钢筋混凝土构件在主次梁搭接处钢筋施工质量控制

陈祎博

（中国建筑第五工程局有限公司）

1 主、次梁的连接型式和协调扭转

次梁端支座的状态具有“适中性”的特点，即普遍介于铰支座和固定支座间，在对其展开分析时可采用协调扭转的零刚度理论。在该理论的视域下，认为在混凝土开裂前、后两个时间段，配有抗扭筋的梁在抗扭刚度方面有显著的差异，具有开裂前较大、开裂后显著下降的变化；而在临界状态下，主梁的受力条件发生改变，需承受次梁传递的扭矩，主梁虽然存在开裂弯矩但该值较小，具体程度受主梁截面尺寸、混凝土强度两方面的影响。若将主梁视为零扭转刚度的构件，则此时抗扭筋具有抑制裂缝发展的作用，换言之，在受扭矩的影响下，主梁所显现出的开裂现象会在一定程度上发生扭转，扭矩有大幅度下降的变化，内力较之于前期重新分布，即便存在不利条件，只要主梁的主筋的抗弯性能达到要求，便仍可正常使用。

纵观业内分析经验，“刚度法”取得广泛应用，其假定构件的约束扭矩为零，在简化条件后展开分析，具有便捷、高效的特点。根据美国设计标准ACI318M-05中有关于“剪力和扭转”注释可以得知，其明确阐述了减小设计扭矩的前置条件（即在何种内力重分布时允许做出减小扭矩的操作），出于协调性的目的，扭曲构件提供特定的扭矩，可能会对构件发生裂缝后的内力状态造成影响，即经过重新分布后该值有减小的变化，此时称之为协调扭矩；除此之外，还存在平衡扭矩，主要针对的是悬挑式构件，指的是为了保持结构平衡而产生的扭矩，即便内力重新分布，悬挑板与梁连接部位的扭矩也始终不会受到影响（无显现出减小的变化）。

根据前述理论依据，作进一步的考虑：

⑴楼板支座连接采用铰接的方式时，按照规范对楼板支座负筋的构造做法予以操作，以便减小楼板支座的裂缝宽度，尽可能使楼板支座结构保持完整[1]。但需考虑的是，楼板与主梁施工采取整体现浇成型的方法，施工中需要保证主梁无扭转变形问题，原因在于尽管主梁变形幅度较小也会对楼板造成威胁，进而导致裂缝有不同程度的扩大。从该做法来看，其与扭转零刚度理论存在矛盾。

⑵在次梁支座结构中增设构造性负筋后，实际状况可能会偏离铰支座的理论。在主梁抵抗扭转时，楼板具有重要的辅助作用，但通过对刚接扭转的分析发现，刚性板的扭转折减系数为0.4，相比之下无刚性板的性质则与之截然相反，即不存在折减的情况。

2 不同连接型式的模型计算分析

为更直观地模拟梁结构的受力条件，采用PKPM-SATWE软件计算的方法，明确参数，输入后由软件自动化运行，生成模拟结果，全程高效便捷。参数方面，考虑次梁的线性荷载，分别取10N/m、20N/m、30N/m、40N/m四种情况。计算模型如图1所示。

结合图1展开分析，构件均由C30混凝土施工而成，结构层高按3.0m考虑，构件重度25kN/m3。计算与分析时仅在L1梁上施加线性荷载，暂不考虑风荷载、地震荷载两类外部因素对构件的影响。在竖向荷载计算时按模拟工况加载。

图1 梁结构的计算模型

从用钢量的角度来看，相比于铰结点的方法，刚接方法增加约59%，在材料方面的投入较多。考虑恒定荷载条件，分析此时的梁体受力状况，具体如图2所示。

图2 梁在恒定荷载作用下的受力情况

可以发现，随着连接方式的变化，无论是主、次梁的受力状态还是工程量均存在较为明显的差异，并且此现象在次梁荷载作用较大时体现得更为明显，此时充分考虑到次梁扭矩对主梁的作用机制。并且，次梁端部的抗弯刚度会影响至主梁的抗扭刚度，如果次梁截面较高且未在负弯矩方向配筋时，则有可能会影响到主梁截面较窄部分以及次梁的端部，其结果则是两处出现严重的开裂[2]。

