[精品文档]监理人员应了解的钢筋混凝土结构的几个概念和一般构造要求.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流精品文档监理人员应了解的钢筋混凝土结构的几个概念和一般构造要求.精品文档.监理人员应了解的钢筋混凝土结构的几个概念和一般构造要求 学习资料在日常监理工作中,我们最常遇到的建筑结构形式是钢筋混凝土结构,作为一名监理工程师,特别是土建监理人员,除了熟悉施工图纸、技术规范、标准外,我们还应非常熟悉结构的构造要求,特别是钢筋混凝土结构的构造要求,为全面实现结构质量安全打下基础,下面结合监理工作实践,针对监理人员应了解的建筑结构设计中的几个概念、钢筋混凝土结构所涉及的主要材料及一般构造要求作以简要说明,供大家在工作中参考。一、监理人员应了解的建筑结构设
2、计的几个概念1、 设计使用年限设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定的目的使用的时期(通常临时性建筑为5年;易于替换结构构件的建筑为25年;普通建筑和构筑物为50年;纪念性和特别重要建筑为100年)。2、 建筑结构可靠性、可靠度可靠性是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力;可靠度是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。3、 建筑结构安全等级建筑结构设计时,应根据结构破坏可能产生后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级。安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物
3、4、 建筑结构抗震分类根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响程度及其抗震救灾中的作用等因素、对各类建筑所作的设防类别划分。(甲类-特殊设防类、乙类-重点设防类、丙类-标准设防类、丁类-适度设防类)5、 抗震设防烈度(震级、烈度)抗震设防烈度是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况,取50年内超越概率10%的地震烈度。6、 抗震等级抗震设计时,对钢筋混凝土结构,根据设防烈度、结构类型、房屋高度区分为不同的抗震等级(共分一、二、三、四级)。抗震等级的高低,体现了结构抗震性能要求的严格程度。7、 混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性,根据环境
4、类别和结构设计使用年限来进行设计。不同的环境类别有不同的裂缝控制等级和允许的最大裂缝宽度。不同的结构设计使用年限对混凝土提出了不同的要求。8、 钢筋混凝土结构的构造(结构体系)为保证结构构件的承载力能得到充分发挥,对结构的选型、选材、布置、连接所采取的措施。通过合理的构造措施以保证各构件和内部传力直接、明确、合理、并具有足够的耐久性。9、 抗震措施、抗震构造措施根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。10、 层高建筑物各层之间以楼、地面面层(完成面)计算的垂直距离,屋顶层由该层楼面面层(完成面)至平屋面的结构面层或至坡顶的结构面层与外墙外皮延长线的交点计
5、算的垂直距离。11、 室内净高从楼、地面面层(完成面)至吊顶或楼盖、屋盖底面之间的有效使用空间的垂直距离。二、钢筋混凝土结构所涉及的主要材料1、 水泥常用的水泥有:u 硅酸盐水泥,水泥品种(代号)P.、P.;特点是强度高、早强抗冻和耐磨性好。适用于配置高强混凝土,道路、低温下施工的工程;不适用于大体积混凝土和地下工程。u 普通硅酸盐水泥,水泥品种(代号)P.O;特点是适应性强;无特殊要求的工程都可以适用。u 矿渣硅酸盐水泥,水泥品种(代号)P.S;特点是耐高温;适用于地面、地下、水中各种混凝土工程和高温车间建筑,不适用于需要早强和受冻融循环干湿交替的工程。u 火山灰质硅酸盐水泥,水泥品种(代号
6、)P.P;适用于地下工程、大体积混凝土工程和一般工业与民用建筑;不适用于需要早强和受冻融循环干湿交替的工程。u 粉煤灰硅酸盐水泥,水泥品种(代号)P.F;适用于大体积混凝土工程、地下工程和一般工业与民用建筑;不适用于需要早强和受冻融循环干湿交替的工程。u 复合硅酸盐水泥,品种(代号)P.C;适用于大体积混凝土工程、地下工程和一般工业与民用建筑;不适用于受冻融循环干湿交替的工程。2、 混凝土由水泥、石灰、石膏类无机胶结料和水或沥青、树脂等有机胶结料的胶状物质与集料按一定比例拌合,并在一定的条件下硬化而成的人造石材。混凝土强度等级是按150mm立方体试件,在标准养护下28天或设计规定龄期以标准试验
7、方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。混凝土强度等级的标准值及设计值可按规范GB50010-2010有关表中给出的数据取用。3、 外加剂混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中加入的,用以改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的材料。外加剂的品种要根据工程设计和施工要求选择,通过试验及技术经济比较确定。工程中严禁使用对人体产
8、生危害、对环境产生传染的外加剂。常用的混凝土外加剂:u 普通减水剂及高效减水剂- -在混凝土塌落度基本相同的情况下,能减少拌合物的用水量的外加剂。可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土,可制备高强高性能混凝土,普通减水剂一般用于日最低气温5以上施工的混凝土,不宜单独用于蒸养混凝土;高效减水剂宜用于0以上施工的混凝土。u 引气剂- -在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土等。引气减水剂-兼有引气和减水工程的外加剂。u 缓凝剂- -延长混凝土凝结时间的外加剂;缓凝减水剂- -兼有缓
