16G钢筋工程常见问题及防控措施讲义.pptx
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1、常见问题及防控建筑钢筋工程施工前言:本次讲座是在去年的讲座基础上的延伸;上次主要是对钢筋构造的一些规律,结合16101系例标准图集对钢筋在结构中的构造形式和相关规律进行探讨;而这一次主要是对当前施工中常见的问题进行剖析,从原因、危害入手,介绍一些常见的防控措施;同时也兼顾对一些易错构造、工艺技术的分析和防控措施;钢筋工程质量是关乎结构安全性的关键项目,由于他具有隐蔽性,技术要求高,易错等特征,一经混凝土浇筑后,极难再发现和更正,而成为永久性隐患。本次讲的主要内容钢筋构造的认识常见问题及防控常见问题的剖析几种常见连接方式的质量控制钢筋钢筋构造典型易错钢筋构造的认识第一部分一、钢筋构造分类上次我们
2、结合11G101系例图集给大家讲了“钢筋构造的解析”,今天我们先与大家共同学习一点钢筋构造的原理,进一步帮助我们认识构造;下表是我们上次对于钢筋构造的分类二、钢筋连接的构造(一)关于钢筋连接构造的关键点:钢筋连接构造指单一构件本体的构造.具体构造包括:1、纵向钢筋延伸长度(截断点);如:各楼层柱纵向钢筋的允许分断区域(见图集“连接区域”)支座底筋节点外连接的位置相临跨(相临楼层)钢筋变化(钢筋截面变化、钢筋数量变化)的连接2、纵向钢筋连接位置和连接方式;(1)连接方式:在钢筋混凝土结构中,常见的钢筋连接方式有:搭接连接 焊接连接机械连接 混凝土连接在这些连接方式中一些还可以细分为各个具体的连接
3、方式:如:机械连接又有:挤压套筒连接,直螺纹连接,锥螺纹连接等;这里解释一下混凝土连接,这个词大家感到很陌生,其实大家也是知道的。非接触连接构造是为避免钢筋连接构造存在“并筋”这一先天缺陷而产生的连接方式;如:图集中有一种构造,称为:“非接触纵向钢筋搭接构造”或“无粘结”搭接(见16G101-1-102)他是通过钢筋在混凝土中的锚固(不直接连接)来实现钢筋连接的。广义的讲,搭接就是混凝土连接。(2)钢筋连接位置确定钢筋连接位置应考虑的因素有:结构构件的受力特征:下面我们通过几个受力模型图来讲一讲“连接区域”的确定按规范要求:钢筋连接点不应设于受力较大部位,即受力钢筋的接头宜设置在受力较小处竖向
4、和水平荷载分布图竖向和水平荷载同时对框架的作用弯矩图在荷载作用下,梁柱结点存在负弯矩,且为最大值;各楼层柱顶,柱根脚部位出现较大弯矩值,底层柱根为最大。竖向和水平荷载同时对框架的作用剪力图梁剪力最大值,出现在支座的部位;中部最小;以梁柱为例:从上面图中可看出:弯矩最大出现在跨中和支座部位(负弯矩),剪力最大出现在支座部位(或:柱顶部位),由此得出两个结论:第一:支座部位的剪力最大,所以应对支座附近部位箍筋加密;在跨中区域弯矩最大,下部钢筋不应在跨中连接:这就是图集对连接区域划分的原理及依据;第二:支座部位的上排筋处于负弯受拉状态,负弯矩也是最大;所以上排筋不应在支座附近(加密区)连接;再看弯矩
5、图模型:可见在增加集中荷载后有什么影响呢?以梁为例:主次梁节点处箍筋加密是为什么?从右图可看出,在有集中荷载的部位,出现剪力突变,所以应采取箍筋加密和增设吊筋来抵抗此剪力突变对混凝土结构的影响。钢筋不宜在集中荷载部位连接。“缺陷不集中”原则或:“缺陷分散“原则在钢筋构造中,无论是机械连接、焊接还是搭接,均视为“不得已”的缺陷,因此,在此原则下,规范中确立了“接头”在连接区段内的限制比率;这个比率限制按以下要素确定连接方式的可靠性程度:机械连接焊接绑扎搭接“避开不利部位”原则钢筋连接在受压区:宜优先于此区域连接;钢筋连接在受拉区:若必须于此区域连接:结论:标准中对连接设置的要求,是依据以下原则确
