钢筋下料详解.docx

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钢筋下料详解

第一章概　　述

第一节平法制图的概念

　　“平法制图”是混凝土结构施工图中“平面整体表示方法制图规则”的图示方法简称。

它是目前设计框架、剪力墙等混凝土结构施工图的通用图示方法。

一、“平法制图”与传统的图示方法之间的区别

1．如框架图中的梁和柱，在“平法制图”中的钢筋图示方法，施上图中只绘制梁、柱平面图，不绘制梁、柱中配置钢筋的立面图（梁不画截面图；而柱在其平面图上，只按编号不同各取一个在原位放大画出带有钢筋配置的柱截面图）。

　　2．传统的框架图中梁和柱，既画梁、柱平面图，同时也绘制粱、柱中配置钢筋的立面图及其截面图；但在“平法制图”中的钢筋配置，省略不画这些图，而是去查阅《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》。

　　3．传统的混凝土结构施工图，可以直接从其绘制的详图中读取钢筋配置尺寸，而“平法制图”则需要查找相应的详图一—《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》中相应的详图，而且，钢筋的配置尺寸和大小尺寸，均以“相关尺寸”（跨度、锚固长度、搭接长度、钢筋直径等）为变量的函数来表达，而不是具体数字。

藉此用来实现其标准图的通用性。

概括地说，“平法制图”简化了混凝土结构施工图的内容。

　　4．柱与剪力墙的“平法制图”，均以施工图列表注写方式，表达其相关规格与尺寸。

　　5．“平法制图”中的突出特点，表现在梁的“集中标注”和“原位标注”上。

“集中标注”是从梁平面图的梁处引铅垂线至图的上方，注写梁的编号、跨数、挑梁类型、截面尺寸、箍筋直径、箍筋间距、箍筋肢数、通长筋的直径和根数、梁侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋的直径和根数等。

如果“集中标注”中有通长筋时，则“原位标注”中的负筋数包含通长筋的数。

“原位标注”概括地说分两种：

标注在柱子附近处，且在梁上方，是承受负弯矩的箍筋直径和根数，其钢筋布置在梁的上部。

标注在梁中间且下方的钢筋，是承受正弯矩的，其钢筋布置在梁的下部。

　　6．在传统的混凝土结构施工图中，计算斜截面的抗剪强度时，在梁中配置45°或60°的弯起钢筋。

而在“平法制图”中，梁不配置这种弯起钢筋。

其斜截面的抗剪强度，由加密的箍筋来承受。

　　二、本书着眼的重点

　　1．为配合“平法制图”在设计图中的广泛采用，本书特意为“平法制图”中钢筋加

工形状和尺寸为例，阐明框架、剪力墙的各类钢筋的计算原理，并辅以大量典型示范计算例题，帮助读者消化理解。

　　2．本书通过“平法制图”中钢筋例题，所阐明的钢筋加工计算原理，适用于所有混凝土结构施工图的钢筋加工计算。

　　第二节钢筋下料长度计算概念

　　一、结构施工图中的钢筋尺寸

　　结构施工图中所标注的钢筋尺寸，是钢筋的外皮尺寸。

它和钢筋的下料尺寸，不是一回事。

钢筋材料明细表（表1—1）中简图栏的钢筋长度Ll，即图1—1所示。

这个尺寸L1，是出于构造的需要标注的。

所以钢筋材料明细表中所标注的尺寸，就是这个尺寸。

通常情况下，钢筋的边界线是从钢筋外皮到混凝土外表面的距离——保护层来考虑标注钢筋尺寸的。

也可以这样说，这里的u是设计尺寸，不是钢筋加工下料的施工尺寸，见图1—2。

　　切记住，钢筋混凝土结构图中标注的钢筋尺寸，是设计尺寸，不是下料尺寸。

这里要指明的就是简图栏的钢筋长度u不能直接拿来下料的。

第二章基本公式

第一节差值种类

　　前面讲过，结构施工图上所标注的钢筋长度尺寸，与钢筋加工下料的长度尺寸之间的差，叫做“差值”。

差值通常是负值，但是，也有时是正值。

差值分为外皮差值和内皮差值两种。

一、外皮差值

　　图2—1是结构施工图上90°弯折处的钢筋，它是沿外皮xy+y2衡量尺寸的；而图2—2弯曲处的钢筋，则是沿钢筋的中和轴（钢筋被弯曲后，既不伸长也不缩短的钢筋中心轴线）aL弧线的弧长。

