梁上部鋼筋配筋形式的選取

楊萬(wàn)科

(北京互聯(lián)立方技術(shù)服務(wù)有限公司，重慶 401120)

0 引言

梁的上部鋼筋可采用圖1與圖2[1,79頁(yè)]兩種配筋形式。有的根據(jù)梁的跨度來(lái)選擇配筋形式。比如：當(dāng)梁的跨度小于4m且圖1梁上部鋼筋采用大直徑貫通支座鋼筋與通長(zhǎng)鋼筋直徑級(jí)差不超過(guò)兩級(jí)時(shí)，應(yīng)采用小直徑鋼筋作為支座鋼筋，并用支座角筋拉通作為通長(zhǎng)鋼筋，當(dāng)梁的跨度不小于4m且支座鋼筋與通長(zhǎng)鋼筋直徑級(jí)差超過(guò)兩級(jí)時(shí)，宜采用通長(zhǎng)鋼筋與支座鋼筋搭接的形式。以上方法是否準(zhǔn)確，該如何正確選用配筋形式？本文將仔細(xì)分析。

圖1 梁上部鋼筋采用大直徑貫通

1 梁上部鋼筋采用小直徑搭接通長(zhǎng)的構(gòu)造要求

圖2 梁上部鋼筋采用小直徑搭接通長(zhǎng)

如圖2所示，當(dāng)不同直徑的鋼筋搭接時(shí)，有搭接長(zhǎng)度llE的要求，并且箍筋在搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)加密。

1.1 搭接長(zhǎng)度llE的確定

根據(jù)參考文獻(xiàn)[1，55頁(yè)]可知：

再根據(jù)[1，53頁(yè)]可知：

根據(jù)公式（1）與（2）可得：

公式（3）中的ζl為縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)[1，55頁(yè)]選取；ζa為受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)、labE為抗震受拉鋼筋基本錨固長(zhǎng)度，這兩個(gè)參數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)[1，53頁(yè)]選取。

1.2 搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)箍筋的構(gòu)造、箍筋增加個(gè)數(shù)及箍筋長(zhǎng)度的計(jì)算

根據(jù)文獻(xiàn)[1，54頁(yè)]可知搭接區(qū)箍筋構(gòu)造如圖3。如果采用圖1的配筋方式時(shí)，則對(duì)于與圖3的區(qū)段箍筋構(gòu)造如圖4，其中箍筋間距通常為200。圖3相對(duì)于圖4多用箍筋個(gè)數(shù)如下：

圖4 采用圖1的配筋方式時(shí)對(duì)于與圖3的區(qū)段箍筋構(gòu)造

梁的箍筋采用兩肢箍和四肢箍居多。如圖5與圖6所示。

圖5 梁箍筋采用兩肢箍

圖6 梁箍筋采用四肢箍

采用兩肢箍時(shí)，箍筋的長(zhǎng)度為：

采用四肢箍時(shí)，箍筋的長(zhǎng)度為：

2 梁上部鋼筋采用“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”材料用量理論比較

梁箍筋為雙肢箍時(shí)，上部鋼筋兩根通長(zhǎng)；為四肢箍時(shí)，上部四根鋼筋通長(zhǎng)。采用小直徑搭接時(shí)，搭接區(qū)箍筋增加個(gè)數(shù)可用公式（4）計(jì)算，箍筋的長(zhǎng)度可通過(guò)公式（5）或者（6）計(jì)算。

2.1 兩肢箍時(shí)梁上部鋼筋采用“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”材料用量之差

兩肢箍時(shí)，上部?jī)筛摻钔ㄩL(zhǎng)。“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”材料用量之差（cm3）為：

2.2 四肢箍時(shí)梁上部鋼筋采用“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”材料用量之差

四肢箍時(shí)，上部四根鋼筋通長(zhǎng)。“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”材料用量之差（cm3）為：

2.3 常見(jiàn)尺寸梁M（S）隨3S的變化情況

如果圖1與圖2為等跨連續(xù)梁，則梁的凈跨為3S。本文分析M（S）隨3S的變化情況。 ζ1取1.6、ζa取1、d1取25、d2取14、dg取8、labe取35d2、c取20。 則得到不同梁截面（b×h）M（S）隨3S的變化情況。本文選取幾種常見(jiàn)截面得出M（S）隨3S的變化如圖7所示。

