鋼筋的詳細知識
(1)按軋制外形分
①光面鋼筋:I級鋼筋(Q235鋼鋼筋)均軋制為光面圓形截面,供應形式有盤圓,直徑不大於10mm,長度為6m~12m。
②帶肋鋼筋:有螺旋形、人字形和月牙形三種,壹般Ⅱ、Ⅲ級鋼筋軋制成人字形,Ⅳ級鋼筋軋制成螺旋形及月牙形。
③鋼線(分低碳鋼絲和碳素鋼絲兩種)及鋼絞線。
④冷軋扭鋼筋:經冷軋並冷扭成型。
(2)按直徑大小分
鋼絲(直徑3~5mm)、細鋼筋(直徑6~10mm)、粗鋼筋(直徑大於22mm)。
(3)按力學性能分
Ⅰ級鋼筋(235/370級);Ⅱ級鋼筋(335/510級);Ⅲ級鋼筋(370/570)和Ⅳ級鋼筋(540/835)
(4) 按生產工藝分
熱軋、冷軋、冷拉的鋼筋,還有以Ⅳ級鋼筋經熱處理而成的熱處理鋼筋,強度比前者更高。
(5)按在結構中的作用分:受壓鋼筋、受拉鋼筋、架立鋼筋、分布鋼筋、箍筋等
鋼筋現如今被廣泛應用於任何建築上,為人類的進步取得了更好的證據,也是現如今對鋼筋的質量的考察構件按最小配筋率配筋時,按(等面積 )原則代換鋼筋。
壹般鋼筋混凝土工程常用的鋼筋 (1)鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋GB13013-91
(2)鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499-1998
(3)鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋GB13014-91
(4)低碳鋼熱軋圓盤條GB/T701-1997
(5)冷軋帶肋鋼筋GB13788-2000
(6)預應力混凝土用鋼絲GB/T5223-2002
(7)預應力混凝土用低合金鋼絲YB/T038-93
(8)預應力混凝土用鋼絞線GB/T5224-2003
(9)預應力混凝土用鋼絞線ASTMA416-98A
(10)冷軋扭鋼筋JG3046-1998
(11)冷拔螺旋鋼筋DBJ14-BG3-96
鋼筋的檢驗與鋼筋接頭的工藝檢驗
鋼筋的檢驗首先要檢查鋼筋的標牌號及質量證明書;其次要做外觀檢查,從每批鋼筋中抽取5% ,檢查其表面不得有裂紋、創傷和疊層,鋼筋表面的凸塊不得超過橫肋的高度,缺陷的深度和高度不得大於所在部位的允許和偏差,鋼筋每壹米彎曲度不應大於四米;接下來力學性能試驗,每批若小於60噸則從中抽取2根,每根截取兩段,分別做拉伸和冷彎試驗。在截取試件時應除去鋼筋兩端100-500MM,在截取試件大於60噸還需在取相應的鋼筋。如果壹項試驗結果不符合要求,則從同壹批中另取雙倍數量的試樣做各項試驗。如仍有壹個試樣不合格則該批鋼筋為不合格,熱軋鋼筋在加工過程中發生脆斷、焊接性能不良或機械性能顯著不正常等現象,應進行化學成分分析和其它專項檢驗。
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機械性能
鋼筋的機械性能通過試驗來測定,測量鋼筋質量標準的機械性能有屈服點、抗拉強度、伸長率,冷彎性能等指標。 鋼筋1、屈服點(fy)
當鋼筋的應力超過屈服點以後,拉力不增加而變形卻顯著增加,將產生較大的殘余變形時,以這時的拉力值除以鋼筋的截面積所得到的鋼筋單位面積所承擔的拉力值,就是屈服點σs°
2、抗拉強度(fu)
抗拉強度就是以鋼筋被拉斷前所能承擔的最大拉力值除以鋼筋截面積所得的拉力值,抗拉強度又稱為極限強度。它是應力壹應變曲線中最大的應力值,雖然在強度計算中沒有直接意義,但卻是鋼筋機械性能中必不可少的保證項目。因為:
