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1、第一章 钢筋基础知识与平法原理,1.1 钢筋的概述 1.2钢筋的加工与连接 1.3钢筋计算原理 1.4混凝土结构平面整体表示方法概述,1.1钢筋标识 1.2钢筋锚固 1.3钢筋连接,钢筋种类,按外形分类 圆钢和螺纹钢 按照生产工艺分类 热轧钢筋： HPB235； HPB300，HRB335；HRB400；RRB400 预应力钢绞线：,常用钢筋形式,D,钢绞线,刻痕钢丝,螺旋肋钢丝,钢筋规格,HPB235 6，8，10，12 HRB335 12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40 HRB400 6，8，10， 12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，4
2、0,二级钢筋,一级钢筋,钢筋一般表示法（钢筋信息）,1.2钢筋一般表示法（图例）,预应力钢筋表示法,钢筋的性能,1.强度性能 2.塑性性能 3.冲击韧性 4.疲劳性能 5.钢筋的焊接性能 6.与混凝土的粘结力,钢筋混凝土保护层,定义 混凝土结构中最外层钢筋的外边缘至混凝土构件表面的距离，称为混凝土保护层厚度。 作用 保护钢筋不被锈蚀； 在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢； 使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。,混凝土保护层,钢筋锚固,锚固长度 为了使钢筋不被拔出就必须有一定的埋入长度使得钢筋能通过粘结应力把拉拔传递给砼，此埋入长度即为锚固。 最小锚固长度 非抗震锚固长度：la；抗震锚固长度：la
3、E 光圆钢筋末端弯钩 为了保证可靠粘结与锚固，光圆钢末端做成的弯钩，有90、135、 180 。,基本锚固长度,基本锚固长度即纵向受拉钢筋的锚固长度,普通钢筋,预应力钢筋,钢筋变形系数,ft：砼抗拉强度设计值，C40,抗震锚固长度,抗震锚固长度计算 一、二级抗震等级 laE=1.15la 三级抗震等级 laE=1.05la 四级抗震等级 laE=1.05la,减小锚固长度的措施,机械锚固 基本锚固长度计算值的0.7倍,末端带135o弯钩,末端与钢板穿孔塞焊,末端与短钢筋双面贴焊,钢筋的图例：下表列出了一般钢筋的常用图例。,钢筋的加工与连接,一、钢筋的加工 1.钢筋的加工机械 钢筋强化机械 钢筋
4、成型机械 钢筋弯曲机械 钢筋焊接机,2 、钢筋的冷加工 钢筋的冷加工是充分发挥材料的效用、节约钢材和满足预应力钢筋要求的重要途径，最常用的冷加工方法有冷拉和冷拔两种。,软钢的应力应变曲线,a 比例极限,b 弹性极限,ob 弹性阶段,d 极限抗拉强度,bc 屈服阶段,cd 强化阶段,de 破坏阶段,e 极限应变,硬钢的应力应变曲线,d 极限抗拉强度,e 极限应变,条件屈服强度：,取残余应变为0.2%所对应的应力作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。,钢筋的应力应变简化模型,（1）理想弹塑性模型,（2）三段线性模型,钢筋的塑性性能,（1）延伸率：,（2）冷弯性能：,延伸率越大，钢筋的
5、塑性和变形能力越好。,弯心直径越小，弯过的角度越大，冷弯性能越好，钢筋的塑性性能越好。,钢筋的冷加工,冷拉：,在常温下用机械方法将有明显流幅的钢筋拉到超过屈服强度的某一应力值，然后卸载至零。,钢筋的冷加工,钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显的屈服台阶； 经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台阶，这种现象称为冷拉时效硬化。,钢筋的冷加工,冷拔：,将HPB235级热轧钢筋强行拔过小于其直径的硬质合金拔丝模具。,经过几次冷拔的钢丝，抗拉、抗压强度均大大提高，但塑性降低。,（一）钢筋的冷拉 钢筋冷拉是指在常温下将钢筋进行强力拉伸，使拉应力超过屈服强度产生塑性变形，达到提高强度和节约钢材
