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单元4 钢筋混凝土结构施工
4.2 钢筋工程施工
4.2.1图纸审核
4.2.1.1钢筋的种类
钢筋的种类很多，建筑工程常用的钢筋按生产工艺可分为：热轧钢筋、冷拔钢丝、热处理钢筋、碳素钢丝，刻痕钢丝和钢绞线等。热轧钢筋的强度等级由原来的I级、II级、III级和IV级更改为按照屈服强度（MPa）分为300级、335级、400级、500级（表4-3）。
钢筋按轧制外形可分为：光圆钢筋和变形钢筋（月牙形、螺旋形、人字形钢筋）。钢筋按供应形式可分为：盘圆钢筋（直径3～5mm）、细钢筋（直径6～10mm）、中粗钢筋（直径12～20mm）和粗钢筋（直径大于20mm）。钢筋按化学成分可为：碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。
月牙形 螺旋纹 人字形
表4-3 常用热轧钢筋的品种及强度标准值
注：热轧带肋钢筋牌号中，HRB属于普通热轧钢筋，HRBF属于细晶粒热轧钢筋
（1）碳素钢钢筋：是由碳素钢轧制而成。按含碳量多少，又可分：低碳钢钢筋（含碳量低于0.25％）、中碳钢钢筋（含碳量0.25％～0.6％）和高碳钢钢筋（含碳量大于0.6％）。碳素钢的含碳量直接影响它的强度，含碳量增高，强度和硬度都增大，但塑性和韧性随之降低，性质变脆。对于强度高，但塑性、韧性差的高碳钢筋，因破坏时无明显的信号而突然地断裂，故一般不宜用于建筑工程中。
（2）普通低合金钢钢筋：是在低碳和中碳钢的成分中加入少量元素（硅、锰、钛、稀土等）制成的钢筋。
（3）钢材化学成分及其对钢筋材性的影响：
①碳：随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。含碳量超过0.3％时钢材的可焊性显著降低。碳还增加钢材的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。
②硅：当含量小于1％时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材中的主加合金元素；硅含量过多时，会使钢筋的塑性和韧性降低，从而导致它的可焊性变差。
③锰：锰本是制钢过程中的一种主要脱氧剂，但它能够除去热脆性的硫化铁，而硫在钢中是以硫化铁的形式存在，所以能清除硫的有害作用，减轻热脆影响，有利于改善钢的焊接性能，使钢材的热加工性能改善，同时也可提高钢材强度。
④磷：磷是碳素钢中有害的元素之一。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性显著下降。特别是在低温条件下的韧性降低得更剧烈，当温度低于-20℃时，容易导致钢筋发生脆断，即出现“冷脆现象”。
⑤硫：硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生热裂纹，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
⑥氧：氧是钢中有害元素，会降低钢材的机械性能。
⑦氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，会使钢材强度提高，塑性特别是韧性显著下降。
低碳钢应力应变曲线图
4.2.1.2钢筋的主要性能
1、力学性能
2、锚固性能
3、钢筋冷弯性能
4、钢筋焊接性能
4.2.1.3结构图的识读
1、平法设计规则
平法图集是混凝土结构施工图采用建筑结构施工图平面整体设计方法的国家建筑标准设计图集。建筑结构施工图平面整体设计方法（简称平法）
1）注写方式与截面方式相结合。
2）集中标注与原位标注相结合。
3）特殊构造不属于标准化内容。
2、平法
梁的平面整体表示方法：平面注写包括集中标注和原位标注，集中标注表达梁的通用数值，原位标注表达梁的特殊数值。当集中标注中的某项数值不适用于梁的某部位时，则将该数值原位标注。施工时，原位标注取值优先。
（1）梁的集中标注内容有：
1）构件编号（代号、序号、跨数）
