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主题：关于预制板中的筋和丝及其他。 -- njyd
家园 关于预制板中的筋和丝及其他。 俺不是建筑专业的，但以前在工程队时盖过三年房子，所以一直对建筑行业比较注意。那时盖房子简单，家属宿舍是砖墙（24，墙厚等于一块砖的长度）木梁结构平房，大约72年盖的当地机务段办公用房是砖墙（36，一块半砖）预制板屋顶。
我下面说的都是非专业水平，只能保证部份正确。
据我所知我国对筋和丝的区分是直径的大小，大于等于6mm的就叫钢筋，小于6mm的叫钢丝或铁丝。
建筑上用的钢筋最细的是6mm，以上是8、10、12、14再往上，圆钢筋是6－12mm，螺纹钢筋10mm以上，俺见过的最粗的螺纹钢筋是32mm。圆钢筋是表面无纹路的，螺纹钢筋表面有两条连续的顺长凸出棱，两条棱之间是一条条的斜凸出棱，有凸出棱的目的是加强钢筋与水泥之间的结合力。圆钢筋为了加强结合力，端头处要弯成钩状，螺纹钢筋端头可以不弯钩，但实际施工时往往也弯个钩。
6mm米钢筋只用于各主筋之间的连接定位，不承力，承力钢筋都是8mm以上的，因为钢筋轧制时会有误差，好象只准正公差，钢筋出售是按重量算的，轧的粗些对钢铁企业有好处，买到的6mm钢筋一般实际直径是6.5－7mm，有的甚至接近8mm，所以有的建筑商就拿这种正公差大的当8mm用（因为设计时取的安全余量较大，除了象大地震这样的灾难一般不会出问题），这里暂且不说过于偷工减料的奸商。
先说说钢筋混凝土中的配筋问题（钢筋的选择和放置位置），水泥混凝土抗压强度很高，但抗拉强度基本没有，加入钢筋就是为了增强抗拉强度，没有钢筋的混凝土板跨度稍大自重都能压垮。既然是为了增强抗拉强度，那么钢筋放置的位置就很讲究，原则就是放在受拉力最大的位置。知道这个原则，看钢筋放的对不对就很清楚了，对于方柱来说，最粗的钢筋放在四角，其他的也放在接近表面的地方；对于两端支撑的梁，最粗的钢筋放在两个下角，其他的放在两下角之间的下表面，不过为了加强梁的横向强度，两个上角也要放次粗的钢筋；对于只有一端支撑的挑梁，最粗的钢筋就要放在两个上角，也就是普通简支梁反过来。据说某地曾发生过阳台钢筋放反，主筋放到了下面，造成在正常使用中阳台垮塌。另外，房屋改造中绝对不能改变梁、板的支撑方法，否则会改变梁、板的受力方式，里面的钢筋就没有了用武之地。
对于楼板和屋顶（平板桥梁类同），承力钢筋均匀放在下表面，平板桥梁要求较高，上表面也要放些钢筋，当然比下表面细、少得多。
如果上下表面都有钢筋，就要用6mm钢筋把上下的钢筋连接起来扎成笼状。
混凝土的中心位置基本不放钢筋，要放也只是为了加强钢筋笼的整体性，在建筑中不受力。
说是在表面，实际离混凝土表面有10－20mm，这是为了防锈，露筋是钢筋混凝土质量差的一个表现。
一般钢筋混凝土中用的最细的钢筋是6mm，只有预制楼板中会用到5mm的钢丝，这在后面会讲。
既然说到钢丝，就先说预制楼板。
最早的预制板用的是六到八毫米的钢筋，后来应用了一个新技术，叫预应力混凝土，就是利用加上拉力钢丝或钢缆的弹性，对混凝土构件受拉力的地方预先给一个相反于受拉方向的压力，这种技术可以充分利用钢在淬火后抗拉强度会有较大上升的特性，并且可消除在钢筋受到的拉力还远远未达到屈服强度时混凝土已开裂的现象，可充分利用钢的抗拉能力。因为钢的弹性较大，受到不太大的拉力就会伸长，混凝土是没有弹性的，里面的钢筋稍有伸长就会开裂。我第一次见到预应力混凝土的介绍是在说南京长江大桥的文章中，南京长江大桥的引桥用的就是简支预应力钢筋混凝土梁，造这种梁时里面放的钢筋很少（相对于普通钢筋混凝土梁），制造时要先留好管道，当然这些管道都集中在底部，混凝土养护达到强度后穿入钢缆，加上设计好的拉力，两端再锚固，这个拉力在梁的使用全寿命中一直存在。这种技术可以节约大量钢材，大桥通车后到现在已经整四十年了，从没听说过曾经换过梁。
