杨小娟
(甘肃省城乡规划设计研究院 甘肃兰州 730000)
混凝土结构设计规范几个问题的理解分析
杨小娟
(甘肃省城乡规划设计研究院 甘肃兰州 730000)
在《混凝土结构设计规范》的基础上,分析了钢筋的连接方式、挠度、裂缝、混凝土最小保护层厚度等方面的内容。通过采用高强度、高性能的钢筋混凝土结构,可以将材料的用量有效的节省下来,从而提升其自身效益。
混凝土结构;设计规划;问题分析
通过客观实际分析能够发现,钢筋混凝土是当前施工建设行业中所不能离开的重要结构材料,能否按照设计规范进行混凝土结构的施工建设,是摆在我们面前的一种重要工作。所以,文章通过下文对《混凝土结构设计规范》的几个问题的相关内容进行了论述,从而为有关工作人员在实际工作中提供一定的理论支撑。
混凝土保护层厚度是指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离。其对结构的作用主要表现在三个方面:①钢筋和混凝土之间的粘结锚固;②保护钢筋免遭锈蚀;③对构件受力有效高度的影响。
通过GB50010-2010规范中的描述能够发现,综合的分析脱钝、钢筋锈蚀的耐久性、混凝土碳化等方面,对纵向受力筋的外缘不在当做重点,这样在对混凝土保护层厚度进行计算时,会以最外缘为出发点。规定钢筋表面到混凝土表面的距离即为混凝土保护层的最小厚度。GB50010-2010规范中所述的混凝土保护层厚度,不但保护了分布筋、箍筋,而且也保护了纵向受力钢筋,这样就增加了最小厚度。对于通过箍筋与纵向钢筋构成的柱构件、梁的调整,再调整混凝土保护层的最小厚度,将一排钢筋布置在正截面中。
钢筋种类、抗震等级、混凝土强度等级在各种不同条件下,会造成一定的变化出现在锚固条件中,所以,指出基本锚固长度用Lab表示。通过分析基本锚固长度的计算公式能够发现,并没有改动公式,但是将ft取值改变了,GB50010-2010规范中指出,当混凝土强度等级高于C60的时,按C60取值,而过去的规范中是这样阐述的,当混凝土强度等级高于C40的时,按C40取值,这主要是按照具体的应用情况与试验进行分析的。估低了高强混凝土的锚固性能,过去在C40内设置最高强度等级时相对比较保守。同时,在新的规范内,将老规范内锚固性能很差的刻痕钢丝删除掉了,而且提出当锚固钢筋的保护层厚度在5d以下时,在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋(箍筋或横向钢筋)的要求,以防止保护层混凝土劈裂时钢筋突然失锚。
规范在对不同锚固条件下的锚固长度的修正系数进行考虑的时候,给出了不同的系数,可以将纵向受拉普通钢筋锚固长度计算出来。需要注意的是其适用范围有一定限制:不适用于抗震设计及直接承受动力荷载结构中的受力钢筋锚固。
可以得出钢筋强度和混凝土的强度越高,就会有着越短的受拉钢筋锚固长度。在对相同等级强度的混凝土进行应用时,越高的钢筋强度,就会有着越大的受拉钢筋锚固长度。
在GB50010-2010规范中,还将机械锚固降低锚固长度与钢筋末端配置弯钩的方式提了出来,在框架梁节点构造、框架柱和剪力墙中得到了有效的应用。在钢筋末端配置弯钩和机械锚固是减小锚固长度的有效方式,其原理是利用受力钢筋端部锚头(弯钩、贴焊锚筋、焊接锚板或螺栓锚头)对混凝土的局部挤压作用加大锚固承载力。
在不断提升了钢筋的强度之后,提升了正常使用状态下的钢筋应力,这也是对钢筋混凝土构件强度与裂缝带来影响的主要因素。按照规范,将高强钢筋应用到钢筋混凝土结构中,一般通过变形量或者裂缝程度控制其含钢量,这样对高强钢筋的应用就会带来一定的限制。在GB50010-2010规范中,依据准永久组合或者荷载效应的标准组合计算裂缝,并且,对长期作用影响下的最大裂缝宽度进行考虑。
通过表1的分析能够得知,系数从以前的2.1已经降低到了1.9,很明显,对于高强钢筋的应用是非常适合的。
表1
全新的混凝土结构设计标准中指出,在配筋特征值的基础上,对钢筋的最小配筋率进行调整分析,尤其是在GB50010-2010规范的第8.5.1条中,将强度等级500MPa的钢筋增设了进去,而且,就强度等级是400MPa的钢筋而言,由过去的0.5%将最小配筋率提升到了0.55%,所以,能够清晰的发现,明显的将混凝土结构的安全性增加了。此外,次要的钢筋混凝土受弯构件在结构中也会发挥一定的作用,因此对这方面也进行了一定的调整,当在承载的需求量以下控制着构件所需的截面高度时,实际上就是按照混凝土规范GB50010-2010版中的相关标准来确定纵向受拉钢筋的配筋率。在GB50010-2010规范中,对最小截面尺寸、最小配筋率、轴压比限值等方面也进行了调整。在GB50010-2010规范中,将四级抗震等级的种种框架柱等增加了进去,并且较为细致的分析了框架结构的柱轴压比。
综上所述,进入21世纪以来,在经济和技术发展的推动下,我国建设工程领域得到了飞速的发展,在我国工程建设中,混凝土建筑结构是应用量最大的一种结构形式之一,GB50010-2010规范在设计理论、新材料的应用等方面都发挥着重要的作用,在提升建设工程施工质量,提升钢筋混凝土结构设计效果等方面都发挥着不可估量的作用,将我国混凝土结构学科能够推向另一个层次。因此通过文章上文的阐述,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论支撑。
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TU375
A
1004-7344(2016)20-0289-01
2016-7-2
杨小娟(1982-),女,汉族,甘肃定西人,结构工程师,本科,毕业于西安理工大学,主要从事建筑的结构设计工作。