钢筋下料详解.docx
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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。
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