教你不知道的土建理論知識，理論指導(dǎo)施工

結(jié)合八年土建施工及三年房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)驗，應(yīng)廣大房建施工同行要求，也致即將或剛畢業(yè)的工民建專業(yè)新生。房建施工知識不是經(jīng)驗之談，而是用理論指導(dǎo)施工，萬變不離其宗，懂此原理所在，方能去處理未曾見過的技術(shù)難題。

小時候的夢想是建一座屬于自己的高樓大廈，自從選擇房建專業(yè)后，我一直在深究土建施工的魅力所在。經(jīng)過總結(jié)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，結(jié)合扎實的理論知識，以下從理論角度分析及給出土建理論知識與實際相結(jié)合的應(yīng)用指南及解答：

普及理論常識。房屋構(gòu)造主要由梁板柱剪力墻組成（框剪結(jié)構(gòu)），而梁板柱剪力墻結(jié)構(gòu)又由鋼筋、混凝土材料組合而成，施工階段還有模板、支撐體系。

其他理論常識：我們使用彎矩圖及剪力圖指導(dǎo)施工，我們知道鋼筋的抗拉強度是抗壓強度的幾萬倍，所以鋼筋主要作用是抗拉，而混凝土抗壓強度是抗拉強度幾萬倍，所以混凝土主要作用是抗壓（這個是關(guān)鍵點）。

所為彎矩指的是彎拉應(yīng)變產(chǎn)生的應(yīng)力，作用力是彎拉；而剪力指的是剪切作用下的應(yīng)力，作用力是剪切。

拿簡支梁做例子。從理論而言，我們主要是計算簡支梁的正截面計算，以及斜截面計算，屬于強度驗算。另外PKPM設(shè)計軟件還有計算剛度驗算，主要有撓度驗算，裂縫驗算。對施工而言，我們主要應(yīng)用強度驗算原理或結(jié)果即可。

1）通過正截面計算，主要是配置梁的主筋大小是否滿足？這里主要是考慮彎矩作用。

2）通過斜截面計算，主要是配置梁的箍筋大?。窟@里主要是考慮剪力作用。

3）通過微積分結(jié)算，我們得出簡支梁的彎矩圖及剪力圖（如下，簡支梁彎矩圖及簡支梁剪力圖）。

簡支梁彎矩圖

簡支梁剪力圖

4）通過彎矩圖及剪力圖，我們可以判斷出簡支梁里鋼筋所受的作用力大小及部位（如下，簡支梁理論配筋圖）。

簡支梁理論配筋圖

從以上分析得出，結(jié)合前面所言，鋼筋主要作用是抗拉力，混凝土主要是抗壓。

我們在正負(fù)彎矩部位配置受力筋（詳見簡支梁理論配筋圖），以抵抗彎矩產(chǎn)生的彎拉應(yīng)變，而造成梁面開裂。所以，施工中我們會看到負(fù)筋鋼筋比較密，主要是負(fù)彎矩過大。而在受壓區(qū)部位不配筋，通過采用混凝土自身的抗壓強度抵抗受壓區(qū)。實際中，支座位置有大量底部鋼筋放置，其實主要是因為底部受力筋要滿足規(guī)范要求的錨固長度。另我們也知道，以前設(shè)計經(jīng)常會出現(xiàn)彎起鋼筋，底部鋼筋在到支座前就直接45度彎起作為抗剪使用，這個就是很好的證明。

我們可以輕松利用微積分計算出的彎矩圖結(jié)果應(yīng)用到工程實際中，用以指導(dǎo)我們的施工。通過彎矩圖大致形狀，我們可以輕松判斷受力筋應(yīng)該搭接位置或那里截斷。

我們通過剪力圖可以判斷，剪力受力最大位置在支座處，所以我們必須在支座處加大箍筋的數(shù)量，通常施工中為結(jié)構(gòu)梁凈跨1/3位置加密，主要是用來抵抗剪力產(chǎn)生的應(yīng)變造成斜截面裂縫。以前，設(shè)計人員是先斜截面計算箍筋大小，并通過彎矩圖原理，采用彎起鋼筋抵抗剪力，而后，為了省事直接加密箍筋。

