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钢筋混凝土结构设计及施工规范

钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。用钢筋和混凝土制成的一种结构。在建筑行业中，钢筋混凝土已成为一种十分重要的建筑材料。而钢筋混凝土结构和钢筋混凝土密度是使用钢筋混凝土时需要考虑的重要问题。那钢筋混凝土是否可以随意配置？又或是像钢筋一样，有专用的钢筋混凝土验收规范呢？下面就让我来为大家一一揭晓答案吧！

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钢筋混凝土结构设计规范要点

1.钢筋混凝土介绍

19世纪下半期开始，钢筋混凝土作为结构材料在工业文明的潮流下广泛得到应用，由于其本身的材料特性比其他结构材料更优越，因此在房屋建筑和土木工程中得到了空前的应用和发展，然后相继在材料、设计方法、制作工艺以及施工技术等方面也大显身手。因此，建筑结构设计逐渐成为结构工程师工作的重点和难点所在，本文从钢筋混凝土结构设计的基本要求、设计要求进行了探讨。

2.钢筋混凝土结构设计的基本要求

结构设计的目的是要保证结构的安全适用、经济合理，具体要求有下面3个方面：

(1)安全性。指结构要能承受正常使用、正常施工时可能出现的各种荷载。在出现预定的偶然荷载时，主体结构要保持稳定、坚固。例如：直接作用在结构上的荷载以及温度的变化、支座沉陷、撞击、击等偶然事件，当发生这些作用时，以及在发生之后，建筑结构要保持整体的稳定性。

(2)适用性。指结构在正常作用时要具有良好的工作性能。不发生过大的变形和过宽的裂缝而影响正常使用。裂缝的宽度不能超过允许值。

(3)耐久性。指结构在正常维护下要具有足够的耐久性能，必须满足结构的使用时间。

安全性、适用性及耐久性，被统称为结构的可靠性，也称为结构基本的功能要求。在结构设计中，一定要学会正确处理结构的可靠性和经济性之间的矛盾，使结构设计既安全可靠又经济合理。

3.钢筋混凝土结构设计中的裂纹问题

固体材料中的某种不连续现象，也就是我们常说的裂纹，这种现象在固体材料中是普遍存在的。有关混凝土的实验也证实了在没有受荷载的混凝土以及钢筋混凝土结构中会存在一些微裂纹，包括骨料裂纹、骨料与水泥石粘结面上的粘结裂纹以及水泥浆中的裂纹等等。

钢筋混凝土结构的裂纹控制方法主要是基于“抗”的思想，可以分别应用传统力学和断裂力学来分析传统裂纹控制方法。

从传统力学观点来看，由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁受到外部荷载，拉应力全部(或部分)被抵消，所以可以避免(或者推迟)混凝土出现裂纹，这其实相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，以此达到充分利用高强材料的目的。

从断裂力学的观点来看，混凝土材料内部存在许多微缺陷和微裂纹，而且这些微缺陷和微裂纹会在外部荷载作用下不断演化、发展，终形成宏观裂纹。如果在混凝土梁两端预先施加一对轴向压力，可以认为裂纹端部的应力强度因子为负值。如果外部荷载在裂纹端部产生的应力强度因子与非均布压应力产生的应力强度因子大小相等时，裂纹端部的应力强度因子就为零。这时裂纹就不会失稳扩展。也就是说，由于预先对混凝土梁施加了预压应力，从而减小了外部荷载作用下裂纹端部的应力强度因子，从而避免或是推迟了混凝土出现裂纹。

4.钢筋混凝土结构设计中的变形缝问题

对于钢筋混凝土结构设计中变形缝间距的问题，施工过程中一般都很难把握。结构设计规范规定：钢筋混凝土结构的伸缩缝间距是55m，如果采取后浇带段分段施工、专门的预加应力措施，或者是采取能减小混凝土温度变化以及收缩的措施且有充分依据的，这时，可以适当增大变形缝的间距。

由于各地区的温以及混凝土不同的收缩应力出现裂纹状况的概率不相同，要求我们在结构设计中必须对梁柱配筋进行调整。比如：长向板钢筋，需要双层设置，还要加强中部区域的梁板配筋;对于两侧的梁柱，特别要加强边跨的柱配筋，以此抵抗温度引起的应力，超长结构在角部很容易产生扭转效应，所以在设计中，要加强角部结构。如果不能有效分析清楚受力的情况，必须按建议规范要求设置变形缝，除非采取特殊的措施才能不设置伸缩缝。

5.钢筋混凝土结构设计中的抗震问题

和刮风、下雨一样是一种自然现象，是由地球内部引起的地表震动。世界上多国频发，我国近几年也是灾害频发，汶川、青海发生的警告我们，建筑物的抗震性能是我国建房的必须考虑的因素。抗震结构也已经列入世界建筑结构设计要考虑的重要因素之列。

