浅谈学习平法图集g101系列体会

-1-浅谈学习平法图集G101系列体会混凝土结构施工图平面整体表示方法简称“平法”，其实质是把结构设计工程师的创造性劳动与重复性劳动区分开来。一方面，把结构设计中的重复性部分，做成标准化的节点构造；另一方面，把结构设计中的创造性部分，使用标准化的设计表示法即用“平法”来进行设计，从而，达到简化设计的目的。平法图集的标准构造详图是目前国内常用的较为成熟的构造作法，是设计、施工、监理等人员与平法施工图配套使用的正式设计文件。学习平法图集应在理解的基础上，与实际工作相结合进行分析和运用，才能真正领悟平法的精髓。学习平法需要了解与此相关的混凝土结构基本原理，并通过学习平法的基本原理，以达到在总体上对平法有一个大致了解的目的。所谓混凝土结构原理承载多元理论包括：承载材料理论－解决钢筋与混凝土共同工作的问题；承载可靠度理论－解决结构的安全度问题；承载经典力学理论－解决结构上的荷载（作用）与结构的内力与变形问题；承载抗力理论－解决结构的强度和刚度问题；承载节点构造理论－解决构件的连接问题。所谓平法基本原理，是指视全部设计过程与施工过程为一个完整的主系统，主系统由多个子系统构成：基础结构、柱墙结构、梁结构、板结构；各子系统有明确的层次性、关联性、相对完整性。其中，层次性是指基础、柱、墙、梁、板，均为完整的子系统；关联性是指柱、墙以基础为支座（柱、墙与基础关联），梁以柱-2-为支座（梁与柱关联），板以梁为支座（板与梁关联）；相对完整性是指基础、柱、墙、梁、板均自成体系。平法的应用理论三要点：1、将结构设计分为创造性内容与重复性（非创造性）设计内容两部分，两部分为对应互补关系，合并构成完整的结构设计。2、设计工程师的数字化，符号化的平面整体设计制图规则完成其创造性设计内容部分。3、重复性设计内容部分（主要是节点构造和构件构造）的《广义标准化》方式编制成国家建筑标准构造设计。平法制图规则要点（以梁为例）：梁的标注分集中标注和原位标注两部分。集中标注包括：梁的代号和序号及跨数，梁截面尺寸、箍筋上部跨中通长筋（抗震）或架立筋（非抗震）、侧面筋（侧面构造筋或抗扭筋），和梁顶面相对标注高差选注值。即“构件编号十几何要素+配筋要素+补充要素”。梁的原位标注主要表达支座上部负弯矩筋（包括该位置的通长筋）和下部全跨通长筋，除此之外，还可表达某部位与集中标注某项的不同值（施工时原位标注值取值优先）。其中，应注意长短跨相邻时设计可能出现的失误以及原位标注的梁顶面相对标高高差，避免过失性返工损失。平法构造关于钢筋锚固的若干要点：a.结构各类构件的连接关系（支座）问题。具体为：基础结构为柱及剪力墙的支座，柱为框架梁的支座，梁为板的支座，剪力墙为板或梁的支座。b.抗震框架梁下部钢筋在中间支座的直锚长度，应为过柱中线加5d与laE的较大者。如果贯穿支座到梁跨下某部位连接，应经设计人出具变更。c.梁端支-3-座纵筋：其宽度为过柱中线加5d至柱外边纵筋内侧之间的一段距离。抗震梁受拉钢筋在边柱支座锚固，当直锚时锚长应≥laE但应进入止锚区后才能截断；当弯锚时应使直锚段≥0.4laE且应进入止锚区后弯钩，弯钩长度为15d即可。d.受力纵筋的锚固不应全走混凝土保护层，如果不可避免，当直锚时应在≥laE的纵筋锚固长度范围设置箍筋，相当于在锚固纵筋外侧配置对其有约束效果的横向钢筋；当弯锚时可使水平锚固段走保护层（水平锚固取最好也置横向约束钢筋），并将弯钩段扎入钢筋混凝土内（不应再走保护层）。e.当两构件重叠时，同向钢筋应取较大者，不需重复设置。f.剪力墙身第一根水平筋距暗梁纵筋的距离，为墙身竖向筋间距的1/2；剪力墙第一根水平筋距暗梁纵筋的距离，为墙身水平筋间距的1/2；楼板的第一根钢筋距平行梁纵筋的距离，为板筋间距的1/2。g.节点内同向锚固的钢筋之间应有最小净距，不应平行接触。平法构造关于构件钢筋连接的若干要点：a.受力纵筋“能通则通”，可以贯穿多层或多跨。b.构件钢筋搭接连接应按搭设长度在规定的连接区域连接。c.