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8 构造要求
8.0.1 抗爆间室的墙(板)应采用现浇钢筋混凝土墙(板),当设计药量不小于1kg时,墙(板)厚不应小于250mm。当设计药量小于1kg时,墙(板)厚不应小于200mm。抗爆屏院墙(板)厚不应小于120mm。
8.0.2 抗爆间室结构构件受力钢筋的混凝土保护层厚度应符合下列要求:
1 抗爆间室结构构件受力钢筋混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径。
2 抗爆间室结构构件受力钢筋的混凝土保护层最小厚度c,应符合表8.0.2的规定。
表8.0.2 混凝土保护层最小厚度c(mm)
注:1 混凝土强度等级不大于C25时,表中数值应增加5mm;
2 基础中钢筋的保护层厚度不应小于40mm,当无垫层时不应小于70mm。
8.0.3 抗爆间室钢筋混凝土结构构件,其纵向受力钢筋的锚固和连接接头应符合下列要求:
1 纵向受拉钢筋的锚固长度lak应按下式计算:
lak=1.15la (8.0.3-1)
式中:la——受拉钢筋的锚固长度,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定采用(mm)。
2 抗爆间室结构构件纵向受力钢筋的连接宜采用机械连接和焊接。
3 当采用绑扎搭接接头时,纵向受拉钢筋搭接接头的搭接长度llk应按下式计算,且不应小于300mm:
llk=ζllak (8.0.3-2)
式中:ζl——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,本规范要求绑扎接头面积百分率不大于25%,取值1.2。
4 纵向受力钢筋连接接头的位置应设在受力较小处,并应互相错开,在任一搭接长度llk的区段内,有接头的受力钢筋截面面积不应超过总截面面积的百分率为:对于绑扎接头应为25%,对于对机械连接和焊接接头应为50%。
8.0.4 受弯构件及轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋百分率应按表8.0.4采用。
表8.0.4 受弯构件及轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋百分率(%)
8.0.5 抗爆间室结构构件受力钢筋直径不宜小于14mm,间距不宜大于200mm,最小净距不宜小于50mm。
8.0.6 墙(板)的受压区和受拉区的受力钢筋应用梅花形排列的S形拉结筋互相拉结。S形拉结筋直径及间距宜按表8.0.6的规定采用。
表8.0.6 S形拉结筋直径及间距
8.0.7 抗爆间室结构构件的交接处,包括墙、屋面板、基础底板、檐口梁相互交接处,均应加腋,并应采用斜筋加强(图8.0.7)。加腋尺寸应按构件截面高度的1/3~1/4取用,且不应小于100mm;斜筋直径应按主筋最大直径的2/3选用,且不应小于12mm;斜筋间距不宜大于150mm。
图8.0.7 墙(板)交接处和自由边缘加强构造
1—抗爆屏院拉结筋;2、3—附加垂直主筋;4—垂直主筋;5—S形拉结筋;
6—斜筋;d1—斜筋直径;la—锚固长度;h—墙厚(mm)
8.0.8 抗爆间室钢筋混凝土屋面板檐口处应采取加强措施,加厚部分宜设在板的上部(图8.0.8)。加强部位应上下各附加不少于4根直径与同方向受力钢筋相同的加强钢筋。端部宜设置直径不小于14mm,间距不大于200的附加构造钢筋,并应采用直径不小于10mm,间距不大于150的附加箍筋将加强部位钢筋箍住。
图8.0.8 屋面板檐口处加强构造
1—附加加强钢筋;2—板内主筋;3—附加构造钢筋;h—墙厚(mm)
8.0.9 抗爆间室墙(板)不宜设置孔洞。生产上必需的门洞及洞孔应控制洞孔尺寸,并应设置在对结构受力和对操作人员危害小的部位。
8.0.10 抗爆间室墙(板)上开门洞处应采取加强措施,加强措施应符合下列规定:
1 门洞四角墙内外两侧应各设置4根直径与墙内最大受力钢筋直径相同的斜向加强钢筋,并应与洞边成45°夹角放置,长度应为直径的80倍,间距应为100mm(图8.0.10)。当门洞紧靠墙边时,紧靠墙一侧的斜向加强钢筋可不设置。