6、的目的。,1.钢筋冷拉的原理,2. 钢筋冷拉控制方法：钢筋冷拉控制可用控制冷拉率或控制冷拉应力两种方法。,冷拉控制应力及最大冷拉率,测定冷拉率时钢筋的冷拉应力,3 冷拉设备 冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋夹具等部分组成，如图所示。,4. 冷拉钢筋的质量检查 冷拉钢筋的质量验收，应符合下列规定： （1）应分批进行验收，每批由不大于20t的同级别、同直径冷拉钢筋组成； （2）钢筋表面不得有裂纹和局部颈缩，当用作预应力筋时，应逐根检查； （3）从每批冷拉钢筋中抽取两根钢筋，每根取两个试样分别进行拉拉伸和冷弯试验，当有一项试验结果不符合规定时，应另取双倍数量的试样重做各项试验，当仍有一个
7、试样不合格时，则该批冷拉不合格。,（二）钢筋的冷拔 冷拔是使直径68mm的HPB235级钢筋标准的Q235盘条筋强力通过特制的钨合金拔丝模孔如图所示，使钢筋产生塑性变形，以改变其物理力学性能。冷拔后的钢筋断面缩小，塑性降低，抗拉强度标准值可提高 5090%。这种经冷拔加工的钢筋称为冷拔低碳钢丝。,二、钢筋连接 钢筋长度不够需要接长所发生的驳接。 钢筋的连接方法有焊接连接、机械连接和绑扎连接。 连接原则 受力钢筋的接头宜设置在受力较小处，在同一根钢筋上宜少设接头。 轴心受拉及小偏心受拉杆件（如桁架和拱的拉杆）的纵向不得采用绑扎搭接接头。 受拉钢筋的直径d28mm及受压钢筋直径d 32mm时，不宜
8、采用绑扎搭接接头。,（一）钢筋焊接连接：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。 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。,连续闪光焊。工艺过程包括连续闪光和顶锻过程 。连续闪光焊一般用于焊接直径在22mm以内的HPB235、HRB335、HRB400和RRB400级钢筋和直径在16mm以内的HRB500级钢筋。不同直径钢筋焊接时，截面比不宜超过l. 5。,预热闪光焊。即在连续闪光焊接之前，增加一次预热过程，是在闭合电源后使两钢筋端面交替地接触和分
9、开，这时在钢筋端面的间隙中即发出断续的闪光而形成预热过程。适于焊接直径1632mm的RB335、HRB400和RRB400级钢筋及直径1228mm的HRB500级钢筋。特别适用于直径为25mm以上且端面较平整的钢筋。,闪光预热一闪光焊。即在预热闪光焊前再增加一次闪光过程，使钢筋预热均匀。闪光一预热一闪光焊比较适应焊接直径大于25mm、且端面不够平整的钢筋，这是闪光对焊中最常用的一种方法。 钢筋闪光对焊接头的外观检查 ： 钢筋闪光对焊接头的力学性能试验包括拉伸试验和弯曲试验 ：,（二）电弧焊：电弧焊是用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温，焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化，待其凝固形成焊缝或接头 。 焊
10、包括帮条焊、搭接焊、坡口焊（也称剖口焊）、窄间隙焊和熔槽帮条焊五种接头形式。此外，预埋件的钢板与钢筋的连接一般也采用电弧焊。,交流弧焊机,焊工实际操作电弧焊,小管45度角电弧焊,（三）电渣压力焊 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。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
