1.钢筋验收与贮存
(1)钢筋的验收。钢筋进场应具有厂证明书或试验报告单,每捆(盘)钢筋应具有出厂证明书或试验报告单,每捆(盘)钢筋应有标牌,同时应按有关标准和规定进行外观检查和分批进行力学性能试验。在使用钢筋时,如发现脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常等情况,则应进行钢筋化学成分检验。
钢筋的外观检查包括:表面不得有裂缝、小刺、劈裂、结疤、折叠、机械损伤、氧化铁皮和油迹,钢筋表面的凸块不允许超过螺纹的高度,钢筋的外形尺寸应符合有关规范的规定。热轧钢筋的机械性能检验以60t为一批。在每批钢筋中任意抽出两根钢筋,在每根钢筋上各切取一套(两个)试件。取一个试件作拉力试验,测定其屈服点、抗拉强度、伸长率;另一试件作冷弯试验,检查其冷弯性能。4个指标中如有一项经试验不合格,则另取双倍数量的试件,对不合格的项目做第二次试验,如仍有一个试件不合格,则该批钢筋判为不合格品,应重新分级。
(2)钢筋的贮存。钢筋进场后,必须严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放,不得混滑。钢筋应尽量堆入仓库或料棚内,条件不具备时,应选择地努较高、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.钢筋的配料计算
钢筋的配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。
混凝土保护层厚度是指受力钢外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整在钢筋与模板之间来控制。塑料卡的种类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,因此需要对钢筋进行接长。钢筋接头增加值见表4.2至表4.4。行修正:
表4.2 纵向受拉钢筋的最小搭接长度
注:①两根不同直径钢筋的搭接长度,以较细钢筋直径计算。d为钢筋直径,下同。
②本表适用于纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积的百分字不大于25%时。当纵向受拉钢筋据搭接接头面积的百分率大于25%,但不大于50%时,其最小搭接长度应按表中的数值乘以系数1.2取用,当接头面积百分率大于50%时,应按表中的数值乘以系数1.35取用。
③当符合下列条件时,纵向受拉钢筋的最小搭接长度应根据上述要求确定后,按下列规定进
a:当带助钢筋的直径大于25m时,其最小搭接长度应按相应数值乘以系数1.1取用;
b:对环氧树脂涂层的带肋钢筋,其最小搭接长度应按相应数值乘以1.25取用;
c:当在混凝土凝固过程中受力钢筋易受扰动时(如滑模施工),其最小搭接长度应按相应数值来以系数1.1取用;
d:对末端采用机械锚固措施的带肋钢筋,其最小搭接长度可按相应数值乘以系数0.7取用;
e:当带肋钢筋的混凝土保护层厚度大于搭接钢筋直径的3倍且配有箍筋时,其最小搭接长度可按相应数值乘以系数0.8取用;
f:对于有抗震设防要求的结构构件,其受力钢筋的最小搭接长度对一、二级抗震等级应按相数值乘以系数1.15采用:对三级抗震等级应按相应数值乘以系数1.05采用。在任何情况下,受拉钢筋的搭接长度应不小于300mm。
④纵向压力钢筋搭接时,其最小搭接长度应根据上述规定确定相应数值后,乘以系数0.7取用,在任何情况下,受压钢筋的搭接长度不应小于200mm。
表4.3 钢筋对焊长度损失值 mm
表4.4 钢筋搭接焊最小搭接长度
(4)钢筋弯折量度差。
钢筋有弯曲时,在弯曲处的内侧发生收缩而外皮出现延伸,但中心线却保持原有尺寸。钢筋长度的度量方法系指外包尺寸,因此钢筋弯曲以后,存在一个量度差值,在计算下料长度时必须加以扣除。
不同弯折角度的量度差值可分别取近似值如下:30°弯折时,取0.3d;45°弯折时,取0.5d;60°弯折时,取0.85d;90°弯折时,取2.0d;135°弯折时,取3.0d。
(5)弯钩增长值。
弯钩形式最常用的有半弯钩、真弯钩和斜旁约。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列要求:
①HPB235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;
②当设计要求钢筋末端需做135°弯钩时,HRB35、HRB400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;
③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;
