四、構(gòu)造規(guī)定
(一)伸縮縫
1,設(shè)置伸縮縫的目的
伸縮縫的設(shè)置,是為了防止溫度變化和混凝土收縮而引起結(jié)構(gòu)過大的附加內(nèi)應(yīng)力,從而避免當(dāng)受拉的內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
溫度變化包括大氣溫度發(fā)生變化和太陽輻射使結(jié)構(gòu)各部位的溫度變化不同,從而導(dǎo)致溫差內(nèi)應(yīng)力。對超靜定結(jié)構(gòu)來說,即使結(jié)構(gòu)各部位間的溫差很小,但溫度變化引起構(gòu)件伸縮也會引起內(nèi)應(yīng)力。溫度變化越大,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件越長,產(chǎn)生的變形和引起的內(nèi)應(yīng)力也越大。一般來說,溫度應(yīng)力主要集中在結(jié)構(gòu)的頂部和底部,頂部主要由屋蓋和建筑物內(nèi)部的溫差引起,底部則園地基和建筑物溫度的不同引起。
混凝土收縮是指在混凝土硬化過程中因體積減小而引起收縮,從而使超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形被約束而引起收縮拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,就會產(chǎn)生裂縫。
2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫間距
設(shè)計中為了控制結(jié)構(gòu)物的裂縫,其中一個重要的措施就是用溫度伸縮縫將過長的建筑 物分成幾個部分,使每一個部分的長度不超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距要求。規(guī)范第 9.1.1條給出了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距,見表7-28。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距 表7-28
結(jié)構(gòu)類別 室內(nèi)或土中 露天
排架結(jié)構(gòu) 裝配式 100 70
框架結(jié)構(gòu) 裝配式 75 50
現(xiàn)澆式 55 35
剪力墻結(jié)構(gòu) 裝配式 65 40
現(xiàn)澆式 45 30
擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu) 裝配式 40 30
現(xiàn)澆式 30 20
注:1.裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距宜按表中現(xiàn)澆式的數(shù)值取用;
2.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-按心筒結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體布置情況取擊中樞架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)之間的數(shù)值;
3.當(dāng)屋面無保溫或隔熱措施時,框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距宜按表中露天欄的數(shù)值取用;
4.現(xiàn)澆挑檐、雨罩等外露結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距不宜大于12m;
5.對下列情況,表7-28中的伸縮縫間距宜適當(dāng)減小:
(1)柱高(從基礎(chǔ)頂面算起)低于8m的排架結(jié)構(gòu);
(2)屋畫無保溫或隔熱措施的排架結(jié)構(gòu);
(3)位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱目.暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用廠的結(jié)構(gòu);
(4)采用滑模類施工工藝的剪力墻結(jié)構(gòu);
(5)材料收縮較大、室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施上外露時間較長等。
6.對下列情況,如有充分依據(jù)和可靠措施,表7-28中的伸縮縫問距可適當(dāng)增大:
(1)棍凝土澆筑采用后澆帶分段施工;
(2)采用專門的預(yù)加應(yīng)力措施;
(9)采取能減小棍凝土缸度變化或收縮的措施。
當(dāng)增大伸縮縫間距時,尚應(yīng)考慮溫度變化和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響。
從表中可以看出,在確定伸縮縫間距時,主要考慮的因素有以下幾點:
(1)要區(qū)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作環(huán)境是在室內(nèi)(或土中)還是在露天。對于直接暴露在大氣中的結(jié)構(gòu),由于氣溫變化明顯,會產(chǎn)生較大的伸縮,因而比起圍護在室內(nèi)或埋在地下的結(jié)構(gòu)來說,溫度應(yīng)力要大得多。因此,對前者伸縮縫間距的限制比后者要嚴,也就是說,前者比后者的限值要小。
