平法图集中关于悬挑梁端部钢筋构造和剪力墙构件保护层厚度取值的探讨*

金 燕 李剑慧

(烟台职业学院，烟台 264670)

0 引言

在建筑工程中，钢筋工程的重要性不言而喻.作为一座大厦的骨架和支撑，如果钢筋工程出现质量问题，这座大厦就存在重大安全隐患.第一本平法图集自1996年颁布实施到现在，已历经18年，形成了比较完整的平法图集系列，对钢筋混凝土结构工程的促进和发展做出了贡献.但在实际工作中，工程技术人员依据平法图集构造详图工作时，常常发现图集中的一些构造缺漏、指示不明确的情况，这给业界非结构工程师带来了新的疑惑.本文就平法图集11G101－1中关于悬挑梁端部的钢筋构造和剪力墙构件保护层厚度的取值问题进一步探讨，并提出建议.

1 悬挑梁端部钢筋构造

建筑结构中，比起纯悬挑梁，框架梁一端或两端带悬挑的情况更普遍，由框架梁的端部伸出的悬挑梁可称作延伸悬挑梁.延伸悬挑梁由于和框架梁连在一起，上部负筋配置较多，配有第二排筋的情况也多见，满足l＜4 hb的情况也很普遍.应用11G101－1图集［1］第89页构造和12G901－1图集［2］第2－44～46页构造，当满足“l＜4 hb时，不将钢筋弯下”条件时，图集中有两个问题没交代清楚，一是第一排中间不多于1/2的钢筋不下弯，那么在哪里截断，到了梁端部是否90°下弯;二是第二排钢筋要不要斜弯，若不斜弯在何处截断.

民用建筑中延伸悬挑梁的常见净跳长度1 200mm～1 800mm，常见梁截面高度一般在400mm～600mm范围，现举例说明:如图1所示，某一延伸悬挑梁，净跳长度l=1500mm，梁高hb=400mm，负筋为5 22 3/2，因为 l=1 500＜4 hb=1 600，所以第一排中间1根负筋不斜弯，那么伸到梁端后是否90°下弯，第二排2根负筋如何处理等问题图集中并没有指出.

图1 悬挑梁钢筋

为了说明悬挑梁端部斜弯筋的作用，我们先来了解一下附加横向钢筋的作用.在主次梁相交处，在主梁高度范围内有次梁传来的集中荷载，此集中荷载靠次梁的剪压区传递至主梁的腹部，这将在主梁局部长度上产生主拉应力，易造成主梁腹部产生斜裂缝而引起局部破坏.为此，需设置附加横向钢筋，将次梁的集中荷载传给主梁顶部的受压区，同时也补偿了交接处抗剪承载力的降低.集中力全部由附加横向钢筋承受，其数量按计算确定，并布置在s=2h1+3b范围内，只有这样才能充分发挥作用.附加横向钢筋包括附加箍筋和吊筋，可单独设置或联合设置，但宜优先设置附加箍筋.

悬挑梁的端部一般均设有边梁，即次梁，这样，在悬挑梁端部形成了主次梁关系，所以在悬挑梁端部利用负筋斜弯起类似吊筋的作用，并要布置在s=h1+2b范围内，当悬挑梁净跳长度相对短时，第一排中部负筋如果斜弯就不能充分发挥作用.

根据以上分析，笔者的观点如下:

(1)关于“第一排中部负筋不斜弯时，在何处截断”.

悬挑梁净跳长度相对短时，第一排中部负筋不斜弯，但要一直伸到梁端部截断，不必90°下弯，见图1中2号钢筋.只要第一排2根角部筋，且不少于1/2钢筋下弯足矣;

(2)关于“第一排中部负筋不斜弯时，第二排负筋是否斜弯”.

第一排中部负筋不斜弯时，如果第二排负筋斜弯，它在第一排筋之后，更不能发挥作用.有时会出现不合理的情况，如图1所示，0.75l处(即1 125mm处)开始斜弯，此时第二排负筋上弯点离梁端1 500－1 125=375，而要求布置在s=h1+2b=0+2×200=400以内，这显然不合理.所以建议第一排中部负筋不斜弯时，第二排负筋也不斜弯;

(3)关于“第一排中部负筋不斜弯时，第二排负筋在何处截断”.

1G101－1图集第89页，第一排中部负筋斜弯时，第二排负筋距端部0.75l处斜弯，而12G901－1图集第2－44～46页，要求第二排负筋斜弯位置由设计确定.实际情况是绝大多数工程图纸设计并不指定，而是要求执行图集构造要求，现在的问题是"第一排中部筋不斜弯时，第二排筋不斜弯的话，在何处截断"，工程技术人员具体操作时没有可遵循的依据.

笔者认为，考虑到悬挑梁负弯矩是内凹的抛物线，从端部到根部逐渐递减，建议可以在距端部0.75l截断，不必伸到梁端，见图1中的3号钢筋.

