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本科生畢業**（設計）
題目：鋼筋混凝土結構配筋設計及施工需要注意的問題
學習中心： 大連學習中心
層次： 專科起點本科
專業： 土木工程
年級學號
學生指導教師
完成日期
內容摘要
對部分預應力混凝土結構預應力筋和非預應力筋的預估方法進行了歸納總結 ,指出了各自的適用範圍及計算過程中的注意事項 ,有較實用的參考價值。分析並討論了鋼筋混凝土結構配筋計算中, 易忽視和出錯的三個問題, 它們是受力鋼筋淨間距、鋼筋選用、保護層厚度與鋼筋截面積的關係問題, 對設計由粗放型向節約型、集約型轉變有一定的借鑑作用。對部分預應力混凝土結構預應力筋和非預應力筋的預估方法進行了歸納總結 ,指出了各自的適用範圍及計算過程中的注意事項 ,有較實用的參考價值。
根據筆者對建築施工管理多年的工作經驗，對鋼筋混凝土結構施工質量控制與質量管理也進行了詳細的**。
關鍵詞：鋼筋混凝土結構配筋；質量控制要點；施工組織；鋼筋；混凝土；澆築；質量控制；管理
目錄內容摘要 i
引言 1
1鋼筋混凝土結構配筋計算中要注意的幾個問題 2
1.1 鋼筋淨間距與鋼筋截面積的關係問題 2
1.2 鋼筋選用與鋼筋截面積的關係問題 2
1.3 保護層厚度與鋼筋截面積的關係問題 4
1.4 鋼筋混凝土結構施工前質量控制 4
1.5 鋼筋混凝土結構施工施工過程中質量控制 5
1.6 鋼筋混凝土結構施工過後質量控制 6
1.7 鋼筋混凝土結構中鋼筋保護層的重要性及施工控制 7
1.7.1 鋼筋與混凝土的力學結構 7
1.7.2 混凝土中鋼筋鏽蝕的原因分析 8
1.7.3 鋼筋保護層施工質量的要求 9
1.8 高氣溫環境中鋼筋混凝土結構施工質量控制 10
1.8.1 控制結構早期開裂 10
1.8.2 改進混凝土配合比 ,降低水化熱 10
1.8.3 混凝土保護層厚度 11
1.8.4 合理預留施工縫位置 11
1.8.5 控制膨脹加強帶開裂, 實現超長結構混凝土無縫施工 12
1.8.6 加強振搗提高構件密實度 12
1.8.7 早期濕潤養護 12
參考文獻 14
引言在鋼筋混凝土結構配筋計算中 ,要注意的問題很多 ,例如最小配筋率驗算 、最大配筋率驗算、剪扭構件截面限制條件的驗證 、剪跨比的確定、相對界限受壓區高度的驗證等等, 這些在教材和規範中都是常見的 ,比較容易引人注意 。作者曾在從事設計的過程中 ,發現不少學生及設計人員對一些不顯眼或隱含的要求沒有考慮, 從而使設計出現一些較大的偏差甚至錯誤, 其中最易忽視和出錯的三個問題是 :不懂得鋼筋淨間距要求而引起鋼筋總截面積的錯誤,選擇鋼筋直徑時太隨意導致鋼筋總量不必要的增加 , 對保護層厚度的選用不重視 。
由於我國對預應力混凝土的耐久性重視不足, 至今設計、施工規範尚沒有耐久性要求的條文, 如果施工質量控制不嚴, 會造成質量隱患。 因此, 有必要對預應力鋼筋混凝土結構進行嚴格的施工質量控制。
一般來說，在對鋼筋混凝土的受力條件進行考慮的時候，重點考慮混凝土的受壓應力以及鋼筋的受拉應力。鋼筋混凝土結構構件中的實際受力狀態是否能夠與實際設計相吻合，主要決定於鋼筋在結構中的位置是否正確。這也是要對混凝土保護層進行控制的重要原因之一。
1鋼筋混凝土結構配筋計算中要注意的幾個問題
以某鋼筋混凝土受彎構件的配筋計算為例,說明不懂受力鋼筋淨間距將導致鋼筋截面積計算結果發生較大差錯。例題:某鋼筋混凝土矩形截面梁,所處環境為一類,其截面積尺寸=250mm , =550mm, 採用hrb400鋼筋,混凝土強度等級為c30,該梁控制截面的彎矩設計值為m=400kn·m,求縱向受力鋼筋的截面積。
由, ,取=35mm ,求出=311.4mm。因=311.
4mm >=0.518×515=266.8mm,應採用雙筋截面,由, ,令===0.
