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。- n9 b4 s; A! f8 x: w4 W3 D
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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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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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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。3 k3 D( V" T/ Z2 ^! {! s1 n
1 f; ], m$ V$ _' m3 Q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。
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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。* U9 q& U2 W$ b; s# z& \
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/ S4 b* C. a2 y2 }% ?, N& l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:0 i# @) K" \" p7 Z% V2 L
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" k) T( Q3 Z" n: H) \! ]一 直钢筋1 x! k1 h( o* h( c2 Q
5 E8 r+ w' s' M& E5 |/ E; W0 L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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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。
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$ K* S6 {2 j, `- x# V首先确定弯弧内直径D和弯钩平直段长度(钢筋直径为d)。/ F y6 K7 R' j0 x, k* \
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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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) ^: h- c z/ z8 U- G9 f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:, B) ]$ y( f0 Q! M3 J( q- b: I
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# c Z0 J9 B0 k4 S( ]2 R6 e$ T% k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。( {7 O1 W* H% j" V5 L: Z1 r
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4 M k2 ]5 x3 B$ p5 X+ m- {5 [" _5 G二 弯起钢筋+ k b9 ?2 \. z6 c' G8 b& Q
1 n- q. S' z+ j( N' m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:: F9 _* Q( U7 e
' F4 e. i/ [! j0 w) U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:; s1 `6 E* C3 T# S6 P5 A& }
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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:: G; } N3 W/ o* t
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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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+ m$ S& n0 Z! u' L三 箍筋
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' C& }: ~5 E- c" c. G箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值6 G: ~! o. S6 @
2 R5 q& S6 S3 R }5 r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。0 h' Z% \! N. F2 [$ Q" y3 M/ ^
/ B" J) ^" ]" R! V首先,箍筋的详图一般是下面这样的:
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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)。7 S6 B* I+ ?2 X+ w
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然后,根据规范和标准图集的要求,箍筋的基本情况如下:
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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。
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1 B- g3 z0 z! o' P+ g(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)。8 m4 L& P# v! P% s/ r: t3 z
+ Q4 m% r/ Q) I; _1 n(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):+ j7 S$ j3 v) W, w& ?8 E! r- L
9 \& q1 b3 X8 N1 v7 ^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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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。! I5 N. r# v% l1 T. f* y! f/ w
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我觉得这个分析结果还是比较准确的。- e7 n0 R# A4 T" ?6 Q& T# x9 A
: X8 Y R# _. |- g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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