梁的代号：KL—框架梁；L—非框架梁；XLA—一端有悬挑梁；XLB—两端有悬挑梁，且悬挑不计入跨数。如KL2（4），表示为2号框架梁，共四跨。
2）几何要素：截面尺寸B×H，即梁宽×梁高。
3）配筋要素
①梁箍筋：包括钢筋级别、直径、加密区与非加密区间距及肢数。如φ10@100/200（2），表示箍筋直径为10mm，加密区间距100mm，非加密区直径为200mm，（2）表示箍筋直径为2肢箍。第一个箍筋从柱内侧50mm处开始布置，加密区长度为：一级抗震≥2hb和≥500mm取大值；二至四级抗震≥1.5hb和≥500mm取大值。
②梁上部贯通筋或架立筋
a、同排纵筋中既有贯通筋又有架立筋时，应用“＋”将贯通筋与架立筋相连。注写时须将角部纵筋写在加号前面，架立筋写在加号后面的括号内。如：2 22+（4 20）。
b、当梁的上部纵筋和梁的下部纵筋均为贯通筋，且多数跨配筋相同时，可加注下部纵筋的配筋值，用分号“；”隔开。如2 25；3 22。
4）补充要素：当梁的顶面标高存在高差，此为可选项。
（2）梁的原位标注内容有：
1）梁支座上部纵筋（负弯矩钢筋）
①当上部纵筋多于一排时，用斜线“/”将各排纵筋自上而下分开。如6 25 4/2表示上排纵筋为4根 25，下排纵筋为2根
25。
②当同排纵筋有两种直径时，用加号“+”将两种直径纵筋相连接，注写时须将角部纵筋写在加号前面，如2 25+ 2 22 。
③当梁中间支座两边的上部纵筋不同时，须在支座两边同时标注；当梁的中间支座两边的上部纵筋相同时，可仅在支座一边标注配筋值，另一边省去不注。
2）梁支座下部纵筋（通长筋）
①当下部纵筋多于一排时，用斜线“/”将各排纵筋自上而下分开。
②当同排纵筋有两种直径时，用加号“+”将两种直径的纵筋相连，注写时须将角部纵筋写在加号前面。
3）侧面钢筋
侧面钢筋有构造筋和抗扭钢筋，即腰筋。构造钢筋在前面加字母“G”，抗扭钢筋在前面加字母“N”。如：G6 18(当梁高大于700mm时，按构造详图计算钢筋)。
4）附加箍筋和吊筋
附加箍筋和吊筋将其直接画在平面图中的主梁上，用线引注总配筋值。当多数附加箍筋或吊筋相同时，可在梁施工图上统一注明，少数与统一注明值不同时在原位引注。
（3）构造要求
1）抗震框架梁统一锚固
①边支座锚固
首先根据G101图集的规定判断是弯锚还是直锚，当hc较大,直锚长度≥Lae且≥0.5hc+5d时，采用直锚，否则进行弯锚。弯锚和直锚机理不同，弯锚时，平直段尽可能伸到柱筋内侧。
②下部钢筋中间支座锚固
通常采用直锚（图4-18），直锚长度取max{LaE，0.5hc+5d}；根据受力纵筋“能通则通”，可以贯穿多层多跨的连接原则，下部钢筋可以贯穿支座，避开箍筋加密区，同时在受力较小处（由设计人员确定），这样对减少梁柱节点区钢筋，保证混凝土浇筑质量有利。
图4-18 框架梁中间支座锚固构造
③上部支座负筋
上部支座负筋第一排：外伸长度为净跨1/3，第二、三排：外伸长度为净跨的1/4。对于端支座，为本跨的净跨；对于中间支座，去支座两边净跨的较大值。
④悬挑端钢筋
至少两根角筋，并不少于第一排纵筋的1/2伸到梁端弯折≥12d，其余45°下弯；第二排纵筋在0.7L处截断，下部钢筋锚固15d。
2）非框架梁下部纵向钢筋的锚固长度均为15d。
3、柱平法
柱平法施工图系在柱平面布置图上采用列表注写方式或截面注写方式表达。
4.2.1.4图纸审核
1、钢筋所在高程、位置及与上下、左右的衔接是否矛盾、是否能施工。
2、钢筋的级别、直径、数量、间距、排距及相互间钢筋能否施工。
3、各图纸之间钢筋表中的根数、直径、长度是否与剖面图与节点大样之间一致。
4、与构造原理、受力特点、抗震设防等是否有矛盾。
5、其他特殊做法（如“人防”等）。
4.2.2钢筋的配料
1、钢筋的配料
钢筋配筋图中注明的尺寸一般是钢筋外轮廓尺寸，即从钢筋外皮到外皮量得的尺寸，称为外包尺寸。在钢筋加工时，一般也按外包尺寸进行验收。钢筋弯曲后的外包尺寸和中心线长度之间的差值，称为“量度差值”。 钢筋弯折后的量度差值与钢筋的弯折角度和钢筋的直径有关。
图4-20 钢筋弯曲
（1）钢筋的量度差值
1）钢筋弯曲处的量度差值
表4-5 钢筋弯曲量度差值