④钢筋混凝土施工及验收规范规定,HPB235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;
(6)钢箍下料长度调整值。
钢筋用HPB235光圆钢筋或冷拔低碳钢丝制作时,其末端需做弯钩,弯钩形式对有抗震要求和受扭的结构,应做135°/135°弯钩;无抗震要求的结构,可做90°/90°或90°/180°弯钩。箍筋下料长度可用外包尺寸或内包尺寸两种计算方法。为简化计算,一般将箍筋弯钩增长值和弯折量度差值并成一项箍筋调整值。计算时先按外包或内包尺寸计算出筋的周长,再加上筋调整值即为筋下料长度。
(7)钢筋下料长度的计算。
直线钢筋下料长度=构建长度-保护层厚度+弯钩增长值
弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯折量度差值+弯钩增长值
箍筋下料长度=直段长度+弯钩增长值-弯折量度差值
2)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,并使钢筋的出厂规格长度能够得以充分利用,或使库存的各种规格和长度的钢筋得以充分
(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合组合,同时根据现有钢筋的长度及事实采购到的钢筋的长度进行合理的组合加工。
(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来的一段的合理使用,如果能够使一根钢筋正好分成几段下料长度的钢筋,则是最佳方案,但往往难以做到,所以在配料时,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,使钢筋能得到充分利用。
(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、柱钢筋骨架增加的四面斜撑等。
根据钢筋下料长度的计算结果,在选择配料后,汇总编制钢筋配单。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、钢筋重量等。依据列入加工计划的配料单,给每一编号的钢筋制作一块料牌,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。
钢筋配料是根据构件的配筋图计算构件各钢筋的直线下料长度、根数及重量,然后编制钢筋配料单,作为钢筋备料加工的依据。
构件配筋图中注明的尺寸一般是钢筋外轮廓尺寸,即从钢筋外皮到外皮量得的尺寸,称为外包尺寸。在钢筋加工时,一般也按外包尺寸进行验收。钢筋加工前直线下料。如果下料长度按钢筋外包尺寸的总和来计算,则加工后的钢筋尺寸将大于设计要求的外包尺寸或者由于弯钩平直段太长而造成材料的浪费。这是由于钢筋弯曲时外皮伸长,内皮缩短,只有中轴线长度不变。按外包尺寸总和下料是不准确的,只有按钢筋轴线长度尺寸下料加工,才能使加工后的钢筋形状、尺寸符合设计要求。
钢筋的外包尺寸和轴线长度之间存在一个差值,称为“量度差值”。钢筋的直线段外包尺寸等于轴线长度,两者无量度差值;而钢筋弯曲段,外包尺寸大于轴线长度,两者间存在量度差值。因此,钢筋下料时,其下料长度应为各段外包尺寸之和减去弯曲处的量度差值,再加上两端弯钩的增长值。
直钢筋下料长度=直构件长度-保护层厚度+弯钩增加长度
弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯折量度差值+弯钩增加长度
箍筋下料长度=直段长度+弯钩增加长度-弯折量度差值或箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值
①钢筋中部弯曲处的量度差值。
钢筋中部弯曲处的量度差值与钢筋弯心直径及弯曲角度有关。
弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径D不小于钢筋直径d的5倍,见图4-27。
图4-27 钢筋弯折处量度差值计算简图
当弯折30°,量度差值为0.306d,取0.3d;
当弯折45°,量度差值为0.543d,取0.5d;
当弯折60°,量度差值为0.90d,取1d;
当弯折90°,量度差值为2.29d,取2d;(www.xing528.com)
当弯折135°,量度差值为3d。
②钢筋末端弯钩时下料长度的增长值。
a.HPB235级钢筋末端需要做180°弯钩。
其圆弧弯曲直径不应小于钢筋直径d的2.5倍,平直部分长度不宜小于钢筋直径d的3倍(用于轻骨料混凝土结构时,其弯曲直径D不应小于钢筋直径d的3.5倍)。当弯曲直径D=2.5d时,每一个180°弯钩,钢筋下料时应增加的长度(增长值)为6.25d(包括量度差值)。