因此，折线xy+yz长度与弧线的弧长ab之间的差值，称为“外皮差值”。

xy+yz>ab。

外皮差值通常用于受力主筋弯曲加工下料计算。

　　二、内皮差值

　　图2—3是结构施工图上90°弯折处的钢筋，它是沿内皮（xy+yz）衡量尺寸的；而图2—4弯曲处的钢筋，则是沿钢筋的中和轴弧线ab衡量尺寸的。

因此，折线（xy+y2）长度与弧线的弧长ab之间的差值，称为“内皮差值”。

（xy+yz）>ab。

内皮差值通常用于箍

筋弯曲加工下料计算。

即90°内皮折线（xy+yz）仍然比弧线ab长。

　　第二节外皮差值公式推导

一、角度基准

　　钢筋弯曲前的原始状态——笔直的钢筋，弯折以前为零度。

这个零度的钢筋轴线，就是“角度基准”。

　　如图2—5所示，部分弯折后钢筋轴线，与弯折以前的钢筋轴线（点划线），所夹成的角度就是加工弯曲角度。

二、小于或等于90°钢筋弯曲外皮差值计算公式

　　图2—6是推导等于或小于90°弯曲加工钢筋时，计算差值的例子。

钢筋的直径大小为d；钢筋弯曲的加半径为及。

钢筋加工弯曲后，钢筋内皮p、q间弧线，就是以R为半径的弧线。

　　题没钢筋弯折的角度为α°。

第三章箍筋

第一节箍筋概念

　　过去箍筋的样式有三种，现在施工图上多采用图3—1（c）。

图3—1（a）90°／180°和（b）90°／90°，用于非抗震结构；（c）135°／135°用于平法框架抗震结构或非抗震结构中。

　第二节根据箍筋的内皮尺寸计算钢筋下料尺寸

图3—2（a）是绑扎在梁柱中的箍筋（已经弯曲加工完的）。

为了便于汁算，假想它是由两个部分组成：

一个是图3—2（b）；一个是图3—2（c）。

图3—2（b）是一个闭合的矩形，但是，四个角是以R=2．5d为半径的弯曲圆弧。

图3—2（c）里，有一个半圆，它是由一个半圆和两个相等的直线组成。

图3—2（d）为图32（c）的放大。

　　下面根据图3—2（b）和图3--2（c），分别计算，加起来就是箍筋的下料长度。

式中bhc代表保护层。

　　图3--2（b）是带有圆角的矩形，四边的内部尺寸，减去内皮法的钢筋弯曲加工的90°差值就是这个矩形的长度。

　　图3--2（c）是由半圆和两段直筋组成。

半圆圆弧的展开长度，是由它的中心线的展开长度来决定的。

中心线的圆弧半径为R+d／2，半圆圆弧的展开长度是（R+d／2）乘以π。

箍筋的下料长度，要注意钩端的直线长度的规定，是10d大?

还是75mm大?