工地为了计算方便，钢筋弯曲处的量度差值通常按以下取值：30°量度差值取0.3d；45°量度差值取0.5d；60°量度差值为0.9d；90°量度差值为2d；135°量度差值为2.5d（d为钢筋直径）。
钢筋弯曲角度 30° 45° 60° 90° 135°
量度差值 0.35d 0.5d 0.85d 2d 2.5d
2）钢筋弯钩增加值
为了保证可靠粘接和锚固，光圆钢筋末端应做成弯钩。作为受力纵筋时，要求做180°弯钩，且平直段不小于3d，无抗震要求时通常取3d。当弯心的直径为2.5d（d为钢筋的直径），半圆弯钩的增加长度（包括量度差值）为：8.5d－2.25d＝6.25d。
HRB335级、HRB400级钢筋为变形钢筋，其与混凝土连接性能良好，一般在两端不设180°半圆弯钩，但由于锚固长度的原因，钢筋的末端需做90°直角弯钩或135°的斜弯钩，弯曲后的直段长度要根据锚固长度和支座宽度确定。
锚固长度就是构件纵向受拉钢筋在混凝土支座锚固的长度，从支座内边沿算起。一般结构设计说明中都有规定，无规定时，按有关规范或图集，取决于混凝土强度等级、钢筋类型、抗震等级。
3）箍筋下料长度
表4-6 箍筋调整值的计算
箍筋调整值 箍筋直径（mm）
4～5 6 8 10～12
量外包尺寸 40 50 60 70
量內包尺寸 80 100 120 150～170
（2）钢筋下料长度计算
钢筋下料长度=图示构件长度（高度）-保护层厚度+钢筋绑扎搭接增加长度（直锚形式）或钢筋下料长度=直段长度+2×15d-2×2d（900量度差）+钢筋绑扎搭接增加长度（弯锚形式），钢筋采用机械连接或电渣压力焊连接不需要增加搭接长度。
（3）钢筋的配料单及料牌
配料单其内容由构件的名称、钢筋编号、钢筋简图、尺寸、钢号、数量、下料长度及重量等内容组成。料牌可用100mm×70mm的薄木板或纤维板等制成，料牌正面一般写上这个编号钢筋所在单位工程项目、构件号以及构件数量，料牌反面写上钢筋编号、简图、直径、钢号、下料长度及合计根数等（图4-23）。
图4-23 钢筋料牌的形式
（4）弯曲调整值实用取值
由于操作条件不同，成型结果也不一样，不能绝对地定出弯曲调整值是多少。通常是根据本施工单位的经验资料，预先确定符合实际需要的、实用的弯曲调整值表备用。
2、钢筋的代换
（1）代换方法
钢筋代换的方法有两种：
①当构件受强度控制时，钢筋可按强度相等的原则进行代换，称“等强代换”。
即 （4-1）
上式有两种特例：
a、设计强度相同、直径不同的钢筋代换：
（4-2）
b、直径相同、设计强度不同的钢筋代换：
（4-3）
②当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按面积相等的原则进行代换，称“等面积代换”。即：As1=As2
（2）代换注意事项
钢筋代换时，应办理设计变更文件，并应符合下列规定：
1）重要受力构件（如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等）不宜用HPB300钢筋代换HRB335、HRB400级变形钢筋，以免裂缝开展过大。
2）钢筋代换后，应满足混凝土结构设计规范中配筋构造规定，如钢筋间距、锚固长度、最小直径、配筋百分率等要求。
3）梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换，以保证正截面与斜截面强度。偏心受压构件（如框架柱、有吊车梁的厂房柱、桁架上弦等）或偏心受拉构件作钢筋代换时，不得取整个截面配筋量计算，应按受力面（受拉或受压）分别代换。
4）有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以强度等级较高的钢筋代换原设计中的钢筋；如必须代换时，其代换的钢筋检验所得的实际强度，尚应符合抗震钢筋的要求。
5）受力的预埋件和预制构件的吊环，必须采用未经冷拉的热轧钢筋制作，严禁以其他钢筋代换。
6）当构件受裂缝宽度或挠度控制时，钢筋代换后应进行刚度、裂缝验算。

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