11、、稳弧、顶锻三个过程连续进行。,电渣压力焊适用于1832的级钢及新级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢筋直径的1.6倍。,XX大学榴园宾馆18层框架柱钢筋采用电渣压力焊连接技术，图为工人先将焊接夹具的下夹钳夹住下部钢筋。,被连接的端面部位套上焊剂盒，用小铁簸箕将431焊剂装入焊剂盒，边装入边用棒条插捣，使焊剂盒中的焊剂松紧均匀，以保证鼓包均匀。,插入上部钢筋，焊接夹具上夹钳将上部钢筋夹紧，焊机的负极线连接于上钢筋。,引弧时摇动手柄，将上钢筋略提起，稳定电弧，使上、下钢筋两端面均匀烧化。,选定焊接参数,当烧化达到时间要求后，迅速摇转手柄，将上钢筋下压，此时，两钢筋端面间熔化的铁水均
12、匀外挤。,焊接完成后，插上铁板，打开焊剂盒，回收剩余的焊剂，可重复使用。,焊接完成后的接头被包围在渣壳中，像马蜂窝球，此时应让接头保温半小时左右，待冷却后敲去渣壳，露出带金属光泽的鼓包接头。,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12501350（相当于钢材熔点的0.800.90倍）时进行加压顶锻，使钢筋焊接在一起。,图为在南京古南都饭店工程地下室施工工地上，进行钢筋气压焊应用的表演。操作工人将夹钳夹住上、下钢筋端部，点燃气压焊的焊炬。,焊炬点燃后，套入钢筋连接部位
13、，先用强炎对连接部位上下轻微移动加热。,用强炎对钢筋端面加热后，集中用中炎加热，使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。,待钢筋两连接端面加热至热塑状态后，连接手动液压加压器，逐渐对上、下两钢筋加压。,边加压边加热，两钢筋连接端面紧密接触在一起，金属原子互相扩散，形成有效的连接。,加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状，夹钳的刚度很重要。,为检查气压焊钢筋接头的连接质量，在非破损的条件下，可作“热冲切”检验。图为中建一局科研所在进行热冲切试验。右边的钢筋接头已被热冲切。,（5）电阻点焊 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，
14、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。,点焊机工作原理,1 电极；2电极臂；3变压器的次级线圈；4变压器的初级线圈；5断路器；6变压器的调节开关；7踏板；8压紧机构,电阻点焊原理图,机械连接 钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，使两根钢筋能够传递力的连接方法。 常用的机械连接接头有：挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头和直螺纹套筒接头。,钢筋径向挤压连接,1钢套筒；2被连接的钢筋,钢筋冷压套筒连接最初采用轴向冷挤压连接技术，与预应力施工中的挤压锚的挤压类同。图为北京亚运会工程曾应用过的该技术。,钢筋机械连接冷压套筒连接,目前，冷压套筒连接主要为
15、径向冷压技术。图为南京古南都饭店的地下室底板40钢筋的8000个接头应用该技术连接。,冷压套筒连接的接头质量可靠，特别适用于大直径钢筋的连接以及受疲劳荷载的结构钢筋连接。,螺纹套筒连接技术最近应用日趋广泛，其施工方便，可全天候作业。图为将钢筋夹于套丝机上，切削加工。,钢筋机械连接锥螺纹套筒连接,套丝机切削加工时，对刀具的要求高，加工后的丝牙外观清晰，螺牙完整。,螺纹套筒连接有锥螺纹和直螺纹连接两种。早期锥螺纹采用车削螺纹加工，现改用滚压螺纹加工。直螺纹连接又分镦粗车削和剥肋滚压直螺纹两种。,螺纹套筒连接接头能应用于水平钢筋和竖向钢筋的连接，在钢筋密集区连接也很方便。,（1）焊接连接接头总的要求
