钢筋计算

钢筋计算（精选十篇）

钢筋计算 篇1

梁钢筋代换时, 如果钢筋直径加大或根数增多, 需要增加排数, 从而会使构件截面的有效高度h0相应减小, 截面强度降低, 不能满足原设计抗弯强度要求, 此时应对代换后的截面强度进行复核;如果不能满足要求, 应稍加配筋予以弥补, 使与原设计抗弯强度相当。对常用矩形截面的受弯构件, 可按下式复核截面强度。

由钢筋混凝土结构计算, 矩形截面所能承受的设计弯矩Mu为:

钢筋代换后应满足下式要求:

式中As1、As2——分别为原设计钢筋和拟代换钢筋的计算截面面积 (mm2) ;

fy1、fy2———分别为原设计钢筋和拟代换钢筋的抗拉强度设计值 (N/mm2) ;

h01、h02———分别为原设计钢筋和拟代换钢筋合力作用点至构件截面受压边缘的距离 (mm2) ;

fc———混凝土的抗压强度设计值;对C20混凝土为9.6N/mm2;对C25混凝土为11.9N/mm2;对C30混凝土为14.3N/mm2;

b———构件截面宽度 (mm) 。

实例:矩形梁的截面宽度如图a所示, 混凝土强度等级为C30, 原设计主筋为4C22, 现拟以B22钢筋代换, 求所需钢筋的根数。

解:原设计主筋4C22的As1=1520.4mm2, 相当B22等强截面积As2=360×1520.4/300mm2=1824.5mm2, 需要B22钢筋4.8根, 现用5B22代换, As2=1900.5mm2。由于代换后钢筋根数增加, 须复核钢筋间净距t。

t= (220-2×25-5×22) /4mm=15mm<25mm

因此, 需将钢筋排成两排, 则

由计算知, 代用后钢筋截面虽比原设计增加, 但有效高度h0减小, 因此, 需复核梁截面强度。

钢筋理论计算公式 篇2

(kg/m)W=0.006165*d*d d=直径mm直径10mm的圆钢,求每m重量。每m重量=0.006165×10×10=0.6165 kg螺纹钢(kg/m)W=0.00617*d*d d=断面直径mm断面直径为12mm的螺纹钢,求每m的重量。每m的重量=0.00617×12×12=0.89kg方钢(kg/m)W=0.00785*a*a a=边宽mm边宽20mm的方钢,求每m的重量。每m的重量=0.00785×20×20=3.14kg扁钢(kg/m)W=0.00785*b*d d=厚mm b=边宽mm边宽40mm,厚5mm的扁钢,求每m的重量。每m的重量=0.00785×40×5=1.57kg六角钢(kg/m)W=0.006798*s*s s=对边距离mm对边距离50mm六角钢,求每m重量。每m重量=0.006798×50×50=17kg八角钢

(kg/m)W=0.0065*s*s s=对边距离mm对边距离80mm的八角钢,求每m的重量。每m重量

=0.0065×80×80=41.62kg等边角钢(kg/m)W=0.00785*[d(2b-d)+0.215(R*R-2r*r)]b=边宽R=内弧半径d=边厚r=端弧半径求20mm×4mm等边角钢的每m重量。从冶金产品目录中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5,r为1.2。则每m重量=0.00785×[4×(2×20-4)+0.215×(3.5×3.5-2×1.2×1.2)]=1.15kg不等边角钢(kg/m)W=0.00785*[d(B+b-d)+0.215(R*R-2r*r)]B=长边宽b=短边宽D=边厚r=端弧半径R=内弧半径求30mm×20mm×4mm不等边角钢的每m重量。从冶金产品目录中查出30mm×20mm×4mm等边角钢的R为3.5,r为1.2。则每m重量=0.00785×[4×(32+20-4)+0.215×(3.5×3.5-2×1.2×1.2)]=1.48kg槽钢(kg/m)W=0.00785×[hd+2t(b-d)+0.349(R*R-r*r)]h=高d=腰厚b=腿长R=内弧半径t=平均腿厚求

80mm×43mm×5mm的槽钢的每m重量。从冶金产品目录中查出槽钢t为

8、R为

8、r为4。则每m重量=0.00785×[80×5+2×8×(43-5)+0.349×(8×8-4×4)]=8.04kg工字钢

(kg/m)W=0.00785×[hd+2t(b-d)+0.615(R*R-r*r)]h=高d=腰厚b=腿长R=内弧半径t=平均腿厚求

250mm×118mm×10mm的工字钢每m重量。从冶金产品目录中查出t为

13、R为

10、r为5,则每m重量=0.00785×[250×10+2×13(118-10)+0.615×(10×10-5×5)]钢板(kg/㎡)W=7.85*d d=厚度厚度4mm的钢板,求每㎡重量。每㎡重量=7.85×4=31.4kg钢管[包括无缝钢管及焊接钢管](kg/m)W=0.02466*s(d-s)d=外径s=壁厚外径为60、壁厚4的无缝钢管,求每m重量。每m重量=0.02466×4×(60-4)=5.52kg钢材理论重量表管类:公斤/米板类:公斤/平方米热板花纹板方钢工字钢镀锌扁钢电线管镀锌角钢规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重0.5 3.925 2.5 22.6 10*10 0.785 10#11.261 25*4 0.827 15 0.625 40*4 2.567 0.75 5.888 326.6 12*12 1.13 12#13.98 30*3 0.753 20 0.766 50*5 3.996 0.8 6.28 3.5 30.5 14*14 1.54 14#16.89 40*4 1.325 25 1.048 17.85 434.4 16*16 2.01 16#20.516 32 1.329 1.2 9.42 4.5 38.3 18*18 2.54 18#24.143 40 1.611 1.5 11.78 542.3 20*20 3.14 20b#31.069 50 2.407 215.7 650.1 25*25

4.91 22b#36.524 2.5 19.63 865.8 30*30 7.06 25b#42.03 323.55 28b#47.888 431.4 30b#48.084 539.25 647.1 862.8 10 78.5 12 94.2 14 109.9钢材信息:钢材理论重量计算公式圆钢螺纹钢槽钢焊管镀锌管角钢扁钢无缝管规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重规格理重6.5 0.26 5#5.438 15 1.26 15

1.33 25*25*3 1.124 3*16 0.38 25*2.5 1.39 80.395 6.5#6.709 20 1.63 20 1.73 30*30*3 1.373 4*16 0.50 32*3 2.15 10 0.617 8#8.045 25 2.42 25 2.57 40*40*4 2.422 3*20 0.47 38*3 2.59 12 0.888 10#10.007 32

3.13 32 3.32 50*50*5 3.77 4*20 0.63 45*4 4.04 14 1.21 12#12.059 40 3.84 40 4.07 63*63*6 5.721 4*25 0.78 51*4 4.63 16 1.58 14a#14.535 50 4.88 50 5.17 70*70*7 7.398 3*30 0.71 57*4 5.23 18 214b#16.733 65 6.64 65 7.04 75*75*8 9.03 4*40 1.26 76*4.5 7.93 20 2.47 16a#17.24 80 8.34 80 8.84 75*50*6 5.699 6*40 1.88 89*4.5 9.38 22 2.98 16#19.752 100 10.85 100 11.5 80*80*8 9.658 5*50 1.96 108*4.5 11.49 25

钢筋计算 篇3

摘 要：钢筋混凝土梁的配筋采用理论计算与工程经验相结合方式施工，缺少理论计算与试验验证相结合的施工方法。对此，依据设计规范对净跨度为2.4m的梁进行设计和配筋计算，按照计算结果设置不同配筋率混凝土梁试件进行抗弯试验。试验结果表明不同配筋率混凝土梁在荷载作用下发生破坏时荷载大小不同，配筋率高其抵抗荷载破坏值大。低配筋率混凝土梁受弯破坏时裂缝少，高配筋率裂缝数增加，配筋率可影响梁破坏的延缓性。设计的混凝土梁试件中配筋率为0.5%时梁所能承受的抗弯性最好。

