混凝土,常被称作“砼”,由水泥、沙子、石子和水按一定的比例配合搅拌而成,把它灌入定形模板,经振捣密实和养护凝固后就可形成坚硬如石的混凝土构件。混凝土抗压能力强,抗拉能力差,受拉易断裂;而钢筋则相反,其抗压能力差,抗拉能力强。二者结合正好互补,因此,常在混凝土构件的受拉区内配置一定数量的钢筋,使两种材料黏结成一个整体,共同承受外力。这种配有钢筋的混凝土叫钢筋混凝土。
在工地现场浇制的钢筋混凝土构件称为现浇钢筋混凝土构件。在工厂或工地预先制作好,然后运到工地安装的构件,称为预制钢筋混凝土构件。有的构件在制作时通过张拉钢筋对混凝土预加一定的压力,以提高构件的抗拉和抗裂性能,这种构件叫作预应力钢筋混凝土构件。全部用钢筋混凝土构件承重的结构(如单跨工业厂房),称为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构示意图如图8-3所示。建筑物用砖墙承重,屋面、楼面、楼梯用钢筋混凝土板和梁构成,这种结构称为混合结构。
图8-3 钢筋混凝土结构示意图
为了图示简便,结构施工图中的构件名称一般用代号来表示,代号后用阿拉伯数字标注该构件的型号或编号,也可标注构件的顺序号。构件的顺序号采用不带角标的阿拉伯数字连续编排。常用构件代号是用各构件名称汉语拼音的第一个字母组成的。《建筑结构制图标准》(GB/T 50105—2010)规定的常用构件代号如表8-3所示。
表8-3 常用构件代号
注:1.预制混凝土构件、现浇混凝土构件、钢构件和木构件,一般可直接采用本表中的构件代号。在绘图时,除混凝土构件可以不注明材料代号,其他材料的构件可在构件代号前加注材料代号,并在图纸中加以说明。
2.预应力混凝土构件的代号,应在构件代号前加注“Y”,如Y-DL表示预应力混凝土吊车梁。
1.混凝土的强度等级
混凝土的强度等级是以“C”及其立方体抗压强度标准值(以N/mm2或MPa计)表示的,分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80这14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是水泥等级和水灰比、骨料、龄期、养护温度和湿度等。影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比。要控制混凝土质量,最重要的是控制水泥质量和混凝土的水灰比。
2.常用钢筋的种类
钢筋种类很多,通常按轧制外形、直径大小、力学性能、生产工艺及在结构中的作用等进行分类。
1)按轧制外形分
①光面钢筋:Ⅰ级钢筋(Q235钢制成的钢筋)均轧制为光面圆形截面,供应形式常为圆盘,直径不大于10 mm,长度为6~12 m。
②带肋钢筋:有螺旋形、人字形和月牙形三种。一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形,Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
③钢线(分低碳钢丝和碳素钢丝两种)及钢绞线。
④冷轧扭钢筋:经冷轧并冷扭成型。
2)按直径大小分
钢筋按直径大小分为钢丝(直径为3~5 mm)、细钢筋(直径为6~10 mm)和粗钢筋(直径大于22 mm)。
3)按力学性能分
钢筋按力学性能不同分为Ⅰ级钢筋(HPB235、HPB300级)、Ⅱ级钢筋(HRB335级)、Ⅲ级钢筋(HRB400级)和Ⅳ级钢筋(HRB500级)。
4)按生产工艺分
钢筋按生产工艺不同分为热轧、冷轧、冷拉钢筋,还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋,强度较高。
5)按在结构中的作用分
配置在钢筋混凝土结构构件中的钢筋如图8-4所示,按其所起作用的不同分为以下几类:
①受力筋。
受力筋是承受拉力或压力的钢筋,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。承受构件中拉力的钢筋叫作受拉筋。在梁、柱构件中有时还要配置承受压力的钢筋,这种钢筋叫作受压筋。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,用来承受剪力或扭力,同时用来固定受力筋的位置。箍筋一般沿构件横向或纵向等距离布置。
③架立筋。
架立筋布置在梁内,与受力筋、箍筋一起构成钢筋骨架。
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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,并抵抗热胀冷缩引起的变形。
图8-4 配置在钢筋混凝土结构构件中的钢筋
⑤构造筋。
构造筋是因构件的构造要求或施工安装需要而配置的钢筋,如预埋锚固筋、吊环等。
3.钢筋的等级与代号
在钢筋混凝土结构设计相关规范中,建筑用钢筋,按其产品种类等级不同,分别使用不同代号,以便标注及识别。常用钢筋代号及性能参数如表8-4所示。
表8-4 常用钢筋代号及性能参数
4.弯钩与保护层
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。钢箍常采用光圆钢筋,两端在交接处也要做出弯钩。弯钩的常见形式和画法如图8-5所示,一般分别在两端各伸长50 mm左右,将弯钩常做成135°或90°。
为了保护钢筋(防锈、防火、防腐蚀)、加强钢筋与混凝土的黏结力,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,《混凝土结构设计规范》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做的规定,如表8-5所示。一般设计中是采用最小值的。
图8-5 钢筋弯钩的常见形式和画法
表8-5 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm)
注:1.基础中的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40 mm;无垫层时不应小于70 mm。
2.室内正常环境为一类环境,室内潮湿环境为二a类环境,严寒和寒冷地区的露天环境为二b类环境,海滨室外环境为三类环境。
5.钢筋的尺寸标注
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图8-6所示。
图8-6 钢筋尺寸标注形式及含义
6.钢筋混凝土构件的图示方法
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,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的,并对构件进行投影,绘制构件的配筋图。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。《建筑结构制图标准》(GB/T 50105—2010)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
续表
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。《建筑结构制图标准》(GB/T 50103—2010)要求钢筋的画法应符合表8-7的规定。
表8-7 钢筋的画法
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