16、抽样接头抗拉试验，其3个试件均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度值。闪光对焊和气压焊均要求做冷弯试验。竖向钢筋电渣压力焊只做拉伸试验。 （2）机械连接接头将接头根据单向拉伸性能、接头变形能力及反复拉压性能的差异分为A、B、C三个等级： A级接头抗拉强度达到或大于母材的抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能； B级接头抗拉强度达到或大于母材的屈服强度标准值的1.35倍，并具有一定高延性及反复拉压性能； C级接头仅能承受压力。,钢筋接头性能优劣的评定,绑扎连接 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；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
17、。,钢筋的现场绑扎,钢筋骨架倒塌照片,钢筋连接,钢筋连接 钢筋长度不够需要接长所发生的驳接。 绑扎搭接、焊接、机械连接。,钢筋混凝土构件详图,钢筋混凝土构件详图一般包括模板图、配筋图和钢筋表三部分。 （1）模板图 模板图表示构件的外表形状、大小及预埋件的位置等，是支模板的依据。一般在构件较复杂或有预埋件时才画模板图，模板图用细实线绘制。,（2）配筋图 配筋图包括立面图、断面图两部分，具体表达钢筋在混凝土构件中的形状、位置与数量。 在立面图和断面图中，把混凝土构件看成透明体，构件的外轮廓线用细实线表示，而钢筋用粗实线表示。配筋图是钢筋下料、绑扎的主要依据。,受力筋、箍筋、架立筋,梁、柱配筋图,（
18、3）钢筋表 为了便于钢筋下料、制作和方便预算，通常在每张图纸中都有钢筋表。 钢筋表的内容包括钢筋名称，钢筋简图，钢筋规格、长度、数量和质量等。 钢筋表对于识读钢筋混凝土配筋图很有帮助，应注意两者的联合识读。,钢筋表实例,锚固：为了使钢筋不被拔出就必须有一定的埋入长度使得钢筋能通过粘结应力把拉拔传递给砼，此埋入长度即为锚固。最小锚固长度：La;抗震锚固长度:Lae,弯钩：为了保证可靠粘结与锚固光圆钢末端做成的弯钩，有90、135、 180 度。 弯曲调整值：钢筋弯曲时外侧伸长，内侧缩短，轴线长度不变。因弯曲处形成圆弧而量尺寸又是延直线外，量外包尺寸，因此弯曲钢筋的量度尺寸大于下料尺寸，两者之间的
19、差值 叫弯曲调整值。 搭接：钢筋长度不够需要接长所发生的驳接，有绑扎搭接、焊接、机械连接。,钢筋绑扎搭接,钢筋搭接图样,常见钢筋混凝土构件,梁 柱 板 剪力墙 楼梯 基础,梁分类,框架梁 屋面框架梁 非框架梁 悬挑梁,关于平法的识图及配筋构造,梁内钢筋说明,标注说明,上图集中标注： KL2(2A)中KL2为梁名称，2A表示两跨有一端悬臂； 8100/200（2）表示箍筋是一级钢直径是8加密区间 距为100非加密区为200，肢数为2； 225表示2根二级、直径是25的通长筋；*410表示四 根一级、直径是10的腰筋； （4 12）表示4根一级、直径是12的架立筋； （-0.100）表示梁顶标高；
20、 原位标注： 225+222表示该处钢筋总信息为2根直径是25的加上2根直径是22的。 625 4/2表示6根钢筋上排有4根下排有2根,柱,箍筋：保证纵向钢筋的位置正确，又防止纵向钢筋压曲，从而提高柱承载能力。在构件中，箍筋应做成封闭式。 柱中的箍筋一般仅按构造要求配置： （1）、柱是一种受压构件，在承受荷载时，由于“长细比”影响，纵向钢筋可能过早地被压弯屈而丧失承载能力，因此，利用箍筋将它们围住，以改善抗弯曲条件。 （2）、配置箍筋，使柱的钢筋形成一个完整的骨架，与纵向钢筋互相联系，满足施工的要求。,板的分类,单块板,连续板,异形板,板内钢筋说明,剪力墙涉及相关概念,暗柱,端柱,暗梁,连梁,