关键词：钢筋混凝土梁；配筋；裂缝；抗弯试验；

中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0155-03

1 概 述

钢筋混凝土梁是现代建筑中常见的建筑构件，是将混凝土抗压性能强和钢筋抗拉强度高等特征结好起来，因此钢筋混凝土梁能够承受荷载作用下内部产生的拉应力和压应力。房屋建筑工程中钢筋混凝土梁一般承受由上部构件传来的静荷载作用[1-3]。在进行钢筋混凝土结构设计时根据建筑上部传给梁的荷载，按梁所能承受该荷载作用下极限状态进行配筋。钢筋混凝土梁承受荷载作用达到极限破坏状态与梁横截面类型、大小、混凝土强度、钢筋强度等多因素相关[4-6]。钢筋混凝土梁的破坏形式有少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。其中少筋破坏是一种脆性破坏，在破坏前无裂缝出现等征兆，超筋破坏是构件因混凝土承载达到极限钢筋未达到屈服的一种脆性破坏[7]。钢筋混凝土梁进行配筋计算的目的是在极限荷载以下时避免构件发生破坏，设计计算的原理是构件所受荷载达到极限状态时构件属于适筋破坏，由于适筋破坏是一种徐变，可在一定程度上保护生命财产安全。本文对钢筋混凝土梁配筋计算的一般方法进行试件设计，并根据所计算的结果，按不同配筋情况进行试验研究[8-10]。用试验结果验证理论计算，以期为钢混凝土梁配筋提供合理的参考依据。

2 试件设计

试件高度依据混凝土结构设计规范《GB50010-2010》梁高度为跨度的1/8～1/14L。试验设计的梁净跨度L为2.4 m，则梁高度h按最大值设计为300 mm，梁宽度b按1/3～1/2 h设计为

150 mm，梁的钢筋保护层厚度为20 mm。试件设计梁所能承受的均布静力总荷载为14 kN/m。

4 抗弯试验

根据混凝土梁试件设计及配筋计算结果，采用不同抗拉配筋面积进行抗弯试验。表1为配筋梁的各项设计参数。混凝土按C30强度标准进行设计配合比，每根梁浇筑时取部分混凝土做成150 mm标准试块，养护28 d后放入万能压力机进行实际抗压强检测。试件梁的净跨度为2.4 m，考虑支座的支撑作用，梁的实际长度为2.6 m。支座处防止混凝土局部受损采用宽度

100 mm，厚10 mm的铁板垫块。试件梁进行受压时需观察梁破坏情况，因此中间跨度长为0.8 m处不设置箍筋。

试件梁的大小、支座及及箍筋布置如图1所示，试件制作时采用变形较小在硬塑胶板拼接制模。浇筑混凝土时先在模板中浇筑20mm厚作为钢筋保护层厚度，然后将钢筋骨架放入模板中，将剩余混凝土浇铸完毕捣实。梁浇铸完成后，一周内须每天洒水进行养护，28 d后进行抗弯试验检测。

4.1 试件抗弯测量方法

本次试验采用200 kN液压千斤顶进行加载，通过工字型钢梁将一点集中力分成两点集中力，两点集中力相隔间距为

0.8 m。同样为防止混凝土受集中作用力下的局部破坏，在混凝土上每个作用点加上钢板保护垫块。加载过程中，初始阶段以每秒3至5KN的速度进行加载，随后加载速度度减缓至1 KN/S以下的加载速度，以便观察混凝土梁受弯破坏时裂缝变化。

4.2 试件抗弯测量结果与分析

不同配筋率的混凝土梁试件进行受弯破坏时第1裂缝出现时荷载值，如图2所示。L-1梁的配筋率是0.22%，通过计算得出的最少配筋率为0.28%，所以L-1梁是设计梁当中的少筋梁，其余4类梁均超过最低配筋率。5类梁中出现第1 条裂缝时表明该梁已开始发生破坏，通过图2可知，混凝土梁配筋率逐渐增大，其出现第1条裂缝的荷载值越大。L-1梁是少筋梁，当荷载为23.6 KN时，L-1混凝土梁试件中的钢筋开始出现变形，梁内部应力发生重分布，抗拉区混凝土承受的拉应力增加，中间混凝土开始出现第1条裂缝。而此时梁中间部分的弯矩值为

13.44 KN·m，已超出设计荷载作用下弯矩最大值10.08 KN·m。这也证明了按规范设计的配筋是具有一定的安全系数，在低于设计极限配筋率情况下混凝土梁仍可达到设计荷载作用下抗弯性能。随着配筋率的增加，L-2、L-3、L-4、L-5混凝土梁试件出现第1条裂缝的荷载值相应增加。通过观察L-4和L-5出现第1条裂缝时上部混凝土已有部分压碎，说明L-4和L-5属于超筋梁。混凝土梁上部受压区混凝土压碎，受拉钢筋虽未屈服，此时梁已失去原有的作用，表明该梁已经破坏。L-1、L-2、L-3梁为少筋和适筋梁，对应的配筋率分别为0.22%、0.35、0.50%。其中L-1的配筋率比設计最低极限配筋率低21.4%，而L-3梁比设计最低极限配筋率高78.6%。说明本次设计的混凝土梁试件在最低极限配筋率-21.4%和最低极限配筋率78.6%这一范围内的配筋率均发适筋破坏。为了保证结构实际工作中的安全，对梁进行配筋设计时不能低于最低极限配筋率，也不宜高出配最低极限配筋率的78.6%。

混凝土梁试件出现第1条裂缝时表明混凝土受拉钢筋开始屈服，但此时梁具有一定的承载力并未完全破坏，因此试验继续对其进行加载。不同配筋率混凝土梁试件破坏时裂缝数，如图3所示，本次试验仅对裂缝长度大于100 mm的裂缝进行统计。由图3中的折线图趋势可知，随着配筋率的增加，梁表面出现的裂缝越来越多。当配筋率达到0.5%时，继续增加配筋率，混凝土破坏时裂缝数并未增加，略有所下降。已有研究中不加钢筋或少筋的混凝土梁，受弯破坏时只会出现1到3条裂缝，属于脆性破坏。本研究最低配筋率0.22%，钢筋混凝土梁试件破坏时出现9条裂缝，表明试件破坏并不是脆性破坏。混凝土梁试件设计在未达到超筋配置钢筋时，配筋率高混凝土梁出现的裂缝数就多。说明配筋率能提高混凝土梁受弯破坏的延缓性能，使更多的混凝土截面产生抵抗弯矩能力，减少应力集中在某一截面上。超筋配置的混凝土梁，破坏时混凝土梁上部先压碎，混凝土出现的裂缝数趋于稳定。通过对裂缝形状进行观察，L-1和L-2梁出现的裂缝呈竖直状态，L-3、L-4和L-5梁中间裂缝呈竖直状态，两边裂缝呈倾斜状态。

最后试验对不同配筋率混凝土梁完全破坏时荷载值进行统计，L-1、L-2、L-3、L-4、L-5梁所对应的破坏荷载分别为37.29 kN、44.16 kN、49.21 kN、48.43 kN、47.85 kN。其中L-1和L-2梁下部受拉钢筋全部拉断，而L-3、L-4、L-5下部受拉钢筋没有拉断，但梁上部混凝土局部压碎严重失去承载能力。梁L-1破坏是沿一条裂缝从下至上开裂破坏，L-2是上部出现局部混凝土压碎，下部有裂缝，破坏时不沿裂缝从下至上形成通缝破坏。L-3梁下部受拉区有多处宽度较大裂缝且分散，上部局部混凝土压碎。L-4和L-5梁下部混凝土裂缝较密集，上部多处混凝土压碎。通过对L-1和L-2梁破坏处的裂缝分析，中间冲毁分受弯荷载相同时，梁破坏时并不一定是沿正中间缝隙开裂断开，而是沿中间0.8 m处随机产生的裂缝断开。因为混凝土梁试件受压时中间0.8 m处梁内部每一个截面抵抗弯矩作用是相同的，所以每个截面均可能出现断裂破坏。通过以上不同配筋率混凝土梁试件的破坏试验，配筋率为0.50%时，钢筋混凝土梁承受荷载作用最大。

