鋼筋彎曲現(xiàn)象:鋼筋在彎曲過程中,內(nèi)皮縮短,外皮伸長,中心線不變,彎曲處變成圓弧。
圖示長度(外包長度、量度尺寸):即從圖紙上看到的鋼筋尺寸,相當(dāng)于鋼筋加工好后去量度的尺寸,也是鋼筋的外包尺寸。
下料長度(中心線長度):根據(jù)鋼筋彎曲時的現(xiàn)象,每根鋼筋需要切斷時的直線長度。
(一) 鋼筋的配料及配料順序
1.鋼筋的配料就是根據(jù)施工圖紙,分別計算出各根鋼筋切斷時的直線長度,也稱為下料長度,然后加以編號,分別計算鋼筋的下料長度及根數(shù),填寫配料單,申請加工。
鋼筋下料長度示意圖
鋼筋下料長度示意圖
鋼筋下料長度示意圖
鋼筋加工牌
鋼筋配料單
2.施工圖中注明的鋼筋尺寸是鋼筋的外輪廓尺寸(即從鋼筋的外皮到外皮量得的尺寸),稱為鋼筋的外包尺寸,在鋼筋制備安裝后,也是按外包尺寸驗收。
3.鋼筋在制備前是按直線下料,如果下料長度按外包尺寸總和進行計算,則加工后鋼筋的尺寸必然大于設(shè)計要求的外包尺寸,這是因為鋼筋在彎曲時,外皮伸長,內(nèi)皮縮短而中心軸線長度不變。因此,只有按中心線長度來下料制備,才能使鋼筋外包尺寸符合設(shè)計要求。
注意:
在配料表中需標(biāo)出每根鋼筋的下料長度。下料長度指的是下料時鋼筋需要的實際長度,這與圖紙上標(biāo)注的長度并不完全一致。
鋼筋下料長度的計算是以鋼筋彎折后其中心線長度不變這個假設(shè)條件為前提進行的。也就是說,鋼筋彎折后中心線長度不變,而外邊緣變長,內(nèi)邊緣縮短。因此,鋼筋的下料長度就是指相應(yīng)鋼筋的中心線長。
實際工程計算中,影響下料長度計算的因素很多,如混凝土保護層厚度;鋼筋彎折后發(fā)生的變形;圖紙上鋼筋尺寸標(biāo)注方法的多樣化;彎折鋼筋的直徑、級別、形狀、彎心半徑的大小以及端部彎鉤的形狀等,我們在進行下料長度計算時,對這些因素都應(yīng)該考慮。
鋼筋的配料順序:
從整體上看鋼筋的配料應(yīng)按照先使用、先配料,先重要、后次要,自下而上的配料順序進行。如:基礎(chǔ)→柱→主梁→次梁→板→二層柱→主梁→次梁→板→……
對于具體構(gòu)件來說:
板:板中受力筋→支座負彎矩→分布筋;
梁:受拉區(qū)受力筋→受壓區(qū)受力筋→架立筋、構(gòu)造筋→支座負彎筋→箍筋;
基礎(chǔ)、柱:基礎(chǔ)底板筋→預(yù)埋插鐵→柱受力筋→柱箍筋→柱預(yù)埋鐵件。
(二)鋼筋下料長度的計算
前面已經(jīng)說過,鋼筋的下料長度就是指在直線狀態(tài)下截斷鋼筋時的長度,它的計算與混凝土對鋼筋的保護層厚度、鋼筋的形狀、鋼筋直徑及鋼筋的搭接長度有關(guān)。
1. 混凝土對鋼筋的保護層厚度
鋼筋的保護層是指從混凝土外表面至鋼筋外表面的距離,主要起保護鋼筋免受大氣銹蝕的作用,不同部位的鋼筋,保護層厚度也不同。受力鋼筋的混凝土保護層厚度,應(yīng)符合設(shè)計要求;當(dāng)設(shè)計無具體要求時,不應(yīng)小于受力鋼筋直徑。
鋼筋的混凝土保護層厚度
2. 鋼筋彎曲量度差值和端部彎鉤增加值
量度差值——鋼筋彎曲后的外包尺寸和中心線之間的差值。量度差值的大小與鋼筋直徑、彎曲角度、彎心直徑等因素有關(guān)。
前面已經(jīng)提過,鋼筋彎折后,其中心線長度并沒有變化,而圖紙上標(biāo)注的大多是鋼筋彎曲成形的外包尺寸,而外包尺寸明顯大于鋼筋的中心線長度,如果按照外包尺寸下料、彎折,就會造成鋼筋的浪費,而且也給施工帶來不便(由于尺寸偏大,致使保護層厚度不夠,甚至不能放進模板)。
為了增強鋼筋與混凝土的錨固,鋼筋末端一般需加工成彎鉤形式。
i 級鋼筋末端需要作180°彎鉤,其圓弧段彎曲直徑d不應(yīng)小于鋼筋直徑d 的2.5 倍,平直部分長度不宜小于鋼筋直徑d的3倍,當(dāng)用于輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)時,其彎曲直徑d 不應(yīng)小于鋼筋直徑d的3.5 倍,如下圖 (b)所示;
ii、iii 級鋼筋(變形鋼筋)一般可以不作彎鉤,如設(shè)計需要時末端只作90°或135°彎折,ii 級鋼筋的彎曲直徑不宜小于鋼筋直徑d 的4 倍,iii 級鋼筋不宜小于鋼筋直徑d的5倍,平直部分長度應(yīng)按設(shè)計要求確定,如下圖(c)所示。