(1)抗拉強度是鋼筋在承受靜力荷載的極限能力,可以表示鋼筋在達到屈服點以後還有多少強度儲備,是抵抗塑性破壞的重要指標。
(2)鋼筋有熔煉、軋制過程中的缺陷,以及鋼筋的化學成分含量的不穩定,常常反映到抗拉強度上,當含碳量過高,軋制終止時溫度過低,抗拉強度就可能很高;當含碳量少,鋼中非金屬夾雜物過多時,抗拉強度就較低。
(3)抗拉強度的高低,對鋼筋混凝土結構抵抗反復荷載的能力有直接影響。
3、伸長率
伸長率是應力壹應變曲線中試件被拉斷時的最大應變值,又稱延伸率,它是衡量鋼筋塑性的壹個指標,與抗拉強度壹樣,也是鋼筋機械性能中必不可少的保證項目。
伸長率的計算,是鋼筋在拉力作用下斷裂時,被拉長的那部分長度占原長的百分比。把試件斷裂的兩段拼起來,可量得斷裂後標距段長L1(見圖1-6),減去標距原長L0就是塑性變形值,此值與原長的比率用δ表示,即
伸長率δ值越大,表明鋼材的塑性越好。伸長率與標距有關,對熱軋鋼筋的標距取試件直徑的10倍長度作為測量的標準,其伸長率以δ10表示。對於鋼絲取標距長度為100mm作為測最檢驗的標準,以δ100表示。對於鋼絞線則為δ200。
4、冷彎性能
冷彎性能是指鋼筋在經冷加工(即常溫下加工)產生塑性變形時,對產生裂縫的抵抗能力。冷彎試驗是測定鋼筋在常溫下承受彎曲變形能力的試驗。試驗時不應考慮應力的大小,而將直徑為d的鋼筋試件,繞直徑為D的彎心(D規定有1d、3d、4d、5d)彎成180°或90°(見圖1-7)。然後檢查鋼筋試樣有無裂縫、鱗落、斷裂等現象,以鑒別其質量是否合乎要求,冷彎試驗是壹種較嚴格的檢驗,能揭示鋼筋內部組織不均勻等缺陷。
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分類
鋼筋種類很多,通常按化學成分、生產工藝、軋制外形、供應形式、直徑大小,以及在結構中的用途進行分類: (壹)按直徑大小分
鋼絲(直徑3~5mm)、細鋼筋(直徑6~10mm)、粗鋼筋(直徑大於22m
鋼筋 m)。(二)按力學性能分
Ⅰ級鋼筋(235/370級);Ⅱ級鋼筋(335/510級);Ⅲ級鋼筋(370/570)和Ⅳ級鋼筋(540/835)
(三)按生產工藝分
熱軋、冷軋、冷拉的鋼筋,還有以Ⅳ級鋼筋經熱處理而成的熱處理鋼筋,強度比前者更高。
(四)按在結構中的作用分:
受壓鋼筋、受拉鋼筋、架立鋼筋、分布鋼筋、箍筋等
配置在鋼筋混凝土結構中的鋼筋,按其作用可分為下列幾種:
1.受力筋——承受拉、壓應力的鋼筋。
2.箍筋——承受壹部分斜拉應力,並固定受力筋的位置,多用於梁和柱內。
3.架立筋——用以固定梁內鋼箍的位置,構成梁內的鋼筋骨架。
4.分布筋——用於屋面板、樓板內,與板的受力筋垂直布置,將承受的重量均勻地傳給受力筋,並固定受力筋的位置,以及抵抗熱脹冷縮所引起的溫度變形。
5.其它——因構件構造要求或施工安裝需要而配置的構造筋。如腰筋、預埋錨固筋、環等
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成品
鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋 余熱處理鋼筋:熱軋後立即穿水,進行表面控制冷卻,然後利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋。
帶肋鋼筋:表面通常帶有兩條縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋的鋼筋。