5 结 语

本文通过对设计梁截面为150×300 mm，净跨度为2.4 m钢筋混凝土梁的配筋计算进行析，计算出梁下部受拉区最低配筋率为0.28%。按设计梁尺寸和计算结果制作钢筋混凝土梁试件，其中梁的混凝土材料和钢筋材料以及外形尺寸均一致但设置受拉区的配筋面积不同。不同配筋率混凝土梁试件开始出现破坏时荷载不同，随配筋率的增加第1条裂缝出现时荷载值增加。通过低于极限荷载配筋率的混凝土梁试件设计并进行抗弯破坏试验，发现其仍能达到设计荷载作用下所承受的最大弯矩值。说明规范中设计的最低极限荷载是有一定富余安全系数。对试件进行完全抗弯破坏过程中裂缝数和裂缝形态分析，配筋率增加，混凝土梁破坏时裂缝数增多，配筋率大于0.5%后其裂缝数不随配筋率增加而增加。配筋率可影响到混凝土破坏时的延缓性。低配筋率的混凝土梁产生的裂缝呈竖直态，高配筋率则在由中间向两边，裂缝由竖直扩散呈倾斜状。低配筋率混凝土梁下部受拉区钢筋屈服断裂后，受弯矩作用相同的混凝土截面均可能出现断裂破坏。配筋率较高混凝土梁破坏时梁上部混凝土被压碎，受拉钢筋未拉断。以上不同配筋率混凝土梁设计试件受弯破坏时所能承受最大荷载的配筋率为0.5%，选择适宜配筋率可提高钢筋混凝土梁抗弯能力。

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钢筋下料长度计算探讨 篇4

关键词：钢筋,长度,计算原则,规定,注意事项,实例

1 引言

钢筋配料计算是一项细致而又重要的工作, 因为钢筋加工是以钢筋配料单作为唯一依据的, 并且还是提出钢筋加工材料计划, 签发工程任务单和限额领料的依据。由于钢筋加工数量往往很大, 如果配料发生差错, 就会造成钢筋加工错误, 其后果是浪费人工、材料、耽误了工期、造成很大损失。所以一定要在配料计算前认真看懂图纸, 仔细计算, 配料计算完成以后还要认真复核并填写配料单, 作为钢筋工进行钢筋加工的依据。

2 钢筋下料长度的计算原则及规定

(1) 钢筋长度:

结构施工图中所指钢筋长度是钢筋外缘之间的长度, 即外包尺寸, 这是施工中量度钢筋长度的基本依据。

(2) 混凝土保护层厚度:

混凝土结构的耐久性, 应根据环境类别和设计使用年限进行设计。混凝土保护层是指受力钢筋外缘至混凝土构件表面的距离, 其作用是保护钢筋在混凝土结构中不受锈蚀。无设计要求时应符合表1规定。

注:基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm。

(3) 弯曲量度差值:

钢筋长度的度量方法系指外包尺寸, 因此钢筋弯曲以后, 存在一个量度差值, 在计算下料长度时必须加以扣除。根据理论推理和实践经验, 列于表2。

(4) 钢筋弯钩增加值:

弯钩形式最常用的是半圆弯钩, 即180°弯钩。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列要求:

①HPB235钢筋末端应作180°弯钩, 其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍, 弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍.

②当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时, HRB335、HRB400钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍, 弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。

③钢筋作不大于90°的弯折时, 弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。

除焊接封闭环式箍筋外, 箍筋的末端应作弯钩, 弯钩形式应符合设计要求, 当无具体要求时, 应符合下列要求:

第一, 箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足上述要求外, 尚应不小于受力钢筋直径。

第二, 箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构不应小于90°;对于有抗震等要求的结构应为135°。

第三, 箍筋弯后平直部分长度:对一般结构不宜小于箍筋直径的5倍;对于有抗震要求的结构, 不应小于箍筋直径的10倍。

(5) 箍筋调整值:

为了箍筋计算方便, 一般将箍筋弯钩增长值和量度差值两项合并成一项为箍筋调整值, 见表3。计算时, 将箍筋外包尺寸或内皮尺寸加上箍筋调整值即为箍筋下料长度。

(6) 钢筋下料长度计算:

直钢筋下料长度=直构件长度-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-弯折量度差值+弯钩增加长度

箍筋下料长度=直段长度+弯钩增加长度-弯折量度差值 或 箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值

3 钢筋下料计算注意事项

(1) 在设计图纸中, 钢筋配置的细节问题没有注明时, 一般按构造要求处理。

(2) 配料计算时, 要考虑钢筋的形状和尺寸, 在满足设计要求的前提下, 要有利于加工。

(3) 配料时, 还要考虑施工需要的附加钢筋。

(4) 配料时, 还要准确的先计算出钢筋的砼保护层厚度。

4 钢筋配料计算实例

现以一根L-1预制矩形梁为例, 来说明钢筋下料长度的计算程序。钢筋保护层取25mm。Φ6箍筋调整值为100 mm。

4.1 绘出各种钢筋简图 (见图4)

4.2 计算钢筋下料长度

①号钢筋是2根18的受拉钢筋, 用下式计算:

直钢筋下料长度=直构件长度-两端保护层厚度+两端弯钩增加长度 (6.25d)

6000-25×2+6.25×18×2=6175 (mm)

②号钢筋是2根Φ10的架立钢筋, 下料长度如下

6000-25×2+6.25×10×2=6075 (mm)

③号钢筋是1根Φ18的弯起钢筋, 其钢筋简图见图4, 其端部竖向平直段长300 mm。

其端部纵向平直段长400-25=375 mm

其斜段钢筋长度= (梁高-2倍保护层) ×1.41= (450-2×25) ×1.41 (钢筋弯45°斜长增加系数) =400×1.41=564 mm

中间直段长度:6000-2× (25+375+400) =4400mm

下料长度= 外包尺寸+端部弯钩-量度差值={2× (300+375+564) +4400}+ (2×6.25×18) - { (4×0.5×18) + (2×2×18) }=6878+225-108=6995 (mm)

④号钢筋是另一根Φ18的弯起钢筋, 因是蜾纹钢, 端部可不加弯钩见图4—3.

下料长度= 外包尺寸-量度差值={2× (300+875+564) +3400}-{ (4×0.5×18) + (2×2×18) } =6878-108=6770 (mm)

⑤号钢筋是Φ6@200的箍筋, 其计算方法如下 (已知箍筋调整值为100 mm) :

下料箍筋长度=箍筋內周长+箍筋调整值= (400+150) ×2+100=1200 (mm)

⑥箍筋的数量可用下式计算:

(5950/200) +1=31 (根)

配料计算完成以后要填写配料单, 作为钢筋工进行钢筋加工的依据。

5 钢筋配料单与料牌

在钢筋施工中, 只有钢筋配料单还不够, 因为钢筋加工工序很多。并且在同一个钢筋加工场中, 加工着很多单位工程的各种构件的各个编号的钢筋, 这些编号的钢筋在外形上大同小异;如果在加工的钢筋上不加标志, 就可能在施工中造成混淆。故需要将每一个编号的钢筋制作一块料牌, 作为钢筋加工过程的依据, 也作为在钢筋安装中区别各个工程项目、构件和各种编号钢筋的标志。

