本文以图文并茂的形式详细阐述了钢筋下料长度计算的三大核心公式,分别针对①直线形钢筋、②弯折形钢筋、③箍状钢筋进行解析,掌握这些计算方法后,将极大提升现场施工效率与质量!
在钢筋混凝土结构工程实践中,存在着种类繁多、功能各异的钢筋类型,包括但不限于纵向受力筋、分布筋、拉结筋、箍筋、弯起筋、架立筋以及马凳筋等。这些钢筋共同构成了建筑构件的钢筋骨架系统,发挥着不可替代的结构作用。
然而,从钢筋加工厂运至施工现场的钢筋形态却截然不同。通常都是长度一致、呈直线状态的钢筋捆扎而成,常见规格有9米和12米等,具体形态如下所示:
此外,过去较为普遍使用的圆盘条(主要是光圆钢筋)目前已较少采用。
因此,钢筋工需要将这些直线状态的钢筋按照配筋图的要求进行加工成型,这一过程涉及钢筋的弯曲、搭接、焊接和切断等工序。而关键问题在于:要加工出特定形状的成型钢筋,需要多少根直线钢筋?换言之,需要确定成型钢筋在直线状态下的长度,这样才能对钢筋进行精确切割。
这项工作专业性很强,被称为钢筋下料。
在钢筋下料过程中,钢筋弯曲是影响计算结果最为复杂的因素。
钢筋作为一种具有优良变形性能的建筑材料,其弯曲特性表现为:弯曲内侧发生缩短,外侧发生延伸,而中心线长度保持不变(如下图所示)。因此,只要准确掌握中心线长度,就能确定钢筋的下料长度。
明确了这一原理,就可以顺利开展下料长度的精确计算。钢筋下料长度计算主要包含三个核心公式,分别对应直线形钢筋、弯折形钢筋和箍状钢筋,下面逐一进行详细说明:
一
直线形钢筋
直线形钢筋下料长度=构件实际长度-保护层厚度+弯钩附加长度+钢筋搭接长度
上述公式中,构件实际长度、保护层厚度、钢筋搭接长度均可通过结构施工图纸、《混凝土结构工程施工质量验收规范》、16G101图集等途径获取准确数据,而弯钩附加长度则需要结合前面所述的“弯曲处内皮缩短,外包尺寸伸长,中心线尺寸不变”的原理,并参照16G101图集的规定进行计算。
首先需要确定弯钩的内径D和弯钩直段长度(以钢筋直径d为基准)。
对于光圆钢筋,其末端通常作为混凝土保护层,内径D一般取2.5d,弯钩直段长度取3d,如下图所示(180度半圆弯钩):
由此可以计算出其弯钩附加长度为6.25d。如下图所示:
同理,当弯钩角度为90度(直弯钩)或135度(斜弯钩)时,也可以分别计算出弯钩附加长度为3.5d和4.5d。
对于335Mpa级、400Mpa级带肋钢筋,若无特殊图示说明,其锚固长度通常已满足要求,无需考虑弯钩附加长度。一般也不必考虑混凝土保护层厚度,直接以锚固长度为准。若需设置弯钩,通常采用135度或90度弯钩,内径D一般不小于4d,弯钩直段长度需符合设计要求,据此也可计算出弯钩附加长度。如下图所示:
计算出弯钩附加长度后,直线形钢筋的下料长度即可轻松确定。
二
弯折形钢筋
弯折形钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯曲调整值+弯钩附加长度+钢筋搭接长度
对于弯折形钢筋下料计算公式,钢筋搭接长度同样可通过图纸、规范和图集等途径确定,弯钩附加长度的计算方法前面已详细介绍,关键在于理解公式中的前三项:直段长度+斜段长度-弯曲调整值。
这实际上还是基于前面阐述的钢筋弯曲特性进行计算。直段长度+斜段长度代表钢筋的外包长度,弯曲调整值则是钢筋弯曲处外包长度与轴线长度之间的差值,两者之差即为弯曲后的中心线长度,也就是下料长度。如下图所示:
而弯曲调整值可根据不同的弯曲角度进行取值。通常情况下,可参考下表进行取值:
明确了公式中每一项的具体内容后,整个弯折形钢筋的下料长度即可完整计算得出。
三
箍状钢筋
箍状钢筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值
这个公式看似简单,实则需要结合具体情况进行深入分析,因为单纯从公式本身难以理解计算方法。我们不妨抛开公式本身,从实际角度进行分析。
首先,箍筋的详图通常呈现如下形态:
即箍筋的周长存在两种计算方式:外皮周长=2(a+b)或内皮周长=2(c+e)。
然后,根据规范和标准图集的要求,箍筋的基本情况如下:
(1)箍筋通常采用光圆钢筋,其弯弧内径可取箍筋直径的2.5倍,且不小于受力钢筋直径。
(2)箍筋弯钩的弯折角度:一般结构不应小于90度,有抗震要求的结构应为135度(这是常见情况)。
(3)箍筋弯后直段长度:一般结构可取不小于箍筋直径的5倍,有抗震等要求的结构可取箍筋直径的10倍。
明确了以上要求,再结合前面探讨过的弯曲调整计算方法,即可得出不同情况下的箍筋下料长度。有经验的前辈对此进行了详细分析,结果如下(d为箍筋直径):
抗震结构:135度弯钩箍筋的下料长度 = 2(c+e)+26.5d 或 2(a+b)+18.5d。
一般结构:135度弯钩箍筋的下料长度 = 2(c+e)+16.5d 或 2(a+b)+8.5d。
我们认为这一分析结果具有较高的准确性。
以上介绍了不同情况下钢筋计算的基本方法。在实际操作中,还需结合具体情况进行综合分析,熟悉图纸、规范以及标准图集,严谨细致,确保计算无误,才能高质量完成钢筋下料计算工作。
来源:建筑工程鲁班联盟,版权归原作者所有
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