混凝土保護層的案例
詳細的混凝土保護層的控制措施
來源：土木論壇
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正文如下：
眾所周知，日本是多地震國家，建筑以鋼筋混凝土結構為主，所以對混凝土保護層相當重視。下面小編詳細解讀日本對混凝土保護層的控制方法和措施。
混凝土保護層是什么
混凝土保護層是在混凝土構件中，起到保護并避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，保護層厚度是從混凝土表面到最外層鋼筋 (包括箍筋、構造筋、分布筋等) 公稱直徑外邊緣之間的最小距離。(點我免費領取10個工程資料)
混凝土保護層有啥用
1、確保耐久性：防止鋼筋被空氣、水分、鹽分銹蝕。
2、確保握裹力：與鋼筋共同作用，使鋼筋發揮設計強度。
3、確保防火性能，使鋼筋混凝土構件在耐火期限內不會失去工作性。
由此可見，混凝土保護層直接決定了建筑的結構性、耐久性和功能性，所以是相當重要構造措施。
國內規定和做法
1、混凝土保護層最小厚度（mm） 【注：摘于《混凝土結構設計規范》】
規范表明，保護層最小值有15，20，25，30，35，40和50mm。
2、現場做法
2.1 梁底、板底：采用普通砂漿墊塊；缺點：容易踩踏鋼筋，使得水泥墊塊碎裂。
展開 如何確保鋼筋混凝土保護層厚度？施工和墊塊要點總結！
4）采用細石砼制作時，墊塊一般要比混凝土強度等級高一個等級，規格可為7cm×7cm×混凝土保護層厚度。構造物高度大于1.5m時，混凝土保護層墊塊規格宜為10cm×10cm×混凝土保護層厚度。
個人認為堅固、耐久、美觀、適用是所有建筑物最基本的要求，而耐久性需要長時間的考驗，更容易被忽略，也最難以追溯，但對建筑物安全使用年限的作用，以及社會資源的浪費卻是巨大和無形的。而混凝土保護層是鋼筋混凝土構件中對維護結構耐久性最重要的因素之一，尤其需要在施工中加以規范和監督。
《Engineering Failure Analysis》：混凝土保護層銹脹開裂細觀力學模擬
作者所建立的不同保護層厚度下鋼筋混凝土細觀數值模型如圖1所示，其中混凝土模型的截面尺寸為150mm×150mm，鋼筋直徑為16mm，骨料體積含量為46.5%，保護層厚度分別為20-40mm。
圖1 不同保護層厚度下的鋼筋混凝土細觀模型
不同保護層厚度下混凝土保護層的開裂模式如圖2所示，其中（a）~（d）為各細觀模型對應的混凝土宏觀模型，可以看出宏觀和細觀模型的開裂形態差別很大，宏觀模型下保護層的銹脹裂縫（損傷）呈現出連續的區域性分布，而在細觀模型下由于骨料的阻礙作用和界面區的薄弱性，銹脹裂縫呈現分散的形態，而且分布裂縫長度也較宏觀模型要長。
圖2 混凝土保護層宏觀模型和細觀模型銹脹開裂形態對比
作者對每組保護層厚度的鋼筋混凝土試件建立了8個不同骨料分布的數值模型，計算所得鋼筋邊界銹脹力-徑向位移曲線如圖3所示，可以看出在同保護層厚度不同骨料分布下曲線存在差異，這表明骨料分布對保護層銹脹開裂力學反應有影響。
圖3 各保護層厚度不同骨料分布下的銹脹力-徑向壓力曲線
角部鋼筋的保護層銹脹開裂模擬結果如圖4所示，可以看出，角部鋼筋處保護層的開裂形態與中部鋼筋有明顯不同，出現了混凝土角狀脫落的現象，相較于中部鋼筋情形更加危險。
圖4 角部鋼筋混凝土保護層開裂形態
原始文獻：Du X, Jin L. Meso-scale numerical investigation on cracking of cover concrete induced by corrosion of reinforcing steel [J]. Engineering Failure Analysis, 2014, 39: 21-33.
