1、平法系列图集疑难解析汇总(三)柱问题柱问题(1):柱纵筋锚入基础的问题: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。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 )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。如果柱纵筋伸入基础
2、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?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 0.5 laE ,这个规定是否可用于基础?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?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”
3、,看看它是否不小于前面第条规定的“最小直锚长度”。是这样的吗? 答柱问题(1):所提问题在“筏形、独立、承台、条形基础平法国家建筑标准设计 03G101-3、-5”中均有相应答案(请参阅)。现在简单答复如下: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;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;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:25
4、mm 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?是否需要加密?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标出,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且箍筋间距要小于 500mm 但不需要加密。箍筋的作用是保持柱纵筋在浇筑
5、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”问题: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
6、。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):在 03G101 第 45 页非抗震 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
7、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
8、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。梁问题梁问题(1):03G101-1:平法梁纵筋伸入端柱支座长度的两种计算方法:以第 54-55 页为例,梁纵筋伸入端柱都有 15d 的弯锚部分,如果把它放在与柱纵筋同一个垂直层面上,会造成钢筋过密,显然是不合适的。正如图上所画的那样,应该从外到内分成几个垂直层面来布置。但是,在计算过程中,却可以有两种不同的算法,这两种算法都
9、符合图集的规定;第一种算法,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;第二种算法,是从端柱内侧向外侧计算,先保证梁最内层的下部纵筋的直锚长度不小于 0.4laE,然后依次向外推算,这样算下来,最外层的梁上部纵筋的直锚部分可能和柱纵筋隔开一段距离。这两种算法,第一种较为安全,第二种省些钢筋。不知道图集设计者同意采用哪一种算法?答梁问题(1):应按第一种算法。如果柱截面高度较大,按 54 页注 6 实行。梁问题(2):关于 03G101 图集第 54 页“梁端
10、部节点”的问题,是否“只要满足拐直角弯 15d 和直锚长度不小于 0.4laE 的要求,则钢筋锚入支座的总长度不足 laE 也不要紧。”答梁问题(2):laE 是直锚长度标准。当弯锚时,在弯折点处钢筋的锚固机理发生本质的变化,所以,不应以 laE 作为衡量弯锚总长度的标准,否则属于概念错误。应当注意保证水平段0.4laE 非常必要,如果不能满足,应将较大直径的钢筋以“等强或等面积”代换为直径较小的钢筋予以满足,而不应采用加长直钩长度使总锚长达 laE 的错误方法。梁问题():03G101-1 图集第 24 页“注: 2、当为梁侧面受扭纵向钢筋时,其锚固长度为 la 或 laE ”。现在的问题是
11、:当抗扭钢筋伸入端支座时,若支座宽度(柱宽度)太小,不满足直锚时,是否进行弯锚?如果进行弯锚,“弯折长度”如何取定?我想到两种办法:(1)弯折长度=laE - 直锚部分长度 (这可能不合适)(2)弯折长度为“多少倍的 d ”(不会是“ 15d ”吧?)答梁问题():应当勘误。应改为“当为梁侧面受扭纵向钢筋时,其锚固长度与方式同框架梁下部纵筋”。梁问题():框架梁钢筋锚固在边支座 0.45LAE+弯钩 15D,可否减少弯钩长度增加直锚长度来替代?答梁问题():不允许这样处理。详细情况请看 “答梁问题(2)”。梁问题():(1) 03G101-1 图集第 19 页剪力墙梁表LL2 的“梁顶相对标高
12、高差”为负数。如:第 3 层的LL2 的“梁顶相对标高高差”为-1.200 ,即该梁的梁顶面标高比第 3 层楼面标高还要低 1.2m,也就是说,整个梁的物理位置都在“第 3 层”的下一层(即第 2 层上)。既然如此,干脆把该梁定义在“第 2 层”算了(此时梁顶标高为正数),何必把它定义在“第 3 层”呢?(2) 类似的问题还出现在同一表格的 LL3 上,该梁的“梁顶相对标高高差”为 0 (表格中为“空白”),这意味着该梁顶标高与“第 3 层”的楼面标高一样,即该梁整个在三层的楼面以下,应该是属于“第 2 层”的。(3) 在“洞口标注”上也有“负标高”的问题。同一页的“图 3.2.6a”上,LL
