鋼筋混凝土構件在主次梁搭接處鋼筋施工質量控制

陳祎博

（中國建筑第五工程局有限公司）

1 主、次梁的連接型式和協調扭轉

次梁端支座的狀態具有“適中性”的特點，即普遍介于鉸支座和固定支座間，在對其展開分析時可采用協調扭轉的零剛度理論。在該理論的視域下，認為在混凝土開裂前、后兩個時間段，配有抗扭筋的梁在抗扭剛度方面有顯著的差異，具有開裂前較大、開裂后顯著下降的變化；而在臨界狀態下，主梁的受力條件發生改變，需承受次梁傳遞的扭矩，主梁雖然存在開裂彎矩但該值較小，具體程度受主梁截面尺寸、混凝土強度兩方面的影響。若將主梁視為零扭轉剛度的構件，則此時抗扭筋具有抑制裂縫發展的作用，換言之，在受扭矩的影響下，主梁所顯現出的開裂現象會在一定程度上發生扭轉，扭矩有大幅度下降的變化，內力較之于前期重新分布，即便存在不利條件，只要主梁的主筋的抗彎性能達到要求，便仍可正常使用。

縱觀業內分析經驗，“剛度法”取得廣泛應用，其假定構件的約束扭矩為零，在簡化條件后展開分析，具有便捷、高效的特點。根據美國設計標準ACI318M-05中有關于“剪力和扭轉”注釋可以得知，其明確闡述了減小設計扭矩的前置條件（即在何種內力重分布時允許做出減小扭矩的操作），出于協調性的目的，扭曲構件提供特定的扭矩，可能會對構件發生裂縫后的內力狀態造成影響，即經過重新分布后該值有減小的變化，此時稱之為協調扭矩；除此之外，還存在平衡扭矩，主要針對的是懸挑式構件，指的是為了保持結構平衡而產生的扭矩，即便內力重新分布，懸挑板與梁連接部位的扭矩也始終不會受到影響（無顯現出減小的變化）。

根據前述理論依據，作進一步的考慮：

⑴樓板支座連接采用鉸接的方式時，按照規范對樓板支座負筋的構造做法予以操作，以便減小樓板支座的裂縫寬度，盡可能使樓板支座結構保持完整[1]。但需考慮的是，樓板與主梁施工采取整體現澆成型的方法，施工中需要保證主梁無扭轉變形問題，原因在于盡管主梁變形幅度較小也會對樓板造成威脅，進而導致裂縫有不同程度的擴大。從該做法來看，其與扭轉零剛度理論存在矛盾。

⑵在次梁支座結構中增設構造性負筋后，實際狀況可能會偏離鉸支座的理論。在主梁抵抗扭轉時，樓板具有重要的輔助作用，但通過對剛接扭轉的分析發現，剛性板的扭轉折減系數為0.4，相比之下無剛性板的性質則與之截然相反，即不存在折減的情況。

2 不同連接型式的模型計算分析

為更直觀地模擬梁結構的受力條件，采用PKPM-SATWE軟件計算的方法，明確參數，輸入后由軟件自動化運行，生成模擬結果，全程高效便捷。參數方面，考慮次梁的線性荷載，分別取10N/m、20N/m、30N/m、40N/m四種情況。計算模型如圖1所示。

結合圖1展開分析，構件均由C30混凝土施工而成，結構層高按3.0m考慮，構件重度25kN/m3。計算與分析時僅在L1梁上施加線性荷載，暫不考慮風荷載、地震荷載兩類外部因素對構件的影響。在豎向荷載計算時按模擬工況加載。

圖1 梁結構的計算模型

從用鋼量的角度來看，相比于鉸結點的方法，剛接方法增加約59%，在材料方面的投入較多。考慮恒定荷載條件，分析此時的梁體受力狀況，具體如圖2所示。

圖2 梁在恒定荷載作用下的受力情況

可以發現，隨著連接方式的變化，無論是主、次梁的受力狀態還是工程量均存在較為明顯的差異，并且此現象在次梁荷載作用較大時體現得更為明顯，此時充分考慮到次梁扭矩對主梁的作用機制。并且，次梁端部的抗彎剛度會影響至主梁的抗扭剛度，如果次梁截面較高且未在負彎矩方向配筋時，則有可能會影響到主梁截面較窄部分以及次梁的端部，其結果則是兩處出現嚴重的開裂[2]。

