钢筋代换计算公式大全 2Word文档下载推荐.docx
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56)
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杂谈
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一、
抗弯承载力(强度)验算:
单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算基本公式为:
M≤Mu=fyAs(ho-fyAs/2a1fcb)
当砼强度等级超过C50,a1取1.0.
钢筋代换后的截面强度:
fy2As2(ho2-fy2As2/2fcb)≥fy1As1(ho1-fy1As1/2fcb)
fy2---拟代换钢筋的抗拉强度设计值
fy1---原设计钢筋的抗拉强度设计值
As2---拟代换钢筋的截面面积
As1---原设计钢筋的截面面积
ho2---拟代换钢筋合力作用点至构件截面受压边缘的距离
ho1---原设计钢筋合力作用点至构件截面受压边缘的距离
fc---砼抗压强度设计值
b---构件截面宽度
二、钢筋代换抗剪承载力(强度)验算:
钢筋砼受弯构件,当配有箍筋和弯起钢筋时,其:
斜截面受剪承载力的计算公式为:
v≤0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s+0.8fyAstysinαs,
αs---斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴向的夹角,一般取αs=45°
,当梁截面较高时取αs=60°
即钢筋砼受弯斜截面所承受的剪力主要由三部分组成:
1.砼承担的剪力;
2、箍筋承担的剪力;
3、弯起钢筋
承担的剪力。
其中:
箍筋所承担的剪力为:
vsv=1.25fyvAsvho/s,所以,
(1)、箍筋代换应满足:
fyv2Asv2/s2≥fyv1Asv1/s1
fyv2---拟代箍筋换的抗拉强度设计值
fyv1---原设计箍筋的抗拉强度设计值
Asv2---拟代换箍筋截面积
Asv1---原设计箍筋截面积
s2---拟代换箍筋沿构件长度方向上的距离
s1---原设计箍筋沿构件长度方向上的距离
弯起钢筋所能承载的剪力为:
vsb=0.8fyAsbsinαs,所以,
(2)、弯起钢筋代换后应满足:
fy2Asb2≥fy1Asb1
fy2---拟代换弯起钢筋的抗拉强度设计值
fy1---原设计弯起钢筋的抗拉强度设计值
Asb2---同一弯起平面内拟代换弯起钢筋的截面积
Asb1---同一弯起平面内原设计弯起钢筋的截面积
当fy2Asb2<fy1Asb1时,即拟代换弯起钢筋抗力小于原设计弯起钢筋的抗力时,可通过适当增强箍筋的方法补强。
(3)、箍筋代换量计算:
Fyv2Asv2/s2≥fyv1Asv1/s1+2vj/3ho
Fyv2---拟代换箍筋的抗拉强度设计值
s2---拟代换箍筋沿构件长度方向上的间距
s1---原设计箍筋沿构件长度方向上的间距
ho---构件截面有效高度
vj---弯起钢筋代换引起斜截面抗剪承载力(强度)
(4)、降低值的计算式:
Vj=0.8(fy1Asb1-fy2Asb2)sinαs
三、
钢筋代换抗裂验算:
构件最大裂缝宽度计算:
ωmax=αcrΨσsk(1.9c+0.08deq/ρte)Es
ωmax---构件最大裂缝宽度
αcr---构件受力特征系数(对受弯构件取αcr=2.1)
Ψ---裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
Es---钢筋弹性模量
deq---受拉区纵向钢筋的等效直径,deq=Σnid²
i/Σniυidi
ρte---按有效受拉砼截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;
在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01时,
取0.01;
ρte=(As+Ap)/Ate
c---最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):
