钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题

网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题学习中心：大连学习中心层次：专科起点本科专业：土木工程年级：学号：学生：指导教师：完成日期：钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题I内容摘要对部分预应力混凝土结构预应力筋和非预应力筋的预估方法进行了归纳总结,指出了各自的适用范围及计算过程中的注意事项,有较实用的参考价值。分析并讨论了钢筋混凝土结构配筋计算中,易忽视和出错的三个问题,它们是受力钢筋净间距、钢筋选用、保护层厚度与钢筋截面积的关系问题,对设计由粗放型向节约型、集约型转变有一定的借鉴作用。对部分预应力混凝土结构预应力筋和非预应力筋的预估方法进行了归纳总结,指出了各自的适用范围及计算过程中的注意事项,有较实用的参考价值。根据笔者对建筑施工管理多年的工作经验，对钢筋混凝土结构施工质量控制与质量管理也进行了详细的探讨。关键词：钢筋混凝土结构配筋；质量控制要点；施工组织；钢筋；混凝土；浇筑；质量控制；管理钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题II目录内容摘要...........................................................................................................................I引言..............................................................................................................................11钢筋混凝土结构配筋计算中要注意的几个问题.......................................................21.1钢筋净间距与钢筋截面积的关系问题.........................................................21.2钢筋选用与钢筋截面积的关系问题.............................................................21.3保护层厚度与钢筋截面积的关系问题.........................................................41.4钢筋混凝土结构施工前质量控制.................................................................41.5钢筋混凝土结构施工施工过程中质量控制.................................................51.6钢筋混凝土结构施工过后质量控制.............................................................61.7钢筋混凝土结构中钢筋保护层的重要性及施工控制.................................71.7.1钢筋与混凝土的力学结构..................................................................71.7.2混凝土中钢筋锈蚀的原因分析..........................................................81.7.3钢筋保护层施工质量的要求..............................................................91.8高气温环境中钢筋混凝土结构施工质量控制...........................................101.8.1控制结构早期开裂............................................................................101.8.2改进混凝土配合比,降低水化热....................................................101.8.3混凝土保护层厚度............................................................................111.8.4合理预留施工缝位置........................................................................111.8.5控制膨胀加强带开裂,实现超长结构混凝土无缝施工................111.8.6加强振捣提高构件密实度................................................................121.8.7早期湿润养护....................................................................................12参考文献........................................................................................................................13钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题III钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题1引言在钢筋混凝土结构配筋计算中,要注意的问题很多,例如最小配筋率验算、最大配筋率验算、剪扭构件截面限制条件的验证、剪跨比的确定、相对界限受压区高度的验证等等,这些在教材和规范中都是常见的,比较容易引人注意。