钢筋工程施工教学中有关问题的思考

　　摘要：本文论述了不同建筑结构中的钢筋工程施工的特点，钢筋下料长度计算，钢筋弯曲加工试验，钢筋工程施工规范化、系统化教学的有关内容。作者第一次提出了钢筋直径与弯曲弧长、弯芯直径的关系。作者第一次提出了简支梁的锚固长度的教学缺陷和应增加的教学内容。作者还第一次提出了钢筋工程施工的规范化、系统化教学的原则、内容和几个常用量等。

　　关键词：钢筋工程;规范化;系统化;组合量;弯曲;锚固

　　规范化的教学：是指按照有关标准(规范、规程等)进行的有规律和顺序的教学活动。

　　系统化的教学：是指对教材和教学内容进行归类、整理或加工，使其详略得当，有规律的排列、组合，并运用于教学活动的全过程。这个教学活动的过程称为系统化教学。

　　钢筋工程施工是指以安装钢筋为主的分部分项工程的施工，它在砌体结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构、钢结构等不同的结构体系中都有运用。在建筑结构的设计规范中，如钢筋混凝土设计规范和规则，钢筋混凝土施工规范和规则等，都对钢筋工程的设计、施工有规定，但有的规则不明确、有的又较笼统、操作不便。比如：(1)规范中，钢筋的锚固长度的计算只有上、下限值的规定，运用时数据差异较大。(2)钢筋预算与下料之间的差距和运用区别不明确等，等等。另外，在专业课教学中，教学内容和要求不统一，不便学生掌握，教学效果受到影响。比如：(1)在不同的教材中，下料长度推算过程和结果有的不一样(除设计有规定外)。钢筋预算中一般不考虑搭接问题;而在下料计算中有的考虑搭接长度，有的没有考虑搭接长度。(2)钢筋平法施工图与传统施工图比较，其最大的缺点是钢筋平法施工图不直观，理解易产生误区和盲区。教材和教学中都没有顾及到这一点。因此，有必要对钢筋工程施工进行规范化要求，对教学进行系统化指导和实践。

　　1.不同建筑结构中钢筋工程施工的现状及分析

　　1.1 混合结构中的钢筋工程

　　混合结构中的钢筋工程，以简支梁为例，其钢筋的下料长度计算涉及到梁的全长、梁中部钢筋弯曲量度差、梁端部弯钩增加值、钢筋直径、钢筋保护层、钢筋间距、箍筋加密区长度、钢筋搭接长度、钢筋锚固长度、弯心直径D(D≥2.5d等)、弯钩平直段长度和平法规则等。

　　简支梁在跨中弯矩值最大。在支座处弯矩为零。因此，简支梁在支座处的锚固长度可依据剪力值的大小来确定。

　　由《混凝土结构设计规范》(GBJ 10-89)[1]中的7.2.2条知：钢筋混凝土简支梁和连续梁的下部纵向受力钢筋应伸入梁的支座范围内的锚固长度应符合下列条件：

　　为混凝土轴心抗拉强度设计值;V为简支梁支座边缘的剪力设计值，b和分别为简支梁的梁宽和梁的有效高度。

　　如果纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合上述规定时，应采取在钢筋上加焊横向锚固钢筋、锚固钢板，或将钢筋端部焊接在梁端的预埋件上等有效锚固措施[1]。

　　例如：某砖混结构上的简支梁如下图1所示：(钢筋采用HPB300，4φ12、混凝土为C25)。

　　简支梁端支座处平直段长度：240-20=220mm

　　据以上规范，该简支梁的光圆钢筋锚固长度

　　=15d=15×12=180mm<220mm，可以进行直锚。

　　故，以上简支梁每根钢筋的下料长度为：

　　5000+120×2+6.25×12×2-20×2=5350mm(顯然，该计算式中没有单独计算简支梁在支座处的锚固长度)

　　简支梁一般采用HPB300(一级钢)、HRB335、HRB400等(二、三级钢)，当受拉钢筋直径小于14mm时，其嵌入墙内的长度都小于220mm，因此，一般都满足锚固长度的要求。，而不需要单独计算其锚固长度。这就是许多教材都为什么没有单独讨论简支梁的锚固问题的原因。但是简支梁的锚固问题也是客观存在的。有支座就必有锚固。若简支梁采用四级及以上的钢筋，需作另外的计算和讨论。当简支梁中钢筋的锚固长度大于220mm时，则可把钢筋向上(或向下)弯曲(即弯锚)，或按规范采用其他的锚固措施[1]。

　　1.2 在框架结构中的钢筋工程

　　在框架结构中，其影响钢筋下料长度的因素与混合结构基本相同。但框架结构在中间支座是上部受拉;在边支座是下部筋受拉，它们都要计算受拉钢筋的锚固长度。

　　框架结构普通钢筋的基本锚固长度的确定可采用二种方法：

　　由钢筋种类(HPB300、HRB335等)、抗震等级(一、二、三级等)、混凝土强度等级(如C20、C25等)，查普通钢筋基本锚固长度表得出或(为普通钢筋抗震基本锚固长度)。

　　例如：某框架结构采用HPB300，直径为14mm的光圆钢筋、C25混凝土、非抗震设防，查“受拉钢筋基本锚固长度速查表”后得

　　当考虑充分利用钢筋的抗拉强度时，应取以上的大值，即取=529mm。

　　2.钢筋下料长度计算中，各组合量之间的关系

　　组合量是指在钢筋下料长度计算中，应参与计算的各个量。各构件钢筋下料长度计算中，必需有的组合量有：结构或构件长度、钢筋直径、钢筋锚固长度(受拉主筋)，钢筋保护层、钢筋间距等。

　　不一定有的组合量有：钢筋弯曲量度差、钢筋弯钩增加值、钢筋搭接长度、钢筋加密区长度、钢筋平直段长度等。

　　在计算中，一般来说，钢筋保护层厚度、钢筋量度差是扣减量，其它为实际量或者增量。钢筋保护层厚度一般按照规范或经验可很快的确定。

　　3.钢筋弯曲试验的启示

　　试验内容：对以下随意选取的三种不同级别、不同直径的钢筋进行90度冷弯曲试验，分别记下弯曲后它们的外包尺寸、内包尺寸、增加长度、和减少长度等，并写出试验后的初步结论和意义。

　　规定：钢筋弯心直径D≥2.5d，暂取D=2.5d ; 编号1的钢筋伸缩率=9/301=2.99%;试件长度即为原长。

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