518,取=35mm , =35mm,求得: =209mm2, =2858mm2。
討論如下:如果現場條件要求採用25或28 ,根據上述計算結果 ,受拉縱筋選用625或528 ,按一排布置。表面上看,不論625還是528都可以布置下來,考慮保護層25mm ,則625各根之間的淨間距為250-6×25-2×255=10mm , 528各根之間的淨間距為250-5×28 -2×254 =15mm ,但實際上這種布置方式根本不能滿足《混凝土結構設計規範》( gb 50010 -2002)要求:
梁下部從向鋼筋水平方向的淨間距不應小於25mm和, 所以按單排布置是錯誤的,應按雙排布置，這樣一來, , =h-相應發生改變,且應按「規範」要求的雙排鋼筋之間的淨間距不應小於25mm 和來確定 ,其中為受力縱筋最大直徑, 即不應是一般專業書中所採用的=60mm , 這裡以採用28鋼筋為例再次計算該算例:
=保護層厚度+受力縱筋直徑+0.5倍雙排縱筋淨間距=25+28+0.5×28 =67mm , 可以看出這裡的as與一般書籍中的=60mm不同,根據前述計算估計選用14鋼筋, 則=25+0.
5×14=32mm ,利用前述公式求出縱向受壓鋼筋=492mm 2, 縱向受拉鋼筋=2977mm2。
從上述前後的計算結果對比可以看出: 因為不懂得鋼筋水平淨間距及排( 層) 間淨間距,出現了受力縱筋計算結果的較大差錯,就本題而言,受壓縱筋截面積少算58%,受拉縱筋截面積少算4%。
在鋼筋混凝土結構的設計中,選對公式和相關引數是獲得正確配筋的最基本前提,但是,只停留在此層面,而對計算出來的鋼筋截面積隨心所欲地選擇所配筋的直徑和根數,很容易導致實際所用鋼筋總量的不必要增加,造成不必要的經濟損失[1],這裡以一例項說明。
例題:某鋼筋混凝土框架結構, 底層某柱承受軸向壓力設計值n =4800kn , 扭矩設計值t=80kn·m , 柱截面尺寸為500mm×500m m ,計算長度l0=4.5m,混凝土強度等級為c30, 縱筋為 hrb335鋼筋,箍筋為hrb235鋼筋,環境類別為一類 ,求所需的縱筋截面積。
由「規範」公式驗算截面尺寸滿足要求, 利用得受壓縱向鋼筋=6041mm2,利用, ,=1.1 ,得受扭縱向鋼筋=1235mm2。受壓和受扭所需縱筋總量為=+=7276mm2。
具體選擇鋼筋直徑和根數時,有多種可能,這就必須經過認真的對比分析,選出最優方案。圖1是其中幾種可能的布置方案(圖中箍筋沒有畫出,縱筋截面積單位為mm2)。
圖1幾何可能的布置方案mm2
討論如下:1)選用圖1a或圖1b方案是錯誤的,因為角部應力較集中,而角部所配鋼筋直徑相對每邊中部的鋼筋直徑小許多。2)對於圖1c、圖1e、圖1g 、圖1h 四種方案,它們所配筋均小於設計值as=7276mm2,相應缺少0.
5%,4.3%,4.2%,1%,根據一般的設計經驗,缺少的配筋面積小於 5%時是允許的,這樣,選擇圖1e方案較好, 因為最節約鋼筋。
試想,如果工程所需鋼筋總量相當大,那麼採用與圖1e相類似的方案,從絕對用量來說可以節約不少鋼筋。3)對於圖1d、圖1f二種方案,它們所配筋均大於設計值as=7276mm2 ,相應增大2.4%,2.
2%,一般設計人員可能選擇圖1f 方案因為所用鋼筋小於圖1d方案 ,且加大配筋又可保險。4)對於鋼筋直徑和根數的選擇,完全與設計的鋼筋總量相吻合是很難的,不同人有不同的選法,這容易造成鋼筋的浪費或不安全,而現成的「規範」對此沒有進行研究和制定相應的規定, 為了建立既節約又安全的投資機制,關注細節勢在必行[2]。
以一例項說明問題,某鋼筋混凝土簡支梁,計算跨度l0=6m ,承受均布恆、活荷載作用,彎矩設計值為m=502.9kn·m ,截面尺寸為350mm×600mm,混凝土強度等級為c30 ,鋼筋為hrb335鋼筋,求出不同保護層厚度與所用鋼筋的關係如表 1所示。
討論如下:一般設計人員設計時,不考慮結構所處環境和使用年限以及耐久性,隨便選擇保護層厚度,而保護層厚度從肉眼看來很不起眼,似乎不足輕重,但它的微小變化卻能引起受力筋截面積一定程度的改變,不能不引起重視。前面所闡述的鋼筋淨間距、鋼筋選用、保護層厚度雖然看似微不足道,但實際上與鋼筋截面積或鋼筋用量有較重要的相關關係,在建立節約型和安全型社會的今天,不論是一般設計人員還是國家規範都應深入分析研究這些關係,關注細節才能產生集約效應。
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