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中央空调梁上开孔,如何避免打断主筋?

发布时间:2019-06-13 11:42:52  来源:果木网  作者:张杰   关键词:中央空调

装修时在布置顶部水电管和空调、新风管道的时候,需要在梁上开孔,这些孔洞的尺寸有大有小,一般而言:水电管穿梁上开孔的直径为5CM;空调管开孔直径两条冷媒同穿一个孔,这个孔的尺寸是8CM,冷凝水管的直径和普通水管一样为5CM;新风系统的梁孔洞直径是12CM。

那这些梁上后开的孔洞到底有没有影响?许多打孔师傅会拍着胸脯跟你说没事,还信誓旦旦地说大家都打孔了你见哪座房子塌了吗。但严格上来讲,梁作为框架结构房屋中的一个主要受力构件,是不允许有任何后开孔行为的,一般规范的做法是在建造房子浇筑梁体的时候就应该预留孔洞,但这样的做法很少,房屋交付后的梁后孔这种行为就无法避免,我们应该怎么去开孔才会更合理,今天我们来详细说明。

 一、理论篇

1、什么是框架结构?什么是梁、板、柱?

发现很多童鞋装修房子的时候连什么是梁和柱都判断不了,那就先把这个讲一讲。框架结构是大约2000年左右在我国兴起的一种结构模式,之前都基本以砖混结构为主。框架结构是指由梁和柱以刚性相连接而成构成承重体系的结构。这个定义比较学术,直接找了一张图片表示。

2、梁内钢筋的布置

看了上面的图片,梁作为房屋顶部的主要受力构件,它里面的钢筋是怎么样的,我们平时经常所讲的主筋又到底是在哪里,继续介绍一下。

因为框架结构中梁、板、柱都是整体浇筑的,所以在工地上它的顺序一般是,先放置绑扎好的钢筋,然后钢筋四周支好模板,再浇筑混凝土,等凝固达到一定强度后,就成了我们上面图片里看到的样子。我们普通住宅大部分梁的主筋(受拉钢筋)位置而言,是位于梁的下部,见下面图片,大家主要分辨一下主筋和箍筋在哪里?

 在下个模型图里,其中红色的下部钢筋即为主筋,黑色的一圈圈形成闭合箍状的即为箍筋。其他钢筋同学们可以暂时忽略。

再看下面的梁截面配筋图,下部是3根直径为12的受力钢筋,箍筋按照直径为8,每隔200MM一道进行设置。

3、为什么下部钢筋是受拉主筋?箍筋有什么用?

为什么说下部钢筋是受拉主筋,再来一组图片。在(b)上部外力荷载的作用下,梁是存在微小的向下弯曲变形的,即使这种变形肉眼看不出。在(a)图片里,以中和轴为界,梁弯曲后中和轴上部的梁是向中间挤压的,形成了受压区;而下部的梁是向外拉伸的,形成了受拉区。

如果用竹子来表示这个受压和受拉会更直观,常识里我们都知道用力掰竹子时下部是受拉断裂的。

混凝土和钢筋两种材料本身的性能决定了它们在在梁这种受力构件中承担的作用不一样,钢筋延展性好,因次布置在梁下部的钢筋承担抵抗拉力的任务;而混凝土的抗拉性能很差,而抗压性能好,因为在梁的上部受压区承担抗压的作用。因此这就是梁的下部钢筋为什么叫做受拉主筋的原因。

此外,梁的内部受力里还存在一个剪力。剪力是一对相距很近,大小相同,指向相反的横向外力。这个概念比较抽象,我们简单去理解,就是有一把大剪刀,要把这根梁剪断。而用来抵抗这把剪刀的就是箍筋。

4、梁上开孔会造成什么影响?

梁的下部钢筋是受力钢筋,如果在开孔的时候选择的位置不对,打断了下部钢筋,那么整根梁会无法承担拉应力,成为废梁一根,严重影响到结构安全;梁上开孔会造成该部位混凝土截面面积变小,如果开在上部受压区,会造成该部位抗压能力降低;梁上开孔会至少打断1-2根箍筋,造成该部位抗剪能力降低。

5、梁内部应力分析。

既然梁上开孔带来结构上的安全有这么多,那我们该如何进行科学的开孔,先来看结构力学上对梁受力的一个分析图,以最简单最常见的均布荷载下简支梁为例:

第1个图是梁的受力荷载图,A和B是两端支座,大家可以看成是柱子,C大家可以看成是一道梁。

第2个图是剪力图,阴影部分代表的是剪力大小。可以看出,梁的跨中剪力最小为零,而支座两端剪力最大。

第三个图是弯矩图,阴影部分代表的是弯矩大小。可以看出,梁的跨中弯矩最大,而支座两端弯矩为零。

综上结论是:梁上打孔的时候要避开这些应力最大的薄弱部位。

 二、结论篇

根据结论来看。想要梁上比较科学的开孔,可以这样去做:

