对11 G101—1《平法图集》几个典型话题的分析与讨论

2015-04-16 11:09何小琴李德兵
建设监理 2015年5期
关键词:纵筋图集连梁

何小琴,李德兵

(1.上海福达工程建设监理咨询有限公司, 上海 200235;2.上海恒基建设工程项目管理有限公司, 上海 200232)

0 引 言

11G 101—1《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)》(以下简称为《平法图集》)自颁布实施以来,引起了施工一线人员广泛的学用热潮。对某些问题,大家的认识分歧有时很大。笔者摘引了来自现场的一些问题进行了分析和讨论,希望对读者有所裨益。

1 分析与讨论

1.1 保护层厚度

《平法图集》明确,“混凝土保护层厚度指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离”。这是遵循 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中混凝土保护层厚度的新规定对03G 101 作出的相应升版。保护层厚度的调整,对于施工算量和设计构件截面来说,涉及到计算软件一系列参数的调整。但对于监理工程师来说,则只需注意以下两点:一是保护层的厚度按板墙和梁柱分为两类,其值略有加大;二是现场验收量测保护层厚度是从“最外层钢筋外边缘”量起,工作时稍加注意即可。

1.2 现有系列《平法图集》内容

《平法图集》包括:现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板部分、现浇混凝土板式楼梯部分和独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台部分。此外,2011 年 7 月份以来,《平法图集》还新增了剪力墙边缘构件部分和《G101 系列图集施工常见问题答疑图解》。

1.3 《平法图集》的主要设计依据

《平法图集》第 5 页指明“本图集标准构造详图的主要设计依据”为:GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》、JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》和 GB/T 50105—2010《建筑结构制图标准》。

设计规范虽然不是施工监理的直接依据,但是施工与设计密不可分,施工监理人员了解设计规范的相关内容,对于更好地理解设计文件,把握施工的特点、难点和关键点,有效地解决工程施工过程中遇到的实际问题,具有无可替代的重要作用。监理工程师可重点了解 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 8 章、第 9 章和第 11 章;GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》第 6 章和第 13 章;JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第 6 章、第 7 章和第 13 章等相关内容。

1.4 《平法图集》中“示例”的疵瑕

《平法图集》第 11 页柱表中应详细列出 LZ1 相关信息。

《平法图集》第 34 页中 ①~② 轴间的尺寸应为 3 600。

《平法图集》第 70 页中剪力墙竖向分布钢筋锚入连梁构造不适用,洞口连梁上面一般并无剪力墙。

《平法图集》第 11 页中 15.870~19.470 柱 KZ1 尺寸为750×700;而第 34 页显示 15.870~19.470 梁尺寸 KL1、KL2均为 300×700、KL3 为 250×650、KL4、KL5 均为 250×700。按层高 3 600 推算,柱净高为 2 950 和 2 900,小于 KZ1 长边尺寸 750 的 4 倍,系为短柱。在一个楼层内出现如此之多的大面积短柱,在实际工程中一般来说是不被允许的。

1.5 柱箍筋对纵筋至少隔一拉一是否强制执行,有何功能?

《平法图集》第 11 页中规定,抗震设计时箍筋对纵筋至少隔一拉一。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第6.3.9 条明确,柱箍筋至少每隔 1 根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。这是为了保证箍筋对核心区混凝土的约束能力而采取的有效措施,设计应该按此执行。当然,轴压比大的柱,要求的箍筋约束程度自然就高,因此具体工程设计如是隔二拉一而不满足隔一拉一规定时,施工也不必过于纠结;也许设计认为该层柱轴压比较小,已配置的箍筋约束能力已经足够。

一般来说,说明或注解都有告知性与执行性之分。如上《平法图集》第 11 页箍筋对纵筋至少隔一拉一的注解,对于设计者来说,可理解为执行性说明;而对于施工或监理者来说,则可理解为告知性说明。

1.6 剪力墙拉筋设置

《平法图集》第 16 页“图 3.2.4 双向拉筋与梅花双向拉筋“图示,一方面设计图纸应明确注明剪力墙拉筋是“矩形双向”抑或“梅花双向”;另一方面如系“梅花双向”,则其拉筋间距应是剪力墙分布筋 4 档及其以上的偶数档间距才能实现。

