钢筋 2011-04-20
钢筋 - 概述
光面钢筋钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。
钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材，其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种，交货状态为直条和盘圆两种。光圆钢筋实际上就是普通低碳钢的小圆钢和盘圆。变形钢筋是表面带肋的钢筋，通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。变形钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为8-50毫米，推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。钢种：20MnSi、20MnV、25MnSi、BS20MnSi。钢筋在混凝土中主要承受拉应力。变形钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。
钢筋 - 分类
钢筋混凝土用热轧光圆钢筋钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类：
（一）按直径大小分
钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径大于22mm）。
（二）按力学性能分
Ⅰ级钢筋（235/370级）；Ⅱ级钢筋（335/510级）；Ⅲ级钢筋（370/570）和Ⅳ级钢筋（540/835）
（三）按生产工艺分
热轧、冷轧、冷拉的钢筋，还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋，强度比前者更高。
（四）按在结构中的作用分：
受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等
配置在钢筋混凝土结构中的钢筋，按其作用可分为下列几种:
1.受力筋——承受拉、压应力的钢筋。
2.箍筋——承受一部分斜拉应力，并固定受力筋的位置，多用于梁和柱内。
3.架立筋——用以固定梁内钢箍的位置，构成梁内的钢筋骨架。
4.分布筋——用于屋面板、楼板内，与板的受力筋垂直布置，将承受的重量均匀地传给受力筋，并固定受力筋的位置，以及抵抗热胀冷缩所引起的温度变形。
5.其它——因构件构造要求或施工安装需要而配置的构造筋。如腰筋、预埋锚固筋、环等
钢筋 - 型号
低合金圆盘条一般钢筋混凝土工程常用的钢筋
（1）钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91
（2）钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-1998
（3）钢筋混凝土用余热处理钢筋GB13014-91
（4）低碳钢热轧圆盘条GB/T701-1997
（5）冷轧带肋钢筋GB13788-2000
（6）预应力混凝土用钢丝GB/T5223-2002
（7）预应力混凝土用低合金钢丝YB/T038-93
（8）预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003
（9）预应力混凝土用钢绞线ASTMA416-98A
（10）冷轧扭钢筋JG3046-1998
（11）冷拔螺旋钢筋DBJ14-BG3-96
钢筋 - 成品
螺纹圆盘条钢筋混凝土用余热处理钢筋
余热处理钢筋：热轧后立即穿水，进行表面控制冷却，然后利用芯部余热自身完成回火处理所得的成品钢筋。
带肋钢筋：表面通常带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋的钢筋。
月牙肋钢筋：横肋的纵截面呈月牙形，且与纵肋不相交的钢筋。
纵肋：平行于钢筋轴线的均匀连续肋。
横肋：与纵肋不平行的其他肋。
带肋钢筋的公称直径：与钢筋的公称横截面积相等的圆的直径。
带肋钢筋的相对肋面积：横肋在与钢筋轴线垂直平面上的投影面积与钢筋公称周长和横肋间距的乘积之比。
钢筋 - 焊接
钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊；熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。此外，钢筋与预埋件T形接头的焊接应采用埋弧压力焊，也可用电弧焊或穿孔塞焊，但焊接电流不宜大，以防烧伤钢筋。
闪光对焊1.闪光对焊
闪光对焊广泛用于钢筋连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊。
钢筋闪光对焊（是利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，待钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。