9、凝和减水功能的外加剂;缓凝高效减水剂- -兼有缓凝功能和高效减水功能的外加剂。缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自留平免振混凝土及需要延缓凝结时间的混凝土;缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂宜用于日最低气温5以上施工的混凝土,不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。u 早强剂- -加速混凝土早期强度发展的外加剂;早强减水剂-兼有早强和减水功能的外加剂;早强剂及早强减水剂适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5
10、环境中施工的有早强要求的混凝土工程,炎热环境下不宜使用早强剂、早强减水剂。u 防冻剂- -能使混凝土在负温下硬化,并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂。(使用时有严格要求,详见GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范)。u 膨胀剂-能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。一般用于补偿收缩混凝土(如大体积混凝土、地下、水中等构筑物)、填充用膨胀混凝土(如结构后浇带等)、灌浆用膨胀砂浆(如设备的底座灌浆、地脚螺栓的固定等)和自应力混凝土。u 泵送剂- -能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。适用于工业与民用建筑及其它构筑物的泵送施工的混凝土;特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高超建筑;适用于
11、滑膜施工及水下灌注桩混凝土。u 防水剂- -能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。适用于工业与民用建筑的屋面、地下室、隧道、巷道、给排水池、水泵站等有防水抗渗要求的混凝土工程。u 速凝剂-能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。可用于采用喷射法施工的喷射混凝土及需要速凝的其他混凝土。u 阻锈剂- -能抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金属锈蚀的外加剂。4、 钢筋新规范增加了500MPa级带肋钢筋;以300MPa级光圆钢筋取代了235MPa级钢筋。常用的钢筋:(1) 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400 、HRBF500钢筋,也可采用HPB300、HRB335、HRBF33
12、5、RRB400钢筋;(2) 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRB500钢筋;(3) 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRNF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋;(4) 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。对有抗震设防要求的结构,其纵向受力钢筋的性能应满足设计要求;当设计无要求时,对抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢筋应采用带E的钢筋,且钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3;钢筋
13、在最大拉力下的总伸长率不应小于9%。在施工中,当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。三、钢筋混凝土结构的一般构造要求1、伸缩缝钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距,是根据多年来的工程经验确定的。近年来混凝土强度等级提高,流动性加大,混凝土凝固过程具有快硬、早强、发热量大的特点,混凝土体积收缩呈加大的趋势,因此伸缩缝的最大间距规范规定是“宜”遵守。钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)结构类型室内或土中露天排架结构装配式10070框架结构装配式7550现浇
14、式5535剪力墙结构装配式6540现浇式4530挡土墙、地下室墙壁等类结构装配式4030现浇式30202、沉降缝防止地基不均匀沉降时可能造成房屋破坏所采取的措施。3、抗震缝体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当的部位设置防震缝,形成多个较规则的抗侧力结构单元。伸缩缝、沉降缝、抗震缝通称为变形缝(为防止建筑物在外界因素作用下,结构内部产生附加变形和应力,导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝);需要同时设置时,应尽可能合一,其宽度应符合抗震缝宽度的要求。4、施工缝主要解决不同施工工艺的交叉问题(受力较小部位)。同一混凝土浇筑区的整体结构,一般不留施工缝。5、超长结构裂缝的控
15、制该注意在一般住宅建筑中伸缩缝长度应尽可能的满足规范要求。由于各种原因需要超过规范允许设置伸缩缝时,应采取措施减少混凝土裂缝的出现;(1) 基础底板当为厚板时1) 不宜采用高强度混凝土,一般宜在C30C45之间;2) 水泥应优先采用水化热低的品种(矿渣硅酸盐水泥),加强养护;3) 添加粉煤灰,改善混凝土黏塑性,减少水和水泥的用量;4) 设置后浇带(3040m)、加强带。5) 防止表面裂缝(抹、钢筋网)。6) 添加适量的膨胀剂配置混凝土(补偿)。7) 按大体积混凝土采用保温保湿养护,混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25,混凝土表面与大气温度的差值不应大于25,养护时间不应小于14d。(2)
16、 地下室混凝土1) 设置后浇带;2) 添加适量的膨胀剂配置混凝土(补偿);3) 提高墙体水平钢筋配筋率(不宜小于0.5%),采用变形钢筋,钢筋间距减小(150mm);4) 有条件时采用预应力。(3) 楼(层)盖结构1) 设置后浇带;2) 添加适量的膨胀剂配置混凝土(补偿);3) 楼板宜增加分布钢筋的配筋率, 楼板厚度200mm以上时,应将支座钢筋的1/2拉通;4) 梁应加大腰筋直径,加密间距;5) 屋盖结构采取保温措施。(4) 剪力墙结构不宜超长,外墙保温 。6、混凝土保护层结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层,新规范从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性考虑,不再
