鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制【摘要】本文主要分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和具體的設(shè)計(jì)方法，并論述了施工質(zhì)量控制的一些有效的方法和措施，以期可以為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；配筋；質(zhì)量控制

TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、前言

對于鋼筋混凝土建筑工程來說，配筋設(shè)計(jì)是其中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工也需要做好相關(guān)的質(zhì)量控制措施，這樣才能夠穩(wěn)步提高建筑的施工質(zhì)量。

二、配筋設(shè)計(jì)的技術(shù)路線

對非桿系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)的復(fù)合型方法大體分為兩部分:首先對結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維彈性有限元分析,確定結(jié)構(gòu)在工程環(huán)境中的應(yīng)力狀態(tài)及結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié);然后按照“彈性應(yīng)力狀態(tài)等效”原則,通過“平面子結(jié)構(gòu)理論”將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題,求出裂縫寬度和鋼筋應(yīng)力,并提出相應(yīng)的配筋設(shè)計(jì)方案。

“彈性應(yīng)力狀態(tài)等效”原則是指:三維彈性有限元計(jì)算結(jié)果通過一系列的轉(zhuǎn)化,用作平面子結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算的荷載邊界條件,在誤差范圍之內(nèi)是可行的。

通過對混凝土矩形柱和孔口結(jié)構(gòu)的分析可以證明,空間彈性計(jì)算和子結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算應(yīng)力結(jié)果的相對誤差絕大部分在±10%以內(nèi),這在實(shí)際工程中是可以接受的。

平面子結(jié)構(gòu)理論,不同于一般性子結(jié)構(gòu)理論,即子結(jié)構(gòu)沒有作為“一個(gè)單元”來處理,而是按照既定的網(wǎng)格劃分來計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布狀態(tài),然后取出整體結(jié)構(gòu)中單位厚度的平面體做進(jìn)一步的分析。單位厚度的平面體,我們稱之為平面子結(jié)構(gòu)。

三、剛度、裂縫與配筋

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),除要進(jìn)行承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)外,還要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。對梁來說,主要內(nèi)容是限制撓度和裂縫寬度。事實(shí)上,鋼筋混凝土構(gòu)件在其整個(gè)使用過程中,并非經(jīng)常處于強(qiáng)度極限的邊緣,絕大部分時(shí)間都處于正常使用荷載作用下的情況。這期間,只要超過了規(guī)定的正常使用極限狀態(tài)(如過大的撓度、裂縫寬度),構(gòu)件即告失效而不能繼續(xù)使用。就其構(gòu)件自身的使用價(jià)值來說,這與喪失承載能力而失效是等價(jià)的。

在實(shí)際工程中,鋼筋混凝土梁(尤其是露天構(gòu)件)因撓度和裂縫過大而需要加固、修補(bǔ)和更換的例子并不少見,盡管這些構(gòu)件常常遠(yuǎn)未達(dá)到它所具有的強(qiáng)度極限。另外,在鋼筋混凝土梁中使用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土,具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,但由此帶來了在正常使用情況下材料應(yīng)力較高,構(gòu)件變形和裂縫寬度較大的問題,也使得正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)更顯重要。

1、剛度與配筋

就控制撓度來說,加大截面高度h最為有效。因梁的剛度與h的三次方成正比。其次,提高縱筋配筋率戶和增大截面寬度b也有一定效果。因此,為減小撓度,應(yīng)優(yōu)先考慮加大h,而采用提高配筋率的方法不僅效果不佳,也不經(jīng)濟(jì),還降低了梁的延性。

2裂縫寬度與配筋

減小梁裂縫寬度的方一法有多種,例如,在不增加配筋量的情況下,采用細(xì)直徑鋼筋代替粗鋼筋,用變形鋼筋代替光圓鋼筋,都可收到較好的效果。

此外,鋼筋在構(gòu)件截面中的合理布置也可有效地限制構(gòu)件裂縫寬度。這樣不需改變截面尺寸、材料強(qiáng)度和配筋量,是既經(jīng)濟(jì)又合理的好辦法。

四、混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制的基本特點(diǎn)