(2)要區(qū)別結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的類別。結(jié)構(gòu)物是由許多構(gòu)件組成的,每個構(gòu)件受到周圍構(gòu)件的約束,同時也約束周圍的構(gòu)件。排架結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)比剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度小,因而引起的內(nèi)應(yīng)力較小。因此,伸縮縫間距的限值也呈遞減的趨勢。另外,對于擋土墻、地下室墻壁等體形大的結(jié)構(gòu),由于混凝土體積也大,故由溫度和收縮引起的變形和內(nèi)應(yīng)力積聚也大得多,往往容易引起裂縫,因而將其伸縮縫間距的限值也更嚴。
(3)要區(qū)別是裝配式結(jié)構(gòu)或整體現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)。由于混凝土收縮早期較大,后期逐漸減小。裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的收縮變形大部分在吊裝前即已完成,裝配成整體后因收縮引起的內(nèi)應(yīng)力就比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)要小。因此,對同一種結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件類別來說,由于施工方法的不同,對整體現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)伸縮縫間距的限值要比裝配式結(jié)構(gòu)嚴。
(4)規(guī)范表中數(shù)值不是絕對的,使用時可根據(jù)具體條件適當(dāng)調(diào)整。例如對于屋面無保溫隔熱措施的結(jié)構(gòu)、外墻裝配內(nèi)墻現(xiàn)澆或采用滑模施工的剪力墻結(jié)構(gòu)、位于氣候干燥地區(qū)及夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu),均應(yīng)根據(jù)實驗經(jīng)驗適當(dāng)減小伸縮縫的間距。
(5)從表中可看出,在確定伸縮縫間距時,未考慮地域和氣候條件。我國各地區(qū)氣候相差雖然懸殊,但在一般情況下,溫差的變化對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響差別并不很大。因此,未把地域和氣候條件作為一個因素來考慮。
3,伸縮縫的作法
(1)當(dāng)建筑物需設(shè)沉降縫、防震縫時,沉降縫、防震縫可以和伸縮縫合并,但伸縮縫的寬度應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。
(2)根據(jù)規(guī)范第9.1.4條規(guī)定,具有獨立基礎(chǔ)的排架、框架結(jié)構(gòu),當(dāng)設(shè)置伸縮縫時,其雙柱基礎(chǔ)可不斷開。這是由于考慮到位于地下的結(jié)構(gòu)處在溫度變化不大的環(huán)境中的原故。
4.控制結(jié)構(gòu)裂縫的構(gòu)造措施和施工措施
為了控制結(jié)構(gòu)裂縫,增大伸縮縫的間距,可采取以下一些措施:
(1)在建筑物的屋蓋加強保溫措施,如采用加大屋面隔熱保溫層的厚度、設(shè)置架空通風(fēng)雙層屋面等。
(2)將結(jié)構(gòu)頂層局部改變?yōu)閯偠容^小的形式,或?qū)㈨攲咏Y(jié)構(gòu)分成長度較小的幾個部分 (如在頂層部位,將下層剪力墻分成兩道較薄的墻)。
(3)在溫度影響較大的部位(如頂層、底層、山墻、內(nèi)縱墻端開間)適當(dāng)提高構(gòu)件的配筋率。在滿足構(gòu)件承載力的要求下,采用直徑細而間距密的鋼筋,避免采用直徑粗而間距稀的配筋形式。適當(dāng)增加分布鋼筋的用量。
(4)對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)可采用分段施工。在施工中設(shè)置后澆帶(在基礎(chǔ)、樓板、墻等構(gòu)件中),使在施工中混凝土可以自由收縮,待主體結(jié)構(gòu)完工后再用比主體結(jié)構(gòu)高一級的摻有
添加劑的混凝土補澆后澆帶。
(5)改善混凝土的質(zhì)量,施工中加強養(yǎng)護,可減少干縮的影響。
(二)混凝土保護層
在鋼筋混凝土構(gòu)件中,保護層的厚度對保證鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度和提高混凝土的耐久性有重要作用。
1.有關(guān)規(guī)定
(1)縱向受力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋,其混凝土保護層厚度(鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離)不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑,且應(yīng)符合表7-29的規(guī)定。
縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度(mm) 表7-29
環(huán)境類別 板、墻、殼 梁 柱
≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50
一 20 15 15 30 25 25 30 30 30
二 a --- 20 20 --- 30 30 --- 30 30
b --- 25 20 --- 35 30 --- 35 30
三 --- 30 25 --- 40 35 --- 40 35
注:基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于40mm;當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于70mm。
(2)處于一類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件,當(dāng)混凝土強度等級不低于C20時,其保護層厚度可按表7-29中規(guī)定減少5mm,但預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15mm;處于二類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件,當(dāng)表面采取有效保護措施時,保護層厚度可按表7-29中一類環(huán)境數(shù)值取用。
預(yù)制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋端頭的保護層厚度不應(yīng)小于l0mm;預(yù)制肋形板主肋鋼筋的保護層厚度應(yīng)按梁的數(shù)值取用。
(3)板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于表7-29中相應(yīng)數(shù)值減l0mm,且不應(yīng)小于l0mm;梁、柱中箍筋和構(gòu)造鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15mm。
(4)當(dāng)梁、柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度大于40mm時,應(yīng)對保護層采取有效的防裂構(gòu)造措施。
處于二、三類環(huán)境中的懸臂板,其上表面應(yīng)采取有效的保護措施。
(5)對有防火要求的建筑物,其混凝土保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
處于四、五類環(huán)境中的建筑物,其混凝土保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.在確定保護層厚度時,所考慮的因素
(1)混凝土構(gòu)件所處的環(huán)境條件。要區(qū)別是室內(nèi)環(huán)境還是露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境。對后者,保護層厚度要比前者大些,例如,對處于露天的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或設(shè)計鍋爐房、浴室時,應(yīng)考慮適當(dāng)加大構(gòu)件混凝土保護層的厚度。
(2)要考慮構(gòu)件類別。對板、墻、殼等較薄的構(gòu)件,由于構(gòu)件本身就很薄,考慮到不影響承載能力的要求,可將混凝土保護層厚度規(guī)定得小些,但這時要注意確保施工質(zhì)量。
(3)混凝土的強度等級?;炷翉姸鹊燃壐?,一般質(zhì)量較好,因此保護層厚度可規(guī)定得小些。
(4)構(gòu)件制作工藝。在室內(nèi)正常環(huán)境由工廠制作的預(yù)制構(gòu)件,由于制作工藝好,混凝土的質(zhì)量較穩(wěn)定,因此保護層厚度可按表中規(guī)定減少5mm。
(5)對有防火要求的建筑物,為了避免鋼筋在短時間內(nèi)因高溫起火軟化,提高結(jié)構(gòu)的耐火能力,其保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)防火規(guī)范的規(guī)定。
(三)鋼筋的錨固
1.鋼筋與混凝土的粘結(jié)
鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力,主要由三部分組成:
(1)鋼筋與混凝土接觸面由于化學(xué)作用產(chǎn)生的粘結(jié)力;
(2)由于混凝土硬化時收縮,對鋼筋產(chǎn)生握裹作用。由于握裹作用及鋼筋表面粗糙不平,在接觸面上引起摩阻力;
(3)對光面鋼筋,由于其表面粗糙不平產(chǎn)生咬合力;對變形鋼筋,由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而形成的機械咬合作用。
綜上所述,光面鋼筋和變形鋼筋粘結(jié)機理的主要差別在于,光面鋼筋粘結(jié)力主要來自 膠著力和摩阻力,而變形鋼筋的粘結(jié)力主要來自機械咬合作用。
2.鋼筋錨固長度
(1)影響粘結(jié)強度的因素
