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程序计算锚固长度的缺省方法与规范完全一致。
(1)上部通长纵筋
纵筋长度计算公式为:
长度L=梁扣除两端支座的长度+在左、右侧支座的锚固长度+连接长度
其中:
·
“在左、右侧支座的锚固长度”的缺省算法为:
当支座宽–保护层≥Lae(La)时,应直锚,否则为弯锚。
直锚长度=max(LaE,Hc/2+5*D);
弯锚的长度由两部分组成,直段长度=支座宽–保护层;
弯段长度=15*d
“连接长度”算法为:
当采用焊接、机械连接时:
连接长度=0,软件自动计算接头个数;
当采用搭接时,连接长度=接头个数*L1E
软件照梁钢筋总长除以指定的定尺长度得出接头个数。
软件采用以上做法计算钢筋长度,用户也可自行修改锚固方式和锚固长度。
梁上钢筋的截断长度按03G101—1的要求取值,并可由用户修改。
梁纵筋在如下情况时,不能贯穿到下一跨,而是互相锚固在支座内。
此时梁上支座左右纵筋可以配置不同的直径和根数钢筋:
1)、梁顶(或底)高差/(Hc-50)≥1/6
2)、梁宽相差≥50mm
3)、梁偏心相差≥50mm
当梁支座左右筋互相贯通时,软件将梁上支座左右纵筋取成相同的直径和根数。
梁钢筋的默认锚固长度按照03G101—1平法手册(根据直径、等级、抗震等级、混凝土等级等)取值,用户也可以在钢筋总参数中修改锚固长度系数。
梁上的受力钢筋和架立钢筋搭接时,搭接长度取150mm,梁上的受力钢筋和受力钢筋搭接时,搭接长度按照受拉锚固长度取值。
梁上左、右的受力钢筋直径不同且都伸到跨中时,在跨中搭接且搭接长度按照受拉锚固长度取值。
下面举例说明软件中上部通长纵筋的计算:
此框架梁,工程名称执行学院,1层7轴的KL10,截面尺寸为250*600、250*450,柱为500*500,抗震等级为二级,梁钢筋强度为2级,梁砼为30,保护层为30mm,根据03G101-1P34锚固表查锚固长度LAe=34D
钢筋数据如下:
KL10的尺寸如下:
支座宽度Hc为500,锚固LAe=34d=34*22=748,因为锚固的长度大于支座宽度,所以支座处的锚固按弯锚计算,即按支座宽–保护层+弯段长度(15*d)
软件参数中连接形式是对焊,下料长度是8000mm,所以不计算连接长度,只计算接头个数。
=13500+2*{(500-bhc)+15D}=13500+2*(470+330)=13500+1600=15100MM
15100/8000连接次数为1
软件计算结果如下:
软件计算和手工计算的结果一致,软件正确!
(2)上部端支座纵筋
长度L=“在左或右侧支座的锚固长度”+Ln/3(或Ln/4)
“在左或右侧支座的锚固长度”算法为:
当支座宽–保护层≥Lae(La)时,应直锚:
在左、右侧支座的锚固长度=Lae(La)
否则,应弯锚:
在左、右侧支座的锚固长度=(支座宽–保护层)+15*d
注意:
当上部端支座纵筋放在第一排时取Ln/3,当上部端支座纵筋放在第二排或第三排时取Ln/4,Ln是相邻跨中的大跨的净长。
框架梁,工程名称执行学院,1层7轴的KL10
第一跨端支座的算法,数据如下:
长度L=在左侧支座的锚固长度+Ln/3=(HC—BHC)+15D+(900+3200+900)/3=470+330+1667=800+1667=2467
(3)上部中间支座纵筋
长度L=中间支座宽度hc+2*Ln/3(或2*Ln/4)
当上部端支座纵筋放在第一排时取Ln/3,当上部端支座纵筋放在第二排或第三排时取Ln/4;
中间支座负筋的数据如下:
算法:
因为中间跨的跨度比较小,所以中间跨的支座负筋在中间跨的位置是连通的,一、三跨的跨度是一样的。
手工计算如下:
L=500*2+675+1150+675+(900+3200+900)/3*2=1000+2500+3333=6833MM
软件和手工一致,结果正确!
(4)下部端跨纵筋
长度L=端跨净长Ln+“在端支座的锚固长度”+“在中支座的锚固长度”
“在端支座的锚固长度”算法为:
在端支座的锚固长度=Lae(La)
在端支座的锚固长度=支座宽–2*保护层+15*d
·
“在中支座的锚固长度”算法为:
“在中支座的锚固长度”=Lae(La)与0.5hc+5d两者取大值
此框架梁,工程名称执行学院,1层7轴的KL10,截面尺寸为250*600、250*450,柱为500*500,抗震等级为二级,梁钢筋强度为2级,梁砼为30,保护层为30mm,根据03G101-1P34锚固表查锚固长度LAe=34D参数和上部一样。
第一跨的下部钢筋的长度为:
长度L=端跨净长Ln+“在端支座的锚固长度”+“在中支座的锚固长度
因为钢筋的长度没有超过下料长度,所以不计算连接长度。
L=900+3200+900+2*{(500-30)+15D}=5000+1600=6600
结果正确!
