3 基本设计规定
施工图结构设计说明有些什么内容。
结构设计输入条件:建筑的使用年限;抗震设防烈度;荷载取值;环境类别……
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
结构方案前期设计:考虑结构体形(高宽比、长宽比);传力途径和构件布置能够保证结构的【整体稳固性】;避免因局部破坏引发结构【连续倒塌】。
结构缝:永久性结构缝:伸缝、缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、防连续倒塌的分割缝等。临时性缝施工接槎、后浇带、控制缝等。遵循“一缝多能”的设计原则。
承载能力极限状态与正常使用极限状态:裂缝。
耐久性设计:50年/100年。环境分类,二类普通;三a冰冻;三b腐蚀。
防连续倒塌设计原则:提高结构的抗灾性能。
既有结构设计原则: 延长使用年限、改变用途、改建、扩建、加固、修复。
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某大型博物馆建筑,在一类环境中楼板的混凝土强度等级最低可采用:(2019-24)
AC20
BC25
CC30
DC40
影响混凝土材料耐久性因素不包括:(2019-33)
A最大氯离子含量
B混凝土强度等级
C保护层厚度
D环境分类
露天环境下,对普通钢筋混凝土梁的裂缝的要求是(2018-041)
A不允许出现裂缝
B允许出现裂缝,但是要满足宽度限制
C允许出现裂缝,但是要进行验算
D裂缝宽度根据计算确定
防止混凝土结构连续倒塌,以下概念错误的是?(2017-81)
A局部加强法
B加强整体刚度
C拉结构件法
D拆除构件法
3.1 一般规定
3.1.1 混凝土结构设计应包括下列内容:
1 结构方案设计,包括结构选型、构件布置及传力途径;
2 作用及作用效应分析;
3 结构的极限状态设计;
4 结构及构件的构造、连接措施;
5 耐久性及施工的要求;
6 满足特殊要求结构的专门性能设计。
3.1.2本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达式进行设计。
3.1.3 混凝土结构的极限状态设计应包括:
1 承载能力极限状态:结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或因结构局部破坏而引发的连续倒塌;
2 正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用的某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。
3.1.4 结构上的直接作用(荷载)应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009及相关标准确定;地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定。
间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体情况确定。
直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。对现浇结构,必要时应考虑施工阶段的荷载。
3.1.5 混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定。
混凝土结构中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整。对于结构中重要构件和关键传力部位,宜适当提高其安全等级。
3.1.6 混凝土结构设计应考虑施工技术水平以及实际工程条件的可行性。有特殊要求的混凝土结构,应提出相应的施工要求。
3.1.7 设计应明确结构的用途;在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
3.2 结构方案
3.2.1 混凝土结构的设计方案应符合下列要求:
1 选用合理的结构体系、构件形式和布置;
2 结构的平、立面布置宜规则,各部分的质量和刚度宜均匀、连续;
3 结构传力途径应简捷、明确,竖向构件宜连续贯通、对齐;
4 宜采用超静定结构,重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径;
5 宜采取减小偶然作用影响的措施。
3.2.2 混凝土结构中结构缝的设计应符合下列要求:
1 应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能要求,合理确定结构缝的位置和构造形式;
2 宜控制结构缝的数量,并应采取有效措施减少设缝对使用功能的不利影响;
3 可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝。
3.2.3 结构构件的连接应符合下列要求:
1 连接部位的承载力应保证被连接构件之间的传力性能;
2 当混凝土构件与其他材料构件连接时,应采取可靠的措施;
3 应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。
3.2.4 混凝土结构设计应符合节省材料、方便施工、降低能耗与保护环境的要求。
3.3 承载能力极限状态计算
3.3.1 混凝土结构的承载能力极限状态计算应包括下列内容:
1 结构构件应进行承载力(包括失稳)计算;
2 直接承受重复荷载的构件应进行疲劳验算;
3 有抗震设防要求时,应进行抗震承载力计算;
4 必要时尚应进行结构的倾覆、滑移、漂浮验算;
5 对于可能遭受偶然作用,且倒塌可能引起严重后果的重要结构,宜进行防连续倒塌设计。
3.4 正常使用极限状态验算
3.4.1 混凝土结构构件应根据其使用功能及外观要求,按下列规定进行正常使用极限状态验算:
1 对需要控制变形的构件,应进行变形验算;
2 对不允许出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算;
3 对允许出现裂缝的构件,应进行受力裂缝宽度验算;
4 对舒适度有要求的楼盖结构,应进行竖向自振频率验算。
3.4.4 结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级,等级划分及要求应符合下列规定:
一级——严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。
二级——一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。
三级——允许出现裂缝的构件:对钢筋混凝土构件,按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件,按荷载标准组合并考虑长期作用的影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第3.4.5条规定的最大裂缝宽度限值;对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。
3.5 耐久性设计
3.5.1 混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计,耐久性设计包括下列内容:
1 确定结构所处的环境类别;
2 提出对混凝土材料的耐久性基本要求;
3 确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度;
4 不同环境条件下的耐久性技术措施;
5 提出结构使用阶段的检测与维护要求。
注:对临时性的混凝土结构,可不考虑混凝土的耐久性要求。
3.5.2 混凝土结构暴露的环境类别应按表3.5.2的要求划分。
表3.5.2 混凝土结构的环境类别
环境类别 | 条件 |
一类 | 室内干燥环境 ; 永久的无侵蚀性静水浸没环境。 |
二类 a | 室内潮湿环境; 非严寒和非寒冷地区的露天环境; 非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境; 寒冷和严寒地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。 |
二类 b | 干湿交替环境; 水位频繁变动环境,严寒和寒冷地区的露天环境; 严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。 |
三类 a | 严寒和寒冷地区冬季水位冰冻区环境;受除冰盐影响环境;海风环境。 |
三类 b | 盐渍土环境;受除冰盐作用环境;海岸环境。 |
四类 | 海水环境。 |
五类 | 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。 |
3.5.3 设计使用年限为50年的混凝土结构,其混凝土材料宜符合表3.5.3的规定。
表3.5.3 结构混凝土材料的耐久性基本要求
环境类别 | 最大水胶比 | 最低强度等级 | 最大Cl–% | 最大碱含量 |
一 | 0.60 | C20 | 0.30 | 无限制 |
二类 a | 0.55 | C25 | 0.20 | 3.0 |
二类 b | 0.50(0.55) | C30(C25) | 0.15 | 3.0 |
三类 a | 0.45(0.50) | C35(C30) | 0.15 | 3.0 |
三类 b | 0.40 | C30 | 0.1 | 3.0 |
注:1 氯离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比;
2 预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为0.06%;其最低混凝土强度等级宜按表中的规定提高两个等级;
3 素混凝土构件的水胶比及最低强度等级的要求可适当放松;
4 有可靠工程经验时,二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级;
5 处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的混凝土应使用引气剂,并可采用括号中的有关参数;
6 当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含量可不作限制。
3.5.5 一类环境中,设计使用年限为100年的混凝土结构应符合下列规定:
1 钢筋混凝土结构的最低强度等级为C30;预应力混凝土结构的最低强度等级为C40;
2 混凝土中的最大氯离子含量为0.06%;
3 宜使用非碱活性骨料,当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m³;
4 混凝土保护层厚度应符合本规范第8.2.1条的规定;当采取有效的表面防护措施时,混凝土保护层厚度可适当减小。
3.6 防连续倒塌设计原则
3.6.1 混凝土结构防连续倒塌设计宜符合下列要求:
1 采取减小偶然作用效应的措施;
2 采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施;
3 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束,布置备用的传力途径;
4 增强疏散通道、避难空间等重要结构构件及关键传力部位的承载力和变形性能;
5 配置贯通水平、竖向构件的钢筋,并与周边构件可靠地锚固;
6 设置结构缝,控制可能发生连续倒塌的范围。
3.6.2 重要结构的防连续倒塌设计可采用下列方法:
1 局部加强法:提高可能遭受偶然作用而发生局部破坏的竖向重要构件和关键传力部位的安全储备,也可直接考虑偶然作用进行设计。
2 拉结构件法:在结构局部竖向构件失效的条件下,可根据具体情况分别按梁-拉结模型、悬索-拉结模型和悬臂-拉结模型进行承载力验算,维持结构的整体稳固性。
3 拆除构件法:按一定规则拆除结构的主要受力构件,验算剩余结构体系的极限承载力;也可采用倒塌全过程分析进行设计。
3.6.3 当进行偶然作用下结构防连续倒塌的验算时,作用宜考虑结构相应部位倒塌冲击引起的动力系数。在抗力函数的计算中,混凝土强度取强度标准值fck;普通钢筋强度取极限强度标准值fstk,预应力筋强度取极限强度标准值fptk并考虑锚具的影响。宜考虑偶然作用下结构倒塌对结构几何参数的影响。必要时尚应考虑材料性能在动力作用下的强化和脆性,并取相应的强度特征值。
3.7 既有结构设计原则
3.7.1 既有结构延长使用年限、改变用途、改建、扩建或需要进行加固、修复等,均应对其进行评定、验算或重新设计。
3.7.2 对既有结构进行安全性、适用性、耐久性及抗灾害能力评定时,应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的原则要求,并应符合下列规定:
1 应根据评定结果、使用要求和后续使用年限确定既有结构的设计方案;
2 既有结构改变用途或延长使用年限时,承载能力极限状态验算宜符合本规范的有关规定;
3 对既有结构进行改建、扩建或加固改造而重新设计时,承载能力极限状态的计算应符合本规范和相关标准的规定;
4 既有结构的正常使用极限状态验算及构造要求宜符合本规范的规定;
5 必要时可对使用功能作相应的调整,提出限制使用的要求。
3.7.3 既有结构的设计应符合下列规定:
1 应优化结构方案,保证结构的整体稳固性;
2 荷载可按现行规范的规定确定,也可根据使用功能作适当的调整;
3 结构既有部分混凝土、钢筋的强度设计值应根据强度的实测值确定;当材料的性能符合原设计的要求时,可按原设计的规定取值;
4 设计时应考虑既有结构构件实际的几何尺寸、截面配筋、连接构造和已有缺陷的影响;当符合原设计的要求时,可按原设计的规定取值;
5 应考虑既有结构的承载历史及施工状态的影响;对二阶段成形的叠合构件,可按本规范第9.5节的规定进行设计。
4 材 料
了解材料参数的概念,取值逻辑、大小关系 。
混凝土:立方体抗压强度标准值、轴心抗压强度的标准值、轴心抗拉强度的标准值、轴心抗压强度的设计值、 轴心抗拉强度的设计值、受压弹性模量、受拉的弹性模量、剪切变形模量、轴心抗压疲劳强度设计值、轴心抗拉疲劳强度设计值。
钢筋:屈服强度标准值、极限强度标准值、抗拉强度设计值、抗压强度设计值、横向钢筋的抗拉强度设计值、轴心受压构件钢筋抗压设计值、受剪、受扭、受冲切承载力、弹性模量 。
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关于28天龄期的混凝土,正确的是:(2019-21)
A混凝土的受拉和受压弹性模量相等
B混凝土的剪切变形模量等于其受压弹性模量
C混凝土的抗拉和抗压强度相等
D混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度相等
钢筋混凝土轴心受压柱,混凝土强度等级采用C25,纵筋采用HRB500级钢筋,正确的是:(2019-25)
A纵筋的抗压和抗拉强度设计值不相等
B纵筋的屈服强度值不相等于牌号
C混凝土强度等级低于规范规定值
D纵筋可提高混凝土的抗压强度
同等级的钢筋混凝土指标最低的是?(2019-32)
A轴心抗拉强度标准值
B轴心抗拉强度设计值
C轴心抗压强度标准值
D轴心抗压强度设计值
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于(2019-95)
AC20
BC30
CC35
DC40
关于钢筋强度说法正确的是?(2018-024)
A钢筋强度标准值低于疲劳应力幅限值
B钢筋强度设计值低于疲劳应力幅限值
C钢筋强度设计值低于钢筋强度标准值
D钢筋强度标准值低于钢筋强度设计值
4.1 混凝土
4.1.1 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件,在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。
4.1.2 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。
4.1.3 混凝土轴心抗压强度的标准值fck应按表4.1.3-1采用;轴心抗拉强度的标准值ftk应按表4.1.3-2采用。
表4.1.3-1 混凝土轴心抗压强度标准值(N/ mm²)
强 度 |
混 凝 土 强 度 等 级 | |||||||||||||
C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 | |
fck | 10.0 | 13.4 | 16.7 | 20.1 | 23.4 | 26.8 | 29.6 | 32.4 | 35.5 | 38.5 | 41.5 | 44.5 | 47.4 | 50.2 |
表 4.1.3-2 混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm2)
强 度 |
混凝土强度等级 | |||||||||||||
C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 | |
ftk | 1.27 | 1.54 | 1.78 | 2.01 | 2.20 | 2.39 | 2.51 | 2.64 | 2.74 | 2.85 | 2.93 | 2.99 | 3.05 | 3.11 |
4.1.4 混凝土轴心抗压强度的设计值fc应按表4.1.4-1采用;轴心抗拉强度的设计值ft应按表4.1.4-2采用。
