平面整體表示法在工程中的研究與應(yīng)用

張 國 勇

(黃河科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南 鄭州 450000)

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平面整體表示法在工程中的研究與應(yīng)用

張 國 勇

(黃河科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南 鄭州 450000)

介紹了梁的傳統(tǒng)表示法，從梁的平面整體注寫要求、梁內(nèi)箍筋設(shè)置、鋼筋下料長度計算三方面，闡述了梁的平面整體表示法在工程中的應(yīng)用，并對比分析了傳統(tǒng)表示法與平面整體表示法之間的關(guān)系，以供參考。

梁結(jié)構(gòu)，平面整體表示法，鋼筋，混凝土

1 梁的傳統(tǒng)表示法

梁的傳統(tǒng)注寫法主要采用“單構(gòu)件正投影法”，其設(shè)計步驟為:設(shè)計并繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖，同時對所有構(gòu)件進行編號，如圖1所示，采用索引符號索引出構(gòu)件詳圖所在的圖號，或者將整榀框架進行編號并索引框架詳圖所在的圖號。

兩跨連系梁配筋截面見圖2。

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包括的內(nèi)容：基礎(chǔ)平面布置圖，基礎(chǔ)剖面布置圖，鋼筋配筋圖等。但是柱、剪力墻、梁三大類結(jié)構(gòu)的標準層,尺寸多數(shù)情況下并不統(tǒng)一，因此，在實際繪制過程中，習(xí)慣以梁結(jié)構(gòu)的標準層尺寸為依據(jù)，而柱、剪力墻則以梁結(jié)構(gòu)標準層為準，這與傳統(tǒng)的設(shè)計理念“板隨梁走”“墻隨柱走”相吻合，使得主體結(jié)構(gòu)標準層與梁結(jié)構(gòu)標準層、柱結(jié)構(gòu)標準層相互對應(yīng)。即便如此，在施工時采用傳統(tǒng)表示法也經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)計變更、鋼筋代換、截面驗算等情況，主要原因在于傳統(tǒng)表示法本身包含的內(nèi)容繁多而且復(fù)雜。

2 梁的平面整體表示法

梁的平面整體表示法與傳統(tǒng)的制圖方法相比較，圖紙量可減少75%以上，綜合設(shè)計人工工日減少65%以上，大量不必要的重復(fù)勞動也相應(yīng)逐漸減少，目前在建筑領(lǐng)域已得到認知，是一項廣泛應(yīng)用的新技術(shù)、新成果。盡管如此，平面整體表示法的概念、專業(yè)技術(shù)知識在實際應(yīng)用過程中，仍然存在模糊、不解之處,現(xiàn)以KL1為例，采用梁傳統(tǒng)表示法與平面整體表示法進行分析研究，對其鋼筋構(gòu)造加以詳細論述，如圖3，圖4所示。

梁縱向鋼筋構(gòu)造一般分為受力鋼筋和抗扭鋼筋，構(gòu)造鋼筋所注規(guī)格與根數(shù)應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。需要說明的是，凡配置抗扭鋼筋的無需配置構(gòu)造腰筋，此時的抗扭鋼筋同樣具有構(gòu)造腰筋的作用。因此，抗扭縱向鋼筋配置時,還應(yīng)滿足梁側(cè)面縱向鋼筋構(gòu)造的間距要求，如圖5所示。