这项技术也用在了预制混凝土楼板上，生产预应力预制板用的是五毫米冷拔钢丝，这种钢丝是经过热处理的，弹性很强（俺用它做过弹簧），有的还压出横向浅槽（起到钢筋上螺纹的作用）。
用五毫米冷拔钢丝的预制板叫预应力预制楼板，制作时先用机械把钢丝按一定的力拉长，有的是通电加热后拉直，（这个热度当然不能高）等混凝土凝固后放松，钢丝弹力回缩给混凝土下部一个水平压力。这种预制板耗钢量少，强度高。只是运输存放时要很注意支撑楼板两端，存放时要在两端支起，吊装时也只能平吊两端，如果支撑在中段自重就会压断楼板。到预制楼板的应用后期正规工厂生产的基本上都是这种，所以许多楼板因故断裂看看上去只有细细的“铁”丝，数量也比用钢筋的少得多。实际上真用铁丝的话不需要什么地震就会断裂，有时可看到农民建房过程中就发生楼板断裂基本上就是这个原因。
预应力预制楼板也有个缺点（我猜测的），钢丝在使用时就加上了拉力，说明它的抗拉断余量较小（放多了也不行，拉力太大本身的拉力就会使楼板向上弓起开裂），当承力大到一定程度混凝土开裂钢丝差不多也就断了。而钢筋的还有相当大的变形余量，混凝土开裂钢筋一般还不会断，还能把楼板拉着吊在那里，而且非预应力的可以任意增加钢筋量，只要放得下。
外链图片需谨慎，可能会被源头改预制板
外链图片需谨慎，可能会被源头改劣质预制板,从断裂处看，用的是6mm钢筋，数量也太小，说明这是私人小作坊生产的。
外链图片需谨慎，可能会被源头改没有钢筋的预制板!!!!这就更过份了，看不到钢筋，这种预制板甚至在运输途中就会断裂。质量差到这种地步实际骗不了多少人，就象埃博拉病毒过于猛烈反而不会大范围传播，象上面那种劣质板反而害人多，因为装上去后看不出来，平常也能使用，等发现问题已经装在很多小楼上了。
预制板造好了该盖房子了，一块标准砖长24cm，宽12cm，厚6cm。所以砖墙就按标准砖的尺寸分12、24、36墙，这个尺寸是指墙厚的标称尺寸，实际厚度如果有抹面层还要加上几厘米。12只用在室内非承重隔墙上，你装修时如果想改变室内结构，见到12墙（有抹面层时实际厚度大约14－16cm）是可以拆的。我国的民用建筑承重砖墙一般是24墙（有抹面层时实际厚度大约27－30cm，见到这种墙千万不要拆，否则会减弱房屋结构强度），一般的楼房也是这个标准，最早楼板直接搭放在砖墙上，因为多数是连续多间，所以搭放长度只能小于10cm，当地震或什么原因造成墙体稍有变形楼板就砸下来了。
唐山地震造成大量的这种结构楼房倒塌，大约从76年以后，我国开始越来越注重房屋的抗震性能。开始的想法很简单（当然想复杂了也没那么多钱），既然容易掉下来，就想法子不让它掉下来。开始是要求预制板两端要留出一定长度的钢筋，楼板搭放好后将对头的楼板钢筋连接在一起（后来是要求焊在一起），再浇上水泥。这样一层楼板接近连成整体，墙体变形时会被隔壁楼板拉住掉不下来。
砖墙毕竟是个薄弱环节，大的震动袭来时比较容易裂散倒掉，这样楼连成一个整体也无济于事，即使墙没倒，但位移较大，使楼板得不到支撑，各楼板钢筋、钢丝之间的联接又不是很牢固，不能保证能承受住楼板加上承载物的重量。于是又加上圈梁，就是在支撑楼板的位置浇上一层钢筋混凝土，形成一个平一面框架，把砖墙的上部联在一起。这样砖墙位移的可能性就减小很多。同时在砖墙的基础部分也加上圈梁，加强基础的牢固性。
但这样结构的楼房各层之间联接还不太好，对水平方向的抗震力还有所不足，于是在圈梁的基础上再加柱，把各砖墙的拐角联接处都加上钢筋混凝土柱，把圈梁联接成整个框架。
