2003年3月的版本上,图中框架梁上部纵筋的引注是“贯通筋”,然而2003年11月出版的修订版上修改为“通长筋”。那“通长筋”和“贯通筋”有什么不同?
答:1、“通长筋”和“贯通筋”应该没有太大的区别。
2、不过,从字面上来说,似乎“贯通筋”有点儿“一根钢筋通到头”的意思;而“通长筋”在一根梁的各跨中,有可能不是同一个直径的钢筋一直通到头,而可能是几根不同直径的钢筋通过连接,形成一种通长的、连续的力学作用。
这样,才有了图集28页第4.4.1条中“第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱(梁)边起延伸至Ln/3位置”的说法。
有的同志对第4.4.1条的这句话不理解,要求解释一下。现在举例如下。
例如,一个框架梁KL1集中标注的上部通长筋为2φ22;支座原位标注为4φ25。
在梁支座“左右两侧”的2φ25支座负筋就是第4.4.1条中的“与跨中直径不同的通长筋”。如何去理解这句话呢?首先,“跨中”的上部通长钢筋就是集中标注的“2φ22”,这两根“上部通长钢筋”,到了支座附近,就不是2φ22,而变成了“2φ25”。这里需要说明的是:所谓“上部通长钢筋”并不一定是一根筋通到头,而可以是几根筋的“连续作用”——在本例来说,这个“连续作用”的每一处都保证了大于等于“2φ22”——这就没有违背集中标注“上部通长钢筋2φ22”的规定。
3、在04G101-3(筏形基础)图集中,只使用了“贯通筋”的说法,——例如,“顶部贯通纵筋”、“底部贯通纵筋”、“底部非贯通纵筋”等——而没有使用“通长筋”的说法。问:如何识别“第一排非通长筋”?
举一个工程例子:某框架梁集中标注的上部通长筋为4φ25,而左右支座的原位标注为9φ254/3/2——显然,第一排的4根25直径的钢筋全部为上部通长筋,问题是第二排的3φ25的延伸长度是Ln/3还是Ln/4?
有人说:当第一排全部为上部通长筋时,此时位于第二排的非通长筋3φ25就成为“第一排非通长筋”了(因为它是非通长筋中的“第一排”),其延伸长度是Ln/3;同样,此时位于第三排的非通长筋2φ25就成为“第二排非通长筋”了,其延伸长度是Ln/4。这种意见对吗?
答:1、提出这种意见的同志,其目的是为了落实各排“非通长筋”的截断点位置是在Ln/3还是在Ln/4的问题。他们意见的实质是,“非通长筋截断点的位置”与非通长筋在梁内的实际高度(第几排)无关,而只与非通长筋在梁内“第几次出现”有关。根据这种推理,那怕非通长筋是在梁上部第三排的位置,但只要它是第一次出现(即前两排都是上部通长筋),则这个第三排的非通长筋也只能是在Ln/3的位置截断。
出现这种认识的同志,只是从“字面上”考虑“第一排”非通长筋的概念问题,从而把一个工程力学上的问题,演化为一种文字逻辑之类的游戏。
我们认为这种意见是错误的。
2、首先,我们应该了解一下“非通长筋”截断点的由来。学习过材料力学和结构力学的同志都知道,梁的上部纵筋的主要作用是承受负弯矩,它们的长度与“弯矩包络图”相关:在弯矩包络图之内的上部纵筋不能截断,伸出弯矩包络图之后的上部纵筋就可以截断。——由此可见,梁上部非通长筋的延伸长度只与它在梁内的物理位置(高度)有关。
3、在03G101-1图集中,为了简化设计与施工,根据大量的工程统计数据,考虑了安全因素,统一把“第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱(梁)边起延伸至Ln/3位置;第二排非通长筋延伸至Ln/4位置”(见图集28页第4.4.1条)。
这里所说的“第一排”和“第二排”,根据上条的道理,只能理解为非通长筋在梁内的物理位置(高度):你处在第一排的高度,你的延伸长度(即截断点)就是Ln/3;你处在第二排的高度,你的延伸长度(即截断点)就是Ln/4。——如果在第一排的高度上为通长筋,不需要截断,这个“Ln/3”也只能是“没有使用到”,断没有“转让”给下一排钢筋的道理。
所以,就上述工程例子来说,“3φ25”只能是“第二排非通长筋”,其延伸长度是Ln/4。而“2φ25”则应该是“第三排非通长筋”。关于“第三排非通长筋延伸长度”的问题,我们过去已有论述,在这里就不多说了。
4、当然,任何规定都有其局限性,上面的讨论是对于框架梁和非框架梁来说的,对于03G101-1图集的某些规定,也是有其一定的适用范围的。在“框支梁”中,详见03G101-1图集第67页的构造,其中第一排上部纵筋全部是“上部通长筋”,第二排的非通长筋的延伸长度为Ln/3——不过,这已经不在前面讨论的局限范围之内了。问:无论什么梁,支座负筋延伸长度都是“Ln/3”和“Ln/4”?