展開 abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土保護層脫落細觀模型
abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土保護層脫落細觀模型
鋼筋銹蝕影響：
細觀模型：
混凝土損傷：
保護層脫落：
屋面保護層分格縫如何施工？現場示例！
混凝土保護層施工
5、屋面基層與女兒墻、風道、墻根部連接處及轉角處均做半徑為150mm的R弧，并保證R弧順直一致。成活后刷灰色外墻乳膠漆。
墻根部R弧刷漆
分格縫處瀝青灌縫
6、本工程排氣孔底座采用花瓶固定，花瓶高度300mm，滿足防水層上翻不小于250mm的要求，統一拉線調直。花瓶底座采用水泥漿粘貼牢固，花瓶內采用1:3水泥干料填充施工，頂面壓光處理。
排氣孔底座安放
施工控制要點
1、防水層上放線、打底、長條磚標高控制、坡度要求；
2、混凝土保護層壓光處理；
3、長條磚兩側貼紙膠帶，防止污染瓷磚；
4、分格縫瀝青灌縫。
經過以上各道工序施工，細化了施工保護層厚度的控制，防止混凝土因溫度收縮產生裂紋，保證了屋面施工質量，有效杜絕了分隔縫不直、混凝土保護層開裂等質量通病，降低了維修成本。
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混凝土保護層施工
5、屋面基層與女兒墻、風道、墻根部連接處及轉角處均做半徑為150mm的R弧，并保證R弧順直一致。成活后刷灰色外墻乳膠漆。
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分格縫處瀝青灌縫
6、本工程排氣孔底座采用花瓶固定，花瓶高度300mm，滿足防水層上翻不小于250mm的要求，統一拉線調直。花瓶底座采用水泥漿粘貼牢固，花瓶內采用1:3水泥干料填充施工，頂面壓光處理。
排氣孔底座安放
施工控制要點
1、防水層上放線、打底、長條磚標高控制、坡度要求；
2、混凝土保護層壓光處理；
3、長條磚兩側貼紙膠帶，防止污染瓷磚；
4、分格縫瀝青灌縫。
經過以上各道工序施工，細化了施工保護層厚度的控制，防止混凝土因溫度收縮產生裂紋，保證了屋面施工質量，有效杜絕了分隔縫不直、混凝土保護層開裂等質量通病，降低了維修成本。
展開 屋面保護層分格縫怎么施工？做法學習！
屋面保護層配筋安裝及分格縫兩邊貼磚
4、施工C20細石混凝土保護層時，按照坡度及長條磚標高控制要求由高至低的順序進行澆筑，刮尺長度根據分格縫寬度采用6米刮尺抹平，抹平收水后進行二次壓光。受天氣影響，強度增長較慢。終凝前壓光必須完成。嚴禁使用水泥膏或干水泥強制提漿收光，以防出現起皮、空鼓等質量問題。終凝后將嵌入的泡沫條取出，分格縫瓷磚兩邊粘貼紙膠帶，防止污染瓷磚。下部填砂，上部用瀝青灌縫。覆蓋毛氈進行養護。
混凝土保護層施工
5、屋面基層與女兒墻、風道、墻根部連接處及轉角處均做半徑為150mm的R弧，并保證R弧順直一致。成活后刷灰色外墻乳膠漆。
墻根部R弧刷漆
分格縫處瀝青灌縫
6、本工程排氣孔底座采用花瓶固定，花瓶高度300mm，滿足防水層上翻不小于250mm的要求，統一拉線調直。花瓶底座采用水泥漿粘貼牢固，花瓶內采用1:3水泥干料填充施工，頂面壓光處理。
排氣孔底座安放
施工控制要點
1、防水層上放線、打底、長條磚標高控制、坡度要求；
2、混凝土保護層壓光處理；
3、長條磚兩側貼紙膠帶，防止污染瓷磚；
4、分格縫瀝青灌縫。
經過以上各道工序施工，細化了施工保護層厚度的控制，防止混凝土因溫度收縮產生裂紋，保證了屋面施工質量，有效杜絕了分隔縫不直、混凝土保護層開裂等質量通病，降低了維修成本。
展開 受彎構件裂縫寬度計算方法(Crack width of flexural members)
1 引言
鋼筋混凝土結構產生裂縫的主要原因: (1) 作用的效應(彎矩、剪力、扭矩及拉力等)引起的裂縫; (2) 由外加變形或約束變形引起的裂縫; (3)由使用環境條件作用引起的鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋混凝土構件在荷載作用下產生的混凝土彎曲裂縫寬度(Crack Width)，主要通過設計上進行裂縫寬度驗算和構造措施上加以控制。由于影響裂縫寬度的因素非常多, 因此不同規范有著不同的混凝土裂縫寬度計算方法. 這個筆記follow著課程進度[4/19/2021至4/25/2021 Week 7], 簡要回顧了三種規范計算混凝土受彎構件裂縫寬度的方法.
2 公路橋規
《公路橋規》規定, 對于矩形、T形和工字形截面的鋼筋混凝土構件，最大裂縫寬度的計算方法如下圖所示. 這種計算方法的影響因素包括：鋼筋表面的粗糙度, 載荷作用的彎矩, 受彎構件的受力性質, 鋼筋的彈性模量, 混凝土保護層厚度, 縱向受拉鋼筋的直徑, 載荷作用下的應力以及配筋率.