6、定1.结构构件受力状态;2.缺陷分散;3.不同连接方式的可靠性;(3)钢筋连接要求在受压区与受拉区连接的限制比率是不同的,且此比率因连接方式不同而不同;钢筋接头宜设置在受力较小处;有抗震设防要求的结构中,梁端、柱端箍筋加密区范围内不宜设置钢筋接头,且不应进行钢筋搭接。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点的距离,不应小于钢筋直径的10倍。螺纹接头安装后应使用专用扭力扳手校核拧紧扭力矩。挤压接头压痕直径的波动范围应控制在允许波动范围内,并使用专用量规进行检验。机械连接纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开和接头连接区段长度为35d的最小钢筋直径。当在同一连接区段内必须实施1
7、00%钢筋接头的连接时,应采用级接头。当需要在高应力部位设置接头时,在同一连接区段内级接头的接头百分率不应大于25%,级接头的接头百分率不应大于50%。接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区;当无法避开时,应采用级接头或级接头级;且接头百分率不应大于50%。对直接承受重复荷载的结构构件,接头面积百分率不应大于 50%。受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋,接头百分率可不受限制。级接头的接头面积百分率除上两种所列情况外可不受限制。焊接纵向受力钢筋的焊接接头同一构件内的接头宜分批错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35d且不小于500mm,d为连接钢筋的较小直径,凡接头中点位于该连接区段
8、长度内的焊接接头均属于同一连接区段。细晶粒热轧带肋钢筋以及直径大于28mm的带肋钢筋,其焊接参数应经试验确定。余热处理钢筋不宜焊接。受拉接头,不宜大于50;受压接头,可不受限制;板、墙、柱中受拉机械连接接头,可根据实际情况放宽;装配式混凝土结构构件连接处受拉接头,可根据实际情况放宽;直接承受动力荷载的结构构件中,不宜采用焊接;当采用机械连接时,不应超过50。电渣压力焊只应使用于柱、墙等构件中竖向受力钢筋的连接。受拉接头,不宜大于50;受压接头,可不受限制;板、墙、柱中受拉机械连接接头,可根据实际情况放宽;装配式混凝土结构构件连接处受拉接头,可根据实际情况放宽;直接承受动力荷载的结构构件中,不宜
9、采用焊接;当采用机械连接时,不应超过50。绑扎搭接同一构件内的接头宜分批错开。各接头的横向净间距s不应小于钢筋直径,且不应 25mm。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;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。并筋采用绑扎搭接连
10、接时,应按每根单筋错开搭接的方式连接。梁类、板类及墙类构件,不宜超过25;基础筏板,不宜超过50。柱类构件,不宜超过50。当工程中确有必要增大接头面积百分率时,对梁类构件,不应大于50;对其他构件,可根据实际情况适当放宽。连接区箍筋设置在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内应按设计要求配置箍筋,并应符合箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的25;受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm;连接长度的确定搭接长度确定当纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积百分率不大于25时,其最小搭接长度应符合右表规定 受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于2
