1)钢筋的验收与储存
(1)钢筋的验收
钢筋进场应有出厂证明书或试验报告单,每捆(盘)钢筋应有标牌。钢筋应无有害的表面缺陷,按盘卷交货的钢筋应将头尾有害缺陷部分切除。钢筋进场时,应按国家现行相关标准的规定抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能和重量偏差检验,检验结果应符合相应标准的规定。
(2)钢筋的储存
钢筋进场后,必须严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放,不得混淆。钢筋应尽量堆入仓库或料棚内。条件不具备时,应选择地势较高、土质坚硬的场地存放。堆放时,钢筋下部应垫高,离地至少20cm高,以防钢筋锈蚀。在堆场周围应挖排水沟,以利泄水。
2)钢筋的下料计算
钢筋的下料是指识读工程图纸,计算钢筋下料长度和编制配筋表。
(1)钢筋下料长度
①钢筋长度:施工图(钢筋图)中所指的钢筋长度是钢筋外缘至外缘之间的长度,即外包尺寸。
②混凝土保护层厚度:是指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离,其作用是保护钢筋在混凝土中不被锈蚀。混凝土的保护层厚度一般用水泥砂浆垫块或塑料卡垫在钢筋与模板之间来控制。塑料卡的形状有塑料垫块和塑料环圈两种。塑料垫块用于水平构件,塑料环圈用于垂直构件。
③钢筋接头增加值:由于钢筋直条的供货长度一般为6~10m,而有的钢筋混凝土结构的尺寸很大,需要对钢筋进行接长。钢筋接头增加值见表4.1至表4.4。
表4.1 钢筋对焊长度损失值单位:mm
表4.2 钢筋搭接焊最小搭接长度
表4.3 纵向受拉钢筋搭接长度
表4.4 纵向受拉钢筋抗震搭接长度
④钢筋弯曲调整值:钢筋有弯曲时,在弯曲处的内侧发生收缩,外皮却出现延伸,而中心线则保持原有尺寸。钢筋长度的度量方法系指外包尺寸,因此钢筋弯曲以后存在一个调整值,在计算下料长度时必须加以扣除。根据理论推理和实践经验,列于表4.5中。
表4.5 钢筋弯折的弯曲调整值表
⑤钢筋弯钩增加值:弯钩形式最常用的有半圆弯钩、直弯钩和斜弯钩。钢筋弯钩增加值见表4.6。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定:
a.HPB300级钢筋末端应做180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的平直段长度不应小于钢筋直径的3倍。
b.当设计要求钢筋末端需做135°弯钩时,HRB400级带肋钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的平直段长度应符合设计要求。
c.钢筋做不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。
表4.6 弯钩的量度差值与增加长度表
d.除焊接封闭式箍筋外,箍筋的末端应做弯钩,弯钩形式应符合设计要求;当无具体要求时,应符合下列规定:
•箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足上述要求外,尚应不小于纵向受力钢筋的直径。
•箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构构件,不应小于90°;对有抗震设防要求或设计有专门要求的结构构件,不应小于135°;
•箍筋弯折后平直段长度:对一般结构构件,不应小于箍筋直径的5倍;对有抗震设防要求或设计有专门要求的结构构件,不应小于箍筋直径的10倍和75mm的较大值。
为了箍筋计算方便,一般将箍筋的弯钩增加长度、弯折减少长度两项合并成一箍筋调整值,见表4.7。计算时将箍筋外包尺寸或内皮尺寸加上箍筋调整值即为箍筋下料长度。
表4.7 箍筋调整值
(2)钢筋下料长度的计算
直筋下料长度=构件长度+搭接长度-保护层厚度+弯钩增加长度
弯起筋下料长度=直段长度+斜段长度+搭接长度-弯折减少长度+弯钩增加长度