3 混凝土結構設計規范
《混凝土結構設計規范》采用綜合理論計算最大裂縫寬度, 考慮了混凝土保護層厚度對裂縫寬度的影響, 同時也考慮了鋼筋和混凝土之間可能出現的滑移. 這種計算方法的影響因素包括: 構件所受的彎矩值, 受拉區縱向鋼筋的應力; 裂縫間縱向受拉鋼筋的應變不均勻性, 保護層厚度, 有效受拉混凝土面積, 鋼筋的配筋率, 鋼筋截面積等.
4 ACI 318規范
在1999年之前，《ACI 318規范》中的受彎裂縫控制要求是基于Gergely和Lutz提出的所謂z-factor方法。
展開 基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
某適筋梁，截面尺寸以及配筋如下所示，采用ABAQUS對其進行靜力分析。在加載處以及支座附近分別設置了剛性墊塊，混凝土保護層厚度取35mm。
材料特性如下：
1、混凝土：抗壓強度fc=24MPa,抗拉強度ft=2.4MPa，采用混凝土損傷本構模型；密度為2400Kg/m^3
2、鋼筋：彈性模量E=190GPa,泊松比u=0.3,屈服強度210MPa;密度為7800Kg/m^3
3、墊塊：彈性模量E=2100GPa，泊松比u=0.3;密度為7800Kg/m^3
建模過程如下：
一、建立part
根據上圖信息，分別建立梁主體、剛性墊塊、底部受拉筋、頂部受壓筋、箍筋的part。混凝土保護層厚度取35m，底部第一排鋼筋與第二排鋼筋的間距取35mm，端頭縱筋的保護層厚度取25mm。建立過程中需要提前規劃好點位坐標，以方便后續組裝。
二、定義材料
混凝土：彈性模量取29.5GPa,根據本構模型計算表格，輸入相應的參數，得到混凝土的本構模型。
鋼筋：鋼筋采用理想彈塑性模型，輸入參數如下。
墊塊：只考慮其彈性行為，按彈性材料輸入。
三、截面屬性定義
對于梁主體以及墊塊，直接賦予材料屬性即可。對于鋼筋，還需輸入截面面積，不同型號的鋼筋體現在截面面積上，類似ANSYS中實常數的輸入。
四、部件組裝
根據結構尺寸圖，組裝成體。為了利于墊塊與梁主體之間的連接，在梁的適當部分進行切分。
展開 16G101丨基礎、柱、梁、板、樓梯、剪力墻鋼筋綁扎要點大匯總（大量節點圖）
6）混凝土施工時要留有鋼筋工看守，對移位鋼筋及時調整，以保證鋼筋的位置準確、無偏移。
6、部分墻體鋼筋節點構造做法見圖集說明。
7、墊塊：墊塊使用要符合施工規范要求，其厚度要滿足規范中鋼筋混凝土保護層厚度，正確使用墊塊，確保鋼筋保護層厚度。梁、板構件拆模后根據《施工試驗計劃》對梁、板構件的鋼筋保護層進行試驗。
8、車庫外墻孔洞補強鋼筋構造參照16G101-1圖集第83頁進行設置
七、鋼筋保護層及技術措施
（1）除圖中有專門說明外，混凝土結構構件的環境類別的劃分詳見圖集(16G101-1)第56頁，鋼筋的混凝土保護層最小厚度如下表：
注：保護層厚度不應小于鋼筋公稱直徑，當梁柱中縱向受力鋼筋保護層厚度大于40應在混凝土保護層中構件表面10處全面增設φ4@200*200鋼筋網片。獨立基礎、條形基礎及地梁的保護層厚度為40mm，地下室及水池、長螺旋樁、人工挖孔樁、樁帽、地梁、承臺的保護層厚度為50mm。
（2）梁、板中預埋管的混凝土保護層厚度應不小于25mm。
（3）各構件中可采用不低于相應混凝土構件強度等級的素混凝土墊塊控制主筋保護層厚度。
（4）支承防火分區分隔墻的梁及與其有支承關系的梁、防火分區分隔墻頂梁均應采用厚度為30mm的水泥砂漿抹面，防火分區分隔墻的位置詳建施各層平面。
（5）各構件保護層技術措施
1、柱鋼筋保護層技術措施
保護層采用成品塑料卡，在柱子模板合模之前，按照豎向間距500mm卡在柱角位置，水平方向按照400mm設置。
柱子定位筋措施
制作方法：采用14二級鋼焊接，按照柱子主筋間距焊接卡槽，卡槽應比鋼筋直徑略大，內徑制作尺寸為H-2d-2h（d為柱子主筋直徑，h為柱子保護層厚度）。
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第三章(受彎構件正截面承載力)
受彎構件的截面厚度: 行車道板不小于100mm；人行道板現澆混凝土板不小于80mm, 預制混凝土板不小于60mm; 空心板頂板和底板均不宜小于80mm。
2. 板分為單向板, 雙向板和懸臂板.