答:03G101-1图集第54页是“平法梁”的一个最重要的图(页),里面包含很多的信息,一定要完全、彻底地掌握它。现在就从“Ln/3”和“Ln/4”说起。
一、框架梁(KL)“支座负筋延伸长度”来说,端支座和中间支座是不同的。
(1)端支座负弯矩筋的水平长度:
第一排负弯矩筋从柱(梁)边起延伸至Ln1/3位置;
第二排负弯矩筋从柱(梁)边起延伸至Ln1/4位置。
(Ln1是边跨的净跨长度)
(2)中间支座负弯矩筋的水平长度:
第一排负弯矩筋从柱(梁)边起延伸至Ln/3位置;
第二排负弯矩筋从柱(梁)边起延伸至Ln/4位置。
(Ln是支座两边的净跨长度Ln1和Ln2的最大值)
从上面的介绍可以看出,第一排支座负筋延伸长度从字面上说,似乎都是“三分之一净跨”,但要注意,端支座和中间支座是不一样的,一不小心就会出错:
对于端支座来说,是按“本跨”(边跨)的净跨长度来进行计算的;
而中间支座是按“相邻两跨”的跨度最大值来进行计算。
二、关于“支座负筋延伸长度”,03G101-1标准图集只给出了第一排钢筋和第二排钢筋的情况,如果发生“第三排”支座负筋,其延伸长度应该由设计师给出。如果施工图上没有任何关于第三排支座负筋延伸长度的说明,则按“第二排”支座负筋的延伸长度处理。
三、03G101-1图集第54页关于支座负筋延伸长度的规定,不但对“框架梁”(KL)适用,对“非框架梁”(L)的中间支座同样适用。关于这一点,看看图集28页第4.4.1条的文字说明就清楚了:
为了方便施工,凡框架梁的所有支座和非框架梁(不包括井字梁)的中间支座上部纵筋的延伸长度a0值在标准图中统一取值为:第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱(梁)边起延伸至Ln/3位置;第二排非通长筋延伸至Ln/4位置。Ln的取值规定为:对于端支座,Ln为本跨的净跨值;对于中间支座,Ln为支座两边较大一跨的净跨值。
上面那段话中的“(梁)”就是专门针对非框架梁(即次梁)说的,因为非框架梁(次梁)以框架梁(主梁)为支座。
四、现在04G101-3(筏形基础)图集已经出版发行了,所以我们把基础主梁(JZL)和基础次梁(JCL)也放在这里一块讨论一下。
对于基础梁(基础主梁和基础次梁)来说,如果不考虑水平地震力作用的话,它的受力方向和楼层梁刚好是上下相反,这样,基础梁的“底部贯通纵筋”与楼层梁的“上部贯通纵筋”的受力作用是相同的;基础梁的“底部非贯通纵筋”与楼层梁的“上部非通长筋”是相同的。
基础梁“底部非贯通纵筋”的延伸长度也是用“L0/3”这种形式表达的。但是,要注意它与楼层梁“Ln/3”的不同:
首先,楼层梁的“Ln”是净跨长度,而基础梁的“L0”为中心跨度值(即从支座中心线算起)。
其次,基础梁“底部非贯通纵筋”的延伸长度除了要满足“L0/3”以外,还要满足“≥a”,这个“a”对于基础主梁和基础次梁来说是不相同的,详见04G101-3图集第28页和第36页。
问:同一根柱在不同楼层能编成“不同的编号”吗?我见过这样的图纸,同一个(水平)位置上的框架柱,却在不同的楼层被编成不同的柱编号:在一层时叫KZ1,在二层时叫KZ2,在三层时叫KZ3……
同样的现象在剪力墙结构中也有出现:同一个(水平)位置上的暗柱,却在不同的楼层被编成不同的柱编号:在一层时叫AZ1,在二层时叫AZ2,在三层时叫AZ3……
所以我要问:同一根柱在不同楼层能编成“不同的编号”吗?
