在钢筋混凝土结构工程中,有许多形状各异、功能不同的钢筋,比如纵筋、分布筋、拉结筋、箍筋、弯起钢筋、架立筋、马凳筋等等,这些钢筋共同组成了结构构件的钢筋骨架,共同发挥各自的作用。
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但是从钢筋厂家运进施工现场的钢筋可不是这个样子的。都是一根根长度相等的直线状态的钢筋捆在一起,比如有9米的,也有12米的,像下面这样:( m+ Q" n6 E# e5 _# U
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还有曾经比较常见的圆盘条,主要是光圆钢筋,现在已经不常用了。
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) ?3 I* y6 P5 ]# T9 g4 T% q' q因此,就要通过钢筋工把进场的直线状态的钢筋加工成我们所需要的样子,也就是配筋图要求的样子。这时候就必然出现钢筋的弯曲、搭接、焊接、切断。而这种成型钢筋,到底需要多少进场钢筋才能加工出来,也就是确定成型钢筋在直线状态下需要多少长度,这样才能对进场钢筋进行准确切割。6 X8 Z4 O5 G. E2 _
7 O0 a' P. v [3 K- }( w8 N这是一个很复杂的工作。这个工作就叫做钢筋下料。( \( r4 }$ b0 \& }5 `8 \( a$ Z' A
9 q6 `5 c# D! b% v3 W而在钢筋下料中,对钢筋长度影响最为复杂的就是钢筋的弯曲。4 Y& v8 ]. e4 A- [9 C. J( M
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作为一种具有良好变形性能的建筑材料,钢筋弯曲的特点是在弯曲处内皮缩短,外包尺寸伸长,而中心线尺寸不变(如下图所示),所以我们只要把握住中心线尺寸,就可以得到钢筋的下料长度。. k% G% \; o4 q
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搞清了这个问题,就可以准确的进行下料长度计算了。钢筋下料长度计算主要有三个公式,分别对应直钢筋、弯起钢筋和箍筋,下面我们一一介绍一下:
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. ?2 z g5 A+ l$ h& m4 E一 直钢筋
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2 I3 _: A2 B% i2 G8 o+ ]- {直钢筋下料长度=构件长度-保护层厚+弯钩增加长度+钢筋搭接长度) d5 i9 c; S' |- I) Y, v8 ^9 V
( w' m# |+ f% R6 x# R1 e上述公式中,构件长度、保护层厚度、钢筋搭接长度都可以通过结构施工图纸、《混凝土结构工程施工质量验收规范》、16G101图集得到准确的数据,而弯钩增加长度需要结合我们前面讲的“弯曲处内皮缩短,外包尺寸伸长,而中心线尺寸不变”按照16G101图集的规定进行计算。6 q2 _) C' R0 }+ {
) E5 |9 g5 a T9 i4 F首先确定弯弧内直径D和弯钩平直段长度(钢筋直径为d)。% Q: ?1 N2 d1 Q) T
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对于光圆钢筋,末端为混凝土保护层,内径D一般取2.5d,弯钩平直段取3d,如下图所示(180度半圆弯钩):
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这样就可以计算出其弯钩增加长度为6.25d。如下图所示:
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同样的,当弯钩角度为90度(直弯钩)和135度(斜弯钩)时,也可以计算出弯钩增加长度分别为3.5d和4.5d。
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对于335Mpa级、400Mpa级带肋钢筋,如果没有特别的图示说明,其锚固长度就是足够的,不用考虑弯钩增加长度,一般也不用考虑混凝土保护层厚度,直接考虑锚固长度即可。如果需要做弯钩时,一般做135度或90度弯钩,内径D一般不小于4d,弯钩平直段要符合设计要求,由此也可计算出其弯钩增加长度。如下图所示:/ h6 M. \+ i( m& f& C
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! V5 ?, ]1 }3 ~' U6 M6 y计算出了弯钩增加长度,就可以很容易的算出直钢筋的下料长度了。! o, a& k9 v* y- L' U
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二 弯起钢筋
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! b; Q4 K( o7 M! k, S+ I* e! @弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯曲调整值+弯钩增加长度+钢筋搭接长度
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对于弯起钢筋下料计算公式,钢筋搭接长度同样可以通过图纸、规范和图集进行确定,弯钩增加长度前面已经介绍过其计算方法,关键需要理解的就是前面三项:直段长度+斜段长度-弯曲调整值:
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6 f' x! v- G8 W- P8 r' }这其实还是根据我们前面介绍的钢筋弯曲的特点来确定的。直段长度+斜段长度就是钢筋的外包长度,弯曲调整值就是钢筋弯曲处外包长度与轴线长度之间的差值,两者之差就是弯曲后钢筋的中轴线长度,也就是下料长度。如下图所示:; i/ l) \( L9 I6 k. _
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: Z* j- D# s1 ~3 ?) {而弯曲调整值可以根据不同的弯曲角度进行取值。一般来说,可以按下表取值:
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搞清了公式中每一项的具体内容,就可以得到整个弯起钢筋的下料长度了。
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+ R6 R( W9 v3 K1 X7 J三 箍筋, o' U0 B( Y; @( ?$ M
7 y* W; R& u; H+ @箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值
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' ?) L4 q% g! l2 V: J5 }5 ?这个公式其实是很笼统的,个人感觉有些耍流氓,因为单纯看这个公式根本不知道具体该怎么算。我们索性抛开这个公式,具体分析一下。( z- J# }6 ~' i l/ e _' a
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首先,箍筋的详图一般是下面这样的:
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. k" Z5 J7 d" o9 e$ N4 [也就是箍筋的周长有两种:一种是外皮周长=2(a+b);一种是内皮周长=2(c+e)。5 b6 M' Y/ {! b" U9 a
9 C! T. g! O5 G3 R3 c然后,根据规范和标准图集的要求,箍筋的基本情况如下:& t9 q: ]! b6 [( K+ I- C8 q
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(1)箍筋一般为光圆钢筋,弯弧内直径可取箍筋直径的2.5倍且不小于受力钢筋直径。2 g- f1 B% X2 F. a2 b+ n1 ?( E
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(2)箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构不应小于90度,对有抗震要求的结构应为135度(这个是大部分的情况)。" s0 `9 u. \$ _& i4 I
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(3)箍筋弯后平直部分长度:对一般结构可取不小于箍筋直径的5倍,对有抗震等要求的结构可取箍筋直径的10倍。2 m4 Q$ r" Q& \ H
: U" z# G1 O$ S: s6 D% P9 h* }+ D明确了以上的要求,再结合我们上面探讨过的弯曲调整计算方法,就可以得到不同情况下的箍筋下料长度。有一位前辈对此做了详细的分析,分析结果如下(d为箍筋直径):% ~) P4 D' q. E# X/ j, p
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抗震结构:135度弯钩箍筋的下料长度 = 2(c+e)+26.5d 或 2(a+b)+18.5d。& A8 Q# p1 z" g x" l
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一般结构:135度弯钩箍筋的下料长度 = 2(c+e)+16.5d 或 2(a+b)+8.5d。; T/ p0 ^ q( Q/ g9 \
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我觉得这个分析结果还是比较准确的。. t' R. t8 S/ @0 P) E
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以上就是不同情况下钢筋计算的基本方法。在实际操作中还需要结合具体情况具体分析,熟悉图纸和规范以及标准图集,严谨认真,算无遗漏,才能准确无误的做好钢筋下料计算的工作。
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