(5)下部中间跨纵筋
长度L=中间跨净长Ln+“在左侧中支座的锚固长度”+“在右侧中支座的锚固长度”
第二跨的下部钢筋的长度为:
长度L=675+1150+675+2*LAe=2500+34*22*2=2500+1496=3996
(6)架立筋
架立筋有两种做法:
1.长度L=Ln/3+2*L1e(Ll)
2.长度L=Ln/3+2*150
下列情况采用做法1:
抗震框架梁没有上部通长纵筋、弧形的非抗震框架梁或非框架梁;
其他情况采用做法2。
下面举例说明软件中架立筋的计算:
工程名称执行学院,1层7轴的KL10,第一跨的数据如下:
架立筋L=(900+3200+900)/3+2*150=1667+300=1967
软件计算结果:
软件计算结果与手工计算一致,结果准确!
(7)侧向构造钢筋
侧向构造钢筋根据需要可按构造设置(锚固15d)或抗扭设置(按锚固Lae或La处理);
腰筋前标注为G时,表示其为构造腰筋,锚入支座长度为15d;
标注为N时表示其为抗扭纵筋,锚入支座长度同框架梁下部纵筋。
按构造配置:
长度L=跨净长Ln+2*15d(注意不用区分端跨和中间跨)
按抗扭设置时:
长度计算与梁下部纵筋算法相同;
举例计算如下:
因为是构造腰筋,长度如下:
L=LN+2*15D=9000+3200+900+2*15*8=5000+240=5240
因为是一级钢,两边各加一弯钩6.25D
5240+6.25*8*2=5240+100=5340
软件计算和手工计算结果一致,软件正确!
(8)拉筋的计算
拉筋长度=梁宽-2*保护层厚+2*箍筋直径+135度弯钩长度*2
135度弯钩长度为max(75,10*d)
拉筋的个数计算
拉筋个数=ceil((梁净跨-100)/拉筋间距)+1
举例计算拉筋的长度如下:
工程名称执行学院,1层7轴的KL10,梁的宽度为250mm,BHC为30m,拉筋直径为6,箍筋直径为8,
根据计算公式拉筋长度=梁宽-2*保护层厚+2*箍筋直径+135度弯钩长度*2
=250-30*2+2*8+2*(75+1.9*6)=206+172.8=379mm
(9)箍筋的计算,参照03G101-1P63
箍筋加密区长度与抗震等级有关:
上图是一级抗震等级框架梁的加密区长度示意;
一级抗震等级框架梁的箍筋加密区长度为:
≥2hb且≥500;
二至四级抗震等级框架梁的箍筋加密区长度为:
≥1.5hb且≥500;
非抗震等级框架梁的箍筋不加密;
箍筋末端做成1350弯钩,弯钩端头平直段长度≥10倍箍直径,且满足构造手册相关要求。
梁的每跨箍筋根数计算:
有加密区的箍筋个数计算
箍筋个数=2*ceil((加密区长度-50)/加密区间距)+ceil((梁净跨-2*加密区长度)/非加密区间距)+1
无加密区的箍筋个数计算
箍筋个数=ceil((梁净跨-100)/箍筋间距)+1
举例计算有加密区的箍筋个数:
工程名称执行学院,1层2轴的KL7,KL7的数据如下:
因为工程抗震等级为2,梁高为600,所以加密区的长度:
600*1.5=900mm
箍筋个数根据公式2*ceil((加密区长度-50)/加密区间距)+ceil((梁净跨-2*加密区长度)/非加密区间距)+1
得2*ceil(900-50)/100+ceil(3200/200)+1=2*9+16+1=35
软件计算结果与手工结果一致,软件正确!