箍筋下料长度=直段长度+弯钩增加长度-弯折减少长度
=箍筋周长+箍筋调整值
3)钢筋配料
钢筋配料是钢筋加工中的一项重要工作,合理地配料能使钢筋得到最大限度的利用,并使钢筋的安装和绑扎工作简单化。钢筋配料是依据钢筋表合理安排同规格、同品种的下料,使钢筋的出厂规格长度能够得以充分利用,或库存的各种规格和长度的钢筋得以充分利用。
①归整相同规格和材质的钢筋。下料长度计算完毕后,把相同规格和材质的钢筋进行归整和组合,同时根据现有钢筋的长度和能够及时采购到的钢筋的长度进行合理组合加工。
②合理利用钢筋的接头位置。对有接头的配料,在满足构件中接头的对焊或搭接长度、接头错开的前提下,必须根据钢筋原材料的长度来考虑接头的布置。要充分考虑原材料被截下的一段长度的合理使用,如果能够使一根钢筋正好分成几段钢筋的下料长度,则是最佳方案。但往往难以做到,因此在配料时,要尽量地使被截下的一段能够长一些,这样才不致使余料成为废料,从而使钢筋得到充分利用。
③钢筋配料应注意的事项。配料计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸在满足设计要求的前提下,有利于加工安装;配料时,要考虑施工需要的附加钢筋,如板双层钢筋中保证上层钢筋位置的撑脚、墩墙双层钢筋中固定钢筋间距的撑铁、柱钢筋骨架增加四面斜撑等。
根据钢筋下料长度计算结果和配料选择后,汇总编制钢筋配料单。在钢筋配料单中必须反映出工程部位、构件名称、钢筋编号、钢筋简图及尺寸、钢筋直径、钢号、数量、下料长度、钢筋质量等。列入加工计划的配料单,将每一编号的钢筋制作一块料牌(图4.1)作为钢筋加工的依据,并在安装中作为区别各工程部位、构件和各种编号钢筋的标志。钢筋配料单和料牌应严格校核,必须准确无误,以免返工浪费。
图4.1 钢筋料牌
【例4.1】 某教学楼第一层楼的KL1,共计5根,如图4.2所示,KL1钢筋布置如图4.3所示。梁、柱混凝土强度等级为C30,混凝土保护层厚度均取20mm,抗震等级为三级,柱截面尺寸为500mm×500mm。假设柱纵筋直径均为25mm,柱箍筋直径均为10mm。请对其进行钢筋下料计算,并填写钢筋下料单。
图4.2 某教学楼第一层楼的KL1配筋图(www.xing528.com)
图4.3 KL1钢筋布置示意图
【解】 依16G101-1图集,查得有关计算数据如下:
C30混凝土,三级抗震,普通钢筋(d≤25)时,laE=labE=37d。
1)梁钢筋在端支座的锚固长度
梁纵筋弯锚或直锚判断:端支座宽500-20=480(mm)≤锚固长度laE=37d=37×18=666(mm)(按最小钢筋直径18mm考虑),因此本例梁纵筋在端支座均需采取弯锚方式。
梁纵筋弯锚时锚固长度计算如下:
(1)梁上部第一排纵筋(①、②钢筋)
直锚段长度=hc-保护层厚度-箍筋直径-柱纵筋直径-25=500-20-10-25-25=420(mm)>0.4labE=0.4×37×25=370(mm),弯锚长度=15d=15×25=375(mm),即锚固长度=420+375=795(mm)。
(2)梁上部第二排纵筋(④钢筋)
直锚段长度=hc-保护层厚度-箍筋直径-柱纵筋直径-25-梁上部第一排纵筋直径-25=500-20-10-25-25-25-25=370(mm)=0.4labE=0.4×37×25=370(mm),弯锚长度=15d=15×25=375(mm),即锚固长度=370+375=745(mm)。
(3)梁下部第一排纵筋(⑧钢筋)
0.4labE=0.4×37×25=370(mm),弯锚长度=15d=15×25=375(mm),375(梁上部纵筋弯锚长度)+375(梁下部纵筋弯锚长度)=750(mm)>600mm(梁高),即梁上、下部纵筋弯锚部分重合。⑧钢筋要满足直锚段长度≥0.4labE,⑧钢筋弯锚部分只能在①、②钢筋弯锚部分之间,且和两者之间不能留净距。故直锚段长度=hc-保护层厚度-箍筋直径-柱纵筋直径-25-梁上部第一排纵筋直径=500-20-10-25-25-25=395(mm)>0.4labE=370(mm),即锚固长度395+375=770(mm)。