11、00mm;当柱中纵向受力钢筋直径大于25mm时,应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋,其间距宜为50mm。当纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积百分率大于25时,其最小搭接长度应符合右表规定焊接方式避雷、等电位结构钢筋焊接对比焊接性质构造性焊接结构焊接功能要求焊接后接触面的接触面积焊接后钢筋的承载能力双面焊双面焊6d双面焊5d单面焊避雷、接地圆钢焊接单面焊12d单面焊10d等电位圆钢焊接单面焊10d焊接长度、宽度、厚度确定当纵向受拉钢筋采用搭接焊、帮条焊的主要要求有焊接参数的确定、焊缝长度、焊缝宽度、焊缝厚度几个方面关于电弧焊、电渣压力焊接的相关要求,我们放到第三部分讲述。辨析:避雷
12、电弧焊接与结构钢筋连接电弧焊接的异同(简单对比)机械连接关于机械连接的相关要求,我们放到第三部分讲述。梁下排钢筋焊接接头过多,超过规范限制比率。常见钢筋连接问题实例梁下排钢筋穿过支座连接,是解决并筋对钢筋握裹产生负面影响的好方法,但应按16g1011-84中节点要求,不应过近靠近节点(或应避开剪力最大区)。板上排筋不宜在支座附近连接楼层处剪力墙预留连接筋长度不足梁上排负弯距筋在支座附近搭接连接梁上排筋在同一截面搭接(4)横向钢筋设置范围;这里指的横向钢筋,对于梁、柱而言是箍筋、拉筋(拉钩等);如:梁柱箍筋加密区域,搭接连接区的加密及粗钢筋的附加箍设置等(5)横向钢筋构造形式;如:箍筋的构造形式
13、等(6)纵向钢筋、横向钢筋的本体加强构造;如:剪力墙边缘位置加强(暗柱、边缘柱等)剪力墙楼层位置加强(暗梁、框支梁等)主梁在次梁交叉部位加强(附加箍筋或吊筋)集中荷载部位加强(墙与梁相交设暗梁或暗柱、板上设置砌体设暗梁,主次梁相交设附加箍筋或吊筋)等。(7)钢筋连接长度如:搭接时的搭接长度焊接时的焊接焊缝长度机械连接的丝锚段长度梁、柱钢筋搭接区箍筋未加密主次梁钢筋问题连接在集中荷载部位;搭接区箍筋未加密;节点附加箍筋未设置;另一个是锚固问题:次梁入主梁锚固长度不足;三、构件连接的构造(一)关于构件连接构造的关键点:构件与构件之间的连接构造.其表现形式为锚固构造构件与构件连接是通过钢筋和混凝土连
14、接共同实现的,由于混凝土本身的抗拉能力较弱,所以主要是依靠钢筋的连接实现的。而构件与构件的交结部位,称为节点;节点分为本体节点与客体节点:根据构件与构件之间的支承关系,判断与节点关联的两构件中何构件为节点主体,何构件为节点客体,如:基础支撑柱,基础为节点主体柱为节点客体;柱支承梁,柱为节点主体梁为节点客体;主梁支承次梁,主梁为节点主体次梁为节点客体;梁支承板,梁为节点主体板为节点客体。我们通常说的锚固,是指客体在主体节点内的锚固。关于钢筋“锚固”是构件与构件连接可靠的关键,施工中应充分的重视钢筋锚固的作用;实例辨析:砖混结构的圈梁与构造柱,是“梁包柱”还是“柱包梁”?在砖混结构中,因构造柱是砌
15、体结构的“名义构件(或:伪构件)”,是墙体的加强构件,不是圈梁的支承构件;反之,圈梁才是墙体(构造柱)的约束构件,构造柱是圈梁的客体构件,应以梁约束柱(或“梁包柱”);(见左图)所以柱筋外置,是错误的。1、影响钢筋锚固的因素主要有:锚固的形式及锚固长度弯锚、直锚、机械锚固及锚固的长度等;钢筋的种类及构件的混凝土强度抗震要求是否抗震、抗震设防等级等;钢筋锚固条件钢筋最大直径、是否是环养钢筋、安装后是否易受扰动及钢筋保护层的厚度;节点的构造见图集中各类节点构造等;2、钢筋锚固的方式分为直锚、弯锚、机械锚固弯锚机械锚固直锚:是将钢筋顺直埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹混凝土产生的磨擦力、握裹力来