3. 單向板沿板短邊方向設置受力鋼筋，沿板長邊方向設置分布鋼筋；雙向板沿板兩個方向均設置受力鋼筋。
4. 分布鋼筋是在主鋼筋上按一定間距設置，起連接作用的橫向鋼筋，屬于構造配置鋼筋。分布鋼筋的作用是使主鋼筋受力更均勻，同時也起著固定主鋼筋位置、分擔混凝土收縮和溫度應力的作用。
5. 縱向受拉鋼筋的作用是承受受拉區拉力或幫助受壓區混凝土承受壓力。
6. 混凝土保護層厚度是指構件截面上鋼筋至截面邊緣的混凝土厚度，其作用是保證鋼筋與混凝土有良好的粘結作用，同時保護鋼筋不直接受到大氣侵蝕。
7. 截面配筋率是指截面所配置的鋼筋截面面積與規定的混凝土正截面面積的比值(化為百分數表達)。
8. 彎起鋼筋與斜筋的作用是滿足斜截面抗剪要求，承受主拉應力，并增加鋼筋骨架穩定性。
9. 箍筋的作用是除幫助混凝土抗剪外，在構造上起著固定縱向受力鋼筋位置的作用并與縱向受力鋼筋、架立鋼筋等組成骨架。
10. 架立鋼筋的作用是固定箍筋與縱向受力鋼筋形成穩定的鋼筋骨架。
11. 塑性破壞(延性破壞)是指結構或構件在破壞前有明顯變形或其他征兆現象的破壞; 脆性破壞是指結構或構件在破壞前無明顯變形或其他征兆現象的破壞。
12. 對常用的熱軋鋼筋和普通強度混凝土，破壞形態主要受到截面縱向受拉鋼筋配筋率ρ 的影響。
13. 按照鋼筋混凝土受彎構件的配筋情況及相應發生破壞時的性質可得到正截面破壞的三種形態: 適筋梁破壞、超筋梁破壞和少筋梁破壞。
14. 超筋梁破壞特征: (1) 鋼筋混凝土梁截面受壓區混凝土先壓壞，而受拉鋼筋未屈服。
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流固耦合存在少部分泄露
藥型罩中間存在倒角給建模增加了難度
換成AUTODYN計算效果
包含預制裂紋及纖維包裹層的混凝土動態沖擊壓縮 ￥40
現役橋梁主要還是以鋼筋混凝土結構為主,而裂紋是混凝土中不可避免的,因此,通過對預制裂紋混凝土疲勞性能的研究,準確分析混凝土的疲勞損傷積累,確定損傷的位置及程度,預測其剩余疲勞壽命顯得十分重要。
通過ls-dyna軟件建立了含預制裂隙的混凝土模型，如圖1所示。
通過SHPB系統分析其在有無纖維包裹層保護作用下的破壞模式。
纖維包裹層采用兩種方式進行建模，方法一：共節點殼單元 方法二：實體單元+接觸
其中纖維包裹層采用054/055MAT_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE材料，混凝土采用MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE材料。
不同方式下的動態沖擊破壞效果如下：
展開 16G101基礎、柱、梁、板、樓梯、剪力墻鋼筋綁扎要點總結（大量節點圖）！
8、車庫外墻孔洞補強鋼筋構造參照16G101-1圖集第83頁進行設置
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鋼筋保護層及技術措施
（1）除圖中有專門說明外，混凝土結構構件的環境類別的劃分詳見圖集(16G101-1)第56頁，鋼筋的混凝土保護層最小厚度如下表：
注：保護層厚度不應小于鋼筋公稱直徑，當梁柱中縱向受力鋼筋保護層厚度大于40應在混凝土保護層中構件表面10處全面增設φ4@200*200鋼筋網片。獨立基礎、條形基礎及地梁的保護層厚度為40mm，地下室及水池、長螺旋樁、人工挖孔樁、樁帽、地梁、承臺的保護層厚度為50mm。
（2）梁、板中預埋管的混凝土保護層厚度應不小于25mm。
（3）各構件中可采用不低于相應混凝土構件強度等級的素混凝土墊塊控制主筋保護層厚度。
（4）支承防火分區分隔墻的梁及與其有支承關系的梁、防火分區分隔墻頂梁均應采用厚度為30mm的水泥砂漿抹面，防火分區分隔墻的位置詳建施各層平面。
（5）各構件保護層技術措施
1、柱鋼筋保護層技術措施
保護層采用成品塑料卡，在柱子模板合模之前，按照豎向間距500mm卡在柱角位置，水平方向按照400mm設置。
柱子定位筋措施
制作方法：采用14二級鋼焊接，按照柱子主筋間距焊接卡槽，卡槽應比鋼筋直徑略大，內徑制作尺寸為H-2d-2h（d為柱子主筋直徑，h為柱子保護層厚度）。
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