月牙肋鋼筋:橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交的鋼筋。
縱肋:平行於鋼筋軸線的均勻連續肋。
橫肋:與縱肋不平行的其他肋。
帶肋鋼筋的公稱直徑:與鋼筋的公稱橫截面積相等的圓的直徑。
帶肋鋼筋的相對肋面積:橫肋在與鋼筋軸線垂直平面上的投影面積與鋼筋公稱周長和橫肋間距的乘積之比。
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綁紮
.螺紋連接,綁紮目前仍為鋼筋連接的主要手段之壹。 鋼筋綁紮時,鋼筋交叉點用鐵絲紮牢;板和墻的鋼筋網,除外圍兩行
保護層塑料墊塊 鋼筋的相交點全部紮牢外,中間部分交叉點可相隔交錯紮牢,保證受力鋼筋位置不產生偏移;梁和柱的箍筋應與受力鋼筋垂直設置,彎鉤疊合處應沿受力鋼筋方向錯開設置。受拉鋼筋和受壓鋼筋接頭的搭接長度及接頭位置符合施工及驗收規範的規定。鋼筋的綁紮應該符合以下的規定
1.鋼筋的交點須用鐵絲紮牢;
2.板和墻的鋼筋網片,另須在中間部分的相交點可相間隔交錯的紮牢,但要保證受力鋼筋不發生位移。雙向受力鋼筋網片,須全部紮牢;
3.梁和柱的鋼筋,除了設計有要求外,箍筋應於受力筋垂直設置。
4.板、次梁與主梁交叉處、板的鋼筋在上,次梁鋼筋居中,主梁的鋼筋在下;當有圈梁或墊梁時,主梁的鋼筋在上。
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力學性能
1)鋼筋的力學性能應符合下表規定:牌號公稱直徑mmσs(或σp0.2)
牌號 公稱直徑mm
σs(或σp0.2)
Mpa σb
MPa δ5
%
HRB335 6-25
28-50 335 490 16
HRB400 6-25
28-50 400 470 14
HRB500 6-25
28-50 500 630 12
2)鋼筋在最大力下的總伸長率δgt不小於2.5%。供方如能保證,可不作檢驗。
3)根據需方要求,可供應滿足下列條件的鋼筋:
a)鋼筋實測抗拉強度與實測屈服點之比不小於1.25;
b)鋼筋實測屈服點與上表規定的最小屈服點之比不大於1.30。4、工藝性能
4)彎曲性能
按下表規定的彎心直徑彎曲180度後,鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。牌號公稱直徑a
5)反向彎曲性能
根據需方要求,鋼筋可進行反向彎曲性能試驗。
反向彎曲試驗的彎心直徑比彎曲試驗相應增加壹個鋼筋直徑。先正向彎曲45度,後反向彎曲23度,後反向彎曲23度。經反向彎曲試驗後,鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。
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允許偏差
鋼筋表面允許不得有裂紋、結疤和折疊。
鋼筋表面允許有凸塊,但不得超過橫肋的高度,鋼筋表面上其他缺陷的深度和高度
混凝土板 不得大於所在部位尺寸的允許偏差。尺寸、外形、重量和允許偏差
1)公稱直徑範圍及推薦直徑
鋼筋的公稱直徑範圍為6~25mm,標準推薦的鋼筋公稱直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。
2)帶肋鋼盤的表面形狀及尺寸允許偏差
帶肋鋼筋橫肋應符合下列基本規定:
橫肋與鋼盤軸線的夾角β不應小於45度,當該夾角不大於70度時,鋼筋相對兩面上橫肋的方向應相反;
