101图集解释

首先，获悉专著《混凝土结构平面整体表示方法原理与构造详解》即将出版，这对于提高《G101图集》的应用水平很有帮助，我想广大工程技术人员将十分欢迎。现在，对一些实际应用中的具体问题讨教一下，这就是平法梁端部接点的构造问题，这是计算梁的上部纵筋和下部纵筋长度的一个必不可少的环节。我们在前面已经讨论过了梁端部“15d”弯折部分在垂直层面上的分布问题，具体的算法是：“从端柱外侧向内侧计算，先考虑柱纵筋的保护层，再按一定间距布置（计算）梁的第一排上部纵筋、第二排上部纵筋，再计算梁的下部纵筋，最后，保证最内层的下部纵筋的直锚长度不小于0.4laE”现在的问题是：这个“一定间距”是多少？（即相邻两个层次的“15d”的垂直段的间距是多少）按照设计院的一般算法，这个间距是25mm。注意，这个间距并非“净距”。因为，他们的计算逻辑是：如果计算“通长钢筋”的长度而两端都考虑这样的“间距”的话，则内层钢筋的总长度比外层钢筋的总长度减少50mm。我们也是按这个方法进行平法梁钢筋计算的，并且曾经对《03G101-1图集》中的几个框架梁进行了计算。计算结果是，最内层钢筋的“直锚部分”的长度为470mm，略大于“0.4laE”（其计算结果是440mm）。（注：这是按C20混凝土计算的）不过，上述的这个25mm的间距，不是净矩，而是钢筋中心线之间的距离。这就是说，如果是Φ25的钢筋的话，钢筋之间的净距为0！显然，这对于混凝土包裹钢筋的效果带来不利影响。构造规范中没有明确这种钢筋净距的规定。规范只有：“梁上部纵向钢筋的净距，不应小于30mm和1.5d”;“下部纵向钢筋的净距，不应小于25mm和d”。如果增加这种垂直钢筋的净距的话，例如净距为25mm，势必使最内层钢筋的“直锚部分”的长度小于0.4laE。当然，把纵向钢筋的直径缩小一些，使0.4laE的数值变小一些，也是一种方法。但是这样做必然会增加纵向钢筋的根数，使钢筋的水平净距不足30mm或25mm。实际施工中，人们也总是尽量把梁的纵向钢筋向柱外侧的方向靠，以保证其直锚长度。梁柱结合部的钢筋密度很大，造成混凝土灌注的困难，已经是司空见惯的事实了。所以，在这里请教一下，设计《G101图集》时的初衷，上述这种垂直钢筋的净距有没有？取多少？严格地讲，无论水平放置还是垂直放置的钢筋，都应当满足“净距要求”，我国施工界的传统做法在这方面问题比较多，也比较严重（有的工程节点区钢筋甚至挤的没有了间隙）。提问所指的“一定间距”就是不小于25mm。设计《G101》的初衷，首先是对传统烦琐的结构设计表示方法进行改革，其次是初步将结构构造实行大规模标准化，以保证设计和施工质量。在施工构造标准化的初期，需要尊重以往的施工习惯，然后再对其中不合理的部分进行分阶段修正。例如03G101-1中对柱矩形箍筋复合方式的规定等就是进展之一。搭接同时意味着有截断点，对钢筋混凝土梁支座（上部）负弯矩筋的截断位置，《混规》GB50010-2002第10.2.3条有明确规定（执行时应注意规范用语的“宜”字）。规范对梁下部纵筋的搭接未做限定，根据混凝土结构基本理论，下部钢筋搭接时，一要避开弯矩最大的跨中1/3范围，二要避开梁端箍筋加密区，三要控制搭接钢筋的比例。1在03G101第29页中第4.5.1条中当梁的下部纵筋不全部伸入支座时,不伸入支座的梁下部纵筋截断点距支座边的距离,在标准构造详图中统一取为0.1ln(ln为本跨梁的净跨值).可是在00G101中第23页,却规定的统一取为0.05ln(ln为本跨梁的净跨值),请问陈总这两个取值一哪个为准,是03G101修改了以前的数据?还是印刷上的错误?以03G101-1为准。应当注意，结构设计师在采用该措施时，一定要细致地分析。钢筋的截断点无论定在何位置，都是一个“参照点”。结构设计师要从该参照点往跨内推算出：1、该点距按正截面受弯承载力计算“不需要该钢筋的截面”位置再加上“适宜的锚固长度”的距离；2、该点距抵抗弯矩图上“充分利用该钢筋的截面”位置再加上“适宜的长度”的距离。