钢筋混凝土主次梁相交节点配筋构造分析

游 强，游 猛

(1.宜宾学院 经济与管理学院，四川宜宾644000;2.南华大学建筑工程与资源环境学院，湖南衡阳421001)

钢筋混凝土主次梁相交节点配筋构造分析

游 强1，游 猛2

(1.宜宾学院 经济与管理学院，四川宜宾644000;2.南华大学建筑工程与资源环境学院，湖南衡阳421001)

分析了主次梁相交节点处八字形斜裂缝产生机理，在此基础上，对工程中一些常见不合理做法进行辨析，并提出相应的配筋构造建议，以保证节点传力安全可靠，加强结构或构件之间连接的整体性。

主次梁相交节点;八字形斜裂缝;不合理做法辨析;配筋构造建议

引言

可明确划分主次梁的单向板和双向板肋梁楼盖是使用最广泛的一种楼盖形式，而主次梁相交节点是钢筋混凝土结构中广泛存在的一种节点形式。对节点进行精心设计，采取合理的配筋构造措施对保证传力明确可靠、加强结构或构件之间连接的整体性无疑是极其重要的。为此，《混凝土结构设计规范》［1］(GB50010 －2002)第 10.2.13 条明确规定在梁高范围内受到集中荷载作用的主梁，该集中荷载应全部由配置在主梁内的附加横向钢筋(箍筋或吊筋)承担，并对附加横向钢筋的面积、配置范围做出了明确的要求。目前，设计人员主要据此进行设计，而施工人员主要根据《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》［2］(03G101－1，以下简称《平法》)进行钢筋安装配置。在工程实践中，由于设计、施工及监理人员不熟悉设计规范及施工验收规范，不注意区分不同的情况采取相应处理措施，结构设计中说明不明确或设计人员未进行技术交底，均会导致一些不合理的做法。本文拟首先分析主次梁相交节点斜裂缝产生机理，然后针对工程中的一些常见情况及做法进行辨析，并提出相应的配筋构造建议。

1.主次梁相交节点斜裂缝机理分析

钢筋混凝土主次梁相交节点处，次梁顶部在负弯矩作用下产生横向裂缝后，次梁传来的集中荷载将通过次梁下部剪压区的剪切传至主梁截面高度的中下部(见图1示)。该集中荷载将在主梁梁腹中引起与主梁轴线垂直的局部应力，该局部应力在荷载传力点以上为拉应力，以下则为压应力;局部应力在节点两侧(0.5～0.65)h(h为主梁截面高)范围内逐渐减小直至消失。当该局部应力产生的主拉应力超过混凝土抗拉强度时就可能在主梁腹部产生八字形斜裂缝(见图1)。

图1 主次梁相交节点处八字形斜裂缝

为防止集中荷载影响区下部混凝土拉脱而引起局部破坏并弥补间接加载导致的梁斜截面受剪承载力的降低，应在节点左右两侧于主梁中配置附加横向钢筋。实验指出［3－5］，在主次梁节点两侧0.5倍梁高范围内附加横向钢筋应力较大，极限状态时可达到屈服，但在此范围外，附加横向钢筋应力较小，不能充分发挥作用，故附加横向钢筋应配置在一定范围内。《混凝土结构设计规范》明确规定附加横向钢筋应配置在由式s=sh1+3b确定的范围内并优先采用箍筋。

2.工程中一些常见不合理做法辨析及建议

(1)吊筋位置不当。或许是由于吊筋名称的误导，施工及设计中常有将吊筋设置在次梁的下边缘的做法，见图2(a)。这种做法是不妥的。原因在于:在主次梁相交处，次梁传来的集中荷载可能使主梁下部产生八字形斜裂缝，设置吊筋的目的是抗剪和防止因产生八字形斜裂缝而将主梁下部混凝土拉脱，而不是将次梁“吊”起来，实际上，若设置吊筋是为了将次梁吊起来，则吊筋就应和预制构件的吊钩一样与梁轴线的夹角成90°而不是45°或60°，另外附加横向钢筋也不可能采取规范优先采用的箍筋做法。因此，正确的做法应当是吊筋的下部应落到主梁的下边，见图2(b)所示。另外，为了方便施工，附加横向钢筋应尽量采用箍筋，不采用或少采用吊筋。

图2 吊筋位置

(2)梁上托柱、搁置预制钢筋混凝土梁或钢梁，基础梁与柱交接处仍设置附加横向钢筋。根据前述，当集中荷载作用于主梁顶部时，在主梁腹部就不存在产生主拉应力的条件，也就不会产生八字形斜裂缝而将主梁下部混凝土拉脱，因此，也就不必配置附加横向钢筋而仅需配置足够数量的抗剪钢筋。实际上，这种情况相当于吊车荷载作用于吊车梁的情况。但在工程实践中，基础梁与柱交接处配置吊筋的实例却较多，这不仅浪费钢材而且也增大了工程量。

(3)不区分情况一律在主次梁相交节点区域内配置主梁抗剪箍筋。国家标准图集03G101也要求在该范围内应配置主梁正常的抗剪箍筋或加密区箍筋，这种做法是否合理呢?根据前述，在主次梁相交节点区域主梁并不会出现剪切斜裂缝，出现斜裂缝的区域位于次梁两侧(0.5～0.65)h(h为主梁截面高)范围内;其次，当主次梁截面高度相差不大且梁顶标高一致时，次梁对主梁的约束作用较大，混凝土抗剪能力有所提高;此外，在该区域配置箍筋施工困难。综合考虑以上因素，在满足上述条件下，该区域以不配置正常抗剪箍筋为佳。

