鋼筋基本知識.ppt

鋼筋基本知識與平法識圖,三,四,平法圖集介紹,梁平法識圖,柱平法識圖,二,鋼筋的基本知識,一,主要內(nèi)容,剪力墻平法識圖,五,一、鋼筋的基本知識,目錄一、鋼筋的分類及鋼筋符號二、鋼筋的拉伸試驗三、鋼筋的機械性能四、鋼筋的設計參數(shù)五、鋼筋與混凝土共同工作的原理六、鋼筋的錨固七、鋼筋的連接,一、鋼筋的分類,1.鋼筋的分類(1)按力學性能級鋼筋-300/420級級鋼筋-335/455級級鋼筋-400/540級級鋼筋-500/630級分子是屈服強度，分母是抗拉強度，單位是Mpa。,(2)按直徑大小鋼絲（直徑35mm）、細鋼筋（直徑610mm）、粗鋼筋（直徑大于22m）。(3)按在結構中的作用受壓鋼筋、受拉鋼筋、架立鋼筋、分布鋼筋、箍筋等。,(4)按生產(chǎn)工藝及軋制外形熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。它的橫截面通常為圓形，且表面帶有兩條縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋，當橫肋的縱截面呈月牙形，且與縱肋不相交時，稱為月牙形鋼筋；當橫肋的縱截面高度相等，且與縱肋相交時，稱為等高肋鋼筋，其形狀見圖1-1和圖1-2。、級帶肋鋼筋，采用月牙肋表面形狀。,余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋是指將鋼材熱軋成型后立即穿水，進行表面冷卻控制，然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋，它也是帶肋鋼筋，目前僅有月牙鋼筋，其鋼筋表面及截面形狀與熱軋帶肋鋼筋相同，余熱處理帶肋鋼筋的級別為級。熱軋光圓鋼筋普通低碳鋼熱軋圓盤條,(5)按鋼筋的外形分類普通鋼筋：光面(圓)鋼筋、變形鋼筋（麻面：月牙紋、螺紋及人字紋）。,鋼絲和鋼絞線用作預應力混凝土結構的鋼筋：由直徑為4-10mm，捻制成鋼絞線后也不超過15mm。由2股、3股、7股鋼絲捻制而成，均可盤成卷狀。鋼絲（直徑5mm），鋼筋（直徑5mm）,2.鋼筋符號HPB300，(級鋼)熱軋光圓鋼筋HRB335，(級鋼)熱軋帶肋鋼筋HRBF335F，(級鋼)細晶粒熱軋帶肋鋼筋HRB400，(級鋼)熱軋帶肋鋼筋HRBF400F，(級鋼)細晶粒熱軋帶肋鋼筋RRB400R，(級鋼)余熱處理帶肋鋼筋HRB500，(級鋼)普通熱軋帶肋鋼筋HRBF500F，(級鋼)細晶粒熱軋帶肋鋼筋,H、P、R、B、F、E分別為熱軋（Hotrolled）、光圓（Plain）、帶肋（Ribbed）鋼筋（Bars）、細粒（Fine）、地震（Earthquake）5個詞的英文首位字母。,-鋼絞線SStrand,-光面鋼絲PPlain,-刻痕鋼絲IIndented,-螺旋肋鋼絲HHelix,-熱處理鋼筋HTHeat-treated,2.2鋼筋的物理力學性能,預應力鋼筋的符號,二、鋼筋的拉伸試驗,鋼筋主要機械性能的各項指標是通過靜力拉伸試驗和冷彎試驗來獲得的。由靜力拉伸試驗得出的應力一應變曲線，是描述鋼筋在單向均勻受拉下工作特性的重要方式，靜力拉伸試驗是由四個階段組成的（見圖1-3）。,1.彈性階段（0-A）從圖1-3中可以看出，在OA范圍內(nèi)，拉力增加，變形也增加；卸去拉力，試件能恢復原狀。材料在卸去外力后能恢復原狀的性質，叫做彈性。因此，這一階段叫做彈性階段。彈性階段的最高點（圖中的A點）所對應的應力稱為彈性極限，因彈性階段的應力與應變成正比，所以也稱比例極限，用f0表示。,2.屈服階段（A-B）當應力超過比例極限后，應力與應變不再成比例增加，開始時圖形還接近直線，而后形成接近于水平的鋸齒形線，這時，應力在很小的范圍內(nèi)波動，而應變急劇地增長，這種現(xiàn)象好象鋼筋對于外力屈服了一樣，所以，這一階段叫做屈服階段（A-B）。在屈服階段，鋼筋的性質由彈性轉化為塑性，如將外力卸去，試件的變形不能完全恢復。不能恢復的變形稱為殘余變形或稱塑性變形。,3.強化階段（B-C）鋼筋拉試驗過了第二階段即屈服階段以后，鋼筋內(nèi)部組織發(fā)生了劇烈的變化，重新建立了平衡，鋼筋抵抗外力的能力又有了很大的增加。