浅析钢筋混凝土结构中钢筋保护层的作用
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钢筋混凝土结构——保护层在建筑领域中,钢筋混凝土结构是一种广泛应用的结构形式。
而在钢筋混凝土结构中,保护层扮演着至关重要的角色。
它看似不起眼,却对结构的耐久性、安全性和使用寿命有着深远的影响。
首先,我们来了解一下什么是钢筋混凝土结构中的保护层。
简单来说,保护层就是包裹在钢筋外面的那一层混凝土。
这层混凝土的作用可不容小觑。
其一,保护层能够有效地防止钢筋受到外界环境的侵蚀。
想象一下,如果钢筋直接暴露在空气中,水分、氧气、二氧化碳等物质就会迅速对其产生腐蚀作用。
久而久之,钢筋的性能就会下降,从而影响整个结构的承载能力。
而有了保护层的存在,就像给钢筋穿上了一层“防护服”,大大降低了腐蚀的风险。
其二,保护层有助于在火灾等高温情况下保护钢筋。
当遭遇火灾时,混凝土能够在一定时间内阻隔热量传递给钢筋,使钢筋的温度上升速度减缓,从而保持其强度,为人员疏散和消防救援争取宝贵的时间。
其三,保护层还能够增强钢筋与混凝土之间的粘结力。
钢筋和混凝土能够协同工作,共同承受外力,靠的就是它们之间良好的粘结。
保护层的存在保证了这种粘结的有效性,使整个结构更加稳固。
那么,保护层的厚度应该如何确定呢?这可不是随意决定的,而是要综合考虑多个因素。
首先,环境条件是一个重要的影响因素。
在潮湿、腐蚀性强的环境中,保护层的厚度就需要相应增加,以提供更好的防护。
比如,在海边的建筑,由于空气中盐分较高,对钢筋的腐蚀作用更强,所以保护层就要比一般内陆地区的建筑更厚。
其次,混凝土的质量也会影响保护层的厚度。
如果使用的混凝土强度高、密实度好,那么保护层的厚度可以适当减小;反之,如果混凝土质量一般,就需要增加保护层的厚度来弥补不足。
再者,结构的使用年限要求也会决定保护层的厚度。
如果希望建筑能够长期使用,那么就需要更厚的保护层来确保钢筋在漫长的时间里能够保持良好的性能。
在实际施工中,确保保护层厚度的准确性是非常关键的。
如果保护层厚度不足,会带来一系列严重的问题。
钢筋混凝土结构保护层钢筋混凝土结构自问世以来,由于其众多的优点,至今已非常普遍地应用于很多工程领域,那么你想知道钢筋混凝土结构保护层是什么吗?下面就由店铺为你带来钢筋混凝土结构保护层,希望你喜欢。
钢筋混凝土结构保护层的作用1、维护结构耐久性混凝土中保护层太薄容易渗入潮湿气体和水,过厚则易产生裂缝,这些都可能使钢筋锈蚀并膨胀,从而使混凝土遭受破坏,影响使用和结构安全。
2、承受外力作用保护层对钢筋有锚固力,利用混凝土与钢筋间的锚固力,两者紧密结合,共同参与工作。
保护层过薄或缺失时,减低了它的锚固力从而降低了结构抵抗轴力和弯矩的作用。
3、从正截面受弯承载力计算公式M≤alfcbx(h0一x/2)+fy'AS'(ho--as')一(σpO'一fpy')Ap'(ho--ap')可以看出,当面筋保护层过厚导致截面有效高度h0减小时,将降低截面受弯承载力。
可见保护层厚度是影响结构承载力多么重要的因素。
4、防火保护层混凝土具有一定的隔热作用,遇到火灾时能对较易软化的钢筋进行保护,如果保护层厚度过薄,在高温环境下容易开裂,致使钢筋因过热而降低强度从而破坏整体结构。
2003年湖南衡阳某工程就因大火燃烧产生的高温高热使钢筋软化导致坍塌并造成重大伤亡事故。
因此,在当前的质量验收工作中保护层厚度的控制越来越受到重视,新规范规定在验收过程中要进行实体检测。
钢筋混凝土结构保护层的论文摘要:在钢筋混凝土构件中,为防止钢筋锈蚀,并保证钢筋和混凝土牢固黏结在一起,钢筋外面必须有足够厚度的混凝土保护层。
对于此混凝土保护层也有所规定,它不应小于钢筋直径,也不应小于粗骨料最大粒径的1。