作者曾在从事设计的过程中,发现不少学生及设计人员对一些不显眼或隐含的要求没有考虑,从而使设计出现一些较大的偏差甚至错误,其中最易忽视和出错的三个问题是:不懂得钢筋净间距要求而引起钢筋总截面积的错误,选择钢筋直径时太随意导致钢筋总量不必要的增加,对保护层厚度的选用不重视。由于我国对预应力混凝土的耐久性重视不足,至今设计、施工规范尚没有耐久性要求的条文,如果施工质量控制不严,会造成质量隐患。因此,有必要对预应力钢筋混凝土结构进行严格的施工质量控制。一般来说，在对钢筋混凝土的受力条件进行考虑的时候，重点考虑混凝土的受压应力以及钢筋的受拉应力。钢筋混凝土结构构件中的实际受力状态是否能够与实际设计相吻合，主要决定于钢筋在结构中的位置是否正确。这也是要对混凝土保护层进行控制的重要原因之一。钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题21钢筋混凝土结构配筋计算中要注意的几个问题1.1钢筋净间距与钢筋截面积的关系问题以某钢筋混凝土受弯构件的配筋计算为例,说明不懂受力钢筋净间距将导致钢筋截面积计算结果发生较大差错。例题:某钢筋混凝土矩形截面梁,所处环境为一类,其截面积尺寸b=250mm,h=550mm,采用HRB400钢筋,混凝土强度等级为C30,该梁控制截面的弯矩设计值为M=400kN·m,求纵向受力钢筋的截面积。由10(0.5)cfbxhMx,0hhas,取as=35mm,求出x=311.4mm。因x=311.4mm0bh=0.518×515=266.8mm,应采用双筋截面,由1ysyscfAfAfbx,100(0.5)()cyssMfbxhxfAha,令x=bx=0bh=0.5180h,取as=35mm,sa=35mm,求得:sA=209mm2,sA=2858mm2。讨论如下:如果现场条件要求采用25或28,根据上述计算结果,受拉纵筋选用625或528,按一排布置。表面上看,不论625还是528都可以布置下来,考虑保护层25mm,则625各根之间的净间距为250-6×25-2×255=10mm,528各根之间的净间距为250-5×28-2×254=15mm,但实际上这种布置方式根本不能满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)要求:梁下部从向钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d,所以按单排布置是错误的,应按双排布置，这样一来,as,0h=h-as相应发生改变,且as应按“规范”要求的双排钢筋之间的净间距不应小于25mm和d来确定,其中d为受力纵筋最大直径,即as不应是一般专业书中所采用的as=60mm,这里以采用28钢筋为例再次计算该算例:as=保护层厚度+受力纵筋直径+0.5倍双排纵筋净间距=25+28+0.5×28=67mm,可以看出这里的as与一般书籍中的as=60mm不同,sa根据前述计算估计选用14钢筋,则sa=25+0.5×14=32mm,利用前述公式求出纵向受压钢筋sA=492mm2,纵向受拉钢筋sA=2977mm2。从上述前后的计算结果对比可以看出:因为不懂得钢筋水平净间距及排(层)间净间距,出现了受力纵筋计算结果的较大差错,就本题而言,受压纵筋截面积少算58%,受拉纵筋截面积少算4%。1.2钢筋选用与钢筋截面积的关系问题在钢筋混凝土结构的设计中,选对公式和相关参数是获得正确配筋的最基本前提,但是,只停留在此层面,而对计算出来的钢筋截面积随心所欲地选择所配筋的直径和根数,很容易导致实际所用钢筋总量的不必要增加,造成不必要的经济损失[1],这里以一实例说明。钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题3例题:某钢筋混凝土框架结构,底层某柱承受轴向压力设计值N=4800kN,扭矩设计值T=80kN·m,柱截面尺寸为500mm×500mm,计算长度l0=4.5m,混凝土强度等级为C30,纵筋为HRB335钢筋,箍筋为HRB235钢筋,环境类别为一类,求所需的纵筋截面积。由“规范”公式验算截面尺寸满足要求,利用0.9()cysNfAfA得受压纵向钢筋sA=6041mm2,利用10.351.2/0.07/ttyvstcortTfWfAAsNWA,1/()stLyvcorstyAfuAfS,=1.1,得受扭纵向钢筋stLA=1235mm2。受压和受扭所需纵筋总量为sA=sA+1stA=7276mm2。具体选择钢筋直径和根数时,有多种可能,这就必须经过认真的对比分析,选出最优方案。图1是其中几种可能的布置方案(图中箍筋没有画出,纵筋截面积单位为mm2)。图1几何可能的布置方案mm2讨论如下:1)选用图1a或图1b方案是错误的,因为角部应力较集中,而角部所配钢筋直径相对每边中部的钢筋直径小许多。2)对于图1c、图1e、图1g、图1h四种方案,它们所配筋均小于设计值As=7276mm2,相应缺少0.5%,4.3%,4.2%,1%,根据一般的设计经验,缺少的配筋面积小于5%时是允许的,这样,选择图1e方案较好,因为最节约钢筋。试想,如果工程所需钢筋总量相当大,那么采用与图1e相类似的方案,从绝对用量来说可以节约不少钢筋。3)对于图1d、图1f二种方案,它们所配筋均大于设计值As=7276mm2,相应增大2.4%,2.2%,一般设计人员可能选择图1f方案因为所用钢筋小于图1d方案,且加大配筋又可保险。4)对于钢筋直径和根数的选择,完全与设计的钢筋总量相吻合是很难的,不同人有不同的选法,这容易造成钢筋的浪费或不安全,而现成的“规范”对此没有进行研究和制定相应的规定,为了建立既节约又安全的投资机制,关注细节势在必行[2]。钢筋混凝土结构配筋设计及施工需要注意的问题41.3保护层厚度与钢筋截面积的关系问题以一实例说明问题,某钢筋混凝土简支梁,计算跨度l0=6m,承受均布恒、活荷载作用,弯矩设计值为M=502.9kN·m,截面尺寸为350mm×600mm,混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB335钢筋,求出不同保护层厚度与所用钢筋的关系如表1所示。讨论如下:一般设计人员设计时,不考虑结构所处环境和使用年限以及耐久性,