概念
通俗的说:在下列构件的配筋构造中,可以用到负弯矩钢筋的概念:
1、板类构件,在板的支撑部位配置的上排钢筋,俗称“担水筋”;
2、梁类构件,节点处设置的“非贯通纵筋”,一般认为是用来抵抗“负弯矩”的,(贯通的纵筋也能抵抗负弯矩)
3、梁板类构件在受力分析时有一个“反弯点”,反弯点是正弯矩和负弯矩的分界点,一边是钢筋抵抗“正弯矩”,另一边则抵抗“负弯矩”。
应该说,“负弯矩钢筋”这个概念虽然一直在专业书籍中使用,但是,若要给出十分严格的界定,就不太可能。只能说,在有些构件中相对明确一点,有些构件中不十分明确。
承担负弯矩的钢筋,简称负筋,因为一般的力学把下部受拉的弯矩规定为正弯矩,上部受拉的弯矩为负弯矩。
负筋是承受负弯矩的钢筋,一般在梁支座(一般是柱子)的上部或板支座(一般是梁或墙)的上部。
一般情况,认为正常受重力作用的简支混凝土梁跨中下侧受弯拉,为正弯矩;这个概念引申到梁板等水平受弯构件中,与之受力不同的为负弯矩。在柱子中没有该概念。
支座有负筋,是相对而言的,一般应该是指梁的支座部位用以抵消负弯矩的钢筋,俗称担担筋。有些支座上部没有负弯矩(铰支座),配置的构造钢筋习惯上也称为负筋。当梁、板的上部钢筋通长时,大家也习惯地称之为上部钢筋。
施工
对于一般工业与民用建筑的现浇混凝土板类构件负弯矩钢筋,尤其悬挑构件的板面负弯矩钢筋,其混凝土保护层厚度的控制一直处于薄弱环节。本文介绍的采用粗钢筋(或钢管)悬挂负弯矩钢筋的方法因其材料成本低、人工操作简便、控制效果稳定等特点,有推广使用价值。
工程质量
混凝土保护层是指外层钢筋外缘至混凝土外表面的混凝土厚度,亦称混凝土保护层厚度。保护层厚度的确定,基本上是根据两个因素:一是在结构上保证钢筋与混凝土共同工作,即满足受力钢筋粘结锚固要求;二是保证混凝土钢筋的耐久性。它的厚薄及施工质量的优劣,直接影响到混凝土的耐久性。
混凝土保护层厚度无论过厚或过薄,都会对构件产生影响。保护层厚度过簿,无疑会缩短钢筋的脱钝时间,使钢筋提早开始生锈并加快锈蚀发展速度。钢筋钝化膜遭到破坏的主要原因就是被碳化。混凝土保护层被完全碳化通常是钢筋锈蚀的重要前提。而碳化所需时间是同其厚度成正比的,这时构件的耐久年限主要取决于混凝土保护层完全被碳化所需要的时间。从这个角度讲,增加混凝土保护层厚度,可以保证构筑物的使用寿命。
保护层过厚,钢筋周围由于粘结滑移所引起的裂缝很容易发展到构件表面,形成沿纵向钢筋的裂缝,使保护层混凝土发生劈裂破坏,导致钢筋的强度无法充分发挥作用,且劈裂裂缝对钢筋的腐蚀构成了严重威胁,这也直接影响了结构的耐久性。保护层厚度过厚将削弱构件的承载能力。足够的保护层厚度可保证钢筋和混凝土的共同工作及结构的使用年限,可使结构不致因灾害(火灾、腐蚀等)达到钢筋软化的危险温度而造成结构的整体破坏。但如果保护层过厚,除了在构件表面容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝外,还会直接削弱构件的承载能为,特别是对一些悬挑式的构件,此种情况更明显、更危险。