25倍,所以要确定好适当的厚度。
对所选的混凝土也要根据环境条件的影响(露天,雨天或者室内),其质量的影响,还有设计使用年限,确定其耐久性等等,进行设计及施工。
其实此保护层在不同构件中的厚度都是有所差别的,比如是基础中钢筋的保护层厚度,或者是辅助钢筋,还是预制混凝土构件的保护层厚度。
浅谈钢筋保护层对混凝土结构的影响及控制措施摘要:对混凝土构件钢筋保护层的作用从技术角度进行了分析和论述,提出了控制保护层厚度的具体措施。
关键词:保护层厚度钢筋腐蚀承载力钢筋砼结构是中国建筑中最普遍,也是最关键的主要结构构件,因为钢筋水泥无法外露于结构表面,所以钢筋混凝土结构都需要有钢筋混凝土保护层,而钢筋混凝土保护层就是在砼结构中,起到防护并防止上部钢筋水泥直接外露的那部分钢筋混凝土结构,保护层厚度则是砼表层至最外层的上部钢筋混凝土结构(包含箍筋、构造筋、分布筋等)与公称直径外边界间的最小间距。
但是,人们对保护层作用的认识,往往局限于不使钢筋外露这一最基本的功能上,而对它在其它方面对混凝土构件受力状况深层次的影响却缺乏了解,在对其重要性认识不足的情况下,施工中对保护层厚度控制自然不够重视。
实际上梁、板等构件出现开裂等质量问题,保护层厚度常常是重要的影响因素之一。
因此,保护层的作用在哪几个方面?保护层厚度究竟多大合适?施工中又应当采取什么措施控制和保证保护层的预期最佳厚度?这些都是值得我们研究探讨的问题。
我将试从构件中钢筋与混凝土共同受力的作用机理入手,结合工作中的体会作一些分析。
1.钢筋与混凝土能共同受力作用钢筋与混凝土是两个在物理性质与热力学性能上都非常不一样的材料,因为钢筋具备了更高的抗拉、耐压性能,而混凝土则只具备更多的耐压性能,抗拉强度也很低,但它们为什么可以如此高效地组合在一起工作,主要是由于以下三点:(1)钢筋与水泥相互之间具有较好的粘附力,使二者能互相作用(力和变化的传播)。
这样就使在荷载作用下,结构内的钢筋可以和外的钢筋协调应变,一起受力。
(2)钢筋与砼二种材质的等温线膨胀系数很接近(钢筋:1.2×10m/ ℃;混凝土;1.0×10-5 ——1.5×10-5m/℃)。
在室温下发生变化时,二者不会形成很大的相对变化,使黏结力受到损害。
(3)钢筋混凝土层与结构边界中间的钢筋结构,是钢材的保护层,它可使钢材不轻易地出现热腐蚀现象,并可确保建筑构件不会因受火灾而钢筋迅速超过软化温度,而造成结构整体破坏。
混凝土钢筋保护层的概念混凝土钢筋保护层是指混凝土结构中覆盖在钢筋表面的一层混凝土。
其作用是保护钢筋免受外界环境的腐蚀和损害,提高混凝土结构的耐久性和寿命。
保护层的厚度和质量对于混凝土结构的安全性和耐久性至关重要。
钢筋是混凝土结构的主要受力构件,它负责抵抗混凝土中的拉力,使混凝土结构能够承受外部荷载。
然而,钢筋容易受到环境中的氧气、水分和其他化学物质的侵蚀,从而导致钢筋的腐蚀和损坏。
钢筋腐蚀会使钢筋的截面积减小,破坏钢筋与混凝土的黏结,从而降低混凝土结构的承载能力和安全性。
保护层的主要作用是防止钢筋与外部环境接触,从而保护钢筋免受腐蚀和损害。
保护层能够阻挡氧气、水分和其他化学物质的侵入,减缓钢筋腐蚀的速度。
保护层还能够缓冲和分散外界荷载的作用,保证混凝土结构在受力时能够均匀分配荷载,提高结构的抗震和承载能力。
保护层的厚度是保证混凝土结构安全性和耐久性的重要参数。
一般来说,保护层的厚度应根据混凝土结构的设计要求和环境条件来确定。
如果保护层厚度不足,容易导致钢筋暴露在外界环境中,增加钢筋腐蚀的风险;如果保护层厚度过多,不仅会浪费材料,还会增加混凝土结构的自重和配筋难度。
保护层的质量也直接影响混凝土结构的耐久性。