5.1 钢筋配料单的编制方法和步骤

①熟悉构件配筋图, 弄清每一编号钢筋的直径、规格、种类、形式和数量, 以及在构件中的位置和相互关系。

②绘制钢筋简图。③计算每种规格的钢筋下料长度。④填写钢筋配料单。⑤填写钢筋料牌。

5.2 料牌

料牌可用100×70 mm的薄木板或纤维板等制成, 料牌正面一般写上这个编号的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、下料长度以及根数等。

6 结语

钢筋工程量计算规则 篇5

1、钢筋工程，应区别现浇、预制构件、不同钢种和规格，分别按设计长度乘以单位重量，以吨计算，

2、计算钢筋工程量时，设计已规定钢筋塔接长度的，按规定塔接长度计算；设计未规定塔接长度的，已包括在钢筋的损耗率之内，不另计算塔接长度。钢筋电渣压力焊接、套筒挤压等接头，以个计算。

3、先张法预应力钢筋，按构件外形尺寸计算长度，后张法预应力钢筋按设计图规定的预应力钢筋预留孔道长度，并区别不同的锚具类型，分别按下列规定计算：

（1)低合金钢筋两端采用螺杆锚具时，预应力的钢筋按预留孔道长度减0.35m，螺杆另行计算。

（2）低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端螺杆锚具时，预应力钢筋长度按预留孔道长度计算，螺杆另行计算。

（3）低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端采用帮条锚具时，预应力钢筋增加0. 15m，两端采用帮条锚具时预应力钢筋共增加0.3m计算。

（4）低合金钢筋采用后张硅自锚时，预应力钢筋长度增加0. 35m计算。

（5）低合金钢筋或钢绞线采用JM，XM，QM型锚具孔道长度在20m以内时，预应力钢筋长度增加lm；孔道长度20m以上时预应力钢筋长度增加1.8m计算。

（6）碳素钢丝采用锥形锚具，孔道长在20m以内时，预应力钢筋长度增加lm；孔道长在20m以上时，预应力钢筋长度增加1．8m.

（7）碳素钢丝两端采用镦粗头时，预应力钢丝长度增加0. 35m计算。

（二）各类钢筋计算长度的确定

钢筋长度=构件图示尺寸－保护层总厚度+两端弯钩长度+（图纸注明的搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值）

式中保护层厚度、钢筋弯钩长度、钢筋搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值以及各种类型钢筋设计长度的计算公式见以下：

1、钢筋的砼保护层厚度

受力钢筋的砼保护层厚度，应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应小于受力钢筋直径，并应符合下表的要求。

（2）处于室内正常环境由工厂生产的预制构件，当砼强度等级不低于C20且施工质量有可靠保证时，其保护层厚度可按表中规定减少5mm，但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm；处于露天或室内高湿度环境的预制构件，当表面另作水泥砂浆抹面且有质量可靠保证措施时其保护层厚度可按表中室内正常环境中的构件的保护层厚度数值采用。

（3）钢筋砼受弯构件，钢筋端头的保护层厚度一般为10mm；预制的肋形板，其主肋的保护层厚度可按梁考虑。

（4）板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm；梁、柱中的箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。

2、钢筋的弯钩长度

Ⅰ级钢筋末端需要做1800、1350、900、弯钩时，其圆弧弯曲直径D不应小于钢筋直径d的2.5倍，平直部分长度不宜小于钢筋直径d的3倍；HRRB335级、HRB400级钢筋的弯弧内径不应小于钢筋直径d的4倍，弯钩的平直部分长度应符合设计要求。1800的每个弯钩长度=6.25 d；( d为钢筋直径mm)

3、弯起钢筋的增加长度

弯起钢筋的弯起角度一般有300、450、600三种，其弯起增加值是指钢筋斜长与水平投影长度之间的差值。

4、箍筋的长度

箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求。当设计无具体要求时，用Ⅰ级钢筋或低碳钢丝制作的箍筋，其弯钩的弯曲直径D不应大于受力钢筋直径，且不小于箍筋直径的2.5倍；弯钩的平直部分长度，一般结构的，不宜小于箍筋直径的5倍；有抗震要求的结构构件箍筋弯钩的平直部分长度不应小于箍筋直径的10倍。

三）钢筋的锚固长度

钢筋的锚固长度，是指各种构件相互交接处彼此的钢筋应互相锚固的长度。

设计图有明确规定的，钢筋的锚固长度按图计算；当设计无具体要求时，则按《混凝土结构设计规范》的规定计算。

GB50010—规范规定：

（1）受拉钢筋的锚固长度

受拉钢筋的锚固长度应按下列公式计算：

普通钢筋La=a(fy / ft)d

预应力钢筋La=a(fpy / ft)d

式中fy fpy —普通钢筋 、预应力钢筋的抗拉强度设计值；

ft  —混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于C40时，按C40取值；

d —钢筋直径；a —钢筋的外形系数（光面钢筋a取0.16，带肋钢筋a取0.14）。

注：当符合下列条件时，计算的锚固长度应进行修正：

1、当HRB335、HRB400及RRB400级钢筋的直径大于25mm时，其锚固长度应乘以修正系数1.1；

2、当HRB335、HRB400及RRB400级的环氧树脂涂层钢筋，其锚固长度应乘以修正系数1.25；

3、当HRB335、HRB400及RRB400级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，其锚固长度可应乘以修正系数0.8；

4、经上述修正后的锚固长度不应小于按公式计算锚固长度的0.7倍，且不应小于250mm；

5、纵向受压钢筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍，

纵向受拉钢筋的抗震锚固长度LaE应按下列公式计算：

一、二级抗震等级：LaE=1.15La

三级抗震等级：LaE=1.05La

四级抗震等级：LaE=La

（2）圈梁、构造柱钢筋锚固长度

圈梁、构造柱钢筋锚固长度应按《建筑抗震结构详图》GJBT—465，97G329（三）（四）有关规定执行。

（四）钢筋计算其他问题

在计算钢筋用量时，还要注意设计图纸未画出以及未明确表示的钢筋，如楼板中双层钢筋的上部负弯矩钢筋的附加分布筋、满堂基础底板的双层钢筋在施工时支撑所用的马凳及钢筋砼墙施工时所用的拉筋等。这些都应按规范要求计算，并入其钢筋用量中。

