关于板分布筋的讨论

摘要:作为结构设计、施工与造价从业人员,很多工程师在从业甚至达5年左右,对板分布筋仍概念很模糊,本文从规范角度和图集出发,详细解释板分布筋存在形式与具体要求。

一、单向板、双向板区分

《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第9.1.1条规定:混凝土板按下列原则进行计算:

1 两对边支承的板应按单向板计算;

2 四边支承的板应按下列规定计算:

1)当长边与短边长度之比不大于2.0时,应按双向板计算;

2)当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,宜按双向板计算;

3)当长边与短边长度之比不小于3.0时,宜按沿短边方向受力的单向板计算,并应沿长边方向布置构造钢筋。

二、什么是板的分布筋?

在楼板和屋面板中根据板的受力特点不同所配置的钢筋也不同,主要有板下部受力钢筋、支座负弯矩钢筋、构造钢筋、分布钢筋、抗温度收缩应力构造钢筋等。

关于板分布筋的讨论插图

在楼、屋面板中,分布筋是不起受力作用的,其设置的目的是固定受力钢筋,起到骨架作用。如果不设置分布筋,那么受力筋就会分散,无支撑。因此,分布筋对板而言,是一种构造上的要求与需要。

关于板分布筋的讨论插图1

图二  双向板分离式配筋分布筋形式

关于板分布筋的讨论插图2

图三  单向板分离式配筋分布筋形式

关于板分布筋的讨论插图3

 图四  板内钢筋排布

关于板分布筋的讨论插图4

 图五  板支座负筋下分布筋范围

如图三、四、五所示,板分布筋需要配置相应的分布筋,起到骨架固定作用,且板顶部钢筋受力筋在上、分布筋在下,板底部钢筋受力筋在下、分布筋在上。

 

如图四所示,板顶支座负筋分布筋配置范围自支座(梁、或墙等)边到其对应板顶负筋长度边,底部贯通配置。

板顶支座负筋分布筋长度为其两边负筋中间净距+150mm*2

结构为单向板双层双向配筋时,其短跨方向为受力方向,配置受力钢筋;其长跨方向为非受力方向,通长按最小构造要求配置上、下分布钢筋。采用分离式配筋的单向板,其支座负筋可按规范最小要求配筋,并配置负筋分布筋。

当板为双向板时候,其底部不再是简单的分布筋,而变成了相应的受力钢筋。

受力钢筋与分布筋主要区分方式有以下几个方面:

①双向板下部双方向、单向板下部短向,是正弯矩受力区,配置板下部受力钢筋;

②双向板中间支座、单向板短向中间支座以及按嵌固设计的端支座,应在板项面配置支座负弯矩钢筋;

③按简支计算的端支座、单向板长方向支座,一般在结构计算时不考虑支座约束,但往往由于边界约束产生一定的负弯矩,因此应配置支座板面构造钢筋;

④单向板长向板底、支座负弯矩钢筋或板面枃造钢筋的垂直方向,还应布置分布钢筋;分布钢筋一般不作为受力钢筋,其主要作用是为固定受力钢筋、承受和分布板上局部荷载产生的内力及抵抗收缩和温度应力。

三、相关结构图集中的板分布筋

我们在图集中找出相应的板分布筋构造,如下图:

关于板分布筋的讨论插图5 关于板分布筋的讨论插图6

 图六  单双向板配筋示意(16G101-1图集)

关于板分布筋的讨论插图7

图七  双向板配筋示意(17G101-11图集)(1)

关于板分布筋的讨论插图8

图八  双向板配筋示意(17G101-11图集)(2)

关于板分布筋的讨论插图9

 图九  单向板配筋示意(17G101-11图集)

关于板分布筋的讨论插图10

 图十  楼板、屋面板上部钢筋排布构造(18G901-1图集)

四、相关结构设计规范与手册对板分布筋的要求

1. 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第7.2.3条9.1.7条 规定:

当按单向板设计时,应在垂直于受力的方向布置分布钢筋,单位宽度上的配筋不宜小于单位宽度上的受力钢筋的15%,且配筋率不宜小于0.15%;分布钢筋直径不宜小于6mm,间距不宜大于250mm;当集中荷载较大时,分布钢筋的配筋面积尚应增加,且间距不宜大于200mm。当有实践经验或可靠措施时,预制单向板的分布钢筋可不受本条的限制。

