钢筋基础知识教案

钢筋计算本章要点1．钢筋常用的分类2．钢筋规范3．各类构件的钢筋构造与作用、抗震配筋要求4．钢筋的计算方法2.1钢筋常用的分类钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类：（一）按轧制外形分（1）光面钢筋：I级钢筋（Q235钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm。（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。（二）按直径大小分钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径大于22mm）。（三）按力学性能分Ⅰ级钢筋（235/370级）；Ⅱ级钢筋（335/510级）；Ⅲ级钢筋（370/570）和Ⅳ级钢筋（540/835）（四）按生产工艺分热轧、冷轧、冷拉的钢筋，还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋，强度比前者更高。（五）按在结构中的作用分：受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。2.2钢筋规范由于部分造价人员对钢筋规范不是太了解，本节作个简介。主要根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101-1）》以及《建筑施工手册》（第四版）编写而成。2.2.1混凝土保护层混凝土保护层是为了防止钢筋生绣，保证钢筋与混凝土之间有足够的粘结力，因此在钢筋混凝土中钢筋必须有足够的厚度的混凝土保护层。（一）混凝土保护层最小厚度是指从受力钢筋的外边缘至混凝土表面的距离，应符合设计要求，如无设计要求，要符合表2-1的规定，且不小于受力钢筋的公称直径。”表2-1受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）备注：1）基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm。板、墙、壳中分布钢筋的保护层不应小于表中相应数值减10mm，且不应小于10mm。梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层不应小于15mm。2）处于一类环境且由工厂生产的预制构件，当混凝土强度等级不低于C20时，其保护层厚度可按表中数值减少5mm；处于二类环境且由工厂生产的预制构件，当表面采取有效保护措施时，保护层厚度可按表中一类环境数值取用。预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度不应小于10mm；预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值取用。3）当梁、柱中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度大于40mm，时对保护层采取有效的防裂构造措施。处于二、三类环境中的悬臂板，其上表面应采取有效的保护措施。4）软件默认混凝土保护层厚度为：梁为25mm，柱为30mm，板和墙为15mm，基础底板为35mm，构造柱和圈过梁为25mm。（二）混凝土结构的环境类别一、表示室内正常环境；二、a表示室内潮湿环境，非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；b表示严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；三、表示使用除冰盐的环境，严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境，滨海室外环境；四、海水环境；五、受人为或自然的侵蚀性质物影响的环境。注：严寒或寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民工建筑热工设计规程》JGJ24的规定。（三）特殊条件下的混凝土保护层1．一类环境中，设计使用年限为100年的结构混凝土保护层厚度应按表中数值增加40%；当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层可适当减少。2．三类环境中的结构构件，其受力钢筋宜采用环氧树脂涂层带肋钢筋。3．对有防火要求的建筑物，其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求。4．处于四、五类环境中的建筑物，其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求。2.2.2钢筋锚固（一）锚固长度钢筋与混凝土共同作用是靠它们之间的粘结力实现的，因此受力钢筋均应采用必要的锚固措施。在支座锚固处的纵向受拉钢筋，如计算中充分利用其强度时，则伸入支座的锚固长度不应小于表2-2的规定。如支座长度不能满足上述要求时，可采用90度向上弯折增长锚固长度，或其它锚固措施，如钢筋末端焊钢板或角钢等。纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断，如必须截断时,应伸至按计算不需要该钢筋的截面以外，伸出的锚固长度不应小于表2-2的锚固长度和构件截面有效高度之和。按表2-2计算锚固长度时，在任何情况下，纵向钢筋的锚固长度不应小于250mm。纵向受压钢筋在跨中截断时，必须伸至按计算不需要该钢筋的截面以外，其伸出的锚固长度不应小于15d;但对绑扎骨架中末端弯钩的光圆钢筋不应小于20d。表2-2锚固长度1表2-2锚固长度2注：当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋在锚固区混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，其锚固长度可乘以修正系数0.8。（二）机械锚固措施当HRB335、HRB400和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可乘以修正系数0.7，如图2-1示。图2-1钢筋机械锚固的形式及构造要求采用机械锚固措施时，锚固长度范围内的箍筋不应少于3个，其直径不应小于纵向钢筋直径的0.25倍，其间距不应大于纵向钢筋直径的5倍。当纵向钢筋的混凝土保护层厚度不小于钢筋公称直径的5倍时，可不配置上述钢筋。（三）受力钢筋的弯钩和弯折规定用于绑扎骨架中的光圆受力筋，除轴心受压构件外，均应在末端做弯钩。变形钢筋、焊接骨架和焊接网中的光圆钢筋，其末端可不做弯钩；但如设计有要求时，则应按设计要求做弯钩。Ⅰ级光圆钢筋末端应做180度的弯钩，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；而Ⅱ、Ⅲ级变形钢筋只需做90度或135度的弯折，其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。