首先,梁上开孔一定要避开主筋,即梁下筋,可以算了一下高度,从梁底开始起算,开孔位置要满足的高度=下筋直径+梁保护层厚度+梁表面的粉刷层。

普通住宅梁下筋一般直径在16-20MM,外加箍在外面的箍筋直径8MM,总共24-28MM,算30MM;梁保护层即钢筋到梁外沿这一层混凝土的厚度一般规定是不应小于钢筋尺寸,大致算20MM;粉刷层厚度一般在15MM。

如果一切都按照规范的做法,总共大概在65MM,即孔下沿距离梁底最少要保证7公分的高度,这样的高度基本能满足打孔不打断下筋的要求,当然大于7公分会更安全,因为施工时钢筋放置的高度并不是控制得那么到位,但最好别超过梁的中轴线高度,因为上部是受压区。这是垂直方向上对孔洞的要求。可见下示意图,红圈为开孔。

其次,水平方向上对开孔的要求是需要避开应力最大处,由上述第5点梁内部应力分析我们知道,梁的剪力最小处在跨中,但跨中同时又是弯矩最大处,因此一般开在梁跨度的1/3处比较合理,这跟施工规范上对施工缝的留置位置要求是相一致的。施工规范上对施工缝留置的描述是:有主次梁的楼板, 宜顺着次梁方向浇筑, 施工缝应留置在次梁跨度中间1/3 的范围内。举跨度为3米的梁为例,简单画了下示意图。水平方向上,孔开在距离支座(柱子)距离1米左右的地方比较合理。

 三、案例篇

发几个实际案例说明一下,更加直观。

 四、实战篇

1、用来打孔的水钻。钻头可以更换,用来打5CM、8CM、12CM甚至更大的孔。

2、打出来的梁孔内的混凝土柱体

3、被打断的箍筋。箍筋被打断在所难免,只要打孔的位置比较合理,影响会被降低到最小。箍筋一般不会太粗,通常在6-8MM。

4、邻居家被打断的主筋。用卷尺量了一下掉下来的那一段钢筋,大概直径是18MM。说起这个过程真是一个悲剧的过程:先是小区服务队负责打孔的老师傅临时有事走开了一下,换了个没经验的年轻师傅;二是这个孔所在的梁下部是有墙的,以至于没有真正确定好7公分孔底高度。

最后说几点需要另外注意的:

1、开任何孔的一个大前提是要保证梁下部受拉钢筋不能断,即7CM的最小尺寸要满足。特别是空调冷凝水走管有一个坡度要求,可能这边的梁孔底高度满足了7CM,但另外一边的梁不能满足了,这个时候就要跟安装空调师傅的协商走管方向,冷凝水管没必要一定跟着冷媒管一起走,它可以走自己的单独一个线路,最后统一汇集到下水处。我就是这样和楼宇吉宅的周师傅一个个地核对我们梁上开孔的位置,他也非常耐心爬上爬下的测量和确认,最终优化出一个最安全的开孔方案。

2、水电施工和空调安装开孔时,关于有没有必须要留在1/3处。因为开孔的位置会影响管线的走向,管线的走向会引起水电和空调施工安装的麻烦和木工吊顶的变更。认为,一般直径5CM的孔可以稍微任性一点,而8CM以上的孔,就要尽量往1/3的要求去靠近了,特别是不能把孔打在距离柱子接近的地方,因为支座处是剪力较大处都会采取箍筋加密的,可能一个孔打进去断好几个箍筋。

至于直径12CM的新风孔,建议是真的不要去开了,因为普通住宅室内的梁高一般也就300-400MM之间,12CM的直径几乎占去了一半的尺寸,对梁几乎是毁灭性的打击。考虑过梁器吧,不过听说这玩意风阻也很大。实在是一件纠结的事情,这也不考虑新风系统的原因。

3、孔越小越好,能开小孔的,就不要在开大孔。次梁高度能满足开孔要求的,就不要在主梁上开。次梁和主梁的区别,一般高度小的是次梁。

4、开孔在能满足7公分要求的前提下,尽量往梁下部移,最好是位于中部偏下的位置,尽量去增加梁上部受压区的面积。

5、注意梁下有墙这种情况,墙和梁统一刮了白色腻子分辨不清楚梁高时,需进谨慎确认。

6、注意“一跨”的概念,是两个柱子之间的一道梁叫一跨,有时候在房子内部,因为墙体的存在,非专业人士一下子难以分辨柱子,多跟项目经理、设计师咨询,参考开发商卖房时候附在合同后面的户型图,仔细分辨柱子,确认好何为“一跨”。