16、形成抗拉(抗拔)力。弯锚:是将钢筋弯折埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹混凝土产生的磨擦力、握裹力以及弯折来形成抗拉(抗拔)力。机械锚固:是将钢筋弯折埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹及端头形成的阔大构造与混凝土产生的磨擦力、咬合力以来形成抗拉(抗拔)力。3、钢筋锚固长度的确定(1)确定受拉钢筋基本锚固长度lab、labE(2)确定钢筋锚固长度(下面讲述抗震锚固长度)钢筋锚固长度计算公式laE 施工条件锚固长度修正系数锚固长度抗震修正系数labE(基本锚固长度)锚固长度修正系数锚固长度抗震修正系数在11101中按下确定:非抗震锚固长度抗震锚固长度注:在16101中确定锚固长度与11101基
17、本无变化:虽然修正系数没有明确表达,但从16101158表中说明里选择修正时,与原是一致的;(3)钢筋保护层(见161011)钢筋混凝土的钢筋保护层是指钢筋在混凝土结构中钢筋外边缘至混凝土外表面的厚度;钢筋保护层的作用从钢筋的粘结锚固角度,对混凝土保护层提出的要求是为了保证钢筋与结构周围的混凝土能共同工作,并使钢筋充分发挥计算所需的强度;耐久性要求,混凝土保护层最小厚度(见下表),是按照50年内能使保护钢筋不发生危及结构安全的锈蚀而确定的;混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5;基础底面钢筋的保护层厚度,有混凝土垫层时应从垫层顶面算起,且不应小于40mm;钢筋保护层确定时的注
18、意事项(4)钢筋保护层的确定设计有要求时按设计要求;设计无要求时按规范要求;(5)钢筋锚固的表达应注意如下问题上述通过计算的钢筋锚固长度是最小值,在实际应用中不得小于该计算值,实际应用中还应结合其他条件(如伸入到对边、过中等)确定其长度。钢筋锚固长度的确定,不仅要满足计算确定的最小值,尚应结合构造要求确定其所在部位的长度值。在规范标准中,表达钢筋锚固的方式有多种,如:总长度表示法;分段表示法(伸入构件的长度 +弯折长度)等。应注意标注中的约束条件,如在上图分段表示中下部钢筋的水平伸入长度,不仅要伸入到上部纵筋弯钩内侧,还要同时满足0.4laE;反之亦然。这叫多条件约束。在多约束条件下,应按“取
19、大优先”原则设置。在一些受力较大的结点部位或因构造需要加强的部位锚固长度也有加长的,通长以在计算锚固长度的基础上乘以一个1的系数的表示。直锚构造通常适用于直锚端有边缘构件的构造。虽为同一构件,但在截面变化部位,构件出现转折部位等,出现交叉的钢筋构造,一般按锚固构造处理(互锚)。注:“搭接连接”实质是一种“互锚”锚固构造应符合“核心区锚固”的原则核心区是指由钢筋骨架所围成区域内的部分。或:“保护层 -外围钢筋”以内的区域。从右图可看出,板上排筋与梁的关系是锚固关系,所以强调其弯钩从外侧角筋内侧弯下(即核心区蓝色区内)。这叫弯钩不外置.注:锚固的可靠性原则要求:主体节点应是具有较强的节点刚度;即:
20、节点的配筋、混凝土强度、构件的弹性模量,构件的转动贯量等;客体构件的钢筋在主体节点的构造及抗拔(拉)强度;(或具有足够的“锚固长度”)2、钢筋锚固的方式分为直锚、弯锚、机械锚固弯锚机械锚固直锚:是将钢筋顺直埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹混凝土产生的磨擦力、握裹力来形成抗拉(抗拔)力。弯锚:是将钢筋弯折埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹混凝土产生的磨擦力、握裹力以及弯折来形成抗拉(抗拔)力。机械锚固:是将钢筋弯折埋入锚固体中,利用钢筋与混凝土的窝裹及端头形成的阔大构造与混凝土产生的磨擦力、咬合力以来形成抗拉(抗拔)力。3、连接、锚固中常见的问题梁钢筋未进入支座节点锚固梁钢筋未进入支座锚固