可由公式（3--1）及公式（3—2）判断。

　　对上面两个公式，进行进一步分析推导，发现因箍筋直径大小不同，当直径为6．5mm时，采用公式（3--2），直径大于或等于8mm的钢筋，采用公式（3一1）。

也就是

　　10×8mm〉75mm

　　75mm〉10×6．5mm

　　上面两个公式，是用来进行钢筋下料的。

下面讲——下箍筋各段尺寸的标注。

　　图33是放大了的部分箍筋图。

由于是内皮尺寸，所以混凝土的保护层里侧界线，就是箍筋的内皮尺寸界线。

箍筋的四个框尺寸中，左框的内皮尺寸和底框的内皮尺寸好标注，因为它们就是根据保护层间的距离来标注的。

　　箍筋的上框（L4）内皮尺寸是由三个部分组成：

箍筋左框内皮到钢筋弯曲中心的长度；加上135°弯曲钢筋中心线长度；再加上末端直线钢筋长度。

　　箍筋的右框（L3）内皮尺寸也是由三个部分组成：

筘筋底框里皮到钢筋弯曲中心的长度；加上135°弯曲钢筋中心线长度；再加上末端直线钢筋长度。

第四章拉　　筋

第一节拉筋的样式及其计算

　　一、拉筋的作用与样式

　　拉筋在构件中，是固定纵向受力钢筋，防止位移用的。

拉筋用来钩住纵向受力钢筋，并且还常常同时钩住箍筋。

拉筋的端钩，有90°、135°、180°三种。

两端端钩的角度，可以相同，也可以不相同。

两端端钩的方向，可以同向，也可以不同向。

参看图4—1。

拉筋两端弯钩≤90°时，通常标注外皮尺寸，这样可以按照外皮尺寸的“和”，减去“外皮差值”，来计算下料长度。

同时，也可以按照汁算弧线的展开长度的方法，计算下料长度。

另外，当拉筋两端弯钩>90°时，除标注整体外皮尺寸外，在拉筋两端弯钩处（上方），标注下料长度的剩余部分。

二、两端为90°弯钩的拉筋计算

　　图4—2是两端为90°弯钩的拉筋尺寸分析图。

图中BC直线长度是由施工图给出。

从几何图形上看，它是由三部分组成：

主干直线；两个90°弧线；两个端部直线。

图42对拉筋的各个部位计算，做了详细的剖析。

手头没有差值表时，就用计算弧线长度的方法，计算拉筋的下料长度。

如果手头有差值表，就可以利用外皮尺寸来计算拉筋的下料长度。

尽管计算方法不是惟一的，但是，对于拉筋简图来说，还是要按照图4—3的尺寸标注方法注写。

第五章梁柱截面中间局部箍筋

第一节梁柱截面中间局部箍筋的概念

　　梁、柱构件的截面较大时，根据构造要求，除了紧贴周边纵向受力钢筋外皮设置钢箍外，还需要设置局部箍筋。

梁宽大于或等于350m时，需要设置四肢箍筋，或梁中纵向受力钢筋，在一排中多于五根时，宜采用四肢箍筋。

但是，四肢箍筋，又有两种配方案：

一种是外围箍筋加局部箍筋（见图5—1和图5—2）；另一种是两个局部箍筋相搭接（见图5—3）。

箍筋在梁中除了增强抵抗斜拉破坏外，它还能固定梁和柱中的纵向受力钢筋，不产生位移，以保证其力学性能要求，也利于浇筑混凝上面不致影响混凝土施工质量。

　　混凝土柱中的纵向受力钢筋，要求每隔一根限制自由度（位移）。

经绑扎后，它不能上、下，左、右移动，见图5—4。

第六章变截面构件箍筋

第一节变截面悬挑梁箍筋

一、变截面构件箍筋的概念

　　参看图6—1，悬挑梁距柱50mm开始设置箍筋，一直到距梁端50mm+b1处为止。

　　当一个构件沿长度方向，截面尺寸发生变化，如图6—2所示，一个比一个小。

处于不同的截面的箍筋，高度尺寸是不一样的。