1)混凝寸:的強度。粘結(jié)強度隨混凝土強度的提高而提高,與混凝土的抗拉強度近似成正比。
2)保護層厚度、鋼筋間距。保護層太薄、鋼筋間距太小,將使粘結(jié)強度顯著降低。
3)鋼筋表面形狀。變形鋼筋粘結(jié)強度大于光面鋼筋。
4)橫向鋼筋。如梁中配置的鋼箍可以提高粘結(jié)強度。
(2)錨固長度
當(dāng)計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,受拉鋼筋的錨固長度應(yīng)按下列公式計算:
普通鋼筋
小表4.2.3-2采用;
ft——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值,按《混凝土規(guī)范》表4.1.4采用;當(dāng)混凝土強度等級高于C40時,按C40取值;
d——鋼筋的公稱直徑;
a——鋼筋的外形系數(shù),按表7-30取用。
鋼筋的外形系數(shù) 表7-30
鋼筋類型 光圓鋼筋 帶肋鋼筋 刻痕鋼筋 螺旋肋鋼筋 三股鋼絞線 七股鋼絞線
a 0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17
注:光圓鋼筋系指HPB235組鋼筋,其末端應(yīng)做1800彎鉤,彎后平直段長度不應(yīng)小于3d,但作受壓鋼筋時可不做彎鉤;帶肋鋼筋系指HRB335級。HRB400級鋼筋及RRB400級余熱處理鋼筋。
(四)鋼筋的連接
(1)鋼筋的連接可分為兩類:綁扎搭接;機械連接或焊接。機械連接接頭和焊接接頭的類型及質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處,在同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。
(2)軸心受拉及小偏心受拉桿件(如桁架和拱的拉桿)的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。
當(dāng)受拉鋼筋的直徑d>28mm及受壓鋼筋的直徑d>32mm時,不優(yōu)先宜采用綁扎搭接 接頭。
(3)同一構(gòu)件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。
鋼筋綁扎搭接接頭連接區(qū)段的長度為1.3倍搭接長度,凡搭接接頭中點位于該連接區(qū) 段長度內(nèi)的搭接接頭均屬于同一連接區(qū)段。同一連接區(qū)段內(nèi)縱向鋼筋搭接接頭面積百分率 為該區(qū)段內(nèi)有搭接接頭的縱向受力鋼筋截面面積與全部縱向受力鋼筋截面面積的比值(圖 7-55)。
位于同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率:對梁類、板類及墻類構(gòu)件,不宜大于25%;對柱類構(gòu)件,不宜大于50%。當(dāng)工程中確有必要增大受拉鋼筋搭接接頭面積百分率時,對梁類構(gòu)件,不應(yīng)大于50%;對板類、墻類及柱類構(gòu)件,可根據(jù)實際情況放寬。
在任何情況下,縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度均不應(yīng)小于300mm。
(4)構(gòu)件中的縱向受壓鋼筋,當(dāng)采用搭接連接時,其受壓搭接長度不應(yīng)小于規(guī)范第9.4.3條縱向受拉鋼筋搭接長度的0.7倍,且在任何情況下不應(yīng)小于200mm.
(5)縱向受力鋼筋機械連接接頭宜相互錯開。鋼筋機械連接接頭連接區(qū)段的長度為35d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑),凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的機械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。
在受力較大處設(shè)置機械連接接頭時,位于同——連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉鋼筋接頭面積百分率不宜大于50%??v向受壓鋼筋的接頭面積百分率可不受限制。
(6)機械連接接頭連接件的混凝土保護層厚度宜滿足縱向受力鋼筋最小保護層厚度的要求。連接件之間的橫向凈間距不宜小于25mm。
(7)縱向受力鋼筋的焊接接頭應(yīng)相互錯開。鋼筋焊接接頭連接區(qū)段的長度為35d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑)且不小于500mm,凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的焊接接頭均屬于同一連接區(qū)段。
位于同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受力鋼筋的焊接接頭面積百分率,對縱向受拉鋼筋接頭,不應(yīng)大于50%??v向受壓鋼筋的接頭面積百分率可不受限制。
(五)縱向鋼筋最小配筋率
(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表7—19規(guī)定的數(shù)值。
(2)對臥置于地基上的混凝土板,板中受拉鋼筋的最小配筋率可適當(dāng)降低,但不應(yīng)小
