11G101新平法图集点评.docx
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11G101新平法图集点评
11G101新平法图集点评之一:
绪论
11G101新平法图集点评二
新的混凝土规范的变化必然要反映到新平法图集中,欲知新平法图集变化,必先了解混凝土规范的新旧变化。
新平法图集主要是根据新《混凝土结构设计规范》进行修订,规范是元规则,如宪法,是上上法,平法图集的规定遵循规范,是规范的衍生品,它不能脱离规范。
但规范是没有制图规则,平法可以有自己的一套制图规则,这是两者的不同之处。
其他构造等方面则完全脱胎于规范,规范是平法图集之父。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(新规范)2011年7月1日起实施,原混凝土结构设计规范》GB50010-2002同时废止,新旧规范具体有那些变化与新的平法相关?
其他如结构方案、结构防连续倒塌、正常使用极限状态验算、结构构件裂缝控制、复合受力构件和预应力设计等规定,不在平法范畴的内容,这里不作介绍。
一、材料变化:
1、提高混凝土强度等级
4.1.2素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度级别400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。
2、高强钢筋
发展高性能钢筋,增加500Mpa级带肋钢筋;以300Mpa光圆钢筋取代235a级钢筋;限制并准备淘汰335Mpa钢筋;最终形成300、400、500Mpa的强度梯次,HRB400(三级钢)将成主流。
新规范实施后的钢筋牌号及标志为:
HPB300—Ф
HRB335—BHRBF335—BF
HRB400—CHRBF400—CF
HRB500—DHRBF500—DF
RRB400—C
3、并筋形式
4.2.7当采直径50mm的钢筋时,宜有可靠的工程经验。
构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。
直径28mm及以下的钢筋并筋数量不应超过3根;直径32mm的钢筋并筋数量宜为2根;直径36mm及以上的钢筋不应采用并筋。
并筋应按单根等效钢筋进行计算,等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的原则换算确定。
4、钢筋代换
4.2.8当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。
5、预制钢筋
4.2.9当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时,应符合国家现行有关标准的规定。
二、基本构造变化
1、混凝土保护层
混凝土保护层属于耐久性设计内容,原来的保护层是指“纵筋外皮至混凝土表面的距离”,现在的保护层是指“最外层钢筋的外皮至混凝土表面的距离”。
以前除了满足“纵筋外皮至混凝土表面的距离”外,还须满足最小保护层厚度15mm。
新规范墙、板保护层合并,梁、柱合并。
最小保护层厚度比以前规定的保护层厚度有所提高,这既能节省钢筋,又能避免建筑质量通病——露筋。
老规范根据构件纵筋确定保护层显明是不合理的,导致因箍筋直径不同而相同构件的混凝土保护层不同。
这一改进,统一了钢筋的量取规则,更具可操作性。
在平法推出之前,我在现场做施工翻样时,一般是按箍筋外包尺寸计算,且柱梁箍筋保护层一般按25mm计算。
保护层多控制纵筋到控制最外层钢筋,这样更合理,也更容易控制保护层。
再譬如,拉筋如果拉住最外层钢筋会导致拉钩保护层不够,陈青来解释说保护层是保护面而非保护点,这个解释有点勉强,不管是面还是点均要保护层,一个点露筋会逐渐扩展从而破坏整个构件,所以新图集规定拉筋可以不钩住外层筋,可以只拉住主筋,由设计注明。
第3.5.4第4条:
处于二、三类环境中的悬臂构件宜采用悬臂梁-板的结构形式,或在其上表面增设防护层。
这条很重要,前2天上海茅台路一80年代建造的公房6楼阳台突然倒塌的恶性事件,我估计它没采用悬臂梁-板的结构形式,而是采用板式阳台,却又没在其表面增设防护层。
混凝土保护层最小厚度(mm)
