建筑鋼筋工基礎(chǔ)知識 §1-1鋼筋的分類鋼筋由于品種、規(guī)格、型號的不同和在構(gòu)件中所起的作用不同,在施工中常常有不同的叫法。
對一個鋼筋工來說,只有熟悉鋼筋的分類,才能比較清楚地了解鋼筋的性能和在構(gòu)件中所起的作用,在鋼筋加工和安裝過程中不致發(fā)生差錯。鋼筋的分類方法很多,主要有以下幾種:一、按鋼筋在構(gòu)件中的作用分1、受力筋:是指構(gòu)件中根據(jù)計算確定的主要鋼筋,包括有:受拉筋、彎起筋、受壓筋等。
2、構(gòu)造鋼筋:是指構(gòu)件中根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置的鋼筋,包括有:分布筋、箍筋、架立筋、橫筋、腰筋等。二、按鋼筋的外形分1、光圓鋼筋:鋼筋表面光滑無紋路,主要用于分布筋、箍筋、墻板鋼筋等。
直徑6-10mm時一般做成盤圓,直徑12mm以上為直條。2、變形鋼筋:鋼筋表面刻有不同的紋路,增強(qiáng)了鋼筋與混凝土的粘結(jié)力,主要用于柱、梁等構(gòu)件中的受力筋。
變形鋼筋的出廠長度有9m、12m兩種規(guī)格。3、鋼絲:分冷拔低碳鋼絲和碳素高強(qiáng)鋼絲兩種,直徑均在5mm以下。
4、鋼絞線:有3股和7股兩種,常用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件中三、按鋼筋的強(qiáng)度分在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常用的是熱軋鋼筋,熱軋鋼筋按強(qiáng)度可分為四級,HPB235(Ⅰ級鋼),其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235MPa;HRB335(Ⅱ級鋼),其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為335MPa;HRB400(Ⅲ級鋼),其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400MPa;RRB400(Ⅳ級鋼),其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400MPa?,F(xiàn)澆樓板的鋼筋和梁柱的箍筋多采用HPB235級鋼筋;梁柱的受力鋼筋多采用HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋。
§1-2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理混凝土和天然石材一樣,是一種脆性材料,鋼筋是一種彈性材料,如果將鋼筋放到混凝土中就可運用到工程結(jié)構(gòu)上的重要部位。這種配有鋼筋的混凝土叫做鋼筋混凝土。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理為什么要將鋼筋和混凝土這兩種材料結(jié)合在一起工作呢?其目的是為了充分利用材料的各自優(yōu)點,提高結(jié)構(gòu)承載能力。因為混凝土的抗壓能力較強(qiáng),而抗拉能力卻很弱。
鋼筋的抗拉和抗壓能力都很強(qiáng)。把這兩種材料結(jié)合在一起共同工作,充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能。
我們把凡是由鋼筋和混凝土組成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件統(tǒng)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋和混凝土這兩種物理力學(xué)性能截然不同的材料為什么能夠結(jié)合在一起共同工作呢?這主要是由于(1)硬化后的混凝土與鋼筋表面有很強(qiáng)的粘結(jié)力;(2)鋼筋和混凝土之間有較接近的溫度膨脹系數(shù),不會因溫度變化產(chǎn)生變形不同步,從而使鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生錯動;(3)混凝土包裹在鋼筋表面,能防止鋼筋銹蝕,起保護(hù)作用。
混凝土本身對鋼筋無腐蝕作用,從而保證了鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性。二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著許多的優(yōu)點:(1)能充分利用材料的力學(xué)性能,提高構(gòu)件的承載能力,使混凝土應(yīng)用范圍得到拓寬。
