钢筋

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目录

什么是钢筋

  钢筋是一种钢制的条状物,是建筑材料的一种。例如在钢筋混凝土之中,用于支撑结构的骨架。

钢筋种类[1]

  钢筋主要有热轧和冷轧两类,常见的钢筋多为热轧钢筋。热轧钢筋是经加热轧制成型并自然冷却的成品钢筋。如热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋。冷轧钢筋为在热轧钢筋(主要为热轧圆盘条类)的基础上再冷加工成型的钢筋。如冷轧带肋钢筋、钢绞线等。根据热轧钢筋的轧制外形可将其分为光圆钢筋和带肋钢筋两大类。实际使用时,常常按照钢筋的强度等级将其划分为4个等级。其中Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级热轧钢筋常常用于非预应力钢筋混凝土中,Ⅳ级钢筋因其强度高,塑性变形能力较Ⅰ~Ⅲ级钢筋低,所以常常用于预应力钢筋混凝土中。

  Ⅰ级钢筋是用镇静钢、半镇静钢或沸腾钢等普通碳素钢轧制的光圆钢筋。它属于低强度钢筋,具有塑性好、伸长率高(在25%以上)、便于弯折成型、容易焊接等特点。它的使用范围很广,可用作中、小型钢筋混凝土结构的主要受力钢筋,构件的箍筋,钢、木结构的拉杆等。热轧圆盘条钢筋还可作为冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋的原料。

  Ⅱ级钢筋是我国普遍使用的钢筋,俗称“螺纹钢”,牌号为HRB335,以前称20MnSi。它占我国钢筋总产量的60%以上。

  Ⅲ级钢筋也俗称“螺纹钢”牌号为HRB400,它是在生产过程中加入了钒、铌、钛等合金,与普通Ⅱ级螺纹钢筋相比,具有强度高、韧性好、焊接性能和抗震性能良好的优点。如其屈服点提高19%,抗拉强度提高10%以上;如果不考虑其它因素,用Ⅲ级钢筋将降低钢材成本投入13.3%,可节省钢材用料10%以上,并减轻建筑物的自重量30%;用其替代ф12mm以下的Ⅰ级钢筋,则可节省40%以上的钢材经济效益社会效益十分显著。Ⅲ级钢筋在国外一些发达国家早已普遍推广应用,如在欧洲等发达国家建筑市场,Ⅲ级螺纹钢筋占螺纹钢总量的80%。一些国家使用高强度含钒Ⅲ级螺纹钢筋已达到80%--90%。近些年来,被国内建筑市场看好,高层建筑普遍使用,国内市场前景十分广阔,从而促进生产厂家改进生产工艺,加大规模生产

  然而,Ⅲ级(HRB400)热轧带肋钢筋普遍采用20MnSiV钢坯轧制,钢中需加入钒合金,提高钢的屈服强度和抗拉强度。20MnSiV钢筋的含钒量比例:Φ10mm~Φ22mm钢筋为0.04/0.06%;Φ25mm~Φ40mm钢筋为0.06/0.09%。然而,前几年由于钒铁价格急剧上升,最高时曾达到43万元/吨,使钢厂生产成本大幅上升。据钢厂统计,在400MPa级别的钢筋中,每吨需加入1.0~1.5公斤钒铁(含钒50%),如按V50钒铁40万元/吨计算,那么需增加合金成本400~600元/吨。据钢厂有关人士介绍,生产企业面临巨大的生产成本压力,目前我国一些钢厂在生产工艺技术上进行改革,采用一种叫穿水强制冷却的生产工艺技术,增加螺纹钢的强度。据悉,用这种工艺生产的Ⅲ级螺纹钢不需要加钒、铌合金,钢的强度同样达到Ⅲ级螺纹钢的标准。据说如今有不少钢厂都是以这种工艺进行生产,这样Ⅲ级螺纹钢的生产成本将会明显下降。一些生产者介绍,目前在国外也普遍采取这种工艺技术,提高钢的强度。不过,业内人士认为,采用这种工艺生产Ⅲ级螺纹钢,工艺控制非常重要,质量稳定性有待提高。

  用Ⅱ、Ⅲ级钢筋作为钢筋混凝土结构的受力钢筋,比使用Ⅰ级钢筋可节省钢材40~50%。因此,广泛用于大、中型钢筋混凝土结构,如桥梁、水坝、港口工程和房屋建筑结构的主筋。

  Ⅳ级钢筋牌号为HRB500,为了建筑钢筋的升级,一些钢厂开发高强度、焊接性能好的高级别钢筋。它一般用中碳低合金镇静钢轧制,其中除以硅、锰为主要合金元素外,还加入钒或钛元素,使之在提高强度的同时保证其塑性和韧性。Ⅳ级钢筋表面也轧有纵筋和横肋,它是房屋建筑工程的主要预应力钢筋。Ⅳ级钢筋在使用前应由施工单位进行冷拉处理,冷拉应力为750MPa,以提高屈服点,发挥钢材的内在潜力,达到节约钢材的目的。经冷拉的钢筋,其屈服点不明显。但冷拉过的钢筋经数月自然时效或人工加温时效后,钢筋又会出现短小的屈服台阶,其值略高于冷拉应力,同时钢筋有变硬趋势,此现象称作“时效硬化”。因此,钢筋冷拉时在保证规定冷拉应力的同时,要控制冷拉伸长率不过大,以免钢筋变脆。Ⅳ级钢筋含碳量较高,对焊时一般采用闪光-预热-闪光焊或对焊后通电热处理的工艺,以保证对焊接头,包括热影响区不产生淬硬性组织,防止发生脆性断裂。Ⅳ级钢筋的直径一般为12毫米,广泛用于预应力混凝土板类构件以及成束配置用于大型预应力建筑构件(如屋架、吊车梁等)。

