鋼筋基本知識(shí)

鋼筋基本知識(shí)與平法識(shí)圖2021/5/91三四平法圖集介紹梁平法識(shí)圖柱平法識(shí)圖二鋼筋的基本知識(shí)一主要內(nèi)容剪力墻平法識(shí)圖五2021/5/92一、鋼筋的基本知識(shí)2021/5/93目錄一、鋼筋的分類及鋼筋符號(hào)二、鋼筋的拉伸試驗(yàn)三、鋼筋的機(jī)械性能四、鋼筋的設(shè)計(jì)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2021/5/94一、鋼筋的分類1.鋼筋的分類(1)按力學(xué)性能

①Ⅰ級(jí)鋼筋-300/420級(jí)②Ⅱ級(jí)鋼筋-335/455級(jí)③Ⅲ級(jí)鋼筋-400/540級(jí)④Ⅳ級(jí)鋼筋-500/630級(jí)分子是屈服強(qiáng)度，分母是抗拉強(qiáng)度，單位是Mpa。2021/5/95

(2)按直徑大小鋼絲（直徑3~5mm）、細(xì)鋼筋（直徑6~10mm）、粗鋼筋（直徑大于22m）。(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。2021/5/96(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(zhǎng)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(shí)，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(shí)，稱為等高肋鋼筋，其形狀見圖1-1和圖1-2。Ⅱ、Ⅲ級(jí)帶肋鋼筋，采用月牙肋表面形狀。2021/5/972021/5/982021/5/99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鋼筋相同，余熱處理帶肋鋼筋的級(jí)別為Ⅲ級(jí)。

熱軋光圓鋼筋普通低碳鋼熱軋圓盤條2021/5/910(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）。光圓鋼筋螺紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋2021/5/911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4-10mm，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≤φ5mm），鋼筋（直徑>φ5mm）2021/5/9122.鋼筋符號(hào)HPB300——，(Ⅰ級(jí)鋼)熱軋光圓鋼筋HRB335——，(Ⅱ級(jí)鋼)熱軋帶肋鋼筋HRBF335——F，(Ⅱ級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋HRB400——，(Ⅲ級(jí)鋼)熱軋帶肋鋼筋HRBF400——F，(Ⅲ級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋RRB400——R，(Ⅲ級(jí)鋼)余熱處理帶肋鋼筋HRB500——，(Ⅳ級(jí)鋼)普通熱軋帶肋鋼筋HRBF500——F，(Ⅳ級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋2021/5/913H、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(gè)詞的英文首位字母。2021/5/914--------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-treated2.2鋼筋的物理力學(xué)性能預(yù)應(yīng)力鋼筋的符號(hào)2021/5/9152021/5/916二、鋼筋的拉伸試驗(yàn)

鋼筋主要機(jī)械性能的各項(xiàng)指標(biāo)是通過靜力拉伸試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)來獲得的。由靜力拉伸試驗(yàn)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(yàn)是由四個(gè)階段組成的（見圖1-3）。2021/5/9172021/5/9181.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(diǎn)（圖中的A點(diǎn)）所對(duì)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。2021/5/9192.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(shí)圖形還接近直線，而后形成接近于水平的鋸齒形線，這時(shí)，應(yīng)力在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，而應(yīng)變急劇地增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象好象鋼筋對(duì)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。2021/5/9203.強(qiáng)化階段（B-C）鋼筋拉試驗(yàn)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(gè)階段稱為強(qiáng)化階段。與強(qiáng)化階段最高點(diǎn)C相對(duì)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。2021/5/9214、頸縮階段（C-D）

當(dāng)應(yīng)力達(dá)到拉伸曲線的最高點(diǎn)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。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。2021/5/922圖1-3是軟鋼（I-Ⅳ級(jí)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(yàn)中屈服則很不明顯，也沒有明顯的屈服點(diǎn)，如圖1-5所示。

