图集中第92页的“常用的纯悬挑梁配筋构造示意图”。图中悬臂梁明确标注表示了上部钢筋、下部钢筋的构造要求。为找出悬臂梁钢筋配置的基本规律，接下来结合悬臂梁的常见受力情况进行分析。

图1 纯悬挑梁配筋构造示意图[2]

图2 梁端集中荷载作用下悬臂梁的剪力图和弯矩图[3]

图3 均布荷载作用下悬臂梁的剪力图和弯矩图[3]

1.1 悬臂梁内力分析

1.1.1 集中荷载作用下悬臂梁的内力分析

集中荷载和均布荷载是悬臂梁最常见的外荷载，先分析集中荷载，若梁的长度、荷载值一定时，当集中荷载作用在悬臂梁的梁端(即自由端)时，产生的弯矩值最大，对梁的影响最显著，所以选取集中荷载作用在梁端时的内力图进行分析。图2为悬臂梁梁端在集中荷载作用下的剪力图和弯矩图。影响梁中纵筋配置的主要是弯矩图，图2中，悬臂梁的弯矩图绘在x轴的上方，呈从梁根部到端部的斜直线图形，梁根部弯矩值最大为M=F×L，端部的弯矩值最小M=0。这表示梁截面的上侧受拉，在梁根部最容易破坏。

1.1.2 均布荷载作用下悬臂梁的内力分析

再分析梁上的均布荷载，如图3所示，均布荷载作用下悬臂梁的弯矩图绘在x轴的上方，呈从梁根部到端部的抛物线形状，梁根部弯矩值最大为M=qL2/2，端部的弯矩值最小M=0。这表示梁截面的上侧受拉，在梁根部最易破坏。

1.2 悬臂梁配筋构造分析

由此受力分析后，可知悬臂梁在如图2、图3的集中荷载、均布荷载作用下，均是在梁的上侧受拉，且受拉最严重的区域都是悬臂梁的根部，即固定支座处。钢筋混凝土结构主要由混凝土受压、钢筋受拉，结构设计时，应根据实际受力的计算结果，将受力纵筋布置在悬臂梁的上侧，必须保证最不利位置——梁的固定支座处(悬臂梁根部)的钢筋数量。

经过以上分析后，再看图1纯悬挑梁配筋构造示意图就很容易理解了，因梁的下部不属于受拉区，所以梁下部的纵筋的设置只有一排，主要起形成骨架及固定钢筋骨架的作用；而梁的上部受拉，且支座处最容易出现破坏，需要的纵筋就越多，越接近梁的自由端其弯矩值越小，即受拉越小，需要配置的纵筋就越少。可见图1中，梁上侧纵筋绘制了一排或是两排时的构造要求，无论是一排还是两排，所有纵筋都深入支座，保证梁根部钢筋的数量及锚固要求，而梁端在保证形成钢筋骨架和构造要求的钢筋数量后，逐步开始分批向下弯折截断以减少钢筋的数量。

2 框架梁的内力及钢筋构造分析

框架梁是钢筋混凝土框架结构中的基本构件，选取16G101-1图集第84页的楼层框架梁配筋构造和第88页的框架梁箍筋加密区范围进行讨论。图4、图5中主要包含了框架梁上部钢筋、下部钢筋和箍筋的常规构造要求。要研究框架梁中钢筋的构造，应从框架结构的受力情况入手，此处仅选择一榀三跨三层的框架进行简要的分析。

图4 楼层框架梁纵向钢筋构造示意图[2]

图5 框架梁箍筋加密区范围示意图[2]

2.1 框架结构在荷载作用下的内力图

作用在框架结构上的外荷载，一般是竖向荷载和水平荷载。以左向风和均布荷载下的竖向荷载为例，如图6所示，绘制计算简图。然后分别绘制出竖向荷载作用下框架的内力图，如图7所示，以及水平荷载(左向风)作用下框架的内力图，如图8所示。

图6 框架结构在竖向、水平荷载作用下的计算简图[4]

