鋼筋施工排布構造對框架梁節點處承載力的影響

張憲江

（湖州職業技術學院，浙江 湖州 313000）

對于框架結構，一類環境下框架梁、柱混凝土保護層的最小厚度c取值20mm。結構施工時框架梁、柱縱筋保護層厚度施工允許偏差為±5mm，按此要求施工時，框架梁（KL）、柱節點區鋼筋將產生碰撞。因此，實際施工時一般采用KL縱筋適當避讓其他鋼筋的施工方法。但當KL縱筋避讓其他鋼筋時，必然造成KL混凝土保護層厚度增加，從而使KL截面有效高度h0或截面核心部分面積Acor減少，進而影響KL的承載能力。

1 KL鋼筋施工排布構造做法

標準圖集中給出了3種KL鋼筋排布構造做法：構造（一）：梁寬不變，梁、柱平齊一側梁混凝土保護層加厚；構造（二）：梁寬度加寬；構造（三）：將梁向平齊邊的另一側整體平移。以上鋼筋排布做法對KL的實際有效寬度或平面位置有所改變，但這種排布做法施工操作規范性好。

框架梁、柱側面平齊時也可采用如圖1所示的鋼筋排布構造做法。根據目前工程經驗，采用圖1的工程做法比較常見，但一般KL縱筋采用自然彎曲排布于柱縱筋內側的構造做法。

框架節點區KL縱筋立面排布構造如圖2所示。或主梁底模安裝時，將梁底設計標高下降1個次梁頂部縱筋直徑，以確保主梁施工有效截面高度h0，但這種做法將增加梁高，減少梁底凈高。

圖1 框架梁、柱側面平齊時鋼筋排布構造

2 鋼筋施工排布構造對KL承載力影響的分析

某辦公綜合樓為3層框架結構，結構高度12．45m，抗震等級為三級，抗震設防類別為丙類，設計使用年限50年。基礎頂 ～標高4．200m框架柱施工圖（局部）如圖3所示，框架梁、柱混凝土強度等級為C30，混凝土保護層厚度≥20mm，且不小于鋼筋公稱直徑。

2.1 框架節點區KL鋼筋施工排布構造

次梁大多數為水平方向，為避免過多的KL上部縱筋彎曲避讓次梁上部縱筋的情況發生，KL6、KL2與KZ4節點處KL2梁上部縱筋位置不變，KL6梁上部縱筋位置整體下移一層，下部縱筋位置不變。KL縱筋均自然彎曲排布于KZ縱筋內側（見圖4）。

圖2 框架端節點鋼筋立面排布構造

2.2 對KL正截面承載力的影響分析

以KL6為例，分析鋼筋施工排布構造對KL承載力的影響（不考慮受壓區鋼筋對正截面承載力的影響）。

1）KL正截面承載力降低率p的一般分析

圖3 基礎頂～標高4.200m框架柱施工圖（局部）

圖4 KL6、KL2與KZ4節點區鋼筋施工排布構造

式中，Mu1為原設計正截面承載力；Mu2為考慮鋼筋施工排布后正截面承載力；db為梁頂避讓縱筋直徑；x為梁截面受壓區高度；h為梁截面高度；c為梁混凝土保護層厚度；dg為箍筋直徑；d為受拉縱筋直徑。

2）KL6正截面承載力影響程度分析

由式（1）可知，鋼筋施工排布避讓鋼筋直徑越大、截面高度越小，對框架梁節點處正截面承載力的影響越大。對于本例KL6：

對于本例KL6，若避讓縱筋直徑為25mm時，正截面承載力降低率p＝5．01%。

2.3 對KL抗扭承載力的影響分析

1）KL扭曲截面受扭承載力降低率v分析

式中，Tu1為原設計扭曲截面受扭承載力；Tu2為考慮鋼筋施工排布后扭曲截面受扭承載力；βt為受扭承載力降低系數，取1．0；ft為混凝土抗拉強度設計值；Wt為受扭塑性抵抗矩；ζ為受扭縱筋與箍筋的配筋強度比，一般1．7；fyv為受拉箍筋抗拉強度設計值；ASt1為受扭箍筋單肢截面面積；ds為梁側避讓柱縱筋直徑。

2）KL6受扭承載力影響程度分析

由式（3）可知，KL鋼筋施工排布避讓的梁、柱縱筋直徑越大、梁截面面積越小，對KL節點處承載力的影響越大。對于本例KL6：

由式（6）可知，KL截面寬度改變對節點處抗扭承載力的影響較截面高度的改變要大。對于本例KL6，若梁寬不變，梁高為500mm時，正截面承載力降低率p＝12．40%；當梁寬為220mm，梁高不變時，正截面承載力降低率p＝13．74%。

3 結語

一般而言，框架節點區梁鋼筋施工排布構造對KL正截面承載力削弱的程度約為4%；對KL受扭承載力削弱的程度約為11%。當多道斜向梁相交時，這種影響會更大。故節點區鋼筋施工排布構造對KL承載力的影響應引起足夠重視。建議在結構設計時應充分考慮鋼筋施工排布對結構承載力的影響，并在結構施工圖中對框架梁、柱節點區鋼筋排布構造做法加以明確，施工時嚴格按照此排布構造進行施工，以確保結構施工質量與安全。

參考文獻：

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