表 4.1.4-1 混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2)
强 度 |
混凝土强度等级 | |||||||||||||
C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 | |
fc | 7.2 | 9.6 | 11.9 | 14.3 | 16.7 | 19.1 | 21.1 | 23.1 | 25.3 | 27.5 | 29.7 | 31.8 | 33.8 | 35.9 |
表 4.1.4-2 混凝土轴心抗拉强度设计值(N/mm2)
强 度 |
混凝土强度等级 | |||||||||||||
C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 | |
ft | 0.91 | 1.10 | 1.27 | 1.43 | 1.57 | 1.71 | 1.80 | 1.89 | 1.96 | 2.04 | 2.09 | 2.14 | 2.18 | 2.22 |
4.1.5 混凝土受压和受拉的弹性模量Ec宜按表4.1.5采用。混凝土的剪切变形模量GC可按相应弹性模量值的40%采用。
混凝土泊松比vc可按0.2采用。
表 4.1.5 混凝土的弹性模量(×104N/mm2)
强度 | C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 |
Ec | 2.20 | 2.55 | 2.80 | 3.00 | 3.15 | 3.25 | 3.25 | 3.35 | 3.45 | 3.55 | 3.60 | 3.65 | 3.70 | 3.80 |
4.1.6 混凝土轴心抗压疲劳强度设计值。当混凝土承受拉-压疲劳应力作用时,疲劳强度修正系数γρ取0.60。
4.1.8 当温度在0℃~100℃范围内时,混凝土的热工参数可按下列规定取值:
线膨胀系数 αc : 1×10-5/℃;
导热系数λ:10.6kJ/(m·h·℃);
比热容c:0.96kJ/(kg·℃)。
4.2 钢 筋
提倡应用高强、高性能钢筋。推广应用具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRB系列普通热轧带肋钢筋。
HRB:Hot-rolled Ribbed-steel Bar
HPB:Hot-rolled Plain Steel Bar
RRB:Remained-heat-treatment Ribbed-steel Bar
HRBF:Hot rolled Ribbed Bars Fine
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4.2.1 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用:
1 纵向受力普通钢筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、HRB335、RRB400、HPB300钢筋;梁、柱和斜撑构件的纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋。
2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋。
3 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。
表4.2.2-1 普通钢筋强度标准值(N/ mm² )
牌号 | 符号 | 公称直径 d(mm) |
屈服强度标准值 fyk(N/mm2) |
极限强度标准值 fstk(N/mm2) |
HPB300 | 6~14 | 300 | 420 | |
HRB335 | 6~14 | 335 | 455 | |
HRB400 | 6~50 | 400 | 540 | |
HRBF400 | ||||
RRB400 | ||||
HRB500 | 6~50 | 500 | 630 | |
HRBF500 |
4.2.3 普通钢筋的抗拉强度设计值fy、抗压强度设计值应按表4.2.3-1采用;预应力筋的抗拉强度设计值fpy、抗压强度设计值应按表4.2.3-2采用。当构件中配有不同种类的钢筋时,每种钢筋应采用各自的强度设计值。
表4.2.3-1 普通钢筋强度设计值 (N/ mm² )
种 类 | 抗拉强度设计值 fy | 抗压强度设计值 fy’ |
HPB300 | 270 | 270 |
HRB335 | 300 | 300 |
HRB400、HRBF400、RRB400 | 360 | 360 |
HRB500、HRBF500 | 435 | 435 |
对轴心受压构件,当采用HRB500、HRBF500钢筋时,钢筋的抗压强度设计值应取400N/ mm² 。横向钢筋的抗拉强度设计值fyv应按表中fy的数值采用;当用作受剪、受扭、受冲切承载力计算时,其数值大于360N/mm²时应取360N/mm²。
4.2.5 普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es可按表4.2.5采用。
表 4.2.5 钢筋弹性模量(×105N/mm2)
牌号或种类 | Es |
HPB300 | 2.10 |
HRB335、HRB400、HRB500 HRBF400、HRBF500、RRB400 预应力螺纹钢筋 |
2.00 |
消除应力钢丝、中强度预应力钢丝 | 2.05 |
钢绞线 | 1.95 |
5、6、7 分析与计算内容(略)
8 构造规定
伸缩缝间距:越稳定的越大;预制混凝土构件已基本完成收缩,故伸缩缝的间距可适当加大;什么情况可以加大间距或者需要缩小间距。
