考虑支座处板底钢筋弯起的钢筋焊接网楼板试验研究

孟凡林 孟祥瑞

(1：吉林建筑大学土木工程学院，长春 130118； 2：吉林省中鼎建筑设计有限公司，长春 130061)

0 引言

钢筋焊接网是一种在工厂用专门的焊网机采用电阻点焊焊接成型的网状钢筋制品，其焊接材料可以是热轧带肋钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拔光圆钢筋等.与传统的绑扎钢筋相比，焊接钢筋网具有以下优点：工业化生产的焊接钢筋网技术取代了现场钢筋调直、摆放、绑扎等工序，有效地降低现场安装工时和劳动强度，同时也降低了建设成本.钢筋焊接网在国外广泛应用于民用建筑工程中的楼板、墙板及市政工程中的路面、桥面[1].近年来，钢筋焊接网技术被建设部列入重点推广新技术之一.目前，已有学者对采用钢筋焊接网钢筋混凝土楼板进行了试验研究[2]，但是当钢筋焊接网应用于现浇钢筋混凝土楼板时，钢筋焊接网的放置会受到支座处梁或墙中纵向钢筋所处位置的限制，钢筋焊接网无法平直伸入支座，使得工厂化生产的钢筋焊接网无法在一块楼板中整片使用，只能采取截断搭接的方式，其做法见《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》(JGJ 114-2003)[3]和《钢筋焊接网混凝土楼板与剪力墙构造详图》(04SG309)[4].本文对两跨设有钢筋焊接网的钢筋混凝土单向板进行了静力试验研究.该单向板的板底钢筋及板顶钢筋均采用钢筋焊接网，为了钢筋焊接网安装方便，本文采用了不同于文献[3]和文献[4]的一种新方法，即在靠近支座位置，将板底钢筋向上弯起，以解决底部钢筋焊接网锚固问题.目前尚未发现工程中有此种做法，因此此种方法需要试验验证.

1 构件设计及试验概况

本试验采用两跨钢筋混凝土单向板，跨度3 000mm，宽度1 500mm，板厚100mm.设计恒荷载为楼板自重：2.5kN/m2，活荷载为4.4kN/m2.楼板纵向受力钢筋采用HRB400级，分布钢筋采用冷拔低碳钢丝CRB500级，混凝土强度等级为C25.构件板底及边支座板顶纵向钢筋为Φ8@200，分布钢筋为Φb4@200；中间支座板顶纵向钢筋为Φ8@150，分布钢筋为Φb4@200.钢筋的弯起原则是：在楼板底部靠近支座区域内，由于混凝土受压，钢筋受力较小，钢筋焊接网弯起既可以起到安装方便的作用，又可以利用弯起钢筋抵抗支座位置的剪力.弯起点位置在靠近支座位置75mm处，弯折角度为45°，锚入支座部分长度大于支座梁宽的50%.为验证全部弯起和部分弯起对承载力的影响，试验中将一片钢筋焊接网端部钢筋全部弯起锚入支座，另一片钢筋焊接网端部钢筋间隔弯起锚入支座.具体试验模型如图1和图2所示.

图1 试验模型

图2 钢筋焊接网

试验模型设计采用理正结构工具箱V5.7版，理论计算模型按照传统两跨连续板建立，混凝土强度等级为C25，钢筋强度等级为HRB400级，构件弯矩图、剪力图及挠度图如图3所示.

本试验采用现场试验的方式，在施工现场先利用粘土砖砌筑370mm厚墙三道，墙高1 200mm，板支座为200×300钢筋混凝土梁，放置在砖墙上.在支完模板后，将预先弯折好的钢筋焊接网放在模板上(如图4所示)，将应变片导线固定好后，浇筑混凝土并振捣，完成构件制作.加载方案采用重力直接加载方式，加载重物为袋装砂子，在施工现场就地取材，利用秤称重后均布加载到构件的极限荷载.在单向板底部跨中位置和边支座板顶位置设置千分表位移计，钢筋应变采集采用DH-3818静态应变测试仪.在施加荷载10min后，开始测量单向板的挠度、裂缝、应变值.

图3 理论计算的弯矩图、剪力图和挠度图

图4 支座处钢筋弯起节点

2 试验结果

随着荷载的增加，在单向板的跨中板底、中间支座板顶、边支座板底与边梁交汇处都产生裂缝，但裂缝宽度较小，最大裂缝宽度均小于1mm.按照《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152-2012)[5]第7.3.3条规定：受拉主筋处裂缝达到1.50mm或钢筋应变达到0.01，即判断试件达到承载能力极限状态.在单向板跨中位置，钢筋的应变值为876με(全部弯起)和870με(50%间隔弯起)，受力状态为拉应力；在中间支座处钢筋弯起位置，钢筋的应变值为-168με，受力状态为压应力；在边支座钢筋弯起位置，钢筋的应变值为-76με，受力状态为压应力.按照《混凝土结构设计规范》[6]给出的HRB400级钢筋的屈服强度及弹性模量，可以计算出钢筋的屈服应变为2 000με.加载试验所得应变值远小于钢筋屈服应变，尚处于弹性阶段.试验过程中，测量单向板跨中最大挠度分别为5.601mm(全部弯起)和5.596mm(50%间隔弯起)，小于理论计算值6.959mm.按照现有规范设计的单向板结构，具有足够的安全储备.从试验结果也可以看出，两种不同的端部钢筋弯起方式的竖向位移和跨中钢筋最大应变相差很小.

3 结论

本文通过现场试验的方式来验证设置有钢筋焊接网的钢筋混凝土单向板支座位置板底钢筋弯起节点的可行性，通过试验可以得到以下结论：

(1) 试验过程中，在施加到计算极限荷载后，单向板的裂缝小于1mm，没有达到极限承载力状态；

(2) 加载完成后，在单向板跨中位置，钢筋的应变值为876με(全部弯起)和870με(50%间隔弯起)；在中间支座处钢筋弯起位置，钢筋的应变值为-168με；在边支座钢筋弯起位置，钢筋的应变值为-76με，钢筋的应变值小于钢筋的屈服应变，钢筋受力尚处于弹性阶段；

(3) 试验过程中，测量单向板跨中最大挠度为5.601mm(全部弯起)和5.596mm(50%间隔弯起)，小于理论计算值6.959mm.按照现有规范设计的单向板结构，具有足够的安全储备；

(4) 楼板底部钢筋不同弯起方式的试验结果相差较小.

本文仅利用现场试验的方式验证了支座处板底钢筋弯起锚固到支座方法的可行性，精度不高，不能研究加载过程中构件受力及裂缝发展的变化过程，还需进一步试验验证.钢筋焊接网这种新型的配筋形式，省去了施工现场人工绑扎钢筋工序，具有施工过程短、节约钢材的优点，故钢筋焊接网具有良好的应用前景.

参 考 文 献

[1] 李志华,张广义.焊接钢筋网研究应用综述[J].山东建筑工程学院学报，2005，20(5)：82-87.

[2] 尤雪萍,张宝珠.焊接钢筋网混凝土单向简支板的试验研究[J].结构工程师，1995(3)：17-21.

[3] 中华人民共和国建设部.钢筋焊接网混凝土结构技术规程(JGJ 114-2003)[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[4] 中国建筑标准设计研究院.钢筋焊接网混凝土楼板与剪力墙构造详图(04SG309)[S]. 北京：中国计划出版社，2006.

[5] 中华人民共和国建设部.混凝土结构试验方法标准(GB/T 50152-2012)[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[6] 中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.