答:1、同一根柱在不同楼层不能编成“不同的编号”。
2、从03G101-1图集第10页的工程例子可以看出,KZ1从“一层”到“顶层”都采用同一个编号,只有这样才能表现KZ1不同楼层段的“变截面”情况:
在“一层”至“五层”时为750*700
在“六层”至“十层”时为650*600
在“十一层”至“顶层”时为550*500
要是把KZ1按“不同的楼层编不同的柱编号”,怎么能看出KZ1的“变截面”情况呢?
同样的道理也适用于“暗柱”。
3、在我们“平法钢筋自动计算软件”的《柱变截面表》中,就是应用了同一个柱编号在不同楼层段中截面变化情况的描述,来实现钢筋计算以及模板面积、混凝土体积的计算的。
问:我看过一份图纸,两个编号为KL1的框架梁,虽然都是四跨梁,但其中一个KL1的第二、三跨的跨度与另一个KL1不一样,这样的两个梁不应该都称为“KL1”,因为按其中一个KL1所下料的钢筋,不能放到另一个KL1上去绑扎。到底两根梁编成“同一编号”的条件是什么?
答:你所提出的问题很重要,如果把不相同的两个梁编成同一编号,首先会造成工程预算不准确;如果把两个不同的梁按同一标准制作钢筋,则会在工程施工中带来麻烦、甚至造成质量事故。所以,设计师必须认真对待“构件编号”问题。对于施工部门来说,哪怕施工图的梁编号搞错了,施工员和预算员也应该按正确的标准来更正梁的编号。
两个梁编成同一编号的条件是:
1、两个梁的跨数相同,而且对应跨的跨度和支座情况相同;
2、两个梁在各跨的截面尺寸对应相同;
3、两个梁的配筋相同(集中标注和原位标注相同)。
相同尺寸和配筋的梁,在平面图上布置的位置(轴线正中或轴线偏中)不同,不影响梁的编号。
问:如果梁纵筋分三排设计,第三排纵筋的长度如何确定?
例如:梁的上部纵筋设计为
9φ254/3/2
第三排纵筋“2φ25”的长度如何确定?
还有一个说法:第三排纵筋的长度在图集上未说明,但根据第一排纵筋在Ln/3处截断、第二排纵筋在Ln/4处截断,这样推断下去,第三排纵筋可在Ln/5处截断。此种看法在钢筋工中很普遍。请问是否正确?
答:03G101-1图集中,框架梁没有给出“第三排”负弯矩筋长度的规定。
陈青来教授说过,标准图集不能包打天下。如果“梁的上部纵筋”实际工程设计为三排配筋,则应该由设计师给出负筋伸出支座的长度。
提问的“说法”——第一排纵筋在Ln/3处截断、第二排纵筋在Ln/4处截断,第三排纵筋在Ln/5处截断——显然是不对的,这种“想当然”的推论没有任何理论依据。
若设计师没有给出“第三排”负弯矩筋长度,可按第一排伸出Ln/3,第二排和第三排都是伸出Ln/4来计算。
在运行“平法钢筋自动计算软件”的时候,遇到梁上部纵筋标注“9φ254/3/2”时,可按“9φ254/5”进行钢筋标注。(即把第二排钢筋根数和第三排钢筋根数加起来。)
同样,遇到梁下部纵筋标注“9φ252/3/4”时,可按“9φ255/4”进行钢筋标注。(即把第二排钢筋根数和第三排钢筋根数加起来。)问:在施工图中经常遇到下列的钢筋标注形式:
2φ18+4φ204/2(梁上部纵筋标注)
4φ25+2φ222/4(梁下部纵筋标注)
这显然是不规范的标注方式。运行软件时也不接受这种标注方式。该如何处理?