(2)耐久性好,幾乎不需要維修和養(yǎng)護(hù)。(3)施工時能就地利用水泥、砂子、石子等地方材料,可節(jié)約鋼材。
(4)可根據(jù)設(shè)計意圖隨意造型,適應(yīng)性較強(qiáng)。(5)具有良好的耐火性和抗震性。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正是由于有著這許多的優(yōu)點,所以已被廣泛應(yīng)用在房屋建筑、市政、道路、橋梁、隧道等許多土建工程中?!?-3鋼筋在構(gòu)件中的配置在建筑施工中,用鋼筋混凝土制成的常用構(gòu)件有梁、板、墻、柱等,這些構(gòu)件由于在建筑中發(fā)揮的作用不同,所以在其內(nèi)部配置的鋼筋也不盡相同。
(一)梁內(nèi)鋼筋的配置梁在鋼筋混凝土構(gòu)件中屬于受彎構(gòu)件。在其內(nèi)部配置的鋼筋主要有:縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立筋等。
1、縱向受力鋼筋:布置在梁的受拉區(qū),主要作用是承受由彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力。2、彎起鋼筋:彎起段用來承受彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力,彎起后的水平段可承受支座處的負(fù)彎矩,跨中水平段用來承受彎矩產(chǎn)生的拉力。
彎起鋼筋的彎起角度有45??和60??兩種。3、箍筋:主要用來承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的主拉應(yīng)力,固定縱向受力鋼筋,與其它鋼筋一起形成鋼筋骨架。
鋼箍的形式分開口式和封閉式兩種。一般常用的是封閉式。
4、架立筋:設(shè)置在梁的受壓區(qū)外緣兩側(cè),用來固定箍筋和形成鋼筋骨架。(二)板內(nèi)鋼筋的配置板在鋼筋混凝土構(gòu)件中屬于受彎構(gòu)件。
板內(nèi)配置有受力鋼筋和分布鋼筋兩種。1、受力鋼筋:沿板的跨度方向在受拉區(qū)配置。
單向板沿短向布置,四邊支承板,沿長短邊方向均應(yīng)布置受力筋。2、分布筋:布置在受力筋的內(nèi)側(cè),與受力筋垂直。
分布筋的作用是將板面上的荷載均勻地傳給受力鋼筋,同時在澆注混凝土?xí)r固定受力筋的位置,且能抵抗溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。(三)柱內(nèi)鋼筋的配置柱在鋼筋混凝土構(gòu)件中起受壓、受彎作用。
柱根據(jù)外形不同有普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種。柱內(nèi)配置的鋼筋有縱向鋼筋和箍筋。
縱向鋼筋主要起承受壓力的作用,箍筋起限制橫向變形,有助抗壓強(qiáng)度提高,對縱向鋼筋定位并與縱筋形成鋼筋骨架的作用。柱內(nèi)箍筋應(yīng)采用封閉式。
(四)墻內(nèi)鋼筋的配置鋼筋混凝土墻內(nèi)根據(jù)需要可配置單層或雙層鋼筋網(wǎng)片,墻體鋼筋網(wǎng)片主要由豎筋和橫筋組成。豎筋的作用主要是承受水平荷載對墻體產(chǎn)生的拉應(yīng)力,橫筋主要用來固定豎筋的位置并承受。
1.混凝土由水泥,粗骨料,細(xì)骨料加水?dāng)嚢瓒?,有特殊要求的還應(yīng)加外加劑。強(qiáng)度由軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值確定。
2.混凝土澆注預(yù)制柱中,對鋼筋密實處振搗原則是:a.一定要保證混凝土的密實,不能欠振搗,也不可過分振搗,欠振搗會造成不密實,過分振搗則可能造成混凝土分層和泌水。b.振動棒不能觸碰到鋼筋和模版,以免造成鋼筋和模板的錯位。c.若高差較大(如柱子是豎直澆筑的)還應(yīng)采用溜槽等其他措施。
3.施工縫的設(shè)計原則是盡量留在受力較小的位置。施工縫和后澆帶的區(qū)別在于施工縫是因為施工混凝土量太大了一次施工不完二不得不留的,而后澆帶則是為了減小混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)過程中干縮或者其他原因造成的混凝土拉裂而設(shè)置的。后澆帶宜在混凝土終凝后再澆筑,且該處鋼筋應(yīng)連續(xù)。