1.7 悬挑梁第二排纵向钢筋

《平法图集》第 89 页明确,悬挑梁第二排纵向钢筋,在0.75 跨度处下弯至梁底后,再往梁端水平延伸;水平延伸段长度不小于 10 d。这种构造不具有普遍适用性。如果第二排纵向钢筋在 0.75 跨度处下弯至梁底,到梁端的距离不足 10 d的话,极端的情形是已伸出梁端。其实这里第二排纵向钢筋在 0.75 跨度处截断更方便施工。

GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 9.2.4 条要求,钢筋混凝土悬臂梁钢筋不应在梁的上部截断。这主要是防止“沿筋劈裂”现象的产生。由于悬臂梁剪力较大且全长承受负弯矩,“斜弯作用”及“沿筋劈裂”引起的受力状态更为不利。规范要求,由于在作用剪力较大的悬臂梁内,因梁全长受负弯矩作用,临界斜裂缝的倾角明显较小,因此悬臂梁的负弯矩纵向受力钢筋不宜切断,而应按弯矩图分批下弯,且必须有不少于 2 根上部钢筋伸至梁端,并向下弯折锚固。然而第二排纵向钢筋在 0.75 跨度处截断,则不会产生沿筋劈裂现象,理由是裂缝总是从表面产生的。

1.8 钢筋锚固长度查表的困惑

《平法图集》第 53 页“受拉钢筋基本锚固长度”表可直接用于工程。该页左下表是对表列数值计算的简单说明;右下表则补充说明在带肋钢筋公称直径大于 25 等 4 种情形下,则需要对表列数字进行修正。

1.9 柱变截面

《平法图集》第 60 页给出了柱截面在楼层位置改变时上下柱钢筋的连接构造。△/hb≤1/6 时采用顺势弯折;△/hb>1/6 时则采用上柱钢筋插入 1.2 LaE。第 5 图下应补注“(△/hb>1/6)”,以与前面的4张图协调统一。施工中为保证柱纵筋位置,浇筑楼层混凝土前,应将柱底箍筋绑扎足够的高度;当遇柱纵筋偏位时,能按 1∶6 弯折到正确位置的,可参照该页节点做微弯折。注意不得火煨,也不得弯成豆芽状。

1.10 刚性地面

《平法图集》第 61 页指出,底层刚性地面上下各加密500。刚性地坪的箍筋加密与嵌固部位的底部箍筋加密范围重合的部位,不用重复加密。一般抗震框架柱的箍筋加密区高度都是大于 500 的。如果小于 500,则需加密至 500 高。至于什么样的地面可界定为刚性地面,要结合框架柱截面的刚度大小进行比较判定。实际工程中如底层加密区高度小于500,则应咨询设计者明确是否为刚性地面。

1.11 剪力墙上起柱

《平法图集》第 61 页的“抗震剪力墙上 QZ 纵筋构造”。当柱与墙重叠 1 层时,其柱纵筋在重叠层是支承在板顶,从施工方便等方面来看,支承在板底更佳;当柱纵筋锚固在墙顶部时,其前提条件首先是墙顶有梁,其次是梁高应满足柱纵筋 1.2 laE 的计算长度,最后是柱纵筋宜加注≥1.2 laE 且伸至梁底。

1.12 嵌固部位

《平法图集》第 61 页注写“QZ 嵌固部位为墙顶面,LZ嵌固部位为梁顶面”。按图示,这是对该部位箍筋加密区高度 Hn/3 的规定。这里的嵌固部位与 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 6.1.14 条存在明显的差异,按 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》,嵌固部位是对上部结构的嵌固,不存在某跨梁梁顶或某墙肢墙顶为嵌固部位的说法。

当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,规范给出了一系列的规定(GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 11.1.5 条、第 11.4.2 条、第 11.7.12 条~第 11.7.16 条;JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第 3.9.5 条、第3.9.6 条、第 3.9.7 条、第 12.2.1 条及 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》第 6.1.14 条)。这些规定的目的是为了保证嵌固部位的刚度和强度足够大,以保证上部结构塔楼底部剪力的可靠传递。需要分析的是,无论地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位,由于地下室受土体约束的影响,地下室顶板处对上部结构的嵌固作用总是客观存在的。因此,当地下室顶板不作为上部结构的嵌固部位时,结构设计中仍应考虑地下室顶板处实际存在的嵌固作用,采取相应的加强措施。此时,设计应对地面首层柱下端纵筋非连接区和箍筋加密区高度等按 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》第 6.3.9 条做补充说明,以免施工将地面首层柱下端纵筋非连接区和箍筋加密区高度按普通楼层的要求而留下安全隐患。