答:1、在03G101-1图集中规定,当梁的上部纵筋或下部纵筋多于一排时,用斜线“/”将多排纵筋自上而下分开。例如:
上部纵筋标注6φ254/2(表示第一排上部纵筋为4φ25,第二排为2φ25)
下部纵筋标注6φ252/4(表示第一排下部纵筋为4φ25,第二排为2φ25)
但是上述“4/2”或“2/4”的表示方式只适用于单一规格钢筋的“分排”。对于两种以上规格的钢筋的“分排”,则要在斜线“/”的前后写清楚具体钢筋的规格和根数。例如:
2φ25+3φ22/5φ25(例子参见图集第26页)
2、但是,不少搞设计的同志对“平法”的规定有点“随心所欲”,经常另立一些自己的“标准”。例如:把梁上部纵筋标注为
2φ18+4φ204/2
这样的标注显然不对,因为它会产生“多义性”,例如,上例可以解释为下列的几种形式:
4φ20/2φ18
2φ18+2φ20/2φ20
3φ20+1φ18/1φ20+1φ18
3、如果梁的上部钢筋标注成“2φ18+4φ204/2”的形式,就应该结合集中标注的上部通长筋来考虑。如果上部通长筋为“2φ18”,则应该作为“2φ18+2φ20/2φ20”来处理。
4、对于梁的下部纵筋,当遇到“4φ25+2φ222/4”,作为“2φ22/4φ25”的处理是比较恰当的。因为,把粗钢筋放在下面的第一排,有利于加强梁截面的承载力。
5、话又说回来,关键的问题还是要设计院首先做好“平法”的推广工作。我曾经说过,推广“平法”要抓源头,这个源头就是设计院,要加强“平法”设计的标准化、规范化。
作为施工部门和中介部门,也要多学习一些“平法”知识,知道哪些格式是规范的、哪些格式是不规范的。
我们的“平法钢筋自动计算软件”,因为它以“平法”技术作为软件设计的基本依据,所以软件只支持规范化的钢筋标注形式。问:当梁上部或下部的原位标注“缺省”的时候,如何配筋?
答:有好几种“缺省标注”的情况,下面分别讲述:
1、梁当前跨“左支座”标注缺省,但其左邻跨的“右支座”有标注时:
当前缺省标注的“左支座”的配筋值与其左邻跨的“右支座”相同。
同理:梁当前跨“右支座”标注缺省,但其右邻跨的“左支座”有标注时:当前缺省标注的“右支座”的配筋值与其右邻跨的“左支座”相同。——这与上述情况相比,属于“对称”的情况。
2、梁当前跨“左支座”标注缺省,同时其左邻跨的“右支座”也没有原位标注,但左邻跨的“上部跨中”有原位标注时:
当前跨缺省标注的“左支座”的配筋值与其左邻跨的“上部跨中”的标注值相同。
举例:03G101-1图集第31页的例子工程中:KL1的第一跨“上部跨中”原位标注“8φ254/4”,其邻跨——第二跨左支座的原位标注“8φ254/4”可以缺省。
同页的例子:KL5的第二跨“上部跨中”原位标注“6φ224/2”,其左右邻跨——第一跨右支座以及第三跨左支座的原位标注“6φ224/2”可以缺省。
——附带说明一下:我们的“平法钢筋自动计算软件”已经具有这种自动判断功能。
3、当整跨梁的上部没有任何原位标注,而且邻跨支座也没有原位标注可供参考的情况下:
当前跨的上部纵筋按集中标注的“上部通长筋”配筋。
4、当某跨梁的下部没有原位标注时:
该跨梁的下部纵筋按集中标注的“下部通长筋”配筋。——其前提条件时,该梁已经把下部通长筋进行了集中标注。——当该梁在集中标注中没有“下部通长筋”的话,则任何一跨的下部纵筋原位标注都不能缺省。
5、当梁的“侧面纵向构造钢筋”缺省标注时:
如果该梁的腹板高度hw<450mm时,不需要布置“侧面纵向构造钢筋”。
当梁的腹板高度hw≥450mm时,必须配置“侧面纵向构造钢筋”。但是根据03G101-1图集的精神,施工方不能擅自决定“侧面纵向构造钢筋”的配筋值,——此时的梁“侧面纵向构造钢筋”是不应该缺省的,属于设计失误,应该向设计师索要“侧面纵向构造钢筋”的配筋值。问:原位标注在梁上部跨中,与同时标注左右支座等效吗?
