1 钢筋下料的定义

在钢筋混凝土结构工程中,有许多形状各异、功能不同的钢筋,比如纵筋、分布筋、拉结筋、箍筋、弯起钢筋、架立筋、马凳筋等等,这些钢筋共同组成了结构构件的钢筋骨架,共同发挥各自的作用。

但是从钢筋厂家运进施工现场的钢筋可不是这个样子的。都是一根根长度相等的直线状态的钢筋捆在一起,比如有9米的,也有12米的。还有比较常见的圆盘条,主要是光圆钢筋。

因此,就要通过钢筋工把进场的直线状态的钢筋加工成我们所需要的样子,也就是配筋图要求的样子。这时候就必然会出现钢筋的弯曲、搭接、焊接、切断。而这种成型钢筋,到底需要多少进场钢筋才能加工出来,也就是确定成型钢筋在直线状态下需要多少长度,这样才能对进场钢筋进行准确切割。

这是一个很复杂的工作。这个工作就叫做钢筋下料。

总结一下:钢筋下料就是根据构件配筋图,先绘制出各种形状和规格的单根钢筋简图并加以编号,然后分别计算钢筋下料长度、根数及重量,填写钢筋配料单,作为申请、备料、加工的依据。为使钢筋满足设计要求的形状和尺寸,需要对钢筋进行弯折,而弯折后钢筋各段的长度总和并不等于其在直线状态下的长度,所以,要对钢筋剪切下料长度加以计算。

而在钢筋下料中,对钢筋长度影响最为复杂的就是钢筋的弯曲。

作为一种具有良好变形性能的建筑材料,钢筋弯曲的特点是在弯曲处内皮缩短,外包尺寸伸长,而中心线尺寸不变(如下图所示),所以我们只要把握住中心线尺寸,就可以得到钢筋的下料长度。

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(1)

2 钢筋下料长度的计算公式

搞清了这个问题,就可以准确地进行下料长度计算了。钢筋下料长度计算主要有三个公式,分别对应直钢筋、弯起钢筋和箍筋,下面我们一一介绍一下:

直钢筋下料长度 = 构件长度-保护层厚度 弯钩增加长度

弯起钢筋下料长度= 直段长度 斜段长度-弯曲调整值 弯钩增加长度

箍筋下料长度 = 箍筋外周长 箍筋调整值

3 弯钩增加长度计算

钢筋弯钩有半圆弯钩、直弯钩和斜弯钩三种形式。

下图中:D是圆弧弯曲直径,d是钢筋直径;Lp是弯钩的平直部分长度Lz是弯钩增加长度

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(2)

钢筋弯钩与弯折的弯弧内直径D应符合下列规定:

1.光圆钢筋( HPB300 ),不应小于钢筋直径的2.5倍。

2.335MPa级、400MPa级带肋钢筋,不应小于钢筋直径的4倍。

3.500MPa级带肋钢筋,当直径d≤25时,不应小于钢筋直径的6倍;当直径d>25时,不应小于钢筋直径的7倍。

4.位于框架结构顶层端节点处的梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋,在节点角部弯折处,当钢筋直径d≤25时,不应小于钢筋直径的12倍;当直径 d>25时,不应小于钢筋直径的16倍。

5.箍筋弯折处尚不应小于纵向受力钢筋直径;箍筋弯折处纵向受力钢筋为搭接或并筋时,应按钢筋实际排布情况确定箍筋弯弧内直径。

半圆弯钩,HPB300级钢筋末端需要做180°弯钩,其圆弧弯曲直径D不应小于2.5d,平直部分长度不宜小于3d。

半圆弯钩的弯钩增加长度:Lz=1.071D 0.571d Lp

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(3)

直弯钩和斜弯钩弯折时,弯曲直径D对HPB300级钢筋不应小于2.5d,对HRB335级钢筋和HRB400级钢筋不应小于4d 。

直弯钩的弯钩增加长度:Lz=0.285D-0.215d Lp

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(4)

斜弯钩的弯钩增加长度:Lz=0.678D 0.178d Lp

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(5)

采用HPB300级钢筋(A) ,按圆弧弯曲直径为D=2.5d,Lp按3d考虑,半圆弯钩增加长度应为6.25d。

下图为18G901-1图集中的弯钩形式,第一个图为光圆钢筋(A),后面两个图为HRB335(B)和HRB400(C)级钢筋。

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(6)

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(7)

4 弯起钢筋斜长计算

梁、板类构件常配置一定数量的弯起钢筋,弯起角度有30°、45°、60°几种。 s=h/sinθ;L=h/tanθ

弯起30°时:s=2h,L=1.732h;弯起45°时:s=1.141h,L=h;弯起60°时:s=1.155h,L=0.577h

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(8)

