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:
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: ]% ~( |7 L7 m0 L4 d& H+ I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 ^7 M7 Y* V: b- d$ q6 R9 g2 R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。
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这是一个很复杂的工作。这个工作就叫做钢筋下料。! R& D2 N3 ^1 E/ t4 ]
- ?7 k* a7 {! \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。/ H5 g7 K( U. L; G" y1 }) ^1 }
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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。! v1 x& d# S! k/ k3 u
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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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一 直钢筋1 H3 V, @2 Z- K0 g! d
* z" {0 _4 d" W0 u6 i" _2 p. D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
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+ E# p) p5 N/ D. n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 L. [1 {" o9 v& x
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首先确定弯弧内直径D和弯钩平直段长度(钢筋直径为d)。
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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):8 e! W7 {* ?6 S' M7 P
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& B9 a# L8 \' i* `. A这样就可以计算出其弯钩增加长度为6.25d。如下图所示:5 B7 b, v9 Z, W3 c" i
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% s5 s: W5 u' }% C7 S8 J+ v- S6 C+ i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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0 [! M! y- d- o6 L* ]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:2 v6 _8 G4 Q/ v+ _7 Y I; Z
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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。+ w* l+ Z6 {# ~! m. |- N& Z
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二 弯起钢筋
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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* G e; P5 |; [- Q' ?
- Y/ [1 b2 W6 T" `* ?6 J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:' g* t4 f4 A+ J3 g$ z0 p9 ?
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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:1 c# g) ^& B3 J5 Y* `
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) S; y7 j: P3 ]# z0 N, N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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: n" A" z6 D$ c, |三 箍筋, S; N: \1 l, P; |. n! f0 i- j
/ j) M& G; i1 X1 ~9 Z箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值
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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。) Q; e8 h0 E# Z) `# \' J) w+ Z2 B% L
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首先,箍筋的详图一般是下面这样的:
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! D" M4 D( d% ]2 I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)。
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; S9 w4 U$ E/ N; Q( \然后,根据规范和标准图集的要求,箍筋的基本情况如下:$ y: ^* \5 H( `1 e
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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。. b3 Q" @/ @. H
) h7 q2 E3 D8 t. o& m" ^(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)。
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: F% I7 E5 G( E1 a(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。
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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):
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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。
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2 n0 C& O6 s2 T/ W4 ~* }6 T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。
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我觉得这个分析结果还是比较准确的。
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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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