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钢筋混凝土基本知识解析

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:用钢筋混凝土捣制成的梁、板、柱、基础等构件,称为钢筋混凝土构件。此外,有的构件在制作时通过张拉钢筋对混凝土施加一定的压力,以提高构件的抗拉和抗裂性能,这种构件称为预应力钢筋混凝土构件。2)常用钢筋的种类与符号热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢筋,主要用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的配筋。

钢筋混凝土基本知识解析

混凝土由水泥、砂子、石子和水四种材料按一定比例配合搅拌而成,把它灌入由模板构成的模型内,经振捣密实和养护,经过一段时间凝固后就形成坚硬如石的混凝土构件。由于混凝土硬化后期性能和石头相似,所以也称之为人造石。混凝土具有自重大、耐火、耐水、耐腐蚀、导热系数大、造价低廉等特点,可浇筑成不同形状的构件,是目前建筑材料中使用最广泛的建筑材料。混凝土的抗压强度高,但抗拉强度较低,如图8-2(a)所示当其作为受拉构件时,在受拉区容易出现裂缝,导致构件断裂。如图8-2(b)所示,为了提高混凝土构件的抗拉能力,常在混凝土构件的受拉区域内配置一定数量的钢筋,因为钢筋不但具有良好的抗拉强度,而且与混凝土有良好的黏结力,其热膨胀系数与混凝土相近。这种配有钢筋的混凝土,叫作钢筋混凝土,其中钢筋承受拉力,混凝土承受压力,共同发挥作用。

用钢筋混凝土捣制成的梁、板、柱、基础等构件,称为钢筋混凝土构件。钢筋混凝土构件在工地现场直接浇筑而成的,称为现浇钢筋混凝土构件;而在施工现场以外的工厂(或工地)预先把构件制作完成,然后运输到工地进行吊装的,称为预制钢筋混凝土构件。此外,有的构件在制作时通过张拉钢筋对混凝土施加一定的压力,以提高构件的抗拉和抗裂性能,这种构件称为预应力钢筋混凝土构件。

图8-2 钢筋混凝土梁受力示意图

1.混凝土的强度等级和常用钢筋种类

1)混凝土的强度等级

按照GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定混凝土按其立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等十四个强度等级,数字越大,表明混凝土的抗压强度越高。影响混凝土强度等级的因素主要有水泥等级和水灰比、集料、龄期、养护温度和湿度等有关。不同工程或用于不同部位的混凝土,根据要求的不同,除普通混凝土外还有细石混凝土、抗渗混凝土、防冻混凝土等特制品。对其强度标号的要求也不一样。混凝土分工厂预拌混凝土(商品混凝土)和现场自拌混凝土。

2)常用钢筋的种类与符号

热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢筋,主要用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的配筋。钢筋有光圆钢筋和带肋钢筋,热轧光圆钢筋的牌号是HPB300,常用带肋钢筋牌号有HRB335、HRB400、HPB500等。在GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中,对钢筋的标注按其产品种类不同分别给予不同的符号,如表8-4所示。对于有抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢筋应采用HRB335E、HRB400E钢筋。

表8-4 常用钢筋种类

2.钢筋的名称与作用

配置在钢筋混凝土结构中的钢筋,如图8-3所示,按其所起作用的不同分为以下几类。

图8-3 钢筋混凝土构件中钢筋的分类

1)受力筋

受力筋是承受拉或压力的钢筋。用于梁、板、柱等各种钢筋混凝土构件。钢筋的直径和数量根据构件受力大小计算。承受构件中的拉力称为受拉筋。在梁、柱构件中有时还要配置承受压力的钢筋,称为受压筋。受力筋按形状分为直筋和弯筋。

2)箍筋

箍筋常用于梁和柱内,是承受剪力或扭力的钢筋,同时用来固定受力筋的位置。一般沿构件横向或纵向等距离均匀布置。

3)架立筋

架立筋布置在梁与受力筋、箍筋一起构成钢筋的骨架。

4)分布筋

分布筋常用于屋面板、楼板内,与板的受力筋垂直布置,用于固定受力筋的位置,与受力筋构成钢筋网,将承受的重量均匀地传给受力筋,并抵抗热胀冷缩所引起的变形。

5)构造筋(www.xing528.com)

构造筋是因构件的构造要求或施工安装需要配置的钢筋,如预埋锚固筋、吊环等。

3.保护层与弯钩

钢筋混凝土构件的钢筋不能外露,为了保护钢筋且能够防锈、防火、防腐蚀,加强钢筋与混凝土的连接力,在钢筋的外边缘与构件表面之间应留有一定厚度的混凝土,这层混凝土称为保护层。结构图上一般不标注保护层的厚度,但2010年《混凝土结构设计规范》8.2.1条中规定纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径,且应符合依据构件所处的环境类别和混凝土强度等级所作的规定,参考表8-5。一般设计中是采用最小值的。

表8-5 钢筋混凝土构件的保护层 单位:mm

注:(1)混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5 mm;
(2)钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,其受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40 mm。

为了使钢筋和混凝土具有良好的黏结力,应将光圆钢筋两端做成半圆弯钩或直弯钩;带肋钢筋与混凝土的黏结力强,两端可不做弯钩。钢箍两端在交接处也要做出弯钩。弯钩的常见形式和画法如图8-4所示。图8-4(a)所示的光圆钢筋弯钩,分别标注了弯钩的尺寸;图8-4(b)仅画出了箍筋的简化画法,箍筋弯钩的长度,一般分别在两端各伸长50 mm左右;图8-4(c)用弯钩的方向表示出钢筋在构件中的位置。

图8-4 钢筋和箍筋的弯钩

4.钢筋混凝土构件的图示方法

1)图示方法

从钢筋混凝土结构的外观只能看到混凝土的表面及其外形,而看不到内部的钢筋及其布置。为了突出表达钢筋在构件内部的配置情况,通常假定混凝土为透明体,并对构件进行投影,绘制出构件的配筋图。配筋图由立面图和断面图组成。在立面图中,构件的轮廓线用中粗实线画出,钢筋则用粗实线表示;在断面图中,剖到的钢筋圆截面画成黑色圆点,其余未剖到的钢筋用粗实线表示,并规定不画材料图例。施工图中应标注出钢筋的类别、形状、数量、直径及间距等。GB/T 50103—2010《建筑结构制图标准》规定了钢筋的表示方法,如表8-6所示。

表8-6 钢筋的表示方法

对于外形比较复杂的或设有预埋件的构件,还需另画出模板图。模板图是表示构件外形和预埋件位置的图样,图中标注出构件的外形尺寸(也称模板尺寸)和预埋件型号及其定位尺寸,它是制作构件模板和安放预埋件的依据。对于外形比较简单又无预埋件的构件,因在配筋图中已标注出构件的外形尺寸,则不需画出模板图。

GB/T 50103—2010《建筑结构制图标准》要求钢筋的画法应符合表8-7所示的规定。

表8-7 钢筋的画法

续表

2)钢筋的标注

钢筋的直径、根数或相邻钢筋中心距一般采用引出线方式标注,其标注形式及含义如下:

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