（五）砼构件钢筋、预埋铁件工程量计算

1、现浇构件钢筋制安工程量：抽筋按理论重量计算。

钢筋工程量=钢筋分规格长×Kg / m×件数。（0.00617d2=Kg / m，钢筋直径：d—mm）；

2、 预制钢筋砼凡是标准图集构件钢筋，可直接查表，其工程量=单件构件钢筋理论重量×件数；而非标准图集构件钢筋计算方法同“1”。

3、预埋铁件工程量

预埋铁件工程量按图示尺寸以理论重量计算。

如图所示计算10根钢筋混凝土预制柱的预埋铁件工程量：

解（1）计算-10钢板理论重量

M-1：0.4×0.4×78.5K/O×10=125.60K

M-2：0.3×0.4 ×78.5K/O×10=92.40K

M-3：0.3×0.35 ×78.5K/O×10=82.40K

M-4：2×0.1×0.32 ×2×78.5K/O×10=100.50K

M-5：4×0.1×0.36 ×2×78.5K/O×10=226.10K

（2）计算￠12、Φ18钢筋理论重量

M-1： ￠12钢筋：2×（0.3+0.36×2+12.5×0.012)× 0.888K/m×10=20.80K

M-2： ￠12钢筋：2×（0.25+0.36×2+12.5×0.012)× 0.888K/m×10=19.90K

M-3： ￠12钢筋：2×（0.25+0.36×2+12.5×0.012)× 0.888K/m×10=19.90K

M-4：Φ18钢筋：2×3×0.38× 2.00K/m×10=45.60K

M-5：Φ18钢筋：4×3×0.38×2.00K/m×10=91.20K

小计：20.80+19.90+19.90+45.60+91.20=197.4K

合计：627+197.4=824.4K预埋铁件工程量=0.824 t

4、钢筋工程量计算实例

（1）钢筋混凝土现浇板如图所示计算10块板的钢筋工程量

解：①Φ8=（2.7-0.015×2)×［(2.4-0.015×2)÷0.15+1］×0.395 =2.67×13×0.395  =13.71 kg

②Φ8=2.37×19×0.395=17.79 kg

③Φ12=（0.5+0.1×2）×［（2.67+2.3）×2÷0.2+4］×0.888=33.56 kg

④Φ6.5=(2.67 ×6+2.37 ×6) ×0.26=7.86 kg

小计：Φ10以内：（13.71+17.79+7.86）×10=393.60 kg

Φ10以上：33.56×10=335.60 kg

铁马钢筋按经验公式1%计算：

Φ10以内：（393.60 + 335.60）×0.01=7.29 kg

钢筋计算 篇6

关键词：锚固长度,钢筋,图集,系数

2011年7月21日住建部发布了“建质[2011]110号”文, 确定11系列图集自2011年9月1日起实施以来, 11系列图集现已全面使用。很多从业人员关心的是11系列图集与03系列图集究竟有哪些变化。事实上, 11系列图集刚颁布时, 很多业内人士对它做了深刻的剖析。一些学者和从业人员认为11系列图集的锚固长度不像03系列图集, 不能直接查表, 而是需要乘系数。事实是否真的如此, 本文将就11系列图集锚固长度的取值问题谈一谈笔者的看法。

1 la, la E, lab, lab E所表示的含义

03系列图集与11系列图集都给出了一张表格, 03系列图集表格给出的是la, la E, 而11系列图集表格给出的是lab与lab E。各个字母所代表的含义如下:l为长度Length的字头字母、a为锚固Anchorage的字头字母、b为基本Basic的字头字母、E为地震Earthquake的字头字母。la为锚固长度;la E为抗震锚固长度;lab为基本锚固长度;lab E为基本抗震锚固长度。03系列图集可以通过表格直接查出la, la E[1], 把大量不需要调整的锚固长度和需要进行各种调整的少量锚固长度都叫做“锚固长度”, 有点不妥。11系列图集结合GB 50010-2010混凝土结构设计规范的梁柱纵向受力钢筋在节点区锚固长度和搭接长度的变化作出了调整, 给出的是是受受拉拉钢钢筋筋基基本本锚锚固固长长度度llaabb与与ll[[22]]aabb EE、、大大量量不不需需要要调调整整的的““锚锚固固长长度”和需要进行各种调整的少量“锚固长度”都叫做“基本锚固长度”[3]。当要用到la E时, 就出现一个麻烦的问题, 从表面上看11系列图集锚固长度不能直接查表, 需要乘系数。对此, 笔者不禁要问:为何11系列图集不是更简化, 反而更复杂了, la E与lab E之间有没有关系, 下面笔者将就此问题进行深入的分析。

2 受拉钢筋锚固长度la E与基本锚固长度lab E之间的关系

11系列图集中受拉钢筋基本锚固长度lab与lab E取值见表1。

图集的右下角还给出受拉钢筋锚固长度la、抗震锚固长度la E, 见表2。

其中, ζa E取值见表3。

其中, ζa E取值见表3。

ζa取值见表4。

根据表2给出的公式, 可以得出:

从式 (1) 来看, 11系列图集的锚固长度确实不能直接查表, 需要乘系数。而且la E与lab E无关, 那么, lab E值又有何用。

实际上, 图集中给出的lab E, 在梁柱纵向受力钢筋在节点区锚固长度和搭接长度时需要用到, 这就是前面提到的“大量不需要调整的‘锚固长度’”。至于“需要进行各种调整的少量‘锚固长度’”其实就是la E, la E的取值有两种方法, 一种方法是从式 (1) 计算得出, 也就是要乘系数。显然, 它的计算很复杂, 与03系列图集可直接查表比较起来, 业内人士很难理解和接受;另一种方法, 笔者将根据表1和表2的规律和公式进行推导, 得出新的结论。

表2中给出la E=ζa Ela, 那么是否存在lab E=ζa Elab。图集并没有明确, 下面笔者将对其进行验证, 取图集的lab值, 并分别乘系数1.05 (三级抗震时ζa E取值) 、1.15 (一、二级抗震时ζa E取值) , 四舍五入取整后, 结果见表5。

表5中只有C30与1.05lab/ (HRB335/HRBF335) 对应的锚固值30d, 与表1 (即图集) 有出入。此处图集偏安全考虑, 30.45d向上取整为31d。这一点并不影响它的整体规律。

由此可见, 公式:

成立。

由式 (1) 和式 (2) 可以得出:

即:

ζa的取值见表4。11系列图集规定, HRB335钢筋不再用于梁柱, 梁柱应采用HRB400钢筋和HRB500钢筋, 而HRB400钢筋的强度设计值比HRB335钢筋高出20%, 因此大于25 mm直径的钢筋使用的概率较之以前就减少了许多, 一般工程就极少出现, 因此, 11系列图集将大于25 mm的钢筋锚固长度移出表外。环氧树脂涂膜钢筋等其他3种特殊锚固条件也是绝大多数终身不遇的钢筋, 所以也将其清出图集。由此可见, 11系列图集对99.99%的钢筋锚固和连接都可以直接查表[3]。一般情况下, 非抗震时la=lab, 抗震时la E=lab E。即便遇到表4中的四种特殊锚固条件, 也可以用公式la=ζalab (非抗震) , la E=ζalab E (抗震) 计算锚固长度。

3 例证

例:已知抗震等级三级, C30, 22, 求锚固长la E。

查表得:三级抗震ζa E=1.05, ζa=1, lab=35d, lab E=37d。

方法一:

先四舍五入为37d (此步非常关键) , 再代入数值得:

方法二:

由此可见, 方法二简单快捷, 也证明了一般情况下, la, la E可直接查表获得。

4 结语

11系列图集对99.99%的钢筋锚固和连接都可以直接查表。与03系列图集相比, 缺少的仅仅是工作中基本碰不到的28 mm及其以上钢筋和环氧树脂涂膜等特殊条件下的钢筋。并且将一级、二级, 三级, 四级和非抗震放在一个表格, 节省了篇幅, 方便了查阅和使用。

参考文献

[1]中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集03G101[M].北京:中国计划出版社, 2003.

[2]中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集11G101[M].北京:中国计划出版社, 2011.

谈现浇钢筋空心楼盖的计算方法 篇7

近些年, 随着经济及技术水平的发展, 各地如雨后春笋般出现许多大跨度体育馆、停车场、超市等, 传统的楼盖体系 (无梁楼盖, 井字梁等) 已经不能满足实际工程的需要, 现浇钢筋混凝土空心楼盖的出现, 弥补了这一行业的空白, 使许多大跨度结构成为现实。

1 现浇空心楼盖简介

现浇空心楼盖体系是继无梁楼盖体系、井字密肋楼盖体系之后又一种新型楼盖体系, 是我国近几年才出现的一种新型楼盖体系, 其主要技术原理是:在原有传统实心平板楼盖体系内部预先设置一定的内模 (例如箱体、筒芯) 后再浇筑钢筋混凝土而形成的一种新型楼盖[1]。由于内藏箱体式空腔, 比传统梁板体系具有保温隔声好、自重轻, 同时现浇空心楼盖体系不仅具有能提供灵活的使用空间、增加楼板刚度、缩短施工工期、降低结构造价等优点, 而且能适应当前大开间、大空间、大柱网的多高层大跨度建筑的需要, 其经济技术综合指标比其他类型的楼盖体系 (井字梁等) 有明显的提高, 有着广泛的运用前景。现如今, 现浇空心楼盖体系已广泛运用在时间工程项目中, 并且取得巨大的社会经济效益。作为结构设计师, 根据空心楼盖受力性能选择合适的计算分析方法[2,3]对楼盖进行分析设计是我们的首要工作。