两个距离推出后取较长者，并以此决定截断几根钢筋。因此，截断点位置距离支座边缘的多少，均不会影响梁的安全度。00G101提出该项措施，处于以下考虑：1、当梁的正弯矩配筋较多时，例如配置两排甚至三排正弯矩钢筋，没有必要全部锚入支座；2、我国钢筋混凝土结构节点内的钢筋“安排”存在一些问题，问题之一就是把不必要的钢筋也锚入节点，十分拥挤，严重影响节点的刚度；3、把不需要锚入节点的钢筋在节点外截断，是世界各国的普遍做法。由以上思路出发，似乎只要将不需要的钢筋从节点外断开就可以达到目的，于是确定了截断点距支座边缘1/20净跨值。但经过进一步的分析，在0.05ln位置截断一部分钢筋，距离支座很近，可能会影响伸入支座的钢筋的受剪销栓作用，如果距离大约一个梁的高度，即1/10净跨值，对受剪销栓作用的影响就很小了。应该说，03G101-1的规定在概念上更趋于合理。当然，究竟截断几根钢筋，既要符合规范要求，又要满足受力要求。现在的问题是，规范对此并未“直接”做出明确的规定。应该理解的是，规范不会去“包打天下”，也不可能做到“包打天下”，结构方方面面问题的处理，还要依据结构基本理论、概念设计和经验。前面所述“不需要该钢筋的截面”位置再加上“适宜的锚固长度”和“充分利用该钢筋的截面”位置再加上“适宜的长度”就需要结构设计师细致地分析而后决定。《03G101-1图集》对基础顶面以上的柱纵筋的构造要求讲得比较详细，但是对柱纵筋锚入基础的问题，图集中没有介绍，而且，此类问题查看了一些混凝土构造手册之类也找不到详细的介绍，所以，很有必要在此向专家请教，这些问题也是不少工程技术人员共同的问题。①柱纵筋伸入基础（承台梁，或有梁式筏板基础的基础梁）的锚固长度是多少？是一个laE还是更多？（甚至有人提出1.5倍的laE）②当柱纵筋伸入基础的直锚长度满足“锚固长度”的要求，是否可以“直锚”而不必进行弯锚？有的人说可以“直锚”；但又有人说必须拐一个直角弯。③如果柱纵筋伸入基础必须“弯锚”的话，弯折部分长度是多少？有人说是10d,而在《03G101-1图集》第39页“梁上柱LZ纵筋构造”中弯折长度为12d，这个规定是否可用于基础？④同样在《03G101-1图集》第39页“梁上柱LZ纵筋构造”中，规定“直锚部分长度”不小于0.5laE，这个规定是否可用于基础？⑤当基础梁的梁高大于柱纵筋的锚固长度时，柱纵筋可以不伸到梁的底部。是这样的吗？⑥当基础梁的梁高小于柱纵筋的锚固长度时，柱纵筋必须伸到梁的底部，然后拐一个直角弯。其弯折部分长度，“剩多少拐过去多少”，显然不合适。这时候，应该用上前面第③条，即规定一个弯折部分长度；同时，也应该检验一下“直锚部分长度”，看看它是否不小于前面第④条规定的“最小直锚长度”。是这样的吗？(7)柱纵筋锚入基础的问题暂且提这么些，请陈教授赐教。同时又引出另一个“筏板结构”的问题，当在下一个问题中提出，也请赐教。所提问题将会在“筏形、箱形、地下室基础平法国家建筑标准设计03G101-3、-4”中得到相应答案（2003年底陆续推出）。现在简单答复如下：①⑤柱纵筋一般要求伸至基础底部纵筋位置。特厚基础（2米以上）中部设有抗水化热的钢筋时，基础有飞边的所有柱和基础无飞边的中柱的柱纵筋可伸至中层筋位置；②③当柱纵筋伸入基础的直锚长度满足“锚固长度”的要求时，要求弯折12d；④⑥梁上柱纵筋的锚固要求亦适用于柱在基础中的锚固，但要求柱纵筋“坐底”。●柱问题（1）：柱纵筋锚入基础的问题■答柱问题（1）：所提问题将会在“筏形、箱形、地下室基础平法国家建筑标准设计03G101-3、-4”中得到相应答案（2003年底陆续推出）。现在简单答复如下：①⑤柱纵筋一般要求伸至基础底部纵筋位置。特厚基础（2米以上）中部设有抗水化热的钢筋时，基础有飞边的所有柱和基础无飞边的中柱的柱纵筋可伸至中层筋位置；②③当柱纵筋伸入基础的直锚长度满足“锚固长度”的要求时，要求弯折12d；④⑥梁上柱纵筋的锚固要求亦适用于柱在基础中的锚固，但要求柱纵筋“坐底”。