钢筋闪光对焊工艺常用的有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光—预热—闪光焊。对Ⅳ级钢筋有时在焊接后还进行通电热处理。
2.电弧焊
钢筋电弧焊的接头形式电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温，电弧使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化，待其凝固便形成焊缝或接头，电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。
钢筋电弧焊的接头形式有：搭接焊接头（单面焊缝或双面焊缝）、帮条焊接头（单面焊缝或双面焊缝）、剖口焊接头（平焊或立焊）和熔槽帮条焊接头（右图）。
a)搭接焊；b)帮条焊；c)立焊的剖口焊；d)平焊的剖口焊
焊接接头质量检查除外观外，亦需抽样作拉伸试验。如对焊接质量有怀疑或发现异常情况，还可进行非破损检验（X射线、γ射线、超声波探伤等）。
点焊机工作原理
3.电渣压力焊电渣压力焊在施工中多用于现浇混凝土结构构件内竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围内）钢筋的焊接接长。电渣压力焊有自动和手工电渣压力焊两类。与电弧焊比较，它工效高、成本低，可进行竖向连接，故在工程中应用较普遍。
进行电渣压力焊宜用合适焊接变压器。夹具（图3-9）需灵巧，上下钳口同心，保证上下钢筋的轴线最大偏移不得大于0.1d，同时也不得大于2mm。
焊接时，先将钢筋端部约120mm范围内的铁锈除尽，将夹具夹牢在下部钢筋上，并将上部钢筋扶直夹牢于活动电极中。自动电渣压力焊时还在上下钢筋间放置引弧用的钢丝圈等。再装上药盒，装满焊药，接通电路，用手柄使电弧引燃（引弧）。然后稳定一定时间，使之形成渣池并使钢筋熔化（稳弧），随着钢筋的熔化，用手柄使上部钢筋缓缓下送。当稳弧达到规定时间后，在断电同时用手柄进行加压顶锻（顶锻），以排除夹渣和气泡，形成接头。待冷却一定时间后，即拆除药盒、回收焊药、拆除夹具和清除焊渣。引弧、稳弧、顶锻三个过程连续进行。
4.电阻点焊
电阻点焊主要用于小直径钢筋的交叉连接，如用来焊接近年来推广应用的钢筋网片、钢筋骨架等。它的生产效率高、节约材料，应用广泛。
电阻点焊的工作原理是，当钢筋交叉点焊时，接触点只有一点，且接触电阻较大，在接触的瞬间，电流产生的全部热量都集中在一点上，因而使金属受热而熔化，同时在电极加压下使焊点金属得到焊合，原理下图所示。
电阻点焊不同直径钢筋时，如较小钢筋的直径小于10mm，大小钢筋直径之比不宜大于3；如较小钢筋的直径为12mm或14mm时，大小钢筋直径之比则不宜大于2。应根据较小直径的钢筋选择焊接工艺参数。
焊点应进行外观检查和强度试验。热轧钢筋的焊点应进行抗剪试验。冷加工钢筋的焊点除进行抗剪试验外，还应进行拉伸试验。
气压焊接设备示意图5．气压焊
气压焊接钢筋是利用乙炔-氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热，使钢筋端部产生塑性变形，并促使钢筋端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热到约1250~1350℃（相当于钢材熔点的0.80~0.90倍）时进行加压顶锻，使钢筋焊接在一起。
钢筋气压焊接属于热压焊。在焊接加热过程中，加热温度只为钢材熔点的0.8~0.9倍，且加热时间较短，所以不会出现钢筋材质劣化倾向。另外，它设备轻巧、使用灵活、效率高、节省电能、焊接成本低，可进行全方位（竖向、水平和斜向）焊接。所以在我国逐步得到推广。
气压焊接设备（右图）主要包括加热系统与加压系统两部分。
加热系统中加热能源是氧和乙炔。用流量计来控制氧和乙炔的输入量，焊接不同直径的钢筋要求不同的流量。加热器用来将氧和乙炔混合后，从喷火嘴喷出火焰加热钢筋，要求火焰能均匀加热钢筋，有足够的温度和功率并安全可靠。
加压系统中的压力源为电动油泵，使加压顶锻的压力平稳。压接器是气压焊的主要设备之一，要求它能准确、方便地将两根钢筋固定在同一轴线上，并将油泵产生的压力均匀地传递给钢筋达到焊接目的。
气压焊接的钢筋要用砂轮切割机断料，要求端面与钢筋轴线垂直。焊接前应打磨钢筋端面，清除氧化层和污物，使之现出金属光泽，并即喷涂一薄层焊接活化剂保护端面不再氧化。
钢筋 - 绑扎
钢筋的现场绑扎.螺纹连接，绑扎目前仍为钢筋连接的主要手段之一。
钢筋绑扎时，钢筋交叉点用铁丝扎牢；板和墙的钢筋网，除外围两行钢筋的相交点全部扎牢外，中间部分交叉点可相隔交错扎牢，保证受力钢筋位置不产生偏移；梁和柱的箍筋应与受力钢筋垂直设置，弯钩叠合处应沿受力钢筋方向错开设置。受拉钢筋和受压钢筋接头的搭接长度及接头位置符合施工及验收规范的规定。
钢筋的绑扎应该符合以下的规定
1.钢筋的交点须用铁丝扎牢；
2.板和墙的钢筋网片，另须在中间部分的相交点可相间隔交错的扎牢，但要保证受力钢筋不发生位移。双向受力钢筋网片，须全部扎牢；