钢筋混凝土建筑设计中需要遵循以下原则：

(1)承载力、质量、刚度在结构上，而且在平面内和沿高度应对称、均匀且连续分布，还要注意应力钢筋的厚度，因地制宜，应力集中要避免。

(2)尽可能设置多道抗震防线。布置超静定结构以及延性较高的耗能构件，对于静定结构部位、关键部位和薄弱环节，需要加强。

(3)在结构中要做到连接整体性，牢固连接各个结构单元，不同的结构单元要分开。

(4)构件和节点连接的承载力和刚度要与结构的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不能低于构件的承载力。

(5)需要采取有效的措施，来防止混凝土过早的剪切破坏，以及混凝土压碎和钢筋锚固滑移等脆性破坏。

(6)不要盲目地增加钢筋，因为某个部分结构设计承载力超强或者不足，都有可能造成结构的相对薄弱，对于梁端、柱端以及抗震墙的加强部位，应当减少配置钢筋，当然前提是受弯配筋要满足承载力和抗震构造的要求。

钢筋混凝土的密度

一般来说，C10至C20等级的混凝土其容重在2360-2400kg/m3之间，C25-C35，一般约为2400-2420kg/m3，C35-C40一般为2420-2440kg/m3之间。

一般素混凝土密度大约为2200kg/m3。钢筋混凝土一般设计密度大约为2500kg/m3，各种混凝土约为骨料不同，水泥不同，配置方式不同，钢筋用量不同，密度有所别。

钢筋混凝土排水管

什么是钢筋混凝土排水管

1、就是大家经常看到的水泥管，那里面都是有钢筋的，所以叫钢筋混凝土管、用于排水上就叫钢筋混凝土排水管了。

2、有的要求不是很高、管径又不大(一般直径在400mm左右以下)的，有的用竹条、铁线或其它有些强度的材料做勒紧的，代替钢筋。

钢筋混凝土排水管规格

按混凝土管内径的不同，可分为小直径管(内径400毫米以下)、中直径管(400～1400毫米)和大直径管(1400毫米以上)。按管子承受水压能力的不同，可分为低压管和压力管，压力管的工作压力一般有0.4、0.6、0.8、1.0、1.2兆帕等。混凝土管与钢管比较，按管子接头型式的不同，又可分为平口式管、承插式管和企口式管。其接口形式有水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口、水泥砂浆承插和橡胶圈承插等。

结构工程师：混凝土结构设计规范（十四）

6.1 一般规定

第6.1.1条 预应力混凝土结构构件，除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外，尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算。

当预应力作为荷载效应考虑时，其设计值在本规范有关章节计算公式中给出。对承载能力极限状态，当预应力效应对结构有利时，预应力分项系数应取1.0；不利时应取1.2。对正常使用极限状态，预应力分项系数应取1.0。

第6.1.2条 当通过对一部分纵向钢筋施加预应力已能使构件符合裂缝控制要求时，承载力计算所需的其余纵向钢筋可采用非预应力钢筋。非预应力钢筋宜采用HRB400级、HRB335级钢筋，也可采用RRB400级钢筋。

第6.1.3条 预应力钢筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表6.1.3规定的张拉控制应力限值，且不应小于0.4fptk.

当符合下列情况之一时，表6.1.3中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk:

1要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；

2要求部分抵消由于应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温等因素产生的预应力损失。

张拉控制应力限值 表6.1.3

钢筋种类 张拉方法

先张法 后张法

消除应力钢丝、纲绞线 0.75fptk 0.75fptk

热处理钢筋 0.70fptk 0.65fptk

第6.1.4条 施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定，但不宜低于设计混凝土强度等级值的75%。

第6.1.5条 由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力，可分别按下列公式计算：

1先张法构件

由预加力产生的混凝土法向应力

(6.1.5-1)

相应阶段预应力钢筋的有效预应力

σpe=σcon-σl-αEσpc (6.1.5-2)

预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

σp0=σcon-σl (6.1.5-3)

2后张法构件

由预应力产生的混凝土法向应力

(6.1.5-4)

相应阶段预应力钢筋的有效预应力

σpe=σcon-σl (6.1.5-5)

预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

σp0=σcon-σl+αEσpc (6.1.5-6)

式中

An--净截面面积，即扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截面面积及纵向非预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之和；对由不同混凝土强度等级组成的截面，应根据混凝土弹性模量比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积；

A0--换算截面面积：包括净截面面积以及全部纵向预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积；

I0、In--换算截面惯性矩、净截面惯性矩；

ep0 、epn--换算截面重心、净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离，按本规范第6.1.6条的规定计算；

y0、yn--换算截面重心、净截面重心至所计算纤维处的距离；

σl--相应阶段的预应力损失值，按本规范第6.2.1条至6.2.7条的规定计算；

αE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：αE=Es/Ec,此处，Es按本规范表4.2.4采用，Ec按本规范表4.1.5采用；

