钢筋配料是根据构件配筋图计算所有钢筋的直线长度、总根数及钢筋的总质量,并编制钢筋配料单,绘出钢筋加工形状、尺寸,作为钢筋加工的依据。
1)钢筋下料长度计算
钢筋切断时的直线长度称为下料长度。
结构施工图中注明的钢筋尺寸是指加工后的外轮廓尺寸(从钢筋外皮到外皮量得的尺寸),称为钢筋的外包尺寸。 钢筋的外包尺寸由构件的外形尺寸减去混凝土的保护层厚度求得。
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钢筋保护层。
由于钢筋弯曲时,外皮伸长而内皮缩短,只是轴线长度不变,而量得的外包尺寸总和要大于钢筋轴线长度,弯曲钢筋的外包尺寸和轴线长之间存在的差值称为量度差。 量度差值在计算下料长度时必须予以扣除;否则,加工后的钢筋尺寸要大于设计要求的外包尺寸,可能无法放入模板内,造成质量问题并浪费钢筋。
(1)量度差值
钢筋弯折后的量度差值与钢筋直径有关。 若取钢筋直径为d,弯弧内直径D=4 d,经计算并近似取值,则得弯折不同角度的量度差值(也称弯曲调整值),见表3.17。
表3.17 钢筋弯曲调整值
(2)弯钩增加长度
弯钩形式有半圆钩、直弯钩、斜弯钩3 种,如图3.42 所示。
图3.42 钢筋端头的弯钩形式
弯钩的增长值可按以下各式计算:
受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定:
①光圆钢筋末端应做180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5 倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3 倍,代入式(3.1)得每个弯钩增长值为6.25d。
②当设计要求钢筋末端需做135°弯钩时,HRB400 级钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4 倍,弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。
③HRB500 级带肋钢筋,当直径为28 mm 以下时弯弧内直径不应小于钢筋直径的6 倍,当直径为28 mm 及以上时弯弧内直径不应小于钢筋直径的7 倍。
因钢筋末端有弯钩,加工后其中心长度大于标注的外包尺寸,下料时应加上弯钩的增长部分,即
(3)箍筋
箍筋下料长度仍按式(3.4)计算,量度差值按表3.18 确定,弯钩增长值按式(3.1)、式(3.2)、式(3.3)计算。 箍筋末端弯钩形式应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合下列规定:
①箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足上述受力钢筋的弯钩和弯折规定外,并应不小于受力钢筋直径。
②箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构,不应小于90°;对有抗震要求的结构,应为135°。
③箍筋弯后平直部分长度:对一般构件,不宜小于箍筋直径的5 倍;对有抗震要求的结构,不应小于箍筋直径的10 倍。
对于一般结构,为便于计算箍筋下料长度,也可用箍筋调整值的方法计算。 将箍筋弯钩增加长度和弯折量度差值两项合并成一项箍筋调整值,见表3.18,计算时将箍筋外包尺寸(外周长)或内皮尺寸(内周长)加上箍筋调整值即为箍筋下料长度。
表3.18 箍筋调整值
【例3.1】 某框架建筑结构,抗震等级为四级,共有10 根框架梁,其配筋如图3.43 所示,混凝土等级为C30,钢筋锚固长度LaE为35d。 柱截面尺寸为500 mm×500 mm。 试计算该梁钢筋下料长度并编制配料单(参见16G 101-1)。
图3.43 框架梁配筋图
【解】 (1)梁上部通长钢筋下料长度计算
因为支座宽500 mm-25 mm=475 mm<LaE =25 mm×35 =875 mm,通长钢筋在边支座处按要求应弯锚,弯段长度为15d,则平直段长度为500 mm -25 mm =475 mm≥0.4LaE,故满足要求。 其下料长度(取整)为:
7 200 mm +2 ×250 mm - 2 ×25 mm +2 ×15 ×25 mm - 2 ×2.29 ×25 mm = 8 286 mm
(2)负弯矩钢筋下料长度计算(同上部通长钢筋需在边支座处弯锚)
负弯矩筋要求锚入支座并伸出Ln/3。 其下料长度为:
(3)梁下部钢筋下料长度计算
下料长度为:
7 200 mm +2 ×250 mm -2 ×25 mm +2 ×15 ×25 mm -2 ×2.29 ×25 mm = 8 286 mm
(4)抗扭纵向钢筋下料长度计算
因为支座宽500 mm-25 mm=475 mm<LaE =18 mm×35 =630 mm,所以抗扭钢筋在边支座处应弯锚,弯折段长度为15d,则平直段长度为500 mm -25 mm =475 mm≥0.4LaE,故满足要求。 其下料长度为:
7 200 mm+2 ×250 mm-2 ×25 mm+15 ×18 mm×2 -2 ×2.29 ×18 mm=8 108 mm
(5)附加吊筋下料长度计算
附加吊筋构造如图3.43(b)所示。 下料长度为:
2 ×20 ×14 mm +250 mm +2 ×50 mm +2 × (700 - 2 ×25)mm ×1.414 -4 ×
0.54 ×14 mm = 2 688 mm
(6)箍筋下料长度计算
箍筋外包尺寸为:
[(300 -2 ×25 +2 ×10) + (700 -2 ×25 +2 × 10)] ×2 mm = 1 880 mm
根据抗震要求,箍筋端头弯钩平直段长度为10 d,所以每个箍筋弯钩增加长度为:(www.xing528.com)
下料长度为:1 880 mm+2 ×11.87 ×10 mm-3 ×1.75 ×10 mm=2 065 mm
箍筋根数为:
另主次梁相交处应在主梁上沿次梁边附加3 个箍筋,故总根数为:44 +2 ×3 =50。
KL1(1)的钢筋配料单见表3.19。
表3.19 钢筋配料单
续表
注:钢筋的密度为γ=7.9 ×10 kg/m3,即钢筋质量的计算公式为0.006 17 ×d2 ×总长度,直径单位为mm。
2)钢筋代换
若施工时缺乏设计图中所要求的钢筋品种和规格时,可按下述原则进行代换,但应办理设计变更文件。
(1)等强度代换
构件配筋受强度控制时,可按代换前后强度相等的原则代换。 代换时应满足下式要求:
式中 As1——原设计钢筋总面积;
As2——代换后钢筋总面积;
fy1——原设计钢筋强度;
fy2——代换后钢筋强度;
n1——原设计钢筋根数;
n2——代换后钢筋根数;
d1——原设计钢筋直径;
d2——代换后钢筋直径。
(2)等面积代换
构件按最小配筋率配筋时,按代换前后面积相等的原则进行代换。 代换时应满足式(3.6)要求:
构件配筋受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。 钢筋代换应注意以下几点:
①某些重要构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等,不宜用HPB300 级光圆钢筋代替螺纹钢筋,以免裂缝宽度开展过大。
②梁的纵向受力钢筋及弯起钢筋要分别进行代换,以保证正截面和斜截面强度。
③偏心受压或受拉构件的钢筋代换,不能按整截面配筋量计算,应按受拉或受压钢筋分别代换。
④钢筋代换后,仍应满足结构构造要求,如钢筋最小直径、间距、根数和锚固长度。
实习实作
由教师准备钢筋图纸,学生计算钢筋的配料单。
练习作业
1.如何计算钢筋的下料长度?
2.钢筋代换的原则是什么?
3.钢筋进场验收的内容包括哪些?
4.钢筋隐蔽工程验收的内容包括哪些?
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