3.梁和柱的钢筋，除了设计有要求外，箍筋应于受力筋垂直设置。
4.板、次梁与主梁交叉处、板的钢筋在上，次梁钢筋居中，主梁的钢筋在下；当有圈梁或垫梁时，主梁的钢筋在上。
钢筋 - 力学性能
1）钢筋的力学性能应符合下表规定：牌号公称直径mmσs(或σp0.2)
牌号
公称直径mm
σs(或σp0.2)
Mpa
σb
MPa
δ5
%
HRB335
6-25
28-25
335
490
16
HRB400
6-25
28-50
400
470
14
HRB500
6-25
28-50
500
630
12
2）钢筋在最大力下的总伸长率δgt不小于2.5%。供方如能保证，可不作检验。
3）根据需方要求，可供应满足下列条件的钢筋：
a)钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比不小于1.25；
b)钢筋实测屈服点与上表规定的最小屈服点之比不大于1.30。4、工艺性能
4）弯曲性能
按下表规定的弯心直径弯曲180度后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。牌号公称直径a
5）反向弯曲性能
根据需方要求，钢筋可进行反向弯曲性能试验。
反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。先正向弯曲45度，后反向弯曲23度，后反向弯曲23度。经反向弯曲试验后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。
钢筋 - 允许偏差
钢筋混凝土用热轧带肋钢筋表面质量
钢筋表面允许不得有裂纹、结疤和折叠。
钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差。
尺寸、外形、重量和允许偏差
１）公称直径范围及推荐直径
钢筋的公称直径范围为6～25mm，标准推荐的钢筋公称直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。
２）带肋钢盘的表面形状及尺寸允许偏差
带肋钢筋横肋应符合下列基本规定：
横肋与钢盘轴线的夹角β不应小于45度，当该夹角不大于70度时，钢筋相对两面上横肋的方向应相反；
横肋与间距l不得大于钢筋公称直径的0.7倍；
横肋侧面与钢筋表面的夹角α不得小于45度；
钢筋相对两面上横肋末端之间的间隙（包括纵肋宽度）总和不应大于钢筋公称周长的20%；
当钢筋公称直径不大于12mm时，相对肋面积不应小于0.055；公称直径为14mm和16mm，相对肋面积不应小于0.060；公称直径大于16mm时，相对肋面积不应小于0.065。
３）长度及允许偏差
a、长度：钢筋通常按定尺长度交货，具体交货长度应在合同中注明；钢筋以盘卷交货时，每盘应是一条钢筋，允许每批有5%的盘数（不足两盘时可有两盘）由两条钢筋组成。其盘重及盘径由供需双方协商规定。
b、长度允许偏差：钢筋按定尺交货时的长度允许偏差不得大于＋50mm。
c、弯曲度和端部：直条钢筋的弯曲变应不影响正常使用，总弯曲度不大于钢筋总长度的40%；钢筋端部应剪切正直，局部变形应不影响使用。
钢筋 - 重量计算
钢材理论重量计算的计量单位为公斤（kg）。其基本公式为：
W（重量，kg）=F（断面积mm2）×L（长度，m）×ρ（密度，g/cm3）×1/1000
钢的密度为：7.85g/cm3，螺纹钢理论重量计算公式如下：
W=0.00617×d2（kg/m）
d=断面直径mm，如断面直径为12mm的螺纹钢，每米重量=0.00617X12X12=0.888KG
钢筋 - 工程计算
冷轧扭钢筋一、钢筋工程量计算规则
1、钢筋工程，应区别现浇、预制构件、不同钢种和规格，分别按设计长度乘以单位重量，以吨计算。
2、计算钢筋工程量时，设计已规定钢筋塔接长度的，按规定塔接长度计算；设计未规定塔接长度的，已包括在钢筋的损耗率之内，不另计算塔接长度。钢筋电渣压力焊接、套筒挤压等接头，以个计算。
3、先张法预应力钢筋，按构件外形尺寸计算长度，后张法预应力钢筋按设计图规定的预应力钢筋预留孔道长度，并区别不同的锚具类型，分别按下列规定计算：
（1)低合金钢筋两端采用螺杆锚具时，预应力的钢筋按预留孔道长度减0.35m,螺杆另行计算。
（2）低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端螺杆锚具时，预应力钢筋长度按预留孔道长度计算，螺杆另行计算。
（3）低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端采用帮条锚具时，预应力钢筋增加0.15m,两端采用帮条锚具时预应力钢筋共增加0.3m计算。
（4）低合金钢筋采用后张硅自锚时，预应力钢筋长度增加0.35m计算。
（5）低合金钢筋或钢绞线采用JM,XM,QM型锚具孔道长度在20m以内时，预应力钢筋长度增加lm；孔道长度20m以上时预应力钢筋长度增加1.8m计算。
（6）碳素钢丝采用锥形锚具，孔道长在20m以内时，预应力钢筋长度增加lm；孔道长在20m以上时，预应力钢筋长度增加1．8m.