2 剪力墙构件保护层厚度取值探讨

2.1 存在的问题

剪力墙构件包括墙身、墙柱和墙梁.墙柱亦称为边缘构件，分约束边缘构件和构造边缘构件;墙梁则包括三种梁:连梁、暗梁和边框梁.在应用平法图集时，同样作为墙柱的端柱，其构造执行框架柱的构造，而暗柱则执行墙身竖向分布筋构造.在剪力墙构件的钢筋计算时，墙身、墙柱和墙梁的保护层统一按墙保护层厚度取值，还是墙身取墙保护层厚度、墙柱取柱保护层厚度、墙梁取梁保护层厚度，诸如此类问题很让人糊涂，这又是颇有争议的问题，各种版本的平法书、各种钢筋计算软件取值都不同.

2.2 规范中的相关规定

要搞清这个问题，首先来学习规范.《混凝土结构设计规范》GB50010－2010［3］对钢筋的混凝土保护层厚度定义为最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋)外边缘至混凝土表面的距离，并对混凝土保护层厚度取值进行了简化，按照平面构件(板、墙、壳)和杆状构件(梁、柱、杆)两大类确定保护层厚度.《混凝土结构设计规范》GB50010－2010第8.2.1条第一款为:“构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径d”.在条文说明第8.2.1条第一款提到:“混凝土保护层厚度不小于受力钢筋直径(单筋的公称直径或并筋的等效直径)的要求，是为了保证握裹层混凝土对受力钢筋的锚固”.第四款提到“根据混凝土碳化反应的差异和构件的重要性，按平面构件(板、墙、壳)及杆状构件(梁、柱、杆)分两类确定保护层厚度”.一般情况下，梁、柱受力钢筋直径较大，而板、墙受力钢筋直径较小，所以平面构件的保护层厚度比杆状构件保护层厚度小5mm或10mm.

图2 暗柱中钢筋的层次关系

2.3 墙柱的保护层厚度

先看端柱，端柱在剪力墙中的作用类似于框架柱，其构造执行框架柱的构造.另外，端柱受力钢筋直径也较大，所以端柱按照柱保护层厚度取值较为合理.

再看暗柱，墙身水平分布筋通常在暗柱中锚固，水平分布筋与暗柱中的箍筋位于同一个层次(见图2)，水平分布筋直径一般大于箍筋直径.若暗柱保护层厚度按墙取值，其值为15mm(环境类别为一类，混凝土强度等级≥C30时)，对应水平分布筋;若按柱取值，其值为20mm(环境类别为一类，混凝土强度等级≥C30时)，对应暗柱的箍筋.而我们要计算的是暗柱的箍筋，所以暗柱的保护层厚度按普通柱取值更合理.

2.4 墙梁的保护层厚度

墙梁包括连梁、暗梁和边框梁，其中连梁、暗梁的最外侧钢筋是墙身水平分布筋，而边框梁的最外侧钢筋是箍筋，所以这三种梁的保护层厚度不能取相同值，见图3.边框梁的最外侧钢筋是箍筋，这和普通梁相同，所以边框梁钢筋按普通梁计算即可;连梁(暗梁)属于墙身的一部分，连梁(暗梁)的最外侧钢筋是墙身水平分布筋，构件的钢筋保护层是针对最外侧钢筋而言的，如图4所示，暗梁中的钢筋，从外到内的钢筋层次是水平分布筋→竖向分布筋、暗梁箍筋→暗梁纵筋，所以连梁(暗梁)的保护层厚度取墙身的保护层厚度.连梁(暗梁)箍筋的保护层厚度用以下公式确定:

连梁(暗梁)箍筋保护层厚度=墙保护层厚度+水平筋直径

图3 三种墙梁示意图

图4 暗梁中钢筋的层次关系

计算连梁(暗梁)箍筋时，先求连梁(暗梁)箍筋保护层厚度再应用普通梁箍筋公式计算连梁(暗梁)箍筋.

2.5 剪力墙构件保护层厚度取值建议

剪力墙构件保护层厚度建议参考表1取值［4］.

表1 剪力墙保护层厚度取值

3 结语

在实际应用平法图集时，工程技术人员不要迷信图集，要善于发现问题，研究问题，进而提出解决问题的方法.只有广大工程技术人员共同努力，才能使平法系列图集更加完善，房屋建筑的工程质量才能更上一层楼.

［1］中国建筑标准设计研究院.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(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)(11G101－1)［S］.北京:中国计划出版社，2011.

［2］中国建筑标准设计研究院.混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)(12G901－1)［S］.北京:中国计划出版社，2012.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范(GB50010－2010)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

［4］金 燕.混凝土结构识图与钢筋计算［M］.北京:中国电力出版社，2013:100－101.