負(fù)筋基本概念

通俗的說：在下列構(gòu)件的配筋構(gòu)造中，可以用到負(fù)彎矩鋼筋的概念：

1、板類構(gòu)件，在板的支撐部位配置的上排鋼筋，俗稱“擔(dān)水筋”；

2、梁類構(gòu)件，節(jié)點處設(shè)置的“非貫通縱筋”，一般認(rèn)為是用來抵抗“負(fù)彎矩”的，（貫通的縱筋也能抵抗負(fù)彎矩）

3、梁板類構(gòu)件在受力分析時有一個“反彎點”，反彎點是正彎矩和負(fù)彎矩的分界點，一邊是鋼筋抵抗“正彎矩”，另一邊則抵抗“負(fù)彎矩”。

應(yīng)該說，“負(fù)彎矩鋼筋”這個概念雖然一直在專業(yè)書籍中使用，但是，若要給出十分嚴(yán)格的界定，就不太可能。只能說，在有些構(gòu)件中相對明確一點，有些構(gòu)件中不十分明確。

承擔(dān)負(fù)彎矩的鋼筋，簡稱負(fù)筋，因為一般的力學(xué)把下部受拉的彎矩規(guī)定為正彎矩，上部受拉的彎矩為負(fù)彎矩。

負(fù)筋是承受負(fù)彎矩的鋼筋，一般在梁支座（一般是柱子）的上部或板支座（一般是梁或墻）的上部。

一般情況，認(rèn)為正常受重力作用的簡支混凝土梁跨中下側(cè)受彎拉，為正彎矩；這個概念引申到梁板等水平受彎構(gòu)件中，與之受力不同的為負(fù)彎矩。在柱子中沒有該概念。

支座有負(fù)筋，是相對而言的，一般應(yīng)該是指梁的支座部位用以抵消負(fù)彎矩的鋼筋，俗稱擔(dān)擔(dān)筋。有些支座上部沒有負(fù)彎矩（鉸支座），配置的構(gòu)造鋼筋習(xí)慣上也稱為負(fù)筋。當(dāng)梁、板的上部鋼筋通長時，大家也習(xí)慣地稱之為上部鋼筋。

對于一般工業(yè)與民用建筑的現(xiàn)澆混凝土板類構(gòu)件負(fù)彎矩鋼筋，尤其懸挑構(gòu)件的板面負(fù)彎矩鋼筋，其混凝土保護(hù)層厚度的控制一直處于薄弱環(huán)節(jié)。本文介紹的采用粗鋼筋（或鋼管）懸掛負(fù)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(wěn)定等特點，有推廣使用價值。

負(fù)筋工程質(zhì)量

混凝土保護(hù)層是指外層鋼筋外緣至混凝土外表面的混凝土厚度，亦稱混凝土保護(hù)層厚度。保護(hù)層厚度的確定，基本上是根據(jù)兩個因素：一是在結(jié)構(gòu)上保證鋼筋與混凝土共同工作，即滿足受力鋼筋粘結(jié)錨固要求；二是保證混凝土鋼筋的耐久性。它的厚薄及施工質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到混凝土的耐久性 。

混凝土保護(hù)層厚度無論過厚或過薄，都會對構(gòu)件產(chǎn)生影響。保護(hù)層厚度過簿，無疑會縮短鋼筋的脫鈍時間，使鋼筋提早開始生銹并加快銹蝕發(fā)展速度。鋼筋鈍化膜遭到破壞的主要原因就是被碳化?；炷帘Ｗo(hù)層被完全碳化通常是鋼筋銹蝕的重要前提。而碳化所需時間是同其厚度成正比的，這時構(gòu)件的耐久年限主要取決于混凝土保護(hù)層完全被碳化所需要的時間。從這個角度講，增加混凝土保護(hù)層厚度，可以保證構(gòu)筑物的使用壽命。保護(hù)層過厚，鋼筋周圍由于粘結(jié)滑移所引起的裂縫很容易發(fā)展到構(gòu)件表面，形成沿縱向鋼筋的裂縫，使保護(hù)層混凝土發(fā)生劈裂破壞，導(dǎo)致鋼筋的強度無法充分發(fā)揮作用，且劈裂裂縫對鋼筋的腐蝕構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，這也直接影響了結(jié)構(gòu)的耐久性。保護(hù)層厚度過厚將削弱構(gòu)件的承載能力。足夠的保護(hù)層厚度可保證鋼筋和混凝土的共同工作及結(jié)構(gòu)的使用年限，可使結(jié)構(gòu)不致因災(zāi)害(火災(zāi)、腐蝕等)達(dá)到鋼筋軟化的危險溫度而造成結(jié)構(gòu)的整體破壞。但如果保護(hù)層過厚，除了在構(gòu)件表面容易出現(xiàn)較大的收縮裂縫和溫度裂縫外，還會直接削弱構(gòu)件的承載能為，特別是對一些懸挑式的構(gòu)件，此種情況更明顯、更危險。

