钢筋计算基本知识.docx

1、钢筋计算基本知识第一章 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

2、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

3、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、本课着眼的重点 1为配合“平法制图”

4、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11)中简图栏的钢筋长度Ll，即图11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，就是外皮尺寸。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

5、护层来考虑标注钢筋尺寸的。也可以这样说，这里的L1是设计尺寸，不是钢筋加工下料的施工尺寸，见图12。 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L1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21是结构施工图上90弯折处的钢筋，它是沿外皮xy+yz衡量尺寸的；而图22弯曲处的钢筋，则是沿钢筋的中轴(钢筋被弯曲后，既不伸长也不缩短的钢筋中心轴线)ab弧线的弧长

6、。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+yzab。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23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24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+yz)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25所示，部分

7、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26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R。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。本题设钢筋弯折的角度为。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31(c)。 图31 (a)90180 和 (b)9090，用于非抗震结构；(c)135135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32(a)是绑扎在梁柱中的箍筋(已经弯曲加工完的

8、)。为了便于计算，假想它是由两个部分组成：一个是图32(b)；一个是图32(c)。图32(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32(c)里，有一个半圆，它是由一个半圆和两个相等的线段组成。图32(d)为图3 2(c)的放大下面根据图32(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 +d2，半圆圆弧的展开长度是

9、(R+d2)乘以。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(32)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65mm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 108mm75mm 75mm1065mm 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3 3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

10、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41。拉筋两端弯钩90时，通常标注外皮尺寸，这样可

11、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42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4 2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

12、说，还是要按照图43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51和图52)；另一种是两个局部箍筋相搭接(见图53)。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

13、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54。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61，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62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

14、计算 如何计算图61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63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63中可以看出，abc=，因为abc是的同位角；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

15、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

16、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81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82及83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，如号筋。如果号筋还满足不了要求，再在第二排放置号筋。位于中间柱子的梁上部，需要放置直筋，如号筋。如果直筋又满足不了要求，则再在粱的上部第二排

17、放置号筋。梁的跨中，需要在下部放置钢筋：边跨在下部放置直角钢筋号；跨中下部放置号钢筋。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“”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

18、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81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，参看囤84。 图中“04LaE”，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

19、。括弧，P的“o4La”，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22。 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81、表82、表83、表8一4、表85和表8-6。第九章

20、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91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

21、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92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，根据结构或构造的需要，加设箍筋，成为暗柱，参看图101。 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101(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101(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

22、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101(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102的左方，是边墙的外侧顶层筋图，右方是中墙的顶层筋图。 表101中有LlE，在表10-2中有它的使用数据。