钢筋计算的工作特点[2]

  1.工作量大、时间紧

  钢筋工程量的计算仍然占用工程造价工作的大量精力。如果把计算工程量的工作看成100%的话,钢筋工程量的计算可以占到50~60%左右。工程造价人员的工作是非常辛苦的,特别是招投标工作常常时间要求紧,而且需要加班的就是钢筋工程量的计算。

  2.内容繁琐、枯燥

  广大造价工作者都公认一点,那就是钢筋工程量的计算是整个工程量计算中最为繁琐和复杂的部分。钢筋工程量计算要求计算者不但要熟练掌握钢筋图集规范,而且要有一定的空间想象力识图能力要强。钢筋工程量的计算内容比较多,而且计算过程比较枯燥,要求计算过程中精力集中,事关重大,必须谨慎计算。一个工程下来相当的疲惫。

钢筋配筋的一般规定

  在钢筋混凝土构件中,要配置多少钢筋,钢筋的种类规格、形状怎样,配置在构件的什么位置上,都要经过详尽的计算。为了确保钢筋混凝土结构的质量,国家制订有专门规范,对结构配筋要求作了规定;其中某些规定对于钢筋工以及从事钢筋配料和代换工作的人员是必须熟悉和在工作中遵循的。

  1.混凝土保护层
  1)混凝土保护层最小厚度

  为了防止钢筋生锈,保证钢筋与混凝土之间有足够的粘结力,因此,在钢筋混凝土结构中的钢筋必须有足够厚度的混凝土保护层。

  混凝土保护层厚度(指受力钢筋外边缘至混凝土表面的距离)应符合设计要求。如无设计要求时,应符合表l的规定,且不应小于钢筋的公称直径。

  2)几种特殊条件下的混凝土保护层

  (1)处于露天或室内高湿度环境的构件,当采用按室内正常环境设计的预制构件标准图时,这些预制构件又是采用钢模板生产或调整构件保护层厚度有困难时,可在其表面另作水泥砂浆(≥M10)抹面层,以满足露天或室内高湿度环境对保护层厚度的要求;此时,必须保证水泥砂浆(≥M10)抹面层的施工质量。

  (2)要求使用年限较长的重要建筑物和受沿海环境侵蚀的建筑物的重要结构,当处于露天或室内高湿度环境时,共保护层厚度应按表l项次2的数值适当增加。

  (3)有防火要求的建筑物,其保护层厚度尚应符合国家现行有关防火规范的规定。

  (4)有腐蚀性的介质对建筑物的腐蚀作用,其保护层厚度尚应符合国家现行工业建筑物防腐蚀设计规范的规定。

  (5)机械连接接头连接的混凝土保护层厚度应满足受力钢筋保护层最小厚度的要求,连接件之间的横向净距不宜小于25mm。

  2.钢筋的接头

  钢筋的接头有焊接接头、绑扎接头和机械连接接头三种形式,对于前两种接头形式的使用范围、设置部位有如下规定:

  1)焊接接头

  轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头均应焊接。普通混凝土中直径大于22m的钢筋和轻骨料混凝土中直径大于20mm的I级钢筋及直径大于25mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋,均应采用焊接接头。钢筋采用焊接接头时,设置在同一构件内的焊接接头应相互错开,在受力钢筋直径35倍的区段范围内,同时不小于500mm。

  2)绑扎接头

  I级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩。纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积百分率不大于25%纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 为1.2、当百分率为50%系数∈为1.4、百分率为100% 时系数‘为1.6,钢筋绑扎、搭接连接区段的长度为1.3LL(LL(E)为搭接长度),凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。

  3)机械连接接头

  钢筋的机械连接形式有套筒连接、锥螺纹连接和平螺纹连接,具体形式应按图纸设计而定。

  3.钢筋的锚固

  钢筋与混凝土共同受力是靠它们之间的粘结力实现的,因此受力钢筋均应采取必要的锚固措施。

  用于绑扎骨架中的光圆受力钢筋,除轴心受压构件外,均应在末端做弯钩。变形钢筋、焊接骨架和焊接网中的光圆钢筋,其末端可不做弯钩;但如设计需要时,则应按设计构造要求做弯钩。I级钢筋末端应做180。弯钩,而Ⅱ、Ⅲ级变形钢筋末端只需做9O。或135。的弯折。

  钢筋的锚固应视抗震等级、混凝土强度等级、钢筋直径级别而定,具体应依照03G101—1中P33— 34页受拉钢筋最小(抗震)锚固长度La(Lae)计算。

参考文献

  1. 钢筋种类与质量监督控制.《建筑学研究前沿》.中国期刊网.2012-12-20
  2. 冉令孚.钢筋工程的特点与发展前景[J].《林业科技情报》2011年02期
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知识不用看,大咖讲你听
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