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兩者對(duì)比，可以看出，硬鋼的特點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度高和伸長(zhǎng)率小，沒有明顯的屈服階段，彈性階段長(zhǎng)從圖1-5中可以看出，a點(diǎn)以前為彈性階段，a點(diǎn)應(yīng)力稱比例極限（約為極限強(qiáng)度的0.65倍）。a點(diǎn)以后，鋼筋表現(xiàn)出一定的塑性，到b點(diǎn)達(dá)到極限強(qiáng)度，b點(diǎn)以后會(huì)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(shí)沒有明顯的信號(hào)而突然斷裂。因此，在構(gòu)件中采用硬鋼配筋時(shí)，必須注意這些特點(diǎn)。2021/5/924三、鋼筋的機(jī)械性能鋼筋的機(jī)械性能通過試驗(yàn)來測(cè)定，微量鋼筋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械性能有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，冷彎性能等指標(biāo)。1、屈服點(diǎn)(fy)當(dāng)鋼筋的應(yīng)力超過屈服點(diǎn)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(shí)，以這時(shí)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(diǎn)σs。2021/5/9252、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(xiàng)目。因?yàn)椋海?）抗拉強(qiáng)度是鋼筋在承受靜力荷載的極限能力，可以表示鋼筋在達(dá)到屈服點(diǎn)以后還有多少?gòu)?qiáng)度儲(chǔ)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(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抵抗反復(fù)荷載的能力有直接影響。2021/5/9263、伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率是應(yīng)力一應(yīng)變曲線中試件被拉斷時(shí)的最大應(yīng)變值，又稱延伸率，它是衡量鋼筋塑性的一個(gè)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(xiàng)目。伸長(zhǎng)率的計(jì)算，是鋼筋在拉力作用下斷裂時(shí)，被拉長(zhǎng)的那部分長(zhǎng)度占原長(zhǎng)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(zhǎng)L1(見圖1-6），減去標(biāo)距原長(zhǎng)L0就是塑性變形值，此值與原長(zhǎng)的比率用δ表示，即2021/5/9272021/5/928

伸長(zhǎng)率δ值越大，表明鋼材的塑性越好。伸長(zhǎng)率與標(biāo)距有關(guān)，對(duì)熱軋鋼筋的標(biāo)距取試件直徑的10倍長(zhǎng)度作為測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，其伸長(zhǎng)率以δ10表示。對(duì)于鋼絲取標(biāo)距長(zhǎng)度為100mm作為測(cè)最檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，以δ100表示。對(duì)于鋼絞線則為δ200。2021/5/9294、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(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。冷彎試驗(yàn)是測(cè)定鋼筋在常溫下承受彎曲變形能力的試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)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(yàn)是一種較嚴(yán)格的檢驗(yàn)，能揭示鋼筋內(nèi)部組織不均勻等缺陷。2021/5/9302021/5/931四、鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)1.普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用2021/5/9322.普通鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按下表采用當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)算時(shí)，其數(shù)值大360時(shí)應(yīng)取360。2021/5/9333.普通鋼筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率δgt不應(yīng)小于下表中的數(shù)值：2021/5/9344.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(shí)，材料的應(yīng)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。2021/5/9352021/5/936五、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(zhǎng)度的粘結(jié)與鋼筋端部的錨固兩種方式?；炷僚c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)。2021/5/9371.粘結(jié)力在受力時(shí)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(duì)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。2021/5/9382.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)：基礎(chǔ)、柱、梁、墻、板、樓梯。構(gòu)件無支座時(shí)：鋼筋收頭或封邊，有支座時(shí)：在支座內(nèi)錨固。錨固長(zhǎng)度的基本原則是：在鋼筋受力屈服的同時(shí)正好發(fā)生錨固破壞。錨固方式：

直錨、彎錨、機(jī)械錨固。

2021/5/9392021/5/940(1)常用錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）中錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式：鋼筋類型光面鋼筋-帶鉤帶肋鋼筋螺旋肋鋼筋三股鋼絞線七股鋼絞線0.160.140.130.160.17—鋼筋外形系數(shù)2021/5/941

(2)11G101-1中關(guān)于錨固長(zhǎng)度的規(guī)定

基本錨固長(zhǎng)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(zhǎng)度見下表：

2021/5/9422021/5/943(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(shí)，包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度（投影長(zhǎng)度）可取為基本錨固長(zhǎng)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。2021/5/9442021/5/9452021/5/946七、鋼筋的搭接1.搭接方式：

綁扎搭接：算量時(shí)計(jì)算搭接長(zhǎng)度；

機(jī)械連接：算量時(shí)計(jì)算接頭個(gè)數(shù)；焊接：算量時(shí)計(jì)算接頭個(gè)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(cuò)開，接頭端面保持一定間距。2021/5/9472021/5/9482021/5/9492021/5/9503.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(xiàng)

(1)機(jī)械連接接頭連接區(qū)段長(zhǎng)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(dòng)力荷載的接頭。面積百分比不宜大于50%；

(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。2021/5/9514.焊接接頭注意事項(xiàng)(1)縱向鋼筋焊接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開。連接區(qū)段長(zhǎng)度35d，且不小于500mm；(2)同一連接區(qū)焊接接頭面積百分比，對(duì)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(yàn)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。2021/5/952

5.鋼筋搭接注意事項(xiàng)（1）受力筋的接