环境类别
板、墙
梁、柱
一
15
20
二a
20
25
二b
25
35
三a
30
40
三b
40
50
2、钢筋锚固:
新规范中增加了基本锚固lab的计算方式:
lab=a*fy/ft*d
其中ft(混凝土轴心抗拉强度设计值)取值改为“当混凝土强度等级高于C60时,按C60取值”以适应混凝土强度的提高。
设计锚固长度为基本锚固长度乘锚固长度修正系数ζa的数值,以反映锚固条件的影响:
la=ζa*lab
其中,la不应小于200mm,锚固长度修正系数ζa,对普通钢筋按规范第8.3.2条的规定取用,当多于一项时,可按连乘计算,但不应小于0.6;对预应力筋,可取1.0
受拉钢筋锚固长度修正系数ζa
锚固条件
ζa
带肋钢筋的公称直径大于25
1.1
环氧树脂涂层带肋钢筋
1.25
施工过程中易受扰动的钢筋
1.1
锚固区保护层厚度
3d
0.80
注:
中间时按内插值。
d为锚固钢筋直径
5d
0.70
受拉钢筋锚固长度,旧平法图集规定“在任何情况下不得小于250mm”,新图集仅“在非抗震条件下规定不得小于200mm”。
在抗震条件下,必须执行基本锚固长度乘以修正系数,并没有不得小于250mm规定。
3、筋端弯钩和机械锚固:
新规范对钢筋弯钩和机械锚固的形式和技术要求做了更详细的规定,如下表:
锚固形式
技术要求
90弯钩
末端90弯钩,弯后直段长度12d
135弯钩
末端135弯钩,弯后直段长度5d
一侧贴焊锚
末端一侧贴焊长5d同直径钢筋,焊缝满足强度要求
二侧贴焊锚
末端一侧贴焊长3d同直径钢筋,焊缝满足强度要求
焊端锚板
末端与厚度d锚板穿孔塞焊,焊缝满足强度要求
螺栓锚头
末端旋入螺栓锚头,焊缝满足强度要求
机械锚固特别是螺栓锚头是一种新技术,它可以节约钢筋,具有推广意义,台湾等地已广泛应用。
4、钢筋的连接:
不宜采用绑扎搭接接头的规定改为:
受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm。
钢筋机械连接区段的长度为35d,d改为连接钢筋的较小直径。
纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度不应小于300mm。
三、结构构件基本规定变化
1、板
混凝土板中配置抗冲切箍筋或弯起钢筋时,板厚改为“不应小于150mm”并增加了板柱节点的规定。
2、梁
增加了“在梁的配筋密集区域可采用并筋的配筋形式”的规定;
新规范增加了架立钢筋的规定:
“当梁的跨度小于4m时,直径不宜小于8mm;当梁的跨度为4~6m时,直径不应小于10mm;当梁的跨度大于6m时,直径不宜小于12mm。
”
3、新增梁柱节点
新规范引入了钢筋机械锚固的形式,示意如下:
11G101新平法图集点评之三:
柱的变化
1、“嵌固部位”重新定义
11G101-1P8,2.1.3:
在柱平法施工图中,应按本规则第1.0.8条的规定注明各结构层的楼层标高、结构层高及相应的结构层号,尚应注明上部结构嵌固部位位置。
Hn/3柱净高非连接区概念要重新定义,唯有“嵌固部位”被定义为自柱根三分之一柱净高区域为非连接区,其余部位自柱根≥Hn/6且≥Hc且≥500为非连接区。
原图集“基础顶面”与“嵌固部位”混为一谈,新图集将其分开。
此后,嵌固部位成为重点依据,并由设计师明确。
无地下室结构基础顶面,有地下室时地下室顶板,转换层、框支梁等梁上柱梁顶面和墙上柱墙顶面均属于结构嵌固部位,对应的算法发生了改变。
2、新增柱框架节点箍筋表示方法
在11G101-1P9,关于柱表注写2.2.2规定第6条,注写柱箍筋说明中“当框架节点核芯区内箍筋与柱端箍筋设置不同时,应在括号中注明核芯区箍筋直径及间距。
”
【例】Φ10@100/200(Φ12@100),表示柱中箍筋为HPB300级箍筋,直径Φ10,加密区间距为100,非加密区间距为200,框架节点核芯区箍筋为HPB300级钢筋,直径Φ12,间距为100。
3、柱节点构造
(1)、边角柱顶层构造,旧图集将梁柱分别表示,新图集采用组合形式。
所有节点内侧钢筋按中柱节点走。
A节点外侧伸入梁内钢筋不小于梁上部钢筋时,可以弯入梁内作为梁上部纵向钢筋;BC节点,区分了外侧钢筋从梁底算起1.5labe是否超过柱内侧边缘;没有超过的,弯折长度须≥15d,总长>1.5labe。