于0.15%。
(一)伸縮縫
1,設(shè)置伸縮縫的目的
伸縮縫的設(shè)置,是為了防止溫度變化和混凝土收縮而引起結(jié)構(gòu)過大的附加內(nèi)應(yīng)力,從而避免當(dāng)受拉的內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
溫度變化包括大氣溫度發(fā)生變化和太陽輻射使結(jié)構(gòu)各部位的溫度變化不同,從而導(dǎo)致溫差內(nèi)應(yīng)力。對超靜定結(jié)構(gòu)來說,即使結(jié)構(gòu)各部位間的溫差很小,但溫度變化引起構(gòu)件伸縮也會引起內(nèi)應(yīng)力。溫度變化越大,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件越長,產(chǎn)生的變形和引起的內(nèi)應(yīng)力也越大。一般來說,溫度應(yīng)力主要集中在結(jié)構(gòu)的頂部和底部,頂部主要由屋蓋和建筑物內(nèi)部的溫差引起,底部則園地基和建筑物溫度的不同引起。
混凝土收縮是指在混凝土硬化過程中因體積減小而引起收縮,從而使超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形被約束而引起收縮拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,就會產(chǎn)生裂縫。
2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫間距
設(shè)計中為了控制結(jié)構(gòu)物的裂縫,其中一個重要的措施就是用溫度伸縮縫將過長的建筑 物分成幾個部分,使每一個部分的長度不超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距要求。規(guī)范第 9.1.1條給出了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距,見表7-28。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距 表7-28
結(jié)構(gòu)類別 室內(nèi)或土中 露天
排架結(jié)構(gòu) 裝配式 100 70
框架結(jié)構(gòu) 裝配式 75 50
現(xiàn)澆式 55 35
剪力墻結(jié)構(gòu) 裝配式 65 40
現(xiàn)澆式 45 30
擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu) 裝配式 40 30
現(xiàn)澆式 30 20
注:1.裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距宜按表中現(xiàn)澆式的數(shù)值取用;
2.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-按心筒結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體布置情況取擊中樞架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)之間的數(shù)值;
3.當(dāng)屋面無保溫或隔熱措施時,框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距宜按表中露天欄的數(shù)值取用;
4.現(xiàn)澆挑檐、雨罩等外露結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距不宜大于12m;
5.對下列情況,表7-28中的伸縮縫間距宜適當(dāng)減小:
(1)柱高(從基礎(chǔ)頂面算起)低于8m的排架結(jié)構(gòu);
(2)屋畫無保溫或隔熱措施的排架結(jié)構(gòu);
(3)位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱目.暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用廠的結(jié)構(gòu);
(4)采用滑模類施工工藝的剪力墻結(jié)構(gòu);
(5)材料收縮較大、室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施上外露時間較長等。
6.對下列情況,如有充分依據(jù)和可靠措施,表7-28中的伸縮縫問距可適當(dāng)增大:
(1)棍凝土澆筑采用后澆帶分段施工;
(2)采用專門的預(yù)加應(yīng)力措施;
(9)采取能減小棍凝土缸度變化或收縮的措施。
當(dāng)增大伸縮縫間距時,尚應(yīng)考慮溫度變化和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響。
從表中可以看出,在確定伸縮縫間距時,主要考慮的因素有以下幾點:
(1)要區(qū)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作環(huán)境是在室內(nèi)(或土中)還是在露天。對于直接暴露在大氣中的結(jié)構(gòu),由于氣溫變化明顯,會產(chǎn)生較大的伸縮,因而比起圍護在室內(nèi)或埋在地下的結(jié)構(gòu)來說,溫度應(yīng)力要大得多。因此,對前者伸縮縫間距的限制比后者要嚴,也就是說,前者比后者的限值要小。