保护层应具有一定的抗渗和抗冻性能,以避免水分渗入混凝土内部并导致冻胀破坏。
此外,保护层应具有一定的机械性能,能够抵抗外部挤压和碰撞,保护钢筋不受损坏。
为了确保保护层的质量和厚度,施工过程中需要控制混凝土的浇筑和振捣质量,并采取相应的措施来保护保护层,如覆盖膜、挡板等。
此外,还需要注意混凝土材料的配合比例和抗渗措施,以保证保护层的品质。
总之,混凝土钢筋保护层是混凝土结构中的关键部分,它能够保护钢筋免受腐蚀和损害,提高混凝土结构的耐久性和寿命。
在设计和施工过程中,需要合理确定保护层的厚度和质量,并采取相应的措施来保护和维护保护层的完整性。
钢筋保护层作用众所周知,日本是多地震国家,建筑以钢筋混凝土结构为主,所以对混凝土保护层相当重视。
下面小编详细解读日本对混凝土保护层的控制方法和措施。
混凝土保护层是在混凝土构件中,起到保护并避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土,保护层厚度是从混凝土表面到最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等) 公称直径外边缘之间的最小距离。
1、确保耐久性:防止钢筋被空气、水分、盐分锈蚀。
2、确保握裹力:与钢筋共同作用,使钢筋发挥设计强度。
3、确保防火性能,使钢筋混凝土构件在耐火期限内不会失去工作性。
由此可见,混凝土保护层直接决定了建筑的结构性、耐久性和功能性,所以是相当重要构造措施。
1、混凝土保护层最小厚度(mm)【注:摘于《混凝土结构设计规范(GB 50010—2010)》】规范表明,保护层最小值有15,20,25,30,35,40和50mm。
2、现场做法2.1 梁底、板底:采用普通砂浆垫块;缺点:容易踩踏钢筋,使得水泥垫块碎裂。
2.2 梁侧、柱侧:采用定型条状砂浆垫块或普通塑料垫片;缺点:无法很清晰判断保护层厚度。
3、质量验收【注:摘于《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204—2015)》】混凝土保护层厚度可采用非破损(保护层厚度测定仪)或局部破损的方法检验。
……纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差,对梁类构件为-7~10mm;对板类构件为-5~8mm……国内规范表明,允许存在负偏差。
1、保护层过小,易造成楼板下沉开裂,以及混凝土中的碱性反应提前使得钢筋氧化、生锈膨胀,造成混凝土爆裂。
2、保护层过大,使得混凝土处于无筋状态,产生裂缝。
3、混凝土保护层最小厚度(mm)【注:摘于《建筑基准法》】。
规范表明,保护层最小值有20,30,40,60mm。
另外,规定保护层不得大于80mm。
且不得有负偏差。
1、合理选择和设置垫块或垫片,使钢筋铺设在正确位置,确保保护层厚度。
2、垫块选择(混凝土制、钢制、塑料制):①砂浆制垫块因强度低、持久性有欠缺,规定不得使用;②塑料垫块稳定性、刚性、耐火性有欠缺,限于墙侧、柱侧、两侧;③混凝土垫块需提前确定强度等同或大于浇筑混凝土强度。
浅谈钢筋混凝土保护层的作用重要性及有效控制措施作者:张宋杰来源:《科技资讯》2015年第02期摘要:钢筋混凝土是当今建筑工程中广泛采用的结构形式,它很好的结合了钢筋和混凝土两者的优点,使结构具有坚固耐久,防火性能好等优点,然而钢筋混凝土的保护层在保证结构的受力性能,结构耐久性、耐火性等方面具有重要作用,是非常重要的因素,但是钢筋混凝土保护层往往容易被我们施工单位忽视,从而给工程质量带来隐患,下面就对钢筋混凝土保护层的作用、重要性及本人从事建筑工作以来所积累的经验提出一些相应的控制措施。