類似的分析，框架柱同樣受彎矩及剪力作用，同時還受軸力作用。一般而言，房建中結(jié)構(gòu)柱均按偏心受壓計算，所以才有彎矩及剪力作用。

我問過很多新來的實習(xí)生，他們很多不懂得運用彎矩圖及剪力圖指導(dǎo)施工，所學(xué)的知識全部是現(xiàn)場施工經(jīng)驗。我就問不經(jīng)意問，難道師傅就教這些，或者是你們自己看到了表面的知識。他們很多都不解其中緣由。

不僅新來工作的，或是已經(jīng)工作多年的工程師們，對于理論力學(xué)一竅不通，知其然不知其所以然。我常常跟我?guī)У男律f，如果你們只知道按圖施工，按經(jīng)驗辦事，那你沒有水平，遇到新問題基本不能解決。

問題來了，曾經(jīng)做電氣行業(yè)的人員請教我，為什么柱子里面沒有配鋼筋？會不會影響結(jié)構(gòu)安全，他們有這樣的疑問，我覺得是好事，因為他們從外行的專業(yè)知識思考建筑行業(yè)，能看出問道孺子可教也。我也問過很多老師傅們，你們怎么解析？

其實很簡單，剛才說過，鋼筋主要作用是抗拉，因為抗拉是抗壓的幾萬倍，我們要充分利用抗拉性質(zhì)抵抗彎拉應(yīng)變，只有受拉力部位才放置鋼筋，不然那是浪費國家鋼材資源。

另外，混凝土主要作用是抗壓，抗壓也是抗拉的幾萬倍，混凝土不經(jīng)受太大的拉力就開裂，在受壓區(qū)部位，我們是通過混凝土抗壓抵抗軸力作用。

那顯而易見，柱子偏心受壓后，中間核心位置大致2/3位置是受壓，所有我們通過混凝土抵抗壓力，沒必要配鋼筋?，F(xiàn)代發(fā)展成中間是空心鋼管的混凝土結(jié)合體，其實也是充分利用鋼管與混凝土共同作用抵抗壓力。

對于柱子四周而言，因柱子可能會受偏心受壓，偏心受壓后四周會產(chǎn)生彎矩，既然有彎矩就會造成柱子混凝土?xí)軓澗亻_裂，我們通過四周配置受力筋抵抗彎矩產(chǎn)生的作用力。

同樣的例子，支座處底部受力筋往上翹起，造成保護層厚度過大，是否影響工程施工質(zhì)量？在我作為甲方時，我們經(jīng)常驗收鋼筋，見到這種現(xiàn)象很多，我當(dāng)面問了我施工五年的同事，也是土建專業(yè)的工程師。因為我經(jīng)常跟他們說受力分析，所以他們一下子就說，鋼筋保護層厚度超標(biāo)，會造成支座處底部混凝土開裂。我說，你這是杞人憂天，這么簡單的力學(xué)都沒掌握好。

其實，通過彎矩圖，我們知道底部支座處是受壓區(qū)，沒有必要使用鋼筋來抵抗壓力。他們有點茫然，不怎么相信我的理論水平。我舉簡單例子，通常為什么會有彎起鋼筋？作用是什么？很明了，彎起鋼筋是拿來抵抗剪力，以節(jié)約箍筋使用量，減低成本。所以，受壓區(qū)是沒必要放置受力筋的。另外，底部支座處為什么鋼筋可以斷開，就是因為該區(qū)域為受壓區(qū)，規(guī)范已經(jīng)說明，受拉區(qū)盡可能不能搭接。

通過以上分析，我相信，只要有點力學(xué)常識的人都會看得懂，但是，我想說，把書本知識學(xué)到的力學(xué)知識結(jié)合實際，用來指導(dǎo)施工，才是我們國家最需要的棟梁之才。