(2)要區(qū)別結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的類別。結(jié)構(gòu)物是由許多構(gòu)件組成的,每個構(gòu)件受到周圍構(gòu)件的約束,同時也約束周圍的構(gòu)件。排架結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)比剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度小,因而引起的內(nèi)應(yīng)力較小。因此,伸縮縫間距的限值也呈遞減的趨勢。另外,對于擋土墻、地下室墻壁等體形大的結(jié)構(gòu),由于混凝土體積也大,故由溫度和收縮引起的變形和內(nèi)應(yīng)力積聚也大得多,往往容易引起裂縫,因而將其伸縮縫間距的限值也更嚴。
(3)要區(qū)別是裝配式結(jié)構(gòu)或整體現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)。由于混凝土收縮早期較大,后期逐漸減小。裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的收縮變形大部分在吊裝前即已完成,裝配成整體后因收縮引起的內(nèi)應(yīng)力就比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)要小。因此,對同一種結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件類別來說,由于施工方法的不同,對整體現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)伸縮縫間距的限值要比裝配式結(jié)構(gòu)嚴。
(4)規(guī)范表中數(shù)值不是絕對的,使用時可根據(jù)具體條件適當(dāng)調(diào)整。例如對于屋面無保溫隔熱措施的結(jié)構(gòu)、外墻裝配內(nèi)墻現(xiàn)澆或采用滑模施工的剪力墻結(jié)構(gòu)、位于氣候干燥地區(qū)及夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu),均應(yīng)根據(jù)實驗經(jīng)驗適當(dāng)減小伸縮縫的間距。
(5)從表中可看出,在確定伸縮縫間距時,未考慮地域和氣候條件。我國各地區(qū)氣候相差雖然懸殊,但在一般情況下,溫差的變化對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響差別并不很大。因此,未把地域和氣候條件作為一個因素來考慮。
3,伸縮縫的作法
(1)當(dāng)建筑物需設(shè)沉降縫、防震縫時,沉降縫、防震縫可以和伸縮縫合并,但伸縮縫的寬度應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。
(2)根據(jù)規(guī)范第9.1.4條規(guī)定,具有獨立基礎(chǔ)的排架、框架結(jié)構(gòu),當(dāng)設(shè)置伸縮縫時,其雙柱基礎(chǔ)可不斷開。這是由于考慮到位于地下的結(jié)構(gòu)處在溫度變化不大的環(huán)境中的原故。
4.控制結(jié)構(gòu)裂縫的構(gòu)造措施和施工措施
為了控制結(jié)構(gòu)裂縫,增大伸縮縫的間距,可采取以下一些措施:
(1)在建筑物的屋蓋加強保溫措施,如采用加大屋面隔熱保溫層的厚度、設(shè)置架空通風(fēng)雙層屋面等。
(2)將結(jié)構(gòu)頂層局部改變?yōu)閯偠容^小的形式,或?qū)㈨攲咏Y(jié)構(gòu)分成長度較小的幾個部分 (如在頂層部位,將下層剪力墻分成兩道較薄的墻)。
(3)在溫度影響較大的部位(如頂層、底層、山墻、內(nèi)縱墻端開間)適當(dāng)提高構(gòu)件的配筋率。在滿足構(gòu)件承載力的要求下,采用直徑細而間距密的鋼筋,避免采用直徑粗而間距稀的配筋形式。適當(dāng)增加分布鋼筋的用量。
(4)對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)可采用分段施工。在施工中設(shè)置后澆帶(在基礎(chǔ)、樓板、墻等構(gòu)件中),使在施工中混凝土可以自由收縮,待主體結(jié)構(gòu)完工后再用比主體結(jié)構(gòu)高一級的摻有
添加劑的混凝土補澆后澆帶。
(5)改善混凝土的質(zhì)量,施工中加強養(yǎng)護,可減少干縮的影響。
(二)混凝土保護層
在鋼筋混凝土構(gòu)件中,保護層的厚度對保證鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度和提高混凝土的耐久性有重要作用。
1.有關(guān)規(guī)定
(1)縱向受力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋,其混凝土保護層厚度(鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離)不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑,且應(yīng)符合表7-29的規(guī)定。
縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度(mm) 表7-29
環(huán)境類別 板、墻、殼 梁 柱
≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50
一 20 15 15 30 25 25 30 30 30
二 a --- 20 20 --- 30 30 --- 30 30
b --- 25 20 --- 35 30 --- 35 30
三 --- 30 25 --- 40 35 --- 40 35
注:基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于40mm;當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于70mm。
(2)處于一類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件,當(dāng)混凝土強度等級不低于C20時,其保護層厚度可按表7-29中規(guī)定減少5mm,但預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15mm;處于二類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件,當(dāng)表面采取有效保護措施時,保護層厚度可按表7-29中一類環(huán)境數(shù)值取用。
預(yù)制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋端頭的保護層厚度不應(yīng)小于l0mm;預(yù)制肋形板主肋鋼筋的保護層厚度應(yīng)按梁的數(shù)值取用。
(3)板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于表7-29中相應(yīng)數(shù)值減l0mm,且不應(yīng)小于l0mm;梁、柱中箍筋和構(gòu)造鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15mm。
(4)當(dāng)梁、柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度大于40mm時,應(yīng)對保護層采取有效的防裂構(gòu)造措施。
處于二、三類環(huán)境中的懸臂板,其上表面應(yīng)采取有效的保護措施。
(5)對有防火要求的建筑物,其混凝土保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
處于四、五類環(huán)境中的建筑物,其混凝土保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.在確定保護層厚度時,所考慮的因素
(1)混凝土構(gòu)件所處的環(huán)境條件。要區(qū)別是室內(nèi)環(huán)境還是露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境。對后者,保護層厚度要比前者大些,例如,對處于露天的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或設(shè)計鍋爐房、浴室時,應(yīng)考慮適當(dāng)加大構(gòu)件混凝土保護層的厚度。
(2)要考慮構(gòu)件類別。對板、墻、殼等較薄的構(gòu)件,由于構(gòu)件本身就很薄,考慮到不影響承載能力的要求,可將混凝土保護層厚度規(guī)定得小些,但這時要注意確保施工質(zhì)量。
(3)混凝土的強度等級?;炷翉姸鹊燃壐?,一般質(zhì)量較好,因此保護層厚度可規(guī)定得小些。
(4)構(gòu)件制作工藝。在室內(nèi)正常環(huán)境由工廠制作的預(yù)制構(gòu)件,由于制作工藝好,混凝土的質(zhì)量較穩(wěn)定,因此保護層厚度可按表中規(guī)定減少5mm。
(5)對有防火要求的建筑物,為了避免鋼筋在短時間內(nèi)因高溫起火軟化,提高結(jié)構(gòu)的耐火能力,其保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)防火規(guī)范的規(guī)定。
(三)鋼筋的錨固
1.鋼筋與混凝土的粘結(jié)
鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力,主要由三部分組成:
(1)鋼筋與混凝土接觸面由于化學(xué)作用產(chǎn)生的粘結(jié)力;
(2)由于混凝土硬化時收縮,對鋼筋產(chǎn)生握裹作用。由于握裹作用及鋼筋表面粗糙不平,在接觸面上引起摩阻力;
(3)對光面鋼筋,由于其表面粗糙不平產(chǎn)生咬合力;對變形鋼筋,由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而形成的機械咬合作用。
綜上所述,光面鋼筋和變形鋼筋粘結(jié)機理的主要差別在于,光面鋼筋粘結(jié)力主要來自 膠著力和摩阻力,而變形鋼筋的粘結(jié)力主要來自機械咬合作用。
2.鋼筋錨固長度
(1)影響粘結(jié)強度的因素