彎曲135。時的彎鉤增加值
箍筋的末端需作彎鉤,彎鉤形式應(yīng)符合設(shè)計要求,當(dāng)設(shè)計無具體要求時,用i 級鋼筋或冷拔低碳鋼絲制作的箍筋,其彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于受力鋼筋直徑,且不小于箍筋直徑的2.5 倍;彎鉤平直部分的長度,對一般結(jié)構(gòu),不宜小于箍筋直徑的5 倍,對有抗震要求的結(jié)構(gòu),不應(yīng)小于箍筋的10 倍。彎鉤形式有三種,如下圖所示,對于有抗震要求和受扭的結(jié)構(gòu),可按圖中(c)所示加工。
彎曲角度為α,彎心直徑為d時,量度差值的計算公式如下
箍筋示意圖
鋼筋彎曲量度差值
箍筋 900/900彎鉤時兩個彎鉤增長值為:
2×(0.285d+4.785d),當(dāng)取d=2.5d,平直長為5d時,兩個彎鉤增加值=11d。 箍筋1350/1350 彎鉤時兩個彎鉤增長值為: 2×(0.68d+5.18d),當(dāng)取d=2.5d,平直長為10d時,兩個彎鉤增加值=19d。 箍筋 900/1800彎鉤時兩個彎鉤增長值為:
(1.07d+5.57d)+(0.285d+4.785d)=1.355d+10.355d,當(dāng)取d=2.5d,平直長為5d時,兩個彎鉤增加值=14d 。
3. 箍筋調(diào)整值
量度差值——鋼筋彎曲后的外包尺寸和中心線之間的差值。量度差值的大小與鋼筋直徑、彎曲角度、彎心直徑等因素有關(guān)。
箍筋下料示意圖
箍筋調(diào)整值
4. 彎起鋼筋的增加長度
彎起鋼筋的增加長度與彎起角度有關(guān)。鋼筋的彎起,一般為45。;當(dāng)梁較高時,則為60。;當(dāng)梁較低或在現(xiàn)澆板中,為30。。
彎起鋼筋坡度系數(shù)
總原則:
鋼筋的下料長度
=各段外包尺寸之和-彎曲處的量度差值+兩端彎鉤的增長值
直鋼筋的下料長度
=構(gòu)件長度-鋼筋端頭保護層厚度+鋼筋彎鉤增長值
彎起鋼筋的下料長度
=直段長度+斜段長度+鋼筋彎鉤增加值-量度差值
箍筋的下料長度 =箍筋周長+箍筋調(diào)整值
記住直徑為10mm的鋼筋每米重量為0.617kg,其他直徑鋼筋每米重量為直徑(厘米為單位)的平方與0.617的乘積。
計算示例2
【例4.2】某建筑物簡支梁配筋如圖所示,試計算鋼筋下料長度。鋼筋保護層厚度取25mm。(梁編號為l1共10根)
【解】
1.計算鋼筋下料長度
①號鋼筋下料長度
6190+2×200-2×2×25+2×6.25×25=6802(mm)
②號鋼筋下料長度
6190+2×6.25×12=6340(mm)
④號鋼筋下料長度計算為6825mm
⑤號箍筋下料長度
(162+462)×2+50=1298(mm)
箍筋的個數(shù)
(6240-2×25)/200=31 箍筋有32個
2. 繪出各種鋼筋簡圖(見下表)。
鋼筋配料單
五 鋼筋代換
1. 鋼筋代換的原則
鋼筋的級別、種類和直徑應(yīng)按設(shè)計要求采用。若在施工過程中,由于材料供應(yīng)的困難不能完全滿足設(shè)計對鋼筋級別或規(guī)格的要求,為保證工期,可對鋼筋進行代換,但應(yīng)遵循下列原則。
(1)不同種類鋼筋的代換,應(yīng)按鋼筋受拉承載力設(shè)計值相等的原則進行。
(2)當(dāng)構(gòu)件受抗裂、裂縫寬度或撓度控制時,鋼筋代換后應(yīng)進行相應(yīng)的抗裂、裂縫寬度或撓度驗算。
(3) 除滿足強度要求外,還應(yīng)滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中所規(guī)定的最小配筋率、鋼筋間距、錨固長度、最小鋼筋直徑、根數(shù)等構(gòu)造要求。
(4) 對重要受力構(gòu)件,不宜用i級光面鋼筋代換變形鋼筋。
(5)梁的縱向受力鋼筋和彎起鋼筋應(yīng)分別進行代換。
(6)對有抗震要求的框架,不宜以強度等級較高的鋼筋代替原設(shè)計的鋼筋;當(dāng)必須代換時,其代換鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.25,且鋼筋的屈服強度實測值與鋼筋的強度標(biāo)準值的比值,當(dāng)按一級抗震設(shè)計時,不應(yīng)大于1.25,當(dāng)按二級抗震設(shè)計時,不應(yīng)大于1.4。
