在鋼筋混凝土結構工程中,有許多形狀各異、功能不同的鋼筋,比如縱筋、分布筋、拉結筋、箍筋、彎起鋼筋、架立筋、馬凳筋等等,這些鋼筋共同組成了結構構件的鋼筋骨架,共同發揮各自的作用。
但是從鋼筋廠家運進施工現場的鋼筋可不是這個樣子的。都是一根根長度相等的直線狀态的鋼筋捆在一起,比如有9米的,也有12米的,像下面這樣:
還有曾經比較常見的圓盤條,主要是光圓鋼筋,現在已經不常用了。
因此,就要通過鋼筋工把進場的直線狀态的鋼筋加工成我們所需要的樣子,也就是配筋圖要求的樣子。這時候就必然出現鋼筋的彎曲、搭接、焊接、切斷。而這種成型鋼筋,到底需要多少進場鋼筋才能加工出來,也就是确定成型鋼筋在直線狀态下需要多少長度,這樣才能對進場鋼筋進行準确切割。
這是一個很複雜的工作。這個工作就叫做鋼筋下料。
而在鋼筋下料中,對鋼筋長度影響最為複雜的就是鋼筋的彎曲。
作為一種具有良好變形性能的建築材料,鋼筋彎曲的特點是在彎曲處内皮縮短,外包尺寸伸長,而中心線尺寸不變(如下圖所示),所以我們隻要把握住中心線尺寸,就可以得到鋼筋的下料長度。
搞清了這個問題,就可以準确的進行下料長度計算了。鋼筋下料長度計算主要有三個公式,分别對應直鋼筋、彎起鋼筋和箍筋,下面我們一一介紹一下:
一、直鋼筋
直鋼筋下料長度=構件長度-保護層厚 彎鈎增加長度 鋼筋搭接長度
上述公式中,構件長度、保護層厚度、鋼筋搭接長度都可以通過結構施工圖紙、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》、16G101圖集得到準确的數據,而彎鈎增加長度需要結合我們前面講的“彎曲處内皮縮短,外包尺寸伸長,而中心線尺寸不變”按照16G101圖集的規定進行計算。
首先确定彎弧内直徑D和彎鈎平直段長度(鋼筋直徑為d)。
對于光圓鋼筋,末端為混凝土保護層,内徑D一般取2.5d,彎鈎平直段取3d,如下圖所示(180度半圓彎鈎):
這樣就可以計算出其彎鈎增加長度為6.25d。如下圖所示:
同樣的,當彎鈎角度為90度(直彎鈎)和135度(斜彎鈎)時,也可以計算出彎鈎增加長度分别為3.5d和4.5d。
對于335Mpa級、400Mpa級帶肋鋼筋,如果沒有特别的圖示說明,其錨固長度就是足夠的,不用考慮彎鈎增加長度,一般也不用考慮混凝土保護層厚度,直接考慮錨固長度即可。如果需要做彎鈎時,一般做135度或90度彎鈎,内徑D一般不小于4d,彎鈎平直段要符合設計要求,由此也可計算出其彎鈎增加長度。如下圖所示:
計算出了彎鈎增加長度,就可以很容易的算出直鋼筋的下料長度了。
二、彎起鋼筋
彎起鋼筋下料長度=直段長度 斜段長度-彎曲調整值 彎鈎增加長度 鋼筋搭接長度
對于彎起鋼筋下料計算公式,鋼筋搭接長度同樣可以通過圖紙、規範和圖集進行确定,彎鈎增加長度前面已經介紹過其計算方法,關鍵需要理解的就是前面三項:直段長度 斜段長度-彎曲調整值:
這其實還是根據我們前面介紹的鋼筋彎曲的特點來确定的。直段長度 斜段長度就是鋼筋的外包長度,彎曲調整值就是鋼筋彎曲處外包長度與軸線長度之間的差值,兩者之差就是彎曲後鋼筋的中軸線長度,也就是下料長度。如下圖所示:
而彎曲調整值可以根據不同的彎曲角度進行取值。一般來說,可以按下表取值:
搞清了公式中每一項的具體内容,就可以得到整個彎起鋼筋的下料長度了。
三、箍筋
箍筋下料長度=箍筋周長 箍筋調整值
這個公式其實是很籠統的,個人感覺有些耍流氓,因為單純看這個公式根本不知道具體該怎麼算。我們索性抛開這個公式,具體分析一下。
首先,箍筋的詳圖一般是下面這樣的:
也就是箍筋的周長有兩種:一種是外皮周長=2(a b);一種是内皮周長=2(c e)。
然後,根據規範和标準圖集的要求,箍筋的基本情況如下:
(1)箍筋一般為光圓鋼筋,彎弧内直徑可取箍筋直徑的2.5倍且不小于受力鋼筋直徑。
(2)箍筋彎鈎的彎折角度:對一般結構不應小于90度,對有抗震要求的結構應為135度(這個是大部分的情況)。
(3)箍筋彎後平直部分長度:對一般結構可取不小于箍筋直徑的5倍,對有抗震等要求的結構可取箍筋直徑的10倍。
明确了以上的要求,再結合我們上面探讨過的彎曲調整計算方法,就可以得到不同情況下的箍筋下料長度。有一位前輩對此做了詳細的分析,分析結果如下(d為箍筋直徑):
抗震結構:135度彎鈎箍筋的下料長度 = 2(c e) 26.5d 或 2(a b) 18.5d。
一般結構:135度彎鈎箍筋的下料長度 = 2(c e) 16.5d 或 2(a b) 8.5d。
我覺得這個分析結果還是比較準确的。
以上就是不同情況下鋼筋計算的基本方法。在實際操作中還需要結合具體情況具體分析,熟悉圖紙和規範以及标準圖集,嚴謹認真,算無遺漏,才能準确無誤的做好鋼筋下料計算的工作。
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