橫肋與間距l不得大於鋼筋公稱直徑的0.7倍;
橫肋側面與鋼筋表面的夾角α不得小於45度;
鋼筋相對兩面上橫肋末端之間的間隙(包括縱肋寬度)總和不應大於鋼筋公稱周長的20%;
當鋼筋公稱直徑不大於12mm時,相對肋面積不應小於0.055;公稱直徑為14mm和16mm,相對肋面積不應小於0.060;公稱直徑大於16mm時,相對肋面積不應小於0.065。
3)長度及允許偏差
a、長度:鋼筋通常按定尺長度交貨,具體交貨長度應在合同中註明;鋼筋以盤卷交貨時,每盤應是壹條鋼筋,允許每批有5%的盤數(不足兩盤時可有兩盤)由兩條鋼筋組成。其盤重及盤徑由供需雙方協商規定。
b、長度允許偏差:鋼筋按定尺交貨時的長度允許偏差不得大於+50mm。
c、彎曲度和端部:直條鋼筋的彎曲變應不影響正常使用,總彎曲度不大於鋼筋總長度的40%;鋼筋端部應剪切正直,局部變形應不影響使用。
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重量計算
鋼材理論重量計算的計量單位為公斤(kg)。其基本公式為:
W(重量,kg)=F(斷面積m2)×L(長度,m)×ρ(密度,g/cm3)×1/1000
鋼的密度為:7.85g/cm3,螺紋鋼理論重量計算公式如下:
W=0.00617×d2(kg/m)
d=斷面直徑mm,如斷面直徑為12mm的螺紋鋼,每米重量=0.00617×144=0.888kg
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每米鋼筋重量表
Φ6=0.222㎏ Φ8=0.395㎏ Φ10=0.617㎏ Φ12= 0.888㎏ Φ14= 1.21㎏
Φ16=1.58㎏ Φ18=2㎏ Φ20=2.47㎏ Φ22= 3㎏ Φ25=3.86㎏
(0.617為圓10鋼筋每米重量,鋼筋的重量與直徑的平方成正比。)
鋼筋的重量=鋼筋的直徑*鋼筋的直徑*0.00617
壹般計算時Φ12以下和Φ28的鋼筋取小數點後3位,Φ14到Φ25的鋼筋取小數點後2位。
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工程計算
壹、鋼筋工程量計算規則 1、鋼筋工程,應區別現澆、預制構件、不同鋼種和規格,分別按設計長度乘以單位重量,以噸計算。
2、計算鋼筋工程量時,設計已規定鋼筋塔接長度的,按規定塔接長度計算;設計未規定塔接長度的,已包括在鋼筋的損耗率之內,不另計算塔接長度。鋼筋電渣壓力焊接、套筒擠壓等接頭,以個計算。
3、先張法預應力鋼筋,按構件外形尺寸計算長度,後張法預應力鋼筋按設計圖規定的預應力鋼筋預留孔道長度,並區別不同的錨具類型,分別按下列規定計算:
(1)低合金鋼筋兩端采用螺桿錨具時,預應力的鋼筋按預留孔道長度減0.35m,螺桿另行計算。
(2)低合金鋼筋壹端采用徽頭插片,另壹端螺桿錨具時,預應力鋼筋長度按預留孔道長度計算,螺桿另行計算。
(3)低合金鋼筋壹端采用徽頭插片,另壹端采用幫條錨具時,預應力鋼筋增加0.15m,兩端采用幫條錨具時預應力鋼筋***增加0.3m計算。
(4)低合金鋼筋采用後張矽自錨時,預應力鋼筋長度增加0.35m計算。
(5)低合金鋼筋或鋼絞線采用JM,XM,QM型錨具孔道長度在20m以內時,預應力鋼筋長度增加lm;孔道長度20m以上時預應力鋼筋長度增加1.8m計算。
(6)碳素鋼絲采用錐形錨具,孔道長在20m以內時,預應力鋼筋長度增加lm;孔道長在20m以上時,預應力鋼筋長度增加1.8m.