土木建筑工程中用得最多的一種結(jié)構(gòu)就是混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋與混凝土兩種不同性質(zhì)的材料能有效地共同工作，是由于混凝上硬化后，混凝土與鋼筋之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的粘結(jié)力，它是由分子力，機(jī)械咬合力和摩阻力三個(gè)部分組成，機(jī)械咬合力在其中起決定作用。如果將鋼筋端部做成彎鉤，或者把鋼筋焊成骨架或網(wǎng)，都可以增強(qiáng)其粘結(jié)力。在使用中，為了保證其混凝土和鋼筋之間有足夠的粘結(jié)力和防止鋼筋銹蝕，鋼筋周圍需有巧一圈3Omm的保護(hù)層，若結(jié)構(gòu)處于有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境，保護(hù)層厚度還需要加大在梁板受彎構(gòu)件受拉力的鋼筋，根據(jù)彎矩圖的變化沿縱向配置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉的一側(cè)，在柱和拱等結(jié)構(gòu)中，鋼筋也被用來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗壓能力，它有兩種配置方式，一是順壓力方向配置縱向鋼筋，與混凝土共同承擔(dān)壓力；另一種是垂直壓力方向配置鋼筋網(wǎng)或螺旋箍筋，以防止混凝土在壓力作用下的側(cè)向膨脹，使混凝土處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，從而增強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度和變形能力。由于這種方式配置的鋼筋不用直接的承受壓力，所以也稱間接配筋。由于混凝土的極限拉應(yīng)非常低，所以在使用荷載條件下，構(gòu)件的受拉區(qū)容易出現(xiàn)裂縫，實(shí)踐證明，縫寬在0.3mm以下的普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不會(huì)影響其承載力和耐久性在-40e——+50e的溫度范圍內(nèi)，混凝土和鋼筋的物理力學(xué)性能都不會(huì)有明顯的改變。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種氣候條件下都可以使用，按所連接的構(gòu)件類別（板、梁、析架、柱、基礎(chǔ)等），或按連接的受力性質(zhì)或按連接變形的能力，在連接上都有不同的構(gòu)造方式，其基本要求可歸納為以下幾點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度，能夠可靠地承擔(dān)從一個(gè)構(gòu)件傳到另一個(gè)構(gòu)件的內(nèi)力在結(jié)構(gòu)的使用期間，連接處的變形小，不妨礙它的傳力特性，對某些柔性連接則應(yīng)具有足夠的柔度和延展。

五、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、施工前質(zhì)量控制

事前控制是施工前準(zhǔn)備階段所進(jìn)行的質(zhì)量控制，該階段的控制是施工項(xiàng)目部開始施工前所進(jìn)行的重點(diǎn)工作，只有在哪個(gè)方面控制的不好，都會(huì)成為工程施工的瓶頸，所以要做好事前控制就必須做好以下工作：

（一）認(rèn)真會(huì)審檢查有關(guān)施工的設(shè)施及圖紙等

組織有關(guān)技術(shù)管理人員和鋼筋、模板及混凝土等工種的工長對施工圖紙進(jìn)行會(huì)審交底，包括：結(jié)構(gòu)的標(biāo)高、配筋及截面尺寸是否有遺漏和錯(cuò)誤；梁上所栽構(gòu)造柱是否與建筑圖相符；特殊構(gòu)造部分的拉結(jié)筋型號、尺寸、形狀和技術(shù)規(guī)定及要求是否符合規(guī)范、圖集的要求，對圖紙會(huì)審記錄及設(shè)計(jì)變更問題，應(yīng)及時(shí)在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖上標(biāo)明，避免因遺忘而造成施工失誤。

（二）認(rèn)真編制有針對性的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案

其中包括：保證框架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量有可靠的技術(shù)、組織和預(yù)控措施；高度大于4.5m的模板及支撐系統(tǒng)、特殊結(jié)構(gòu)或特殊技術(shù)要求應(yīng)編制專項(xiàng)施工技術(shù)方案；特殊要求的垂直運(yùn)輸、現(xiàn)場用電及安全的專項(xiàng)組織設(shè)計(jì)。