例如,某跨梁原位标注6φ254/2在梁上部跨中,与同时标注左支座6φ254/2、右支座6φ254/2等效吗?
答:回答是:原位标注在梁上部跨中,与同时标注左右支座是截然不同的。
某跨梁原位标注6φ254/2在梁上部跨中,表示“6φ254/2”在该跨梁的上部“全跨贯通”:第一排上部纵筋4φ25全跨贯通,第二排上部纵筋2φ25也全跨贯通。
某跨梁同时标注左支座6φ254/2、右支座6φ254/2,表示该跨梁的左、右“支座附近”的上部纵筋按“6φ254/2”布置,而该跨“跨中”没有这种钢筋配置。——具体设置是:该跨梁的第一排上部纵筋4φ25从支座边沿向跨中伸至“1/3跨度”的位置,而第二排上部纵筋2φ25从支座边沿向跨中伸至“1/4跨度”的位置。
遗憾的是,现在我们手中的03G101-1图集却找不到有关梁“上部跨中”原位标注的文字说明。为此,我在03G101-1图集出版发行后不久,就在网上论坛向陈青来教授发帖提问:
CDF提问:
对比《96G101》、《00G101》、《03G101》三本图集,在最早的《96G101图集》的“原位标注”中有“第4条”:
“当梁某跨支座与跨中的上部纵筋相同,且其配筋值与集中标注的梁上部贯通筋相同时,则不需在该跨上部任何部位重复做原位标注;若与集中标注值不同时,可仅在上部跨中注写一次,支座省去不注(图4.2.4a)。”
然而在后面两本图集中,这一条不见了,但“图4.2.4a”依然存在中间一跨的上部跨中进行原位标注的实例。
再以《03G101图集》的“图4.2.7”为例,在KL3、KL4、KL5的中间跨,也都采用了“上部跨中注写”的方法,可见这种方法还是很适用的。
建议在《03G101图集》中,肯定《96G101图集》“原位标注”中的“第4条”。
陈青来教授回答:
应该在03G101修版时还原该条规定。
以上是2003年中进行的讨论,遗憾的是在2003年11月及以后图集的修订版中再也没有“还原”这条规定。
然而,“上部跨中”的原位标注仍然在03G101-1图集中、而且在许多施工图纸中大量地出现,可以说已经是“深入人心”了。
——附带说明一下:我们的“平法钢筋自动计算软件”支持“上部跨中”原位标注的这种功能。问:从KL1第4跨原位标注“N”钢筋看“原位标注取值优先”
03G101-1第31页例子工程中,KL1的集中标注为“G4φ10”,而在第4跨的原位标注为“N4φ16”,现在的问题是KL1的第4跨执行了抗扭钢筋“N4φ16”以后,在该跨还有没有构造钢筋“G4φ10”了?
答:当年我和陈青来教授讨论过这个问题。
“G”筋是侧面构造纵筋,“N”筋是侧面受扭钢筋,两者的性质不同,但都布置在侧面,即都是“腰筋”,因此有不可重复设置的问题。为此,制图规则中把它们归为同一项注写内容(见24页右栏第五款)。由于属于同一项注写内容,因此“原位标注取值优先”(见第22页左栏最下边一行和第26页第四款),所以,第四跨原位标注的“N4φ16”取代集中标注的“G4φ10”。
有人会问:上述例子的“G”与“N”钢筋都是4根,所以好说话。如果“G”钢筋变成6根或8根了,而“N”钢筋还是4根,那又该怎样处理呢?
“G”筋的根数,取决于梁腹板的高度,因此,当某跨有扭矩需要设置“N”筋时,要注意保持根数一致。如果“N”筋根数少于“G”筋,应属设计不细致,一旦出现这种情况,只能用同“G”筋直径相同的钢筋补上“N”筋比“G”筋所少的钢筋根数。不过,这种情况一般不会发生,因为设计人员在考虑受扭钢筋根数时,应该同时考虑满足侧面筋的间距要求。问:“大箍套小箍”中的“小箍”宽度如何计算?
