浅谈主次梁交叉处附加横向钢筋的布置

郭 上

(西南交通大学， 四川成都 611756)

浅谈主次梁交叉处附加横向钢筋的布置

郭 上

(西南交通大学， 四川成都 611756)

布置附加箍筋时，首先应明确次梁一侧或两侧需分别上吊的“剪力”，是由该次梁单独作用于主梁跨内时，由其本身的集中力计算得到，再分别计算两侧分别需要的附加箍筋数。而一般抗剪箍筋承担的剪力，是由所有次梁及均布荷载同时作用在主梁跨内时在不同梁段产生的剪力。这是附加箍筋与一般抗剪箍筋的区别。

剪力； 附加横向钢筋； 箍筋; 一般抗剪箍筋

《钢筋混凝土结构设计规范》9.2.11条规定：“位于梁下部或截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担，附加横向钢筋宜采用箍筋。箍筋应布置在2h1+3b的范围内……”。所以设计时遇到钢筋混凝土主次梁交叉处，就在次梁两侧共2h1+3b范围内附近横向钢筋(吊筋或箍筋)以承受次梁传给主梁的集中荷载，附加横向钢筋总面积As=P/(fyv·sinα)。

《规范》要求这样布置的原因是，次梁在支座(主梁)边截面上部属于受拉区，混凝土可能开裂，次梁支座反力就会通过与主梁结合紧密的混凝土传递至主梁截面中下部，见图1所示传力区。若不作处理，就易使主梁下部混凝土产生受拉斜裂缝，严重时斜裂缝下的混凝土还会拉脱而产生局部破坏。所以为了将下部集中力上传至主梁顶面，就需要就近设置拉杆，将集中力上传，再通过抗剪箍筋的拉杆作用和混凝土的斜压作用，逐次将集中力传递到两侧支座。《规范》规定，附加横向钢筋应布置在3b+2h1范围，所以设计时一般就对称地布置在次梁中轴线两侧的主梁内，范围也按规定的3b+2h1。b为次梁宽，h1为次梁底到主梁底筋合力点距离。

图1 传力区示意

当某根次梁位于主梁跨度中点，且主梁两侧支座约束情况完全相同(对称)时，按规范规定在该次梁两侧对称地设置附加箍筋和吊筋，是完全正确的。但是一旦次梁位置变化，或主梁跨度内不止一根次梁，以及主梁两端支座约束不同时，再硬套规范规定的方法设置横向钢筋，就会出现需要的地方布置不够，不需要的地方布置偏多的情况，下面分不同情况进行分析。

1 附加横向钢筋布置分析

为了简便地说明问题，文中以箍筋为例，并假设主梁两端支座约束相同，不考虑主梁自重。

1.1 主梁中部对称轴有一根次梁

分析过程见图2。次梁传集中力P,其两侧主梁段均会产生相同的剪力:V=P/2。次梁两侧主梁可能会在斜截面1～4出现斜裂缝，那么穿过斜截面1～4的箍筋均近似等效于桁架的受拉腹杆，斜截面之间的混凝土类似桁架的受压腹杆，下部纵筋类似桁架的受拉弦杆，上部纵筋和压区混凝土类似桁架的受压弦杆。通过拉、压杆依次传递，最后将集中力传递到两侧支座。此种情况，将附加箍筋均匀布置在3b+2h1范围，穿越斜截面1，有效上吊集中力，布置可行。斜截面1短于其他斜截面，而箍筋数相同，所以穿越斜截面1的箍筋布置更密。