构件钢筋机械连接时，如果是一级机械连接接头，可在任意部位连接，但不适用于焊接。d.构件中的架立筋，侧面构造筋等按构造交错搭接长度连接，通常取150mm。e.构件中的分布钢筋，按5d交错长度与同向受力筋连接。f.构件中的受扭筋，按照受拉钢筋的要求进行锚固和连接。通过对平法相关理论和要点的学习，具备了使用平法应用技术的基本原理和基础知识的初步能力，通过下面关于平法中未涉及的或实-4-际工作中易出现错误理解部分的了解，便于对平法的理解有更清晰地认识。下面就按分部子系统工程分类分别作一些简要介绍：（一）平法中的基础部分1、柱纵筋锚入基础的问题，平法对基础顶面以上的柱纵筋构造要求讲得较详细，但对柱纵筋锚入基础则不详。一般要求柱纵筋伸至基础底部纵筋位置，特厚基础（2米以上）中部设有抗水化热的钢筋时，基础有飞边的所有柱和基础无飞边的中柱的柱纵筋可伸至中层筋位置，直锚长度满足“锚固长度”要求时，要求弯折12d。2、柱伸入承台梁或基础梁中，对于箍筋的设置有多种理解，平法的表述也不具体。实际上，箍筋应按构造要求设置，不应少于两道，但不需要加密，箍筋的作用是保持柱纵筋在浇筑混凝土时钢筋之间的相对位置和钢筋笼的定位不受扰动。3、基础梁的构造腰筋的搭接问题，若无设计要求时，可按框架梁的构造腰筋搭接，也可按15d锚固。（二）平法中的墙体部分1、剪力墙顶部与框架梁相交时的做法，“边框梁”和“暗梁”一样，都是剪力墙的一个组成部分，它们都不是剪力墙墙身支座，所以不存在剪力墙竖向分布筋锚入“边框梁”的说法。只是完成墙与板的相互连接。所以，当墙顶有“暗梁”或“边框梁”时，墙竖向钢筋仍然应弯折伸入板中。2、剪力墙端部有暗柱时的做法，通常剪力墙水平钢筋放在外侧，如果伸入端柱竖向钢筋内侧时，需要向内弯折，这样做会形成钢筋笼-5-“颈缩”现象，因此，水平钢筋应走暗柱外侧。剪力墙尽端不存在水平钢筋的支座，只存在“收边”问题。这里应注意区分地下室挡土墙不是“剪力墙”。若无设计要求地下室挡土墙的水平分布筋可放在墙身垂直分布筋的外面，为了施工方便，把地下室挡土墙的水平筋放在墙身垂直分布筋里面的作法也可以。3、“拉筋”与“单肢箍”的概念区别，规范中明确规定剪力墙中设置拉筋，拉筋要求拉住两个方向的钢筋，而单肢箍仅要求拉住纵向钢筋。规范中混凝土的保护层含义可以理解为：保护层保护的是一个“面”或一条“线”，难以做到保护每一个“点”。因此，局部钢筋“点”的保护层厚度不够应属正常现象。这样就解决了墙体等设置拉筋处保护层厚度不足的问题。4、暗柱的保护层做法，剪力墙暗柱的保护层应按墙体保护层做，对于暗柱纵筋来说，其保护层的计算需要减去墙体水平分布筋的保护层，还需再减去水平分布筋（或暗柱箍筋）的直径。而在实际施工中，往往会忽略这一点。（三）平法中的柱部分1、柱主筋大变小、小变大采用电渣压力焊工艺时的处理，应注意主筋直径相差过大，受力时会出现应力集中现象。如果设计或规范对大小直径焊接无规定时，直径相差级别不宜超过两极。2、梁上柱的构造处理，平法要求即使在满足锚固长度的条件下，也必须将柱筋伸至梁底。对柱在梁上“生根”决不抠门。3、柱的连接构造要求，施工过程中应注意非连接区在楼面上下-6-必须同时满足L≥500，L≥HC，和L≥HN/6三个条件，容易出现失误的是L≥HC，施工时往往忽略是柱截面长边尺寸，故应引起足够的重视。4、中柱柱顶纵向钢筋构造要求，中柱柱头纵向钢筋构造分三种构造做法，应注意，柱头纵筋无论是否弯折均须伸至柱顶。新版平法图集中，抗震和非抗震结构中柱柱顶纵向钢筋构造做法相同。当直锚长度la时，采用平法中A大样做法；当直锚长度la，且顶层现浇板厚度≥80mm，混凝土强度≥C20时，采用平法中B大样做法；当直锚长度≥la时，采用平法中C大样做法。5、柱水平混凝土施工缝的留设问题，一直以来，按照习惯作法，柱混凝土施工缝设在梁的底部，在抗震作用上，框架柱和剪力墙起到“首当其冲”的作用，而框架梁起到“耗能构件”的作用。在抗震过程中，框架结构的顶部是应力集中的地方，也是最容易受到破坏的地方。