混凝土保護(hù)層是鋼筋與混凝土共同工作的基本前提，是防止鋼筋受環(huán)境侵蝕、提高結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施，對結(jié)構(gòu)耐水性也有重要影響。所以設(shè)計上對于保護(hù)層厚度的規(guī)定，是考慮了不同使用環(huán)境、混凝土的抗碳化能力和構(gòu)件類型等因素，并滿足保護(hù)層完全碳化所需時間應(yīng)大于結(jié)構(gòu)的預(yù)期耐久年限的。

如果混凝土保護(hù)層厚度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量的要求，可能引起的危害主要有以下幾個方面：

1）降低結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載能力，減少結(jié)構(gòu)的安全儲備；

2）引起鋼筋的過早腐蝕，造成結(jié)構(gòu)強度、剛度和延性的降低；

3）降低鋼筋和混凝土的黏結(jié)力和混凝土的耐火極限。

負(fù)筋控制現(xiàn)狀

由于混凝土保護(hù)層的厚度屬于隱蔽工程，除非發(fā)生鋼筋外露、混凝土孔洞等嚴(yán)重的質(zhì)量事故，一般情況下鋼筋的偏位或保護(hù)層厚度的偏差在混凝土澆筑后很難被發(fā)現(xiàn)，事后也無法進(jìn)行補救。實測結(jié)果表明我國現(xiàn)代工程中混凝土保護(hù)層厚度的離散性明顯大于構(gòu)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(zhì)、施工管理的水平、監(jiān)理人員的責(zé)任心、設(shè)計布筋的合理性等等。此外，在構(gòu)造上采取科學(xué)合理的技術(shù)措施也很重要。我國現(xiàn)代建筑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(tǒng)的構(gòu)造形式有許多缺點。此類墊塊一般是在工地現(xiàn)場制作的，對墊塊的強度、密實度等材性指標(biāo)沒有具體的技術(shù)要求和檢驗手段，墊塊的厚度及綁扎鉛絲的位置缺乏必要的質(zhì)量控制措施。也有可能在隱蔽工程驗收結(jié)束后，在工人澆筑混凝土?xí)r由于不小心，例如由于振搗器的碰撞而使墊塊受到損壞或移位。因此傳統(tǒng)的墊塊形式使鋼筋定位和保護(hù)層厚度的精度得不到切實的保證。對于板面負(fù)筋一般采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(hù)層厚度也不容易保證。為了提高混凝土保護(hù)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(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合我國實際情況，采用定型的砂漿或細(xì)石混凝土墊塊。與傳統(tǒng)的水混砂漿墊塊相似，墊塊中預(yù)埋細(xì)鐵絲，施工時可將墊塊綁扎于鋼筋上，同時也可在墊塊上設(shè)置凹槽以確保鋼筋位置的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。此外，有些工程采用聚乙烯等高分子材料制作的墊塊，見圖2。適用于樓板結(jié)構(gòu)。其中圖2a適用于板底鋼筋的定位，圖2b同時適用于板底和板面鋼筋的定位。先進(jìn)的方法還有采用聚乙烯等高分子材料制作的鋼筋定位夾具、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，基本是基于支撐的原理，將鋼筋進(jìn)行支墊，進(jìn)行保護(hù)層厚度控制，對控制混凝土鋼筋保護(hù)層厚度起到了很好的作用。但對于一般工業(yè)與民用建筑的現(xiàn)澆混凝土板類構(gòu)件負(fù)彎矩鋼筋，尤其懸挑構(gòu)件的板面負(fù)彎矩鋼筋，由于多為一級鋼筋，一般直徑較小，加上材質(zhì)本身剛度低，施工過程中由于受澆注混凝土的沖擊力和施工人員的踐踏，樓板負(fù)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(fù)彎矩筋保護(hù)層厚度的控制一直處于薄弱環(huán)節(jié)。比如筆者所在城市，混凝土板面負(fù)彎矩筋保護(hù)層厚度多次綜合檢查，合格點率不足50%，控制板負(fù)彎矩筋保護(hù)層厚度偏差被定為質(zhì)量專項治理目標(biāo)之一。為確保樓板負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層達(dá)到合格，行業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行了不斷嘗試、鉆研，先后試驗了多種控制板負(fù)筋保護(hù)層厚度的方法，經(jīng)過對幾種方法施工的負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層及樓板厚度進(jìn)行檢測對比，專家普遍認(rèn)為采用粗鋼筋（或鋼管）懸掛負(fù)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(wěn)定等方面要優(yōu)于其它方法，具有推廣使用價值。