1)混凝寸:的強度。粘結(jié)強度隨混凝土強度的提高而提高,與混凝土的抗拉強度近似成正比。
2)保護層厚度、鋼筋間距。保護層太薄、鋼筋間距太小,將使粘結(jié)強度顯著降低。
3)鋼筋表面形狀。變形鋼筋粘結(jié)強度大于光面鋼筋。
4)橫向鋼筋。如梁中配置的鋼箍可以提高粘結(jié)強度。
(2)錨固長度
當(dāng)計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,受拉鋼筋的錨固長度應(yīng)按下列公式計算:
普通鋼筋
小表4.2.3-2采用;
ft——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值,按《混凝土規(guī)范》表4.1.4采用;當(dāng)混凝土強度等級高于C40時,按C40取值;
d——鋼筋的公稱直徑;
a——鋼筋的外形系數(shù),按表7-30取用。
鋼筋的外形系數(shù) 表7-30
鋼筋類型 光圓鋼筋 帶肋鋼筋 刻痕鋼筋 螺旋肋鋼筋 三股鋼絞線 七股鋼絞線
a 0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17
注:光圓鋼筋系指HPB235組鋼筋,其末端應(yīng)做1800彎鉤,彎后平直段長度不應(yīng)小于3d,但作受壓鋼筋時可不做彎鉤;帶肋鋼筋系指HRB335級。HRB400級鋼筋及RRB400級余熱處理鋼筋。
(四)鋼筋的連接
(1)鋼筋的連接可分為兩類:綁扎搭接;機械連接或焊接。機械連接接頭和焊接接頭的類型及質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處,在同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。
(2)軸心受拉及小偏心受拉桿件(如桁架和拱的拉桿)的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。
當(dāng)受拉鋼筋的直徑d>28mm及受壓鋼筋的直徑d>32mm時,不優(yōu)先宜采用綁扎搭接 接頭。
(3)同一構(gòu)件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。
鋼筋綁扎搭接接頭連接區(qū)段的長度為1.3倍搭接長度,凡搭接接頭中點位于該連接區(qū) 段長度內(nèi)的搭接接頭均屬于同一連接區(qū)段。同一連接區(qū)段內(nèi)縱向鋼筋搭接接頭面積百分率 為該區(qū)段內(nèi)有搭接接頭的縱向受力鋼筋截面面積與全部縱向受力鋼筋截面面積的比值(圖 7-55)。
位于同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率:對梁類、板類及墻類構(gòu)件,不宜大于25%;對柱類構(gòu)件,不宜大于50%。當(dāng)工程中確有必要增大受拉鋼筋搭接接頭面積百分率時,對梁類構(gòu)件,不應(yīng)大于50%;對板類、墻類及柱類構(gòu)件,可根據(jù)實際情況放寬。
在任何情況下,縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度均不應(yīng)小于300mm。
(4)構(gòu)件中的縱向受壓鋼筋,當(dāng)采用搭接連接時,其受壓搭接長度不應(yīng)小于規(guī)范第9.4.3條縱向受拉鋼筋搭接長度的0.7倍,且在任何情況下不應(yīng)小于200mm.
(5)縱向受力鋼筋機械連接接頭宜相互錯開。鋼筋機械連接接頭連接區(qū)段的長度為35d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑),凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的機械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。
在受力較大處設(shè)置機械連接接頭時,位于同——連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉鋼筋接頭面積百分率不宜大于50%??v向受壓鋼筋的接頭面積百分率可不受限制。
(6)機械連接接頭連接件的混凝土保護層厚度宜滿足縱向受力鋼筋最小保護層厚度的要求。連接件之間的橫向凈間距不宜小于25mm。
(7)縱向受力鋼筋的焊接接頭應(yīng)相互錯開。鋼筋焊接接頭連接區(qū)段的長度為35d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑)且不小于500mm,凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的焊接接頭均屬于同一連接區(qū)段。
位于同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受力鋼筋的焊接接頭面積百分率,對縱向受拉鋼筋接頭,不應(yīng)大于50%??v向受壓鋼筋的接頭面積百分率可不受限制。
(五)縱向鋼筋最小配筋率
(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表7—19規(guī)定的數(shù)值。
(2)對臥置于地基上的混凝土板,板中受拉鋼筋的最小配筋率可適當(dāng)降低,但不應(yīng)小
于0.15%。