保护层厚度:线构件的比面构件的大;考虑碳化速度的影响,使用年限100年的结构,保护层厚度取1.4倍。
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关于钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的说法,错误的是(2018-044)
- 同类环境中,排架结构伸缩缝最大间距大于框架结构
- 同类环境中,剪力墙结构伸缩缝最大间距大于挡土墙结构
- 同类结构中,装配式伸缩缝最大间距大于现浇式
- 同类结构,土环境小于露天环境
8.1 伸缩缝
8.1.1 钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距可按表8.1.1确定。
表8.1.1 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)
结构类别
|
施工方法
|
室内或土中
|
露天
|
排架结构
|
装配式
|
100
|
70
|
框架结构
|
装配式
|
75
|
60
|
现浇式
|
55
|
35
|
|
剪力墙结构
|
装配式
|
65
|
40
|
现浇式
|
45
|
30
|
|
挡土墙、地下室墙壁
|
装配式
|
40
|
30
|
现浇式
|
30
|
20
|
注:1 装配整体式结构的伸缩缝间距,可根据结构的具体情况取表中装配式结构与现浇式结构之间的数值;
2 框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距,可根据结构的具体情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值;
3 当屋面无保温或隔热措施时,框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用;
4 现浇挑檐、雨罩等外露结构的局部伸缩缝间距不宜大于12m。
8.1.2 对下列情况,本规范表8.1.1中的伸缩缝最大间距宜适当减小:
1 柱高(从基础顶面算起)低于8m的排架结构;
2 屋面无保温、隔热措施的排架结构;
3 位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构;
4 采用滑模类工艺施工的各类墙体结构;
5 混凝土材料收缩较大,施工期外露时间较长的结构。
8.1.3 如有充分依据,对下列情况本规范表8.1.1中的伸缩缝最大间距可适当增大:
1 采取减小混凝土收缩或温度变化的措施;
2 采用专门的预加应力或增配构造钢筋的措施;
3 采用低收缩混凝土材料,采取跳仓浇筑、后浇带、控制缝等施工方法,并加强施工养护。
当伸缩缝间距增大较多时,尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
8.1.4 当设置伸缩缝时,框架、排架结构的双柱基础可不断开。
8.2 混凝土保护层
8.2.1 构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度应满足下列要求。
1 构件中受力钢筋的保护层厚度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厚度应符合表8.2.1的规定;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应小于表8.2.1中数值的1.4倍。
环境类别 | 板、墙、壳 | 梁、柱、杆 |
一 | 15 | 20 |
二a | 20 | 25 |
二b | 25 | 35 |
三a | 30 | 40 |
三b | 40 | 50 |
注:1 混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5mm;
2 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm。
8.2.2 当有充分依据并采取下列措施时,可适当减小混凝土保护层的厚度。
1 构件表面有可靠的防护层;
2 采用工厂化生产的预制构件;
3 在混凝土中掺加阻锈剂或采用阴极保护处理等防锈措施;
4 当对地下室墙体采取可靠的建筑防水做法或防护措施时,与土层接触一侧钢筋的保护层厚度可适当减少,但不应小于25mm。
8.2.3 当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度大于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。
8.3 钢筋的锚固
8.4 钢筋的连接
8.4.1 钢筋连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。机械连接接头及焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。
混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。在结构的重要构件和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。
8.4.2 轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接;其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm。
8.4.3 同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,凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段(图8.4.3)。同一连接区段内纵向受力钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。当直径不同的钢筋搭接时,按直径较小的钢筋计算。
