梁钢筋的算法.docx

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梁钢筋的算法

一、概述：

二、梁的类型以及判断依据

2、1梁的类型

03G101-1P23

2、2软件中梁类型判断的依据

以普通砼墙或柱为支座的连续梁被判断为框架梁，以梁和其他构件为支座的连续梁被判断为非框架梁。

框架梁上无其他构件的连续梁被判断为屋面框架梁。

如果框架梁支撑着剪力墙或柱，则被判断为框支梁。

软件还可自动判断连续梁的端跨是否为悬挑跨。

只有普通墙和山墙（包括砖墙、混凝土墙）可以作为支座，框架间墙、间隔墙、

虚墙不作为支座。

砖墙上梁按简支梁（非框架梁）处理，主筋锚固参照图集03G101-1第65、66页规定处理。

三、梁中的钢筋组成：

•1、上部通长钢筋

•2、底部钢筋

•3、支座负筋（一排、二排）

•4、架立筋

•5、箍筋

•6、腰筋

•7、腰拉筋

•8、吊筋

•9、主次梁交接处的加密箍筋

组成如下图：

四、软件中各种梁的详细计算

各字母代表的含义：

Hc—支座宽度LAe—抗震时锚固长度La—非抗震时锚固长度

d---钢筋直径L1E—连接长度BHC—保护层ceil—向上取整

4、1楼层框架梁的计算，参照03G101-1P54

框架梁钢筋计算主要应区分弯锚和直锚情况，以及上部支座纵筋的切断处理。

软件根据规范对于节点构造规定进行了锚固计算：

规范对于节点构造做了规定：

直锚时应满足≥Lae（La）且≥0.5hc+5d；弯锚时应满足≥0.4Lae（La）和弯折15d要求；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。

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

=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）

其中：

·“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

软件计算结果如下：

（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）

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；

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

软件计算结果如下：

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”

其中：

·“在端支座的锚固长度”算法为：

当支座宽–保护层≥Lae（La）时，应直锚：

在端支座的锚固长度=Lae（La）

否则，应弯锚：

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

软件计算结果如下：

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”

其中：

·“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

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

软件计算结果如下：

结果正确！

（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：

工程名称执行学院，1层7轴的KL10，第一跨的数据如下：

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

软件计算结果如下：

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

软件计算结果如下：

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

2

3

4

3

4

250

140

300

173

350

230

190

205

220

400

270

220

240

255

225

240

450

250

270

290

260

270

500

310

330

290

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

注：

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

软件计算结果如下：

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

软件计算的结果如下：

软件计算与手工计算一样，结果正确。

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

软件计算结果如下：

手工与软件计算结果一致，软件正确！

其他钢筋的算法同楼层框架梁。

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；

下面举例计算端支座锚固长度：

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。

其他钢筋的算法同楼层框架梁。

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

其中：

·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

软件计算的结果如下：

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