为保证嵌固部位可靠有效,监理应注意地下室侧壁肥槽回填的质量控制。

1.13 连梁侧面纵筋具体设计的注写方式

JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.2.27条明确,“连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋,应在连梁内拉通作为连梁的腰筋”。此时仍按《平法图集》第 68 页右上“剪力墙水平钢筋交错搭接”图施工即可。

当墙身水平分布钢筋的直径、间距和配筋率等不能满足连梁、暗梁及边框梁的梁侧面纵向构造钢筋的要求时(相关规定值详见 JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.27 条),《平法图集》第 17 页明确,“应补充注明梁侧面纵筋的具体数值;注写时,以大写字母 N 打头,接续注写直径与间距。其在支座内的锚固要求同连梁中受力钢筋”。这个要求是高于剪力墙水平钢筋构造规定的。

1.14 折梁和转角墙

《平法图集》在第 68 页“转角墙”和第 88 页“折梁”中明确,阳角两侧钢筋均应保证连续通过,阴角则应分别锚固。这是对转折构件普遍适用的原则。

1.15 剪力墙竖向分布钢筋锚入连梁构造

《平法图集》第 70 页“剪力墙竖向分布钢筋锚入连梁构造”为新增节点。常规的工程立面上楼层连梁上下均应为洞口,且上下各层的洞口竖向对齐。图示中连梁上新增剪力墙,具体特殊的设计个例应慎重选用。

JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.1.1条第 3 款明确要求,门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁;宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置;抗震设计时,一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙,全高均不宜采用洞口局部重叠的叠合错洞墙。

1.16 剪力墙上约束边缘构件

《平法图集》第 73 页“剪力墙约束边缘构件纵筋构造”为新增节点。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第6.4.5 条第 2 款要求,底层墙肢截面的轴压比大于规定值的一、二、三级抗震墙;部分框支抗震墙结构的抗震墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件;在以上的其他部位可设置构造边缘构件。由此可见,约束边缘构件仅限于在底部加强部位及相邻的上一层才设置。直接在剪力墙的上一层设置约束边缘构件,是颇为特殊的极个别具体工程设计中才会出现。

1.17 “较大净跨”的描述问题

《平法图集》第 77 页“地下室外墙水平钢筋构造图”名下的“lnx 为相邻水平跨的较大净跨值”,与图示不符。图形中 lnx 为中线间的尺寸,“Hn 为本层层高”中的 Hn 通常为层间净高代号;跨水平腾空的梁板跨越支座的距离,通常称为跨度;竖直的地下室外墙不跨越任何物件,墙身围成房间,一般用开间、进深来度量。墙本身更多的是用墙高、墙长和墙宽等描述;很少用跨度。

1.18 剪力墙边框梁或暗梁与连梁重叠时的构造

《平法图集》第 75 页明确,当连梁 LL 上部纵筋计算面积大于边框梁 BKL 或暗梁 AL 时,边框梁 BKL 或暗梁 AL正常设置;同时,将连梁 LL 上部纵筋计算面积大于边框梁BKL 或暗梁 AL 的部分,另外实配“上部附加纵筋”,与边框梁 BKL 或暗梁 AL 钢筋笼一起绑扎安装。这是《平法图集》给出的新的构造做法。从科学用钢的角度来看是合理的,但在实际工程中,需要设计予以明确给出上部附加纵筋的牌号、直径及根数等;否则,施工不可直接操作。

1.19 剪力墙连梁设置斜筋和暗撑施工的对策

《平法图集》第 76 页明确,在连梁内配置交叉斜筋、对角斜筋、对角暗撑确实存在配筋复杂、施工困难的情况时,可将其按竖向分成双连梁或多连梁。这种仅配置纵筋和箍筋的做法,施工也就方便多了。当然,具体工程中应提请设计形成变更文件。

GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 6.4.7 条:跨高比较小的高连梁可设水平缝形成双连梁、多连梁,或采取其他加强受剪承载力的构造。在顶层连梁的纵向钢筋伸入墙体的锚固长度范围内,应设箍筋。

1.20 中间层中间节点梁下部纵筋在节点外搭接构造

《平法图集》第 79 页“梁下部纵筋在节点外搭接”,是新增的构造节点。此做法有利于改善中柱节点区内钢筋过密的现象。应注意搭接接头的百分率应控制在 50% 以内。同时,该图名下注明的“梁下部钢筋不能在柱内锚固时,可在节点外搭接”,可理解为在柱内锚固仍然是大多数情况下的优选做法。