1)梁的平面整體注寫要求。梁的平面整體注寫要求有如下規(guī)定：如圖4所示引出線上注寫的三排數(shù)字：

2)梁內(nèi)箍筋的設(shè)置要求。箍筋按受力部位不同，可在梁或柱兩端設(shè)置加密區(qū)或非加密區(qū)。一般情況下當(dāng)梁高大于300 mm時，應(yīng)沿梁全長設(shè)置箍筋；當(dāng)梁高為150 mm～300 mm時，僅在構(gòu)件端部各1/4跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當(dāng)在構(gòu)件中間1/2跨度范圍內(nèi)有幾種荷載作用時，則應(yīng)沿梁通長設(shè)置箍筋；柱支梁支座處1.5hb范圍內(nèi)為箍筋加密區(qū)，加密區(qū)箍筋直徑不應(yīng)小于8 mm，箍筋凈間距不應(yīng)大于100 mm。一級抗震等級的框架梁箍筋加密的長度為2hb,二、三、四級抗震等級的框架梁，箍筋加密區(qū)長度均為1.5hb，且不小于500 mm，如果小于500 mm，加密區(qū)按500 mm布置，如圖6所示。

3)平面整體表示法部分鋼筋下料長度計算公式。

端支座負筋:a.第一排為Ln/3+端支座錨固值；b.第二排為Ln/4+端支座錨固值。

中間支座:a.第一排為Ln/3+中間支座值+Ln/3；b.第二排為Ln/4+中間支座值+Ln/4。

架立筋下料長度：凈跨-兩端負筋凈長+0.15×2。

構(gòu)造腰筋G 2φ12下料長度:梁凈跨長度+15d。

④G 2φ12:(6.7×2-0.6+15×0.012)×2=25.96 m。

箍筋總長度=箍筋單根長度×箍筋總根數(shù)。

箍筋單根長度=(梁寬-2×保護層厚+2d+梁高-2×保護層厚+2d)×2+2×12.89d。

箍筋總根數(shù)=[(max{1.5hb，500}-0.05)/加密區(qū)間距+1]×2+[(Ln-2×max{1.5hb，500})/非加密區(qū)間距-1]。

在實際施工中，貫通筋在中間支座處通常是斷開布置的，鋼筋的下料長度是依據(jù)施工圖紙或《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》施工工藝進行確定,而本例中鋼筋下料長度計算則是按照《建設(shè)工程工程量清單計價規(guī)范》執(zhí)行。一個滿足工藝要求，另一個則滿足算量要求，在使用時應(yīng)注意區(qū)分。

3 平面整體表示法的應(yīng)用

目前，平面整體表示法在建筑領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，深受廣大設(shè)計人員和施工人員的歡迎，但在實際設(shè)計和施工中仍然會出現(xiàn)一些問題，需要引起我們的重視。

1)鋼筋混凝土保護層厚度的要求。鋼筋混凝土保護層厚度的作用有四點：a.以混凝土為介質(zhì)，實現(xiàn)搭接鋼筋應(yīng)力的傳遞；b.減少混凝土開裂后縱向鋼筋的銹蝕；c.延緩高溫時鋼筋溫度的上升速度；d.使縱筋與混凝土有較好的粘結(jié)。同時國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定，必須對重要部位進行結(jié)構(gòu)實體檢驗，主要檢驗混凝土強度和鋼筋保護層厚度?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對混凝土最小保護層厚度也做出了規(guī)定值，受力鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離與11G101—1中54頁規(guī)定的混凝土保護層厚度指最外層鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離有區(qū)別，應(yīng)符合縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度的要求,厚度越大，混凝土粘結(jié)力愈強。有實驗表明，當(dāng)保護層厚度大于鋼筋直徑5倍時，粘結(jié)強度不再增長。從構(gòu)件受力角度來看，保護層厚度c值越大，構(gòu)件截面的有效計算高度h值就越小，構(gòu)件的有效截面承載力就越低。同時，混凝土保護層的厚度超過規(guī)定值時對平均裂縫寬度影響較大，最終影響裂縫最大寬度的計算結(jié)果。在設(shè)計和施工時，除因結(jié)構(gòu)或環(huán)境條件需要加厚保護層外，其他條件下均按最小保護層厚度考慮。需要說明的是，后抹灰的保護層不能算作保護層，原因在于其不能和鋼筋共同工作。