不管是否超过柱内侧边缘,当外侧配筋率>1.2%分批截断,须错开20d。
(2)、柱楼层变截面锚固节点,老图集弯折入200,新图集弯折总长12d(Lae、La)。
柱变截面节点上柱插筋锚固长度,老图集为1.5Lae,新图集为1.2Lae。
(3)、墙上柱锚固,旧图集锚固1.6Lae搭接5d,新图集锚固1.2Lae弯折150mm。
(4)、新图集增加下柱钢筋直径比上柱钢筋大节点构造。
当两种不同直径的钢筋绑扎搭接时,按小不按大,其搭接长度按小直径的相应倍数。
(5)、新图集增加柱顶锚固加锚头(锚板)构造节点。
(6)、柱帽钢筋锚固,新图集有15d弯折的规定,旧图集均为Lae(La)。
4、小墙肢概念重新界定
小墙肢概念,旧图集为墙肢长度不大于墙厚3倍,新图集为墙肢长度不大于墙厚4倍。
小墙肢概念学术一直有争议,混规与高规对它的规定也不同。
5、墙柱归入框架柱
第73页,新图集规定剪力墙边缘构件即墙柱纵筋搭接长度为Lle,跟框架柱一致,搭接长度与搭接百分率相关联。
旧图集墙柱纵筋搭接长度为1.2倍的纵筋锚固长度,不因纵筋搭接百分率而变化。
这个规定有过几次反复,03G101之前是Lae,03G0101之后为1.2Lae。
6、柱纵筋搭接区箍筋加密
新老图集均有柱纵筋搭接区箍筋加密≤5d(搭接钢筋的较小直径)且≤100㎜的规定,新图集增加2条规定:
(1)、柱纵筋搭接区箍筋直径≮d/4。
(2)、当受压钢筋直径>25时,在搭接接头端外100㎜范围内设置两道箍筋,这个在混凝土结构设计新旧规范中坎有此规定,并且梁柱均适用。
7、其他规定
(1)、矩形小墙肢厚度≯300时箍筋全加密。
(2)新图集取消了柱复合箍可全部采用拉筋的规定。
陈青来曾力推柱复合箍采用拉筋,即使采用复合箍,其重叠不超过2层,以保证混凝土对箍筋握裹力。
8、柱基础插筋这部分内容本来是归入平法图集11G101-3,但我仍觉得放在柱一章较合适。
墙插筋类似,不重复。
旧平法图集中,柱的基础插筋是如何计算的。
柱基础插筋需要计算三个内容:
弯折长度a、伸入基础长度、基础内箍筋布置。
(1)、箍筋:
间距小于等于500,且不少于两道矩形封闭箍筋。
(2)伸入基础长度,与基础高度和基础类型有关:
1)、当基础厚度小于2000时,伸入基础长度为基础厚-保护层
2)、当基础厚大于2000时,伸入基础长度为伸入到中间层钢筋网
3)、当柱为轴心受压或小偏心受压,独立基础、条形基础高度不小于1200㎜,或当柱为大偏心受压,独立基础、条形基础高度不小于1400㎜时,可仅将柱四角插筋伸至板底筋网上,同时满足伸至底打通钢筋网上的柱插筋之间距离不大于1000㎜,其余钢筋满足锚固长度LaE(La)。
(3)、弯折计算a,与柱插筋锚固竖直长度有关,竖直长度越大,弯折长度越短,但任何情况下弯折长度不小于150㎜。
柱插筋锚固竖直长度与弯折长度对照表
序号
竖直长度
弯折计算a
1
≥0.5LaE(≥0.5La)
12d且≥150
2
≥0.6LaE(≥0.6La)
10d且≥150
3
≥0.7LaE(≥0.7La)
8d且≥150
4
≥0.8LaE(≥0.8La)
6d且≥150
11G平法图集中,柱的基础插筋是如何计算的。
(1)、锚固区横向箍筋与柱基础插筋保护层厚度有关。
1)、当柱插筋保护层≥5d,,(一般为中柱和有基础无外伸的边角柱),间距小于等于500,且不少于两道矩形封闭箍筋。
2)、当柱插筋保护层≤5d,(一般为无基础无外伸的边角柱),箍筋加密,加密间距Min(10d,100),d为柱插筋直径的较小值。
箍筋直径>d/4,d为柱插筋直径的较大值。
(2)、伸入基础长度:
与旧图集规定无变化。
(3)、弯折计算与基础高度度hi(hi为基础底面至基础顶面的高度)相关。
当柱两侧基础标高不同时,同时取较低标高。
柱插筋基础高度度hi与弯折长度对照表
序号
竖直长度
弯折计算a
1
hi>LaE(La)
Max(6d,150)
2
hi≤LaE(La)
15d
第二种情况还要满足柱插筋在基础内竖向锚固长度≥0.6LaE(≥0.6La)。
11G101新平法图集点评之四:
梁的变化
1、框架梁
(1)、框架梁下部纵筋节点外搭接
当梁下部钢筋不能在柱内锚固时,可在节点外搭接。
相邻跨钢筋直径不同时。
