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1、平法看图与钢筋做法解析A 48A平法看图与钢筋做法解析唐才均（笔名一丁） 唐烨 著中国 工业出版社2 0 0 81 带地下室高层房屋建筑框架柱子嵌固部位箍筋加密范围施工中，遇到有些带地下室高层房屋建筑框架柱子不仅要求地下室顶板以上的首层框架柱在H1/3的高度范围内加密，而且还要求最底下那层地下室柱子还要对箍筋进行加密；有些工程只要求地下室顶板以上的首层框架柱在H1/3的高度范围内加密，不要求地下室柱子箍筋加密；这两种设计对嵌固部位箍筋加密范围的要求不一样，究竟那种是对的？最底下那层地下室柱子箍筋加密到底需要不需要，是对还是不对？在具体工程中，要按照高层建筑箱形与筏形基础技术规范（JGJ 619
2、99）的规定来确定上部结构的嵌固部位，现将该规范的有关条文摘录如下：5.1.3 高层建筑的地下室采用箱形或筏形基础，且地下室四周回填土为分层夯实时，上部结构的嵌固部位可按下列原则确定： 5.1.3.1 单层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部（图5.1.3）； 5.1.3.2 采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位（图5.1.3、），否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部。上部结构为框架或框剪结
3、构，其地下室墙的间距尚应符合表5.1.3的要求； 5.1.3.3 对于上部结构为框筒或筒中筒结构的地下室，当地下一层结构顶板整体性较好，平面刚度较大且无大洞口，地下室的外墙能承受上部结构通过地下一层顶板传来的水平力或地震作用时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位（图5.1.3、）。 地下室墙的间距 表5.1.3非抗震设计抗 震 设 防 烈 度6，7894B，且60m4B，且50m3B，且40m2B，且30m注：B为地下一层结构顶板宽度。从以上条文我们看到带地下室高层房屋建筑框架柱子嵌固部位，设计需要按照不同的结构形式来考虑。对不同设防烈度的地下室墙的最大间距必须限制，满足表5.1.3的要
4、求。地下室四周回填土要分层夯实。在同时满足这2条要求之后，单层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部作为嵌固部位，此时，只要对地下室顶板以上的首层框架柱在H1/3的高度范围内加密，地下室本身的柱不需要加密。采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度1上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位（图5.1.3、），这种情况，也只要对地下室顶板以上的首层框架柱在H1/3的高度范围内加密，地下室本身的柱不需要加密。采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于
5、上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部就不能作为上部结构的嵌固部位，这种情况上部结构嵌固在箱基或筏基大底板的顶部（续图5.1.3d、e），紧挨着大底板的这层地下室柱子箍筋就必须要符合嵌固部位的要求。我们在这里已经将上部结构的嵌固按照规范要求作了解答，同时我们还要宣传，在遭遇到地震影响时，地下部分结构大地运动一起运动，不产生相对运动，或即便产生相对运动，数值也不大，所以在历次城市地震中，地下室的震害都比较轻微。而出地面之后的上部结构，在地震影响下，就会产生相对运动，所以续图5.1.3的（d）和（e）的地下室顶板以上的
6、地面首层框架柱，仍然需要在下部H1/3的范围对箍筋进行加密。我们在施工中，遇到的图纸会有两种不同的加密范围要求，这是针对不同结构的不同情况，结构师所采取的不同处理方法，都是正确的，都应遵循施工。具体施工应该遵循项目结构工程师的绘制的具体设计文件来进行柱子箍筋的加密，不要盲目地把混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)中的一些通用要求，作为放之四海而皆准的判定标准，来判定具体设计施工图不同加密要求的对或不对。1 层间侧移刚度，要理解层间侧移刚度，首先要知道什么是侧移刚度，侧移刚度是指产生单位侧移所需要的力。如图
7、所示，在单竖杆的顶端产生一个单位1的侧移，需要施加大小为D的力，这个D值就称为这个单竖杆的侧移刚度。同理，层间侧移刚度是指使层间产生一个单位侧移所需要的力。，譬如说，使得某层地下室的顶部产生1cm的侧向位移，需要在该地下室顶部施加3100kN的水平力，而使得该地下室顶部以上的第一层上部结构产生1cm的层间侧向位移，只要施加2000kN的水平力，我们就说这个地下室的层间侧移刚度，是上部结构层间侧移刚度的3100/20001.55（倍）1.5。这个地下室与上部结构层间侧移刚度比符合嵌固端的规定要求，可以视作嵌固部位。此时最下一层地下室的框架柱箍筋就不需加密，只要对上部结构底部的框架柱H1/3高度范
