鋼筋基本知識(shí)

1、三三四四平法圖集介紹平法圖集介紹梁平法識(shí)圖梁平法識(shí)圖柱平法識(shí)圖柱平法識(shí)圖二二鋼筋的基本知識(shí)鋼筋的基本知識(shí)一一主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容剪力墻平法識(shí)圖剪力墻平法識(shí)圖五五一、鋼筋的基本知識(shí)一、鋼筋的基本知識(shí)目目 錄錄 一、鋼筋的分類及鋼筋符號(hào)一、鋼筋的分類及鋼筋符號(hào) 二、鋼筋的拉伸試驗(yàn)二、鋼筋的拉伸試驗(yàn) 三、鋼筋的機(jī)械性能三、鋼筋的機(jī)械性能 四、四、 鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù) 五、鋼筋與混凝土共同工作的原理五、鋼筋與混凝土共同工作的原理 六、鋼筋的錨固六、鋼筋的錨固 七、鋼筋的連接七、鋼筋的連接一、鋼筋的分類一、鋼筋的分類1.鋼筋的分類鋼筋的分類 (1) (1)按力學(xué)性能按力學(xué)性能 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋-

2、 -300300/ /420420級(jí)級(jí) 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋-335/-335/455455級(jí)級(jí) 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋- -400400/5/54 40 0級(jí)級(jí) 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋-5-50000/ /630630級(jí)級(jí)分子是屈服強(qiáng)度，分母是抗拉強(qiáng)度，單位是分子是屈服強(qiáng)度，分母是抗拉強(qiáng)度，單位是MpaMpa。 (2)按直徑大小按直徑大小 鋼絲（直徑35mm）、細(xì)鋼筋（直徑610mm）、粗鋼筋（直徑大于22m）。 (3)按在結(jié)構(gòu)中的作用按在結(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。(4)按生產(chǎn)工藝及軋制外形按生產(chǎn)工藝及軋制外形 熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 熱軋帶肋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。

3、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。、級(jí)帶肋鋼筋，采用月牙肋表面形狀。 余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋 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)別為級(jí)。 熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋 普通低碳鋼熱軋圓盤條普通低碳鋼熱軋圓盤條(5) 按鋼筋的外形分類按鋼筋的外形分類 普通鋼筋

4、：普通鋼筋：光面(圓)鋼筋、變形鋼筋（麻面：月牙紋、螺紋及人字紋）。光圓鋼筋光圓鋼筋螺紋鋼筋螺紋鋼筋人字紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋 鋼絲和鋼絞線鋼絲和鋼絞線 用作預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋：由直徑為4-10 mm，捻制成鋼絞線后也不超過(guò)15 mm。由2股、3股、7股鋼絲捻制而成，均可盤成卷狀。鋼絲（直徑5mm），鋼筋（直徑5mm）2.鋼筋符號(hào)鋼筋符號(hào)HPB300 ，(級(jí)鋼級(jí)鋼)熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋HRB335 ，(級(jí)鋼級(jí)鋼)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋HRBF335 F，(級(jí)鋼級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋HRB400 ，(級(jí)鋼級(jí)鋼)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋HRBF400 F

5、，(級(jí)鋼級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋RRB400 R，(級(jí)鋼級(jí)鋼)余熱處理帶肋鋼筋余熱處理帶肋鋼筋HRB500 ，( 級(jí)鋼級(jí)鋼)普通熱軋帶肋鋼筋普通熱軋帶肋鋼筋HRBF500 F，(級(jí)鋼級(jí)鋼)細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋 H、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。S-鋼絞線鋼絞線 S Strand P-光面鋼絲光面鋼絲 P Plain I-刻痕鋼絲刻痕鋼絲 I Indented H-螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲 H Helix HT-熱處理鋼

6、筋熱處理鋼筋 HT Heat-treated 2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼筋筋的的符符號(hào)號(hào)二、鋼筋的拉伸試驗(yàn)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(guò)靜力拉伸試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)來(lái)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）。1.彈性階段（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

7、應(yīng)變成正比，所以也稱比例極限，用f0表示。2.屈服階段（屈服階段（A-B） 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)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。3.強(qiáng)化階段（強(qiáng)化階段（B-C） 鋼筋拉試驗(yàn)過(guò)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