13、3 的 YD1 洞口标高为 -0.700(3 层),该洞 D=200 ,也就是说整个圆洞都在“3 层”的下一层(2 层)上,既然如此,何必在“第 3 层”上进行标注呢?以上提出这些“负标高”问题,主要影响到“分层做工程预算”。因为在分层预算时,是以本楼层楼面标高到上一层楼面标高之间,作为工程量计算的范围。因此,上述的(1)、(2)、(3)都不是“第 3 层”的工程量计算对象。不少预算员都对上述的“负标高”难以理解。所以,我认为,上述(1)、(3)的“负标高”可以放到下一楼层以“正标高”进行标注。上述意见妥否?或许有些道理没考虑到?特此请教。答梁问题():这个问题看似不大,实际并非小问题。建筑设
14、计需要建筑师与结构师的协同工作,但在“层的”定义上,建筑与结构恰好差了一层。建筑所指的“某”层,实际是结构计算模型的“某减一”层。例如:一座 45 层的楼房,建筑从第 37 层起收缩平面形成塔楼,此时,结构分析时其结构转换层是第 36 层而不是第 37 层(关于这一点要引起结构师的注意,搞错的情况并不少见)。建筑设计的某层平面图,是从该层窗户位置向俯视的水平剖面图。例如:建筑学专业有首层建筑平面布置图,而结构专业通常为基础结构平面布置图(亦为俯视图),且结构意义上属于第一层的梁(与第一层的柱刚接形成第一层框架且承受二层平面荷载的梁)在基础平面(俯视)图上是看不到的,实际设计时也不在该图上表达。
15、搞建筑设计,建筑学专业是“龙头”,结构师有必要在“层的”定义上与建筑师保持一致,以使建筑师与结构师对话方便。因此,某层结构平面布置图应当与该层的建筑平面布置图相一致。在层的定义上与建筑学专业保持一致后,结构所说的某层梁,就是指承受该层平面荷载的梁(站在该层上,这些梁普遍在“脚下”而非在“头顶之上”)。为将结构平面的“参照系”确定下来,03G101-1 对“结构层楼面标高”做出了明确规定(详见第 1.0.8条),并对“梁顶面标高高差”也做出明确规定(详见第 3.2.5 条三款和第 4.2.3 条六款)。以上规定已经受了全国十几万项工程实践的检验,结构设计与施工未发生普遍性问题,但对施工预算员则提
16、出了更高的技术要求。任何一种技术都不是完美的(哲学意义上的美都是带有缺陷的美),这也许正是“平法”的缺陷之一。梁问题():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?答梁问题():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
17、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、
18、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
19、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。梁问题():请教陈总,在 03G101-1 中,楼层框架梁纵筋构造分一二级结构抗震等级和三四级结构抗震等级两种构造,我对照半天,硬是没看出一二级和三四级结构抗震等级构造有什么区别,请陈总指教。若是没区别,何不合并?像屋面框架梁一样。答梁问题():二者的确没有区别,可能会在下一次修版时合并。03G101-1 修编初稿和中稿的一、二级抗震等级与三、四级是有区别的,其主要区别是将 35 页右上角的构造规定用于一
20、、二抗震等级(以后再过渡到所有抗震等级甚至非抗震等级)。后经校对、审核、评审与再思考后,感到时机尚未成熟,需要再做一些前期工作来创造彻底改变这种传统做法的条件。现阶段先把该构造放到 35 页的共用构造中,观察一下我国结构施工界对其反应。03G101-1 定稿保留这个样子,考虑到一是不影响使用,二是为修版保留可能需要的空间(通常新规范体系最初需经若干次修定才会稳定下来,规范一改,国家标准设计也要跟着改)。我国结构施工的传统做法是将两边(等高)梁的下部筋并排锚入柱节点中,这是发达国家已经废弃的做法。混凝土里并排紧挨着的两根钢筋,存在一条线状通直内缝,当受力时,这条内缝就可能发展成破坏裂缝。梁问题(
21、):非框架梁 L 的底筋锚固长度是 12d 还是按 03G101-1 第 33 页第 3 点:在任何情况下,锚固长度不得少于 250mm?答梁问题():这个直接取 12d 就可以了,L 的下部钢筋支座处属于受压区域,和框架梁不同,250mm 指的是受拉钢筋的最小锚固长度。梁问题():判断梁两侧是否有附加箍筋,是否可以依据谁是支座来判断?谁是支座,就可以在另一根梁的梁侧加附加箍筋?若两根梁交叉时,谁也不是谁的支座,是不是两侧都不加?答梁问题():附加箍筋主要是用在非框架梁遇框架梁的时候,在框架梁上有可能设置,这个是设计给定的。如果谁也不是谁的支座,这个更需要设计明确了,一般情况是不会增加的。梁问题():简支梁(单跨)底筋锚固长度是 MAX12D,支座中心线,还是应取250(受拉钢筋任何情况下不少于 250mm)?答梁问题():简支梁跨中受拉, 支座部位弯距为零,因此单跨简支梁到支座是受压,所以与受拉钢筋任何情况下不少于 250mm 无关。梁问题():附加箍筋是在有吊筋的情况下才能加,但是它的主要作用是什么,是固定吊筋吗?答梁问题():这个概念是完全错误的,附加箍筋和吊筋的作用是相同的,实际中二者可以取其一,当其中一类钢筋(次梁加筋)不能满足受力要求时才选择增加第二类钢筋(吊筋),并不一定非要同时布置。附加箍筋和吊筋主要是为了防止主梁受到次梁的集中应力破坏,产生裂缝。