應力與應變的關系表現(xiàn)為上升的曲線，這個階段稱為強化階段。與強化階段最高點C相對應的應力就是鋼筋的極限強度，稱為抗拉強度，用fu表示。,4、頸縮階段（C-D）當應力達到拉伸曲線的最高點C后，試件的薄弱截面開始顯著縮小，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象（見圖1-4），即進入頸縮階段。由于試件頸縮處截面急劇縮小，能承受的拉力隨著下降，塑性變形迅速增加，最后該處發(fā)生斷裂。,圖1-3是軟鋼（I-級鋼筋屬于軟鋼）的拉伸曲線圖。在軟鋼中，鋼筋的屈服階段較為明顯；而硬鋼（碳素鋼絲、刻痕鋼絲、冷拔低碳鋼絲屬于硬鋼）在拉伸試驗中屈服則很不明顯，也沒有明顯的屈服點，如圖1-5所示。,兩者對比，可以看出，硬鋼的特點是抗拉強度高和伸長率小，沒有明顯的屈服階段，彈性階段長從圖1-5中可以看出，a點以前為彈性階段，a點應力稱比例極限（約為極限強度的0.65倍）。a點以后，鋼筋表現(xiàn)出一定的塑性，到b點達到極限強度，b點以后會因“頸縮”現(xiàn)象而具有下降階段bc.而塑性階段短，試件破壞時沒有明顯的信號而突然斷裂。因此，在構件中采用硬鋼配筋時，必須注意這些特點。,三、鋼筋的機械性能,鋼筋的機械性能通過試驗來測定，微量鋼筋質量標準的機械性能有屈服點、抗拉強度、伸長率，冷彎性能等指標。1、屈服點(fy)當鋼筋的應力超過屈服點以后，拉力不增加而變形卻顯著增加，將產(chǎn)生較大的殘余變形時，以這時的拉力值除以鋼筋的截面積所得到的鋼筋單位面積所承擔的拉力值，就是屈服點s。,2、抗拉強度（fu）抗拉強度就是鋼筋被拉斷前所能承擔的最大拉力值除以鋼筋截面積所得的拉力值，抗拉強度又稱為極限強度。它是應力一應變曲線中最大的應力值，是鋼筋機械性能中必不可少的保證項目。因為：（1）抗拉強度是鋼筋在承受靜力荷載的極限能力，可以表示鋼筋在達到屈服點以后還有多少強度儲備，是抵抗塑性破壞的重要指標。（2）鋼筋有熔煉、軋制過程中的缺陷，以及鋼筋的化學成分含量的不穩(wěn)定，常常反映到抗拉強度上。（3）抗拉強度的高低，對鋼筋混凝土結構抵抗反復荷載的能力有直接影響。,3、伸長率伸長率是應力一應變曲線中試件被拉斷時的最大應變值，又稱延伸率，它是衡量鋼筋塑性的一個指標，與抗拉強度一樣，也是鋼筋機械性能中必不可少的保證項目。伸長率的計算，是鋼筋在拉力作用下斷裂時，被拉長的那部分長度占原長的百分比。把試件斷裂的兩段拼起來，可量得斷裂后標距段長L1(見圖1-6），減去標距原長L0就是塑性變形值，此值與原長的比率用表示，即,伸長率值越大，表明鋼材的塑性越好。伸長率與標距有關，對熱軋鋼筋的標距取試件直徑的10倍長度作為測量的標準，其伸長率以10表示。對于鋼絲取標距長度為100mm作為測最檢驗的標準，以100表示。對于鋼絞線則為200。,4、冷彎性能冷彎性能是指鋼筋在經(jīng)冷加工（即常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。冷彎試驗是測定鋼筋在常溫下承受彎曲變形能力的試驗。試驗時不應考慮應力的大小，而將直徑為d的鋼筋試件，繞直徑為D的彎心（D規(guī)定有1d、3d、4d、5d）彎成180或90（見圖1-7）。然后檢查鋼筋試樣有無裂縫、鱗落、斷裂等現(xiàn)象，以鑒別其質量是否合乎要求，冷彎試驗是一種較嚴格的檢驗，能揭示鋼筋內(nèi)部組織不均勻等缺陷。,四、鋼筋的設計參數(shù),1.普通鋼筋的強度標準值按下表采用,2.普通鋼筋的強度設計值按下表采用,當構件中配有不同種類的鋼筋時，每種鋼筋應采用各自的強度設計值。橫向鋼筋的抗拉強度設計值fyv應按表中fy的數(shù)值采用；當用作受剪、受扭、受沖切承載力計算時，其數(shù)值大360時應取360。,3.普通鋼筋在最大力下的總伸長率gt不應小于下表中的數(shù)值：,4.彈性模量彈性是指金屬品格受力后發(fā)生畸變。即在和方向，原子間距離增大或縮短（拉伸或壓縮)，但在作用力去除后能恢復原狀的一種性能。彈性的大小用彈性模量表示，彈性模量是物質本身固有的一種量。