在鋼筋混凝土結構工程中,有許多形狀各異、功能不同的鋼筋,比如縱筋、分布筋、拉結筋、箍筋、彎起鋼筋、架立筋、馬凳筋等等,這些鋼筋共同組成了結構構件的鋼筋骨架,共同發揮各自的作用。
但從鋼筋制造商運往工地的鋼筋并非如此。長度相等的直線狀態的鋼筋捆在一起,例如9米,12米,以下是
以前常見的圓盤,主要是圓鋼筋,現在不怎么使用。
因此,鋼筋工人必須將入場直線狀態的鋼筋加工成必要的樣子,即鋼筋圖所要求的樣子。此時鋼筋彎曲、重疊、焊接、切斷是必然的。而這種成型鋼筋,到底需要多少進場鋼筋才能加工出來,也就是確定成型鋼筋在直線狀態下需要多少長度,這樣才能對進場鋼筋進行準確切割。
這是一個很復雜的工作。這項工作叫做鋼筋材料。
而在鋼筋下料中,對鋼筋長度影響最為復雜的就是鋼筋的彎曲。
作為一種具有良好變形性能的建筑材料,鋼筋彎曲的特點是在彎曲處內皮縮短,外包尺寸伸長,而中心線尺寸不變(如下圖所示),所以我們只要把握住中心線尺寸,就可以得到鋼筋的下料長度。
明確了這個問題,可以正確計算材料的長度。鋼筋材料長度的計算主要有三種公式,分別對應直鋼筋、彎曲鋼筋和箍筋。
直鋼筋材料長度=部件長度-保護層厚度+鉤增加長度+鋼筋重疊長度
上述公式,部件長度、保護層厚度、鋼筋重疊長度可通過結構施工圖紙、混凝土結構工程施工質量檢驗規范、16G101圖紙收集了正確的數據,鉤增加長度需要結合我們前面提到的彎曲部分內皮縮短、外包尺寸、外包尺寸,按G101計算。
首先確定弧內直徑d和鉤的平直段長度(鋼筋直徑為d)。
對于圓鋼筋,末端為混凝土保護層,內徑d一般為2.5d,鉤子的平直段為3d,如下圖所示(180度半圓鉤子):
,鉤子的增加長度為6.25d。如下圖所示,與
相同,當掛鉤角度為90度(直掛鉤)和135度(斜掛鉤)時,也可計算出掛鉤的增加長度分別為3.5d和4.5d。
對于335Mpa級、400Mpa級帶肋條鋼筋,如果沒有特別的圖示說明,其錨固長度足夠,無需考慮鉤子的增加長度,一般也無需考慮混凝土保護層的厚度,直接考慮錨固長度。如果需要制作鉤子,一般制作135度或90度鉤子,內徑d一般在4d以上,鉤子的平直段符合設計要求,也可以計算鉤子的增加長度。如下圖所示,
計算了鉤子的增加長度,可以簡單地計算直鋼筋的材料長度。
二彎起鋼筋
彎起鋼筋下料長度=直段長度+斜段長度-彎曲調整值+彎鉤增加長度+鋼筋搭接長度
對于彎起鋼筋下料計算公式,鋼筋搭接長度同樣可以通過圖紙、規范和圖集進行確定,彎鉤增加長度前面已經介紹過其計算方法,關鍵需要理解的就是前面三項:直段長度+斜段長度-彎曲調整值:
這其實還是根據我們前面介紹的鋼筋彎曲的特點來確定的。直段長+斜段長是鋼筋的外包長,彎曲調整值是鋼筋彎曲處外包長與軸長之間的差異,兩者之間的差異是彎曲后鋼筋的中軸長,即材料長。如下圖所示,
彎曲調整值可根據彎曲角度取值。一般來說,可以按下表來取值。
明確公式各項的具體內容,可以得到彎曲鋼筋整體的材料長度。
三星帶
星帶材料長度=星帶周長+星帶調整值
這個公式其實很籠統,個人覺得有些流氓,單純看這個公式不知道具體該怎么計算。我們拋開這個公式,具體分析一下。
首先,帶子的詳細情況如下:
也就是說,帶子的周長有外皮的周長=2(a+b),一個是內皮的周長=2(c+e)。
然后,根據規范和標準圖集的要求,帶子的基本情況如下:
(1)帶子一般為光圓鋼筋,彎曲內的直徑是帶子直徑的2.5倍,不小于受力鋼筋直徑。
(2)帶鉤彎曲角度:一般結構不得小于90度,對抗震要求的結構應為135度(這是大部分情況)。
(3)帶彎曲后的平直部分長度:一般結構為帶直徑的5倍以上,具有抗震等要求的結構為帶直徑的10倍。
明確以上要求,結合我們討論的彎曲調整計算方法,可以得到不同情況下的箍筋材料長度。一位前輩對此進行了詳細的分析,分析結果如下:
抗震結構:135度彎曲鉤環的材料長度=2(c+e)+26.5d或2(a+b)+18.5d。
一般結構:135度彎曲鉤環的材料長度=2(c++16.5d或2(a+b)+8.5d。
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