●柱问题（2）：我们在施工中经常遇到柱主筋大变小的问题。试问：当柱子采用电渣压力焊时候有什么限制条件，例：25mm碰焊14mm的钢筋的能不能？■答柱问题（2）：25mm碰焊14mm，直径相差过大受力时会出现应力集中现象。如果施工规范对大小直径钢筋对焊无限制规定的话，建议直径相差不要超过两级（25与20或18与14）。●柱问题（3）：柱伸入承台梁或基础梁中，是否设置箍筋？箍筋如何设置？不需加密？此箍筋起什么作用？这个问题如果在施工图中明确标示，就没有问题。如果在施工图中没有明确表出，则施工人员如何执行？现在的情况是各人有各的做法，例如，有的人设置两根箍筋，有的人只设置一根箍筋。■答柱问题（3）：要设不少于两道箍筋，但不需要加密。箍筋的作用是保持柱纵筋在浇筑混凝土时钢筋之间的相对位置和钢筋笼的定位不受扰动。●柱问题（4）：柱上端“非连接区”？《G101图集》规定，柱的下部，即在楼板梁的上方有一个“非连接区”（是个箍筋加密区），纵筋的接头只能在“非连接区”以上部位（也就是柱的中部）进行。然而，图集没有规定在柱的上部有没有“非连接区”？例如，在柱上部的箍筋加密区或者在柱梁的交叉部位允许不允许纵筋连接？事实上，有的施工人员在上述的柱上部区域进行了钢筋接头。这样，他在柱中部有一个钢筋接头，在柱上部又有一个钢筋接头，违背了“同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头”的规定。（见《混凝土结构工程施工质量验收规范》）不过，上述规范的用语是“不宜”，并没有强制规定。因此，请教一下上述柱纵筋的接头问题如何解释？如何执行？其中有什么理论根据？■答柱问题（4）：提问者可能是指00G101，03G101-1中从下层柱的上部到上层柱的下部形成的非连接区是连续的。规范对此规定是“不宜”，未做强制规定，国家建筑标准设计的规定偏严，对保证质量有好处。如果难以做到，结构设计师可以对此规定进行变更。规范用语“不宜”，反映了中国人的辨证思维。对于执行与否，结构设计师有抉择权利。该规定多出于概念设计考虑，未见其理论根据的文章发表。●柱问题（5）：前在03G101第45页中（非抗震KZ箍筋构造非抗震QZ.LZ纵向钢筋构造）中注7：当为复合箍筋时，对于四边有梁与柱相连的同一节点，可仅在四根梁端的最高梁底至最低梁顶范围周边设置矩形封闭箍筋，那么请问陈教授，1、该条能否用于第36页（抗震KZ纵向钢筋连接构造）中。或者说用于四级抗震的节点处。因为我注意到构造规定中非抗震与四级抗震处理基本上一样的。2、对于四边有梁与柱相连的同一节点能否用于边（端）柱与梁相交处。■答柱问题（5）：1、该条不适用于（抗震KZ纵向钢筋连接构造），抗震结构要求所有复合箍筋要贯通柱梁节点，而且要按照加密间距设置。2、只有边柱有悬挑梁时才会形成四边有梁的情况，该节点构造要求适用于该情况。●柱问题（6）：有的施工单位把柱子的接头只考虑底部的区域满足要求而上部却不考虑，施工单位认为是受压的，所以他们认为他们采取的闪光对焊上部接头他们就不考虑了？这样做法对吗？■答柱问题（6）：框架柱是偏压构件，受弯矩、轴向压力和剪力的共同作用，其受弯时的反弯点一般在柱中稍向上的位置，抗震时柱两端都要加密箍筋以保证实现“强剪弱弯”，因此，连接位置不考虑避开柱上端是错误的。墙问题（1）：在03G101－1图集中剪力墙竖筋在顶端要求锚入板中有个锚固长度，当剪力墙顶有暗梁AL时，是否只需锚入AL够锚固长度即可？■答墙问题（1）：剪力墙竖向钢筋弯折伸入板内的构造不是“锚入板中”（因板不是墙的支座），而是完成墙与板的相互连接。暗梁并不是梁（梁定义为受弯构件），它是剪力墙的水平线性“加强带”。暗梁仍然是墙的一部分，它不可能独立于墙身而存在，所以，当墙顶有AL时，墙竖向钢筋仍然应弯折伸入板中。●墙问题（2）：剪力墙钢筋、AL钢筋之间相互关系是怎样，图集中为什么不画出？端头直钩是从面筋上过，还是从下面过？直钩所在板中的位置是否有要求？在图集中剪力墙竖筋要求穿越A