🏗️ BS 7973 是英国标准学会(BSI)为钢筋混凝土中钢筋垫块(spacers)与座架(chairs)及其规范制定的标准系列,由技术委员会 B/525/2(混凝土结构使用)制定。第一部分(BS 7973-1:2001)规定垫块与座架的产品性能要求与试验方法;第二部分(BS 7973-2:2001)规定钢筋绑扎与垫块固定方法。钢筋保护层(cover)的正确实现直接决定钢筋混凝土的耐久性,而垫块与座架是保证保护层的关键构件。
💡 保护层不足或钢筋位置偏位是钢筋混凝土耐久性劣化的主要诱因:钢筋过早锈蚀、顺筋开裂与剥落都与钢筋位置不当有关。BS 7973 把垫块/座架的性能与固定方法标准化,从源头上保证保护层质量。
一、标准系列构成与适用范围 📌
| 部分 | 标准号 | 主题 | 核心内容 |
| Part 1 | BS 7973-1:2001 | 产品性能要求 | 垫块/座架类别、几何、稳定性、承载能力、固定性、标识与荷载试验 |
| Part 2 | BS 7973-2:2001 | 固定与绑扎方法 | 钢筋绑扎、垫块/座架选型、间距布置与安装方法 |
标准基于 1989 年发布的 Concrete Society 报告 CS101《Spacers》制定,并与欧洲国际混凝土委员会的 Bulletin d’Information No. 201 保持一致。它适用于钢筋混凝土构件(板、梁、柱、墙、基础等)中用于保证钢筋保护层的垫块与座架。标准说明:所有钢筋混凝土设计与施工规范(如 BS 8110-1、BS 5400-7、BS 8007)规定的名义保护层适用于包括箍筋(links)在内的全部钢筋,因此垫块与座架的性能至关重要。
⚠️ 名义保护层适用于全部钢筋,包括箍筋、分布筋与拉筋。若垫块/座架性能不达标或固定不牢,任何一根钢筋都可能在浇筑时移位,导致保护层不足。
二、垫块与座架类别(Part 1)🔧
Part 1 按应用场合把垫块与座架分为不同类别,并给出几何要求:
- 类别划分:按应用(板、梁、柱、墙等)与功能(底部、顶部、侧向、边缘)分类(Table 1),不同类别对应不同的点荷载试验载荷(Table 2)。
- 夹扣式垫块(clip-on spacers):用于侧向与竖向钢筋,须满足几何与固定要求(Figure 1)。
- 轮式垫块(wheel spacers):用于底部钢筋,须满足承载与稳定要求。
- 座架(chairs):用于顶部钢筋或双层钢筋网,分连续座架与单点座架,须满足承载与稳定要求(Figure A.3)。
标准规定垫块/座架的尺寸、稳定性、承载能力与固定性(fixity)要求,并对确定型(specified)产品给出标志符号与命名方法(designations and symbols)。
✅ 垫块/座架按”类别-尺寸-承载”命名:清晰的设计ation便于采购、验收与现场核对,避免把不适用于该部位的产品误用于关键受力位置。
三、性能要求与试验方法 🔥
Part 1 以第 7、8 章及附录规定性能要求与试验方法:
- 几何尺寸:垫块/座架的关键尺寸(如支撑高度、夹持开口)须符合规定,保证钢筋定位准确。
- 稳定性:垫块/座架在浇筑荷载下不得倾倒或转动,保持稳定位置。
- 承载能力:在施工荷载(工人、钢筋、混凝土)作用下不得压溃或过度变形。
- 固定性:夹扣垫块的夹持力须足够,防止在浇筑与振捣中脱落(Figure 2 固定性试验)。
- 标识:垫块/座架应标注制造商标识、类别与尺寸等信息。
- 检验与试验:规定外观、尺寸与性能检验,荷载试验按附录 A 进行(Figure A.1~A.3)。
🚨 承载能力是垫块/座架最关键的性能:浇筑时混凝土与振捣会施加显著荷载,若垫块被压溃或挤出,整片钢筋网偏移,保护层失效,直接影响结构耐久性与安全。
四、固定与绑扎方法(Part 2)📏
Part 2 给出实现规定保护层的标准化方法:
- 钢筋绑扎(tying):规定钢筋交叉点的绑扎方法,保证钢筋网整体稳定。
- 垫块/座架选型:按部位(板底钢筋、板顶钢筋、梁、柱、墙)选择合适类别与尺寸(Part 1 的 Table 1 对应 Part 2 的各应用)。
- 间距布置:规定垫块/座架的间距,依据钢筋规格与荷载确定,防止钢筋垂落或偏移。
- 典型做法图示:以大量图例给出板、梁、柱、墙、板边、肋形板等不同部位的做法(Figure 1~9),如板底钢筋垫块、板顶钢筋连续座架、无底筋板顶座架、圆形座架、板边垫块、梁柱垫块等。
标准强调:座架与垫块应符合 Part 1 的要求,安装时按图施工,确保保护层从浇筑到养护全过程得到保持。
💡 顶部钢筋网若无底部钢筋支撑,应使用”无底筋板顶座架”;有底部钢筋时可用连续座架跨设在底筋上。选型错误会导致顶部钢筋下垂,负弯矩区保护层失控。
五、工程实践应用 🛠️
- 🔍 保护层设计:按结构设计规范确定名义保护层,再据此选择垫块/座架规格与间距。
- 🔧 施工控制:绑扎完成后、浇筑前检查垫块/座架固定与间距,浇筑振捣时避免踩踏与位移。
- 📊 荷载验算:对重载区域(梁底、柱根)校核垫块承载能力,必要时加密。
- 📋 验收管理:核对垫块/座架标识与合格证明,按 Part 1 检验方法与荷载试验验收。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问:为什么保护层不足会导致钢筋混凝土耐久性下降?
答:保护层不足使钢筋更接近表面,碳化与氯离子更易到达钢筋表面引发锈蚀,锈蚀膨胀导致顺筋开裂、剥落,最终影响结构安全。垫块/座架是保证保护层的关键。
❓ 问:垫块与座架有什么区别?
答:垫块(spacer)用于保证钢筋与模板/混凝土表面之间的保护层,多用于底部与侧向;座架(chair)用于支撑顶部钢筋网或双层钢筋,分连续与单点型式。
🔍 问:为什么垫块/座架要做荷载试验?
答:浇筑时混凝土与振捣对垫块/座架施加显著荷载,若承载不足会被压溃或挤出,导致钢筋移位、保护层失效,故标准附录 A 规定了荷载试验方法。
❓ 问:BS 7973 与混凝土设计规范(如 BS 8110)是什么关系?
答:设计规范规定名义保护层的数值;BS 7973 规定实现该保护层的垫块/座架性能与固定方法。两者配合使用,设计给出”要什么”,BS 7973 给出”如何做到”。