5 钢筋弯曲调整值计算

钢筋弯曲时,内皮缩短,外皮延伸,只中心线尺寸不变,故下料长度即中心线尺寸。一般钢筋成型后量度尺寸都是沿直线量外皮尺寸;同时弯曲处又成圆弧,因此弯曲钢筋的量度尺寸大于下料尺寸,两者之间的差值称为“弯曲调整值”,即在下料时,下料长度应等于量度尺寸减去弯曲调整值。钢筋弯曲常用形式及调整值计算简图,如下图所示。

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(9)

计量尺寸为2a,下料长度为Lx,弯曲调整值为△,则有△=2a-Lx

一、钢筋弯折90°时的弯曲调整值计算

a=D/2 d,Lx=nπr/180=90*π*(D/2 d/2)/180=0.785(D d)

代入得弯曲调整值为: △=0.215D 1.215d

二、钢筋弯折135°时的弯曲调整值计算

a=D/2 d,Lx=nπr/180=135*π*(D/2 d/2)/180=1.178(D d)

代入得弯曲调整值为: △=0.822d-0.178D

三、钢筋弯折30°时的弯曲调整值计算

a=tan15*(D/2 d),Lx=nπr/180=30*π*(D/2 d/2)/180=0.262(D d)

代入得弯曲调整值为: △=0.006D 0.274d

四、钢筋弯折45°时的弯曲调整值计算

a=tan22.5*(D/2 d),Lx=nπr/180=45*π*(D/2 d/2)/180=0.392(D d)

代入得弯曲调整值为: △=0.022D 0.436d

五、钢筋弯折60°时的弯曲调整值计算

a=tan30*(D/2 d),Lx=nπr/180=60*π*(D/2 d/2)/180=0.524(D d)

代入得弯曲调整值为: △=0.054D 0.631d

理论计算值与经验值存在偏差,且在弯曲超过90°时偏差越大。分析原因是因为理论计算假定钢筋弯曲时内皮、中心线、外皮组成的三个圆处于同心,实际由于机具精度、加工操作等影响,这三个圆圆心有细微位置偏差,所以理论计算公式仅在其他未给出经验数值的角度计算时参考使用,在下料长度计算时仍以经验值为主做为调整的依据。一般来说,可以按下表取值:

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(10)

6 箍筋调整值计算

3个90°弯折处的中心线弧长:3*90π(D d)/360=0.75π(D d)

2个135°弯折处的中心线弧长:2*135π(D d)/360=0.75π(D d)

弯折处总的中心线弧长:1.5π(D d) ①

梁宽平直段长度:[a-(D/2 d)*2]*2 ②

梁高平直段长度:[b-(D/2 d)*2]*2 ③

2个135°弯钩平直段长度:max{150,20d} ④

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(11)

箍筋下料长度=① ② ③ ④

= 1.5π(D d) [a-(D/2 d)*2]*2 [b-(D/2 d)*2]*2 max{150,20d}

=2(a b) 0.7D-3.3d max{150,20d}

当d<8时,取D=2.5d,箍筋调整值= 0.7D-3.3d 150=150-1.5d

当d≥8时,箍筋调整值=0.7D 16.7d

当D=2.5d时,箍筋调整值=18.5d

当D=4d时,箍筋调整值=19.5d

当D=5d时,箍筋调整值=20.2d

图集18G901-1中8.2.3 规定:对抗震设防要求的结构构件,箍筋弯钩的弯折角度为135°,弯折后平直段长度不应小于箍筋直径的10倍和75mm两者中的较大值,如下图所示。所以当箍筋直径d<8时,平直段长度为75mm,当箍筋直径d≥8时,平直段长度为10d。

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(12)

现有一根预制矩形梁如图,混凝土梁使用环境为一类,抗震等级为二级,试计算各根钢筋的下料长度。

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(13)

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(14)

解:本题取混凝土保护层厚度为25mm

①号钢筋为预制梁底部纵向钢筋2B22

直钢筋下料长度 = 构件长度-保护层厚 弯钩增加长度

= 6000-25*2

= 5950mm

②号钢筋为弯起钢筋1B22

弯起钢筋下料长度 = 直段长度 斜段长度-弯曲调整值 弯钩增加长度

= (4520 265*2 175*2) 636*2-4*0.5*22-2*2*22

= 6540mm

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(15)

根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2015)9.27条规定:弯起钢筋在弯终点外应留有平行于梁轴线方向的锚固长度,且在受拉区不应小于20d。故弯起终点外锚固长度为 20d=20*22=440mm,

下弯折长度为 440-265=175mm

③号钢筋为预制梁顶部纵向架立钢筋2A12

钢筋下料长度 = 直段长度-弯曲调整值 弯钩增加长度

= (6000-25*2 180*2 )-2*2*12 2*6.25*12

= 6412mm

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(16)

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(17)

④号钢筋为箍筋A6@200

箍筋下料长度=箍筋外周长 箍筋调整值

=(450 150)*2 150-1.5d

= 1341mm

箍筋根数=(箍筋范围÷ 箍筋间距) 1

=5950 ÷ 200 1=31个

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(18)

钢筋配料表如下:

钢筋识图入门300例(钢筋下料长度计算)(19)

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