鋼筋

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什麼是鋼筋

  鋼筋是一種鋼製的條狀物,是建築材料的一種。例如在鋼筋混凝土之中,用於支撐結構的骨架。

鋼筋種類[1]

  鋼筋主要有熱軋和冷軋兩類,常見的鋼筋多為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋是經加熱軋製成型並自然冷卻的成品鋼筋。如熱軋帶肋鋼筋、熱軋光圓鋼筋。冷軋鋼筋為在熱軋鋼筋(主要為熱軋圓盤條類)的基礎上再冷加工成型的鋼筋。如冷軋帶肋鋼筋、鋼絞線等。根據熱軋鋼筋的軋制外形可將其分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩大類。實際使用時,常常按照鋼筋的強度等級將其劃分為4個等級。其中Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級熱軋鋼筋常常用於非預應力鋼筋混凝土中,Ⅳ級鋼筋因其強度高,塑性變形能力較Ⅰ~Ⅲ級鋼筋低,所以常常用於預應力鋼筋混凝土中。

  Ⅰ級鋼筋是用鎮靜鋼、半鎮靜鋼或沸騰鋼等普通碳素鋼軋制的光圓鋼筋。它屬於低強度鋼筋,具有塑性好、伸長率高(在25%以上)、便於彎折成型、容易焊接等特點。它的使用範圍很廣,可用作中、小型鋼筋混凝土結構的主要受力鋼筋,構件的箍筋,鋼、木結構的拉桿等。熱軋圓盤條鋼筋還可作為冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋的原料。

  Ⅱ級鋼筋是我國普遍使用的鋼筋,俗稱“螺紋鋼”,牌號為HRB335,以前稱20MnSi。它占我國鋼筋總產量的60%以上。

  Ⅲ級鋼筋也俗稱“螺紋鋼”牌號為HRB400,它是在生產過程中加入了釩、鈮、鈦等合金,與普通Ⅱ級螺紋鋼筋相比,具有強度高、韌性好、焊接性能和抗震性能良好的優點。如其屈服點提高19%,抗拉強度提高10%以上;如果不考慮其它因素,用Ⅲ級鋼筋將降低鋼材成本投入13.3%,可節省鋼材用料10%以上,並減輕建築物的自重量30%;用其替代ф12mm以下的Ⅰ級鋼筋,則可節省40%以上的鋼材經濟效益社會效益十分顯著。Ⅲ級鋼筋在國外一些發達國家早已普遍推廣應用,如在歐洲等發達國家建築市場,Ⅲ級螺紋鋼筋占螺紋鋼總量的80%。一些國家使用高強度含釩Ⅲ級螺紋鋼筋已達到80%--90%。近些年來,被國內建築市場看好,高層建築普遍使用,國內市場前景十分廣闊,從而促進生產廠家改進生產工藝,加大規模生產

  然而,Ⅲ級(HRB400)熱軋帶肋鋼筋普遍採用20MnSiV鋼坯軋制,鋼中需加入釩合金,提高鋼的屈服強度和抗拉強度。20MnSiV鋼筋的含釩量比例:Φ10mm~Φ22mm鋼筋為0.04/0.06%;Φ25mm~Φ40mm鋼筋為0.06/0.09%。然而,前幾年由於釩鐵價格急劇上升,最高時曾達到43萬元/噸,使鋼廠生產成本大幅上升。據鋼廠統計,在400MPa級別的鋼筋中,每噸需加入1.0~1.5公斤釩鐵(含釩50%),如按V50釩鐵40萬元/噸計算,那麼需增加合金成本400~600元/噸。據鋼廠有關人士介紹,生產企業面臨巨大的生產成本壓力,目前我國一些鋼廠在生產工藝技術上進行改革,採用一種叫穿水強製冷卻的生產工藝技術,增加螺紋鋼的強度。據悉,用這種工藝生產的Ⅲ級螺紋鋼不需要加釩、鈮合金,鋼的強度同樣達到Ⅲ級螺紋鋼的標準。據說如今有不少鋼廠都是以這種工藝進行生產,這樣Ⅲ級螺紋鋼的生產成本將會明顯下降。一些生產者介紹,目前在國外也普遍採取這種工藝技術,提高鋼的強度。不過,業內人士認為,採用這種工藝生產Ⅲ級螺紋鋼,工藝控制非常重要,質量穩定性有待提高。

  用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋作為鋼筋混凝土結構的受力鋼筋,比使用Ⅰ級鋼筋可節省鋼材40~50%。因此,廣泛用於大、中型鋼筋混凝土結構,如橋梁、水壩、港口工程和房屋建築結構的主筋。

  Ⅳ級鋼筋牌號為HRB500,為了建築鋼筋的升級,一些鋼廠開發高強度、焊接性能好的高級別鋼筋。它一般用中碳低合金鎮靜鋼軋制,其中除以硅、錳為主要合金元素外,還加入釩或鈦元素,使之在提高強度的同時保證其塑性和韌性。Ⅳ級鋼筋錶面也軋有縱筋和橫肋,它是房屋建築工程的主要預應力鋼筋。Ⅳ級鋼筋在使用前應由施工單位進行冷拉處理,冷拉應力為750MPa,以提高屈服點,發揮鋼材的內在潛力,達到節約鋼材的目的。經冷拉的鋼筋,其屈服點不明顯。但冷拉過的鋼筋經數月自然時效或人工加溫時效後,鋼筋又會出現短小的屈服臺階,其值略高於冷拉應力,同時鋼筋有變硬趨勢,此現象稱作“時效硬化”。因此,鋼筋冷拉時在保證規定冷拉應力的同時,要控製冷拉伸長率不過大,以免鋼筋變脆。Ⅳ級鋼筋含碳量較高,對焊時一般採用閃光-預熱-閃光焊或對焊後通電熱處理的工藝,以保證對焊接頭,包括熱影響區不產生淬硬性組織,防止發生脆性斷裂。Ⅳ級鋼筋的直徑一般為12毫米,廣泛用於預應力混凝土板類構件以及成束配置用於大型預應力建築構件(如屋架、吊車梁等)。

