钢筋平法计算手册.pdf
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1、钢筋平法计算手册 第一章钢筋计算相关知识 一、“平法”基本原理“平法”视全部设计过程与施工过程为一个完整的主系统,主系统由多个子系统构成:基础结构、柱墙结构、梁结构、板结构,各子系统有明确的层次性、关联性和相对完整性。1、层次性:基础柱、墙梁板,均为完整的子系统;2、关联性:柱、墙以基础为支座柱、墙与基础关联 ;梁以柱为支座梁与柱关联;板以梁为支座板与梁关联;3、相对完整性:基础自成体系,柱、墙自成体系,梁自成体系,板自成体系。二、“平法”应用原理 1、将结构设计分为“创造性设计”内容与“重复性”(非创造性)设计内容两部分,两部分为对应互补关系,合并构成完整的结构设计;2、设计工程师以数字化、
2、符号化的平面整体设计制图规则完成其创造性设计内容部分;3、重复性设计内容部分:主要是节点构造和杆件构造以广义标准化方式编制成国家建筑标准构造设计。正是由于“平法”设计的图纸拥有这样的特性,因此我们在计算钢筋工程量时首先结合“平法”的基本原理准确理解数字化、符号化的内容,才能正确的计算钢筋工程量。三、钢筋计算原理 我们在计算钢筋工程量时,其最终原理就是就算钢筋的长度。如(图1)(图 1)四、钢筋的公称截面面积、计算截面面积及理论重量GB50010-2002 称直径(mm)不同根数钢筋的计算截面面积(mm2)单根钢筋理论重量(kg/m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 28.3 57 85
3、113 142 170 198 226 255 0.222 6.5 33.2 66 100 133 166 199 232 265 299 0.26 8 50.3 101 151 201 252 302 352 402 453 0.395 8.2 52.8 106 158 211 264 317 370 423 475 0.432 10 78.5 157 236 314 393 471 550 628 707 0.617 12 113.1 226 339 452 565 678 791 904 1017 0.888 14 153.9 308 461 615 769 923 1077 1231
4、1385 1.21 16 201.1 402 603 804 1005 1206 1407 1608 1809 1.58 18 254.5 509 763 1017 1272 1527 1781 2036 2290 2 20 314.2 628 942 1256 1570 1884 2199 2513 2827 2.47 22 380.1 760 1140 1520 1900 2281 2661 3041 3421 2.98 25 490.9 982 1473 1964 2454 2945 3436 3927 4418 3.85 28 615.8 1232 1847 2463 3079 369
5、5 4310 4926 5542 4.83 32 804.2 1609 2413 3217 4021 4826 5630 6434 7238 6.31 36 1017.9 2036 3054 4072 5089 6107 7125 8143 9161 7.99 40 1256.6 2513 3770 5027 6283 7540 8796 10053 11310 9.87 50 1964 3928 5892 7856 9820 11784 13748 15712 17676 15.42 注:表中直径 d=8.2mm 的计算截面面积及理论重量仅适用于有纵肋的热处理钢筋 五、混凝土结构的抗震等级G
6、B50010-2002 结构体系与类型 设防烈度 6 7 8 9 框架结构 高度 30 30 30 30 30 30 25 框架 四 三 三 二 二 一 一 剧场、体育馆等大跨度公共建筑 三 二 一 一 框架-剪力墙结构 高度(m)60 60 60 60 60 60 50 框架 四 三 三 二 二 一 一 剪力墙 三 三 二 二 一 一 一 剪力墙结构 高度(m)80 80 80 80 80 80 60 剪力墙 四 三 三 二 二 一 一 部分框支剪力墙结构 框支层框架 二 二 二 一 一 不应采用 不应采用 剪力墙 三 二 二 二 一 筒体结构 框架-核心筒结构 框架 三 二 一 一 核心筒
7、 二 二 一 一 筒中筒结构 内筒 三 二 一 一 外筒 三 二 一 一 单层厂房结构 铰接排架 四 三 二 一 注:1、丙类建筑应按本地区的设防烈度直接由本表确定抗震等级;其他设防类别的建筑,应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011 的规定调整设防烈度后,再按本表确定抗震等级;2、建筑场地为 I 类时,除 6 度设防烈度外,应允许按本地区设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;3、框架-剪力墙结构,当按基本振型计算地震作用时,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50%,框架部分应按表中框架结构相应的抗震等级设计;4、部分框支剪力墙结