图2 次梁居中传力分析

1.2 主梁跨中靠左或右布置一根次梁

分析过程见图3～图6。

图3 次梁靠近左支座传力分析

图4 次梁靠近左支座剪力

图5 次梁靠近右支座传力分析

图6 次梁靠近右支座剪力

由图3、图4可知，左侧加密箍筋Asv1上吊力等于剪力V1，右侧加密箍筋Asv2上吊力等于剪力V2。

由图5、图6可知，左侧加密箍筋Asv2上吊力等于剪力V2，右侧加密箍筋Asv1上吊力等于剪力V1。

1.3 主梁支撑两根次梁且对称布置

将前述第1.2节分析的图3～图6合并考察，得到图7、图8示意。

为了简化分析，假设两次梁均传集中力P，那么两次梁间由两个集中力P产生的剪力为零，不会出现贯通ho高的受拉斜裂缝，可构造配箍筋Aso,但次梁之间仍需按左或右次梁单独作用时在图7所1.5b+h1范围设置附加箍筋Asv2，分别将下部集中力V2上吊至梁上部；次梁与各自近端支座间会产生相同的剪力V=P，但次梁与支座间只需按左或右次梁单独作用时在图7所示，1.5b+h1范围设置附加箍筋Asv1，分别将下部集中力V1上吊至梁上部，因为V-V1差值是由远端次梁产生的剪力，不需要由Asv1上吊而仅由抗剪箍筋承担即可。当然，次梁靠支座一侧，除了附加箍筋外，还应往支座方向布置抵抗剪力V=P的一般抗剪箍筋，图7中，次梁顶到底的斜裂缝1a范围，就包含Asv和Asv1两种箍筋。次梁之间，也宜全跨布置构造箍筋Aso。箍筋布置见图7。

图7 主梁支撑两根对称布置次梁传力分析

图8 主梁支撑两根对称布置次梁剪力

通过图9的隔离体分析更加清楚：附加箍筋与混凝土压杆形成一对平衡力，所以附加箍筋在两侧均需配置，若在隔离体右侧没有附加箍筋,就无法平衡由B次梁传来的混凝土压杆产生的压力。

图9 隔离体受力分析

1.4 悬挑主梁抬次梁

当悬挑梁抬次梁时，若次梁靠边，附加箍筋只能加在靠支座一侧。但当次梁在跨内时，根据与前述分析相同原理，也应该加在靠支座一侧(图10～图11)。

图10 悬挑梁抬次梁箍筋

1.5 小结

从以上简化分析可知，穿越斜截面1的附加箍筋与穿越其他斜截面布置的抗剪箍筋的作用没有本质区别，仍然是“斜截面抗剪”，起“拉杆”作用，在可能出现斜裂缝的范围均需要足够的箍筋穿越。但二者的计算与布置范围时有区别。

布置附加箍筋时，首先应明确次梁一侧或两侧需分别上吊的“剪力”，是由该次梁单独作用于主梁跨内时，由其本身

图11 悬挑梁抬次梁时传力分析

的集中力计算得到，再分别计算两侧分别需要的附加箍筋数。而一般抗剪箍筋承担的剪力，是由所有次梁同时作用在主梁跨内，在不同梁段产生的剪力。这是附加箍筋与一般抗剪箍筋的区别。

由前述分析，当主梁跨内作用一根次梁时，在两个1.5b+h1范围，可仅布置附加横向钢筋，且仅当次梁位于主梁中间时，两侧附加横向钢筋相同。当主梁跨内有两根或更多次梁时，则需要在次梁两侧的1.5b+h1范围分别布置附加横向钢筋分别满足穿越斜截面1z、1y的附加箍筋和穿越从次梁顶开始的斜截面2z、2y的抗剪箍筋要求，附加横向钢筋需按每根次梁单独作用时计算的两侧剪力分别计算。

当悬挑梁抬次梁时，在靠近支座一侧2b+h1范围，仅布置附加横向钢筋。

2 结论

综上，可以得到通用简便作法，共作法分析见图12。

图12 附加箍筋通用作法分析

图 12中，V1、V2是由次梁自身传集中力产生的两侧剪力，由穿越斜截面1z、1y的加密附加箍筋Asv1、Asv2上吊；Vj1、Vj2是由包括该次梁以及所有其他次梁产生的剪力，由穿越其他斜截面的一般抗剪箍筋承担，穿越次梁顶边开始的斜截面2z、2y的箍筋则是由一般抗剪箍筋Aj1、Aj2与附加(或加密)箍筋组成，即左侧：Aj1+Asv1；右侧：Aj2+Asv2。

设计时，根据次梁两侧距离支座的距离大小，确定比例关系，按相同的比例计算出两侧箍筋的多少，按加密方式布置附加箍筋，比例多的附加箍筋应布置在距离支座近的一侧1.5b+h1范围，比例少的附加箍筋应布置在距离支座远的一侧1.5b+h1范围，然后还应在两侧布置一般抗剪箍筋，可以满足上吊集中力和斜截面抗剪的要求。

TU375

A

[定稿日期]2017-08-22

郭上(1996～)，女，在读本科，专业为土木工程(房屋结构方向)。