由此可见，柱混凝土施工缝留设在梁底的做法是错误的。但要一下子就改过来，是比较困难的，因为习惯性和工艺难度的制约，故鼓励采取柱、墙、梁板混凝土整体浇筑的方法来弥补。（四）平法中关于梁的部分1、“能通则通”的平法解释，一般来说是对梁的上部纵筋而言，梁的上部纵筋在中间支座上“能通则通”，因为上部纵筋可以在跨中1/3跨度范围内进行连接。（采用一级机械连接则不受此限制）2、“非接触性锚固”和“非接触性连接”的平法解释，所谓“非接触性锚固”，就是指从支座两边锚入中间支座的两根钢筋不要平行-7-接触，而是要离开一定的净距（≥25mm）。“非接触性连接”亦不例外。其意义何在？对此应深刻理解钢筋混凝土的一个重要原理就是钢筋和混凝土的协同作用，其关键在于混凝土要充分地包裹钢筋。因此，保证混凝土360º圆周地包裹钢筋是十分必要的，这是“非接触性锚固”和“非接触性连接”的意义。那么如何得以实现呢？平法给出的方法是使用垂直方向的钢筋，把水平面的钢筋隔离开来，当梁垂直方向上没有梁存在的情况下，可以采用几个“钢筋头”来实现。3、关于梁上箍筋“大箍套中箍，中箍套小箍”的理解，对于“偶数肢”的多肢箍来说，是一个“大箍”并列套若干个“小箍”。对了六肢箍或八肢箍来说，其中“小箍”的尺寸是一样的；对了“奇数肢”的多肢箍来说，是一个“大箍”并列套若干个“小箍”另加一个单肢箍。同样，对于七肢箍或九肢箍来说，其中“小箍”的尺寸都是一样的。因为“偶数肢”采用“大箍套中箍、中箍再套小箍”（即三层嵌套）时，在箍筋的上、下水平边有一段长度上发生三根箍筋并排拧在一起，这对于浇筑混凝土是不利的，因而推出“大箍套小箍”中的“内箍”构造，原则上是不允许超过两根的箍筋上下边一拧在一起。而对于“奇数肢”而言，如果采用“小箍”中间加单肢箍的形式是不合适的，因为这时“小箍”的上、下水平边与外箍的重叠部分太长，对混凝土的结合不利；而应采用在“小箍”的外边加一个单肢箍的形式。4、关于梁“构造钢筋”和“抗扭钢筋”的相同点与不同点，其相同点：①.它们都是梁的侧面纵向钢筋,在梁的侧面进行等间距布置。②.它们都要用拉筋，使用拉筋的规格和间距的规定也是相同的。-8-不同点在于：①.“构造钢筋”纯粹是按构造设置，即不必进行力学计算。梁侧纵向构造钢筋的搭接长度和锚固长度取15d。②.“抗扭钢筋”是需要设计者进行抗扭计算才能确定其规格和根数的，其锚固长度和方式同框架梁下部纵筋。③.受扭所需的箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积；受扭所需箍筋的末端应做成135度弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。④.在标注方面：“G”打头的钢筋就是构造钢筋，“N”打头的钢筋就是抗扭钢筋。5、架立筋与支座负筋的搭接构造处理，当梁的上部既有通长筋又有架立筋时，其中架立筋的搭接长度为150mm，平法学习中应注意，不能由此推论，我们应当深刻理解：无论在什么情况下，梁的架立筋的搭接长度都是150mm。图中LlE既表示的不是架立筋的搭接长度，而是上部通长筋的搭接长度。6、以剪力墙作为框架梁端支座且平直段0.4LaE的构造处理，对于剪力墙结构来说，剪力墙的厚度一般为200-300mm，当遇到以剪力墙为支座的框架梁（与剪力墙墙身垂直），此时的支座宽度就是剪力墙的厚度，此时的支座宽度太小，很难满足梁纵筋的锚固长度要求。遇此类平直段0.4LaE情况，有两个解决办法：一是,等强等面积代换较细直径的钢筋，但须征得结构设计师同意。二是,由设计者出具相关的解决方案。7、关于“支座负筋延伸长度”的处理，平法中未标明第三排“支座负筋延伸长度”。只给出了第一排钢筋和第二排钢筋的情况，如果-9-发生“第三排”支座负筋，其延伸长度应该由设计工程师给出。如果施工图中没有任何关于第三排支座负筋延伸长度的说明，可按“第二排”支座负筋的延伸长度处理，而不能简单的按照“第一排”纵筋在ln/3处截断，“第二排