4.鋼筋連接的最簡單原則是接點出強(qiáng)度不能小于其他處的強(qiáng)度。
5.剛連接既能傳遞彎矩也能傳遞剪力,而交接則只能傳遞剪力。通常鋼結(jié)構(gòu)連接采用螺栓或者焊接,鉸連接只是連接腹板,用于傳遞剪力,而剛連接則還需要連接上下側(cè)的翼緣。道理很簡單,受彎構(gòu)件翼緣處對中性軸的面積矩占了絕大部分,所以翼緣應(yīng)力最大。
1、鋼筋制作鋼筋加工制作時,要將鋼筋加工表與設(shè)計圖復(fù)核,檢查下料表是否有錯誤和遺漏,對每種鋼筋要按下料表檢查是否達(dá)到要求,經(jīng)過這兩道檢查后,再按下料表放出實樣,試制合格后方可成批制作,加工好的鋼筋要掛牌堆放整齊有序。
施工中如需要鋼筋代換時,必須充分了解設(shè)計意圖和代換材料性能,嚴(yán)格遵守現(xiàn)行鋼筋砼設(shè)計規(guī)范的各種規(guī)定,并不得以等面積的高強(qiáng)度鋼筋代換低強(qiáng)度的鋼筋。 凡重要部位的鋼筋代換,須征得甲方、設(shè)計單位同意,并有書面通知時方可代換。
(1)鋼筋表面應(yīng)潔凈,粘著的油污、泥土、浮銹使用前必須清理干凈,可結(jié)合冷拉工藝除銹。 (2)鋼筋調(diào)直,可用機(jī)械或人工調(diào)直。
經(jīng)調(diào)直后的鋼筋不得有局部彎曲、死彎、小波浪形,其表面?zhèn)鄄粦?yīng)使鋼筋截面減小5%。 (3)鋼筋切斷應(yīng)根據(jù)鋼筋號、直徑、長度和數(shù)量,長短搭配,先斷長料后斷短料,盡量減少和縮短鋼筋短頭,以節(jié)約鋼材。
(4)鋼筋彎鉤或彎曲: ①鋼筋彎鉤。形式有三種,分別為半圓彎鉤、直彎鉤及斜彎鉤。
鋼筋彎曲后,彎曲處內(nèi)皮收縮、外皮延伸、軸線長度不變,彎曲處形成圓弧,彎起后尺寸不大于下料尺寸,應(yīng)考慮彎曲調(diào)整值。 鋼筋彎心直徑為2。
5d,平直部分為3d。鋼筋彎鉤增加長度的理論計算值:對轉(zhuǎn)半圓彎鉤為6。
25d,對直彎鉤為3。5d,對斜彎鉤為4。
9d 。②彎起鋼筋。
中間部位彎折處的彎曲直徑D,不小于鋼筋直徑的5倍。 ③箍筋。
箍筋的末端應(yīng)作彎鉤,彎鉤形式應(yīng)符合設(shè)計要求。 箍筋調(diào)整,即為彎鉤增加長度和彎曲調(diào)整值兩項之差或和,根據(jù)箍筋量外包尺寸或內(nèi)包尺寸而定。
④鋼筋下料長度應(yīng)根據(jù)構(gòu)件尺寸、混凝土保護(hù)層厚度,鋼筋彎曲調(diào)整值和彎鉤增加長度等規(guī)定綜合考慮。 a。
直鋼筋下料長度=構(gòu)件長度—保護(hù)層厚度+彎鉤增加長度 b。 彎起鋼筋下料長度=直段長度+斜彎長度-彎曲調(diào)整值+彎鉤增加長度 c。
箍筋下料長度=箍筋內(nèi)周長+箍筋調(diào)整值+彎鉤增加長度 2、鋼筋綁扎與安裝: 鋼筋綁扎前先認(rèn)真熟悉圖紙,檢查配料表與圖紙、設(shè)計是否有出入,仔細(xì)檢查成品尺寸、心頭是否與下料表相符。 核對無誤后方可進(jìn)行綁扎。
采用20#鐵絲綁扎直徑12以上鋼筋,22#鐵絲綁扎直徑10以下鋼筋。 (1)墻 ①墻的鋼筋網(wǎng)綁扎同基礎(chǔ)。
鋼筋有90°彎鉤時,彎鉤應(yīng)朝向混凝土內(nèi)。 ②采用雙層鋼筋網(wǎng)時,在兩層鋼筋之間,應(yīng)設(shè)置撐鐵(鉤)以固定鋼筋的間距。
③墻筋綁扎時應(yīng)吊線控制垂直度,并嚴(yán)格控制主筋間距。剪力墻上下兩邊三道水平處應(yīng)滿扎,其余可梅花點綁扎。
④為了保證鋼筋位置的正確,豎向受力筋外綁一道水平筋或箍筋,并將其與豎筋點焊,以固定墻、柱筋的位置,在點焊固定時要用線錘校正。 ⑤外墻澆筑后嚴(yán)禁開洞,所有洞口預(yù)埋件及埋管均應(yīng)預(yù)留,洞邊加筋詳見施工圖。
墻、柱內(nèi)預(yù)留鋼筋做防雷接地引線,應(yīng)焊成通路。其位置、數(shù)量及做法詳見安裝施工圖,焊接工作應(yīng)選派合格的焊工進(jìn)行,不得損傷結(jié)構(gòu)鋼筋,水電安裝的預(yù)埋,土建必須配合,不能錯埋和漏埋。
原發(fā)布者:JIA119891010
表示抄兩根Φ20的鋼筋,通長布置,用于雙肢箍。⑵2Φ22+(4Φ12) 表示2Φ22為通長,4φ12架立筋,用于2113六肢箍。⑶6Φ254/2
表示上部鋼筋5261上排為4Φ25,下排為2Φ25。⑷2Φ22+2Φ22 表示只有一排鋼筋,兩根4102在角部,兩根在中部,均勻布置。三、梁腰中鋼筋表示方法:⑴G2φ12
