鋼筋基本知識

1、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(jī)械性能 四、 鋼筋的設(shè)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(xué)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(qiáng)度，分母是抗拉強(qiáng)度，單位是Mpa。,(2)按直徑大小 鋼絲（直徑35mm）、細(xì)鋼筋（直徑610mm）、粗鋼筋（直徑大于22m

2、）。 (3)按在結(jié)構(gòu)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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

3、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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋：由直徑為4-10 mm，捻制成鋼絞線后也不超過15 mm。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 HRBF335 F，(級鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋 HRB400 ，(級鋼)熱軋帶肋鋼筋 HRBF400 F，(級鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋 RRB400 R，(

4、級鋼)余熱處理帶肋鋼筋 HRB500 ，( 級鋼)普通熱軋帶肋鋼筋 HRBF500 F，(級鋼)細(xì)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(xì)粒（Fine）、地震（Earthquake）5個詞的英文首位字母。,-鋼絞線 S Strand,-光面鋼絲 P Plain,-刻痕鋼絲 I Indented,-螺旋肋鋼絲 H Helix,-熱處理鋼筋 HT Heat-treated,2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能,預(yù)應(yīng)力鋼筋的符號,二、鋼筋的拉伸試驗,鋼筋主要機(jī)械性能的各項指標(biāo)是通過靜力拉伸試驗和冷彎試驗來獲得的。由靜

5、力拉伸試驗得出的應(yīng)力一應(yīng)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(fù)原狀。材料在卸去外力后能恢復(fù)原狀的性質(zhì)，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(yīng)的應(yīng)力稱為彈性極限，因彈性階段的應(yīng)力與應(yīng)變成正比，所以也稱比例極限，用f0表示。,2.屈服階段（A-B） 當(dāng)應(yīng)力超過比例極限后，應(yīng)力與應(yīng)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(yīng)力在很小的范圍內(nèi)波動，而應(yīng)變急劇地增長，這

6、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(zhì)由彈性轉(zhuǎn)化為塑性，如將外力卸去，試件的變形不能完全恢復(fù)。不能恢復(fù)的變形稱為殘余變形或稱塑性變形。,3.強(qiáng)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(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系表現(xiàn)為上升的曲線，這個階段稱為強(qiáng)化階段。 與強(qiáng)化階段最高點C相對應(yīng)的應(yīng)力就是鋼筋的極限強(qiáng)度，稱為抗拉強(qiáng)度，用fu表示。,4、頸縮階段（C-D） 當(dāng)應(yīng)力達(dá)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(jìn)入頸縮階段。

7、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(qiáng)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(yīng)力稱比例極限（約為極限強(qiáng)度的0.65倍）。a點以后，鋼筋表現(xiàn)出一定的塑性，到b點達(dá)到極限強(qiáng)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

8、然斷裂。因此，在構(gòu)件中采用硬鋼配筋時，必須注意這些特點。,三、鋼筋的機(jī)械性能,鋼筋的機(jī)械性能通過試驗來測定，微量鋼筋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械性能有屈服點、抗拉強(qiáng)度、伸長率，冷彎性能等指標(biāo)。 1、屈服點(fy) 當(dāng)鋼筋的應(yīng)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(dān)的拉力值，就是屈服點s。,2、抗拉強(qiáng)度（fu） 抗拉強(qiáng)度就是鋼筋被拉斷前所能承擔(dān)的最大拉力值除以鋼筋截面積所得的拉力值，抗拉強(qiáng)度又稱為極限強(qiáng)度。它是應(yīng)力一應(yīng)變曲線中最大的應(yīng)力值，是鋼筋機(jī)械性能中必不可少的保證項目。因為： （1）抗拉強(qiáng)度是鋼筋在承受靜力荷載的極限能