除焊接封闭环式箍筋外，箍筋的末端应作弯钩，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1、2、3条的规定外，尚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°；对有抗震等要求的结构，应为135°；（3）箍筋弯后平直部分长度：对一般结构，不宜小于箍筋直径的5倍；对有抗震等要求的结构，不应小于箍筋直径的10倍。2.2.3钢筋连接钢筋的接头有焊接连接、机械连接和绑扎连接等几种形式，由于钢筋通过连接接头传力的性能总不如整根钢筋，因此设置钢筋连接原则为：第一，钢筋的接头宜设置在受力较小处；第二，同一纵向受力钢筋在同一受力区段内不宜设置两个或两个以上接头，以保证钢筋的承载、传力性能；第三，设置在同一构件内的接头，应相互错开；第四，接头距钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍，一、接头使用有如下规定1、轴心所拉和小偏心受拉杆中的钢筋接头均应焊接2、直径大于12mm以上的钢筋，应优先采用焊接接头或机械连接接头。3、当受拉钢筋的直径大于28mm及受压钢筋的直径大于32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。4、直接承受动力荷载的结构构件中，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头5、冷拔低碳钢丝的接头只能须用绑扎接头，不允许采用接触对焊或电弧焊6、焊接接头与钢筋弯折处的距离不应小于10d。二、接头面积允许百分率同一连接区段内，纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。1、钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3ll（ll为搭接长度），凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段，如图2-2示。图2-2同一连接区段内的纵向受力钢筋绑扎搭接接头同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：（1）对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25％：（2）对柱类构件，不宜大于50％；（3）当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50％；对其他构件，可根据实际情况放宽。纵向受压钢筋搭接接头面积百分率，不宜大于50%。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。2、纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35倍d(d为纵向受力钢筋的较大直径)，且不小于500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段。同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：（1）在受拉区不宜大于50％；受压区不受限制；（2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，对等强度高质量机械连接接头，不应大于50％；（3）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于50％。三、焊接接头焊接接头的类型有闪光对焊、帮条电弧焊（双面、单面焊）、搭接电弧焊（双面、单面焊）、坡口平焊、坡口立焊、电渣压力焊、钢筋与钢板搭接焊、电阻点焊、预埋件丁字接头内（接头埋弧压力焊、贴角焊与接头穿孔塞焊）、气压焊等；这里介绍几种施工中常用的：1、对焊是两根钢筋沿着整个接角面连接的方法，它适用于水平钢筋非施工现场连接；对钢筋端面要求不严格，可以免去钢筋端面磨平工序，因而简化了操作，提高了工效，所以是目前普遍采用的焊接方法；2、搭接电弧焊适用于直径10~40mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋和直径10~25mm的余热处理Ⅲ级钢筋，焊接时宜采用双面焊，焊接长度为5d,不能进行双面焊时，也可采用单面焊，焊接长度为10d；也是施工中常用的焊接方法。3、电渣压力焊是近年来兴起的一项新的钢筋竖向连接技术，因其生产率高，施工简单、节能、节材、接头质量可靠安全，成本低而得以广泛应用。它只适用于直径10~40mm的Ⅰ、Ⅱ级热轧钢筋的现浇钢筋混凝土结构中竖向钢筋或斜向钢筋的连接。四、绑扎接头搭接长度1、纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算：ll=ζLa。式中La指纵向受拉钢筋的锚固长度，按章节“2.1.2钢筋锚固”确定；ζ指纵向受钢筋搭接长度修正系数，按下表2-3取用。纵向钢筋搭接接头面积百分率(%)≤2550100修正系数ζ1.21.41.6表2-3纵向受拉钢筋搭接长度修正系数ζ2、构件中的纵向受压钢筋，当采用搭接连接时，其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且在任何情况下不应小于200mm。3、在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内，应按设计要求配置箍筋。当设计无具体要求时，应符合下列规定：（1）箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍；（2）受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm；（3）受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm；（4）当柱中纵向受力钢筋直径大于25mm时，应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋，其间距宜为50mm。当单个箍筋用在构件一个截面时，称为双肢箍。当构件的截面很宽时，需要两（三）个箍筋拼在一起使用时，称为四（六）肢箍。在焊接骨架中，各肢箍筋都是独立的，因此有单、双、三肢箍。在截面构件中有圆形箍筋，但一般为螺旋形箍筋。此外还有腰筋、吊筋、锚固筋等。2.2.5对要求严格程度不同的用词说明A、表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。B、表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。C、表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的用词：正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2.3各类构件的钢筋构造建筑中的钢筋混凝土结构有：框架结构、框架剪力墙结构和筒式结构等。这些结构都是由不同形状、不同受力状态的基础、梁、柱、墙、板等构件组成的。下面我们将简单的介绍一下各类构件2.3.1基础一、条形基础1．横向受力钢筋的直