Np0、Np--先张法构件、后张法构件的预应力钢筋及非预应力钢筋的合力，按本规范第6.1.6条计算；

M2--由预加力Np在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩，按本规范第6.1.7条的规定计算。

注：1在公式(6.1.5-1)、(6.1.5-4)中，右边第二、第三项与第一项的应力方向相同时取加号，相反时取减号；公式(6.1.5-2)、(6.1.5-6)适用于σpc为压应力的情况，当σpc为拉应力时，应以负值代入；

2在设计中宜采取措施避免或减少柱和墙等约束构件对梁、板预应力效果的不利影响。

结构工程师：混凝土结构设计规范（十八）

第7.3.1条 钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.1)：

N≤0.9φ(fcA+f'yA's) (7.3.1)

式中

N--轴向压力设计值；

φ--钢筋混凝土构件的稳定系数，按表7.3.1采用；

fc--混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范表4.1.4采用；

A--构件截面面积；

A's--全部纵向钢筋的截面面积。

当纵向钢筋配筋率大于3%时，公式(7.3.1)中的A应改用(A-A's)代替。

钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 表7.3.1

l0/b ≤8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

l0/d ≤7 8.5 10.5 12 14 15.5 17 19 21 22.5 24

l0/i ≤28 35 42 48 55 62 69 76 83 90 97

φ 1.00 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56

l0/b 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

l0/d 26 28 29.5 31 33 34.5 36.5 38 40 41.5 43

l0/i 104 111 118 125 132 139 146 153 160 167 174

φ 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0.19

注：

表中l0为构件的计算长度，对钢筋混凝土柱可按本规范第7.3.11条的规定取用；b为矩形截面的短边尺寸；d为圆形截面的直径；i为截面的小回转半径。

第7.3.2条 钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.2)：

N≤0.9(fcAcor+f'yA's+2αfyA'ss0) (7.3.2-1)

Ass0=πdcorAss1/s (7.3.2-2)

式中

fy--间接钢筋的抗拉强度设计值；

Acor--构件的核心截面面积：间接钢筋内表面范围内的混凝土面积；

Ass0--螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积；

dcor--构件的核心截面直径：间接钢筋内表面之间的距离；

Ass1--螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积；

s--间接钢筋沿构件轴线方向的间距；

α--间接钢筋对混凝土的约束的折减系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0，当混凝土强度等级为C80时，取0.85，其间按线性内插法确定。

注：1按公式(7.3.2-1)算得的构件受压承载力设计值不应大于按本规范公式(7.3.1)算得的构件受压承载力设计值的1.5倍；

2当遇到下列任意一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，而应按本规范第7.3.1条的规定进行计算：

1)当l0/d>12时；

2)当按公式(7.3.2-1)算得的受压承载力小于按本规范公式(7.3.1)算得的受压承载力时；

3)当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向钢筋的全部截面面积的25%时。

第7.3.3条 在偏心受压构件的正截面承载力计算中，应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值。

第7.3.4条 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.4)：

N≤α1fcbx+f'yA's-σsAs-(σ'p0-f'py)A'p-σpAp (7.3.4-1)

Ne≤α1fcbx(h0-)+f'yA's(h0-a's)-(σ'p0-f'py)A'p(h0-a'p) (7.3.4-2)

e=ηei+-a (7.3.4-3)

ei=e0+ea (7.3.4-4)

式中

e--轴向压力作用点至纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点的距离；

η--偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数，按本规范第7.3.10条的规定计算；

σs、σp--受拉边或受压较小边的纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力；

ei--初始偏心距；

a--纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点至截面近边缘的距离；

e0--轴向压力对截面重心的偏心距：e0=M/N;

ea--附加偏心距，按本规范第7.3.3条确定。

在按上述规定计算时，尚应符合下列要求：

1钢筋的应力σs、σp可按下列情况计算：

1)当ξ≤ξb时为大偏心受压构件，取σs=fy及σp=fpy,此处，ξ为相对受压区高度，ξ=x/h0;

2)当ξ>ξb时为小偏心受压构件，σs、σp按本规范第7.1.5条的规定进行计算。

2当计算中计入纵向普通受压钢筋时，受压区高度应满足本规范公式(7.2.1-4)的条件；当不满足此条件时，其正截面受压承载力可按本规范第7.2.5条的规定进行计算，此时，应将本规范公式(7.2.5)中的M以N'es代替，此处，e's为轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋合力点的距离；在计算中应计入偏心距增大系数，初始偏心距应按公式(7.3.4-4)确定。

3矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件，当N>fcbh时，尚应按下列公式进行验算：

Ne'≤fcbh(h'0-)+f'yAs(h'0-as)-(σp0-f'py)Ap(h'0-ap) (7.3.4-5)

e'=-a'-(e0-ea) (7.3.4-6)

式中

e'--轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋和预应力钢筋的合力点的距离；

h'0--纵向受压钢筋合力点至截面远边的距离。

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十二、09G901-5 混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图（现浇混凝土板式楼梯)

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