再如构筑物钢筋混凝土烟囱和球面以及回转面薄壳体，当沿其回转轴线移动，并垂直其回转轴截断时，可以获得若干大小不同的圆形截面。

当在工程中，遇到构件沿长度方向，截面尺寸发生变化时，就必须根据箍筋的间距和配置范围，一个一个地算出它们的加工尺寸和下料尺寸。

　　二、悬挑梁箍筋的计算

　　如何计算图6—1所示的一系列不同尺寸的箍筋，首先要知道，第一个箍筋的位置。

是位于距梁根部分50mm的地方。

　　1．变截面构件箍筋尺寸变化规律把图6一l和图6—3结合起来看箍筋尺寸有如下变化

特点：

（1）每个箍筋宽度，都是一样的，只是高度不同。

　　相邻两个箍筋的高度差，就是ac两点间的距离。

也就是说，所有相邻两个箍筋的高度差大小都等于ac；

（2）从图6—3中可以看出，∠abc=α°，因为∠abc是α°的同位角；

　　【例6—1】

　　参看图6—1，已知：

第七章多角形箍筋

第一节多角形箍筋的概念

多角形箍筋是指既非矩形箍筋，又非圆箍的多角形封闭箍筋或敞开式箍筋。

它们通常是配合矩形箍筋使用的辅助性箍筋。

多角形箍筋的汁算，同矩形箍筋中的局部箍筋一样，都认为纵向受力钢筋的间距均匀相等。

由于钢筋加工弯曲曲率的波动性，及其曲率与纵向受力钢筋的不一致性。

产生微小误差是不能避免的。

多角形箍筋的种类，可分为菱形箍筋、六角形箍筋、八角形箝筋、三角形喇叭箍筋和四角形喇叭箍筋，共五种。

菱形箍筋的每个角，各兜勾一根纵向受力钢筋。

六角形箍筋和八角形箍筋呵以兜勾两根或三根纵向受力钢筋。

　　各种箍筋通常要求在端部设135°弯钩，用以勾住纵向受力钢筋。

　　多角形箍筋的尺寸标注，通常不注写角度，而是对斜边注以“勾”、“股”和“弦”；用“勾”和“股”来敲定“弦”的角度方向。

　　多角形箍筋的计算，是采用“中心线法”，请注意。

第二节菱形箍筋

一、菱形箍筋计算步骤

第八章框架梁中纵向钢筋下料长度计算

　　第一节梁中钢筋概述

　　本章将介绍，用平面整体表示方法制图的框架梁中的钢筋下料长度计算方法。

在这种表示方法的制图中，除悬挑和加腋梁外，一般框架梁内没有弯起45°和60°的纵向受力钢筋。

图8—1是楼层框架连续梁的一般图例。

通俗地说，柱子附近梁中钢筋，是放在上部；跨中部分，梁中钢筋是放在下部。

参照图8—2及8—3可以知道，对于安全或强度要求高的，梁的上部则设“上部贯通筋”，或称“上部通长筋”，贯通整个梁，如①号钢筋。

当梁进入柱子里面时，在上部第一排要安放直角筋，如②号筋。

如果②号筋还满足不了要求，再在第二排放置③号筋。

位于中间柱子的梁上部，需要放置直筋，如④号筋。

如果④直筋又满足不了要求，则再在粱的上部第二排放置⑤号筋。

梁的跨中，需要在下部放置钢筋：

边跨在下部放置直角钢筋⑥号；跨中下部放置⑦号钢筋。

　　在屋面框架梁的边柱处，比楼层框架梁要多放一种直角筋，它的每边长，各为300mm。

　　当梁的上部，没有放置通长筋时，由于构造上的需要，可以在粱的上部放置搭接架立筋：

边跨放置边跨搭接架立筋；跨中放置跨中搭接架立筋。

　　根据需要，有时在梁中放置“下部贯通筋”。

不论是“上部贯通筋”或“下部贯通筋”，它们都是“Ⅱ”形的，即两端都是直角的。

　　通过上面讲解，已经知道框架连续梁，分为楼层框架连续梁和屋面框架连续框架梁。

然而，从抗震角度看，又区分为：

一级抗震；二级抗震；三级抗震；四级抗震和非抗震。

综上所述，类别就有十种。

这里跨度还没有考虑进去。

　　抗震等级，对梁中钢筋下料汁算，有什么影响呢?