关键词:钢筋混凝土保护层作用重要性控制措施中图分类号: TU375 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(b)-0000-00一、钢筋混凝土保护层的作用:(1)保护钢筋不锈蚀,保证结构的安全和耐久性:钢筋在常温中稳定性差,容易被空气中氯离子等侵蚀、冻融破坏引起钢筋锈蚀,从而会引发一系列工程事故。
钢筋锈蚀后直接就会导致钢筋面积削弱、承载力下降,并且锈蚀之后体积会膨胀,钢筋锈蚀体积膨胀一般增大到2-4倍,致使混凝土保护层开裂甚至脱落,使钢筋失去了保护,空气中的水分和腐蚀气体将加重钢筋的锈蚀,这样锈蚀和保护层问题就形成了恶性循环,最终导致建筑物的破坏,对结构的耐久性和安全性造成威胁。
(2)保证钢筋与其周围的混凝土能共同工作,并使钢筋充分发挥计算所需强度,确保结构受力性能:钢筋和混凝土是由两种不同性质的材料组成的,确保他们能共同工作是基本首要的事情。
混凝土只有较好的抗压性能的脆性材料,钢筋是具有较强抗拉性能的延性材料。
这两种材料将各自的优势组合成力学性能好、整体性耐久性好等的结构形式。
(3)混凝土与钢筋共同工作就是依靠混凝土和钢筋之间的粘结力、摩擦力和机械咬合力组成的握裹力:粘结力是混凝土与钢筋接触面上的化学吸附力。
摩擦力是混凝土收缩后紧紧裹住钢筋而产生的力。
机械咬合力是混凝土产生的机械咬合力与钢筋表面凹凸不平作用而产生的力。
浅谈钢筋保护层的作用与施工控制摘要: 钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度, 对钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性有非常大的影响。
由于对钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制问题认识不足,导致钢筋保护层厚度的控制不严而出现质量问题, 现就钢筋保护层的作用机理与施工质量控制问题作简要探讨。
关键词: 钢筋混凝土结构;钢筋保护层;控制方法abstract: the reinforced concrete structure reinforced cover thickness of reinforced concrete structure the bearing capacity and durability has great impact. because of the reinforced concrete structure reinforced cover thickness control problem of inadequate understanding, leading to control the thickness of the steel cover lax and appear quality problem is reinforced by the coating of mechanism and construction quality control problems are discussed.keywords: reinforced concrete structure; reinforcement cover; control method中图分类号: tu375 文献标识码: a 文章编号:钢筋混凝土构件是我国现阶段工程建设的主要结构构件,在结构工程中起到了不可替代的作用。
钢筋混凝土结构也是现阶段世界各地工程建设中比较成熟和经济的一种结构形式。
近几年,随着国家对工程质量的严格要求,在钢筋混凝土的施工过程中,钢筋保护层时有达不到规范要求的现象发生,而出现质量事故。
