钢筋计量中基本概念理解

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摘 要:对钢筋计量中钢筋混凝土的保护层、钢筋的锚固长度及搭接钢筋的搭接长度进行了详细的分析阐述。

关键词:保护层;锚固长度;搭接长度

中图分类号:TU511.3+2文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0289-02

1 钢筋的混凝土保护层

混凝土的抗压强度较高、抗拉强度却很低,钢筋的抗拉、抗压强度都很高,钢筋与混凝土的线膨胀系数基本相同,两种材料的结合做到了优势互补,得到了广泛的应用。钢筋位于混凝土中,保护钢筋不容易锈蚀或高温软化,所以钢筋表面必须有一定厚度的混凝土作为保护层。

(1)钢筋的混凝土保护层因构件的种类不同含义也不同。

梁、柱的混凝土保护层是指纵向受力筋外表面到混凝土表面的垂直距离。板的混凝土下部保护层是指板底层下部纵筋外表面到混凝土下表面的垂直距离,板的混凝土上部保护层是指板上部纵筋外表面到混凝土上表面的垂直距离。剪力墙的混凝土保护层是指墙身水平分布筋外表面到混凝土表面的垂直距离。

(2)钢筋的混凝土保护层因混凝土强度等级不同厚度一般不同。

例如,在室内正常环境下,墙的混凝土保护层当混凝土强度等级 ≤ C20时为20mm,≥ C25时为15mm。梁的混凝土保护层当混凝土强度等级≥C20时为30mm,≥ C25时为25mm. 板的混凝土保护层当混凝土强度等级 ≤ C20时为20mm,≥C25时为15mm。柱的混凝土保护层在任何混凝土强度等级下均为30mm.。

(3)钢筋的混凝土保护层受环境类别影响。

一类环境是指室内环境。一般地面以上的房屋结构可视为一类环境。二类环境:①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。②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。三类环境: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。四类环境:海水环境。五类环境:受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。一般环境类别越高 混凝土保护层厚度越大。

(4)钢筋的混凝土保护层同设计使用年限有关。

设计使用年限为100年的结构,在一类环境中混凝土保护层厚度应按混凝土保护层最小厚度的规定数值增加40%,二类、三类环境中混凝土保护层厚度应按规定采取专门有效措施。

(5)受力钢筋的混凝土保护层除满足规范要求的混凝土保护层最小厚度的规定外,不应小于钢筋的公称直径。机械连接接头连接件的除满足规范要求的混凝土保护层最小厚度的规定外,连接件之间的横向净距不宜小于25mm。梁、柱中的箍筋和构造筋的混凝土保护层不应小于15mm。板、墙、壳的分布筋混凝土保护层不应小于混凝土设计规范中的数值减10mm且不应小于10mm。

(6)应严格控制钢筋的混凝土保护层厚度,不得随意增大和减小。以梁为例,如果增大了上下表面的混凝土保护层厚度就会降低梁的有效高度,进而降低梁的承载能力。如果钢筋的混凝土保护层厚度小于最小厚度,钢筋受到外部环境的侵蚀导致结构耐久失效,更加危险。所以按照规范要求严格控制钢筋的混凝土保护层厚度对保证结构安全及使用寿命至关重要。

2 钢筋的锚固长度

钢筋的锚固长度是指受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混凝土所需的长度。锚固长度是钢筋的外形系数、锚固形式、锚固区混凝土保护层厚度、设计计算面积与实际配筋面积的比值等经过修正后得来的,比较麻烦。一般锚固长度的确定都采用平法图集中的有关规定。

2.1 钢筋的锚固长度与混凝土强度等级有关

以三级抗震、HPB235普通钢筋为例,钢筋的锚固长度与混凝土强度等级关系如下:混凝土强度等级分别为C20C25C30C35≥ C40时对应的钢筋的锚固长度为33d28d25d 23d21d 。即同类钢筋混凝土强度等级越高其钢筋的锚固长度越短。

2.2 钢筋的锚固长度与钢筋的种类及直径有关

以三级抗震等级、混凝土强度等级C25为例,各种类钢筋的锚固长度分别为:HPB235普通钢筋为28d。HRB335d≤25普通钢筋为35d,d>25普通钢筋为39d。HPB335环氧树脂涂层钢筋d≤25时为44d,d>25时为48d。HRB400及RRB400普通钢筋d≤25时为42d,d>25时为46d,环氧树脂涂层钢筋d≤25时为53d,d>25时为58d。即不同钢筋级别越高锚固长度越长,同类钢筋直径越大锚固长度也越长。

2.3 钢筋的锚固长度与抗震等级有关

以HRB335普通钢筋(d≤25)混凝土强度等级C25为例,一二级抗震等级时钢筋的锚固长度为38d,三级抗震等级时钢筋的锚固长度为35d,四级抗震等级时钢筋的锚固长度与非抗震钢筋的锚固长度相同。需要说明的是不同构件当承受地震水平作用力时受力是不同的。框架梁柱剪力墙承受地震作用力,非框架梁板一般不考虑抵抗地震作用力。所以在计算锚固长度时受地震作用力的应采用抗震锚固长度,非框架梁板、筏基、条基基础梁等应采用非抗震锚固长度。

2.4 其它

①当钢筋在混凝土施工中易受扰动,其锚固长度应乘以修正系数1.1。②任何情况下锚固长度不得小于250mm。③HPB235钢筋受拉时其末端应做成180度弯钩,弯钩平直段长度不应小于3d,受压时其末端可不做弯钩。④当HPB335、HRB400和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固时包括附加锚固端头在内的锚固长度可取锚固长度表中数值的0.7倍。

3 绑扎搭接钢筋的搭接长度

(1)绑扎搭接长度与锚固长度有关。

纵向受拉钢筋绑扎搭接长度是由锚固长度经过修正得来的,即用抗震作用下或非抗震作用下的锚固长度乘以修正系数。

(2)绑扎搭接长度修正系数与搭接接头面积百分率有关。

当纵向钢筋搭接接头的面积百分率分别为25%,50%,100%时其修正系数为1.2,1.4,1.6。需要明确的是纵向钢筋搭接接头的面积百分率不是针对整个构件而言的,以梁为例,应分别计算梁的上部纵筋及下部纵筋的接头的面积百分率。

(3)当不同直径的钢筋搭接时取较小直径计算的搭接长度。在任何情况下非抗震绑扎搭接长度不得小于300mm,是针对纵向受拉钢筋的,楼板分布筋、架力筋等构造筋不适用此规定。

钢筋的绑扎搭接就是将两根钢筋用绑丝绑扎起来通过与混凝土的粘结力共同作用。由于钢筋轴心错位及混凝土不能完全包裹每一根钢筋,构件的破坏点经常出现在绑扎接头上,与绑扎搭接长度关系不大,另外绑扎搭接比焊接连接耗用钢材多,所以从质量安全和技术经济的角度应对绑扎搭接工艺加以限制,较大直径的钢材应采用焊接或机械连接等。

综上所述,正确理解钢筋的混凝土保护层、锚固长度、搭接长度的基本概念,熟练运用规范数据对于确定工程施工及预结算钢筋用量是非常必要的。