箍筋长度的计算:
L=2×
(梁高-2*保护层)+2×
(梁宽-2*保护层)+8*箍筋直径+2*弯钩增长值
注:
弯钩增长值根据弯钩角度与是否抗震而设定。
135度弯钩且抗震,则软件取值为11.9*d。
因为构件扣减保护层时,都是扣至纵筋的外皮,那么,我们可以发现,拉筋和箍筋在每个保护层处均被多扣掉了直径值;
并且我们在预算中计算钢筋长度时,都是按照外皮计算的,所以软件自动会将多扣掉的长度在补充回来,由此,拉筋计算时增加了2d,箍筋计算时增加了8d。
如下图:
连环套或大小套箍筋宽度计算:
参照书目:
中国建筑工业出版社《混凝土结构构造手册》,中国有色工程设计研究总院主编
第三章、第四节“纵向构造钢筋”,—“五、箍筋的肢数”P123
四肢箍筋宽度Bs(保护层厚25mm)表3、3、3
梁宽
B
(mm)
一层内纵向钢筋根数
4
5
6
7
8
9
10
钢筋中央二肢间的钢筋根数
2
3
250
140
300
173
350
230
190
205
220
400
270
240
255
225
450
290
260
500
310
330
305
程序中多肢箍筋连环套宽度Bs采用下面的公式计算:
L1=B-BHC*2–D
L0=L1/(NS-1)
Bs=L0*NN+D
B-梁宽
BHC-保护层厚
D-纵筋直径(取上下纵筋直径的最大值)
NS-一层内纵向钢筋根数
NN-Bs范围内纵向钢筋根数-1
L0-两根纵筋间的距离
举例计算箍筋的宽度:
工程名称执行学院,1层7轴的KL10,梁的宽度为250mm,BHC为30m,纵筋直径为22,底筋4根,4肢箍,大小套。
根据公式计算如下:
梁宽—BHC*2-D=250-30*2-22=168
168/(4-1)+22=56+22=78
软件计算结果与手工一样,结果准确!
(10)吊筋的计算参照03G101-1P65
当梁高≤800时,取45度弯折:
长度L=2*(梁高-2*保护层)/sin45+2*20d+次梁宽b+2*50
当梁高>
800时,取60度弯折:
长度L=2*(梁高-2*保护层)/sin60+2*20d+次梁宽b+2*50
4、2屋面框架梁的计算,参照03G101-1P55
屋面框架梁WKL与楼层框架梁KL的钢筋构造的区别在于:
上部纵向钢筋在端节点处的锚固长度处理不同,其他构造都相同。
屋面框架梁端节点构造如下图所示:
一种处理是将框架柱钢筋伸入框架梁中,并且取消支座足够长时上部纵向钢筋的直锚处理,将上部纵向钢筋伸到柱对边向下弯折长度由15d改为伸到梁下表面平齐。
柱筋伸入梁
另一种处理是将框架梁钢筋伸入框架柱中;
并且取消支座足够长时上部纵向钢筋的直锚处理,将上部纵向钢筋伸到柱对边向下弯折长度由15d改为由梁边算起1.7Lae。
梁筋伸入柱。
举例说明框架梁端节点处的计算;
柱筋伸入梁时,此框架梁,工程名称执行学院,3层1轴的KL10,截面尺寸为250*600、,柱为500*500,抗震等级为二级,梁钢筋强度为2级,梁砼为30,保护层为30mm,根据03G101-1P34锚固表查锚固长度LAe=34D
因为是柱筋伸入梁,端部钢筋的弯折长度为梁高扣减保护层,即梁高—BHC=600-30=570,
软件计算的结果如下:
软件计算与手工计算一样,结果正确。
梁筋伸入柱,此框架梁,工程名称执行学院,3层1轴的KL10,截面尺寸为250*600、,柱为500*500,抗震等级为二级,梁钢筋强度为2级,梁砼为30,保护层为30mm,根据03G101-1P34锚固表查锚固长度LAe=34D,
因为是梁筋伸入柱,端部钢筋的弯折长度为1.7LAe=1.7*34*20=1156
其他钢筋的算法同楼层框架梁。
4、3框支梁的计算,参照03G101-1P67
框支梁KZL与屋面框架梁WKL的钢筋构造的区别在于:
上部纵向钢筋在端节点处的锚固长度处理不同,箍筋加密区长度判断有些区别,其他相同。
框支梁端节点构造如下图所示:
1、框支梁的支座负筋的延伸长度为Ln/3;
2、下部纵筋端支座锚固值处理同框架梁;
3、上部纵筋中主筋端支座锚固长度=支座宽度-保护层+梁高-保护层+Lae
4、箍筋的加密范围为≥0.2Ln1≥1.5hb;
5、
侧面构造钢筋与抗扭钢筋处理与框架梁一致。
下面举例计算端支座锚固长度:
此框架梁,工程名称执行学院,1层2轴的KL8,截面尺寸为250*600、,柱为500*500,抗震等级为二级,梁钢筋强度为2级,梁砼为30,保护层为30mm,根据03G101-1P34锚固表查锚固长度LAe=34D
弯折长度计算公式:
梁高-保护层+Lae=600-30+34*20=570+680=1250
手工与软件计算结果一致,软件正确!
