鋼筋計量中基本概念理解

李淑賢

摘 要:對鋼筋計量中鋼筋混凝土的保護層、鋼筋的錨固長度及搭接鋼筋的搭接長度進行了詳細的分析闡述。

關(guān)鍵詞:保護層;錨固長度;搭接長度

中圖分類號:TU511.3+2文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0289-02

1 鋼筋的混凝土保護層

混凝土的抗壓強度較高、抗拉強度卻很低,鋼筋的抗拉、抗壓強度都很高,鋼筋與混凝土的線膨脹系數(shù)基本相同,兩種材料的結(jié)合做到了優(yōu)勢互補,得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋位于混凝土中,保護鋼筋不容易銹蝕或高溫軟化,所以鋼筋表面必須有一定厚度的混凝土作為保護層。

(1)鋼筋的混凝土保護層因構(gòu)件的種類不同含義也不同。

梁、柱的混凝土保護層是指縱向受力筋外表面到混凝土表面的垂直距離。板的混凝土下部保護層是指板底層下部縱筋外表面到混凝土下表面的垂直距離,板的混凝土上部保護層是指板上部縱筋外表面到混凝土上表面的垂直距離。剪力墻的混凝土保護層是指墻身水平分布筋外表面到混凝土表面的垂直距離。

(2)鋼筋的混凝土保護層因混凝土強度等級不同厚度一般不同。

例如,在室內(nèi)正常環(huán)境下,墻的混凝土保護層當(dāng)混凝土強度等級 ≤ C20時為20mm,≥ C25時為15mm。梁的混凝土保護層當(dāng)混凝土強度等級≥C20時為30mm,≥ C25時為25mm. 板的混凝土保護層當(dāng)混凝土強度等級 ≤ C20時為20mm,≥C25時為15mm。柱的混凝土保護層在任何混凝土強度等級下均為30mm.。

(3)鋼筋的混凝土保護層受環(huán)境類別影響。

一類環(huán)境是指室內(nèi)環(huán)境。一般地面以上的房屋結(jié)構(gòu)可視為一類環(huán)境。二類環(huán)境:①室內(nèi)潮濕環(huán)境,非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。②嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。三類環(huán)境:使用除冰鹽的環(huán)境;嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境;濱海室外環(huán)境。四類環(huán)境:海水環(huán)境。五類環(huán)境:受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。一般環(huán)境類別越高 混凝土保護層厚度越大。

(4)鋼筋的混凝土保護層同設(shè)計使用年限有關(guān)。

設(shè)計使用年限為100年的結(jié)構(gòu),在一類環(huán)境中混凝土保護層厚度應(yīng)按混凝土保護層最小厚度的規(guī)定數(shù)值增加40%,二類、三類環(huán)境中混凝土保護層厚度應(yīng)按規(guī)定采取專門有效措施。

(5)受力鋼筋的混凝土保護層除滿足規(guī)范要求的混凝土保護層最小厚度的規(guī)定外,不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑。機械連接接頭連接件的除滿足規(guī)范要求的混凝土保護層最小厚度的規(guī)定外,連接件之間的橫向凈距不宜小于25mm。梁、柱中的箍筋和構(gòu)造筋的混凝土保護層不應(yīng)小于15mm。板、墻、殼的分布筋混凝土保護層不應(yīng)小于混凝土設(shè)計規(guī)范中的數(shù)值減10mm且不應(yīng)小于10mm。

(6)應(yīng)嚴格控制鋼筋的混凝土保護層厚度,不得隨意增大和減小。以梁為例,如果增大了上下表面的混凝土保護層厚度就會降低梁的有效高度,進而降低梁的承載能力。如果鋼筋的混凝土保護層厚度小于最小厚度,鋼筋受到外部環(huán)境的侵蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久失效,更加危險。所以按照規(guī)范要求嚴格控制鋼筋的混凝土保護層厚度對保證結(jié)構(gòu)安全及使用壽命至關(guān)重要。

2 鋼筋的錨固長度

鋼筋的錨固長度是指受力鋼筋通過混凝土與鋼筋的粘結(jié)將所受的力傳遞給混凝土所需的長度。錨固長度是鋼筋的外形系數(shù)、錨固形式、錨固區(qū)混凝土保護層厚度、設(shè)計計算面積與實際配筋面積的比值等經(jīng)過修正后得來的,比較麻煩。一般錨固長度的確定都采用平法圖集中的有關(guān)規(guī)定。