探讨钢筋保护层的重要性在建设工程中,钢筋是重要的构件之一,处于混凝土结构的内部。
而钢筋保护层则是用于防止外界因素对钢筋的腐蚀和损害。
钢筋保护层的质量对建筑物的安全性、使用寿命等方面具有重要的影响,本文将探讨钢筋保护层的重要性及其必要性。
什么是钢筋保护层钢筋保护层是指将钢筋与混凝土分开,以便有效地切断钢筋与混凝土之间的化学反应和物理接触。
其作用是防止外界因素对钢筋的腐蚀和损害,以保障钢筋的耐久性和承载能力。
保护层的设计厚度应符合规范要求,并要求混凝土具有一定的致密性和强度,保证钢筋的长期保护作用。
钢筋保护层的重要性钢筋保护层是混凝土结构中的重要构件之一,其重要性可以从以下几个方面得到体现:防止钢筋腐蚀钢筋常常接触着水、氧气等含氧的物质,容易发生腐蚀,导致钢杆的断裂和松动。
而混凝土保护层能够将这些危险的离子隔离开来,防止钢筋发生腐蚀。
提高建筑物的耐久性钢筋保护层有助于减轻混凝土与外部环境、化学物质的接触,有效防止了混凝土的老化和损坏,让建筑物具有更长的使用寿命。
维护建筑物的整体稳定性附着于钢筋上的保护层,可以增加混凝土结构的黏附性能,从而增强了建筑物整体的稳定性和承载能力,让建筑物更加安全稳定。
规范建筑工程的施工质量保护层并不是一个被忽视的细节,而是建筑工程中的重要施工步骤。
在建筑工程中,保护层的施工质量不仅与钢筋的保护质量相关,而且与混凝土的性能相关。
因此,严格按照规范要求进行施工并定期检查保护层的质量,是规范建筑工程施工质量的关键之一。
钢筋保护层的必要性前文已经阐述了钢筋保护层的重要性,而为何说其是必要的呢?原因如下:法律法规规定根据建筑相关法规规定,施工时必须进行钢筋保护层的设计和施工。
而且规范也对保护层的厚度、强度等有明确要求,对保护层效果进行了标准化,要求施工单位必须按照国家标准进行执行。
保障建筑物的安全性保护层的设计和施工不仅是应对自然因素的挑战,更重要的是保障建筑物的安全性。
保护层是混凝土和钢筋之间的分隔层,所以如果保护层出现问题,会导致混凝土与钢筋的相对移动,影响建筑的稳定性,给人身和财产带来巨大风险。
浅析钢筋混凝土结构中钢筋保护层的作用
摘要:钢筋保护层除对钢筋防护作用外,其力学作用也是不容忽视的,钢筋保护层过厚或过薄都对结构的表面裂缝宽度、承载力的大小以及钢筋与混凝土之间的粘结强度都有直接影响,日常施工中,部分施工管理人员和操作人员对钢筋的保护层设置不重视,很容易导致钢筋保护层过厚或过薄,从而造成结构隐患,降低钢筋保护层的功能。
关键词:保护层;厚度;粘结力;作用
1、概述
在日常施工中,我们经常碰到部分施工管理人员和操作人员对钢筋的保护层设置极不重视的做法,如在浇筑楼板混凝土时,采用随打随提钢筋网片或用石子垫置保护层厚度的方法,此类操作很容易导致钢筋保护层过厚或过薄,从而造成结构隐患,究其原因主要是由于施工人员对保护层的作用理解不深,没有重视钢筋保护层厚度所其的功能。
2、钢筋保护层的作用
从字面上理解,钢筋保护层的作用主要是对钢筋起防护作用,避免钢筋因暴露在自然条件下而产生锈蚀,降低其承载能力和耐久性。
钢筋保护层除以上作用外,其力学作用也是不容忽视的,钢筋保护层过厚或过薄都对结构的表面裂缝
宽度、承载力的大小以及钢筋与混凝土之间的粘结强度都有直接影响,下面针对保护层厚度过厚和过薄两种情况进行力学作用分析。
3、钢筋保护层力学作用分析
3.1钢筋保护层过厚
当保护层过厚时,将明显减少构件截面的有效高度h0,根据钢筋混凝土结构设计原理可知,截面的有效高度与截面的承载力的关系为平方关系(如下式):
从上式可以看出,h0的减少会大大降低截面的承截力MP,下面举例进行定量分析:
例如:单向受力板,板厚h=100mm,C20混凝土(混凝土弯曲抗压设计强度值fcm=11N/mm2),板设计配筋为φ10底板筋。