(7)碳素鋼絲兩端采用鐓粗頭時,預應力鋼絲長度增加0.35m計算。
(二)各類鋼筋計算長度的確定
鋼筋長度=構件圖示尺寸-保護層總厚度+兩端彎鉤長度+(圖紙註明的搭接長度、彎起鋼筋斜長的增加值)
式中保護層厚度、鋼筋彎鉤長度、鋼筋搭接長度、彎起鋼筋斜長的增加值以及各種類型鋼筋設計長度的計算公式見以下:
1、鋼筋的砼保護層厚度
受力鋼筋的砼保護層厚度,應符合設計要求,當設計無具體要求時,不應小於受力鋼筋直徑,並應符合下表的要求。
註:(1)輕骨料砼的鋼筋的保護層厚度應符合國家現行標準《輕骨料砼結構設計規程》。
(2)處於室內正常環境由工廠生產的預制構件,當砼強度等級不低於C20且施工質量有可靠保證時,其保護層厚度可按表中規定減少5mm,但預制構件中的預應力鋼筋的保護層厚度不應小於15mm;處於露天或室內高濕度環境的預制構件,當表面另作水泥砂漿抹面且有質量可靠保證措施時其保護層厚度可按表中室內正常環境中的構件的保護層厚度數值采用。
(3)鋼筋砼受彎構件,鋼筋端頭的保護層厚度壹般為10mm;預制的肋形板,其主肋的保護層厚度可按梁考慮。
(4)板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應小於10mm;梁、柱中的箍筋和構造鋼筋的保護層厚度不應小於15mm。
2、鋼筋的彎鉤長度 Ⅰ級鋼筋末端需要做1800、1350、900、彎鉤時,其圓弧彎曲直徑D不應小於鋼筋直徑d的2.5倍,平直部分長度不宜小於鋼筋直徑d的3倍;HRRB335級、HRB400級鋼筋的彎弧內徑不應小於鋼筋直徑d的4倍,彎鉤的平直部分長度應符合設計要求。
3、彎起鋼筋的增加長度
彎起鋼筋的彎起角度壹般有300、450、600三種,其彎起增加值是指鋼筋斜長與水平投影長度之間的差值。
4、箍筋的長度
箍筋的末端應作彎鉤,彎鉤形式應符合設計要求。當設計無具體要求時,用Ⅰ級鋼筋或低碳鋼絲制作的箍筋,其彎鉤的彎曲直徑D不應大於受力鋼筋直徑,且不小於箍筋直徑的2.5倍;彎鉤的平直部分長度,壹般結構的,不宜小於箍筋直徑的5倍;有抗震要求的結構構件箍筋彎鉤的平直部分長度不應小於箍筋直徑的10倍。
箍筋的長度兩種計算方法:
(1)可按構件斷面外邊周長減去8個砼保護層厚度再加2個彎鉤長度計算。
(2)可按構件斷面外邊周長加上增減值計算。
增減值P
抗震結構1350/1350-88-33-202278133增減值=25×8-27.8d
壹般結構900/1800-133-100-90-66-330增減值=25×8-16.75d
壹般結構900/900-140-110-103-80-50-20增減值=25×8-15d
(三)鋼筋的錨固長度
鋼筋的錨固長度,是指各種構件相互交接處彼此的鋼筋應互相錨固的長度。設計圖有明確規定的,鋼筋的錨固長度按圖計算;,當設計無具體要求時,則按《混凝土結構設計規範》的規定計算。
GB50010—2002規範規定:(1)受拉鋼筋的錨固長度(2)圈梁、構造柱鋼筋錨固長度
(四)鋼筋計算其他問題
在計算鋼筋用量時,還要註意設計圖紙未畫出以及未明確表示的鋼筋,如樓板中雙層鋼筋的上部負彎矩鋼筋的附加分布筋、滿堂基礎底板的雙層鋼筋在施工時支撐所用的馬凳及鋼筋砼墻施工時所用的拉筋等。這些都應按規範要求計算,並入其鋼筋用量中。
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計算實例
(1)鋼筋混凝土現澆板
如圖所示計算10塊板的鋼筋工程量 解:①Φ8=(2.7-0.015×2)×[(2.4-0.015×2)÷0.15+1]×0.395=2.67×17×0.395=17.93kg
②Φ8=2.37×19×0.395=17.79kg
③Φ12=(0.5+0.1×2)×[(2.67+2.3)×2÷0.2+4]×0.888=33.56kg
④Φ6.5=(2.67×6+2.37×6)×0.26=7.86kg
小計:Φ10以內:(13.71+17.79+7.86)×10=393.60kg
Φ10以上:33.56×10=335.60kg
鐵馬鋼筋按經驗公式1%計算:
Φ10以內:(393.60+335.60)×0.01=7.29kg