8、围的箍筋进行加密。如果说，使得某层地下室的顶部产生1cm的侧向位移需要在该地下室顶部施加3100kN的水平力，而使得该地下室顶部以上的第一层上部结构产生1cm的层间侧向位移只要施加2300kN的水平力，我们就说这个地下室的层间侧移刚度是上部结构层间侧移刚度的3100/23001.35（倍）1.5。这个地下室与上部结构层间侧移刚度比不符合嵌固端的规定要求，不可以视作嵌固部位，那就得把基础大底板的顶面作为嵌固部位。此时最下一层地下室和上部结构底部的框架柱箍筋均需加密。2 次梁上部钢筋放在主梁上部钢筋的上方，主梁的钢筋保护层如何处理，影响到主梁截面的有效高度，会不会降低截面的抗力？设计施工时，首先考
9、虑板的上部保护层板的上部钢筋保护层应15mm，其次考虑次梁最小保护层次梁最小保护层15mm板筋外直径，且d25mm；次梁保护层一般为2530mm。最后考虑主梁上部纵向钢筋的最小保护层主梁上部纵向钢筋的最小保护层max（15mm板筋外直径，25mm）次梁钢筋的外直径主梁保护层一般为4560mm。这个问题，早在上世纪5080年代的大中专钢筋混凝土结构教科书的“钢筋混凝土现浇楼盖”一章的“主梁的计算与构造”中已经进行了详尽的阐述。一般教科书在讲了荷载、计算跨度取值、计算简图和内力计算之后，接着就讲“截面强度计算”，在跨中正弯矩截面正截面设计时，取T形截面；支座截面承受负弯矩，按照矩形截面计算。当计算
10、主梁支座截面的负弯矩正截面抗弯强度时，应注意主梁截面有效高度的取值与次梁不同。在支座处，由于板的上部钢筋、次梁的上部钢筋和主梁的上部钢筋相互垂直交叉，次梁的上部纵向在板筋的下方，主梁的上部钢筋又在次梁上部纵向钢筋的下面，因而主梁的有效高度值减少了，相差一个次梁钢筋的外直径，主梁支座截面有效高度一般可按下列公式计算：一排钢筋时：h0hash（5060）mm二排钢筋时：h0hash（7080）mm三排钢筋时：h0hash（90110）mm四排钢筋时：h0hash（110130）mm现在大家都采用PKPM等设计软件进行设计，各结构软件在编制时已经考虑了主梁支座截面有效高度的合理取值，所以我们在设计与
11、施工时，就不要担心主梁保护层取定为5060mm时，截面的有效高度减少会影响截面抗力因而造成结构不安全的问题。3 什么是刚性地坪，框架柱箍筋在刚性地坪上下为什么要加密？框架柱箍筋在刚性地坪上下的加密与框架柱底部加密区是怎样的关系？在建筑设计中，将地面分为刚性地面和柔性地面，“各种整体面层地面，如细石混凝土地面、水泥砂浆地面、水磨石地面等，一般称为刚性地面。整体地面实际上由刚性的板体和柔性地基两部分组成，他们互相依赖、又互相制约、两者互为存在的条件，共处于一个矛盾的统一体。”摘自建筑地面与楼面手册(中国建筑工业出版社 邓学才主编2005年11月出版).。软木等铺就的地面，在建筑上，则称为柔性地面。
12、在工程结构设计中，考虑刚性地面对结构设计计算和构造的影响有两种情形：一种是砌体结构设计中刚性地面对确定计算方案的影响；另一种就是混凝土结构柱在刚性地坪上下设计要进行专门的构造处理。我们这里只讨论后一种刚性地坪。刚性地坪，顾名思义，地坪的平面刚度比较大。笔者在等专业论坛上宣传说，当房屋的地坪厚度200mm，地坪的混凝土强度等级C20时，应视为刚性地坪。好多读者向我要“依据”，我说这是来自宏观地震震害经验。主要是根据1975年2月5日辽南6.3级城市地震的经验和1976年7月28日的唐山7.8级城市地震经验，由中国建筑西北工业设计院刘大海等我国资深抗震专家，在工业与民用建设抗震设计规范（TJ 11
13、-78）修订期间提出来的，可供设计人员在工程设计实践中结合自身的工程经验采用。一个具体的混凝土地坪，在其厚度和混凝土强度等级确定之后，它的刚度是绝对的，但是这个地坪对混凝土框架柱的抗震负面影响是相对的，我们崇尚在工程中采用科学哲学和技术哲学的思路来考量问题、分析问题和解决问题。我们首先与读者一起做这样一个实验：请一个7岁的儿童，单手握住一根5mm直径的“意杨”树枝，再让树枝受到外力的折腾，结果是没二下，“意杨”树枝就被折断了；还是请这个儿童，单手握住一根50mm直径的“意杨”树枝，还让树枝受到外力折腾，不但50mm直径的“意杨”树枝未被折断，这个儿童的小手如不迅即松开，很可能会受伤。我想从这个
14、实验让大家懂得这样一个事实：不同截面刚度的框架柱，不同厚度的地坪对它的“握裹”作用在力度上是有区别的。框架柱在强烈地震的影响下，发生水平往复振动。如果在水平往复振动的过程中，框架柱A不坏，地坪A率先破碎损坏，地坪A相对框架柱A而言，就不是刚性地坪；如果在水平往复振动中，地坪B不碎，框架柱B在地坪B以上部位首先开裂损坏，这个地坪B相对这个框架柱B而言，就是刚性地坪。所以，笔者进一步指出，结构工程师在设计时，考量是不是刚性地坪，要结合框架柱截面的刚度大小。如果是600800mm的C30的框架柱，那么混凝土地坪厚度200mm，混凝土强度等级C20，应考虑刚性地坪对框架柱的抗震不利影响，采取抗震措施。如果是400400mm的C20的框架柱，那么厚度150mm，混凝土强度等级C20，也应考虑刚性地坪对框架柱的抗震不利影响，采取抗震措施。因为柱小，绝对刚度并不太大的地坪也会对柱产生抗震不利影响，造成框架柱根部的震害加重。应对混凝土地坪对框架柱抗震不利的影响，设计通常采用两项措施，第一项措施就是像混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G101-1)(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)要求的那样，在刚性地坪上下各500mm的范围内，
