钢筋计算

钢筋下料长度计算(1)钢筋下料长度的计算及规定1)钢筋下料长度和混凝土保护层厚度钢筋下料长度计算是配料计算中的关键，它是指钢筋在直线状态下截断的长度。但由于结构受力上的要求，大多数钢筋需在中间弯曲和两端弯成弯钩。钢筋弯曲时，其外壁伸长，内壁缩短，只有中心线保持不变。而设计图中注明的钢筋长度是钢筋的外轮廓尺寸(从钢筋外皮到钢筋外皮量得的尺寸且不包括端头弯钩长度)称为外包尺寸，在钢筋验收时，也按外包尺寸验收。如果下料长度按外包尺寸的总和计算，则加工后钢筋尺寸会大于设计要求的外包尺寸，造成材料浪费，或钢筋的保护层厚度不够，甚至大于模板尺寸。钢筋的混凝土保护层厚度是指钢筋外皮至构件表面的距离，其作用是保护钢筋在混凝土结构中不发生锈蚀。如设计无规定时应满足表5.5的要求。环境与条件构件名称混凝土强度等级≤C25C25~30≥C30室内正常环境板、墙、壳15梁和柱25露天或室内高湿度环境板、墙、壳352515梁和柱453525有垫层基础35无垫层702)钢筋弯曲直径HPB235级钢筋为光圆钢筋，为了增加其与吐锚固的能力，一般在其两端做成1800弯钩。因其韧性较好，圆弧弯曲直径是钢筋直径的2.5倍，平直部分长度不小于钢筋直径的3倍;用于轻骨料险结构时，其弯曲直径不应小于钢筋直径的3.5倍;HRB335、HRB400级钢筋因是变形钢筋，其与险粘结性能较好，一般在两端不设1800弯钩。但由于锚固长度原因，钢筋末端有时需做900或1350弯折，此时HRB335级钢筋的弯曲直径不宜小于钢筋直径的4倍；HRB400级钢筋不宜小于钢筋直径的5倍；平直部分长度按设计要求确定，弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径不宜小于钢筋直径的5倍。用HPB235级钢筋或冷拔低碳钢丝制作箍筋时，其末端也应做弯钩，其弯曲直径不小于箍筋直径的2.5倍，弯钩的平直部分，一般结构不小于箍筋直径的3倍，有抗震要求的结构不应小于箍筋直径的10倍。箍筋弯钩的形式，如设计无要求时，可按图5.19(a)、(b)所示加工，有抗震要求的结构，应按图5.19(c)所示加工。3)量度差值钢筋的外包尺寸与钢筋的中心线长度之间的差值，称为量度差值。其大小与钢筋和弯心的直径以及弯曲的角度等因素有关。4)弯起钢筋的斜长在钢筋混凝土梁、板中，因受力需要，经常采用弯起钢筋。其弯起形式有30°、45°、60°三种(见图5.20)。弯起钢筋斜长S计算公式如下：s=(H-2b)/sinα(5.6)式中H———构件的高度或厚度;b—构件的钢筋保护层厚度;α——弯起钢筋的弯起角度，分别为30°、45°和60°。因此，弯起30°时：s=2(H-2b)；弯起45°时：s=1.414(H-2b)；弯起60°时:：s=1.155(H-2b)5)钢筋下料长度根据主要钢筋混凝土结构或构件的配筋图，可以把加工成的钢筋形状归纳为直钢筋、弯起钢筋和箍筋三类。其下料长度的计算公式如下:直钢筋下料长度=构件长度-钢筋端头保护层厚度+钢筋端头弯钩增加长度弯起钢筋下料长度=钢筋直段长度+钢筋斜段长度+钢筋端头弯钩增加长度-量度差值箍筋下料长度=箍筋外皮周长+箍筋端头弯钩增加长度一量度差值6)梁钢筋锚固长度梁纵向受力钢筋应伸入支座进行锚固，锚固长度与险等级、钢筋种类及抗震等级有关。7)梁箍筋加密区的规定①一级抗震等级框架梁、屋面框架梁箍筋加密区为：2hb(梁截面高度)且≥500mm。二至四级抗震等级框架梁、屋面框架梁箍筋加密区为：1.5hb且≥500mm。加密区第一个箍筋离支座侧边间距为50mmo②主次梁相交处，应在主梁上附加三个箍筋，间距为8d且小于等于正常箍筋间距，第一个箍筋离支座侧边间距为50mm。③梁纵筋采用绑扎搭接接长时，搭接长度部分箍筋应加密。(2)钢筋端头弯钩的增加长度和弯折量度差值的计算1)钢筋端头弯钩增加长度的计算HPB235级钢筋的端头需做1800弯钩，当用于普通混凝土时，其弯曲直径D=2.5d(d为钢筋直径)平直段长度为3d，如图5.21所示。则每个弯钩的增加长度为:π(D+d)/2+3d-(D/2+d)=π(2.5d+d)/2+3d一(2.5/2d+d)=6.25d当用于轻骨料险时，则其弯曲直径D=3.5d，同理可计算出每个弯钩的增加长度为7.25d2)钢筋弯折量度差值的计算钢筋弯折角度一般有30°、45°、60°、90°和135°。