鋼筋計算的工作特點[2]

  1.工作量大、時間緊

  鋼筋工程量的計算仍然占用工程造價工作的大量精力。如果把計算工程量的工作看成100%的話,鋼筋工程量的計算可以占到50~60%左右。工程造價人員的工作是非常辛苦的,特別是招投標工作常常時間要求緊,而且需要加班的就是鋼筋工程量的計算。

  2.內容繁瑣、枯燥

  廣大造價工作者都公認一點,那就是鋼筋工程量的計算是整個工程量計算中最為繁瑣和複雜的部分。鋼筋工程量計算要求計算者不但要熟練掌握鋼筋圖集規範,而且要有一定的空間想象力識圖能力要強。鋼筋工程量的計算內容比較多,而且計算過程比較枯燥,要求計算過程中精力集中,事關重大,必須謹慎計算。一個工程下來相當的疲憊。

鋼筋配筋的一般規定

  在鋼筋混凝土構件中,要配置多少鋼筋,鋼筋的種類規格、形狀怎樣,配置在構件的什麼位置上,都要經過詳盡的計算。為了確保鋼筋混凝土結構的質量,國家制訂有專門規範,對結構配筋要求作了規定;其中某些規定對於鋼筋工以及從事鋼筋配料和代換工作的人員是必須熟悉和在工作中遵循的。

  1.混凝土保護層
  1)混凝土保護層最小厚度

  為了防止鋼筋生鏽,保證鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結力,因此,在鋼筋混凝土結構中的鋼筋必須有足夠厚度的混凝土保護層。

  混凝土保護層厚度(指受力鋼筋外邊緣至混凝土錶面的距離)應符合設計要求。如無設計要求時,應符合表l的規定,且不應小於鋼筋的公稱直徑。

  2)幾種特殊條件下的混凝土保護層

  (1)處於露天或室內高濕度環境的構件,當採用按室內正常環境設計的預製構件標準圖時,這些預製構件又是採用鋼模板生產或調整構件保護層厚度有困難時,可在其錶面另作水泥砂漿(≥M10)抹面層,以滿足露天或室內高濕度環境對保護層厚度的要求;此時,必須保證水泥砂漿(≥M10)抹面層的施工質量。

  (2)要求使用年限較長的重要建築物和受沿海環境侵蝕的建築物的重要結構,當處於露天或室內高濕度環境時,共保護層厚度應按表l項次2的數值適當增加。

  (3)有防火要求的建築物,其保護層厚度尚應符合國家現行有關防火規範的規定。

  (4)有腐蝕性的介質對建築物的腐蝕作用,其保護層厚度尚應符合國家現行工業建築物防腐蝕設計規範的規定。

  (5)機械連接接頭連接的混凝土保護層厚度應滿足受力鋼筋保護層最小厚度的要求,連接件之間的橫向凈距不宜小於25mm。

  2.鋼筋的接頭

  鋼筋的接頭有焊接接頭、綁扎接頭和機械連接接頭三種形式,對於前兩種接頭形式的使用範圍、設置部位有如下規定:

  1)焊接接頭

  軸心受拉和小偏心受拉桿件中的鋼筋接頭均應焊接。普通混凝土中直徑大於22m的鋼筋和輕骨料混凝土中直徑大於20mm的I級鋼筋及直徑大於25mm的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋,均應採用焊接接頭。鋼筋採用焊接接頭時,設置在同一構件內的焊接接頭應相互錯開,在受力鋼筋直徑35倍的區段範圍內,同時不小於500mm。

  2)綁扎接頭

  I級鋼筋綁扎接頭的末端應做彎鉤。縱向受拉鋼筋的綁扎搭接接頭面積百分率不大於25%縱向受拉鋼筋搭接長度修正繫數 為1.2、當百分率為50%繫數∈為1.4、百分率為100% 時繫數‘為1.6,鋼筋綁扎、搭接連接區段的長度為1.3LL(LL(E)為搭接長度),凡搭接接頭中點位於該連接區段長度內的搭接接頭均屬於同一連接區段。

  3)機械連接接頭

  鋼筋的機械連接形式有套筒連接、錐螺紋連接和平螺紋連接,具體形式應按圖紙設計而定。

  3.鋼筋的錨固

  鋼筋與混凝土共同受力是靠它們之間的粘結力實現的,因此受力鋼筋均應採取必要的錨固措施。

  用於綁扎骨架中的光圓受力鋼筋,除軸心受壓構件外,均應在末端做彎鉤。變形鋼筋、焊接骨架和焊接網中的光圓鋼筋,其末端可不做彎鉤;但如設計需要時,則應按設計構造要求做彎鉤。I級鋼筋末端應做180。彎鉤,而Ⅱ、Ⅲ級變形鋼筋末端只需做9O。或135。的彎折。

  鋼筋的錨固應視抗震等級、混凝土強度等級、鋼筋直徑級別而定,具體應依照03G101—1中P33— 34頁受拉鋼筋最小(抗震)錨固長度La(Lae)計算。

參考文獻

  1. 鋼筋種類與質量監督控制.《建築學研究前沿》.中國期刊網.2012-12-20
  2. 冉令孚.鋼筋工程的特點與發展前景[J].《林業科技情報》2011年02期
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