答:一、“偶数肢箍”的情形
1、箍筋的标注尺寸是“净内尺寸”,因为梁柱的保护层是指“主筋”的保护层。
2、设置多肢箍的作用是固定梁的上下纵筋,其基本原则是使各纵筋的间距均匀分布。
以“4肢箍”为例,说明“大箍套小箍”(偶数肢箍)的小箍如何计算。你如果在纸上画一个草图就更明白了。(草图的画法:4根纵筋均匀净距。)
设大箍的净宽度为B,小箍的净宽度为b,纵筋(有4根)直径为d,纵筋之间净距为a,
则3a+4d=B
a=(B-4d)/3
所以,b=a+2d
有时为了简化计算,也可把d用25来代替。
其他“(偶数肢)多肢箍”的计算原理一样,自己去琢磨吧。
3、计算出箍筋的净内周长,再加上弯钩长度,就得到箍筋的“每根长度”。
我们在计算弯钩长度时,是这样取值的:抗震26d,抗扭36d(从软件的“系统参数”取值)
二、“奇数肢箍”的情形
以“5肢箍”为例,说明“大箍套小箍”(奇数肢箍)的小箍如何计算。你如果在纸上画一个草图就更明白了。(草图的画法:5根纵筋均匀净距。注意“单肢箍”在“小箍”的外边)
设大箍的净宽度为B,小箍的净宽度为b,纵筋(有5根)直径为d,纵筋之间净距为a,
则4a+5d=B
a=(B-5d)/4
所以,b=a+2d
有时为了简化计算,也可把d用25来代替。
其他“(奇数肢)多肢箍”的计算原理一样,自己去琢磨吧。
(注:对于“3肢箍”,其“内箍”仅有一根单肢箍,因而不需要上述的计算过程。)问:1、有的人提出六肢箍的组合方式是“大箍套中箍、中箍再套小箍”。
2、也有人说五肢箍的两种组合方式“内箍中间加拉勾”与“小箍的外边加一个拉勾”都是可以的。
到底“大箍套小箍”中的“内箍”采用哪种形式才合理?
答:让我们先分析这两个具体的问题,再得出“大箍套小箍”中“小箍”的构造原则。
1、六肢箍采用“大箍套中箍、中箍再套小箍”(即三层嵌套)是错误的。
因为采用“大箍套中箍、中箍再套小箍”时,在箍筋的上、下水平边有一段长度上发生三根箍筋并排拧在一起,这对于浇筑混凝土是不利的。因为“钢筋混凝土”的最佳状态是每根钢筋周边360度都被混凝土所包围。
由于推出“大箍套小箍”中的“内箍”的构造原则是不允许超过两根的箍筋上下边拧在一起。
2、五肢箍的两种组合方式“内箍中间加拉勾”与“小箍的外边加一个拉勾”其效果是不一样的。
上述称呼的“拉勾”应该是“单肢箍”。五肢箍的“内箍”——三肢箍,如果采用“小箍”中间加单肢箍的形式不好,因为这时“小箍”的上下水平边与外箍的重叠部分太长,对混凝土的结合不利;而采用在“小箍”的外边加一个单肢箍的形式较好。
由于推出“大箍套小箍”中的“内箍”的构造原则,是使“小箍”的上下水平边与外箍的重叠部分尽可能的短。
3、综上所述,“大箍套小箍”中的“内箍”的构造原则如下:
对于“偶数肢”的多肢箍来说,是一个“大箍”并列套若干个“小箍”。对于六肢箍或八肢箍来说,其中“小箍”的尺寸都是一样的。
对于“奇数肢”的多肢箍来说,是一个“大箍”并列套若干个“小箍”另加一个单肢箍。同样,对于七肢箍或九肢箍来说,其中“小箍”的尺寸都是一样的。
上述这些“大箍套小箍”的构造形式,大家可以参看03G101-1图集第46页“复合箍筋”的构造方式,该页图虽然说的是柱箍筋的构造,但对于梁箍筋也有参考作用。