位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率:对梁类、板类及墙类构件,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面积百分率时,对梁类构件,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。
并筋采用绑扎搭接连接时,应按每根单筋错开搭接的方式连接。接头面积百分率应按同一连接区段内所有的单根钢筋计算。并筋中钢筋的搭接长度应按单筋分别计算。
8.5 纵向受力钢筋的最小配筋率
8.5.1 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率ρmin不应小于表8.5.1规定的数值。
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500MPa | 0.50 |
强度等级400MPa | 0.55 | ||
强度等级300MPa、335MPa | 0.60 | ||
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45ft/fy中较大值 |
1、受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用C60以上强度等级的混凝土时,应按表中规定增大0.1;
2、板类受弯构件(不包括悬臂板)的受拉钢筋,当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时,其最小配筋率应允许采用0.15和45ft/fy中的较大值;
3、偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑;
4、受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;
5、受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(b’f-b)h’f后的截面面积计算;
6、当钢筋沿构件截面周边布置时,”一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
规范只规定了受力钢筋最小配筋率,所以构造钢筋不要满足最小配筋率,只需满足构造要求。
9 结构构件的基本规定
框架梁柱中,配筋不得超配的是(2018-045)
- 框架梁的纵向钢筋
- 框架梁的箍筋
- 框架柱的纵向钢筋
- 框架柱的箍筋
9.1 板
- 单向与双向板,四边支承的板1)当长边与短边长度之比<2时,应按双向板计算;2)当长边与短边长度之比=2~3时,宜按双向板计算;3)当长边与短边长度之比≥3.0时,宜按沿短边方向受力的单向板计算,并应沿长边方向布置构造钢筋。
- 板的跨厚比:钢筋混凝土单向板不大于30,双向板不大于40;无梁支承的有柱帽板不大于35,无梁支承的无柱帽板不大于30。预应力板可适当增加;当板的荷载、跨度较大时宜适当减小。
- 板中受力钢筋的间距,当板厚不大于150mm时不宜大于200mm;当板厚大于150mm时不宜大于板厚的1.5倍,且不宜大于250mm。
- 板面构造钢筋:钢筋直径不宜小于8mm,间距不宜大于200mm。
- 单向板分布钢筋:单位宽度上的配筋不宜小于单位宽度上的受力钢筋的15%,且配筋率不宜小于0.15%;分布钢筋直径不宜小于6mm,间距不宜大于250mm。
表9.1.2 现浇钢筋混凝土板最小厚度(mm)
板的类别 | 最小厚度 | |
单向板 | 屋面板 | 60 |
民用建筑楼板 | 60 | |
工业建筑楼板 | 70 | |
行车道下的楼板 | 80 | |
双向板 | 80 | |
密肋板 | 面板 | 50 |
肋高 | 250 | |
悬臂板 | 板的悬臂长度≤500mm | 60 |
板的悬臂长度>500mm | 80 | |
无梁楼板 | 150 |
9.2 梁
- 纵向受力钢筋:
- 伸入梁支座范围内的钢筋不应少于2根。梁高不小于300mm时,钢筋直径不应小于10mm;梁高小于300mm时,钢筋直径不应小于8mm。
- 梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm和1.5d;
- 梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d。当下部钢筋多于2层时,2层以上钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距增大一倍;各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d,d为钢筋的最大直径。
- 梁的上部纵向构造钢筋:
- 截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4,且不应少于2根。
- 对架立钢筋,当梁的跨度小于4m时,直径不宜小于8mm;当梁的跨度为4m~6m时,直径不应小于10mm;当梁的跨度大于6m时,直径不宜小于12mm。
- 箍筋的配置:
- 当截面高度h=150mm~300mm时,可仅在构件端部l0/4范围内设置构造箍筋,l0为跨度。但当在构件中部l0/2范围内有集中荷载作用时,则应沿梁全长设置箍筋。
- 当截面高度小于150mm时,可以不设置箍筋。
- 截面高度大于800mm的梁,箍筋直径不宜小于8mm;对截面高度不大于800mm的梁,不宜小于6mm。
