地下建筑工程课程设计解析与实例
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2.1.6 构造要求

1. 配筋形式

闭合框架由横向受力钢筋和纵向分布钢筋组成,如图2-16所示。为了便于施工也可将底板和顶板的纵向分布钢筋和侧墙的横向受力钢筋制成焊网。

为了改善闭合框架的受力条件,一般在角部设置支托(腋角),并配支托钢筋。当荷载较大时,需要计算抗剪承载力,并配置箍筋和弯起钢筋,如图2-16所示。

图2-16 闭合框架配筋形式

对于考虑动载作用的地下结构物,为了提高构件的抗冲击动力性能,构件截面上宜配置双筋。

2. 混凝土保护层厚度

地下结构外侧直接与土、水相接触,内侧相对湿度较高。因此,受力钢筋的保护层最小厚度要比地面结构增加5~10mm,并应符合表2-5的规定。

表2-5 混凝土保护层最小厚度(单位:mm)

(续)

3. 横向受力钢筋

横向受力钢筋的配筋百分率不应小于表2-6中的规定。

受弯构件及大偏心受压构件受拉钢筋的配筋率,一般应不大于1.2%,最大不得超过1.5%。

受力钢筋的间距应不大于200mm,不小于70mm,但有时由于施工需要,局部钢筋的间距也可适当放宽。

受力钢筋直径d≤32mm,对于以受弯为主的构件取d≥10~14mm,对于以受压为主的构件取d≥12~16mm。

表2-6 钢筋的最小配筋率

注:1. 受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1%;当混凝土强度等级为C60级以上时,应按表中规定增大0.1%。

2. 偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑。

3. 受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面计算;受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积后的截面面积计算。

4. 当钢筋沿构件截面周边布置时,“一侧纵向钢筋”是指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。

4. 分布钢筋

由于考虑混凝土的收缩、温差作用、不均匀沉陷等因素的作用,必须配置一定数量的构造钢筋。纵向分布钢筋的截面面积,一般应不小于受力钢筋截面面积的15%。同时,纵向分布钢筋的配筋率:对顶板、底板不宜小于0.15%;对侧墙不宜小于0.20%。

纵向分布钢筋应沿框架周边各构件的内外两侧布置,其间距可采用100~300mm。框架角部的分布钢筋应适当加强(如加粗或加密),其直径不小于12~14mm,如图2-17所示。

图2-17 分布钢筋布置示意

5. 箍筋

地下结构断面厚度较大,一般可不配置箍筋,如计算需要时,可参照表2-7,按下述规定配置:

1)框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不应大于15d,在焊接骨架中不应大于20dd为受压钢筋中的最小直径),同时不应大于400mm。

2)在受力钢筋非焊接接头长度内,当搭接钢筋为受拉钢筋时,其箍筋间距不应大于5d,当搭接钢筋为受压钢筋时,其箍筋间距不应大于10dd为受力钢筋中的最小直径)。

3)框架结构的箍筋一般采用“[]”形直钩槽形箍筋,这种钢筋多用于顶板、底板。其弯钩必须配置在断面受压一侧。L形箍筋多用于侧墙。

表2-7 箍筋的最大间距(单位:mm)

6. 刚性节点构造

框架转角处的节点应保证整体性,即应有足够的强度、刚度及抗裂性,除满足受力要求外,还要便于施工。

当框架转角处为直角时,应力集中较严重(图2-18a),为了缓和应力集中现象,在节点可加支托(腋角)(图2-18b),支托(腋角)的垂直长度与水平长度之比以1:3为宜。支托(腋角)的大小视框架跨度大小而定。

图2-18 刚性节点构造

框架节点处钢筋的布置原则:

1)沿节点内侧不可将水平构件中的受拉钢筋随意弯曲(图2-19a),而应沿支托(腋角)另配斜向钢筋(图2-19b),或将此钢筋直接焊接在侧墙的横向焊网上(图2-19)。

2)沿框架转角部分外侧的钢筋,其弯曲半径R必须为所用钢筋直径的10倍以上,即R≥10d(图2-19b)。

图2-19 框架节点钢筋布置示意

3)为了避免在转角部分的内侧发生拉力时内侧钢筋与外侧钢筋无联系,从而使表面混凝土容易剥落,因此最好在角部配置足够数量的箍筋(图2-20)。

7. 变形缝的设置及构造

为了防止结构由于不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等引起破坏,需要沿结构纵向每隔一定距离设置变形缝。变形缝包括伸缩缝(防止温度变化或混凝土收缩而引起破坏)和沉降缝(防止由于地基承载力不均匀引起结构不均匀沉陷)。

变形缝的间距为30m左右,变形缝的缝宽一般为20~30mm,缝中填充富有弹性且防水的材料。变形缝的构造方式主要有嵌缝式、贴附式和埋入式。

(1)嵌缝式 嵌缝式变形缝材料可用沥青砂板、沥青板等。为了防止板与结构物出现缝隙,在结构内部槽中填以沥青胶或环煤涂料(即环氧树脂和煤焦油涂料)等以减少渗水可能;也可在结构外部贴一层防水层,如图2-21b所示。

图2-20 角部箍筋示意

嵌缝式的优点是造价低、施工简单,但在有水压中防水效能不良,仅适用于地下水较少的地区或防水要求不高的工程中。

图2-21 嵌缝式变形缝

(2)贴附式 贴附式变形缝(也称可卸式变形缝),将厚度6~8mm的橡胶平板用钢板条及螺栓固定在结构上,如图2-22所示。这种方式具有在橡胶平板年久老化后可以拆换的优点,但施工时不易使橡胶平板与钢板密贴,因此可用于一般地下工程中。

图2-22 贴附式变形缝

(3)埋入式 图2-23所示为埋入式变形缝的构造。

当防水要求很高、承受较大的水压力时,可采用上述三种方法的组合,成为混合式变形缝,此种防水效果好,但施工工序多,造价较高,如图2-24所示。

图2-23 埋入式变形缝

图2-24 特殊变形缝