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基本相同,兩種材料的結合做到了優勢互補,得到了廣泛的應用。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,在室內正常環境下,墻的混凝土保護層當混凝土強度等級 ≤ C20時為20mm,≥ C25時為15mm。梁的混凝土保護層當混凝土強度等級≥C20時為30mm,≥ C25時為25mm. 板的混凝土保護層當混凝土強度等級 ≤ 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境類別影響。

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

(4)鋼筋的混凝土保護層同設計使用年限有關。

設計使用年限為100年的結構,在一類環境中混凝土保護層厚度應按混凝土保護層最小厚度的規定數值增加40%,二類、三類環境中混凝土保護層厚度應按規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范要求的混凝土保護層最小厚度的規定外,不應小于鋼筋的公稱直徑。機械連接接頭連接件的除滿足規范要求的混凝土保護層最小厚度的規定外,連接件之間的橫向凈距不宜小于25mm。梁、柱中的箍筋和構造筋的混凝土保護層不應小于15mm。板、墻、殼的分布筋混凝土保護層不應小于混凝土設計規范中的數值減10mm且不應小于10mm。

(6)應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,鋼筋受到外部環境的侵蝕導致結構耐久失效,更加危險。所以按照規范要求嚴格控制鋼筋的混凝土保護層厚度對保證結構安全及使用壽命至關重要。

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、錨固形式、錨固區混凝土保護層厚度、設計計算面積與實際配筋面積的比值等經過修正后得來的,比較麻煩。一般錨固長度的確定都采用平法圖集中的有關規定。

2.1 鋼筋的錨固長度與混凝土強度等級有關

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系如下:混凝土強度等級分別為C20C25C30C35≥ C40時對應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

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

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件當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采用抗震錨固長度,非框架梁板、筏基、條基基礎梁等應采用非抗震錨固長度。

2.4 其它

①當鋼筋在混凝土施工中易受擾動,其錨固長度應乘以修正系數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做成180度彎鉤,彎鉤平直段長度不應小于3d,受壓時其末端可不做彎鉤。④當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的錨固長度可取錨固長度表中數值的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。

縱向受拉鋼筋綁扎搭接長度是由錨固長度經過修正得來的,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。

(2)綁扎搭接長度修正系數與搭接接頭面積百分率有關。

當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件而言的,以梁為例,應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、架力筋等構造筋不適用此規定。

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,構件的破壞點經常出現在綁扎接頭上,與綁扎搭接長度關系不大,另外綁扎搭接比焊接連接耗用鋼材多,所以從質量安全和技術經濟的角度應對綁扎搭接工藝加以限制,較大直徑的鋼材應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,熟練運用規范數據對于確定工程施工及預結算鋼筋用量是非常必要的。