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(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)

次梁端支座的狀態(tài)具有“適中性”的特點(diǎn)，即普遍介于鉸支座和固定支座間，在對(duì)其展開分析時(shí)可采用協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的零剛度理論。在該理論的視域下，認(rèn)為在混凝土開裂前、后兩個(gè)時(shí)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(tài)下，主梁的受力條件發(fā)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(qiáng)度兩方面的影響。若將主梁視為零扭轉(zhuǎn)剛度的構(gòu)件，則此時(shí)抗扭筋具有抑制裂縫發(fā)展的作用，換言之，在受扭矩的影響下，主梁所顯現(xiàn)出的開裂現(xiàn)象會(huì)在一定程度上發(fā)生扭轉(zhuǎn)，扭矩有大幅度下降的變化，內(nèi)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(dá)到要求，便仍可正常使用。

縱觀業(yè)內(nèi)分析經(jīng)驗(yàn)，“剛度法”取得廣泛應(yīng)用，其假定構(gòu)件的約束扭矩為零，在簡(jiǎn)化條件后展開分析，具有便捷、高效的特點(diǎn)。根據(jù)美國設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ACI318M-05中有關(guān)于“剪力和扭轉(zhuǎn)”注釋可以得知，其明確闡述了減小設(shè)計(jì)扭矩的前置條件（即在何種內(nèi)力重分布時(shí)允許做出減小扭矩的操作），出于協(xié)調(diào)性的目的，扭曲構(gòu)件提供特定的扭矩，可能會(huì)對(duì)構(gòu)件發(fā)生裂縫后的內(nèi)力狀態(tài)造成影響，即經(jīng)過重新分布后該值有減小的變化，此時(shí)稱之為協(xié)調(diào)扭矩；除此之外，還存在平衡扭矩，主要針對(duì)的是懸挑式構(gòu)件，指的是為了保持結(jié)構(gòu)平衡而產(chǎn)生的扭矩，即便內(nèi)力重新分布，懸挑板與梁連接部位的扭矩也始終不會(huì)受到影響（無顯現(xiàn)出減小的變化）。

根據(jù)前述理論依據(jù)，作進(jìn)一步的考慮：

⑴樓板支座連接采用鉸接的方式時(shí)，按照規(guī)范對(duì)樓板支座負(fù)筋的構(gòu)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(jié)構(gòu)保持完整[1]。但需考慮的是，樓板與主梁施工采取整體現(xiàn)澆成型的方法，施工中需要保證主梁無扭轉(zhuǎn)變形問題，原因在于盡管主梁變形幅度較小也會(huì)對(duì)樓板造成威脅，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫有不同程度的擴(kuò)大。從該做法來看，其與扭轉(zhuǎn)零剛度理論存在矛盾。

⑵在次梁支座結(jié)構(gòu)中增設(shè)構(gòu)造性負(fù)筋后，實(shí)際狀況可能會(huì)偏離鉸支座的理論。在主梁抵抗扭轉(zhuǎn)時(shí)，樓板具有重要的輔助作用，但通過對(duì)剛接扭轉(zhuǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，剛性板的扭轉(zhuǎn)折減系數(shù)為0.4，相比之下無剛性板的性質(zhì)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(jì)算分析

為更直觀地模擬梁結(jié)構(gòu)的受力條件，采用PKPM-SATWE軟件計(jì)算的方法，明確參數(shù)，輸入后由軟件自動(dòng)化運(yùn)行，生成模擬結(jié)果，全程高效便捷。參數(shù)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(jì)算模型如圖1所示。

結(jié)合圖1展開分析，構(gòu)件均由C30混凝土施工而成，結(jié)構(gòu)層高按3.0m考慮，構(gòu)件重度25kN/m3。計(jì)算與分析時(shí)僅在L1梁上施加線性荷載，暫不考慮風(fēng)荷載、地震荷載兩類外部因素對(duì)構(gòu)件的影響。在豎向荷載計(jì)算時(shí)按模擬工況加載。