但当主次梁截面高度相差较大或梁上托柱时，应在相交区域主梁内配置正常抗剪箍筋。因为此时次梁或柱对主梁约束作用很弱或没有约束作用。

(4)主梁内仅在次梁边配置附加箍筋而未配置满足受剪承载力所需抗剪箍筋。一方面这两种箍筋的作用是不相同的，另外《混凝土结构设计规范》给出的斜截面受剪承载力计算公式是在荷载作用于梁顶的直接加载条件下建立的，而次梁传给主梁的集中荷载为间接加载方式，其受剪承载力低于其他条件均相同的直接加载方式，因此，必须配置满足受剪承载力所需抗剪箍筋。正确的配置方法方法:可先按抗剪承载力配置抗剪箍筋，再按需要在s≤2h1+3b范围内配置附加箍筋，其间距一般应≤80mm。

(5)不区分情况一律将附加箍筋设置在s≤2h1+3b宽度范围内。《混凝土结构设计规范》第10.2.13条指出:当次梁宽度b较大，宜适当减小由2h1+3b所确定的附加箍筋配置宽度;当主次梁高度差h1过小时，宜适当增大由2h1+3b所确定的配置宽度。前者可能是因为由式2h1+3b所确定的附加箍筋配置宽度较大，距次梁边较远处箍筋应力较低不能充分发挥作用，后者则可能是因当h1过小时，斜裂缝倾角＞45°的原因。

此外，当沿主梁跨度方向在梁高范围内受两个或以上次梁传来集中荷载作用时，考虑到在这种情况下可能形成一个总的拉脱效应和拉脱破坏面，见图3。此时，相对安全的一种做法是，保持集中荷载作用点之间的附加横向钢筋数量不变，适当增加集中荷载作用点之外的附加横向钢筋数量。尚需注意的是，确定附加横向钢筋配置范围式2h1+3b中的b应为两次梁外缘之间的距离，同时，因b较大，尚宜适当减小由2h1+3b所确定的附加箍筋配置宽度。

图3 多次梁总拉脱效应

3.悬挑梁外端支承次梁的构造做法

楼盖结构中悬挑梁外端支承次梁时，可按以下方法进行计算及构造处理:

(1)当次梁截面高度与挑梁截面高度相同时，可按图4(a)(b)进行构造处理，图中的附加横向钢筋为悬挑梁上部弯下钢筋As1与次梁边的加密箍筋Asv，可按下式验算其承载力:

(2)当次梁底面标高低于主梁底面标高时，可按图4(c)(d)设置吊柱，其吊筋的承载力可按下式验算:

图4 悬挑梁自由端支承次梁构造

式中F—次梁施加于挑梁外端的集中力设计值;

fyv，fy—箍筋或吊筋抗拉强度设计值;

Asv—箍筋截面面积，取次梁边两个箍筋的截面面积总和;

As1—悬挑梁上部弯下钢筋截面面积;

As—吊柱吊筋截面面积总和;

4.结束语

对以上几个问题的分析表明，主次梁相交节点设计与施工特别是钢筋安装必须结合图纸、《平法》、设计规范和施工验收规范进行。一方面设计人员要注意区分不同情况采取相应措施对节点进行精心设计与配筋构造处理;另一方面，施工及监理人员除应熟悉施工验收规范外，还应了解设计规范中关于主次梁相交节点的有关要求，只有这样才能正确地进行节点钢筋安装，才能保证节点传力安全可靠，提高工程质量。

［1］中华人民共和国建设部.GB50010－2002，混凝土结构设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002.

［2］中国建筑标准设计研究院.03G101－1，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［S］.北京:中国建筑工业出版社，2003.

［3］江见鲸.混凝土建筑结构工程学［M］.北京:中国建筑工业出版社，1997:253－257.

［4］杜国平，俞锡钢，陈晓东.主次梁相交处钢筋处理方法探讨［J］.中国科技信息，2010，11(7):71 －72.

［5］修昱，夏克.浅谈主次梁交叉部位负筋的合理排放［J］.鸡西大学学报，2003，3(4):71 －75.

(责任编辑 吕志远)

Abstract:This paper analyzed the mechanism of splayed oblique crack on the intersection joints of reinforced concrete main and secondary beams，discusses some unreasonable practices in construction and offers some suggestions on reinforcement structure in order to ensure the safety and reliability of load－transferring on intersection joints and to strengthen the integrity of the structure.

Key words:intersection joints of main and secondary beams;splayed oblique crack;unreasonable practice;suggestion on reinforcement structure

On Reinforcement Structure of Intersection Joints of Reinforced Concrete Main And Secondary Beams

YOU Qiang1，YOU Meng2
(1.School of Economics and Management，Yibin University，Sichuan Yibin 644000，China;2.School of Urban Construction，University of South China，Hunan Hengyang 421001，China)

TU375.2

B

1008－3715(2011)01－0118－03

2010－12－01

游强(1973—)，男，重庆长寿人，硕士，宜宾学院经济与管理学院讲师，主要研究方向为混凝土与预应力混凝土结构。