单位文秘网 2021-07-24 08:13:05 点击: 次
摘要:钢筋混凝土结构, 通俗地说就是用配有普通钢筋增强的混凝土制成的结构。没有了钢筋,房屋缺少了抗拉物质,混凝土结构将不能大面积、更高层的建设。如同一面长墙没有了构造柱的对拉使其失去了抗拉效果,钢筋的作用是将大面积的砼能够随着钢筋有着更好的整体性。
关键词:混凝土结构 技术规范 裂缝成因 防治措施
一、主要技术特点
就材料特性而言混凝土的抗拉强度远远低于抗压强度,而钢筋的抗拉强度较高。普通的梁板构件,在荷载(包括其自重)作用下,其截面的上半部分处于受压状态,截面的下半部则处于受拉状态。如果在混凝土梁板受拉区内配置钢筋,则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋来承担,这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势,共同抵抗外力作用,提高混凝土梁、板的承载能力。
钢筋混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作,首先是由混凝土硬化后与钢筋之间存在着足够粘结力。它由胶粘力、摩阻力和机械咬合力三部分组成,其中起决定作用的是机械咬合力,约占总粘结力的一半以上。将光面钢筋的端部作成弯钩,将钢筋热扎或冷扎成表面带有凹凸肋形或压痕的粗糙表面,以及将钢筋焊接成钢筋骨架和网片等,均可增强钢筋与混凝土之间的粘结力。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋锈蚀,
钢筋周围须有15~30毫米厚的混凝土保护层。其次钢筋与混凝土有着相近的温度膨胀系数,这样,当外界温度变化产生热胀冷缩时,不会因两种材料胀缩不一样而破坏两者之间的粘结力,这也是两种材料可以结合成一体使用的基础条件。
钢筋混凝土之所以在各种土木建筑工程有极其广泛的使用,因为还有以下几方面的优点:
1、钢筋和混凝土两种材料所涉及的资源丰富而且易得,价格亦比较便宜。
2、钢筋混凝土具有较好的耐火性、耐久性、整体性及较大的刚性,能满足绝大部分工程结构的基本使用要求,此外还具有防射线、防爆炸等防护性能,可满足一些特殊工程的需要。
3、由于刚拌合的混凝土是一种可塑体,可以根据需要将钢筋置于设计好的模板内,用它浇制成任何形状和尺寸的钢筋混凝土结构及构件。
4、钢筋混凝土可根据结构受力情况,合理配置钢筋,合理选配混凝土强度等级,达到经济目的。钢筋混凝土结构成型后使用维护费用亦很少。
钢筋混凝土的缺点,是其自重大,施工工艺较复杂,工期较长,成型后难以进行改造等。
二、主要技术质量要求
必须按有关技术规范、标准要求,合理确定截面形式和支座、连接型式;准确确定材料强度等级;合理选配混凝土材料;认真进行细部构造的设计和施工。以满足结构强度、刚度、稳定性的基本要求,以及一些特殊结构的抗裂性、抗渗性、耐腐蚀性和防射线、防爆炸等要求。
值得注意的是,上述基本技术质量要求中,存在着一些相互制约,甚至是互为矛盾的问题。例如增加水泥用量可适当提高混凝土强度和密实度,有利于抗渗和耐久性, 但却会增加它的干缩变形和导致大体积混凝土的更大温度变形;又如增大截面尺寸,提高材料强度,有时反而不利于抗震结构的受力性能等。因此设计、施工都应严格按标准控制,以确保钢筋混凝土结构的最终质量。
要确保钢筋混凝土的质量,首先应把好材料的质量关,涉及混凝土的材料主要有水泥、砂、石、水和各种掺合料及外加剂等。采购使用这些材料,必须要有供应商出具的有效合格证明,按规定对水泥需进行取样复试,合格后方可正式用于工程。用于重要结构的砂、石材料等必要时亦需进行复试,达到标准才能使用。钢筋混凝土结构中所用的各种钢筋属于冶金行业的一般产品,加工较简单,质量参差不齐,因此技术规范规定:钢筋除有出厂合格证明外,施工单位必须对进场准备使用的钢筋,先行按规定数量抽样,进行力学性能的检验,合格后方可正式使用。对力学性能检验显著不正常,加工过程发现脆断或焊接性能不良的钢筋,以及进口钢筋在焊接时,还需做化学成分检验。另外严重锈蚀、表面有污垢的钢筋,未经处理,严禁使用于工程中,以确保其与混凝土的粘结力。
其次,工序操作要符合施工技术规范的要求。混凝土施工过程,包括配料、搅拌、运输、浇灌、振捣和养护等多个工序。钢筋施工过程,包括配料、成型加工、绑扎安装等工序。现浇混凝土模板的施工则包括制作、加工、安装、拆除等工序。上述每一工序都会对钢筋混凝土结构或构件的最终质量产生直接的影响,每一工序的操作都应遵守技术规范中具体规定的质量要求。
三、主要质量问题及防治措施
1、混凝土强度达不到设计强度要求 混凝土强度不足会导致结构或构件的整体强度不足,轻则会降低结构、构件的承载能力,重则会造成结构、构件的破坏和倒塌。如东巴凤大会战时凤山县砦牙乡弄怀小学教学楼,经检测混凝土强度严重不足,已无加固效应,只能拆除重建。 九十年代凤山县巴烈桥曾因混凝土未能达到设计强度,结果导致桥面塌落事故,幸好未造成人员伤亡,但损失重大。