負(fù)筋施工工法

3.1工藝原理：

采用Φ20或大于Φ20的粗鋼筋作為輔助架立筋，將板的負(fù)彎矩鋼筋臨時懸掛固定于輔助架立筋下，使負(fù)彎矩鋼筋、輔助架立筋、分布筋和撐腳連成整體，從而構(gòu)成剛度較大的鋼筋網(wǎng)片，能承受一定的沖擊力和偶爾的人工踩踏，避免混凝土澆搗過程造成負(fù)彎矩筋的嚴(yán)重偏位、下陷和嚴(yán)重變形情況，較可靠地保證負(fù)彎矩鋼筋的正確位置，從而保證鋼筋保護(hù)層合格率。適用范圍為現(xiàn)澆砼板負(fù)彎矩鋼筋偏位控制。

負(fù)彎矩鋼筋固定方法如下圖所示：

3.2 工藝流程：

布置鋼筋撐腳——擺放輔助架立筋——撐腳與輔助架立筋綁扎——負(fù)彎矩鋼筋與輔助架立筋逐點綁扎——檢查復(fù)核撐腳的高度、間距——砼攤鋪找平——平板振動器第一遍振搗——拆除輔助架立筋——補平粗鋼筋位置的凹槽——平板振動器第二遍振搗——砼表面收漿抹平。

3.3 使用材料

1）Φ20以上粗鋼筋作為輔助架立筋；

2）Φ8鋼筋撐腳；

3）22#扎絲；

3.4 操作要點

1）同一粗鋼筋上撐腳的間距：當(dāng)粗鋼筋直徑為Φ25時，以800mm為宜，當(dāng)輔助架立筋直徑較小時，適當(dāng)減少腳撐間距；

2）混凝土第一次振實的厚度不應(yīng)接近實際板厚度，應(yīng)留有3～5mm的余量；

3）輔助架立筋待第一遍振搗后應(yīng)馬上拆除，以便平板振動器第二遍振搗。

3.5 作業(yè)條件：

1）梁、板鋼筋已綁扎完畢并經(jīng)驗收合格；

2）輔助架立筋數(shù)量滿足砼澆筑需要；

3）鋼筋撐腳驗收合格。

3.6 工藝特點：

1）所采用的輔助架立筋可重復(fù)多次使用；

2）經(jīng)濟成本低；

3）操作比較簡單；

4）既控制了砼保護(hù)層的厚度和負(fù)彎矩鋼筋的正確位置，又控制了樓板厚度。

3.7 質(zhì)量要求：

1）輔助架立筋必須順直，第一根距梁、墻邊緣150～200mm通長設(shè)置，兩根架立筋之間間距400～600mm；

2）輔助架立筋、撐腳及負(fù)彎矩鋼筋之間必須逐點綁扎牢固；

3）撐腳支承輔助架立筋的平直段寬度約為100mm，高度由負(fù)彎矩鋼筋的具體位置及設(shè)計的砼保護(hù)層厚度確定，間距700～800mm；

4）撐腳的下端平直段須直接支撐在樓板模板上，不得支撐在樓板底筋上。

3.8 效果對比

桂林興桂商住樓項目部2#樓、香山畫苑住宅小區(qū)等采用懸掛粗鋼筋（或鋼管）施工工法的工程，板負(fù)筋保護(hù)層經(jīng)四次隨機檢測，合格點率≥90%，符合質(zhì)量驗收規(guī)范的要求。主體結(jié)構(gòu)驗收中，樓板經(jīng)鉆孔檢測，厚度全部合格，每個鉆孔點的厚度偏差均在驗收規(guī)范的允許偏差范圍內(nèi)，且絕對偏差值較小。而在桂林市多次質(zhì)量大檢查中，未采用該工法的項目，板負(fù)筋保護(hù)層厚度合格點率仍然較低。