4、4非框架梁的计算,参照03G101-1P65
非框架梁与框架梁的钢筋类型是一样的,区别有如下几点:
1、非框架梁一般情况下锚固按照La进行取值;
2、非框架梁的上部端支座纵筋放在第一排时取Ln/6(新图集是Ln/5);
3、非框架梁不存在抗震问题,其上部纵筋的锚固处理不必区分顶层和中间层;
4、非框架梁的下部纵筋的锚固长度取12d;
5、非框架梁的箍筋没有加密区的要求;
此非框架梁,工程名称执行学院,1层L10,软件的计算结果如下:
端支座负筋伸入跨内的长度Ln/5=(600+6175+600)/5=675
软件是按Ln/5计算的,结果正确。
其他钢筋不在计算了,参照上面的算法。
4、5悬挑梁XL钢筋计算,参照03G101-1P66
软件按如下要求计算悬挑梁的钢筋构造:
1、悬挑梁的钢筋分为上部纵向钢筋、下部纵向钢筋、梁侧面抗扭钢筋、梁侧面构造钢筋、箍筋;
2、当悬挑梁的纵向钢筋直锚长度≥Lae(La)且≥0.5hc+5d时,可不必弯锚;
否则,应弯锚,弯锚平直段长度为支座宽-保护层,弯折为15d;
3、悬挑梁的下部纵向钢筋锚固长度为12d;
当为光圆钢筋时,锚固长度15d;
(1)上部纵向钢筋
第一排纵筋:
长度L=支座中的锚固长度+悬挑长度L–保护层+12d
第二排纵筋:
长度L=支座中的锚固长度+0.75*悬挑长度L
支座中的锚固长度算法为:
对于纯悬挑梁:
当支座.宽–保护层≥La时,应直锚:
锚固长度=La
否则,应弯锚:
锚固长度=支座宽–保护层+15*d
若与梁相连:
应直锚:
锚固长度=La(或由梁纵筋连通处理)
(2)下部纵向钢筋
长度L=悬挑长度L–保护层+12d(当为光圆钢筋时为15d)
下面举例计算悬挑梁各种钢筋的长度:
此非框架梁,工程名称执行学院,1层XTL,数据如下:
1号钢筋=(支座宽
-HBC)+15D+3300-BHC+12*D=(500-30)+15*20+3300-30+12*20=470+300+3270+240=4280
2号钢筋=(支座宽-HBC)+15D+(3300-10*d-(梁高-2*BHC)+(梁高-2*BHC)/sin45+10*d-BHC=470+300+2630+622+200=4222
3号钢筋=(支座宽-HBC)+15D+3300*0.75=470+270+2475=3215
箍筋的高度程序采用近似的算法为『(600-2*BHC)+(500-2*BHC)』/
2=(540+440)/2=980/2=490
4、6框梁中间支座纵筋构造
软件实现了如下几种框架梁中间支座构造:
1、图节点④所示,框架柱两端的框架梁的顶面标高和底面标高不一致,并且c/hc>
1/6的情况下,要求上部纵筋和下部纵筋尽可能直锚,没有直锚条件的情况下再弯锚入柱内;
2、图节点⑤所示,框架柱两端的框架梁的顶面标高和底面标高不一致,并且梁顶面c/(hc–50)≤1/6的情况下,要求上部纵筋连续通过,下部纵筋尽可能直锚,没有直锚条件的情况下再弯锚入柱内;
3、图节点⑥所示,框架柱两端的框架梁的顶面标高一致,但底面标高不一致,并且梁底面c/(hc–50)≤1/6的情况下,要求支座两边相同直径的下部纵筋连续通过布置;
4、图节点⑦所示,框架柱两端的框架梁的梁宽不一致时,将无法直锚的纵筋弯锚入柱内;
或者支座两边纵筋根数不同时,将多出来的纵筋弯锚入柱内;
五、软件能处理多种截面的异形梁
5、1十字形
5、2槽形筋
5、3封闭箍筋
5、4梯形
5、5工字形
5、6槽形
5、7花篮形
以上多种形式的钢筋都是在梁表中处理。
六、弯曲量度差值和弯钩的计算
6、1弯曲量度差值的计算
6、2180度弯钩的计算
弯钩弧半径(D+d)/2,弧长(D+d)/2*α,总的弯钩长:
弧长+直段-弧起点距弧段外皮(沿钢筋主体方向)
一级钢的180°
钩
直段3d,D=2.5d
(D+d)/2*π+3d-(D/2+d)=((2.5+1)/2*π+3-(2.5/2+1))d=6.248d即通常说的6.25d。
至此说明以上计算方法可接受。
6、3135度弯钩的计算
对135°
钩,α=0.75π。
一级钢φ6:
D=2.5d,直段=75㎜,(D+d)/2*0.75π+75-(D/2+d)=((2.5+1)/2*0.75π-(2.5/2+1))d+75=1.873d+75其它一级钢将75换成10d。
=11.89D
二级D=4d(D+d)/2*0.75π+10d-(D/2+d)=((4+1)/2*0.75π+10-(4/2+1))d=12.89d
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