2.1 鋼筋的錨固長度與混凝土強度等級有關(guān)

以三級抗震、HPB235普通鋼筋為例,鋼筋的錨固長度與混凝土強度等級關(guān)系如下:混凝土強度等級分別為C20C25C30C35≥ C40時對應(yīng)的鋼筋的錨固長度為33d28d25d 23d21d 。即同類鋼筋混凝土強度等級越高其鋼筋的錨固長度越短。

2.2 鋼筋的錨固長度與鋼筋的種類及直徑有關(guān)

以三級抗震等級、混凝土強度等級C25為例,各種類鋼筋的錨固長度分別為:HPB235普通鋼筋為28d。HRB335d≤25普通鋼筋為35d,d>25普通鋼筋為39d。HPB335環(huán)氧樹脂涂層鋼筋d≤25時為44d,d>25時為48d。HRB400及RRB400普通鋼筋d≤25時為42d,d>25時為46d,環(huán)氧樹脂涂層鋼筋d≤25時為53d,d>25時為58d。即不同鋼筋級別越高錨固長度越長,同類鋼筋直徑越大錨固長度也越長。

2.3 鋼筋的錨固長度與抗震等級有關(guān)

以HRB335普通鋼筋(d≤25)混凝土強度等級C25為例,一二級抗震等級時鋼筋的錨固長度為38d,三級抗震等級時鋼筋的錨固長度為35d,四級抗震等級時鋼筋的錨固長度與非抗震鋼筋的錨固長度相同。需要說明的是不同構(gòu)件當(dāng)承受地震水平作用力時受力是不同的。框架梁柱剪力墻承受地震作用力,非框架梁板一般不考慮抵抗地震作用力。所以在計算錨固長度時受地震作用力的應(yīng)采用抗震錨固長度,非框架梁板、筏基、條基基礎(chǔ)梁等應(yīng)采用非抗震錨固長度。

2.4 其它

①當(dāng)鋼筋在混凝土施工中易受擾動,其錨固長度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。②任何情況下錨固長度不得小于250mm。③HPB235鋼筋受拉時其末端應(yīng)做成180度彎鉤,彎鉤平直段長度不應(yīng)小于3d,受壓時其末端可不做彎鉤。④當(dāng)HPB335、HRB400和RRB400級縱向受拉鋼筋末端采用機械錨固時包括附加錨固端頭在內(nèi)的錨固長度可取錨固長度表中數(shù)值的0.7倍。

3 綁扎搭接鋼筋的搭接長度

(1)綁扎搭接長度與錨固長度有關(guān)。

縱向受拉鋼筋綁扎搭接長度是由錨固長度經(jīng)過修正得來的,即用抗震作用下或非抗震作用下的錨固長度乘以修正系數(shù)。

(2)綁扎搭接長度修正系數(shù)與搭接接頭面積百分率有關(guān)。

當(dāng)縱向鋼筋搭接接頭的面積百分率分別為25%,50%,100%時其修正系數(shù)為1.2,1.4,1.6。需要明確的是縱向鋼筋搭接接頭的面積百分率不是針對整個構(gòu)件而言的,以梁為例,應(yīng)分別計算梁的上部縱筋及下部縱筋的接頭的面積百分率。

(3)當(dāng)不同直徑的鋼筋搭接時取較小直徑計算的搭接長度。在任何情況下非抗震綁扎搭接長度不得小于300mm,是針對縱向受拉鋼筋的,樓板分布筋、架力筋等構(gòu)造筋不適用此規(guī)定。

鋼筋的綁扎搭接就是將兩根鋼筋用綁絲綁扎起來通過與混凝土的粘結(jié)力共同作用。由于鋼筋軸心錯位及混凝土不能完全包裹每一根鋼筋,構(gòu)件的破壞點經(jīng)常出現(xiàn)在綁扎接頭上,與綁扎搭接長度關(guān)系不大,另外綁扎搭接比焊接連接耗用鋼材多,所以從質(zhì)量安全和技術(shù)經(jīng)濟的角度應(yīng)對綁扎搭接工藝加以限制,較大直徑的鋼材應(yīng)采用焊接或機械連接等。

綜上所述,正確理解鋼筋的混凝土保護層、錨固長度、搭接長度的基本概念,熟練運用規(guī)范數(shù)據(jù)對于確定工程施工及預(yù)結(jié)算鋼筋用量是非常必要的。