0.3 混凝土结构一般构造

0.3.1 钢筋符号与标注

0.3.1.1 钢筋符号

《混凝土结构设计规范》(2015年版)(GB 50010—2010)及16G101图集中将钢筋种类分为HPB300、HRB335(HRBF335)、HRB400(HRBF400、RRB400)、HRB500(HRBF500)四种级别。在结构施工图中,为了区别每一种钢筋的级别,每一个等级用一种符号来表示,如:HPB300级用代号表示,HRB335级用代号 表示,HRB400级用代号表示,HRB500级用代号表示。

0.3.1.2 钢筋标注

在结构施工图中,结构构件的钢筋表达一般有以下三种标注方法:

(1)标注钢筋的根数、直径和等级 如425:4表示钢筋的根数,25表示钢筋的直径表示钢筋等级为HRB400钢筋。

(2)标注钢筋的等级、直径和相邻钢筋中心距 如10@100:10表示钢筋直径,@为相等中心距符号,100表示相邻钢筋中心的距离,表示钢筋等级为HPB300钢筋。

(3)标注钢筋的根数、直径、等级和中心距 如9 10@100:就是把(1)、(2)两种标注方式同时应用。

上述三种标注方式中,方式(1)主要用于梁、柱构件;方式(2)用于板、墙配筋和梁、柱箍筋;至于方式(3)应用较少,一般用于钢筋根数不多、分布尺寸又不便于标注的位置。

0.3.2 混凝土保护层厚度

为了使钢筋不发生锈蚀,保证钢筋与混凝土间有足够的黏结强度,钢筋混凝土构件表面必须有足够的混凝土保护层。最外层钢筋的外边缘至构件表面混凝土外边缘的距离,称作混凝土保护层厚度。

影响保护层厚度的主要因素是环境类别、构件类型、混凝土强度等级、设计使用年限。混凝土结构的环境类别见表0-3。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不应小于表0-4中的规定。

表0-3 混凝土结构的环境类别

表0-4 混凝土保护层的最小厚度 单位:mm

对于受力钢筋,其混凝土保护层最小厚度的确定要特别注意以下几点:

① 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度应不小于受力钢筋的直径。

② 混凝土强度等级不大于C25时,表0-4中保护层厚度数值应增加5mm。

③ 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础中钢筋的保护层厚度应从垫层顶面算起且不应小于40mm。

0.3.3 钢筋的锚固长度

为了避免纵向钢筋在受力过程中产生滑移,甚至从混凝土中拔出而造成锚固破坏,纵向受力钢筋必须伸过其受力截面一定长度,这个长度称为锚固长度。受拉钢筋的锚固长度规范称为基本锚固长度,以lab表示。

在16G101-1图集第57页给出了受拉钢筋基本锚固长度lab的取值,参见表0-5。在抗震设计时,纵向受拉钢筋的抗震基本锚固长度labE的取值参见表0-6。

一般情况下,受拉钢筋的锚固长度la、抗震锚固长度laE应根据锚固条件按下列公式进行调整计算(修正系数说明参见表0-7):

受拉钢筋锚固长度la=锚固长度修正系数ζa×基本锚固长度lab

抗震锚固长度laE=抗震锚固长度修正系数ζaE×锚固长度la

表0-5 受拉钢筋基本锚固长度lab

表0-6 抗震设计时受拉钢筋基本锚固长度labE

表0-7 受拉钢筋锚固长度la、抗震锚固长度laE和受拉钢筋锚固长度修正系数ζa

0.3.4 钢筋的连接构造

在施工过程中,钢筋在构件中往往因长度不够(钢筋出厂长度一般为9m)需要在受力较小处对钢筋进行连接。钢筋的连接方式主要有三种:绑扎搭接、机械连接和焊接,如图0-3所示。

0.2视频 钢筋的连接方式

图0-3 钢筋的连接方式示意图

为了保证钢筋受力可靠,《混凝土结构设计规范》对钢筋连接接头有如下规定:

(1)当受拉钢筋直径>25mm及受压钢筋直径>28mm时,不宜采用绑扎搭接。

(2)轴心受拉及小偏心受拉构件中纵向受力钢筋不应采用绑扎搭接。

(3)纵向受力钢筋连接位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区。如必须在此连接时,应采用机械连接或焊接。

搭接连接是指两根钢筋相互有一定的重叠长度,用铁丝绑扎并通过钢筋与混凝土之间黏结传力的连接方法[图0-3(a)],适用于较小直径的钢筋连接。对于绑扎搭接接头,应满足下列构造要求:同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率(即该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积之比):对梁类、板类及墙类构件,不宜大于25%;对于柱类构件,不宜大于50%。

绑扎搭接是通过钢筋与混凝土的锚固传力,所以绑扎搭接长度ll与钢筋的锚固长度la直接相关,《混凝土结构设计规范》对钢筋搭接长度的规定见表0-8,也可以在16G101图集中第60、61页直接查取受拉钢筋搭接长度ll、抗震搭接长度llE的取值。

表0-8 纵向受拉钢筋绑扎搭接长度llllE

0.3.5 钢筋一般构造

0.3.5.1 钢筋最小净距要求

为保证钢筋与混凝土之间的黏结力,以及避免因钢筋过密而妨碍混凝土的捣实,梁、柱、板的纵向受力钢筋之间必须留有足够的净间距,如图0-4所示。

图0-4 梁、柱、板纵向钢筋的间距

(1)梁纵向钢筋间距要求 当排布梁的纵向钢筋时,必须考虑钢筋根数和间距。梁上部纵向钢筋水平方向的净间距(钢筋外边缘之间的最小距离)不应小于30mm和1.5dd为钢筋的最大直径);下部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d,如图0-4(a)所示。

(2)柱纵向钢筋间距要求 柱内纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm,中心距不宜大于300mm,抗震设计时截面尺寸大于400mm的柱,纵向钢筋中心距不宜大于200mm,如图0-4(b)所示。

(3)板纵向钢筋间距要求 板中受力钢筋的中心间距一般不宜小于70mm,当板厚h≤150mm时,钢筋间距不宜大于200mm;当板厚h>150mm时,钢筋间距不宜大于250mm,且不宜大于板厚的1.5倍,如图0-4(c)所示。

0.3.5.2 纵向受力钢筋搭接区的箍筋构造

如图0-5所示,梁、柱的纵向受力钢筋在搭接接头范围内的箍筋应满足如下构造要求:

图0-5 纵向受力钢筋搭接区箍筋构造

① 搭接区内箍筋直径不小于d/4(d为搭接钢筋最大直径),间距不应大于100mm及5dd为搭接钢筋最小直径)。

② 当受压钢筋直径大于25mm时,还应在搭接接头两个端面外100mm的范围内各设置两道箍筋。

0.3.5.3 封闭箍筋及拉筋弯钩构造

封闭箍筋及拉筋弯钩构造详见图0-6。除焊接封闭环式箍筋外,箍筋的末端均应做弯钩,弯钩形式应符合下列规定。

图0-6 封闭箍筋及拉筋弯钩构造

(1)箍筋弯钩的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,且不应小于纵向受力钢筋直径。

(2)箍筋弯钩的弯折角度为135°。

(3)箍筋弯钩后的平直段长度,当构件抗震或受扭时,不应小于10d和75mm中的较大值;当构件非抗震时,不应小于5d

(4)拉筋弯钩构造与箍筋相同。

0.3.5.4 纵向钢筋弯钩与机械锚固形式

在工程中,当钢筋由于受限制而不能满足锚固长度要求时,可以采用纵向钢筋弯钩或机械锚固措施,16G101-1图集第59页给出了六种锚固形式,如图0-7所示。

图0-7 纵向钢筋弯钩与机械锚固形式

当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时,包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度(投影长度)可取基本锚固长度的60%。