鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)相關(guān)問題鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，在設(shè)計(jì)的過程一旦出現(xiàn)任何偏差和遺漏都會使整個(gè)建筑物出現(xiàn)很多安全隱患。本文主要對鋼筋混凝土保護(hù)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以供參考。

引言：

房地產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑物的類型和功能也越來越復(fù)雜，這使得設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候也變得更加多樣化。但是，如果一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差就會給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的威脅，因此，應(yīng)把握好鋼筋混凝土保護(hù)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此來有效的提高建筑物設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1鋼筋混凝土性能

鋼筋混凝土的性質(zhì)決定于材料的品質(zhì)及施工的控制，影響它的因素主要有：水灰比例、水泥質(zhì)量、骨料性質(zhì)、混凝土的搗實(shí)、混凝土材齡。而鋼筋的性能主要和鋼筋中所含的化學(xué)成分有關(guān)，鋼筋混凝土的工作原理是利用了混凝土承受壓力鋼筋承受拉力的性質(zhì)。鋼筋是在建筑結(jié)構(gòu)中起到柔性材料作用，具有抗拉強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度較低；混凝土屬于剛性材料，在建筑結(jié)構(gòu)中抗壓強(qiáng)度高，但是抗拉強(qiáng)度低。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該考慮到混凝土的凝結(jié)作用以及混凝土與表面粗糙的鋼筋之間的機(jī)械咬合，充分發(fā)揮混凝土與鋼筋粘結(jié)力，粘結(jié)牢固的鋼筋混凝土構(gòu)件才具有一定的承載力。如果鋼筋混凝土保護(hù)層不足，會減小鋼筋與混凝土的凝固力，使鋼筋與混凝土不能更好地協(xié)同工作，所以充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護(hù)層薄厚對工程結(jié)構(gòu)起到至關(guān)的重要作用。對于受力鋼筋混凝土構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，混凝土表面所能承受的外部壓力大小，取決于鋼筋離的遠(yuǎn)近，如果鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋位置放置錯(cuò)誤或者鋼筋的保護(hù)層過大，會降低鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力，容易發(fā)生重大事故。在外力情況下，構(gòu)件粘結(jié)在一起可以讓鋼筋和混凝土協(xié)調(diào)變形、共同工作直到接近破壞。在受拉狀態(tài)下，粘結(jié)的構(gòu)件雖然在拉力較高時(shí)但會有局部失效，總體依然可以保證這兩種材料的協(xié)調(diào)變形，并且能使混凝土承受有限的一部分拉力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮溫度變化，因?yàn)槟媳狈綔囟炔町愝^大，根據(jù)不同地域，結(jié)合鋼筋混凝土受溫度影響的膨脹系數(shù)，鋼筋和混凝土具有幾乎相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為1.2×10-5/℃；混凝土為1.0×10-5/℃，適用于溫度在0～100℃內(nèi)），所以，應(yīng)該充分考慮兩種材料產(chǎn)生的強(qiáng)制應(yīng)力，是否會產(chǎn)生可能削弱兩種材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)

2.1鋼筋保護(hù)層的重要性

鋼筋混凝土保護(hù)層是指從結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋外邊緣至構(gòu)件表面范圍用于保護(hù)鋼筋的混凝土，對鋼筋起保護(hù)作用，使鋼筋不被銹蝕。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能同時(shí)滿足耐久性和鋼筋粘結(jié)牢固，因?yàn)樗苯由婕暗交炷翗?gòu)件的結(jié)構(gòu)承載力、耐久性和防火性。在現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對鋼筋保護(hù)層厚度分別按環(huán)境類別、構(gòu)件類型、混凝土強(qiáng)度等級做出了規(guī)定。一般情況下受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的規(guī)定。同時(shí)現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)也做出相應(yīng)的系列規(guī)定，這一切都充分體現(xiàn)了保護(hù)層在混凝土結(jié)構(gòu)中極其重要的地位。

2.2鋼筋保護(hù)層在施工過程中存在的幾點(diǎn)問題

從受力鋼筋混凝土構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)過程中，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn)，鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，鋼筋在整個(gè)構(gòu)件發(fā)揮的作用力越高，反之，受拉鋼筋離受壓區(qū)越近，整體構(gòu)件發(fā)揮效能越低，為了避免在施工過程中，發(fā)生保護(hù)層厚度不合理的問題，不僅有合理的設(shè)計(jì)方案，還要結(jié)合實(shí)際溫度差異，地域差異不同狀況，適當(dāng)調(diào)整保護(hù)層的厚度很重要。