当c<20时,取20;
当c>6时,取65
当:
Ψ<0.2时,取0.2;
Ψ>1时,取1;
对直接承受重复荷载的构件取Ψ=1;
Ψ=1.1-0.65ftk/ρteσsk
σsk---按荷载效应的标准组合计算的钢筋砼纵向受拉钢筋的应力,对受弯构件:
σsk=Mk/0.87hoA
N1*(3.14*D1^2/4)*fy1=N2*(3.14*D2^2/4)*fy2
N为钢筋数量
D为直径
fy1为设计钢筋的强度
fy2为替换钢筋的强度
钢筋代换一般有以下几种情况,都各有一些问题需要注意。
1.等面积代换,一般是钢筋强度等级不变,改变钢筋直径,相应地,钢筋根数也跟着改变。
多见于购买不到指定直径钢筋的情况;
或设计图纸钢筋种类太多,适当归并钢筋种类。
引起的问题:
钢筋直径变化,会引起构件裂缝宽度计算值变化。
适应情况:
以小直径钢筋代换大直径钢筋,可避免裂缝宽度的问题。
需要注意:
以小换大后,钢筋根数增多,若改变了原设计的钢筋排数,则构件有效计算高度h0变小。
2.等强度代换,一般是改变钢筋强度等级,以高强度钢筋代换低强度钢筋。
如,以螺纹钢代换圆钢(多见于购买不到圆钢的情况);
或以高强度钢筋代换低强度钢筋,以节约钢筋(多见于甲方要求)。
高强钢筋延性较低强钢筋差,对结构抗震性能影响较大。
对板、基础等,或其它不需考虑抗震要求的构件,可适用此法。
这两种钢筋代换的方法,都会改变原设计拟定的承载力和正常使用极限值,必须经原设计同意,方可进行。
一级钢筋和二级钢筋的抗拉强度标准值是235和335N/mm2
一级钢筋和二级钢筋的抗拉强度设计值是210和300N/mm2
等强代换公式fy1As1=fy2As2
一般钢筋出厂时,都有标牌,标牌上标明等级。
当没有时,螺纹钢上都有标记(厂名)、规格、等级;
等级:
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ;
代号:
、、、;
一般表示为:
等级\标记\规格。
建筑上使用的钢筋主要是按照抗拉强度分的。
抗拉强度2400kg/cm平方称1级钢筋,图纸上用ф表示;
抗拉强度2800kg/cm平方也属1级钢筋,图纸上用圆圈中两竖的ф表示;
抗拉强度3400kg/cm平方的16Mn钢属2级钢筋,图纸上用下加一横的ф表示;
抗拉强度3800kg/cm平方的25MnSi钢属3级钢筋,图纸上用中间两竖、下加一横的ф表示。
现在资料是旧标准,现行标准应力单位是MPa,1MPa=10Kg/cm平方,需换算。
大家也许习惯于一级钢(Ⅰ即),混合结构工程用一级钢(Ⅰ即)的量比较大,如带型基础、构造柱、圈梁、现浇楼板或者屋面板等;
现浇框架结构的民用或者工业建筑物、构筑物以及水利桥梁等用二、三级钢比较多。
但若仔细分析的话,会发现用三级钢比一级钢要省,板块不大的情况下,一般板都是构造配筋,这就有最小配筋率来控制,最小配筋率与钢筋等级直接相关,您比较一下会发现,砼等级一致的情况下,一级钢和三级钢相差明显:
(大板块,受力控制时三级钢优越性更明显)
比如:
c25砼
一级钢时:
ρmin=Max{0.20%,0.45ft/fy}=Max{0.20%,0.27%}=0.27%
三级钢时:
ρmin=Max{0.20%,0.45ft/fy}=Max{0.20%,0.16%}=0.20%
若板厚:
h=100mm
每米需钢筋量:
AS1=1000*100*0.27%=270mm__AS3=1000*100*0.20%=200mm__
h=120mm
AS1=1000*120*0.27%=324mm__AS3=1000*120*0.20%=240mm__
这一比较两者的差别就出来,而两者价位是相差不多的用三级钢还有个好处,支座筋不怕踩下去。
底筋不需要弯钩。
当然,由于强度高,即使按计算也会省,不仅仅是在构造的情况下。
“
钢筋等截面及等强度代换
钢筋理论重量:
理论重量=0.00617*d^2(kg/m)
强度系数(设计强度):
Ⅰ 级钢 2.4
Ⅱ 级钢 3.4
Ⅲ 级钢 3.8
(1)等截面代换:
代换钢筋间距=(代换钢筋理论重量/原设计钢筋理论重量)*原设计间距
[例]某设计采用了圆10钢筋,间距180mm配筋,因圆10钢筋无货,拟用圆8代换,代换钢筋的间距应是多少?