1.21 主次梁的划分

《平法图集》第 85 页右下图明确,抗震框架梁 KL、WKL 尽端为梁时,该端可不设置箍筋加密区。这是贯彻执行JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第 6.1.8 条的规定,梁端箍筋不考虑按抗震要求加密,仅需满足抗剪强度的要求。

需要说明的是,《平法图集》给出的 6 种梁并无次梁的名称。事实上,主梁、次梁是一个相对的概念,次梁是相对于主梁而言的,需要看其支承关系而定;或曰主梁、一级次梁、二级次梁。设置三级次梁的情况较为少见,如《平法图集》第 34 页轴、轴、⑤轴、⑥轴围成的平面内,L3 支承在 KL5 上,KL5 为主梁、L3 为次梁;L4 支承在 L3 上,此时 L3 为主梁、L4 为次梁。此即主次梁的相对性。

1.22 非框架梁L配筋构造0.6lab的理解

《平法图集》第 86 页,将非框架梁端支座上部纵筋,分为铰接和充分利用钢筋的抗拉强度两种情况;前者的锚固长度 0.35 lab,后者锚固长度 0.6 lab。这是新增的说法。设计图纸应明确具体图纸中的非框架梁选用的是哪一种;否则施工无法正确理解和实施。当“充分利用钢筋的抗拉强度”时,要求梁上部纵筋锚固长度直线段≥0.6 lab。工程实际中,锚固端的宽度不能满足 0.4 lab 的也很常见,要有≥0.6 lab 的空间则几乎不大可能;更何况一级抗震等级的框架梁弯锚直线段0.4 laE 也不过仅 0.46 lab,非框架梁的构造要求超过一级抗震等级的框架梁用料,显然不合常理。

1.23 系统水平的概念

《平法图集》第 87 页明确:当梁宽小于 350 mm 时,拉筋直径为 6 mm;梁宽大于 350 mm 时,拉筋直径为 8 mm。具体工程设计时,应考虑拉筋与箍筋纵筋的相匹配度。如某工程 KL3 纵筋直径 28,箍筋直径 12,截面尺寸是 400×800。这时,拉筋采用直径 8 mm,显然与纵筋和箍筋不相匹配,即所谓不是同一层级的系统水平。

1.24 框支梁纵筋按ln/3伸入跨内后不应截断

《平法图集》第 90 页图示“第 2 排钢筋按 1/3 净跨截断”。这个构造是有问题的。梁定义为受变构件;而框支梁的受力特征为偏心受拉,其实质为由框支柱支起的剪力墙下边缘部位的偏心受拉加强构造。两端锚固、中间断开一段长度的钢筋在受拉构件中不起作用。因此,框支梁内配置的纵向钢筋应全长贯通而不应截断。

1.25 板筋分布筋起步间距的控制

《平法图集》第 92 页等均已注明,板筋分布筋间距起步为 1/2 间距;另一方向的布筋应扣除保护层后,按设计间距满布。

1.26 无支承板端部封边构造

《平法图集》第 95 页,该构造要求板厚≥150 mm 时,板的无支承端采用 U 形封边或 2L 形套封。该构造是遵循 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第 9.2.1 条规定:混凝土板的厚度不小于 150 mm 时,对板的无支承边的端部,宜设置 U 形构造钢筋并与板顶、板底的钢筋搭接,搭接长度不宜小于 U 形构造钢筋直径的 15 倍且不宜小于 200 mm;也可采用板面、板底钢筋分别下、向上弯折搭接的形式。

2 结 语

上述话题,均来自笔者在工程项目管理实践中自身读图或与一线技术管理人员的学用探讨。文中尽量遵循规范、规定给出全面的分析与讨论。实践证明,这样的分析和讨论具有良好的针对性和实用性,能够有助于更加深刻地理解和运用《平法图集》,减少歧义,指导现场施工操作和工程质量验收。

[1]陈青来.平法国家建筑标准设计 11G 101—1原创解读[M].南京:江苏科学技术出版社,2014.

[2]朱炳寅.建筑抗震设计规范应用与分析GB 50010—2010[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[3]唐才均.平法钢筋看图、下料与施工排布一本通[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2014.

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