（三）制定并及時(shí)落實(shí)工程中使用的主要原材料進(jìn)場的質(zhì)量控制措施

核對水泥的品種、級別、出廠日期及水泥、鋼筋產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告；請監(jiān)理人員或建設(shè)單位的工地代表對水泥、鋼筋及鋼筋焊接進(jìn)行見證取樣，并送有關(guān)檢測試驗(yàn)單位復(fù)驗(yàn)；核對混凝土所用粗細(xì)骨料的出廠合格證，按進(jìn)場批次請有關(guān)人員進(jìn)行見證取樣，并及時(shí)送有關(guān)檢測單位進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；驗(yàn)證混凝土用水的水質(zhì)是否符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并計(jì)算其供水量以滿足施工的要求；對以上原材料的原始證明文件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整理歸檔，妥善保管。

（四）設(shè)計(jì)混凝土配合比

混凝土配合比報(bào)告單應(yīng)委托有資質(zhì)的檢測試驗(yàn)單位出具；場測試砂石含水率，依據(jù)實(shí)際情況調(diào)整材料用量后下發(fā)施工配合比通知單。

（五）放線測量的測量

依據(jù)規(guī)劃部門提供的紅線樁水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高及施工位置平面圖進(jìn)行軸線定位測量、標(biāo)高引測，并形成放線測量成果報(bào)有關(guān)單位批準(zhǔn)。

（六）準(zhǔn)備施工機(jī)械設(shè)備

排查工程必需的各種施工機(jī)械設(shè)備能否保證正常、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是否需要備用設(shè)備及備件；排查材料的計(jì)量器具是否有相應(yīng)的技術(shù)合格證，是否具有法定計(jì)量檢測部門的檢驗(yàn)校正證明，若缺，則應(yīng)及時(shí)委托法定計(jì)量檢測單位對計(jì)量器具進(jìn)行校正調(diào)試。

2、施工過程的質(zhì)量控制

施工過程是項(xiàng)目質(zhì)量控制的重點(diǎn)，由于施工過程是由一系列相互關(guān)聯(lián)、相互制約的工序構(gòu)成，因此對施工過程的質(zhì)量控制，必須落實(shí)在每一項(xiàng)具體的工序質(zhì)量控制上，施工過程的質(zhì)量控制任務(wù)是繁重的質(zhì)量工程師應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)的質(zhì)量目標(biāo)的要求，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場及施工工藝的監(jiān)督管理，加強(qiáng)工序質(zhì)量控制，督促施工人員嚴(yán)格按圖紙，按工藝，按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，實(shí)行檢查認(rèn)證每一個(gè)制度的關(guān)鍵部位，項(xiàng)目經(jīng)理及質(zhì)量工程師必須親自監(jiān)督實(shí)行中間的檢查和技術(shù)的復(fù)核，對每個(gè)分部分項(xiàng)工程均進(jìn)行檢測和驗(yàn)收并簽證認(rèn)可，為了防止質(zhì)量隱患的發(fā)生，質(zhì)量工程師必須作好施工過程記錄，認(rèn)真分析質(zhì)量和統(tǒng)計(jì)數(shù)字，對工程的質(zhì)量水平及合格率，優(yōu)良品率的變化趨勢做出預(yù)測，以供項(xiàng)目經(jīng)理做決策，對不符合質(zhì)量要求的施工操作應(yīng)及時(shí)糾正，和加以處理，并提出相應(yīng)的報(bào)告同時(shí)，在施工過程中，將創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程活動(dòng)結(jié)合在一起。

3、施工注意要點(diǎn)

在澆搗4到5小時(shí)之內(nèi)，應(yīng)針對表面進(jìn)行抹面，之后澆溫水進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)之后在混凝土表面應(yīng)鋪上一層塑料薄膜，中間應(yīng)覆蓋2層麻袋，之后在上面再鋪一層塑料薄膜由此來進(jìn)行保溫處理。在整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)及時(shí)針對混凝土表面的干濕情況以及溫差進(jìn)行檢查，并及時(shí)給混凝土澆水來保證混凝土的濕潤。如果溫差超出了25℃，那么就應(yīng)采用燈照或者搭設(shè)塑料保溫棚等方式來將溫差逐漸控制在25℃的范圍之內(nèi)。

六、結(jié)束語

總而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)要明確配筋的重要性，也必須要熟知配筋設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)和過程，掌握鋼筋混凝土施工的具體流程和必要的質(zhì)量控制措施，確保鋼筋