2 被门洞切断的垂直钢筋量应补足,并应平均配置于门洞两边,且每边内外侧应各不少于4根直径与墙内同方向受力钢筋相同的钢筋(图8.0.10)。当门洞紧靠墙边时,应将被切断的垂直钢筋量全部配置在门洞的另一侧。
3 被门洞切断的水平钢筋量应平均配置在门洞上下两端。当门洞底紧靠基础顶面或基础底板时,门洞下端的加强钢筋可不配置(图8.0.10)。
4 门洞四周的加强钢筋伸入支座的长度应满足锚固长度的要求。
5 当设计药量Q的爆心与门洞所在的墙面的垂直距离Ra<0.45时,应采取加厚门洞周边的加固措施。其他情况下,宜采取加厚门洞的加强措施(图8.0.10)。
图8.0.10 门洞处加强构造
1—水平主筋;2—水平补强筋;3—附加斜筋;4—垂直补强筋;
5—垂直主筋;6—附加钢筋;7—底板;8—抗爆门;h—墙厚(mm)
8.0.11 抗爆间室檐口梁、基础梁、基础拉梁的截面不应小于300mm×300mm。当抗爆间室需要设置底板时,其底板的厚度不应小于250mm。
8.0.12 抗爆间室与抗爆屏院墙连接的U形拉结筋应按计算确定,但直径不应小于8mm,其间距不应大于150mm(见图8.0.7)。
8.0.13 当抗爆间室屋盖为轻质易碎屋盖时,墙顶应设置钢筋混凝土女儿墙。女儿墙高度不应小于500mm,厚度不应小于150mm。女儿墙配置的钢筋直径不宜小于12mm,钢筋间距不宜大于150mm。
8.0.14 抗爆间室基础按不考虑爆炸荷载作用设计时,应符合下列规定:
1 当20kg<Q≤50kg且爆心与计算墙面的垂直距离Ra≥0.45及Q≤20kg时,条形基础的设置深度应为墙高度的1/3,且不应小于1.2m。基础宽度不应小于墙厚度加250mm,且在顶面以下500mm范围内不应小于墙厚度的2倍,并应在此范围内每侧配5根与墙内水平向主筋直径相同的钢筋加强。
2 当20kg<Q≤50kg且Ra<0.45时,除应满足本条第1款的要求外,边墙条形基础顶面应设置垂直于边墙条形基础的基础拉梁,基础拉梁的间距不应大于1.5m。
3 当50kg<Q≤100kg时,抗爆间室应设置底板,墙体延伸至基础底板下不应小于500mm,且配筋应同上部墙体(图8.0.14)。
4 当墙高是由于设备高度要求而不是由设计药量所确定时,基础埋置深度可由与设计药量相适应的墙高确定。
图8.0.14 抗爆间室墙(板)斜拉结筋位置和构造
1—垂直向斜拉结筋;2—水平向斜拉结筋;3—水平主筋;4—垂直主筋;5—底板;h—墙厚(mm)
8.0.15 对于Ra<0.45的墙(板)宜设置波浪形斜拉结筋。波浪形斜拉结筋的设置应符合下列规定:
1 斜拉结筋的直径不应小于10mm,间距不应大于墙两侧受力钢筋间距离的0.75倍。
2 在同一配筋平面中斜拉结筋的斜拉部分与受弯钢筋所成夹角α不应小于45°。
3 斜拉结筋配置范围及方式应符合下列要求(图8.0.15):
1)斜拉结筋配置应垂直于支座。
2)两边支承单向受弯构件的斜拉结筋应在全跨度范围内连续配置。
3)悬臂构件在垂直并靠近于支座处,配置斜拉结筋,在自由边附近,构件全宽度范围内配置平行于支座边的通长的斜拉结筋。
4)双向受弯构件在两个方向均应配置斜拉结筋,在长跨方向配置通长的斜拉结筋,在短跨方向靠近支座边配置垂直于支座的斜拉结筋。
4 斜拉结筋当采用绑扎接头时,搭接长度不应小于绕过三根受弯钢筋的弯曲段的长度。
5 同一连接区段内的斜拉结筋的搭接截面面积百分率不宜大于50%。
图8.0.15 抗爆间室墙(板)拉结筋配置位置示意
1—水平向通长斜拉结筋;2—垂直向通长斜拉结筋;3—水平向非通长斜拉结筋;4—垂直向非通长斜拉结筋
8.0.16 对于Ra<0.45的墙(板),受条件限制施工配置波浪形斜拉结筋难以实现时,在Q≤50kg的情况下,可采用S形拉结筋,但应采取下列加强措施:
1 在全墙范围内纵横受弯钢筋的交点上均应设置S形拉结筋,S形拉结筋直径不应小于10mm。
2 以爆心在墙面上的垂直投影点为中心,在受弯钢筋外侧应设置钢筋网,钢筋网直径可为受弯主筋直径的1/2,间距应为100mm,钢筋网的长度和宽度均应为墙较长方向跨度的1/2,且不宜小于2m。