2 现浇空心楼盖计算方法

2.1 拟梁法

拟梁法是指将现浇钢筋空心楼板合理简化成等刚度的两个方向梁进行分析设计, 包括单向设计法和双向设计法两种方法。

2.1.1 单向设计法

空心楼盖最开始使用的主要是含筒芯的空腔形式, 而芯模的安放方式非常单一, 与预制楼板一样呈现规则的单向排列方式, 设计方法类似于单向板。这样设计, 只考虑一个主要方向受力, 忽略了另一方向的受力, 因此对空心楼板计算是安全的, 由于当时计算理论方法还不够成熟和完善, 结构分析人员一般采用单向设计法, 即对平行于芯模方向的拟梁进行受力分析, 得到弯矩进行配筋计算, 而平行筒芯的方向按照规范构造要求和最小配筋率进行配筋设计。显然, 单向设计配筋偏大, 造成整体造价提高。

2.1.2 双向设计法

随着技术水平的提高, 对现浇混凝土空心楼盖分析研究的日益深化, 设计人员提出采用更为先进的双向设计法。所谓双向设计法就是把包含筒芯的混凝土空心楼盖合理简化为双向计算模型, 即平行于孔径方向的截面简化为等刚度的工字形截面, 而垂直于孔径方向的截面简化为等刚度二字截面, 然后按照前面简化后的模型形式对两个不同方向的截面进行分析计算, 得到合理的配筋结果。空心楼盖体系的双向设计法比原有单向设计法对结构原型的合理设计分析更适用, 并且使该体系在两个不同方向上配筋更加合理, 受力更加明确, 结构配筋率大大降低。目前, 现行设计中, 双向设计法还是被普遍应用在现浇空心楼盖的计算分析上的。

2.2 拟板法

所谓拟板法就是将混凝土空心楼盖合理简化成各向等效的异性实心混凝土楼板, 然后采用传统实心板壳理论对混凝土空心楼盖进行计算分析和结构设计, 得到合理正确的受力特性。实际工程应用中, 对混凝土空心楼盖受力性能的计算分析, 我们可以采用薄板 (薄壳) 小挠度变形的理论去实行。

计算混凝土空心楼盖前, 必须对小挠度变形薄板理论作以下假定:

1) 忽略薄板中在垂直面方向上产生的应变。

2) 忽略薄板在中面内的点在平行中面方向上的位移。

3) 忽略薄板垂直中面方向的法应力对薄板产生的挠度变形。

通俗的说, 拟板法就是把现浇混凝土楼盖合理简化为两个不同方向的等效实心混凝土楼板, 简化原理必须要保证在两个不同方向上截面抗剪刚度和抗弯刚度与原有实际楼盖体系相同, 即平等刚度原则。在满足这些条件的前提下, 可以对混凝土空心楼盖的各种受力性能采用拟板法进行分析设计。

2.3 直接设计法

直接设计法往往应用于无梁楼盖, 即柱 (包含柱帽) 支承板的楼盖体系结构中, 该方法把楼盖体系两个不同方向受到的静力弯矩在空心楼盖的控制截面处按照求得弯矩分配系数直接进行内力分配, 求得各个不同方向的弯矩值, 然后进行配筋计算分析, 有时也被叫做弯矩系数法, 该方法也是在线弹性小变形理论的基础上进行分析设计的。

在实际工程应用中, 直接计算法需要满足以下几个条件:

1) 楼盖体系必须满足每个方向至少有三个连续跨。

2) 楼盖体系需要满足在同一个方向相邻跨度之间的跨度差小于较长跨度的1/3。

3) 楼盖体系的区格应为方形, 同时每个区格板中, 长边与短边之比不大于2。

4) 楼盖体系任一个方向上, 支撑柱偏离整体柱中心线的距离不大于该方向跨度的1/10。

5) 楼盖体系应在两个不同方向分别分析计算, 同时考虑全部的竖向荷载在两个方向的作用。

6) 楼盖体系承受的可变荷载与永久荷载的比值不大于2。

从上面六条可以得出, 该设计方法的理论清晰、概念明确, 同时满足基本的板壳理论原理。在实际工程设计中, 先将混凝土空心楼盖结构在纵横两个不同方向划分为柱上板带和跨中板带两部分, 而柱上板带是整体支撑柱中心轴线两侧各自板跨宽度为1/4的跨度, 跨中板带是板跨中剩余的1/2的板带宽度, 采用传统无梁楼盖的相关规定对空心楼盖进行内力分析计算并分配, 计算得到合理的配筋值。

2.4 等代框架法

在支承柱支撑筒芯的现浇钢筋混凝土空心楼盖中, 也可以采用等代框架法进行计算配筋设计, 等代框架法也是把楼盖体系划分为两个纵横不同方向的柱上板带和跨中板带跨度, 划分完板带跨度后, 分别求出不同方向的, 即垂直于筒芯方向和沿筒芯方向的截面刚度折算系数, 然后再进行设计分析。具体方法是把柱上板带折算成等厚度的矩形截面, 按框架主梁输入模型中, 将实际楼板的柱上板带的翼缘部分和跨中的板带分别按等刚度原则进行等效折算, 最后折算得到等厚度的矩形截面, 然后将折算后的跨中板带截面部分按次梁输入模型中, 最后对整个结构体系进行配筋计算。计算得到的框架梁的配筋量即为柱上板带部分的实际配筋, 其中该配筋量70%的钢筋是分配布置在柱上板带中间的暗梁内, 而其余的则均匀的布置在整个柱上板带范围内, 但是不应该小于跨中板带的配筋;计算分析得到的模型中次梁的配筋即为实际跨中板带的配筋值, 并且是均匀的布置在跨中板带宽度范围内。

等代框架梁方法中的截面是空心筒与实心楼板的结合, 根据规范构造要求板顶到筒芯孔的顶部最小间距不小于40 mm, 而板底到筒芯的底部间距不小于50 mm, 这样来保证钢筋有足够的保护层厚度。因此板的中心线与孔洞的中心线之间的距离也就10 mm左右, 由于距离很小, 在计算时按无偏心计算时得到的结构误差很小。所以我们简化计算时就取对板中心线的截面惯性矩。

3 结语

本文总结归纳现浇空心楼盖的几种计算方法及其使用注意的问题。通过对其简化, 实际使用中更为简单方便, 结果更加合理, 降低结构总的造价, 为以后其他实际工程中对空心楼盖体系的使用提供参考。

参考文献

[1]韩亮.现浇空心楼盖的结构性能分析[D].太原:太原理工大学, 2013.

[2]JGJ/T 268—2012, 现浇混凝土空心楼盖技术规程[S].

钢筋计算 篇8

实际上,与受弯构件挠度验算相同,裂缝宽度的验算也是在满足构件承载力的前提下进行的。挠度验算时,可能出现满足承载力要求,而不满足挠度限制的情况。同样的,在我们验算裂缝时,也可能会出现满足了挠度的要求,但是却不满足裂缝宽度的要求。这通常在配筋率较低而钢筋选用直径较大的情况下出现。工程中,最大裂缝宽度一般是由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”得到的。“扩大系数”由试验结果的统计分析并参照使用经验确定[1]。

根据东南大学两批长期加载试验梁的试验结果,分别给出了荷载标准组合下的扩大系数以及荷载长期作用下的扩大系数。根据试验结果,将各种系数归并后,《混凝土结构设计规范》8.1.2条给出了最大裂缝宽度计算公式:

从公式中可以看出,当计算最大裂缝宽度超过允许值不大时,可以采用减小钢筋直径或适当增加配筋率的方法解决。从《混凝土结构设计规范》可以发现ωmax主要与钢筋应力、有效配筋率及钢筋直径等有关。