下面以弯起90°为例，介绍量度差值的计算。当钢筋弯起90°时，弯曲直径D=5d，如图5.22所示。其量度差值计算如下：外包尺寸:2(D/2+d)=7d中心线长度:π(D+d)/4=4.71d量度差值:7d-4.71d=2.29d(实际工作中为了计算方便常取2d)同理，当弯起30°时，量度差值为0.306d，取0.3d;弯起45°时，量度差值为0.543d，取0.5d;弯起60°时，量度差值为0.9d，取1d;弯起135°时，量度差值为3d。3)箍筋端头弯钩增加长度的计算箍筋端头弯钩的角度有90°、135°和180°三种。其弯曲直径(D)应大于受力钢筋直径且不小于箍筋直径(d)的2.5倍，平直段长度为箍筋直径的5倍或10倍。因此，每个箍筋弯钩增加长度分别为：弯90°时：π(D+d)/4-(D/2+d)+平直段长度弯135°时：3π(D+d)/8-(D/2+d)+平直段长度弯180°时：π(D+d)/2-(D/2+d)+平直段长度为了简化计算，也可按下式计算箍筋下料长度：箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值其中箍筋调整值根据箍筋外包尺寸或内包尺寸按表5.6取值。表箍筋调整值箍筋量度方法箍筋直径/mm4~56810~12量外包尺寸40506070量内包尺寸80100120150~170例5.1某框架建筑结构，抗震等级为4级，共有10根框架梁，其配筋如图5.23所示，混凝土等级为C30，钢筋锚固长度LαE为30d。柱截面尺寸为500mmx500mm。试计算该梁钢筋下料长度并编制配料单(参见混凝土结构平面整体表示方法03G10l-l构造详图)。解1)梁上部通长钢筋下料长度计算通长钢筋在边支座处按要求应弯锚，弯段长度为15d，则平直段长度为500-25=475mm≥0.4LaE，故满足要求。其下料长度为：7200+2×250-2×25+2×15×25-2×2.29×25=8286mm2)负弯矩钢筋下料长度计算负弯矩筋要求锚人支座并伸出Ln/3。其下料长度为:(7200–2×250)/3+500-25+15×25-2.29×25=3026mm3)梁下部钢筋下料长度计算下料长度为：7200+2×250-2×25+2×15×25-2×2.29×25=8286mm4)抗扭纵向钢筋下料长度计算下料长度为：7200+2×250-2×25+2×15×18-2×2.29×18=8108mm5)附加吊筋下料长度计算附加吊筋构造见图5.23(b)。下料长度为：2×20×14+250+2×50+2×(700-2×25)×1.414-4×0.54×14=2688mm6)箍筋下料长度计算箍筋外包尺寸为：[(300-2×25+2×10)+(700-2×25+2×10)]×2=1880mm根据抗震要求，箍筋端头弯钩平直段长度为10d，所以每个箍筋弯钩增加长度为3π(D+d)/8-(D/2+d)+10d=11.87d。下料长度为：1880+2×11.87×10-3×I.75×10=2065mm箍筋根数为:(1.5×700-50)×2/100+(7200–2×250-2×1.5×700)/200+1=44个另主次梁相交处应在主梁上沿次梁边附加3个箍筋，故总个数为:44+2×3=50个。配料单见表5.7。按中心线计算钢筋的预算长度:钢筋中心线长度(钢筋下料长度)=b＋弧长⌒＋10d其中b=α-d-弯曲半径R=α－d－1.25d=α-2.25d中心线弧长=(R+d/2)×丌/180×1350=(1.25d+O.5d)×3.14/180×1350=4.121d钢筋中心线长度(钢筋下料长度)=b+外皮弧长+10d=α-2.25d+4.121d+10d=α+11.87d=α+11.9d2、柱箍筋长度计算1号箍筋长度=(b-2×保护层+1/2d×2)×2+(h-2×保护层+1/2d×2)×2+1.9d×2+max（10d，75mm）x2=(b－2×保护层+d)×2+(h－2×保护层+d)×2+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=2b－4×保护层+2d+2h