搭接位置位于较小直径一跨,搭接区与柱之间净距为≥1.5h0(h0为梁净跨)。
为防止柱支座节点内梁纵筋搭接过于密集,我们在实际中施工通常做法一般是通过在柱节点中隔一搭一、隔一通一的方法来解决,比柱外搭接更合理些。
(2)、框架梁下部纵筋锚固
新图集规定梁下部钢筋弯锚节点为“伸至梁上部纵筋弯钩段内侧或柱外侧纵筋内侧”。
旧图集上下层钢筋弯锚节点相同。
执行新图集时梁上下纵筋端部按保护层要设置两种保护层,以前一律扣减25毫米是不对的,实际施工下料也不是按规定的标准保护层扣除,长铁匠短木匠,钢筋宁可稍短些,长了就放不进去或者顶模露筋。
(3)、抗震框架梁端支座为梁的情况下,箍筋可不加密区,梁端箍筋规格及数量由设计确定。
框架梁与框架柱才会形成刚接,当梁作为框架梁支座时,它们之间是绞接,所以箍筋没必要加密。
(4)、楼层框架梁和屋面框架梁中间支座高差变化构造变化。
2、非框架梁
(1)、非框架梁上部纵筋端支座锚固平直段,旧图集为大于等于0.4Lae,新图集为两种情况,并由设计指定。
设计按铰接时,锚固平直段≥0.35lab;充分利用钢筋的抗拉强度时,锚固平直段≥0.6lab。
(2)、当非框架梁端支座为柱、剪力墙、框支梁和深梁时,旧图集支座负筋伸入跨内长度为ln1/3,箍筋是否加密未明确。
新图集规定箍筋应加密。
端部支座钢筋伸入跨内的净长度有两种情况:
当设计按铰接时,端部支座钢筋伸入跨内的净长度为ln1/5;充分利用钢筋的抗拉强度时,端部支座钢筋伸入跨内的净长度为ln1/3。
(3)、旧图集规定:
当非框架梁为弧形梁时,非框架梁下部纵筋锚固长度为la。
新图集规定:
当非框架梁配有受扭纵向钢筋时按la。
一般情况下弧形梁受扭,外围边缘梁也可能是受扭,只规定弧形梁下部纵筋锚固长度为a显然是考虑不周。
3、框支梁
旧图集规定:
框支梁侧面钢筋直锚不足于弯锚,平直段≥0.4lae,弯折长度为15d。
这个规定与新图集相同,新图集另外增加总锚固长度>lae的要求。
总锚固长度满足>lae是必要的,框支梁侧面钢筋不仅是受扭而且部分受拉。
4、悬挑梁
(1)、纯悬挑梁底筋锚固值旧图集为12d,新图集为15d。
更趋合理,纯悬挑梁不通例按非框架梁构造。
(2)、增加了悬挑梁上部纵筋在端部下弯的细化做法。
上部至少有两根角筋直弯12d,其余45度弯折,弯折底边长度10d。
其中第一排底边伸至梁端。
(3)、悬挑梁第二排钢筋构造,旧图集为0.75l,新图集为0.75l加弯折。
(4)、悬挑梁节点详图,旧图集有三个节点,新图集有七个节点,增加了屋面层悬挑梁构造。
5、井字梁
(1)、老图集对于井字梁上部纵筋弯锚平直段的规定是≮0.4la,新图集区分“设计按铰接时”及“充分利用钢筋的抗拉强度时”两种情况:
设计按铰接时,锚固平直段≥0.35lab;充分利用钢筋的抗拉强度时,锚固平直段≥0.6lab。
并具体由设计指定。
(2)、不管是非框架梁还是井字梁,新图集都有以下说明:
“纵筋在端支座应伸至主梁外侧内侧后弯折,当直段长度不小于la时可不弯折。
”我认为不论何种情况,非框架梁和井字梁上部纵筋端部弯折是有必要的。
宁可直段长度缩短些也要弯折,锚固效果也比不弯折要好,因为非框架梁和井字梁端部上部无构件承压,会有翘起效应,破坏锚固力。
6、折梁
新图集增加水平折梁、竖向折梁钢筋构造,折梁通用性原则:
外折角纵筋连续通过,内折角互锚。
竖向折梁互锚有两种情况,一种是伸至对面梁纵筋内侧后弯折,另一种是在内折角下0.3h(梁高)增加横向附加钢筋,折梁内折角钢筋直锚入附加区域。
第一种更方便施工。
7、其他规定
(1)、梁侧面纵向构造筋和拉筋构造中a小于等于200,老图集a从梁底向上一个起步距离开始计算,新图集从梁底开始计算。
(2)、主次梁附加钢筋间距,取消间距8d且小于等于正常间距,加密时应小于等于100的规定,仅说明配筋值由设计标注。
(3)、梁中间支座下部钢筋构造,老图集有弯折错开a搭接构造,新图集取消。
(4)、锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时,老图集无规定,新图集规定锚固长度内应设置横向构造钢筋。
(5)、新增梁水平向腋及构造,原图集只梁竖向加腋。
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