混凝土保护层厚度的调查与分析

摘要:本文通过大量的工程实例数据,分析造成其梁、板保护层厚度不合格的原因;分析了不同保护层厚度对简支梁力学性能的影响,并利用ANSYS有限元软件对4根不同保护层厚度情况下的钢筋混凝土梁进行了有限元分析。研究表明,保护层厚度是否满足要求对保证工程质量具有重要的作用,因此应重视保护层的保证措施;保护层检测时,应注意选取合适的检测部位以及检测数量,保证检测环境的稳定;较大的保护层厚度可以较好地保护钢筋,但是梁的挠度增加,进而降低其承载能力。故应选用合适的保护层厚度,从而降低工程造价。

Abstract: By a large number of instance data the course of the failure of concrete cover thickness is abttained; the research on the mechanical properties of beams with different concrete cover thickness is made, and through the analysis of four beams with different thickness some regular conclusions are got. It has shown that it is important to meet the requirement of the concrete cover thickness, to which we should pay enough attention; when it is detected, choose appropriate number and sites should be chosen and do what we can to ensure the stability of environment; the larger the concrete cover thickness, the better the steel will be protected, but the beam deflection increases, thus reducing its carrying capacity. Therefore the appropriate choice should be made in order to reduce the cost.

关键词:保护层厚度;简支梁;受力性能

Key words: concrete cover thickness;simply supported beam;mechanical properties

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0110-02

0引言

钢筋保护层的厚度,是指从受力主筋的外边缘到构件混凝土外边缘的距离,即受力主筋外皮到构件表面的尺寸[1]。对钢筋混凝土构件而言,混凝土保护层起着非常重要的作用。合适的保护层厚度既能保证混凝土有良好的粘结性、耐火性和耐久性[2],又可以充分的发挥钢筋的力学性能,保证构件的承载能力。然而在施工过程中,现场操作人员对钢筋的绑扎位置不够重视,其绑扎位置往往不能保证与设计位置相一致,时有保护层厚度过大过小现象。钢筋混凝土工程施工中钢筋保护层厚度控制的准确与否,对结构的可靠性和耐久性都产生着不可估量的影响[3]。轻则降低构件的承载能力,重则引发重大事故,给工程结构留下重大的质量隐患。

1混凝土保护层厚度的检验要求[4]

1.1 对于梁类构件,应对全部纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度进行检验;对于板类构件,应抽取不少于6根纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度进行检验。对每根钢筋,应在有代表性的部位测量一点。

1.2 钢筋保护层厚度的检测误差不应大于1mm。

1.3 混凝土保护层厚度检验时,纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度的允许偏差:梁类构件为+10mm,-7mm;板类构件为+8mm,-5mm。

1.4 当全部钢筋的保护层厚度检验的合格点率为90%及以上时,钢筋的保护层厚度的检验结果应定为合格;当全部钢筋的保护层厚度检验的合格点率小于90%但不小于80%,可再继续抽取相同数量的构件进行检验;当两次抽样总和计算的合格点率为90%及以上时,钢筋的保护层厚度的检验结果应判为合格。

2保护层厚度调查与分析

通过对十一个实际工程中板的厚度的调查,得出下列统计结果,如表1所示。

2.1 可以看出,1、2、6和10不符合要求,其中工程1和2合格率较低。

2.2 分析各工程的偏差,可以看出工程1、2和5的偏差分布较均匀,不符合正态分布。一方面是由于施工人员对保护层厚度的重要性认识不足,人为原因造成保护层厚度偏大;另一方面是由于仪器调试不当及测量时周围地面震动等因素对测量数据产生了影响。故施工时要严格按照图纸的要求,规范操作;检测时应保持检测表面的平整;另外,应注意保持检测环境的稳定,尽量避免震动对检测产生影响。

3保护层厚度对简支梁受力性能的有限元分析[5,6,7]

如图1所示一根钢筋混凝土梁,其横截面尺寸为b×h=200mm×300mm,梁的跨度为3.0m,支座宽度为150mm,混凝土采用C20,梁内受拉纵筋采用3?准20,架立筋采用2?准8,箍筋采用?准6@150,钢筋保护层厚度分别取25mm、30mm、35mm和40mm。

混凝土单元采用SOLID65,钢筋采用LINK8单元来模拟。

在y=300mm,z=-450mm处施加-10mm的位移荷载后,其挠度等值曲线如图3所示。

对保护层厚度为30mm、35mm和40mm的简支梁分别进行模拟,得出表4的结果。

随着钢筋保护层厚度的增加,梁的最大挠度和最大拉应力都有所增加。这是因为保护层厚度的增加会使梁截面的有效高度减小,进而降低构件的承载能力。故应选择合适的保护层厚度,使构件更好地发挥其力学性能,从而降低工程造价。

4结语

(1)钢筋保护层厚度偏差过大已成为影响我国工程质量的一个主要环节。检测表明,许多工程的保护层厚度达不到规范要求,梁板的保护层厚度明显偏大。

(2)检测要做到全面及时。保证选择的检测部位具有代表性,能全面反映工程质量。同时,检测要及时,避免混凝土的收缩、徐变以及其他人为因素给检测结果带来影响。

(3)规范的制订、设计及施工方面共同协调,保证保护层厚度满足验收标准要求,保证工程的安全性和经济性[8]。

参考文献:

[1]杨蓉.钢筋保护层厚度质量控制对策分析[J].山西建筑,2009,35(10):239-240.

[2]姚青梅.钢筋混凝土保护层的重要性[J].科技资讯,2006(18):98-99.

[3]闫宏.从工程实例谈钢筋混凝土保护层质量控制[J].科技资讯,2008.3:61.

[4]李惠玲,闫俊英.浅析混凝土结构中混凝土保护层厚度[J].建筑结构与地基基础,2006.4(34):22-24.

[5]肖霞.钢筋非接触搭接混凝土梁试验研究及有限元分析[J].济南:山东大学,2008.

[6]尚晓江,邱峰,赵海峰.ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用[M].北京:中国水利水电出版社,2008:278-299.

[7]凌广,吴同乐,贾永刚.钢筋混凝土有限元分析.四川建筑,2003,23(5):51-52.

[8]蒋利学,陆伟杰.混凝土中钢筋保护层厚度的控制.工业建筑 2005.35:179-183.