3 常见问题的描述

⑴主梁搭接方法不合理，未在搭接次梁处连续设置。

⑵随意减小主梁箍筋内净尺寸。

⑶钢筋绑扎次序不合理，采取先主梁钢筋、后次梁钢筋的绑扎顺序，此方式会对钢筋保护层的厚度造成影响（使其厚度达不到要求）；除此之外，存在搭接处混凝土楼面标高超高的情况，无法通过验收。

4 原因分析

⑴尺寸偏差方面，主要考虑如下几点：未严格控制箍筋内尺寸，其实际偏差超过±5mm；未严格控制两类保护层的厚度，实际偏差超过±5mm；未严格控制箍筋绑扎间距，实际偏差超过±20mm；未严格控制现浇梁顶的标高，该项指标的偏差超过+10mm。

⑵在搭接点处，主梁需承受次梁产生的荷载，而主、次梁所形成的交汇部位常设置的是连续梁，根据该结构布置关系可以得知，次梁的上部钢筋为受拉钢筋，为了切实提高次梁上部主筋的拉力，需要合理设置受拉钢筋，确保该构件具有足够的有效高度。而受次梁布置的影响，搭接点处的主梁需承受集中荷载。从钢筋的分布来看，搭接点的上部为受压钢筋、下部为受拉钢筋，为了保证此条件下主梁质量的可靠性，精准控制受拉钢筋的有效高度，避免高度过小的情况；上部受压区受到压应力的作用，为提高受力水平，控制好箍筋的有效高度，不允许随意改变且主梁箍筋的尺寸（尤其是不可减小该尺寸）。

5 可行的操作方法

按照流程有序施工，具体做如下分析：

⑴钢筋加工。确定钢筋下料单以及大样图，结合设计图纸以及工程要求，由专员精细化操作完成钢筋加工作业。操作要点有：为保证箍筋下料的合理性，按照内包尺寸计算并控制。明确各处箍筋的数量，着重考虑次梁中的主梁箍筋以及位于次梁两侧的附加筋。

⑵钢筋安装。着重考虑主次梁搭接部位的钢筋，保证其位置准确性和稳定性。将预先制作好的垫块置于梁底模板上，随后绑扎主梁的钢筋骨架，此时注意主梁的上部钢筋，该部分不可完全与箍筋绑扎，即一部分绑扎一部分自然下垂；在前述基础上开始绑扎次梁的钢筋骨架。具体操作要点有：

①在主梁的下部筋上将次梁的下部筋设置到位；较为特殊的是主次梁下部有多排钢筋且截面一致的情况，此时调整好排放次序，在主筋的第一排底筋上放置次梁的第一排底筋，而后在主梁的第二排底筋上放置第二排次梁底筋，按照此顺序依次类推，最终将所有钢筋安装到位。

②优先考虑次梁上部受力筋，要求该部分有足够的有效受力高度。在具体操作中参照钢筋保护层的厚度，使次梁的上部受拉筋与楼面的距离与该值保持一致，必要时适当调节节点处主梁的上部钢筋，略微向下压低；但该处主梁箍筋的高度不发生变化，即依然与主梁其它部位的安装一致，无需调整。

按照前述的流程有序推进施工进程，由专员加强管理，及时发现安装质量问题并采取处理措施。实践结果表明，主次梁搭接部位的钢筋施工质量满足要求，并且施工过程中无工序干扰以及安全事故等异常状况，总体来看施工方法具有可行性。

6 结束语

⑴在钢筋混凝土构件施工中，主、次梁的连接为重点内容，复杂度较高，需要分情况详细考虑。主、次梁刚度仅存在微小差距时，若次梁有较大的荷载，该部分结构可能会影响到主梁，对其形成较强的扭矩作用。在该条件下，若选择铰接的连接方法，通常难以有效顾及次梁对主梁的影响，进而影响结构的稳定性与安全性。

⑵对于主、次梁连接方法的选择，宜优先考虑铰接，其灵活性较强，在控制好次梁端部的配筋后，可提高整体施工质量。

⑶若采用铰接的主、次梁连接方法，则需考虑次梁对主梁偏心扭矩的作用，具体根据主梁的结构特点在该处增设适量的抗扭钢筋，以增强对偏心扭矩的抵抗能力，减小次梁对主梁所造成的不良影响。