- 梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径尚不应小于d/4,d为受压钢筋最大直径。
梁高 h | V>0.7ftbh0+0.05Np0 | V≤0.7ftbh0+0.05Np0 |
150<h≤300 | 150 | 200 |
300<h≤500 | 200 | 300 |
500<h≤800 | 250 | 350 |
h>800 | 300 | 400 |
9.3 柱、梁柱节点及牛腿
- 柱中纵向钢筋的配置:
- 纵向受力钢筋直径不宜小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%;
- 柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm,且不宜大于300mm;
- 偏心受压柱的截面高度不小于600mm时,在柱的侧面上应设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋,并相应设置复合箍筋或拉筋;
- 圆柱中纵向钢筋不宜少于8根,不应少于6根,且宜沿周边均匀布置;
- 在偏心受压柱中,垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋,其中距不宜大于300mm。
- 柱中的箍筋:
- 箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm,d为纵向钢筋的最大直径;
- 箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸,且不应大于15d,d为纵向钢筋的最小直径;
- 柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于10d,且不应大于200mm,d为纵向受力钢筋的最小直径。箍筋末端应做成135°弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍;。
9.4 墙
- 竖向构件截面长边、短边(厚度)比值大于4时,宜按墙的要求进行设计。
- 支撑预制楼(屋面)板的墙,其厚度不宜小于140mm;对剪力墙结构尚不宜小于层高的1/25,对框架-剪力墙结构尚不宜小于层高的1/20。
- 厚度大于160mm的墙应配置双排分布钢筋网;结构中重要部位的剪力墙,当其厚度不大于160mm时,也宜配置双排分布钢筋网。双排分布钢筋网应沿墙的两个侧面布置,且应采用拉筋连系;拉筋直径不宜小于6mm,间距不宜大于600mm。
- 墙水平及竖向分布钢筋直径不宜小于8mm,间距不宜大于300mm。可利用焊接钢筋网片进行墙内配筋。
- 对于房屋高度不大于10m且不超过3层的墙,其截面厚度不应小于120mm,其水平与竖向分布钢筋的配筋率均不宜小于0.15%。
9.5 叠合构件
9.5.1 二阶段成形的水平叠合受弯构件,当预制构件高度不足全截面高度的40%时,施工阶段应有可靠的支撑。
施工阶段有可靠支撑的叠合受弯构件,可按整体受弯构件设计计算,但其斜截面受剪承载力和叠合面受剪承载力应按本规范附录H计算。
施工阶段无支撑的叠合受弯构件,应对底部预制构件及浇筑混凝土后的叠合构件按本规范附录H的要求进行二阶段受力计算。
9.5.2 混凝土叠合梁、板应符合下列规定:
1 叠合梁的叠合层混凝土的厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不宜低于C30。预制梁的箍筋应全部伸入叠合层,且各肢伸入叠合层的直线段长度不宜小于10d,d为箍筋直径。预制梁的顶面应做成凹凸差不小于6mm的粗糙面。
2 叠合板的叠合层混凝土厚度不应小于40mm,混凝土强度等级不宜低于C25。预制板表面应做成凹凸差不小于4mm的粗糙面。承受较大荷载的叠合板以及预应力叠合板,宜在预制底板上设置伸入叠合层的构造钢筋。
9.5.3 在既有结构的楼板、屋盖上浇筑混凝土叠合层的受弯构件,应符合本规范第9.5.2条的规定,并按本规范第3.3节、第3.7节的有关规定进行施工阶段和使用阶段计算。
9.5.4 由预制构件及后浇混凝土成形的叠合柱和墙,应按施工阶段及使用阶段的工况分别进行预制构件及整体结构的计算。
9.5.5 在既有结构柱的周边或墙的侧面浇筑混凝土而成形的竖向叠合构件,应考虑承载历史以及施工支顶的情况,并按本规范第3.3节、第3.7节规定的原则进行施工阶段和使用阶段的承载力计算。
9.5.6 依托既有结构的竖向叠合柱、墙在使用阶段的承载力计算中,应根据实测结果考虑既有构件部分几何参数变化的影响。
竖向叠合柱、墙既有构件部分混凝土、钢筋的强度设计值按本规范第3.7.3条确定;后浇混凝土部分混凝土、钢筋的强度应按本规范第4章的规定乘以强度利用的折减系数确定,且宜考虑施工时支顶的实际情况适当调整。
9.5.7 柱外二次浇筑混凝土层的厚度不应小于60mm,混凝土强度等级不应低于既有柱的强度。粗糙结合面的凹凸差不应小于6mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中纵向受力钢筋直径不应小于14mm;箍筋直径不应小于8mm且不应小于柱内相应箍筋的直径,箍筋间距应与柱内相同。
墙外二次浇筑混凝土层的厚度不应小于50mm,混凝土强度等级不应低于既有墙的强度。粗糙结合面的凹凸差应不小于4mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中竖向、水平钢筋直径不宜小于8mm且不应小于墙中相应钢筋的直径。
9.6 装配式结构
9.6.1 装配式、装配整体式混凝土结构中各类预制构件及连接构造应按下列原则进行设计:
1 应在结构方案和传力途径中确定预制构件的布置及连接方式,并在此基础上进行整体结构分析和构件及连接设计;
2 预制构件的设计应满足建筑使用功能,并符合标准化要求;