21、这个问题造成梁与柱间的连接丧失;锚固的“主体”与“客体”分离的实质是没有连接。其中有一根钢筋在弯折点脆断;梁筋弯钩朝向关于弯钩朝向,是施工中极易忽视的一个问题:当构件承受荷载时,如构件变形方向是上下方向时,弯钩上下朝向;当构件承受荷载时,如构件变形方向是水平方向时,弯钩水平朝向;板边支座负弯矩钢筋弯钩长度不足墙转角处应连接,是本体构件的连接钢筋连接墙水平钢筋以暗柱作本体构件,在角部弯钩锚接是错误的做法,正确做法是:墙水平筋以折板钢筋构造做法水平筋在角部是可搭接的,但搭接应控制搭接百分率;百分之百搭接,应进行长度调整;梁钢筋入柱水平长度不足正确做法是:梁钢筋应伸至对边柱纵筋内侧小结:在实际结构中
22、,上述构造并非孤立存在的,一般同一部位会有多种构造并存;或者说:一个结点部位的钢筋构造往往是由多个构造组合而成的组合体;右图中即是锚固构造,弯折也是边缘构造;在锚固构造中,要注意锚固构造的多条件约束。在连接区确定时,也要注意连接区的多条件约束。在连接构造中,确定连接点部位是,应结合结构受力特征进行分析,同时还要结合结构中钢筋的定尺寸等因素合理确定,做到合规且用料最少。实际工作中,要注意当设计图纸的构造措施与标准不一致时,应以标准为准。这是标准高于设计的体现。(在我国设计与施工均需执行标准和规范)还当认识到:钢筋的连接、锚固以及钢的节点构造三者间,当以构造为先原则进行钢筋的安装施工。或说:当设计
23、图纸与构造要求不一致时,以构造为准;钢筋绑扎施工常见问题及防控第二部分一、柱纵向钢筋(一)柱纵向钢筋的排布柱纵向受力钢筋应“均匀对称分布”,这是钢筋排布构造的基本原则之一1、柱(含暗柱等)、墙纵向钢筋的排距确定应遵循“对称均匀”的原则在同一侧面柱、墙、梁纵向主筋之间的间距排距分布,应本着“均匀分布、顺直规整”原则布置柱主筋直径不同时,在同一侧的分布应对称均匀分布在柱子同一侧面的纵向主筋,当钢筋直径不同时,宜将直径较大的钢筋布置于角部。2、当施工中确因需调整排布位置(如:与其他构件钢筋发生冲突时),应在放样时统筹调整,要注意保证主要受力筋(如:角部纵向钢筋)位置;保证相关连构件(如:梁、墙等)在
24、受力方向上骨架截面,防止或减小缩颈(瘦身);3、柱钢筋存在问题的主要原因及危害柱纵向钢筋分布不匀原因梁钢筋排布过紧密,操作时(如:混凝土振捣时撬动钢筋),造成施工时去扮动造成位移;在许多情况下,当浇筑时因扮动钢筋而出现钢筋位移时,只要有人主动将其复正即可,这个作用往往是最有效的钢筋绑扎时,未分析梁柱钢筋之间的关系,出现钢筋成形后已位移;成品保护意识淡薄,后续活动造成钢筋位移、变形;绑扎时,无防位移措施或有措施但不落实;浇筑混凝土时,又无人动手复位调整,这是质量意识淡薄的一种表现;危害骨架从根部整体位移,结果是造成构件的轴线与设计构件轴线不一致;骨架随模板偏移,结果是构件歪斜、胀模、变形;修整时
25、造成露筋,降低结构耐久性,屑弱混凝土对钢筋的握裹能力;骨架保护层垫置不到位,造成骨架在模板内已位移;降低结构耐久性,屑弱混凝土对钢筋的握裹能力;柱骨架中部分钢筋位移柱纵向钢筋应用箍筋(含拉钩)紧固拉牢,这是纵筋与箍筋(含拉钩)共同作用的要求:柱纵筋位移脱离箍筋拐角部位(柱骨架瘦身)原因;施工时未采取定位措施:浇筑混凝土时,扮动、扰动造成偏移;钢筋验收未复核纵向钢筋位置;危害:纵筋位移造成钢筋与设计计算不一(即:承载能力屑弱);本质上造成骨架截面减小,影响构件的抗弯、抗剪能力;造成对之后的相关构件的受力钢筋排布的影响;对钢筋骨架中纵筋与箍筋共同协同工作性能产生了不良影响;措施,并落实4、防控措施
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