鋼筋混凝土結構非創造性設計的幾點體會[摘要]本文介紹的是本人通過多年來的施工實踐結合鋼筋混凝土結構的基本原理，談談鋼筋混凝土結構中非創造性設計的幾點體會，供大家參考。[關鍵詞]鋼筋混凝土非創造性設計構造錨固搭接前言在施工中本人通過多年來的施工實踐和對《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》(陳青來教授主編)的學習，結合鋼筋混凝土結構的基本原理和抗震結構“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固”的設計原則，談談鋼筋混凝土結構中非創造性設計的幾點體會。1.概述結構設計由創造性設計與非創造性設計兩部分組成，兩部分為對應互補關系，合并構成完整的結構設計。我國的結構設計是設計院完成構件的設計，然后加上節點的構造，便成了結構。在我國構造設計缺少試驗依據是普遍現象，大部分是對幾十年前構造做法的逐步改進，其中概念設計的比重偏高，經過試驗的節點構造較少，經過多次反復試驗取得更可靠數據的例子則更少。混凝土結構基本原理承載的節點構造理論，現階段幾乎是空白，給人造成“構件的簡單組合即為結構”的錯誤感覺，不符合整體大于部分之和的自然法則。2.非創造性設計（節點構造）的幾點體會2.1.關于鋼筋錨固的的問題.受拉鋼筋直描與彎錨機理不同的原則。搞清“LaE”與“0.4LaE+15d”的錨固機理不同。“LaE”是直錨長度標準，“0.4LaE+15d”是彎錨標準，是一個構造要求，構造要求是混凝土結構的一種技術要求，構造要求是不須經過計算的，是必須執行的。當直錨時，錨固長度達到LaE時，力學破壞試驗鋼筋未被拔出。當彎錨時，在彎折點處鋼筋的錨固機理發生本質的變化，0.4LaE是直錨部分，直錨過于在破壞試驗時拐彎處易發生剪切破壞；15d是直鉤長度，至于為什么要規定為“15d”呢？這也是經過力學試驗的，在“直鉤”上5d處至10d處都有內力（變形）存在，到15d處就沒有了。可見“0.4LaE+15d”與“LaE”是兩類不同的概念，并不存在可比較的前提。.梁往柱支座內錨固過中線加5D的原則。抗震框架梁下部鋼筋在中間支座的直錨長度，應為過柱中線加5d與laE的較大者。如果貫穿支座到梁跨下某部位連接，應經設計人出具變更。邊柱的止錨區寬度為過柱中線加5d至柱縱筋內側之間的距離。抗震梁受拉鋼筋在邊柱支座錨固，當直錨時應≥laE且應進入止錨區后再截斷；當彎錨時，應使直段≥0.4laE且應進入止錨區后再彎鉤，彎鉤長度為15d即可。（見圖1）

.錨入支座鋼筋內側的原則（不可全部走保護層）。鋼筋錨固其實質是鋼筋與砼的有效連接強度問題。但有一個最小保護層厚度的問題，最理想的是5d。結構構件主筋保護層不足5d，主要是為了防止炭化，鋼筋與混凝土的共同作用不夠，主要通過箍筋進行約束來彌補。所以，受力縱筋的錨固不應全走混凝土保護層，如果不可避免，當直錨時應在≥laE的縱筋錨固長度范圍設置箍筋，對其進行約束；當彎錨時可使水平錨固段走保護層（水平錨固段最好也設置箍筋進行約束），但彎鉤段應扎入鋼筋混凝土內（不應再走保護層）。.板的上層筋錨入支座≥“La”或“0.4La+15d”且≥250的原則。板的下層筋通常討論得比較多，伸入支座長度≥5d，在支座處板下部鋼筋受壓，有這么長夠了，只有當連續板內溫度、收縮應力較大時，伸入支座的錨固長度宜適當增加。英美等國板下部筋不全部伸入支座，我國是沿用原蘇聯的做法。板的上部鋼筋受拉，伸入支座必須達到≥“La”或“0.4La+15d”且≥250，因為板不作為耗能構件,所以不需要≥laEa或者0.4LaE+15d。2.2.關于構件鋼筋連接的問題

鋼筋混凝土結構就是鋼筋和混凝土這兩種不同材料的協同作用，其要點在于二者的緊密結合。因此，保證混凝土對鋼筋周邊3600的包裹是十分重要的。所以，必須保證鋼筋之間有足夠的凈距離。鋼筋連接要盡量避開節點區、箍筋加密區、應力（彎矩）較大區等等。.受力縱筋“能通則通”，可以貫穿多層或多跨（見圖2）。盡量減輕節點區的“擁擠”現象應該是合理的。機械連接或焊接后，在理論上兩根鋼筋變成了一根鋼筋，只要避開內力較大的區段并控制連接鋼筋的數量（比例），應該沒有什么問題。

