近日无意中发现某专家解评地下室外墙水平分布钢筋摆放位置一帖,本人也认真研读并再三学习之,但是在学习的过程中还是对其部分说法感觉过于偏激(主要的技术说法还是合理的),故而就本帖发表一点自己的拙见供结构界同仁思索。

就本素材中关于地下室外墙水平钢筋的摆放位置问题,段老师给出一些非正式的看法,旨在较为准确的在宏观上理解结构设计的基本概念和逻辑。由于水平有限,讨论内容可能在表达方式和知识准确性方面有不妥之处,欢迎广大结构同行批评指正!
地下室外墙水平钢筋与竖向钢筋的相对位置关系,实际工程中有水平筋内置和外置两种排布方法,我们认为这两种方法本身是没有是非对错的,每种做法都有在自己关注点上的合理性和偏重性。由于不牵涉到原理的对错,所以我们认为不应该“站队式”地对另一种做法恶语抨击。
1、水平筋内置:长期以来,地下室外墙水平筋内置的做法都是很普遍的。由于地下室外墙承担面外的水土压力,且地下室外墙的“板块”通常可以认为沿着层高方向为主要受力方向,故而竖向钢筋为主要受力钢筋。按照固体力学中截面弯曲正应力的分布规律和混凝土结构学中混凝土的受力特点,竖向钢筋越往外排,其抵抗弯曲正应力利用率越高,计算出来的配筋越小,当然也就越经济。下图一和图二给出了竖向钢筋外置和内置时候的简图,以外墙厚度t=300mm,混凝土保护层厚度c=50mm,竖向和水平钢筋直径d=16mm为例,截面的有效高度h₀差异δ=16/226≈7%。如果我们用板类受弯构件承载力的经验公式计算其正截面承载力的话,抗弯承载力Mᵁ=0.9fy×As×h₀,则受拉钢筋的面积As=Mᵁ/﹝0.9fy×h₀﹞,即可以认为受拉钢筋面积与截面有效高度近似呈反比关系。

▲图一:地下室外墙水平钢筋放内侧

▲图二:地下室外墙水平钢筋放外侧

▲图三:地库外墙水平筋内置工程现场
2、水平筋外置:当地下室外墙的水平钢筋外置,这样会使得施工极其方便。我曾经用一个下午的时间观察施工人员绑扎地下室外墙的钢筋,由于竖向钢筋先立起来,水平钢筋再从竖向钢筋的间距中穿过,因为水平钢筋和竖向钢筋外表面都有肋,所以工作效率非常低。同时,水平钢筋外置对于地下室外墙竖向裂缝的抑制也是有概念性的好处。总结:只要设计人员在设计阶段正确的考虑由于水平钢筋放置不同带来的截面有效高度的差异,水平钢筋的放置形式应该由设计人员自行选择,根本不存在所谓的图集“误导”设计人员一说。而且16G101-1在P₈₂页注1部分已经说了“如将水平筋设置在外层,应按设计要求进行施工”,这就说明图集在这里考虑的是比较全面的。同时原作者提及“不顾地下外墙开裂风险和施工难度之举”也是略微危言耸听,因为我们前面说了,水平钢筋外置对于裂缝的抑制是概念性的,无法裁决水平钢筋外置后就可以有效的抑制裂缝,也许是抑制了但是达不到有效抑制。过于长的地下室,也许设计人员已经对其进行温度应力分析,量化裂缝控制的效果,怎么能说不顾地下室开裂的风险呢?施工难度问题,有的项目是外包出去的,甲方可能对外按“包工不包料”的方式跟施工方合作,这样他们未必关注这种做法会不会多用几个工时,相反更加关注材料的利用率,以期减少材料用量。
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