2.2 框架梁配筋构造分析

框架梁的配筋构造直接与图7和图8中的(a)弯矩图、(b)剪力图相关，先根据弯矩图分析框架梁中纵筋的情况，再由剪力图研究框架梁箍筋的配筋原理。结构的实际外荷载有竖向荷载和水平荷载叠加而成，虽然在此不能定量绘制出框架梁的最终弯矩图、剪力图，却可以根据竖向荷载和水平荷载作用下的弯矩图、剪力图做定性判断出危险部位，从而确定钢筋的基本构造要求。

图7 框架结构在竖向荷载作用下的内力图[4]

图8 框架结构在左向风荷载作用下的内力图[4]

2.2.1 框架梁纵筋构造分析

由图7、图8中的(a)弯矩图，分析其中的框架梁，梁的下侧是跨中处弯矩值较大，梁的上侧仅在每跨支座附近弯矩值较大，所以这两处就是框架梁的薄弱部位，应该在这两个部位保证足够的配筋。在图4中，楼层框架梁上部的纵向钢筋都在支座处的一定范围内布置，除起到形成钢筋骨架的钢筋外，不需要沿梁长通常布置，可按照具体情况保证负弯矩范围内钢筋的配置后进行截断；框架梁下部的纵向钢筋在该跨内通长布置。这样的钢筋构造与弯矩图的分析相符，弯矩较大处，钢筋布置得越多。

2.2.2 框架梁箍筋构造分析

由图7、图8中的(b)剪力图可知，剪力在梁的支座处最大，所以支座附近应加强抗剪切的钢筋。在平法图集中，如图5所示，起到抗剪作用的箍筋在梁端出加密，按照不同的抗震等级加密区的长度有所不同。由剪力图联系到箍筋的布置，图集中箍筋加密的范围就很容易理解。

3 框架柱的内力及钢筋构造分析

框架柱是框架结构中最主要的一种竖向受力构件，本文选取16G101-1图集第63页框架柱纵向钢筋连接构造和第65页箍筋加密区范围构造做简要的分析。图9、图10是从图集中选取的框架柱纵向钢筋连接构造和框架柱箍筋加密区构造示意图。针对框架柱的配筋构造，按照之前三跨三层的框架在竖向荷载和水平荷载作用下的内力图进行分析。

图9 框架柱纵向钢筋连接构造示意图[2]

图10 框架柱箍筋加密区构造示意图[2]

要理清楚框架梁中钢筋的构造，应从框架结构的受力情况入手，此处仍选择一榀三跨三层的框架，按照图7、图8中的内力图分别对照图9、图10的配筋构造进行简要的分析。

3.1 框架柱纵筋连接构造分析

如图9所示，柱的钢筋不论是采用绑扎搭接、机械连接还是焊接连接，框架柱的非连接区的位置及分布长度几乎是一致的，均在柱底、梁柱节点的一定范围内。分析框架结构在竖向荷载和水平荷载下的内力图，图7和图8中的(a)弯矩图中的框架柱，每层柱的弯矩图都呈斜直线，弯矩值在柱的两端最大，且有一个反弯点(即M=0的点)。由此可知，柱的两端弯矩值大，属于薄弱区域，不能进行纵向钢筋的连接，所以柱纵筋的连接区域应在除开非连接区的柱中部位置。

3.2 框架柱箍筋加密区构造分析

在图10 中，框架柱的箍筋在柱底、梁柱节点的一定范围内进行加密，在竖向荷载和水平荷载下的框架内力图的图7和图8中，首先看(b)剪力图，图7的剪力图中柱剪力为0，图8的剪力图中每层柱的剪力为定值，再看(a)弯矩图，每层柱的弯矩图都呈斜直线，弯矩值在柱的两端最大，在此考虑弯矩对箍筋配置的影响，所以在柱的两端对箍筋进行加密，从图10可以发现，柱箍筋的加密区范围与柱纵筋的非连接区范围基本一致。

4 结语

本文选取16G101平法图集中悬臂梁、框架梁、框架柱钢筋构造的典型图形，从荷载作用下的内力图入手，依次分析了它们在平法图集中的配筋构造规律。比较清楚地将基本力学原理与梁、柱的配筋构造结合起来，有助于钢筋平法图集的初学者,特别是高职院校土建类的学生[5]在理解的基础上进行学习，更好地解决工程中的钢筋识图问题。