影响混凝土强度的因素很多,根据众多质量事故情况的分析,主要有下列原因:
首先,是因为材料及配合比不符合要求。如采用劣质水泥或级配不良、配料过程计量不准、水泥用量不足、使用含泥量过高的砂石料,用水过多,某些外加剂用量过多等都会严重造成混凝土强度不足。
其次,是因为搅拌不匀、运输时间过长、振捣不实,致使结构实体的局部混凝土强度不足。
最后,是因为混凝土浇筑过程遇到雨天,模板内、基坑底积水和浇捣完后遇高温、干燥天气或寒冷天气而没有相应养护措施等,造成混凝土中水分过多和脱水或受冻,致使强度不足。
2、混凝土开裂。混凝土出现裂缝是钢筋混凝土工程施工中常见的质量通病。混凝土的裂缝,轻则会降低结构、构件的使用寿命,重则会导致结构、构件的破坏,还有一些裂缝,如楼、屋盖、外墙、地下室墙板、底板等开裂,会造成漏水而影响房屋建筑的地正常使用功能。
造成混凝土出现裂缝的原因主要有:混凝土体积干缩、温度变形和受力开裂等几种。混凝土配料中水泥用量过大、含砂量过大和水的用量过多,是造成混凝土自身干缩较大的主要原因。除了合理设计混凝土配合比,并严格计量控制外,混凝土的早期干缩可通过在混凝土终凝前,对暴露表面进行二次抹压和凝固后的浇水养护等措施来解决。而混凝土硬化过程及长期使用过程了现的干缩, 则需要通过结构构件的支承连接构造的合理处理,以及配置必要的构造钢筋等措施来改善。另外缩短结构的长度或设置结构的伸缩缝,以及施工过程设置后浇带等亦是防止因干缩导致结构开裂的有效措施。
混凝土随着温度的变化而发生膨胀或收缩变形,称为温度变形。这种变形对于一般简支类的构件或约束较小的结构来讲,不会导致裂缝。而对于长度较长、面积较大、支座约束较大的结构和构件则是容易出现温度裂缝。预防这类结构构件出现温度裂缝的主要措施有:设置伸缩缝,采用滑动支座,适当增加构造钢筋和通过保温、隔热等途径,减少温度变化对结构构件的影响等。
另外在大体积混凝土的早期硬化过程中,容易出现混凝土因水化热而引起的内外温差过大,而导致结构构件的严重开裂。预防大体积混凝土的温差裂缝,可采取:选用水化热较低的水泥品种;通过掺用外加剂、利用混凝土60天或90天后期强度等减少水泥用量;通过冰冷水搅拌混凝土等降低混凝土入模温度,混凝土浇筑采取分层、分块方案;适当增加钢筋配置和通过养护控制内外温差等技术措施。
混凝土的受力裂缝,主要指的是由于结构、构件尚未达到设计强度要求而承受各种过大荷载,或者是施工荷载超过了结构、构件的设计使用荷载,以及由于承重模板拆除过早,混凝土强度过低承受不了其自重等原因,引起结构和构件的开裂。另外设计计算的错误导致结构、构件强度的先天不足,以及钢筋工程质量问题等,也是引起混凝土出现受力裂缝不可忽视的原因。
一般情况下设计荷载中均不考虑施工荷载。因此,施工过程必须严格控制施工荷载,必要时可采取临时加固措施或通过与设计人员协商,采取结构的局部加强措施。
一旦发现混凝土结构的受力裂缝,施工单位或使用单位应立即采取防止裂缝进一步开裂而导致结构、构件破坏的临时紧急措施,并会同有关方面人员,具体分析研究裂缝的性质、原因和解决办法。
3、钢筋错放、漏放和位移 钢筋的错放、漏放和钢筋的位移,轻则
会降低结构、构件的承载能力,导致结构、构件较早出现受力裂缝,重则出现结构、构件破坏而导致结构坍塌。
钢筋工程施工过程中,操作人员未经培训,识图能力较差;在操作检查验收过程中,没有专业人员的参加;或检查人员不带图纸、资料,仅凭一般经验;或操作、检查人员仅参照相邻构件的钢筋配置情况,而忽视部分构件、节点的特殊要求等,均是导致钢筋错放、漏放的最主要原因。亦有因事先配料不足或漏配;钢筋密集处、特殊形状的钢筋难以穿插,施工人员随意少放、漏放,而检查中又未看出的情况。
产生钢筋位移,主要原因有:柱、墙竖向钢筋搭接处引测定位不准;钢筋绑扎固定不牢,受到模板支装和混凝土浇捣过程的碰撞、踩踏;施工人员缺乏结构受力基本知识,有意加大钢筋保护层等。
钢筋工程施工要进行质量技术交底,严格按设计图纸和施工规范、质量要求操作,工序完成后要仔细进行复核,做好隐蔽工程验收等是防止出现错放、漏放和位移的根本措施
4、结构或构件断裂、倒塌 发生较多的是雨篷、阳台、挑檐等悬挑结构可构件。造成原因:
①设计计算抗倾覆安全系数小于规范标准。
②受力钢筋位置下移过大,悬臂结构受拉区无钢筋而产生脆性破坏。
③钢筋伸入圈梁内锚固长度不够。
④堆置重物,增加了使用荷载等。
防治措施是:结构构件严格按规范进行设计,重视锚固等构造措施,
钢筋保护层垫块厚度、间距必须符合要求,并放置撑筋钩,防止上筋下踏,严格控制施工荷载,以防超载等。
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