钢筋代换一般规则及方法Word文件下载.docx

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（如吊环只能用Ⅰ级钢筋，吊车梁的钢筋不允许代换）

⑧、钢筋代换应按受力面代换原则；

（如非正压柱，必须按单侧面钢筋进行代换）

⑨、构造钢筋、措施钢筋代换不能减少根数；

（如挑檐角筋、温度控制筋、梁内侧面构造筋）

⑩、钢筋代换必须符合规范规定的最大、最小配筋率的要求原则。

（代换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的5%，也不低于2%）。

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、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、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。

三、常用代换方法：

1、等强法

这是最基本的方法，其它方法都是在此基础派生出来的。

基本式：

计算式1：

代换后单根筋截面面积×

根数×

设计强度≥代换前单根筋截面面积×

设计强度

但也可以在有限范围内小于代换前（下同不再赘述）

计算式2：

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。

2、等截面法

1．前提条件是钢筋的级别相同（即设计强度相同、直径不同的钢筋代换）

根数≥代换前单根筋截面面积×

根数

：

（9-12）

2.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、等质量法

前提条件是钢筋的级别相同

代换后单根筋质量×

根数≥代换前单根筋质量×

4、半径简易法

代换后单根筋半径平方×

根数≥代换前单根筋半径平方×

注：

这种代换特别适合在施工现场使用，口算就能计算出来能不能代换。

如你到工地现场有人问你设计是3根16现在有18能不能用2根18代3根16，你口算2根18的9×

9＝81，乘2＝162；

3根16的8×

8＝64，乘3＝192，结论出来了不能代换。

5、半径＋系数简易法

前提条件是钢筋的级别不同，依据《混凝土结构设计规范　GB　50010－2002》第4.2条表4.2.3-1中的普通钢筋强度设计值，折算出系数210/300=0.7；

360/300=1.2，记住常用的。

然后用半径平方乘（或除）系数，这种代换也特别适合在施工现场使用，口算就能计算出来能不能代换。

当然也可以用截面或质量乘（除）系数，但因数值比较零散必须用笔算或计算器计算。

钢筋强度设计值（N/mm2）表

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

HRB335

Φ

300

HRB400

360

RRB400

2

冷轧带肋钢筋

LL550

LL650

430

380

LL800

530

三、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）

式中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。

四、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]本题属于直径不同、强度等级不同的钢筋代换，采用公式（9-11）计算：

＝5.81根，取6根。

一排布置，增大了代换钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离h0，有利于提高构件的承载力。

[例3]已知梁的截面面积尺寸如图9-57a所示，采用C20混凝土制作，原设计的纵向受力钢筋采用HRB400级

20钢筋，共计6根，单排布置，中间4根分别在二处弯起。

现拟改用HRB335级Φ22钢筋，求所需钢筋根数及其布置。

图9-57矩形梁钢筋代换

（a）原设计钢筋；

（b）代换钢筋

[解]1．弯起钢筋与纵向受力钢筋分别代换，以2

20为单位，按公式（9-11）代换Φ22钢筋，

＝1.98，取2根。

2．代换后的钢筋根数不变，但直径增大，需要复核钢筋净间距s：

s=（300-2×

25-6×

22）/5=23.6＜25mm，需要布置为两排（底排4根、二排2根）。

3．代换后的构件截面有效高度h02减小，需要按公式（9-14）复核截面强度。

4．角部两根改为Φ25钢筋，再复核截面强度

小结：

代换钢筋采用4Φ22＋2Φ25，按图9-57（b）布置，满足原设计要求。

五、钢筋代换的其它验算：

一、 

钢筋代换抗弯承载力（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