－4×保护层+2d+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=(b+h)×2－保护层×8+4d+1.9d×2+max(10d，75mm)×22）2号箍筋按下图计算2号箍筋长度=(间距j+1/2D×2+1/2d×2)×间距j数×2+(h-保护层×2+1/2d×2)×2+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=[(b-保护层×2-1/2D×2)／(b边纵筋根数-1)×间距J数+D+d]×2+(h-保护层×2+d)×2+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=[(b-保护层×2-D)/(b边纵筋根数-1)×间距j数+D]×2+2d+(h-保护层×2)×2+2d+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=[(b-保护层×2-D)/(b边纵筋根数-1)×间距j数+D]×2+(h-保护层×2)×2+4d+1.9d×2+max(1Od，75mm)×22）4号箍筋按下图计算4号箍筋分两种情况推导:第一种情况:单支筋同时勾住纵筋和箍筋4号箍筋长度=(h-保护层×2+d×2+1/2d×2)+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2=(h-保护层×2+3d)+1.9d×2+max(1Od，75mm)×2第二种情况:单支筋只勾住纵筋4号箍筋长度=(h-保护层×2+1/2d×2)+1.9d×2+max(1Od，75mm)×2=(h-保护层×2+d)+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2(2)按外皮计算箍筋的长度公式推导过程1号箍筋长度=(b-2×保护层+d×2)×2+(h-2×保护层+d×2)×2+1.9d×2+max(10d，75mm)×2=(b-2×保护层+2d)×2+(h-2×保护层+2d)×2+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2=2b-4×保护层+4d+2h-4×保护层+4d+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2=(b+h)×2－保护层×+d8+81.9d×2+max(10d,75mm)×22号箍筋长度=(间距j+1/2D×2+2d)×2+(h-保护层×2+2d×2)×2+1.9d×2+max(10d，75mm)×23号箍筋长度=(间距j×2+1/2D×2+2d)×2+(b-保护层×2+2d)×2+1.9d×2+max(10d,75mm)×24号箍筋分两种情况推导:第一种情况:单支筋同时勾住纵筋和箍筋4号箍筋长度=(h-保护层×2+d×2+d×2)+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2=(h-保护层×2+4d)+1.9d×2+max(1Od，75mm)×2第二种情况:单支筋只勾住纵筋4号箍筋长度=(h-保护层×2+d×2)+1.9d×2+max(1Od，75mm)×2=(h-保护层×2+2d)+1.9d×2+max(lOd，75mm)×2柱钢筋计算实例柱的环境描述抗震等级混凝土强度保护层(mm)搭接情况(mm)梁截面mm×mm)2级C30上部基础直径≤25为绑扎连接直径＞25为机械连接300×7002540一、基础层柱(KZ1)钢筋计算KZ1、KZ2、KZ3情况一样，这里只计算一根柱，按下图(一)基础层插筋计算从图中可以看出：基础插筋长度=弯折长度α+竖直长度h1+非连接区长度hn/3+搭接长度L1E(1)锚入竖直长度h1的计算因为弯折长度α的取值必须由hi来判断，所有我们先计算锚人竖直长度h1h1=h-基础保护层=1200-40=1160mm(2)弯折长度α取值由柱钢筋所处的环境查图集03GI0l-l34页可知，螺纹钢筋25的锚固长度为34d，所以:0.5LaE=0.5×34×25=425mmO.6LaE=0.6×34×25=510m