钢筋施工排布构造对框架梁节点处承载力的影响

张宪江

（湖州职业技术学院，浙江 湖州 313000）

对于框架结构，一类环境下框架梁、柱混凝土保护层的最小厚度c取值20mm。结构施工时框架梁、柱纵筋保护层厚度施工允许偏差为±5mm，按此要求施工时，框架梁（KL）、柱节点区钢筋将产生碰撞。因此，实际施工时一般采用KL纵筋适当避让其他钢筋的施工方法。但当KL纵筋避让其他钢筋时，必然造成KL混凝土保护层厚度增加，从而使KL截面有效高度h0或截面核心部分面积Acor减少，进而影响KL的承载能力。

1 KL钢筋施工排布构造做法

标准图集中给出了3种KL钢筋排布构造做法：构造（一）：梁宽不变，梁、柱平齐一侧梁混凝土保护层加厚；构造（二）：梁宽度加宽；构造（三）：将梁向平齐边的另一侧整体平移。以上钢筋排布做法对KL的实际有效宽度或平面位置有所改变，但这种排布做法施工操作规范性好。

框架梁、柱侧面平齐时也可采用如图1所示的钢筋排布构造做法。根据目前工程经验，采用图1的工程做法比较常见，但一般KL纵筋采用自然弯曲排布于柱纵筋内侧的构造做法。

框架节点区KL纵筋立面排布构造如图2所示。或主梁底模安装时，将梁底设计标高下降1个次梁顶部纵筋直径，以确保主梁施工有效截面高度h0，但这种做法将增加梁高，减少梁底净高。

图1 框架梁、柱侧面平齐时钢筋排布构造

2 钢筋施工排布构造对KL承载力影响的分析

某办公综合楼为3层框架结构，结构高度12．45m，抗震等级为三级，抗震设防类别为丙类，设计使用年限50年。基础顶 ～标高4．200m框架柱施工图（局部）如图3所示，框架梁、柱混凝土强度等级为C30，混凝土保护层厚度≥20mm，且不小于钢筋公称直径。

2.1 框架节点区KL钢筋施工排布构造

次梁大多数为水平方向，为避免过多的KL上部纵筋弯曲避让次梁上部纵筋的情况发生，KL6、KL2与KZ4节点处KL2梁上部纵筋位置不变，KL6梁上部纵筋位置整体下移一层，下部纵筋位置不变。KL纵筋均自然弯曲排布于KZ纵筋内侧（见图4）。

图2 框架端节点钢筋立面排布构造

2.2 对KL正截面承载力的影响分析

以KL6为例，分析钢筋施工排布构造对KL承载力的影响（不考虑受压区钢筋对正截面承载力的影响）。

1）KL正截面承载力降低率p的一般分析

图3 基础顶～标高4.200m框架柱施工图（局部）

图4 KL6、KL2与KZ4节点区钢筋施工排布构造

式中，Mu1为原设计正截面承载力；Mu2为考虑钢筋施工排布后正截面承载力；db为梁顶避让纵筋直径；x为梁截面受压区高度；h为梁截面高度；c为梁混凝土保护层厚度；dg为箍筋直径；d为受拉纵筋直径。

2）KL6正截面承载力影响程度分析

由式（1）可知，钢筋施工排布避让钢筋直径越大、截面高度越小，对框架梁节点处正截面承载力的影响越大。对于本例KL6：

对于本例KL6，若避让纵筋直径为25mm时，正截面承载力降低率p＝5．01%。

2.3 对KL抗扭承载力的影响分析

1）KL扭曲截面受扭承载力降低率v分析

式中，Tu1为原设计扭曲截面受扭承载力；Tu2为考虑钢筋施工排布后扭曲截面受扭承载力；βt为受扭承载力降低系数，取1．0；ft为混凝土抗拉强度设计值；Wt为受扭塑性抵抗矩；ζ为受扭纵筋与箍筋的配筋强度比，一般1．7；fyv为受拉箍筋抗拉强度设计值；ASt1为受扭箍筋单肢截面面积；ds为梁侧避让柱纵筋直径。

2）KL6受扭承载力影响程度分析

由式（3）可知，KL钢筋施工排布避让的梁、柱纵筋直径越大、梁截面面积越小，对KL节点处承载力的影响越大。对于本例KL6：

由式（6）可知，KL截面宽度改变对节点处抗扭承载力的影响较截面高度的改变要大。对于本例KL6，若梁宽不变，梁高为500mm时，正截面承载力降低率p＝12．40%；当梁宽为220mm，梁高不变时，正截面承载力降低率p＝13．74%。

3 结语

一般而言，框架节点区梁钢筋施工排布构造对KL正截面承载力削弱的程度约为4%；对KL受扭承载力削弱的程度约为11%。当多道斜向梁相交时，这种影响会更大。故节点区钢筋施工排布构造对KL承载力的影响应引起足够重视。建议在结构设计时应充分考虑钢筋施工排布对结构承载力的影响，并在结构施工图中对框架梁、柱节点区钢筋排布构造做法加以明确，施工时严格按照此排布构造进行施工，以确保结构施工质量与安全。

参考文献：

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［2］混凝土结构工程施工质量验收规范：GB 50204—2002（2010版）［S］．北京：中国建筑工业出版社，2010．

［3］混凝土结构施工钢筋排布与改造详图（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．

［4］中国建筑标准设计研究院：G101系列图集施工常见问题答疑图解：13G101—11［S］．北京：中国计划出版社，2013．

［5］贾华远，郑林进，贾栋．高层框剪结构中钢筋构造问题的研究［J］．施工技术，2004，33（12）：64-66．

［6］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）：16G101-1［S］．北京：中国计划出版社，2016．