抗震等级除了对于梁在构造厂有一定要求外，对于梁体中的钢筋，伸人柱体部分，埋人尺寸，以及搭接方面，是有不同尺寸要求的。

呵想而知，抗震等级愈高，埋入和搭接尺寸愈大。

　　图8—1为了更清楚地表达纵向受力钢筋，故意没有画出箍筋。

不是箍筋不重要，而是箍筋在框架梁中，在没有弯起钢筋的情况下，不只是构造上的要求，还起着受力功能作用。

箍筋的下料长度计算，前面已经讲过厂。

　　第二节贯通筋的加工、下料尺寸

一、贯通筋加工下料尺寸计算推导

　　贯通筋的加工尺寸，分为三段，参看图8—4。

　　图中“≥0．4LaE”，表示一、二、二、四级抗震等级钢筋，进入柱中，水平方向的锚固长度值。

括弧，P的“o．4La”，表示非抗震等级钢筋，进入柱小，水平方向锚固长度值。

图中“15d”，表示在柱中竖向的锚固长度值。

　　在标注贯通筋加工尺寸时，不要忘记它是标注的外皮尺寸。

这时，在求下料长度时，需要减去由于有两个直角钩，而发生的外皮差值。

　　在框结构的构件中，纵向受力钢筋的直角弯曲半径，单独有规定，见第二章中表2—2。

　　在框架结构的构件中，常用的钢筋，有HRB335级和HRB400级钢筋；常用的混凝土，有C30、C35和≥C40的几种。

另外，还要考虑结构的抗震等级等因素。

　　为了计算方便，综合上述各种因素，用表的形式，把计算公式列入其中。

见表8—1、表8—2、表8—3、表8一4、表8—5和表8--6。

第九章框架柱中竖向钢筋下料长度计算

第一节框架柱中钢筋的加工和下料尺寸计算的概念

　　框架柱中的钢筋，按位置可区分为：

顶层钢筋；中层钢筋；底层钢筋。

柱中的钢筋较多的时候，同类的钢筋需要长短交错排列放置。

因此，又有长筋和短筋之分。

　　框架柱根据它所处的位置不同，又分为中柱、边柱和角柱三种。

　　顶层钢筋根据它所弯向的方向不同，又分为向梁筋（就近弯向梁的一侧）、向边筋（弯向远离的对边那一侧）、远梁筋（弯向远离的那一侧的梁）。

位于柱角处的向梁筋，称为角部向梁筋，位于非角部的向梁筋，则称为中部向梁筋。

其他，依此类推。

一、各种框架柱的概念

　　看了图9—1柱平面图，什么是角柱、边柱和中柱，就一目了然了。

在图9一1中，对于角柱、边柱和中柱，各取了两个剖面图，以表示典型的样式和配筋。

柱的顶层钢筋比较麻烦，如角柱的顶层钢筋。

二、中柱的顶层钢筋

　　图9—2是中柱的平、剖面图，表示了顶层钢筋。

第十章剪力墙中的分布筋计算

第一节剪力墙中的箍筋概念

在剪力墙中，根据结构或构造卜的需要，加设箍筋，成为暗柱，参看图10—1。

　　如果在墙的尽端，厚度加宽，添加纵筋加设箍筋，这就是端柱，如图10—1（f）。

在外表形式眶，是墙的一部分，看不出有什么区别。

虽然暗柱箍和端柱箍，与柱箍在型式上有点不同，但是，仍可以利用柱箍的计算方法来计算暗柱箍和端柱箍。

以图10—1（a）为例，其尺寸Hi和B1，就可以看做是矩形截面柱模板尺寸高和宽。

就把H1和B1当做柱中的H和B，按照计算柱箍的方法去计算就可以了。

　　至于端柱，也是一样，参看图10—1（f）。

H1、H2、B1和B2的情况，与图10一1（a）一样，也是那样计算。

剩下的问题，就是端柱中的局部箍筋计算了。

它和前面讲过的柱中箍筋计算是一样的，知道Pb和QL或Ph和Qh就可以计算了。

　第二节剪力墙边墙墙身竖向分布筋

　　剪力墙边墙墙身竖向分布筋，分为：

顶层竖向筋；中层竖向筋；底层竖向筋。

　　一、边墙墙身外侧和中墙顶层竖向筋

　　由于长、短筋交替放置，所以有长L1和短L1之分。

边墙外侧筋和中墙筋的计算方法相同，它们的共同的计算公式，列在表10--1中。

　　从表10--1中可以看出，长工1和短L1是随着抗震等级、连接方法、直径大小和钢级别的不同而不同。

但是，它们的L2却都是相同的。

　　图10—2的左方，是边墙的外侧顶层筋图，右方是中墙的顶层筋图。

　　表10—1中有LlE，在表10--2中有它的使用数据。