上述的裂缝宽度计算公式只适用于线形构件外荷载产生的正截面裂缝。对于其他因素,如混凝土结硬时的自身收缩引起的裂缝,温度变化引起的裂缝,混凝土干缩引起的裂缝,混凝土骨料下沉引起的塑性沉降裂缝以及碱—骨料反应引起的裂缝等等都不包含在内。这些裂缝,由于涉及因素很多,问题异常复杂,其计算方法还有待深入研究。

在一般情况下,混凝土的大多数裂缝都是在施工阶段或者在工程正式交付使用前发生的,对工期较长的大型工程尤其如此。这些裂缝主要是混凝土硬化前的塑性沉降裂缝和硬化后早期发生的温度、收缩、干缩裂缝。这当然与施工时的原材料选择不当、混凝土级配不合理,配比中的用水量过多、振捣养护不当等有关,但也与设计有关。设计者不能以为已按前述公式验算了裂缝宽度则所有裂缝问题就都已经解决。设计者应该根据具体条件,认真考虑分缝或分层浇筑的位置,以减少温度或收缩变形的约束;认真选择混凝土的强度等级及材料性能,防止因水泥用量过多导致温度和收缩变形增大;认真研究在关键部位布置足够的温度钢筋和构造钢筋等等。

裂缝的出现,归根结底,是因为钢筋与混凝土在相同拉应力作用下,变形不协调产生的。

如前文提到的,在PKPM中,形成梁施工图时,打开“允许根据裂缝宽度配筋”开关,可能导致用钢量增大,其配筋量比计算量约大20%,按照这种调整方式,原本按照承载力算出来是适筋梁,而因为裂缝而增加的钢筋,是否会使其变成超筋梁,工程中,我们遇到这种情况要如何处理。工程设计人员可以参看《混凝土结构设计规范》7.2.4条,受弯构件正截面受弯承载力的计算,应符合本规范公式(7.2.1-3)的要求。当由构造要求或按正常使用极限状态验算要求配置的纵向受拉钢筋截面面积大于受弯承载力要求的配筋面积时,按本规范公式(7.2.1-2)或公式(7.2.2-3)计算的混凝土受压区高度x,可仅计入受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积。在规范中已明确说明,可仅计入受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积,并不会由于裂缝控制,增大配筋,而出现超筋梁的情况。

但是我们通过裂缝控制配筋,可能造成强梁弱柱抗震不利的情况出现。对裂缝超限,可以通过减小钢筋直径、减小钢筋间距的方式解决,目的都是提高有效配筋率。有的时候也可以放大裂缝宽度限制条件,原因有以下两个方面:

1)按照PKPM软件裂缝计算,按单筋截面验算的方法,并忽略楼板的翼缘有利因素,正常使用状态下钢筋实际应力值较计算值小,造成计算裂缝宽度较实际大。

2)对于裂缝控制,主要满足两个要求,第一是满足使用者感官上的要求;第二,防止钢筋的锈蚀。对于第二要求,近年来研究发现,局部裂缝造成钢筋锈蚀,对钢筋混凝土构件承载力影响不大,因此北京建筑设计院结构措施中,对干燥少雨地区的非侵蚀环境中裂缝控制在0.4 mm以下。

另外,应特别注意,在上述公式中,裂缝与保护层厚度是成比例的。保护层厚度越大,裂缝也随之加大。但除非该结构对耐久性没有要求。而对表面裂缝造成的观瞻有严格要求者,不能为了满足裂缝控制的要求任意减小保护层厚度。从耐久性角度来看,垂直于钢筋的横向裂缝的出现与开展只在开裂截面附近使钢筋发生局部锈点,而对钢筋的整体锈蚀并不构成重大的危害。因此近年来,各国规范对钢筋混凝土构件的横向裂缝宽度的控制都有放松的趋势。而保护层厚度的大小及混凝土的密实性却都是关系到钢筋锈蚀和混凝土耐久性的关键因素,对它们的严格要求实际比用计算公式来控制裂缝宽度要重要得多。规范中,尚未对此做出明确的说明。但是,根据国外的一些算例,如英国的混凝土规范BS 8110中,对裂缝计算,如果保护层厚度超过35 mm,在计算时就取为35 mm,以免计算产生过大的裂缝而与实际情况不相符合。

还应特别注意,按电算计算所得的梁裂缝宽度多数是不真实的,设计人员应做认真分析判断计算结果的真实性。对矩形,T形,倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件以及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件,其最大裂缝宽度的计算中,电算所得梁多数是按单筋梁截面计算求出的钢筋截面面积,在有抗震设计的框架梁支座下部钢筋实配量相当多。因此梁支座受拉钢筋的实际应力小很多,相应电算结果的裂缝宽度必将大了许多。梁跨中截面配筋电算是按矩形截面单筋梁计算的,现浇梁实际均由楼板形成T形梁,框架梁抗震或非抗震设计跨中均由一定数量的上部受压钢筋形成双筋梁。这样梁跨中受拉钢筋的实际应力也小很多,相应电算结果的裂缝宽度是不真实的。所以,电算结果有超过规范规定的限值现象,不应简单加大钢筋处理。应作分析判断并采用手算进行验算。否则,梁支座处为裂缝控制配筋,增加了钢筋量,而对柱和梁柱节点核心区应增强的地方不增强,违反了“强节点弱构件”的基本原则。对这点,设计人员应引起高度注意。

参考文献

[1]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

钢筋大角度弯折量度差值计算研究 篇9

建筑结构中所用到的钢筋, 出厂时多数都为线材, 在安装时, 需要进行弯折。弯折情况一般有三种:第一种情况是为了锚固的需要, 在直钢筋的端头做成一定角度的弯钩;第二种情况类似弯起钢筋, 通常在直钢筋中间进行一次或多次弯折;第三种情况是箍筋, 普通箍筋都是弯折三次而封闭成一圈。其中后两种既有端头弯钩, 又有中间弯折。

我们在结构施工图中所能读到的钢筋尺寸, 是按直线或折线的外包尺寸标注的, 外包尺寸即钢筋外皮上两点之间的直线长度。外包尺寸不能直接用来下料加工钢筋, 因为钢筋在弯折处会产生一段圆弧段, 如图1所示。钢筋的下料长度与外包尺寸之间存在一个差值, 此差值是由尺寸标注量度方法引起的误差, 故称为量度差值, 本文记为A。计算下料长度时, 必须扣除该差值。量度差值A的大小与转角大小、钢筋直径及弯心直径有关。

在各相关文献及建筑专业的教科书中可以查找到一些特殊角度 (如30°, 45°, 60°, 90°, 135°) 及特定弯心直径 (如D=5d) 的量度差值。随着异形建筑的不断涌现, 其构件也呈现不规则的形式, 而其钢筋的弯折, 已不再局限于一些特殊的角度。本文讨论大角度弯折时的量度差值计算, 所谓大角度弯折, 指的是弯折角度大于90°时的弯折。

2 量度差值计算的基本公式

2.1 弯折角度α≤90°时的计算公式

A=外包尺寸-下料长度。

其中, D为弯心直径, 即钢筋弯曲机的心轴直径;l1, l2分别为外包尺寸;l为中心线长度。

弯折角度α≤90°弯折示意图见图2。

2.2 大角度弯折 (角度α>90°) 时的计算公式

在一些文献中, 提到了α>90°时的量度差值的计算, 如图3所示, 方法如下:

A=外包尺寸-下料长度。

当α=135°, D=5d时, 计算得A=2.83d。

在公式推导的过程中, 外包尺寸为A, B, C, D, E五点之间的距离之和。实践中, 在计算下料长度时, 难以获得如图3所示的从A点到E点的外包长度, 而相对比较容易获得的是AB与EF的长度, 故在计算量度差值时, 应以AB与EF的长度为外包长度, , 则则量度差值A为

当α和D变化时, A值可能为正, 也可能为负, 由式 (3) 推导如表1所示。

3 公式验证

如图4所示180°弯钩, 下料长度=外包尺寸+弯钩增加值, 记平直段长度为l1, 利用弯钩增加值计算时, 下料长度为:

利用量度差值计算时, 下料长度=外包尺寸-量度差值, 得:

式 (4) -式 (5) , 其值为0, 可见, 两种方法计算结果相同。

若取l2=20d, D=2.5d, l1=3d, 则弯钩增加值为6.25d, 由表1可得A=-d, 将具体数值代入, 下料长度为:

计算结果相同。

4 结语

在计算大角度弯折钢筋的下料长度时, 考虑施工实际情况, 选取较易获得的外包尺寸, 重新推导了大角度钢筋弯折时的量度差值, 简化了计算方法, 可为实践中钢筋的下料加工提供参考, 避免大角度弯折时下料错误。

摘要：对钢筋大角度弯折量度差值的计算方法进行了分析, 提出了外包尺寸的不同量度方法, 推导了大角度弯折量度差值的计算公式, 简化了下料长度的计算, 为实际工程计算提供了方法依据。

关键词：大角度弯折,量度差值,外包尺寸

参考文献

[1]李海涛, 李竞克, 侯琳.建筑施工技术[M].武汉:武汉大学出版社, 2013:126-128.