2)機械連接混凝土保護層厚度的要求。施工規(guī)范要求機械連接接頭連接件宜滿足受力鋼筋保護最小厚度，在實際施工中連接件部位的混凝土保護層厚度往往不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，如果加大保護層厚度，結(jié)構(gòu)截面寬度和有效高度將會減小，影響結(jié)構(gòu)承載力，同時施工成本加大，造成不必要的材料浪費。所以，規(guī)范中采用了“宜”滿足的字樣，也就是說在實際施工時，此處保護層厚度可適當(dāng)放寬，宜為箍筋或連接件外包尺寸處至結(jié)構(gòu)外邊緣最小保護層厚度為15 mm，如圖4所示。

4 傳統(tǒng)表示法與平面整體表示法的區(qū)別和聯(lián)系

1)鋼筋混凝土平面整體表示方法，標注簡單明了，減少繪圖工作量，但是一項新技術(shù)的廣泛普及需要行業(yè)工作者的認知與吸收，而且現(xiàn)場作業(yè)人員需要懂得鋼筋基本放置規(guī)范要求并熟練運用。而傳統(tǒng)表示方法采用縱、橫剖面圖表示，形象直觀，一目了然，但繪圖麻煩，專業(yè)程度不高且圖紙用量大，造成不必要的浪費和重復(fù)勞動。

2)鋼筋混凝土平面整體表示方法雖然改變了傳統(tǒng)的表示法將構(gòu)件從結(jié)構(gòu)平面布置圖中索引出來，再逐個繪制配筋詳圖的繁瑣方法。但這種方法仍然不是很完善，主要原因在于：采用平法制圖規(guī)則時，需要單獨對梁、柱子、板等構(gòu)件專門畫圖紙，各自獨立，相互之間沒有直接的聯(lián)系。而且平法不能直接采用集中標注或原位標注表示彎起鋼筋，雖然在施工工程中方便很多，但是對鋼筋這種在建筑上用途廣且造價高的材料，是一種極大的浪費，不能充分發(fā)揮鋼筋的性能，其斜截面的抗剪強度，將由加密的箍筋來承受。若設(shè)計使用彎起鋼筋時，需要借助其他表示方式對其進行補充，比如可以采用剖面法對其進行詳細說明。

3)任何結(jié)構(gòu)實體都是三維空間的，若要用結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙表示出空間結(jié)構(gòu)，則必須從某一平面入手。且混凝土施工過程中，主體結(jié)構(gòu)是一層層逐層施工，并非將一榀榀結(jié)構(gòu)做好之后再進行拼裝。平法制圖規(guī)則巧妙沿用這一邏輯，將結(jié)構(gòu)采用一層一層的整體水平進行表示，但是這些均需要使用者跳出傳統(tǒng)表示方法的思維，對采用平法表示的結(jié)構(gòu)三維空間具有較強的想象力及空間思維能力。

綜上所述，從其演變過程方面看，傳統(tǒng)表示法是平面整體表示法的基礎(chǔ)，而后者則是前者的升華與演變，但基于施工過程中的應(yīng)用方面看，平面整體表示法是設(shè)計人員表達其意思的最直觀的表現(xiàn)形式，在施工時，技術(shù)人員再將其人為的還原或理解成傳統(tǒng)表示法，以達到最終簡便、快捷的效果，使其更好的為工程行業(yè)服務(wù)。

The research and application of plane integral representation method in engineering

Zhang Guoyong

(ArchitecturalEngineeringInstitute,HuangheScienceandTechnologyCollege,Zhengzhou450000,China)

Introduced the traditional representation method of beam, from the beam plane integral note writing requirements, beam stirrups setting, reinforced blanking length calculation three aspects, elaborated the application of beam plane integral representation method in engineering, and compared and analyzed the relationship of traditional representation method and plane integral representation method, for reference.

beam structure, plane integral representation method, steel bar, concrete

1009-6825(2016)22-0048-03

2016-05-29

張國勇(1957- )，男，工程師，國家注冊監(jiān)理工程師

TU375

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