这种带框架的结构（不知道正式名称是什么，俺给它起个名字叫“后浇框架”）与框架结构的房子有所不同。
框架结构是先造好混凝土框架，再用砖砌里面的墙，砖墙不参与承重，所有的重量由钢筋混凝土梁柱承受，所以框架结构的梁柱都比较粗大，尺寸大于砖墙的厚度，耗钢量也大，这种方法盖的房子或在里面或在外面可以看到凸出的梁柱。框架结构的梁柱可以做的很粗大，最大的承重能力可以做得很高，所以高层超高层如果用钢筋混凝土一般都是这种结构。
后浇框架是先砌好一层砖墙，在该有柱子的地方留下空档，砌好一层砖墙后再浇灌柱和圈梁，混凝土柱基本不参与承重，承重主要还是靠砖墙，圈梁和柱的主要作用是把砖墙联成一个整体，以加强稳固性。所以这种后浇框架的框架部分比较薄弱，一般不会超过砖墙的厚度，里面的钢筋用量也要少得多。因为浇筑时砖墙本身就作为模板的一部分，混凝土直接浇在砖上，与砖墙的联接较好，现在还要求砌砖时在砖缝中放上些钢筋，一端伸入待浇梁柱的空档，以更好的加强砖墙与框架的整体性。但砖的抗压性毕竟不如混凝土，所以这种后浇框架结构只见到在六七层以下的民用楼房中使用。
这种后浇框架结构的整体性已经相当好了，但如果开间太大（如教室）或当地抗震要求很高，预制楼板毕竟是个薄弱环节，楼板与框架的联接不太牢固。把楼板改成整体现浇，框架变成盒式结构，这样就可以抵抗相当大的地震烈度。这样的（整体现浇楼板、后浇框架）结构可以说达到了砖墙承重的极致，如果框架中放上足够的钢筋，我想应该至少能保证在这次地震中不会垮塌。不过这可能只能用于开间较小的民用住房，开间大的教室还是用框架结构比较保险。
瞎扯一通，戴好安全帽准备挨砖。
关键词(Tags): #汶川地震(喜欢)，
本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)家园 昨天听去过灾区的建筑专家说 三点：
第一，现行结构标准没有问题，震区的大多数楼房没有倒塌（原话似乎是：绝大多数）。
第二，震区应该考虑不要城镇化，乡村的房子结构简单，就算倒了，对人伤害小，还可以自救。
第三，问题出在豆腐渣工程上。
我想似乎以后应该规定，学校等一些重要建筑不仅要明示建筑单位，还要公开内部各环节的负责人。谁买的水泥，谁配的那一天的料，谁检测的质量，大楼不仅公示谁盖的，还要公开谁在里面干的什么工作。谁付的钱，付多少。所有能列出来的全部列出来，出了问题，冤有头，债有主，谁也跑不了。
家园 纠正部分错误。 你虽然不是专业人员，但是写出来的已经有专科生的水平了。
看到河里大牛都不吱声，我就拉滥竽充数一下。
你说的第一种建筑结构叫砖混结构。由砖和钢筋混凝土框架共同受力。砖结构(专业上叫砌体结构)抗侧向（水平方向）力的能力很弱，钢筋混凝土的能力强很多，同时，地震力主要是侧向力，所以，砖混结构比砖结构的抗震能力强很多。当然比框架结构（完全由钢筋混凝土柱子和梁承力）还是弱一些。
预应力梁多用在跨度大的结构上面，比如厂房和桥梁。使用预应力技术可以有效提高粱的抗力，同时降低梁的高度，提高建筑净高（就是地面到梁底的高度）。它的弱点是质量受施工影响很大。因为它的强度是由施加的预应力（专业上叫预应力张拉）决定。预应力小的话，就如同钢筋混凝土里少放钢筋，没有效果。预应力大的话，可能会把钢筋拉断，甚至把梁崩坏。整个施工工艺较复杂。他还有寿命问题。预应力会随着时间慢慢减少，但是现在的钢材工艺已经较好的解决了这问题。
剪力墙说白了就是一片钢筋混凝土墙，如同砖墙一样，只不过是由钢筋混凝土做成的。很多高层建筑的电梯间都是剪力墙。他的抗震能力又强于一般的框架结构。
现在开始说你的错误。冷拔钢丝不会降低钢丝的强度。他的作用是在相同受力的情况，减小钢丝变形，从而更有效的利用钢丝的强度，使得钢丝和混凝土更好的协同工作（因为混凝土变形能力很弱）。
