钢筋混凝土框架节点钢筋的处理

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【摘要】对现浇钢筋混凝土框架结构的节点钢筋处理问题进行了阐述，并从理论和实践等方面对处理方法的利弊做了分析，以便设计和施工人员正确地处理好节点问题，从而保证工程施工质量。

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

1 问题的提出

钢筋混凝土现浇楼（屋）盖的施工，一般均要求在绑扎钢筋时，板的钢筋置于次梁钢筋之上，次梁钢筋置于主梁钢筋之上。这在主次梁相交节点处并不容易做到。通常相交节点处梁底由于主、次梁有高差，一般都不成问题；但在梁面位置，由于板负筋、次梁和主梁面筋（包括负筋、受压筋和架立筋）等纵横交错在一起，就会出现钢筋位置和混凝土保护层厚度相互矛盾的问题。若设计、施工中未重视节点钢筋的构造问题，将造成梁柱节点钢筋超高现象，影响施工进度和施工质量。因此，在工程中必须重视和解决节点的钢筋处理问题。

2 节点钢筋的布置问题

2.1 节点钢筋超高

梁的纵筋混凝土保护层厚度一般要求为25mm，在主次梁相交节点如果按要求次梁钢筋置于主梁钢筋之上，则当主梁面筋保护层厚度为25mm时，次梁面筋保护层厚度就只能低于25mm，而板筋更会超出楼面标高，形成露筋。

2.2楼板增厚楼面超高

节点处钢筋超高，再加上保护层厚度，就导致节点处楼面超高，施工时为了保持楼面的平整度，局部楼板可能增厚，影响施工质量和感观质量。

2.3楼面荷载增大，成本增加

由于节点处楼板增厚，直接造成局部楼板荷载增加，每层叠加后至底层柱时荷载增加是个不小的数，造成安全隐患。

其次，楼板增厚将增加工程的造价。

3 节点钢筋的受力特点及处理

3.1受力特点

事实上这不仅是一个单纯的施工问题，而是和结构设计紧密相关的。在结构设计中与钢筋位置和混凝土保护层厚度直接相关的概念就是截面的有效高度，它指的是纵向受力钢筋截面中心（单排配筋）或合力中心（多排配筋）至混凝土受压区边缘的距离，通常用h0表示，在进行截面配筋计算时它是最基本的参数之一。例如，以最基本的单筋矩形截面为例,

正截面强度计算公式为:

；

斜截面受均布荷载时抗剪强度计算公式为:

上两式中截面有效高度按式h0=h-a计算，其中h为截面高度，a为纵向受力钢筋合力中心至混凝土最近一侧边缘的距离，也即纵向受力钢筋的位置。

通常在正截面强度配筋计算时，由于配筋尚未知晓，a值是预先假定的，假定的依据便是混凝土保护层厚度和拟配钢筋的直径、排数以及排距等等。例如对于钢筋混凝土梁，当假定为单排配筋时，取a值为35mm，其中就包含了25mm的保护层厚度和10mm的受力钢筋平均半径。

从截面强度计算的基本公式可知，当截面配筋一定时，混凝土截面受压区高度x是确定的，内力臂h0-0.5x的大小取决于有效高度h0的大小，而内力臂的大小在配筋确定时决定着截面的正截面强度。也就是说，在截面尺寸、配筋和混凝土强度均已确定的情况下，截面所能承受的最大弯矩取决于截面有效高度h0，h0越大截面所能承受的弯矩越大。而斜截面抗剪强度更是直接与有效高度h0成正比，h0越大配箍筋梁的斜截面抗剪强度也越大

因此，在施工中保证截面的有效高度h0，就是对钢筋混凝土构件强度的保证。

3.2节点钢筋处理

为了尽可能增大有效高度h0，结构设计中总是将纵向受力钢筋定位在极限位置（即以保护层厚度为限），最大限度地发挥钢筋混凝土构件的材料性能。但是，在主、次梁相交节点的梁面位置，由于板负筋、次梁和主梁面筋的相互交叉重叠，不可能让相交的每一根梁的有效高度h0同时取用最大值。对此通常的做法是将主梁上部纵筋位置在原来25mm的保护层位置再降低20~30mm，即一根次梁纵筋的高度，使次梁上部纵筋的保护层保持为25mm，由此解决超高矛盾。

当保证次梁的保护层厚度时，主梁纵向钢筋的保护层厚度为25+d（d为次梁上部纵向钢筋直径），则主梁上部纵向钢筋保护层厚度增加d，由此主梁受压区纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离a’s增大，根据《混凝土结构设计规范》，主梁受压区的弯矩为：

a’s增大，主梁的弯矩减小，特别是党次梁上部纵向钢筋直径较大时，对原设计主梁偏于不安全。

之所以结构设计这样处理，一方面是基于现浇楼盖荷载传递路线的假定：板面荷载板次梁主梁柱或墙，这样处理的结果是传力体系没有改变。另一方面，在主次梁相交节点，次梁均承受负弯矩，次梁面筋为负筋。而主梁则不同，在主梁支座的相交节点，主梁承受负弯矩；在主梁跨中的相交节点，主梁承受正弯矩；而位于支座与跨中之间的相交节点，主梁正、负弯矩都有可能承受，因此主梁面筋在相交节点既可能是负筋，也可能是架立筋或受压钢筋。同时，次梁截面通常比主梁小，再减小有效高度不经济，所以在相交节点优先降低主梁面筋，以保证次梁负筋的位置。

4 工程实践中的问题

在理论上，设计可解决主次梁相交节点钢筋交叉重叠对截面有效高度的影响。但这仅是在理论上的解决，在实际施工中还有一个操作可行性问题。设计考虑的是降低节点主梁上部纵向钢筋的位置，而非节点截面的上部纵筋按有效高度最大的原则是不应降低的，这样主梁纵向钢筋中的通长钢筋将高低起伏呈波浪形，如果相交节点很多或是节点之间距离很短，在施工中这样绑扎钢筋就很困难；若为了钢筋绑扎方便而将主梁面筋全梁降低，则非节点截面配筋有可能要加大，而且在主梁顶部出现的素混凝土梁需要另行处理，这在设计上是不经济的，也不利于构件材料性能的发挥，同时也不是每根主梁都有这种情况，因而从设计的角度来说，主梁面筋全梁降低是不可行的。所以问题在理论上是解决了，但是在施工中要完全达成设计的意图还是有一定的困难，需根据不同的实际情况具体分析处理。

实际操作时首先采用降低箍筋高度的方法，降低高度的箍筋范围为相交节点处及其两边箍筋加密区，箍筋高度降低的尺度在相交节点为次梁最上排面筋直径，在两边加密区为100~200mm；其他非节点截面箍筋高度不降，并将主梁面筋尽可能绑扎在最高位置。对于次梁间距较小、荷载较大或节点特别复杂的主梁跨，则应征求设计意见，可采取加大主梁截面高度的方法，将主梁钢筋整体下降让次梁面筋在节点处平直穿越，即降低局部楼层净高来保证主梁的有效高度h0。