表示梁兩側(cè)的構(gòu)造鋼筋,每1653側(cè)一根φ12。⑵G4Φ14
表示梁兩側(cè)的構(gòu)造鋼筋,每側(cè)兩根Φ14。⑶N2Φ22
表示梁兩側(cè)的抗扭鋼筋,每側(cè)一根Φ22。⑷N4Φ18
鋼筋種類很多,通常按化學(xué)成分、機(jī)械性能、生產(chǎn)工藝等進(jìn)行分類。
一、按化學(xué)成分分 碳素鋼鋼筋和普通低合金鋼筋。 碳素鋼鋼筋按碳量多少,又分為低碳鋼鋼筋(含碳量低于0.25%,如I級鋼筋),中碳鋼鋼筋(含碳量0.25%~0.7%,如IV級鋼筋),高碳鋼鋼筋(含碳量0.70%~1.4%,如碳素鋼絲),碳素鋼中除含有鐵和碳元素外,還有少量在冶煉過程中帶有的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)。
普通低合金鋼鋼筋是在低碳鋼和中碳鋼中加入少量合金無素,獲得強(qiáng)度高和綜合性能好的鋼種,在鋼筋中常用的合金元素有硅、錳、釩、鈦等,普通低合金鋼鋼筋主要品種有:20MnSi、40Si2MnV、45SiMnTi等。 各種化學(xué)成分含量的多少,對鋼筋機(jī)械性能和可焊性的影響極大。
一般建筑用鋼筋在正常情況下不作化學(xué)成分的檢驗,但在選用鋼筋時,仍需注意鋼筋的化學(xué)成分。下面介紹鋼筋中主要的五種元素對其性能的影響。
碳(C):碳與鐵形成化合物滲碳休(Fe3C),材性硬且脆,鋼中含碳量增加滲碳體量就大,鋼的硬度和強(qiáng)度也提高,而塑性和韌性則下降,材性變脆,其焊接性也隨之變差。 錳(Mn):它是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼中的,可使鋼的塑性及韌性下降,因此含量要合適,一般含量在1.5%以下。
硅(Si):它也是作為脫氧劑加入鋼中的,可使鋼的強(qiáng)度和硬度增加。有時特意加入一些使其含量大于0.4%,但不能超過0.6%,因為它含量大時與碳(C)含量大時的作用一樣。
硫(S):它是一種導(dǎo)致鋼熱脆性、使鋼在焊接時出現(xiàn)熱裂紋的有害雜質(zhì)。它在鋼中的存在使鋼的塑性和韌性下降。
一般要求其含量不得超過0.045%。 磷(P):它也是一種有害物質(zhì)。
磷使鋼容易發(fā)生冷脆并惡化鋼的焊接性能,尤其在200℃時,它可使鋼材或焊縫出現(xiàn)冷裂紋。一般要求其含量低于0.045%,即使有些低合金鋼也必須控制在0.050%~0.120%之間。
二、按機(jī)械性能分 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋,過去大都采用碳鋼。隨著普通低合金鋼的發(fā)展,現(xiàn)行熱軋鋼筋,除了碳鋼的3號鋼外,全為普通低合金鋼。
按機(jī)械性能把鋼筋分為四級: Ⅰ級鋼筋-235/370級 Ⅱ級鋼筋-335/510級 Ⅲ級鋼筋-370/570 Ⅳ級鋼筋-540/835級 分子是屈服強(qiáng)度,分母是抗拉強(qiáng)度,單位是MPa。 三、按生產(chǎn)工藝及軋制外形分 鋼筋混凝土用鋼筋分為熱軋帶肋鋼筋(GB1499-91)、余熱處理鋼筋(GB13014-91)、熱軋光圓鋼筋(GB13013-91)和普通低碳鋼熱軋圓盤條。
1、熱軋帶肋鋼筋 熱軋帶肋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。它的橫截面通常為圓形,且表面帶有兩條縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋,當(dāng)橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交時,稱為月牙形鋼筋;當(dāng)橫肋的縱截面高度相等,且與縱肋相交時,稱為等高肋鋼筋,其形狀見圖1-1和圖1-2,Ⅱ、Ⅲ級帶肋鋼筋,采用月牙肋表面形狀,其尺寸及允許偏差應(yīng)符合表1-1的規(guī)定。
2、余熱處理鋼筋 余熱處理鋼筋是指將鋼材熱軋成型后立即穿水,進(jìn)行表面冷卻控制,然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋,它也是帶肋鋼筋,目前僅有月牙鋼筋,其鋼筋表面及截面形狀與熱軋帶肋鋼筋相同,余熱處理帶肋鋼筋的級別為Ⅲ級。
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