浅析建筑施工中的钢筋代换计算 篇10

1 钢筋代换的基本要求

⑴必须充分了解设计意图和代用钢筋的性能, 严格遵守《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 的各项规定。

⑵不同种类的钢筋代换, 应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行。

⑶当构件受抗裂、裂缝宽度或挠度控制时, 钢筋代换应进行抗裂、裂缝宽度及挠度验算。

⑷钢筋代换后, 应满足《混凝土结构设计规范》规定的有关构造要求。如钢筋直径、间距、根数、锚固长度、搭接长度、最大配筋率、最小配筋率等要求。

⑸对重要的构件如吊车梁、薄腹梁、屋架下弦不宜用HPB300光圆钢筋代换HRB335、HRB400、HRB500级变形钢筋, 以免裂缝开展过大。

⑹梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别进行代换, 以保证正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的要求。

⑺偏心受压构件或偏心受拉构件作钢筋代换时, 不应取整个截面配筋时计算, 应按受压钢筋和受拉钢筋分别代换。

⑻同一截面内, 可同时配有不同种类和直径的代换钢筋, 但每根钢筋的拉力差不应过大 (如同品种钢筋的直径差值一般不大于5mm) , 以免构件受力不均匀。

⑼对有抗震要求的框架, 不宜以强度等级较高的钢筋代替原设计中的钢筋;当必须代换时, 其代换的钢筋检验所得的实际强度应符合钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不小于1.25。

⑽预制构件的吊钩, 必须采用未经冷拉的HPB235级热轧钢筋制作, 严禁以其它钢筋代替。

⑾轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2, 仍按300 N/mm2取用, 故不能用HRB400代替HRB335钢筋。同时此类构件中的钢筋数量是裂缝控制的, 而不是承载力控制的, 故不能用等强度代换。

2 钢筋代换原则

2.1 应满足正截面承载力要求

在各种拉、压、弯、扭构件中, 钢筋的作用不外乎是承受拉力或压力。若按构件的正截面承载力控制时, 按代换前后承载力相等的原则进行代换, 称等强度代换。

代换时按下式计算:

式中:

As2、As1——代换后及代换前钢筋截面面积;

fy2、fy1——代换后及代换前钢筋抗拉强度设计值;

n2、n1——代换后及代换前钢筋根数;

d2、d1——代换后及代换前钢筋直径。

上式有两种特例:

⑴钢筋强度设计值相同, 即钢筋级别相同, 直径不同时或当构件按最小配筋率控制时, 可按钢筋截面面积相等的原则进行代换, 称“等面积代换”。

这里应注意的是, 在设计中选择钢筋直径和根数时, 实际采用的钢筋截面积和计算值之间允许±5%误差, 故在代换时As2与As1之间只允许+5%误差处理, 不允许As2

⑵当直径相同, 钢筋强度设计值不同时钢筋代换计算式:

2.2 应满足变形要求

按承载力要求进行代换计算确定As2之后, 对受弯构件还应重新计算构件刚度并进行挠度验算。

从上式可看出:

⑴若钢筋级别不变, 则弹性模量Es不变, 当As2≥As1时, 故代换后Bs2≥代换前Bs1, 可不进行挠度验算。

⑵若HPB300代换HRB335钢筋时, 则Es2>Es1, As2>As1 (HPB300钢筋, Es=2.1×105MPa, fy=270N/mm2;HRB335钢筋, Es=2×105MPa, fy=300N/mm2) , 故不必进行验算。

⑶若HRB335钢筋代换HRB300钢筋时, 则As2

⑷但若原构件的高跨比h/l0o已满足有关构造要求不需进行验算的最大跨高比, 在As2>As1的前提下, 可不必进行挠度验算。

2.3 应满足裂缝宽度的要求

从上式可看出, 若钢筋级别不同, 则Es变化;如果钢筋表面形状不同, 则γ有变化。As2值不仅影响ρte值, 也影响到直径d, 这时应注意钢筋直径改粗后加大裂缝宽度的不利影响, 故确定As2后, 重新计算Wmax, 并使Wmax≤Wlim。

注意:

⑴等截面代换时, 粗钢筋不能代换细钢筋。

⑵等强度代换时, HRB335钢筋代换HPB300钢筋, 应验算Wmax;用HPB300钢筋代换HRB335钢筋时, 可不进行裂缝宽度验算。

3 钢筋代换注意事项

⑴当用细钢筋代替粗钢筋时, 由于钢筋根数增加, 若钢筋由原来的一层变成二层, 截面的有效高度ho将会相应减少, 使截面承载力降低, 这时应适当增加钢筋面积, 并作截面承载力复核。

若一层钢筋改为二层或二层钢筋改为一层, 则值应乘以或除以表1换算系数 (但As2增大后, 其ρ≤ρmax) 。

或根据弯矩相等的原则, 用下式计算:

由α1fcbx=fyAs, 得代入上式得

⑵原设计若按ρmin配筋外, 这时只需按等截面面积代换。

⑶用光圆钢筋HPB300代换变形钢筋时, 应注意增设弯钩。

⑷对各级钢筋受拉的锚固长度la, 受拉钢筋的搭接长度ll有不同的规定, 代换时应作相应调整。

4 例题

已知:某教学楼钢筋混凝土简支梁截面尺寸b×h=250×600mm, 计算跨度l0=6.78m, 恒载标准值gk=17.28kN/m, 活载标准值qk=9kN/m, 混凝土C25, 纵筋HRB400, 箍筋HPB300, 试设计此梁。

按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 计算, 可得:

⑴由正截面承载力计算得:As=1070mm2, 配2C20+2C18 (1136mm2)

⑵由斜截面抗剪承载力计算得:配A8@250箍筋

⑶由挠度验算得:

⑷由裂缝宽度验算得:Wmax=0.251mm

现用HPB300钢筋代换HRB400钢筋, 根据以上钢筋代换的原则, 可得:

⑴由正截面承载力计算得:As=1504mm2, 配5A20 (1570mm2)

⑵由斜截面承载力计算得:配A8@250箍筋

⑶由挠度验算得:fmax=18.75mm<[f]=33.9mm

⑷由裂缝宽度验算得:Wmax=0.193mm

摘要：在施工中, 常遇到工地上现有的钢筋级别、直径与设计图纸规定的钢筋级别、直径不相符的情况, 这时就需要进行钢筋代换。本文提出了钢筋代换的基本要求、代换原则、注意事项及通过例题验证了文中的结论。

关键词：建筑施工,钢筋代换,注意事项

参考文献

[1]姚谨英.建筑施工技术 (第三版) .中国建筑工业出版社, 2007.8

[2]侯治国.混凝土结构 (第三版) .武汉理工大学出版社, 2006.5

[3]建筑施工手册 (第四版) .中国建筑工业出版社, 2003.5