圖7 常見(jiàn)截面的M（3S）圖

3 應(yīng)用BIM技術(shù)手段對(duì)梁上部鋼筋采用“大直徑貫通”與“小直徑搭接通長(zhǎng)”兩種形式材料用量進(jìn)行比較

BIM全稱(chēng)為Building Information Model，意為“建筑信息模型”，由Autodesk公司最早提出此概念。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，可以為設(shè)計(jì)和施工中提供相協(xié)調(diào)的、內(nèi)部保持一致的并可進(jìn)行運(yùn)算的信息[2]。本文采用BIM技術(shù)比較兩種方案的優(yōu)劣。

3.1 創(chuàng)建三維信息模型

初始條件如下：梁截面選取300×700、支座鋼筋2根25、底筋3根18、箍筋直徑采用8、搭接時(shí)跨中鋼筋直徑14、梁跨度取8.4m。分別創(chuàng)建兩種配筋形式的BIM模型，如圖8與圖9所示，梁上部鋼筋采用“小直徑搭接通長(zhǎng)”形式配筋搭接區(qū)配筋如圖10所示。

圖8 梁上部鋼筋采用“大直徑貫通”形式配筋圖

圖9 梁上部鋼筋采用“小直徑搭接通長(zhǎng)”形式配筋圖

圖10 梁上部鋼筋搭接區(qū)配筋圖

3.2 工程量統(tǒng)計(jì)

通過(guò)建立的三維建筑信息模型，提取兩種配筋方式的工程量，如表1所示。

4 結(jié)論

表1 工程量統(tǒng)計(jì)

圖7中M＞0表示采用大直徑通長(zhǎng)材料用量多于采用小直徑搭接通長(zhǎng)。 如圖7所示，200×400的梁如果M＞0，則3S＞8m；300×500的梁如果M＞0， 則3S＞9.5m；300×700的梁如果M＞0， 則3S＞11m；400×800的梁如果M＞0， 則3S＞12m。 在一般民用建筑中，200×400的梁不會(huì)超過(guò)8m；300×500的梁不超過(guò)9.5m；300×700的梁不超過(guò)11m；400×800的梁不超過(guò)12m。因此一般情況下M＜0。圖7是直徑25與直徑14搭接，如果直徑小于25的與14搭接肯定M＜0。所以一般情況下，梁采用小直徑搭接通長(zhǎng)鋼筋用量多余大直徑通長(zhǎng)。

通過(guò)建立三維信息模型，得出兩種配筋方式的鋼筋用量，從表1得知，小直徑搭接通長(zhǎng)鋼筋用量多于大直徑通長(zhǎng)。梁的跨度常規(guī)小于8.4m，如果跨度小于8.4m，小直徑搭接通長(zhǎng)鋼筋用量會(huì)更多于大直徑通長(zhǎng)；如果梁的跨度大于8.4m，則梁應(yīng)該加寬，梁的箍筋用4肢箍，搭接區(qū)箍筋用量會(huì)增加非常多，同樣小直徑搭接通長(zhǎng)鋼筋用量會(huì)更多于大直徑通長(zhǎng)。

通過(guò)理論分析或者采用先進(jìn)的BIM技術(shù)手段分析得出一致結(jié)論：通常情況下梁的上部鋼筋應(yīng)采取大直徑通長(zhǎng)，不應(yīng)采用小直徑搭接通長(zhǎng)。

[1]中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.11G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖（現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[2]王君峰，陳曉.Autodesk Revit土建應(yīng)用之入門(mén)篇[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2013.

重慶市建筑科學(xué)研究院被市城鄉(xiāng)建委

列為“重慶市2017年建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化示范基地”

根據(jù)重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)《關(guān)于公布重慶市2017年建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化示范基地的通知》，重慶市建筑科學(xué)研究院被列為重慶市2017年建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化示范基地。根據(jù)通知要求，“示范基地應(yīng)結(jié)合自身技術(shù)體系和產(chǎn)品特點(diǎn)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，確保產(chǎn)品質(zhì)量；積極參與建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、圖集編制、工程實(shí)踐和宣傳推廣工作”，同時(shí)要求“示范基地應(yīng)執(zhí)行管理辦法相關(guān)規(guī)定，積極開(kāi)展建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化工作，每半年向市建設(shè)技術(shù)發(fā)展中心報(bào)送相關(guān)工作情況”。

重慶市建科院高度重視，成立了以袁兵院長(zhǎng)為組長(zhǎng)的裝配式建筑專(zhuān)項(xiàng)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了《重慶市建科院推進(jìn)裝配式建筑工作方案》，全面布置落實(shí)裝配式建筑發(fā)展相關(guān)工作，同時(shí)以重慶市建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化示范基地為契機(jī)，結(jié)合院實(shí)際，積極籌劃制定該院轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃方案。

（摘自：重慶市建科網(wǎng)）