1概念

負筋,也叫負彎矩鋼筋。在鋼筋混凝土結構設計中,用來抵抗負彎矩的鋼筋叫做負彎矩鋼筋。
這個概念其實不是很明晰的。原因是在混凝土構件工作階段,鋼筋的受力是十分複雜的。通俗的說:在下列構件的配筋構造中,可以用到負彎矩鋼筋的概念:
1、板類構件,在板的支撐部位配置的上排鋼筋,俗稱「擔水筋」;
2、梁類構件,節點處設置的「非貫通縱筋」,一般認為是用來抵抗「負彎矩」的,(貫通的縱筋也能抵抗負彎矩)
3、梁板類構件在受力分析時有一個「反彎點」,反彎點是正彎矩和負彎矩的分界點,一邊是鋼筋抵抗「正彎矩」,另一邊則抵抗「負彎矩」。
應該說,「負彎矩鋼筋」這個概念雖然一直在專業書籍中使用,但是,若要給出十分嚴格的界定,就不太可能。只能說,在有些構件中相對明確一點,有些構件中不十分明確。
負彎矩鋼筋,簡稱負筋,就是梁或板頂部或面部的鋼筋,因為一般的力學把下側底部受拉的彎矩規定為正彎矩方向,所以頂部就是負彎矩。
負筋是承受負彎矩的鋼筋,一般在梁的上部靠近支座的部位或板的上部靠近支座部位。
一般情況,認為正常受重力作用的簡支混凝土梁跨中下側受彎拉,為正彎矩;這個概念引申到梁板等水平受彎構件中,與之受力不同的為負彎矩。在柱子中沒有該概念。
支座有負筋,是相對而言的,一般應該是指梁的支座部位用以抵消負彎矩的鋼筋,俗稱擔擔筋。一般結構構件受力彎矩分正彎矩和負彎矩,抵抗負彎矩所配備的鋼筋稱為負筋,一般指板、梁的上部鋼筋,有些上部配置的構造鋼筋習慣上也稱為負筋。當梁、板的上部鋼筋通長時,大家也習慣地稱之為上部鋼筋。負筋位置:對於現澆肋形樓蓋,主梁的負筋在下部,次梁的負筋在中部,板的負筋在上部。現澆板下面的是底筋,上面的是負筋。負筋一般在兩塊現澆板相交的位置。

2保護方法

現澆鋼筋混凝土板施工中,負筋往往被人為踩動、壓低,從而加大了混凝土保護層的厚度。另外還會出現負筋綁紮脫落、彎鉤傾斜,甚至於彎鉤朝上的現象,導致板內負筋的作用降低,現澆板的承載力減小。那麼應怎樣防止負筋位移、松扣、傾斜呢 ?
防止人為踐踏
施工中各工種應相互協調配合,按照木工支模、主筋綁紮水電配管、管線預留負筋綁紮的順序進行作業。施工工序合理,可避免人為踩踏,混凝土澆筑前應再進行一次檢查整理。
用馬凳控制負筋位移
一般馬凳可用Φ6規格鋼筋(或按批准的施工組織設計方案選用更大規格如Φ10、Φ12等等)製作,其高度應根據現澆板的厚度減去鋼筋的混凝土保護層厚度、主筋與負筋的直徑而確定。馬凳沿分佈筋範圍內每米負筋交錯放置不少於 1個, 1m2範圍內不少於 2個,並於負筋下部用扎絲綁紮牢固。
混凝土落在灰盤上
澆築混凝土時,斗內混凝土不應直接落在現澆板鋼筋上部,而應落在灰盤上。我們採用└ 30× 3角鋼焊製成 1.0 m× 1.5 m的鐵制灰盤 ,承受混凝土自重,工人在施工時可以站在灰盤左右進行工作。在澆築下一斗混凝土時,可以將灰盤挪至現澆混凝土上部,依次向前澆築。這樣,既可以減小混凝土對鋼筋的壓力,起緩衝作用;又可以防止施工時人為踩踏。