(7)預(yù)制構(gòu)件的吊環(huán),必須采用未經(jīng)冷拉的i級熱軋鋼筋制作,嚴禁以其他鋼筋代換。
2. 鋼筋代換的方法
鋼筋代換的方法主要有等強代換、等面積代換和等彎矩代換三種。
(1) 等強代換
當(dāng)構(gòu)件受強度控制時,可按強度相等原則進行代換,稱為“等強代換”,即
f y1 a s1 ≤ f y2 a s2式中,f y1 ——原設(shè)計鋼筋抗拉強度設(shè)計值;
f y2——代換鋼筋抗拉強度設(shè)計值;
a s1 ——原設(shè)計鋼筋總截面面積;
a s2 ——代換鋼筋總截面面積。
2) 等面積代換
當(dāng)構(gòu)件按最小配筋率配筋或相同級別的鋼筋之間代換時,鋼筋可按面積相等原則進行代換,稱為“等面積代換”,即a s1 ≤a s2式中符號意義同前。
3) 等彎矩代換
當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件按裂縫寬度或抗裂性要求控制時,鋼筋的代換需進行裂縫及抗裂性驗算。鋼筋代換后,有時由于受力鋼筋直徑加大或根數(shù)增多而需要增加排數(shù),則構(gòu)件截面的有效高度h0減小,截面強度降低,此時需復(fù)核截面強度。
六 鋼筋加工的其它工作
鋼筋的加工有除銹、調(diào)直、下料剪切及彎曲成型。鋼筋加工的形狀、尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求,其偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。
鋼筋加工的允許偏差
(1) 除銹
鋼筋除銹一般可以通過以下兩個途徑:大量鋼筋除銹可通過鋼筋冷拉或鋼筋調(diào)直機調(diào)直過程中完成;少量的鋼筋局部除銹可采用電動除銹機或人工用鋼絲刷、砂盤以及噴砂和酸洗等方法進行。
(2) 調(diào)直
鋼筋調(diào)直方法很多,常用的方法是使用卷揚機拉直和用調(diào)直機調(diào)直。
(3) 切斷
切斷前,應(yīng)將同規(guī)格鋼筋長短搭配,統(tǒng)籌安排,一般先斷長料,后斷短料,以減少短頭和損耗。鋼筋切斷可用鋼筋切斷機或手動剪切器。
(4) 彎曲成型
鋼筋彎曲的順序是畫線、試彎、彎曲成型。畫線主要根據(jù)不同的彎曲角在鋼筋上標(biāo)出彎折的部位,以外包尺寸為依據(jù),扣除彎曲量度差值。鋼筋彎曲有人工彎曲和機械彎曲。
(5) 安裝檢查
鋼筋屬于隱蔽性工程,在澆筑混凝土之前應(yīng)對鋼筋及預(yù)埋件進行驗收,并做好隱蔽工程記錄。
安裝鋼筋前,施工人員必須熟悉施工圖紙,合理安排鋼筋安裝順序,檢查鋼筋品種、級別、規(guī)格、數(shù)量是否符合設(shè)計要求。
鋼筋應(yīng)綁扎牢固,防止鋼筋移位。板和墻的鋼筋網(wǎng),除靠近外圍兩行鋼筋的交叉點全部扎牢外,中間部分交叉點可間隔交錯綁扎,但必須保證受力鋼筋不產(chǎn)生位置偏移;對雙向受力鋼筋,必須全部綁扎牢固。
梁和柱的箍筋,除設(shè)計有特殊要求外,應(yīng)與受力鋼筋垂直設(shè)置;箍筋彎鉤疊合處,應(yīng)沿受力鋼筋方向錯開設(shè)置。
在柱中豎向鋼筋搭接時,角部鋼筋的彎鉤平面與模板面的夾角,對矩形柱應(yīng)為450角,對多邊形柱應(yīng)為模板內(nèi)角的平分角;對圓形柱鋼筋的彎鉤平面應(yīng)與模板的切線平面垂直;中間鋼筋的彎鉤平面應(yīng)與模板面垂直;當(dāng)采用插入式振搗器澆筑小型截面柱時,彎鉤平面與模板面的夾角不得小于150。
板、次梁與主梁交接處,板的鋼筋在上,次梁鋼筋居中,主梁鋼筋在下;主梁與圈梁交接處,主梁鋼筋在上,圈梁鋼筋在下,綁扎時切不可放錯位置。
安裝鋼筋時,配置的鋼筋品種、級別、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計圖紙的要求。鋼筋安置位置的偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。
鋼筋安置位置的允許偏差和檢驗方法