基本上对于钢筋混凝土结构而言，钢筋越多结构越结实。国内有超筋的说法，就是钢筋太多也不好，破坏的时候会是突然破坏，没有预警。我在国内的时候也相信，来美国以后才知道这是扯JB蛋，看看美国的配筋，怎么人家先进国家的结构都是不合格的超筋梁柱呢？我现在持这样的看法，超筋这个词是穷国才用的。
一般来说，钢结构是抗震效果最好的结构。施工速度也快。问题是钢材的价格远远高于混凝土。在美国，人工成本高，施工速度可以抵消部分材料成本。中国的人工成本低(美国1/10不到)，材料成本占工程成本的比重大，所以相比较而言，框架结构和剪力墙结构的性价比更高。
在建筑材料里，砖最便宜，混凝土次之，钢材最贵。这样一来，这些建筑的造价是这样的砖结构<砖混结构<框架结构<剪力墙结构<钢结构。
可以看出想要好建筑，就要多花钱。
建筑的质量和施工质量是分不开的。国内砂霸石霸很多。砂霸石霸就是当地的地头蛇，强行以高价卖给施工方砂石料。其实高价还好说，砂石料值不了几个钱，再高也就是多花十万八万的。关键是他们的砂石料往往质量很差，含泥量高，级配差，强度低，这样的砂石料配出来的混凝土强度自然上不去。
还有就是国内地产商往往会拖欠施工方的工钱。这样施工方只有通过节源的方式减少开支。节源有两种方式，拖欠工人工资和偷工减料。拖欠工人工资不是好办法，队伍散了以后怎么玩？所以大多数施工方采取偷工减料的方法。地产商自己理亏，通常也睁只眼闭只眼，甚至还强迫监理验收。
现在国内的结构设计师也学乖了，配筋明显要比以前多，就是怕哪天建筑有问题会牵连到自己。就结构方面，国内的建筑质量问题基本上是施工问题。设计问题通常发生在业主改变建筑使用功能，而未通知设计方的时候。
- 复 纠正部分错误。
家园 关于冷拔钢丝，其实就是预应力处理 但是在缺乏技术和设备保障的小厂，做这种预应力处理根本就是瞎蒙，没法保证质量。要不是当年实在穷，应该不会出此下策。
- 复 纠正部分错误。
家园 花，拖款是很常见的工程问题 原本不忍说,赫赫。
还有就是国内地产商往往会拖欠施工方的工钱。这样施工方只有通过节源的方式减少开支。节源有两种方式，拖欠工人工资和偷工减料。拖欠工人工资不是好办法，队伍散了以后怎么玩？所以大多数施工方采取偷工减料的方法。地产商自己理亏，通常也睁只眼闭只眼，甚至还强迫监理验收。现在国内的结构设计师也学乖了，配筋明显要比以前多，就是怕哪天建筑有问题会牵连到自己。就结构方面，国内的建筑质量问题基本上是施工问题。设计问题通常发生在业主改变建筑使用功能，而未通知设计方的时候。
--- 确实如此。更头痛的是有层层转包的，结果因为上家的上家的上家没付款，让下面的承包商们各显其能了。
家园 前辈说的挺好的。 72年前就入路修机务段？老前辈了。致敬。铁X局还是建筑段？
条理清楚，面面俱到，业务一点也没拉下啊。
另外理论上说，非预应力筋也不宜做成‘超筋梁’，容易无征兆的脆性破坏。（受压区混凝土先被压碎），当然实际结构设计中，超筋梁少筋梁第一步就排除掉了。
楼板屋盖纵横墙承重+构造柱+圈粱的体系应该就叫砖混结构。
另外个人认为这次学校大面积粉碎性坍塌，人祸大于天灾，和国力有关，象日本那样搞成几万十几万日元一平米的造价太不环保了。和现行建筑发包市场监管不规范有关，层层转包，办学专款业主挪用压价，特别是小地方，这个谁都清楚。还并不完全是施工方的责任。
家园 好文,受教了.谢谢. 家园 不错，很好的科普文章。 家园 楼主好文， 预制板的整体性差，在抗弯曲和挠度上出问题的可能性大。
看到对唐山地震的回忆，也是提到预制板会从支撑墙上脱落，对人员杀伤很严重。
现浇楼面用钢筋网加固，整体性的问题解决了，但是成本确实也上去了。