(4)梁侧面抗扭钢筋(⑥钢筋)
直锚段长度=hc-保护层厚度-箍筋直径-柱纵筋直径-25=500-20-10-25-25=420(mm)>0.4labE=0.4×37×18=266(mm),弯锚长度=15d=15×18=270(mm),即锚固长度=420+270=690(mm)。
注:当框架梁的端支座宽度不足以设置直锚时,须将框架梁纵筋伸至支座(柱)外侧纵筋内侧(其直锚段长度须≥0.4labE)。0.4labE表示端支座梁钢筋弯锚时进入支座(柱)中水平段锚固长度最小值,15d表示在支座(柱)中竖直段钢筋的锚固长度值。
2)下部纵筋在中间支座的锚固(仅⑦、⑧钢筋)
因为laE=37×25=925(mm)>0.5hc+5d=0.5×500+5×25=375(mm),所以⑦、⑧钢筋在中间支座处的直锚长度为925mm。
3)量度差
纵向钢筋的弯折角度为90°,依据平法图集构造要求,框架梁主筋的弯曲半径R=4d。
25钢筋量度差为2.93d=2.93×25=73(mm);
18钢筋量度差为2.93d=2.93×18=53(mm)。
4)各编号钢筋下料长度计算
①号钢筋下料长度=梁长-左端柱宽/2-右端柱宽/2+左端支座锚固长度+右端支座锚固长度-2×量度差值=(6000+5000+6000)-500/2-500/2+795+795-2×73=17944(mm)
②号筋下料长度=Ln1/3+端支座锚固长度-量度差值=(6000-500)/3+795-73=2555(mm)
③号钢筋下料长度=2×Lnmax(Ln1,Ln2)/3+中间柱宽=2×(6000-500)/3+500=4167(mm)
式中 Lnmax——支座左右两跨净跨较大值;
Ln1——支座左跨净跨值;
Ln2——支座右跨净跨值。
④号筋下料长度=Ln1/4+端支座锚固长度-量度差值=(6000-500)/4+745-73=2047(mm)
⑤号筋下料长度=2×Lnmax(Ln1,Ln2)/4+中间柱宽=2×(6000-500)/4+500=3250(mm)
⑥号筋下料长度=梁长-左端柱宽/2-右端柱宽/2+左端支座锚固长度+右端支座锚固长度-2×量度差值=(6000+5000+6000)-500/2-500/2+690+690-2×53=17774(mm)
⑦号筋下料长度=左侧中间支座锚固值+Ln2+右侧中间支座锚固值=925+(5000-500)+925=6350(mm)
⑧号筋下料长度=Ln1+端支座锚固长度+中间支座锚固值-量度差值=(6000-500)+770+925-73=7122(mm)
⑨号筋下料长度=2×(梁高+梁宽)-8×保护层厚度+25.8d=2×(600+300)-8×20+25.8×10=1898(mm)
d为箍筋直径。
5)箍筋数量计算
加密区长度为900mm(取1.5hb与500mm的大值,则1.5×600mm=900mm>500mm)
每个加密区箍筋数量=(900-50)/100+1≈10(个)
边跨非加密区箍筋数量=(6000-500-900-900)/200-1≈18(个)
中跨非加密区箍筋数量=(5000-500-900-900)/200-1=13(个)
每根梁箍筋总数量=10×6+18×2+13=109(个)
编制钢筋下料表见表4.8。
表4.8 钢筋下料表
4)钢筋代换
钢筋的级别、钢号和直径应按设计要求采用,若施工中缺乏设计图中所要求的钢筋,在征得设计单位的同意并办理设计变更文件后,可按下述原则进行代换:
①当构件按强度控制时,可按强度相等的原则代换,称为“等强代换”。如设计中所用钢筋强度为fy1,钢筋总面积为As1;代换后钢筋强度为fy2,钢筋总面积为As2,应使代换前后钢筋的总强度相等,即
②当构件按最小配筋率配筋时,可按钢筋面积相等的原则进行代换,称为“等面积代换”。
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