2.2.2.構件中的受力鋼筋的連接應按搭接長度在規定的連接區域連接，例如柱縱筋的連接，梁通長鋼筋的連接。

2.2.3.構件中的構造鋼筋，如架立筋、側面構造筋等按構造交錯搭接長度連接，通常取150。

2.2.4.構件中的分布鋼筋，按5d交錯長度與同向受力筋連接。.關于箍筋開口方向問題。箍筋開口處鋼筋也是一種搭接，要盡量錯開，對于有抗震要求的要放在受壓區。.鋼筋的平行接觸搭接理論是不完善的，并排緊挨著的兩根鋼筋，存在一條線狀通直內縫，當受力時，這條內縫就可能發展成破壞裂縫，這對于抗震結構可能是嚴重隱患，不能完成力的有效傳替，應保證一定的間距，通過混凝土的有效握裹和增加箍筋約束來完成力的傳替較合理。.閃光對焊既可用于柱、墻等偏壓構件，也可用于梁、板等受彎構件，而電渣壓力焊只可用于柱、墻，不可用于梁、板，采用電渣壓力焊時，鋼筋直徑相差過大受力時會出現應力集中現象，鋼筋直徑相差不要超過兩級（25與20或18與14），為了讓柱鋼筋中心對齊，可在較細直徑的鋼筋上加外徑與較粗鋼筋直徑相同的鉛絲套環。因此，閃光對焊的質量高于電渣壓力焊。搭接長度范圍箍筋加密的目的是增大混凝土對鋼筋的粘接強度，機械連接和焊接是一個“點”，不是一個“長度范圍”，加密不起什么作用。2.3.關于支座的問題.我們要搞清“誰是誰的支座”的問題。通常情況下，基礎梁是柱和墻的支座，柱和墻是梁的支座，主梁是次梁的支座，梁是板的支座，剪力墻為板或梁的支座。作為支座，必須保它的完整性和連續性，只有往支座錨固，不是支座只存在連接不存在錨固。

2.3.2.作為支座的構件，其完整性和連續性要求主筋和箍筋連續設置。譬如，柱作為梁的支座，柱只有往基礎內錨固，柱根到柱頂是整體，所以柱的箍筋上下是連續不間斷的，而且在梁柱節點要按照加密間距設置。同樣，剪力墻作為梁或板的支座，水平筋在樓層處連續設置；主梁作為次梁的支座，主梁的箍筋在次梁處連續設置；板以梁為支座，板筋從梁邊布筋。支座只進縱筋，不進橫向鋼筋，如果進橫向鋼筋只起固定作用。2.4.關于構造鋼筋、抗扭鋼筋、箍筋、單支箍和拉筋的問題.“構造鋼筋”和“抗扭鋼筋”都是梁的側面縱向鋼筋，在梁上的位置來說，是相同的，鋼筋工通常把它們稱為“腰筋”。一個梁的側面縱筋是構造鋼筋（G）還是抗扭鋼筋（N），完全由設計師來確定。.“構造鋼筋”純粹是按構造設置，即不必進行力學計算。因為構造鋼筋不考慮其受力計算，所以，梁側面縱向構造鋼筋的搭接長度和錨固長度可取為15d，滿足箍筋約束概率在90%以上。.“抗扭鋼筋”是需要設計人員進行抗扭計算才能確定其鋼筋規格和根數的。梁側面抗扭縱向鋼筋的錨固長度和方式同框架梁下部縱筋——對于端支座來說，就是：伸到柱外側縱筋的內側，再彎15d的直鉤，并且保證其直錨水平段長度≥0.4LaE；對于中間支座來說，就是錨入支座≥LaE，并且超過柱中心線5d。梁側面抗扭縱向鋼筋其搭接長度為Ll（非抗震）或LlE（抗震）。剪力墻的連梁，從抗震的角度側面鋼筋是抗扭鋼筋而不是構造鋼筋，所以也應按錨固考慮，有些圖集和書上把它作構造鋼筋不盡合理。.箍筋復合方式要合理，任何一個局部重疊的部位鋼筋均不超過兩層，盡可能減少了兩根鋼筋并排出現的概率和長度。因為兩根鋼筋并排出現時，兩根鋼筋之間存在一道暗縫，存在隱患，混凝土也無法做到對鋼筋的3600握裹。柱箍筋首先由一個最大的箍筋包起來，其余可以全部用拉筋，必須拉住主筋和縱筋。箍筋的加密要根據鋼筋混凝土的基本原理，尤其是抗震結構剪力墻、柱、梁，剪力墻暗柱、端柱、小墻肢箍筋的功能主要是保證剪力墻在周期性反復荷載作用下的塑性變形能力，使剪力墻在地震作用下具有較好的延性和耗能能力，根據地震對剪力墻作用的特征，箍筋應全高加密，剪力墻暗柱、端柱、小墻肢構造做法與框架柱相同的說法不盡合理。.明確“拉筋”與“單肢箍”的概念。拉筋要求拉住兩個方向上的鋼筋，而單肢箍僅要求拉住縱向鋼筋。規范明確規定在剪力墻暗柱中設置拉筋。單肢箍的作用挺大，譬如，梁柱節點處在發地震作用時柱的破壞通常鼓成燈籠狀，在此部位增設單肢箍的作用就很顯然了。2.5.關于梁柱節點的“鋼板”問題鋼筋混凝土結構中存在一個最大的通病，就是梁柱節點的鋼筋太密，有的都幾乎成了“鋼板”了，內通縫現象較嚴重，不能滿足“強節點強錨固”的要求，如何盡可能的降低鋼筋密集度，保證節點的強度是需要解決的實際問題。.在框架結構中，兩個方向的梁通過同一支座，即類似于井字梁的情況，03G101上的標準圖集中同一方向的縱向下部鋼筋需有一根鋼筋起彎，再進行連接。該構造主要保證鋼筋之間的凈距滿足規范要求，同時確保節點的澆筑質量和鋼筋的錨固效果。（見圖3）