b.钢箍弯钩增长值。
箍筋弯钩的形式,如设计无要求时,可按图4-28(a)加工;有抗震要求的结构,应按图4-28(b)加工。当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时,HRB335级、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;钢筋作不大于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。
图4-28 箍筋示意图
计算箍筋下料长度时,一个弯钩增长值可查表4.5取近似值
表4.5 箍筋两个弯钩下料增长值
为了箍筋计算方便,一般将箍筋弯钩增长值和量度差值两项合并成一项为箍筋调整值,见表4.6。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4.6 箍筋调整值对应表
【例题4-1】 某建筑物简支梁配筋图4-29所示,试计算钢筋下料长度。钢筋保护层取25mm。(梁编号为L1共10根)
图4-29 梁配筋图
解:计算钢筋下料长度:
①号钢筋下料长度
(6240+2×200-2×25)-2×2×25+2×6.25×25=6802(mm)
②号钢筋下料长度:
6240-2×25+2×6.25×12=6340(mm)
③号弯起钢筋下料长度:
上直段钢筋长度240+50+500-25=765(mm)
斜段钢筋长度(500-2×25)×1.414=636(mm)
中间直段长度6240-2×(240+50+500+450)=3760(mm)
下料长度(765+636)×2+3760-4×0.5×25+2×6.25×25=6824(mm)
④号钢筋下料长度计算为6824mm。
⑤号箍筋下料长度:
宽度200-2×25+2×6=162(mm)
高度500-2×25+2×6=462(mm)
下料长度为(162+462)×2+50=1298(mm)
绘出钢筋配料单(表4.7)
表4.7 钢筋配料单
3.钢筋代换
在施工中钢筋的级别、钢号和直径应按设计要求采用。如遇有钢筋级别、钢号和直径与设计要求不符而需要代换时,应征得设计单位的同意办理设计变更文件,以确保满足原结构设计的要求,并遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定。
1)钢筋代换原则
(1)等强度代换。
构件配筋以强度控制时,按抗拉设计值相等的原则代换。代换时应满足公式(4-4)要求。
式中 As1——原设计钢筋总面积;
As2——代换后钢筋总面积;即As2≥As1fy1/fy2
fy1——原设计钢筋的设计强度;
fy2——代换后钢筋的设计强度。
(2)等面积代换。
构件配筋以最小配筋率控制时,应按等面积原则进行代换,
代换时应满足公式(4-5)要求。
2)钢筋代换的有关规定
(1)钢筋代换后,应满足《混凝土结构设计规范》中所规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数的要求。
(2)对重要受力构件如吊车梁、薄腹梁、屋架下弦等,不宜用HPB235级光面钢筋代换变形钢筋。
(3)梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别进行代换。
(4)当构件配筋受抗裂裂缝宽度或挠度控制时,钢筋代换后应进行抗裂裂缝宽度或挠度验算。
(5)有抗震要求的框架,不宜以强度等级较高的钢筋代替原设计中的钢筋。如必须代换时,其代换的钢筋检验所得的实际强度,尚应符合下列要求:
①钢筋的实际抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;
②钢筋的屈服强度实测值与钢筋强度标准值的比值,当按一、二级抗震要求设计时,不应大于1.30。
(6)预制构件吊环,必须采用未经冷拉的HPB235级热轧钢筋制作,严禁以其他钢筋代换。
(7)不同种类钢筋的代换,应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行。
钢筋加工时,由于工地现有钢筋的种参解号利直与设计不笑,因此应在不影响使用条件的情况下进行代换。不同种类的钢筋代换,按抗拉设计值相等的原则进行代换;相同种类和级别的钢筋代换,按截面相等的原则进行代换。钢筋代必须征工程监理的同意。
不同级别和牌号钢筋的机械性能指标见表4.8。
表4.8 热轧钢筋机械性能
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