8.0.17 抗爆间室及抗爆屏院宜连续浇筑,不宜设置施工缝。当施工困难必须设置施工缝时,施工缝应设在基础顶面或屋面板下500mm处,并应以不少于受弯主筋截面积1/2的钢筋加强。
8.0.18 抗爆屏院墙交接处及上下边应设置边框柱、边框梁。当抗爆屏院墙长度或高度大于6m时,宜在墙长度或高度中部增加一道边框柱或边框梁。边框柱及边框梁截面尺寸及最小配筋应符合表8.0.18的要求。
表8.0.18 抗爆屏院墙边框柱、边框梁截面尺寸及最小配筋
8.0.1 本条提出现浇钢筋混凝土抗爆间室及抗爆屏院的最小墙厚的要求。
8.0.2、8.0.3 本条是根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010及抗内爆炸结构构件特点制订的。
8.0.4 本规范抗爆间室墙(板)为受弯构件,基础拉梁按轴心受拉构件考虑。受弯构件及轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋百分率,是参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010非抗震和抗震框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋百分率制订的。受弯构件及轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋百分率取用抗震等级为二级的梁跨中纵向受拉钢筋的最小配筋百分率,即为0.25和55ƒt/ƒy中的较大值,而不按设防等级再作区分。这主要是基于以下两点考虑:一是根据以往的工程实践,各类设防等级的抗爆间室墙(板)及基础拉梁的实际配筋基本上均为计算配筋,而且配筋百分率远远大于非抗爆结构构件的配筋百分率,最小配筋百分率几乎不起控制作用,因此按设防等级区分构件最小配筋百分率意义不大;二是抗爆间室承受的是偶然性爆炸荷载,而且对爆炸荷载的计算具有较高的准确性,因此按抗震等级为二级的梁跨中纵向受拉钢筋的最小配筋百分率取用,要求是适当的。
本条所列受拉钢筋最小配筋百分率是根据公式55ƒt/ƒy计算取整后与0.25的较大值给出,见表1。
8.0.6 双面配筋的钢筋混凝土墙(板),为保证动荷载作用下钢筋与受压区混凝土共同工作,在内、外或上、下层钢筋之间设置一定数量的拉结筋是必要的。为了便于设置S形拉结筋,一般受压区和受拉区钢筋的间距相等,位置相对。
表1 受拉钢筋最小配筋百分率计算
8.0.7 为了避免抗爆间室中墙与侧墙交接处出现应力集中,必须在中墙与侧墙交接处采取加腋的构造措施。附加斜筋直径为主筋直径的2/3,间距100mm~150mm。同样,对于屋面板与墙及檐口梁与墙的连接处,也按此处理。
8.0.13 当抗爆间室屋盖为轻质易碎屋盖时,设置高度不小于500mm的女儿墙是为了减少泄爆面泄出的冲击波及爆炸破片危害相邻屋面。
8.0.14 有的抗爆间室由于设备高度很高,墙的高度就不得不做高,而设计药量并不大,这样如果基础埋置深度还是按墙高来确定,显然是不合适的。因此,在这种情况下,规范提出基础埋置深度与设计药量相适应的墙高来确定。例如某抗爆间室由于设备的原因需要层高为9m,而设计药量为15kg。而设计药量为15kg的抗爆间室墙高一般为4m~5m,则该9m高的抗爆间室与设计药量相适应的墙高可取4m~5m,相应的基础埋深按墙高的1/3可取1.5m~1.8m。
8.0.15、8.0.16 对于爆心离墙体小于0.45的墙体,为了加强墙体的整体性,保证动荷载作用下钢筋与受压区混凝土共同工作,提出设置波浪式斜拉结筋,这一构造要求是参考了国外有关设计手册。在实际施工中设置波浪式斜拉结筋是有一定困难的,因此,规范提出在药量小于50kg的情况下,可按要求设置S形拉结筋。
8.0.17 本条提出一次绑扎钢筋连续施工的要求。钢筋混凝土抗爆间室因要承受很大的冲击波荷载,而施工缝又是潜在薄弱面,为了避免反复荷载作用下施工缝薄弱面及裂缝的扩大,影响安全及使用,本条要求抗爆间室墙(板)应连续浇筑,不设施工缝。当不可避免时,规定施工缝应设置在低应力区,即在基础顶面或屋面板下500mm处设置,并用插筋加固。
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