2. 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第7.2.3条9.1.7条 条文说明:

考虑到现浇板中存在温度-收缩应力,根据工程经验提出了板应在垂直于受力方向上配置横向分布钢筋的要求。本条规定分布钢筋配筋率、直径、间距等配筋构造措施;同时对集载较大的情况,提出了应适当增加分布钢筋用量的要求。

3.  《混凝土结构构造手册》第五版 第二章 第四节四 单向板的分布筋规定:

板中分布钢筋的作用是:承受和分布板上局部荷载产生的内力;在浇灌混凝土时固定受力钢筋的位置;抵抗混凝土收缩和温度变化产生的沿分布钢筋方向的拉应力。

(1)单向板除沿受力方向布置受力钢筋外,尚应在垂直于受力方向布置分布钢筋。每单位宽度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且配筋率不宜小于0.15%(绑扎方式配筋)或0.1%(钢筋焊接网配筋);分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm(绑扎配筋)或5mm(焊接网配筋);

(2)对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适当增加,其间距不宜大于200mm;

(3)按单向现浇板受力钢筋配筋量确定的分布钢筋最小直径及最大间距如表2.2.4所示。

解释:①规范和手册主要强调单向板设计时需要布置相应的分布筋,其主要受力方向为短跨方向。

②当单向板采用双层双向配筋时,短跨方向按受力计算得出双向配筋面积,长跨方向应配筋相应的构造分布筋。

③当单向板板顶筋采用分离式配筋时,其板顶负筋需要配置相应的构造分布筋作为骨架固定,按规范要求仅对短跨板顶受力筋加上负筋分布筋,实际设计时长跨板顶构造负筋下也同样设置负筋分布筋,其分布筋设置其如图九所示。

五、关于双向板分布筋的争议

理论上按规范和手册上主条文的相关规定,双向板不需要设置相应负筋分布筋,但《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第7.2.3条9.1.7条 条文说明进行解释的时候,并没有说明到底是单指双向板还是也包括双向板,按条文说明理解,只要可能出现温度一收缩应力的都应设置分布筋,那么双向板负筋同样需要设置负筋分布筋。且规范对双向板与单向板的界定不是很清楚,只是说了当长边与短边比值介于2与3之间时,宜按双向板计算,也就说也可以按单向板设计。

根据规范要求板底一般双向通长配置钢筋,这样就自动形成了底部钢筋网片,如图十一所示:

关于板分布筋的讨论插图11

图十一  板底筋网片布置示意

同样如果双向板顶部采用分离式配筋,不配置负筋负筋分布筋,负筋除了两个方向相交处自动形成网片外,单向负筋处却不能形成网片,如图十二所示:

关于板分布筋的讨论插图12

     图十二  板顶负筋配筋示意

在这种情况下,就需要分布筋过来帮忙形成网片了,如图十三所示:

关于板分布筋的讨论插图13

图十三  板顶负筋分布筋配筋示意

因为规范对双向板的负筋分布筋规定不是太明确,我们可以对双向板的负筋分布筋适当配筋减小,可按温度筋要求的配筋率0.1%进行配置双向板负筋的分布筋。

六、关于板分布筋配筋的建议值

根据相应规范和手册要求,进行计算得出相应的板分布筋配筋。钢筋强度建议采用HPB300,fy=270N/mm2

关于板分布筋的讨论插图14

表一 板分布筋配筋建议值

(1)本表板分布筋配筋区分了双向板与单向板,当板长跨比短跨≥3时为单向板,其他情况视为双向板;

(2)本表适用于一般楼板、屋面板、梯段板、坡道板等;

(3)分离式配筋的双向板按配筋率0.10%配置负筋分布筋。

七、总结

通过本文介绍,我们的结构工程师、施工员、造价师可以轻松地分辨与了解板分布筋与其构造、配筋要求。这里还需要注意的是,通常图纸上分布筋是不画出来的,一般只在说明里进行说明。希望从事本行业的人员在其工作的道路上多学习、多思考,最重要的是去解决问题,并整理归纳问题,方便日后查看。

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