當材料的單向拉伸應力超過材料的比例極限時，材料的應力與應變成正比，該比例常數(shù)E稱為彈性模量。下表為各種鋼筋的彈性模量。,五、鋼筋與混凝土共同工作的原理,混凝土與鋼筋的粘結是指鋼筋與周圍混凝土之間的相互作用，主要包括沿鋼筋長度的粘結與鋼筋端部的錨固兩種方式?；炷僚c鋼筋之間的粘結是二者形成整體、協(xié)調工作的基礎。,1.粘結力在受力時鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生剪應力以抵抗鋼筋與混凝土相對位移，這種剪應力稱為粘結力。粘結力包括：化學膠結力、摩阻力和機械咬合力構成粘結力。光圓鋼筋的粘結力主要是膠結力；帶肋鋼筋粘結力主要來自摩阻力；變形鋼筋的粘結力以機械咬合力為主。,2.錨固,建筑大體分為三大結構體系：框架結構、剪力墻結構、砌體結構。六大構件系統(tǒng)：基礎、柱、梁、墻、板、樓梯。構件無支座時：鋼筋收頭或封邊，有支座時：在支座內(nèi)錨固。錨固長度的基本原則是：在鋼筋受力屈服的同時正好發(fā)生錨固破壞。錨固方式：直錨、彎錨、機械錨固。,(1)常用錨固長度計算公式,混凝土結構設計規(guī)范（GB50010）中錨固長度計算公式：,鋼筋外形系數(shù),(2)11G101-1中關于錨固長度的規(guī)定基本錨固長度的確定與環(huán)境類別、混凝土強度、鋼筋強度、混凝土保護層厚度、抗震類別等因素有關。11G101-1中規(guī)定的受拉鋼筋基本錨固長度見下表：,(3)鋼筋彎鉤和機械錨固的形式和技術要求當縱向受拉普通鋼筋末端采用彎鉤或機械錨固措施時，包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)的錨固長度（投影長度）可取為基本錨固長度的60%。彎鉤和機械錨固的形式和技術要求應符合下表的規(guī)定。,七、鋼筋的搭接,1.搭接方式：綁扎搭接：算量時計算搭接長度；機械連接：算量時計算接頭個數(shù)；焊接：算量時計算接頭個數(shù)。2.搭接原則：受力鋼筋接頭設置在受力較小處；相鄰綁扎接頭宜錯開，接頭端面保持一定間距。,3.機械連接接頭,機械連接接頭有套筒擠壓連接技術、錐螺紋連接技術及直螺紋連接技術等。3.機械連接注意事項(1)機械連接接頭連接區(qū)段長度取為35d；(2)同一連接區(qū)縱向受拉鋼筋接頭面積百分比不宜大于50%，縱向受壓鋼筋不受限制；(3)直接承受動力荷載的接頭。面積百分比不宜大于50%；(4)機械連接接頭連接件的混凝土保護層厚度宜滿足縱向受力鋼筋的最小保護層厚度的要求。,4.焊接接頭注意事項,(1)縱向鋼筋焊接接頭應相互錯開。連接區(qū)段長度35d，且不小于500mm；(2)同一連接區(qū)焊接接頭面積百分比，對于受拉鋼筋接頭，不宜大于50%，受壓鋼筋接頭面積百分比不受限制；(3)需進行疲勞驗算的構件，如吊車梁等，起縱向受拉鋼筋不得采用綁扎搭接接頭，也不宜采用焊接接頭，且嚴禁在鋼筋上焊有任何附件。,5.鋼筋搭接注意事項（1）受力筋的接頭宜設在受力較小處；同一受力筋上宜少設接頭；結構重要構件和關鍵傳力部位，縱向受力筋不宜設接頭。（2）軸心受拉及小偏心受拉桿件的縱向受力筋不得采用綁扎搭接；其他構件中的鋼筋采用綁扎搭接時，受力筋直徑不宜大于25mm，受壓鋼筋直徑不宜大于28mm。（3）同一構件中相鄰縱向受力筋的綁扎搭接接頭互相錯開。,（4）縱向受力筋的機械連接接頭宜相互錯開。鋼筋機械連接區(qū)段長度為35d，d為連接鋼筋的較小直徑。凡接頭中點位于連接區(qū)段長度內(nèi)的機械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。位于同一連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉筋接頭面積百分率不宜大于50%；但對板、墻、柱及預制構件連接處，可根據(jù)實際情況放款，縱向受壓鋼筋的接頭百分率可不受限制。,（5）構件中的縱向受壓鋼筋當采用搭接時，其受壓搭接長度不應小于縱向受力筋搭接長度的70%，且不應小于200mm。（