2.2.1保護(hù)層過厚與安全隱患

由于鋼筋與混凝土構(gòu)件之間存在足夠的粘結(jié)力，作為一個(gè)整體來承受外力的；如果只考慮混凝土承受巨大壓力，把拉力全部轉(zhuǎn)移給鋼筋來承擔(dān)是不夠合理的。在受力構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，鋼筋保護(hù)層越厚，則鋼筋混凝土構(gòu)件受壓區(qū)的有效強(qiáng)度就越小，鋼筋保護(hù)層過厚，結(jié)構(gòu)下部離受力剛筋遠(yuǎn)的混凝土由于粘結(jié)錨固作用的降低，其抗拉強(qiáng)度下降，反而易開裂引起鋼筋銹蝕，由此一來整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均隨之降低，結(jié)構(gòu)存在安全隱患。

2.2.2保護(hù)層過薄及結(jié)構(gòu)影響

鋼筋保護(hù)層過薄，是施工中更為常見的一種質(zhì)量通病。它對結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①影響混凝土與受力縱筋協(xié)同作用產(chǎn)生粘結(jié)力可能會降低承載力。雖然保護(hù)層過薄增加了一定的高度值，從外觀感覺是有利于結(jié)構(gòu)承載力，但實(shí)際上是削弱了整個(gè)結(jié)構(gòu)承載能力。因?yàn)槌休d能力是靠混凝土與鋼筋協(xié)同作用，與鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力有直接關(guān)連。粘結(jié)力來自于鋼筋和混凝土的接觸面經(jīng)化學(xué)作用產(chǎn)生的膠著力、混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的摩擦力和握裹力以及咬合力等多方面組成，保護(hù)層過薄會使鋼筋外圍混凝土因產(chǎn)生徑向劈裂而使粘結(jié)力降低。由于粘結(jié)破壞機(jī)理復(fù)雜，影響因素較多，受力情況多種不同，沒有完整的計(jì)算數(shù)據(jù)可以表明這一情況，所以在整體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮多方面因素，結(jié)合不同區(qū)域不同狀況，制定合理的設(shè)計(jì)方案，避免保護(hù)層厚度影響到結(jié)構(gòu)的內(nèi)在質(zhì)量，對結(jié)構(gòu)承載力造成不良影響。

②工程的耐久性不能只考慮內(nèi)在的質(zhì)量，而對環(huán)境耐久性如干濕、凍融等大氣侵蝕產(chǎn)生忽視也不可以，有一些工程由于忽視了環(huán)境問題，沒有做好干濕度以及特殊氣候情況下如何預(yù)防因混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鋼筋銹蝕，致使整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而發(fā)生重大隱患，這是應(yīng)該被重視的的問題。其實(shí)有關(guān)部門也制定規(guī)范規(guī)定于安全性相關(guān)的要求，例如保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護(hù)層最小厚度和混凝土的最低強(qiáng)度。

③在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以防火最為重要，因?yàn)楦邷赜绊懴驴墒箻?gòu)件迅速破壞。雖然混凝土是良好的防火材料，但鋼筋遇高溫會急劇膨脹加大，屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件破壞。所以整體混凝土鋼筋構(gòu)件保護(hù)層需要保證一定值的厚度，并且滿足現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，所以保護(hù)層厚度影響到構(gòu)件中的耐火極限。

3樓板及墻柱保護(hù)層控制策略

鋼筋混凝土樓板在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該考慮到鋼筋的起抗拉受力作用可以抵抗荷載所產(chǎn)生的彎矩，以及地域不同溫差變化后混凝土板面收縮和裂縫的問題。鋼筋混凝土構(gòu)件在設(shè)置合理的保護(hù)層前提下才能發(fā)揮有效作用。樓板底筋的保護(hù)層也是需要正確控制的，當(dāng)樓板底筋的保護(hù)層間距放大到1.0米以上時(shí)，局部樓板底筋的保護(hù)層厚度就無法得到保障，所以縱橫向的保護(hù)層間距控制在1米左右為宜。在現(xiàn)場施工時(shí)盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間，在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)（或鋪設(shè)）臨時(shí)的簡易通道，以供必要的施工人員通行，以免造成人工交叉踩踏后，鋼筋混凝土保護(hù)層變形，造成未交工就完工的惡劣影響。對施工人員加強(qiáng)教育和管理，使全體操作人員充分重視保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置，必須行走時(shí)，應(yīng)自覺沿鋼筋小馬撐支撐點(diǎn)通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。

4結(jié)語

總之，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，從設(shè)計(jì)到施工質(zhì)量，鋼筋保護(hù)層厚度的控制是非常重要的，堅(jiān)決杜絕在施工中忽視保護(hù)層厚度而產(chǎn)生較大質(zhì)量問題和安全隱患。為此在實(shí)際工程中，必須時(shí)刻注意對保護(hù)層厚度的監(jiān)制