3 预制构件的连接宜设置在结构受力较小处,且宜便于施工;结构构件之间的连接构造应满足结构传递内力的要求;
4 各类预制构件及其连接构造应按从生产、施工到使用过程中可能产生的不利工况进行验算,对预制非承重构件尚应符合本规范第9.6.8条的规定。
9.6.2 预制混凝土构件在生产、施工过程中应按实际工况的荷载、计算简图、混凝土实体强度进行施工阶段验算。验算时应将构件自重乘以相应的动力系数:对脱模、翻转、吊装、运输时可取1.5,临时固定时可取1.2。
注:动力系数尚可根据具体情况适当增减。
9.6.3 装配式、装配整体式混凝土结构中各类预制构件的连接构造,应便于构件安装、装配整体式。对计算时不考虑传递内力的连接,也应有可靠的固定措施。
9.6.4 装配整体式结构中框架梁的纵向受力钢筋和柱、墙中的竖向受力钢筋宜采用机械连接、焊接等形式;板、墙等构件中的受力钢筋可采用搭接连接形式;混凝土接合面应进行粗糙处理或做成齿槽;拼接处应采用强度等级不低于预制构件的混凝土灌缝。
装配整体式结构的梁柱节点处,柱的纵向钢筋应贯穿节点;梁的纵向钢筋应满足本规范第9.3节的锚固要求。
当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的轴心受压承载力宜为该截面计算所需承载力的1.3~1.5倍。此时,可采取在接头及其附近区段的混凝土内加设横向钢筋网、提高后浇混凝土强度等级和设置附加纵向钢筋等措施。
9.6.5 采用预制板的装配整体式楼盖、屋盖应采取下列构造措施:
1 预制板侧应为双齿边;拼缝上口宽度不应小于30mm;空心板端孔中应有堵头,深度不宜少于60mm;拼缝中应浇灌强度等级不低于C30的细石混凝土;
2 预制板端宜伸出锚固钢筋互相连接,并宜与板的支承结构(圈梁、梁顶或墙顶)伸出的钢筋及板端拼缝中设置的通长钢筋连接。
9.6.6 整体性要求较高的装配整体式楼盖、屋盖,应采用预制构件加现浇叠合层的形式;或在预制板侧设置配筋混凝土后浇带,并在板端设置负弯矩钢筋、板的周边沿拼缝设置拉结钢筋与支座连接。
9.6.7 装配整体式结构中预制承重墙板沿周边设置的连接钢筋应与支承结构及相邻墙板互相连接,并浇筑混凝土与周边楼盖、墙体连成整体。
9.6.8 非承重预制构件的设计应符合下列要求:
1 与支承结构之间宜采用柔性连接方式;
2 在框架内镶嵌或采用焊接连接时,应考虑其对框架抗侧移刚度的影响;
3 外挂板与主体结构的连接构造应具有一定的变形适应性。
9.7 预埋件及连接件
9.7.1 受力预埋件的锚板宜采用Q235、Q345级钢,锚板厚度应根据受力情况计算确定,且不宜小于锚筋直径的60%;受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8,b为锚筋的间距。
受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300钢筋,不应采用冷加工钢筋。
直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于20mm时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时,焊缝高度不宜小于6mm,且对300MPa级钢筋不宜小于0.5d,对其他钢筋不宜小于0.6d,d为锚筋的直径。
内埋式螺母或内埋式吊杆的设计与构造,应满足起吊方便和吊装安全的要求。专用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具,应根据相应的产品标准和应用技术规定选用。
1 吊环锚入混凝土中的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,d为吊环钢筋或圆钢的直径。
2 应验算在荷载标准值作用下的吊环应力,验算时每个吊环可按两个截面计算。对HPB300钢筋,吊环应力不应大于65N/mm² ;对Q235B圆钢,吊环应力不应大于50N/mm² 。
3 当在一个构件上设有4个吊环时,应按3个吊环进行计算。
10 预应力混凝土结构构件
后张预应力预留孔道的塑料管间距不宜小于?(2017-84)
A30mm
B40mm
C50mm
D60mm
10.1 一般规定
10.1.1 预应力混凝土结构构件,除应根据设计状况进行承载力计算及正常使用极限状态验算外,尚应对施工阶段进行验算。
10.3 预应力混凝土构造规定
10.3.4 在预应力混凝土屋面梁、吊车梁等构件靠近支座的斜向主拉应力较大部位,宜将一部分预应力筋弯起配置。
10.3.5 预应力筋在构件端部全部弯起的受弯构件或直线配筋的先张法构件,当构件端部与下部支承结构焊接时,应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响,宜在构件端部可能产生裂缝的部位设置纵向构造钢筋。
10.3.12 构件端部尺寸应考虑锚具的布置、张拉设备的尺寸和局部受压的要求,必要时应适当加大。
10.3.13 后张预应力混凝土外露金属锚具,应采取可靠的防腐及防火措施,并应符合下列规定:
1 无粘结预应力筋外露锚具应采用注有足量防腐油脂的塑料帽封闭锚具端头,并应采用无收缩砂浆或细石混凝土封闭;
2 对处于二b、三a、三b类环境条件下的无粘结预应力锚固系统,应采用全封闭的防腐蚀体系,其封锚端及各连接部位应能承受10kPa的静水压力而不得透水;
3 采用混凝土封闭时,其强度等级宜与构件混凝土强度等级一致,且不应低于C30。封锚混凝土与构件混凝土应可靠粘结,如锚具在封闭前应将周围混凝土界面凿毛并冲洗干净,且宜配置1~2片钢筋网,钢筋网应与构件混凝土拉结;
4 采用无收缩砂浆或混凝土封闭保护时,其锚具及预应力筋端部的保护层厚度不应小于:一类环境时20mm,二a、二b类环境时50mm,三a、三b类环境时80mm。
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