負(fù)筋結(jié)論建議

1）樓板負(fù)彎矩鋼筋懸掛施工方法對于控制樓板負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層厚度在實踐中有極好的效果，但也有一部分工程，盡管使用了該“懸掛法”，混凝土保護(hù)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(dāng)。因此，加強管理是質(zhì)量的根本保證，不能因為新工法而疏于管理。

2）樓板負(fù)彎矩鋼筋懸掛施工方法應(yīng)注意以下事項：(1)每側(cè)負(fù)鋼筋網(wǎng)宜用兩根以上粗筋懸掛，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(fù)鋼筋必須與懸掛筋逐點綁扎；( 4)粗筋宜兩端設(shè)固定撐腳，其余用活動馬蹄鐵支撐，支撐高度要準(zhǔn)確。

3）樓板負(fù)彎矩鋼筋懸掛施工方法是在常規(guī)鋼筋保護(hù)層支撐支墊的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，常規(guī)的對鋼筋的支撐支墊不能省略。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板施工中，負(fù)筋往往被人為踩動、壓低，從而加大了混凝土保護(hù)層的厚度。另外還會出現(xiàn)負(fù)筋綁扎脫落、彎鉤傾斜，甚至于彎鉤朝上的現(xiàn)象，導(dǎo)致板內(nèi)負(fù)筋的作用降低，現(xiàn)澆板的承載力減小。那么應(yīng)怎樣防止負(fù)筋位移、松扣、傾斜呢 ？

防止人為踐踏

施工中各工種應(yīng)相互協(xié)調(diào)配合，按照木工支模、主筋綁扎水電配管、管線預(yù)留負(fù)筋綁扎的順序進(jìn)行作業(yè)。施工工序合理，可避免人為踩踏，混凝土澆筑前應(yīng)再進(jìn)行一次檢查整理。

用馬凳控制負(fù)筋位移

一般馬凳可用Φ6規(guī)格鋼筋（或按批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計方案選用更大規(guī)格如Φ10、Φ12等等）制作，其高度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)澆板的厚度減去鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度、主筋與負(fù)筋的直徑而確定。馬凳沿分布筋范圍內(nèi)每米負(fù)筋交錯放置不少于 1個， 1m2范圍內(nèi)不少于 2個，并于負(fù)筋下部用扎絲綁扎牢固。

混凝土落在灰盤上

澆筑混凝土?xí)r，斗內(nèi)混凝土不應(yīng)直接落在現(xiàn)澆板鋼筋上部，而應(yīng)落在灰盤上。我們采用└ 30× 3角鋼焊制成 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(jìn)行工作。在澆筑下一斗混凝土?xí)r，可以將灰盤挪至現(xiàn)澆混凝土上部，依次向前澆筑。這樣，既可以減小混凝土對鋼筋的壓力，起緩沖作用；又可以防止施工時人為踩踏。

1.負(fù)筋長度=負(fù)筋凈長度 左彎折 右彎折;

2.負(fù)筋根數(shù)=（布筋范圍-扣減值）/布筋間距 1;

3.分布筋長度=負(fù)筋布置范圍長度-負(fù)筋扣減值;

4.負(fù)筋分布筋根數(shù)=負(fù)筋輸入界面中負(fù)筋的長度/分布筋間距 1;2100433B

梁支座上部縱向受力鋼筋，有貫通與非貫通之分。一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力彎矩分正彎矩和負(fù)彎矩,抵抗負(fù)彎矩所配備的鋼筋稱為負(fù)筋,，通常指板、梁的上部鋼筋，有些上部配置的構(gòu)造鋼筋習(xí)慣上也稱為負(fù)筋。當(dāng)梁、板的上部鋼筋通長時，大家也習(xí)慣地稱之為上部鋼筋。

端支座負(fù)筋和中間支座負(fù)筋就是梁兩端的和中間的鋼筋。

樓板負(fù)筋即負(fù)彎矩鋼筋，一般指樓板上部位于板邊的鋼筋（懸挑板則位于樓板下部）。

負(fù)筋可以是全板面通長配筋，也可以是樓板短跨的1/4。2100433B