8、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。4、頸縮階段（、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。 圖1-3是軟鋼（I-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(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，如圖1-5所示。 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(méi)有明顯的屈服

9、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(méi)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)。三、鋼筋的機(jī)械性能三、鋼筋的機(jī)械性能 鋼筋的機(jī)械性能通過(guò)試驗(yàn)來(lái)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)、屈服點(diǎn)(fy) 當(dāng)鋼筋的應(yīng)力超過(guò)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

10、承擔(dān)的拉力值，就是屈服點(diǎn)s。 2、抗拉強(qiáng)度（、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?（1）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(guò)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。 3、伸長(zhǎng)率、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

11、，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(lái)，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)的比率用表示，即 伸長(zhǎng)率值越大，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10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100表示。對(duì)于鋼絞線則為200。 4、冷彎性能、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

12、。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(wú)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。四、鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)四、鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)1.普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用2.普通鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按下表采用普通鋼筋的強(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

13、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 。3.普通鋼筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率普通鋼筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率gt不應(yīng)小于下表不應(yīng)小于下表中的數(shù)值：中的數(shù)值： 4.彈性模量彈性模量 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(guò)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。五、鋼筋與混凝土共同工作的原理五、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

14、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)。1.粘結(jié)力粘結(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；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(lái)自摩阻力；帶肋鋼筋粘結(jié)力主要來(lái)自摩阻力； 變形鋼筋的粘結(jié)力以機(jī)械咬合力為主。變形鋼筋的粘結(jié)力以機(jī)械咬合力為主。2.錨固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(wú)支座時(shí)：鋼筋收

15、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。 (1)常用錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式常用錨固長(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：）中錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式：yatfldf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)鋼筋外形系數(shù) (2)11G101-1中關(guān)于錨固長(zhǎng)度的規(guī)定中關(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

16、基本錨固長(zhǎng)度見下表： (3)鋼筋彎鉤和機(jī)械錨固的形式和技術(shù)要求鋼筋彎鉤和機(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。七、鋼筋的搭接七、鋼筋的搭接1.搭接方式：搭接方式： 綁扎搭接：綁扎搭接：算量時(shí)計(jì)算搭接長(zhǎng)度； 機(jī)械連接：機(jī)械連接：算量時(shí)計(jì)算接頭個(gè)數(shù)； 焊接：焊接：算量時(shí)計(jì)算接頭個(gè)數(shù)。2.搭接原則：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。3.機(jī)械連接接頭機(jī)械連接接頭 機(jī)械連接接頭有套筒擠壓連接技術(shù)套筒

17、擠壓連接技術(shù)、錐螺紋連接技術(shù)錐螺紋連接技術(shù)及直螺直螺紋連接技術(shù)紋連接技術(shù)等。 3.機(jī)械連接注意事項(xiàng)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。4.焊接接頭注意事項(xiàng)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

18、； (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。 5.鋼筋搭接注意事項(xiàng)鋼筋搭接注意事項(xiàng) （1）受力筋的接頭宜設(shè)在受力較小處；同一受力筋上宜少設(shè)接頭；結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位，縱向受力筋不宜設(shè)接頭。（2）軸心受拉及小偏心受拉桿件的縱向受力筋不得采用綁扎搭接；其他構(gòu)件中的鋼筋采用綁扎搭接時(shí)，受力筋直徑不宜大于25mm，受壓鋼筋直徑不宜大于28mm。（3）同一構(gòu)件中相鄰縱向受力筋的綁扎搭接接頭互相錯(cuò)開。（4）縱向受力筋的機(jī)械連接接頭宜相互錯(cuò)開。鋼筋機(jī)械連接區(qū)段長(zhǎng)度為35d，d為連接鋼筋的較小直徑。凡接頭中點(diǎn)位于連接區(qū)段長(zhǎng)度內(nèi)的機(jī)械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。 位于同一連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉筋接頭面積百分率不宜大于50%；但對(duì)板、墻、柱及預(yù)制構(gòu)件連接處，可根據(jù)實(shí)際情況放款，縱向受壓鋼筋的接頭百分率可不受限制。（5）構(gòu)件中的縱向受壓鋼筋