9、力，可以表示鋼筋在達(dá)到屈服點以后還有多少強(qiáng)度儲備，是抵抗塑性破壞的重要指標(biāo)。 （2）鋼筋有熔煉、軋制過程中的缺陷，以及鋼筋的化學(xué)成分含量的不穩(wěn)定，常常反映到抗拉強(qiáng)度上。 （3）抗拉強(qiáng)度的高低，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抵抗反復(fù)荷載的能力有直接影響。,3、伸長率 伸長率是應(yīng)力一應(yīng)變曲線中試件被拉斷時的最大應(yīng)變值，又稱延伸率，它是衡量鋼筋塑性的一個指標(biāo)，與抗拉強(qiáng)度一樣，也是鋼筋機(jī)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(biāo)距段長L1(見圖1-6），減去標(biāo)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

10、率值越大，表明鋼材的塑性越好。伸長率與標(biāo)距有關(guān)，對熱軋鋼筋的標(biāo)距取試件直徑的10倍長度作為測量的標(biāo)準(zhǔn)，其伸長率以10表示。對于鋼絲取標(biāo)距長度為100mm作為測最檢驗的標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)考慮應(yīng)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(zhì)量是否合乎要求，冷彎試驗是一種較嚴(yán)格的檢驗，能揭示鋼筋內(nèi)部組

11、織不均勻等缺陷。,四、鋼筋的設(shè)計參數(shù),1.普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用,2.普通鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計值按下表采用,當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計值。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fyv應(yīng)按表中fy的數(shù)值采用；當(dāng)用作受剪、受扭、受沖切承載力計算時，其數(shù)值大360 時應(yīng)取360 。,3.普通鋼筋在最大力下的總伸長率gt不應(yīng)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(fù)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(zhì)本身固有的一種量。 當(dāng)材料的單向拉伸應(yīng)力超過材料的比例極限時，材料的應(yīng)

12、力與應(yīng)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(jié)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(jié)與鋼筋端部的錨固兩種方式。混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)是二者形成整體、協(xié)調(diào)工作的基礎(chǔ)。,1.粘結(jié)力 在受力時鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生剪應(yīng)力以抵抗鋼筋與混凝土相對位移，這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)力。粘結(jié)力包括：化學(xué)膠結(jié)力、摩阻力和機(jī)械咬合力構(gòu)成粘結(jié)力。 光圓鋼筋的粘結(jié)力主要是膠結(jié)力； 帶肋鋼筋粘結(jié)力主要來自摩阻力； 變形鋼筋的粘結(jié)力以機(jī)械咬合力為主。,2.錨固,建筑大體分為三大結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)。 六大構(gòu)件系統(tǒng)

13、：基礎(chǔ)、柱、梁、墻、板、樓梯。 構(gòu)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(jī)械錨固。,(1)常用錨固長度計算公式,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)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(qiáng)度、鋼筋強(qiáng)度、混凝土保護(hù)層厚度、抗震類別等因素有關(guān)。 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(jī)械錨固的形式和技術(shù)要求 當(dāng)縱向受拉普通鋼筋末端采用彎鉤或機(jī)械錨固措施時，包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)的錨固長度（

14、投影長度）可取為基本錨固長度的60%。彎鉤和機(jī)械錨固的形式和技術(shù)要求應(yīng)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(jī)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(shè)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(jī)械連接接頭,機(jī)械連接接頭有套筒擠壓連接技術(shù)、錐螺紋連接技術(shù)及直螺紋連接技術(shù)等。 3.機(jī)械連接注意事項 (1)機(jī)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%； (

15、4)機(jī)械連接接頭連接件的混凝土保護(hù)層厚度宜滿足縱向受力鋼筋的最小保護(hù)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(yīng)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(jìn)行疲勞驗算的構(gòu)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(yán)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(shè)在受力較小處；同一受力筋上宜少設(shè)接頭；結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位，縱向受力筋不宜設(shè)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(gòu)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(gòu)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(jī)械連接接頭宜相互錯開。鋼筋機(jī)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(jī)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(yù)制構(gòu)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(gòu)件中的縱向受壓鋼筋當(dāng)采用搭接時，其受壓搭接長度不應(yīng)小于縱向受力筋搭接長度的70%，且不應(yīng)小于200mm