（7）碳素钢丝两端采用镦粗头时，预应力钢丝长度增加0.35m计算。
（二）各类钢筋计算长度的确定
钢筋长度=构件图示尺寸－保护层总厚度+两端弯钩长度+（图纸注明的搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值）
式中保护层厚度、钢筋弯钩长度、钢筋搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值以及各种类型钢筋设计长度的计算公式见以下：
1、钢筋的砼保护层厚度
受力钢筋的砼保护层厚度，应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应小于受力钢筋直径，并应符合下表的要求。
注：（1）轻骨料砼的钢筋的保护层厚度应符合国家现行标准《轻骨料砼结构设计规程》。
（2）处于室内正常环境由工厂生产的预制构件，当砼强度等级不低于C20且施工质量有可靠保证时，其保护层厚度可按表中规定减少5mm，但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm；处于露天或室内高湿度环境的预制构件，当表面另作水泥砂浆抹面且有质量可靠保证措施时其保护层厚度可按表中室内正常环境中的构件的保护层厚度数值采用。
（3）钢筋砼受弯构件，钢筋端头的保护层厚度一般为10mm；预制的肋形板，其主肋的保护层厚度可按梁考虑。
（4）板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm；梁、柱中的箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。
钢筋保护层塑料垫块2、钢筋的弯钩长度
Ⅰ级钢筋末端需要做1800、1350、900、弯钩时，其圆弧弯曲直径D不应小于钢筋直径d的2.5倍，平直部分长度不宜小于钢筋直径d的3倍；HRRB335级、HRB400级钢筋的弯弧内径不应小于钢筋直径d的4倍，弯钩的平直部分长度应符合设计要求。
3、弯起钢筋的增加长度
弯起钢筋的弯起角度一般有300、450、600三种，其弯起增加值是指钢筋斜长与水平投影长度之间的差值。
4、箍筋的长度
箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求。当设计无具体要求时，用Ⅰ级钢筋或低碳钢丝制作的箍筋，其弯钩的弯曲直径D不应大于受力钢筋直径，且不小于箍筋直径的2.5倍；弯钩的平直部分长度，一般结构的，不宜小于箍筋直径的5倍；有抗震要求的结构构件箍筋弯钩的平直部分长度不应小于箍筋直径的10倍。
箍筋的长度两种计算方法：
（1）可按构件断面外边周长减去8个砼保护层厚度再加2个弯钩长度计算。
（2）可按构件断面外边周长加上增减值计算。
增减值P
抗震结构1350/1350-88-33-202278133增减值=25×8-27.8d
一般结构900/1800-133-100-90-66-330增减值=25×8-16.75d
一般结构900/900-140-110-103-80-50-20增减值=25×8-15d
（三）钢筋的锚固长度
钢筋的锚固长度，是指各种构件相互交接处彼此的钢筋应互相锚固的长度。设计图有明确规定的，钢筋的锚固长度按图计算；，当设计无具体要求时，则按《混凝土结构设计规范》的规定计算。
GB50010—2002规范规定：（1）受拉钢筋的锚固长度（2）圈梁、构造柱钢筋锚固长度
（四）钢筋计算其他问题
在计算钢筋用量时，还要注意设计图纸未画出以及未明确表示的钢筋，如楼板中双层钢筋的上部负弯矩钢筋的附加分布筋、满堂基础底板的双层钢筋在施工时支撑所用的马凳及钢筋砼墙施工时所用的拉筋等。这些都应按规范要求计算，并入其钢筋用量中。
钢筋钢筋工程量计算实例
（1）钢筋混凝土现浇板如图所示计算10块板的钢筋工程量
解：①Φ8=（2.7-0.015×2)×［(2.4-0.015×2)÷0.15+1］×0.395=2.67×13×0.395=13.71kg
②Φ8=2.37×19×0.395=17.79kg
③Φ12=（0.5+0.1×2）×［（2.67+2.3）×2÷0.2+4］×0.888=33.56kg
④Φ6.5=(2.67×6+2.37×6)×0.26=7.86kg
小计：Φ10以内：（13.71+17.79+7.86）×10=393.60kg
Φ10以上：33.56×10=335.60kg
铁马钢筋按经验公式1%计算：
Φ10以内：（393.60+335.60）×0.01=7.29kg[1]
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