21、剪力墙钢筋类型,竖向钢筋：剪力墙身竖直方向设置的用于抗弯的钢筋。,水平钢筋：剪力墙身水平方向设置的用于抗剪的钢筋。,洞口加筋,楼 梯,A型（一跑楼梯）,B型（有低端平板一跑楼梯）,C型（有低端平板一跑楼梯）,D型（有低端和高端平板一跑楼梯）,钢筋计算,上通筋：跨长和-左边支座的右半边-右边支座左半边+锚固*2：,梁钢筋的计算,箍筋（根数）： 【L(净跨)-50*2】/箍筋间距 + 1,左边支座上部负筋：1、上排：L(净跨)/3+锚固 2、下排： L(净跨)/4+锚固 右边支座上部负筋：1、上排：L(净跨)/3+锚固 2、下排： L(净跨)/4+锚固,中间支座上部负筋： 1、上排：L(净跨)/3
22、+ L(净跨)/3+支座宽 2、下排： L(净跨)/4+ L(净跨)/4+支座宽 【注：L (净跨) 为该支座相邻两跨跨长值大者】,下部纵筋：跨长-左边支座的右半边-右边支座左半边+左边锚固+右边锚固,吊筋：次梁宽+50*2+2*【梁高-2*砼保护层】/SIN 45 +2*20*D,架立筋：净跨长- L(净跨)/3【左边支座】- L(净跨)/3【右边支座】+搭接*2,悬臂梁钢筋计算,下图钢筋形式：全跨长-砼保护层-右支座+下弯长度+锚固长度,下弯长度：梁高-2*砼保护层+次梁宽-砼保护层+50+斜长+锚固值,基础插筋：基础层高+上层上层非连接区长度+搭接长度+锚固长度-砼保护层（35）,柱钢筋
23、的计算,中间层纵筋： 层高-非连接 区长度+上层非连接区长度+搭接长度,顶层柱纵筋（中柱）： 层高-梁高非连接区长度+锚固长度 锚固长度：梁高砼保护层12d,顶层柱纵筋（角柱、边柱）： 层高-梁高-上层非连接区长度+顶层锚固长度,插筋： 与上层钢筋的搭接长度+非搭接区长度+伸入下层的锚固长度,箍筋（根数）： 【L(净跨)-50*2】/箍筋间距 + 1,底部受力筋： 标注长度+2*弯钩长度（一级钢时）,板钢筋计算,上图单块板钢筋根数： 【板宽-上轴线到梁边距离-下轴到梁边距离-2*50】/间距 + 1,负筋： 标注长度+左弯折长度+右弯折长度,剪力墙钢筋计算,墙身钢筋,水平钢筋,竖向钢筋,墙端为
24、端柱,墙端为暗柱,外侧钢筋连续通过,外侧钢筋不连续通过,外侧钢筋连续通过,外侧钢筋不连续通过,基础层,中间层,顶层,长度,根数,长度,根数,墙柱,端柱,暗柱,墙柱,暗梁,连梁,纵筋,箍筋,纵筋,箍筋,中间层,顶层,墙身水平钢筋(墙端为暗柱)：,长度： 墙端为暗柱时： 外侧钢筋连续通过 外侧钢筋墙长-2*保护层 内侧钢筋墙长-2*保护层+弯折 外侧钢筋不连续通过 外侧钢筋墙长- 2*保护层+0.65*2Lae 内侧钢筋墙长- 2*保护层+弯折 根数：层高-2*50/间距+1（暗梁、连梁墙身水平筋照设）,暗柱与墙身相平,墙身水平钢筋（墙端为端柱）,长度： 墙端为端柱时： 外侧钢筋连续通过 外侧钢筋
25、墙长- 2*保护层 内侧钢筋墙净长+锚固长度（弯锚、直锚） 外侧钢筋不连续通过 外侧钢筋：墙长- 2*保护层+0.65*2Lae 内侧钢筋：墙净长+锚固长度（弯锚、直锚） 根数层高-2*50 /间距+1（暗梁、连梁内水平筋照设）,端柱突出墙身,墙身水平筋计算总结：,无论墙身转角为直角、丁直角、十字角甚至斜交角，墙身水平钢筋的长度计算只区分墙端为端柱还是暗柱，总的来说就是墙身端为暗柱时，水平钢筋算墙长；墙端为端柱时，水平钢筋算净长+锚固。,墙身竖向钢筋,长度 基础层，需要增加插筋。 中间层层高+伸入上层的搭接 顶层净高+锚固 根数墙净长-2*50 /间距+1（墙身竖向钢筋从暗柱、端柱边50mm开
26、始布置）,墙身拉筋,长度墙厚-2*保护层+弯钩 根数墙净面积/拉筋的布置面积 注：墙净积是指要扣除暗（端）柱、暗（连）梁；拉筋的面筋面积是指其水平方向间距*竖向间距。,暗（端）柱钢筋：,纵筋 基础层，需要输入插筋（格式同墙向竖向钢筋） 中间层层高+伸入上层的长度 顶层净高+锚固 如果是端柱，顶层锚固要区分边、中、角柱，要区分外侧钢筋和内侧钢筋。因为端柱可以看作是框架柱，所以其锚固也同框架柱相同。 箍筋：自由组合,暗梁,暗梁随墙走，故其钢筋计算很简单 纵筋暗梁净长+锚固 箍筋,连梁,纵筋 顶层连梁，长度洞口宽+左右两边锚固 中间层连梁，长度洞口宽+左右两边锚固 箍筋 顶层连梁，纵筋长度范围内均布置箍筋 中间层连梁，洞口范围内布置箍筋。,