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防空地下室钢筋混凝土墙板拉结筋的设置

时间:2016-01-13 15:47:42

问题的提出
在防空地下室施工现场,常常可以看到这样的情况:施工单位在捆扎钢筋混凝土结构墙板(底板、墙体、顶板)钢筋时,对双面钢筋网之间拉结筋或漏设或数量不足或没按梅花形布置,或拉结筋两端弯钩角度不够、弯钩直线段长度不够,或因双层钢筋网的十字节点未对齐而导致拉结筋无法在位绑扎。笔者以为,这些问题的发生,除了现场施工人员嫌麻烦、偷懒之外,最主要的原因还是相关人员对双面配筋结构设置拉结筋的必要性,对拉结筋的功能、设置方法及要求等认识理解不到位。为此,本文特依据国家相关技术规范,并结合荷载特征,对防空地下室钢筋混凝土墙板结构拉结筋的设置问题作些介绍与分析,以供现场施工人员参考。
 
概念的建立
一方面,虽然人防工程在平时正常使用时其结构承受的静荷载占有相当多的比重,但战时炮航弹冲击爆炸或核武器爆炸产生的动荷载,仍然是计算人防工程结构的主要荷载。对防空地下室结构而言,爆炸产生的动荷载就是地面冲击波及其作用于地表在岩土中产生的土中压缩波、地面冲击波直接对高出地面不覆土的外墙、顶板、口部防护密闭门及门框墙、临空墙等部位产生作用;土中压缩波,对埋人土中的围护结构构件,如有覆土的顶板、土中外墙及底板产生直接作用。
不管是地面冲击波,还是土中压缩波,都具有突然作用、量值大、作用时间短且不断衰减、遇障反射等特征。这种作用具有明显的“动载”特征,使得防空地下室结构瞬间受正负荷载作用,受拉与受压有一次相互转换。因此,防空地下室钢筋混凝土墙板(底板、墙体、顶板)须配置双层双向钢筋,以保证墙板在承受爆炸动荷载瞬间作用下可能的回弹,防止在大挠度情况下构件坍塌,保证墙板在爆炸动载瞬间作用下的整体强度不受破坏;与此同时,为了保证受拉与受压钢筋的共同作用,保证振动环境中钢筋与受压区混凝土共同作用,在上下层或内外层钢筋之间设置一定数量的拉结钢筋是非常必要的。
另一方面,防空地下室钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计,也就是说,只要在爆炸动荷载作用下引起的最大变形不超过允许最大变形,处于屈服后开裂状态的墙板(顶板、外墙、临空墙)等构件仍属正常的工作状态。为了保证塑性铰部位可能的混凝土局部碎裂不会脱落,确保混凝土的整体性及构件在延性状态下发挥抗弯作用,在墙板内外层或上下层钢筋之间构造密置拉结钢筋也是非常重要的。
因此,对防空地下室钢筋混凝土黄智明墙板(底板、墙体、顶板)构件,我们必须建立这样的概念:构件受爆炸动载作用,为了保证结构整体强度不受破坏,必须设置双层双向钢筋;而为了保证构件受拉与受压钢筋共同作用,约束纵筋和混凝土共同作用,双层钢筋之间必须设置一定数量的拉结钢筋。
 
拉结筋的设置
       国家有关技术规范规定:除截面内力由平时设计荷载控制,且受拉主筋配筋率小于规定的卧置于地基上的甲乙类防空地下室结构底板外,双面配筋的钢筋混凝土板、墙体应设置梅
花形排列的拉结钢筋,拉结钢筋长度应能拉住最外层受力钢筋。当拉结钢筋兼作受力箍筋时,其直径及间距应符合箍筋的计算和构造要求,即拉结钢筋直径应大于或等于6mm,间距小于或等于500mm。
上述规定,作为国家工程建设标准的强制性条文是必须执行的,因而,防空地下室钢筋混凝土墙板设置拉结钢筋是必需的,不可缺少的。
当然,考虑到低抗力级别防空地下室卧置地基上底板若其截面设计由平时荷载控制,且其受拉钢筋配筋率小于规范内规定数值时,基本上已属于素混凝土工作范围,此时可不设置拉结筋,但对截面设计虽有平时荷载控制,其受拉钢筋配筋率不小于规范内规定数值,仍须按规范规定设置拉结筋。
很明显,防空地下室钢筋混凝土墙板设置拉结钢筋其功能并不仅限在固定双层钢筋网之间的间距以及在浇筑混凝土时防止钢筋严重错位,而是发挥其更重要和不可缺少的保证构件受拉与受压钢筋共同作用、约束纵筋和混凝土共同作用以及保证构件在延性状态下发挥抗弯作用(类似箍筋的作用)。
应当指出的是,拉结筋通常都选用光圆钢筋,与混凝土的黏结性能并不好,因此,为了保证拉结筋功效的发挥,拉结筋两端的弯钩角度不应小于1350,弯钩直线段长度不应小于6倍拉结筋直径,且不小于50mm,完满拉住最外层受力钢筋(板:拉住下层的下部钢筋和上层的上部钢筋,墙:拉住外层的外部钢筋和内层的外部钢筋),决不能为了施工方便而做成一端弯钩,另一端直钩,或拉结不在位。
同时,为了确保上下层或内外层钢筋网的整体性,拉结筋应按梅花形排列布置,间距按拉结受力筋的间距倍数确定,双层钢筋的十字节点以对齐为宜。
 
结 语
       通过上面的介绍和分析,笔者认为:防空地下室墙板(底板、墙体、顶板)设置拉结钢筋,其功能就是一方面在振动环境中使受拉与受压筋、钢筋与受压区混凝土共同作用,以保证构件在爆炸动荷载瞬间作用下整体强度不受破坏;另一方面保证混凝土的整体性及构件足够的延性,增强构件承受更大动力荷载的能力。不设、少设或不严格按要求设置拉结钢筋,都将损害结构的抗力,因此,人防部门有关人员必须高度重视钢筋混凝土墙板拉结筋的设置,要深入施工现场,加强监督检查,确保防空地下室建设质量。
(作者单位:重庆市九龙坡区人民防空办公室)
【编辑】:bj003
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