2.5.2.梁受力縱筋“能通則通”避免在柱內錨固。詳見“2.2.1.”。.梁受力縱筋在柱處的錨固，習慣做法是向下錨固，這樣鋼筋密度大，可向上錨固，柱、梁、板混凝土一起澆筑便實現。.實在不行，改用細石混凝土澆筑，這是沒有辦法的辦法。3、幾個常見的結構問題3.1.問題（1）：在03G101－1圖集中剪力墻豎筋在頂端要求錨入板中有個錨固長度，當剪力墻頂有暗梁AL時，是否只需錨入AL夠錨固長度即可？答問題（1）：剪力墻豎向鋼筋彎折伸入板內的構造不是“錨入板中”（因板不是墻的支座），而是完成墻與板的相互連接。暗梁并不是梁（梁定義為受彎構件），它是剪力墻的水平線性“加強帶”。暗梁仍然是墻的一部分，它不可能獨立于墻身而存在，所以，當墻頂有AL時，墻豎向鋼筋仍然應彎折伸入板中。3.2.問題（2）：剪力墻端部有暗柱時，剪力墻水平鋼筋應該伸入柱鋼筋內側還是外側，現實中大多數工地都是伸入暗柱主筋外側，正確的做法應該是怎么樣的？（見圖4）答問題（2）：通常剪力墻水平鋼筋放在外側，如果伸入端柱豎向鋼筋內側時，需要向內彎折，這樣做會形成鋼筋籠“頸縮”，因此，水平鋼筋走暗柱主筋外側即可。剪力墻盡端不存在水平鋼筋的支座，只存在“收邊”問題。3.3.問題（3）：圖集中要求拉筋必須同時拉住（暗柱）主筋和箍筋，如果因此在施工中造成拉筋露筋現象時能否改為只拉住主筋？答問題（3）：首先明確“拉筋”與“單肢箍”的概念。拉筋要求拉住兩個方向上的鋼筋，而單肢箍僅要求拉住縱向鋼筋。標準設計也要遵守國家規范要求，規范明確規定在剪力墻暗柱中設置拉筋。混凝土保護層保護一個“面”或一條“線”，但難以做到保護每一個“點”，因此，局部鋼筋“點”的保護層厚度不夠應屬正常現象。3.4.問題（4）：剪力墻水平筋用不用伸至柱邊？（在水平方向柱子長度遠大于lae時）答問題（4）：要伸至柱對邊，其構造03G101-1已表達清楚，其原理就是剪力墻暗柱與墻身，剪力墻端柱與墻身本身是一個共同工作的整體，不是幾個構件的連接組合，不能套用梁與柱兩種不同構件的連接概念。剪力墻水平鋼筋的功能是當橫向地震作用產生時保證剪力墻有足夠的受剪強度，且其配置量系按總墻肢長度考慮，并未扣除暗柱長度；剪力墻暗柱箍筋的功能主要是保證剪力墻在周期性反復荷載作用下的塑性變形能力，使剪力墻在地震作用下具有較好的延性和耗能能力。3.5.問題（5）：關于梁縱筋搭接的問題----能否這樣認為只要搭接接頭在梁的箍筋加密區之外就可以（全加密除外），而不是一定在Ln/3處搭接？答問題（5）：搭接同時意味著有截斷點，對鋼筋混凝土梁支座（上部）負彎矩筋的截斷位置，《混規》GB5001