3施工

對於一般工業與民用建築的現澆混凝土板類構件負彎矩鋼筋,尤其懸挑構件的板面負彎矩鋼筋,其混凝土保護層厚度的控制一直處於薄弱環節。本文介紹的採用粗鋼筋(或鋼管)懸挂負彎矩鋼筋的方法因其材料成本低、人工操作簡便、控制效果穩定等特點,有推廣使用價值。
控制現狀
由於混凝土保護層的厚度屬於隱蔽工程,除非發生鋼筋外露、混凝土孔洞等嚴重的質量事故,一般情況下鋼筋的偏位或保護層厚度的偏差在混凝土澆筑後很難被發現,事後也無法進行補救。實測結果表明中國現代工程中混凝土保護層厚度的離散性明顯大於構件其它尺寸的離散性。造成這一問題的原因是多方面的,如施工隊伍的素質、施工管理的水平、監理人員的責任心、設計布筋的合理性等等。此外,在構造上採取科學合理的技術措施也很重要。中國現代建築工程中常用的做法是在鋼筋與模板之間放置水泥砂漿墊塊,這一傳統的構造形式有許多缺點。此類墊塊一般是在工地現場製作的,對墊塊的強度、密實度等材性指標沒有具體的技術要求和檢驗手段,墊塊的厚度及綁紮鉛絲的位置缺乏必要的質量控制措施。也有可能在隱蔽工程驗收結束后,在工人澆築混凝土時由於不小心,例如由於振搗器的碰撞而使墊塊受到損壞或移位。因此傳統的墊塊形式使鋼筋定位和保護層厚度的精度得不到切實的保證。對於板面負筋一般採用鋼筋馬凳和鋼筋彎鉤或在主筋上焊接短鋼筋等,這些做法有時保護層厚度也不容易保證。為了提高混凝土保護層厚度的施工精度,一些大型城市的重大工程開始借鑒一些國外的先進經驗,結合中國實際情況,採用定型的砂漿或細石混凝土墊塊,見圖1。與傳統的水混砂漿墊塊相似,墊塊中預埋細鐵絲,施工時可將墊塊綁紮於鋼筋上,同時也可在墊塊上設置凹槽以確保鋼筋位置的準確性與穩定性。此外,有些工程採用聚乙烯等高分子材料製作的墊塊,見圖2。適用於樓板結構。其中圖2a適用於板底鋼筋的定位,圖2b同時適用於板底和板面鋼筋的定位。先進的方法還有採用聚乙烯等高分子材料製作的鋼筋定位夾具、模板定位夾具及聚乙烯與砂漿的組合夾具等。
以上這些方法,基本是基於支撐的原理,將鋼筋進行支墊,進行保護層厚度控制,對控制混凝土鋼筋保護層厚度起到了很好的作用。但對於一般工業與民用建築的現澆混凝土板類構件負彎矩鋼筋,尤其懸挑構件的板面負彎矩鋼筋,由於多為一級鋼筋,一般直徑較小,加上材質本身剛度低,施工過程中由於受澆注混凝土的衝擊力和施工人員的踐踏,樓板負彎矩筋多有變形下沉,有的甚至降到中和軸以下,僅靠一些點的支撐難以較好地控制鋼筋不變形下陷,板面負彎矩筋保護層厚度的控制一直處於薄弱環節。比如筆者所在城市,混凝土板面負彎矩筋保護層厚度多次綜合檢查,合格點率不足50%,控制板負彎矩筋保護層厚度偏差被定為質量專項治理目標之一。為確保樓板負彎矩鋼筋保護層達到合格,行業技術人員進行了不斷嘗試、鑽研,先後試驗了多種控制板負筋保護層厚度的方法,經過對幾種方法施工的負彎矩鋼筋保護層及樓板厚度進行檢測對比,專家普遍認為採用粗鋼筋(或鋼管)懸挂負彎矩鋼筋的方法因其材料成本低、人工操作簡便、控制效果穩定等方面要優於其它方法,具有推廣使用價值。
結論建議
1)樓板負彎矩鋼筋懸挂施工方法對於控制樓板負彎矩鋼筋保護層厚度在實踐中有極好的效果,但也有一部分工程,儘管使用了該「懸挂法」,混凝土保護層厚度在檢測中合格點率仍然較低,究其原因,問題出在管理不到位,使用方法不當。因此,加強管理是質量的根本保證,不能因為新工法而疏於管理。
2)樓板負彎矩鋼筋懸挂施工方法應注意以下事項:(1)每側負鋼筋網宜用兩根以上粗筋懸挂,單根效果不佳;(2)粗筋長度宜≥3m,直徑宜選Ф20以上或剛度較大的鍍鋅鋼管),這樣既能保證支座的整體剛度,且解扣方便;(3)負鋼筋必須與懸挂筋逐點綁紮;( 4)粗筋宜兩端設固定撐腳,其餘用活動馬蹄鐵支撐,支撐高度要準確。
3)樓板負彎矩鋼筋懸挂施工方法是在常規鋼筋保護層支撐支墊的基礎上進行的,常規的對鋼筋的支撐支墊不能省略。

4相關公式

1.負筋長度=負筋凈長度+左彎折+右彎折;
2.負筋根數=(布筋範圍-扣減值)/布筋間距+1;
3.分佈筋長度=負筋布置範圍長度-負筋扣減值;
4.負筋分佈筋根數=負筋輸入界面中負筋的長度/分佈筋間距+1;

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