17、以纵向受力钢筋的外缘,而是以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分部筋等)的外缘计算混凝土保护层厚度。新规范规定的保护层厚底比老规范有所加大。保护层的最小厚度取决于构件类型、所处环境类别和设计使用年限。按混凝土结构设计规范GB50010-2010,构件中普通钢筋及预应力钢筋的混凝土保护层厚度应满足:(1) 构件中受力钢筋的保护层不应小于钢筋的公称直径d;(2) 设计使用年限为50年的混凝土结构,最外层钢筋的保护层应符合下表规定:(设计使用年限为100年的混凝土结构,最外层钢筋的保护层厚度不小于表中数值的1.4倍。)混凝土保护层最小厚度(mm)环境类别板、墙、壳梁、柱、杆一1520二a2025二b25
18、35三a3040三b4050(3) 混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度应增加5mm。(4) 钢筋混凝土基础宜设置垫层,基础中钢筋的混凝土保护层厚应从垫层顶面算起,且不小于40mm;(5) 当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层大于50mm时,宜对保护层采取有效的构造措施。当在保护层内配置防裂、防剥落的钢筋网片时,网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm。防水混凝土结构,迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。7、钢筋的锚固受拉钢筋的锚固长度La=锚固长度修正系数乘基本锚固长度Lab;且不应小于200mm。锚固长度的修正系数取值规定如下:(1) 带肋钢筋的公称直径大于25mm时取1.10;(2)
19、 环氧树脂涂层带肋钢筋取1.25;(3) 施工易受扰动的钢筋取1.10;(4) 锚固钢筋的保护层厚度为3d时取0.80,保护层厚度为5d时取0.70,中间按内插取值。(5) 当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时,可取设计计算面积与实际配筋面积的比值,但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件,不修正;(6) 钢筋末端采用弯钩或机械锚固时,可取0.60。纵向受压钢筋,当计算中充分利用其抗压强度时,锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的70%。8、钢筋的连接-绑扎搭接轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用;当受拉钢筋的直径d25mm及受压钢筋的直径d28mm不宜采用绑扎搭接;同
20、一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜互相错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率:对梁、板及墙类构件,不宜大于25%;对柱类构件,不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头百分率时,对梁类不宜大于50%;对板、墙、柱及预制构件的拼接处,可根据实际情况放宽。构件中受压钢筋采用搭接连接时,其受压搭接长度不应小于受拉钢筋搭接长度的70%,且不应小于200mm。9、钢筋的连接-机械连接机械连接类型:挤压套筒、锥螺纹套筒、直螺纹套筒。纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接区段的长度为35d,d为连接钢筋的较小直径。凡
21、接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋街头面积百分率不宜大于50%;对板、墙、柱及预制构件的拼接处,可据实放宽。纵向受压钢筋接头面积百分率不受限制。直接承受动力荷载结构构件中的机械连接接头,除应满足设计要求的抗疲劳性能外,位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。钢筋接头应根据性能等级和应用场合,进行静力试验、大变形反复拉压、抗疲劳、耐低温等各项性能确定相应的检验项目。接头等级的选用:(1) 充分发挥钢筋强度或延性要求较高的部位采用或型。(2) 其他可采用型。机械连接接头保护层宜满足纵向受力钢筋要求。10、钢筋的连接-
22、焊接钢筋有电阻电焊(用于钢筋焊接骨架和钢筋焊接网)、闪光对焊(用于钢筋的对焊接)、电弧焊(帮条焊、搭接焊、熔槽帮条焊、坡口焊)、电渣压力焊(用于柱、墙等现浇混凝土结构中竖向受力钢筋的连接;不得在竖向焊接后横置于梁、板等构件中作水平钢筋用)、气压焊和埋弧压力焊等六种。纵向受力钢筋的焊接接头宜相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35d且不小于500mm。d为连接钢筋的较小直径,凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%;但对预制构件的拼接处,可据实放宽。纵向受压钢筋接头面积百分率不受限制。细晶粒热轧带肋钢筋以及直径大于28mm的带肋钢筋,
23、其焊接应经试验确定;预热处理钢筋不宜焊接。在地震区,对大直径的钢筋对接,建议尽可能的采用机械连接。11、配筋百分率纵向受力钢筋的最小配筋率见下表:(受压为改善其脆性特征;受弯等是受拉区混凝土开裂后,受拉钢筋不至于立即屈服)对卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。受力类型最小配筋百分率受压构件全部纵向钢筋强度等级500MPa0.50强度等级400MPa0.55强度等级300MPa、335MPa0.60一侧纵向钢筋0.20受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋0.20和4Sft/fy中较大值(注:有关高层及超高层混凝土结构的构造要求另述。)北京华
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