3 常見問題的描述

⑴主梁搭接方法不合理，未在搭接次梁處連續設置。

⑵隨意減小主梁箍筋內凈尺寸。

⑶鋼筋綁扎次序不合理，采取先主梁鋼筋、后次梁鋼筋的綁扎順序，此方式會對鋼筋保護層的厚度造成影響（使其厚度達不到要求）；除此之外，存在搭接處混凝土樓面標高超高的情況，無法通過驗收。

4 原因分析

⑴尺寸偏差方面，主要考慮如下幾點：未嚴格控制箍筋內尺寸，其實際偏差超過±5mm；未嚴格控制兩類保護層的厚度，實際偏差超過±5mm；未嚴格控制箍筋綁扎間距，實際偏差超過±20mm；未嚴格控制現澆梁頂的標高，該項指標的偏差超過+10mm。

⑵在搭接點處，主梁需承受次梁產生的荷載，而主、次梁所形成的交匯部位常設置的是連續梁，根據該結構布置關系可以得知，次梁的上部鋼筋為受拉鋼筋，為了切實提高次梁上部主筋的拉力，需要合理設置受拉鋼筋，確保該構件具有足夠的有效高度。而受次梁布置的影響，搭接點處的主梁需承受集中荷載。從鋼筋的分布來看，搭接點的上部為受壓鋼筋、下部為受拉鋼筋，為了保證此條件下主梁質量的可靠性，精準控制受拉鋼筋的有效高度，避免高度過小的情況；上部受壓區受到壓應力的作用，為提高受力水平，控制好箍筋的有效高度，不允許隨意改變且主梁箍筋的尺寸（尤其是不可減小該尺寸）。

5 可行的操作方法

按照流程有序施工，具體做如下分析：

⑴鋼筋加工。確定鋼筋下料單以及大樣圖，結合設計圖紙以及工程要求，由專員精細化操作完成鋼筋加工作業。操作要點有：為保證箍筋下料的合理性，按照內包尺寸計算并控制。明確各處箍筋的數量，著重考慮次梁中的主梁箍筋以及位于次梁兩側的附加筋。

⑵鋼筋安裝。著重考慮主次梁搭接部位的鋼筋，保證其位置準確性和穩定性。將預先制作好的墊塊置于梁底模板上，隨后綁扎主梁的鋼筋骨架，此時注意主梁的上部鋼筋，該部分不可完全與箍筋綁扎，即一部分綁扎一部分自然下垂；在前述基礎上開始綁扎次梁的鋼筋骨架。具體操作要點有：

①在主梁的下部筋上將次梁的下部筋設置到位；較為特殊的是主次梁下部有多排鋼筋且截面一致的情況，此時調整好排放次序，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，按照此順序依次類推，最終將所有鋼筋安裝到位。

②優先考慮次梁上部受力筋，要求該部分有足夠的有效受力高度。在具體操作中參照鋼筋保護層的厚度，使次梁的上部受拉筋與樓面的距離與該值保持一致，必要時適當調節節點處主梁的上部鋼筋，略微向下壓低；但該處主梁箍筋的高度不發生變化，即依然與主梁其它部位的安裝一致，無需調整。

按照前述的流程有序推進施工進程，由專員加強管理，及時發現安裝質量問題并采取處理措施。實踐結果表明，主次梁搭接部位的鋼筋施工質量滿足要求，并且施工過程中無工序干擾以及安全事故等異常狀況，總體來看施工方法具有可行性。

6 結束語

⑴在鋼筋混凝土構件施工中，主、次梁的連接為重點內容，復雜度較高，需要分情況詳細考慮。主、次梁剛度僅存在微小差距時，若次梁有較大的荷載，該部分結構可能會影響到主梁，對其形成較強的扭矩作用。在該條件下，若選擇鉸接的連接方法，通常難以有效顧及次梁對主梁的影響，進而影響結構的穩定性與安全性。

⑵對于主、次梁連接方法的選擇，宜優先考慮鉸接，其靈活性較強，在控制好次梁端部的配筋后，可提高整體施工質量。

⑶若采用鉸接的主、次梁連接方法，則需考慮次梁對主梁偏心扭矩的作用，具體根據主梁的結構特點在該處增設適量的抗扭鋼筋，以增強對偏心扭矩的抵抗能力，減小次梁對主梁所造成的不良影響。