圖1 梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型

從用鋼量的角度來看，相比于鉸結(jié)點(diǎn)的方法，剛接方法增加約59%，在材料方面的投入較多?？紤]恒定荷載條件，分析此時(shí)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(fā)現(xiàn)，隨著連接方式的變化，無論是主、次梁的受力狀態(tài)還是工程量均存在較為明顯的差異，并且此現(xiàn)象在次梁荷載作用較大時(shí)體現(xiàn)得更為明顯，此時(shí)充分考慮到次梁扭矩對(duì)主梁的作用機(jī)制。并且，次梁端部的抗彎剛度會(huì)影響至主梁的抗扭剛度，如果次梁截面較高且未在負(fù)彎矩方向配筋時(shí)，則有可能會(huì)影響到主梁截面較窄部分以及次梁的端部，其結(jié)果則是兩處出現(xiàn)嚴(yán)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(xù)設(shè)置。

⑵隨意減小主梁箍筋內(nèi)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(huì)對(duì)鋼筋保護(hù)層的厚度造成影響（使其厚度達(dá)不到要求）；除此之外，存在搭接處混凝土樓面標(biāo)高超高的情況，無法通過驗(yàn)收。

4 原因分析

⑴尺寸偏差方面，主要考慮如下幾點(diǎn)：未嚴(yán)格控制箍筋內(nèi)尺寸，其實(shí)際偏差超過±5mm；未嚴(yán)格控制兩類保護(hù)層的厚度，實(shí)際偏差超過±5mm；未嚴(yán)格控制箍筋綁扎間距，實(shí)際偏差超過±20mm；未嚴(yán)格控制現(xiàn)澆梁頂?shù)臉?biāo)高，該項(xiàng)指標(biāo)的偏差超過+10mm。

⑵在搭接點(diǎn)處，主梁需承受次梁產(chǎn)生的荷載，而主、次梁所形成的交匯部位常設(shè)置的是連續(xù)梁，根據(jù)該結(jié)構(gòu)布置關(guān)系可以得知，次梁的上部鋼筋為受拉鋼筋，為了切實(shí)提高次梁上部主筋的拉力，需要合理設(shè)置受拉鋼筋，確保該構(gòu)件具有足夠的有效高度。而受次梁布置的影響，搭接點(diǎn)處的主梁需承受集中荷載。從鋼筋的分布來看，搭接點(diǎn)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(zhì)量的可靠性，精準(zhǔn)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(qū)受到壓應(yīng)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(jié)合設(shè)計(jì)圖紙以及工程要求，由專員精細(xì)化操作完成鋼筋加工作業(yè)。操作要點(diǎn)有：為保證箍筋下料的合理性，按照內(nèi)包尺寸計(jì)算并控制。明確各處箍筋的數(shù)量，著重考慮次梁中的主梁箍筋以及位于次梁兩側(cè)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(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。將預(yù)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(shí)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(chǔ)上開始綁扎次梁的鋼筋骨架。具體操作要點(diǎn)有：

①在主梁的下部筋上將次梁的下部筋設(shè)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(shí)調(diào)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(yōu)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(hù)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(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)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(fā)生變化，即依然與主梁其它部位的安裝一致，無需調(diào)整。

按照前述的流程有序推進(jìn)施工進(jìn)程，由專員加強(qiáng)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量問題并采取處理措施。實(shí)踐結(jié)果表明，主次梁搭接部位的鋼筋施工質(zhì)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(jié)束語

⑴在鋼筋混凝土構(gòu)件施工中，主、次梁的連接為重點(diǎn)內(nèi)容，復(fù)雜度較高，需要分情況詳細(xì)考慮。主、次梁剛度僅存在微小差距時(shí)，若次梁有較大的荷載，該部分結(jié)構(gòu)可能會(huì)影響到主梁，對(duì)其形成較強(qiáng)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(duì)主梁的影響，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

⑵對(duì)于主、次梁連接方法的選擇，宜優(yōu)先考慮鉸接，其靈活性較強(qiáng)，在控制好次梁端部的配筋后，可提高整體施工質(zhì)量。

⑶若采用鉸接的主、次梁連接方法，則需考慮次梁對(duì)主梁偏心扭矩的作用，具體根據(jù)主梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在該處增設(shè)適量的抗扭鋼筋，以增強(qiáng)對(duì)偏心扭矩的抵抗能力，減小次梁對(duì)主梁所造成的不良影響。