代换钢筋间距=0.395/0.617*180=115(mm).........
当施工中遇有钢筋的品种或规格与设计要求不符是,可按钢筋等强度代换、等面积代换原则代换:
1、等强度代换:
当构件受强度控制时,钢筋可按强度相等原则进行代换;
即不同钢号的钢筋按强度相等的原则代换。
即代换后的钢筋强度应大于或等于代换前的钢筋强度;
2、等面积代换:
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。
即同钢号的钢筋按钢筋面积相等的原则代换;
3、当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后进行雷锋宽度或挠度验算;
4、代换后的钢筋应满足构造要求和设计中提出的特殊要求;
钢筋代换时,必须要充分了解设计意图和代换材料性能,并严格遵守现行混凝土结构设计规范的各项规定;
凡重要结构中的钢筋代换,要征得设计单位同意。
(1)、对某些重要的构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架弦等,不宜用一级光圆钢筋代替二级带肋钢筋;
(2)、钢筋替换后,应满足配筋构造规定,如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度等;
(3)、同一截面内,可同时配有不同种类和直径的代换钢筋,但每根钢筋的拉力不应过大,以免构件受力不匀;
(4)、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的强度;
(5)、偏心受压构件分别代换;
(6)、当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强度等级低的钢筋代换强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算;
【质量验收要求】
5.1.1当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应办理设计变更文件。
【相关规范要求】
①《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
11.2.2结构构件中的普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋;
箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。
在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋代替原设计中的纵向受力钢筋时,应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行代换,并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。
②《建筑抗震设计规范》GB50011—2001
3.9.4 在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。
【施工工艺与技术】
(一)钢筋代换原则
当施工中遇有钢筋的品种或规格与设计要求不符时,可参照以下原则进行钢筋代换:
(1)等强度代换:
当构件受强度控制时,钢筋可按强度相等原则进行代换。
(2)等面积代换:
当构件按最小配筋率配筋时,钢筋可按面积相等原则进行代换。
(3)当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。
(二)钢筋代换方法
钢筋代换的方法有以下3种:
(三)代换注意事项
钢筋代换时,必须充分了解设计意图和代换材料性能,并严格遵守现行混凝土结构设计规范的各项规定;
凡重要结构中的钢筋代换,应征得设计单位同意。
(1)对某些重要构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等,不宜用HPB235级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级带肋钢筋。
(2)钢筋代换后,应满足配筋构造规定,如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度等。
(3)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),以免构件受力不匀。
(4)粱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。
(5)偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件作钢筋代换时,不取整个截面配筋量计算,应按受力面(受压或受拉)分别代换。
(6)当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算。
【质量通病与防治】
(一)柱子受力筋代换后截面不足
1.现象
绑扎柱子钢筋骨架时,发现受力面钢筋不足。
钢筋代换
【质量验收要求】
5.1.1当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应办理设计变更文件。
【相关规范要求】
①《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
11.2.2结构构件中的普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋;
②《建筑抗震设计规范》GB50011—2001
3.9.4在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。
【施工工艺与技术】
(一)钢筋代换原则
当施工中遇有钢筋的品种或规格与设计要求不符时,可参照以下原则进行钢筋代换:
(1)等强度代换:
(2)等面积代换:
(3)当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。
(二)钢筋代换方法
钢筋代换的方法有以下3种:
1、当结构构件是按强度控制时,采用等强度代换原则;
A2×
f2≥A1×
f1
其中,A、f分别代表钢筋的面积和设计强度
角标1、2代表原钢筋设计和代换后的状态
2、当结构构件采用最小配筋率控制时,采用等面积代换原则;
A2=A1
其中,A代表钢筋的面积
3、当结构构件按裂缝宽度或挠度控制时,钢筋的代换采需进行裂缝宽度或挠度验算。
(三)代换注意事项
钢筋代换时,必须充分了解设计意图和代换材料性能,并严格遵守现行混凝土结构设计规范的各项规定;
(1)对某些重要构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等,不宜用HPB235级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级带肋钢筋。
(2)钢筋代换后,应满足配筋构造规定,如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度等。
(4)粱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。
(5)偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件作钢筋代换时,不取整个截面配筋量计算,应按受力面(受压或受拉)分别代换。
(6)当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算。
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楼主,我建议你下载建筑施工手册第四版(WORD),在本论坛里面有下载的。
有些问题,其实在基本的工具书里面就有权威的解释。
我在这里授人以渔了,呵呵。
9-3-2钢筋代换
当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应办理设计变更文件。
9-3-2-1代换原则
1.等强度代换:
2.等面积代换:
3.当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。
9-3-2-2等强代换方法
1.计算法
(9-11)
式中
n2——代换钢筋根数;
n1——原设计钢筋根数;
d2——代换钢筋直径;
d1——原设计钢筋直径;
fy2——代换钢筋抗拉强度设计值(表9-28);
fy1——原设计钢筋抗拉强度设计值。
上式有两种特例:
(1)设计强度相同、直径不同的钢筋代换:
(9-12)
(2)直径相同、强度设计值不同的钢筋代换:
(9-13)
钢筋强度设计值(N/mm2)
表9-28
项次
钢筋种类
符号
抗拉强度设计值fy
抗压强度设计值fy'
1
热轧钢筋
HPB235
φ
210
210
HRB335
Φ
300
300
HRB400
360
360
RRB400
2
冷轧带肋钢筋
LL550
360
LL650
430
380
LL800
530
9-3-2-3构件截面的有效高度影响
钢筋代换后,有时由于受力钢筋直径加大或根数增多而需要增加排数,则构件截面的有效高度h0减小,截面强度降低。
通常对这种影响可凭经验适当增加钢筋面积,然后再作截面强度复核。
对矩形截面的受弯构件,可根据弯矩相等,按下式复核截面强度。
(9-14)
N1——原设计的钢筋拉力,等于As1fy1(As1——原设计钢筋的截面面积,fy1——原设计钢筋的抗拉强度设计值);
N2——代换钢筋拉力,同上;
h01——原设计钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离;
h02——代换钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离;
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。
9-3-2-4代换注意事项
1.对某些重要构件,如吊车梁、薄腹梁、彬架下弦等,不宜用HPB235级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级带肋钢筋。
2.钢筋代换后,应满足配筋构造规定,如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度等。
3.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),以免构件受力不匀。
4.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。
5.偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件作钢筋代换时,不取整个截面配筋量计算,应按受力面(受压或受拉)分别代换。
6.当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算。
9-3-2-5钢筋代换实例
[例1]今有一块6m宽的现浇混凝土楼板,原设计的底部纵向受力钢筋采用HPB235级φ12钢筋@120mm,共计50根。
现拟改用HRB335级Φ12钢筋,求所需Φ12钢筋根数及其间距。
[解]本题属于直径相同、强度等级不同的钢筋代换,采用公式(9-13)计算:
n2=50×
210/300=35根,间距=120×
50/35=171.4取170mm
[例2]今有一根400mm宽的现浇混凝土梁,原设计的底部纵向受力钢筋采用HRB335级Φ22钢筋,共计9根,分二排布置,底排为7根,上排为2根。
现拟改用HRB400级25钢筋,求所需25钢筋根数及其布置。
[解]本题属