?算:当保护层厚度为15mm时
其截面有效高度110=h-c-d÷2
=100-15-10÷2=80mm
1米宽板带的最大承载力MPmax为:
MPmax==0.4bh02fcm
=0.4×1000×802×11
=28.16×106(N?mm)
当保护层厚度为25mm时:
其截面有效高度:ho=h-c-d÷2
=100-25-10÷2=70mm
1米宽板带的最大承载力MPmax为:
MPmax=0.4bh02fcm
=0.4×1000×702×11
=21.56×106(N?ram)
保护层厚度为25mm与保护层厚度为15mm时1米宽板带的最大承载力之比应为:
(21.56+28.16)×100%=76.6%
也就是说,其承截力损失了23.4%。
由上可知,保护层厚度过厚会大大降低结构的承截力。
3.2钢筋保护层过薄
当保护层过薄是否就有利呢?如果按上述结果看,保护层减小'hO加大,能提高承截力,但从钢筋混凝土结构构成和受力特点来分析,保护层过薄也是不可取的。
大家知道,钢筋混凝土是由抗压不抗拉的非匀质材料一混凝土和匀质抗拉材料一钢筋组成的,钢筋与混凝土之所以能够共同工作,其基本前提是使钢筋与混凝土之间具有足够的粘结强度,从而承受由于二者的相对变形(滑移)。
这种在界面上产生的相对作用力被称为粘结力。
钢筋与混凝土之问的粘结力主要由以下三个组成部分:(1)因混凝土收缩,将钢筋紧紧握裹与混凝土而产生的摩擦力
(2)混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力
(3)钢筋表面粗糙产生的机械咬合作用。
钢筋与混凝土的胶着力很小,发生相对滑移后,粘结力主要由摩擦力和咬合力所提供。
当采用光圆钢筋时,钢筋表面粗糙产生的机械咬合作用较差,粘结力的大小主要取决于因混凝土收缩,将钢筋紧紧握裹与混凝土而产生的摩擦力。
当结构荷载逐渐增加时,在结构的弯矩较大处,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,在薄弱处产生裂缝,裂缝两侧的钢筋和混凝土之间就产生相对滑移,而粘结力产生的摩擦力会阻止这种滑移,从而控制裂缝的开展,确保其宽度不超过设计允许值,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规定受拉区混凝土的最大裂缝宽度允许值不超过0.4mm。
当保护层厚度不够或钢筋紧贴模板时,由于钢筋与混凝土之间的握裹力不对称(如图1所示),使因混凝土收缩,将钢筋紧紧握裹与混凝土而产生的摩擦力减少近半数,从而造成粘结力不足,这对结构受力有很大的影响。
如果粘结力不足,随着结构荷载的逐渐增加,滑移范围不断扩大,而粘结力产生的摩擦力因其值过小而无法阻止这种滑移,裂缝就可能出现在一个较小的范围内,从而造成裂缝宽度超过设计允许值,降低了结构的耐久性和防水性能,加快钢筋的锈蚀,从而影响了构件的结构安全性。
由此可见,保护层过薄也不可取的。
4、施工中应采取的措施
既然保护层过厚或过薄对结构有这么大的影响,在施工中我们应采取相应的措施加以控制,根据GB50204-2015规
范要求,保护层的允许误差为±3mm。
施工中主要采取以下方法:方法一、现浇板钢筋绑扎时下面加垫高强度等级的砂浆垫块,厚度同设计值,垫块间距为1.5米,呈梅花状布置;梁、柱保护层垫块制作材料同现
浇板,仅制作砂浆垫块时,在其内部预埋22#铅丝,便于与
钢筋绑扎,垫块绑扎间距一般以1.5米为宜。
方法二、柱子钢筋保护层可采用自制钢筋限位器进行控制,即在模板上口用3mm定型卡具,其构造形式如下图所示:
从施工的情况来看,以上两种方法能有效地控制钢筋保护层的厚度,从而确保钢筋混凝土构件的施工质量和安全度。