8、构中,剪力墙加强部位以上的一般部位,应按剪力墙结构中的剪力墙确定其抗震等级。六、混凝土保护层 纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径,且应符合下表的规定。环境类别 板、墙、壳 梁 柱 C20 C25-C45 C50 C20 C25-C45 C50 C20 C25-C45 C50-20 15 15 30 25 25 30 30 30 二 a-20 20-30 30-30 30 b-25 20-35 30-35 30 三-30 25-40 35-40 35 注:基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 40mm;当无垫层时不应小
9、于 70mm.七、受拉钢筋抗震锚固长度 laE03G101-1P34 受拉钢筋抗震锚固长度 laE 混凝土强度等级与抗震等级 C20 C25 C30 C35=C40 钢筋种类与直径 一、二级抗震等级 三级抗震等级 一、二级抗震等级 三级抗震等级 一、二级抗震等级 三级抗震等级 一、二级抗震等级 三级抗震等级 一、二级抗震等级 三级抗震等级 HRB235 级钢筋 普通钢筋 36d 33d 31d 28d 27d 25d 25d 23d 23d 21d HRB335 级钢筋 普通钢筋 d25 44d 41d 38d 35d 34d 31d 31d 29d 29d 26d d25 49d 45d 4
10、2d 39d 38d 34d 34d 31d 32d 29d 环氧树脂涂层钢筋 d25 55d 51d 48d 44d 43d 39d 39d 36d 36d 33d d25 61d 56d 53d 48d 47d 43d 43d 39d 39d 36d HRB400 普通钢d25 53d 49d 46d 42d 41d 37d 37d 34d 34d 31d 级钢筋 RRB400 级钢筋 筋 d25 58d 53d 51d 46d 45d 41d 41d 38d 38d 34d 环氧树脂涂层钢筋 d25 66d 61d 57d 53d 51d 47d 47d 43d 43d 39d d25
11、73d 67d 63d 58d 56d 51d 51d 47d 47d 43d 八、纵向受拉钢筋绑扎搭接长度 llE、ll03G101-1P34 九、钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)GB50010-2002 结构类别 室内或土中 露天 排架结构 装配式 100 70 框架结构 装配式 75 50 现浇式 55 35 剪力墙结构 装配式 65 40 现浇式 45 30 挡土墙、地下室墙壁等类结构 装配式 40 30 现浇式 30 20 注:1、装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用;2、框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪
12、力墙结构之间的数值;3、当屋面无保温或隔热措施时,框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用;4、现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于 12m。十、现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)GB50010-2002 结构体系 设防烈度 6 7 8 9 纵向受拉钢筋绑扎搭接长度 LlE与 Ll 注:1.当不同直径的钢筋搭接时,其 LlE 与 Ll 值按较小的直径计算。2.在任何情况下 Ll 不得小于 300mm。3.式中为搭接长度修正系数。抗震 非抗震 LlELaE LlLa 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 纵向钢筋搭接接头面积百分率(%)d25 50 100 1.2 1.4 1
13、.6 框架结构 60 55 45 25 框架-剪力墙结构 130 120 100 50 剪力墙结构 全部落地剪力墙结构 140 120 100 60 部分框支剪力墙结构 120 100 80 不应采用 筒体结构 框架-核心筒结构 150 130 100 70 筒中筒结构 180 150 120 80 注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶高度(不考虑局部突出屋顶部分);2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;3、部分框支剪力墙结构指首层或底部两层为框架和落地剪力墙组成的框支剪力墙结构;4、甲类建筑应按本地区的设防烈度提高一度确定房屋最大高度,9 度设防烈度时应专门研究;乙、丙
14、类建筑应按本地区的设防烈度确定房屋最大高度;5、超过表内高度的房屋结构,应按有关标准进行设计,采取有效的加强措施。十一、符号说明 代号 含义 代号 含义 laE 受拉钢筋抗震锚固长度 la 受拉钢筋的最小锚固长度 llE 纵向钢筋抗震受拉钢筋绑扎长度 ll 非抗震绑扎长度 C 混凝土保护层厚度 d 钢筋直径 hb 为梁节点高度 Lw 钢筋弯折长度 Hn 为所在楼层的柱净高 Ln 梁跨净长 hc 在计算柱钢筋时为柱截面长边尺寸(圆柱为截面直径),在计算梁钢筋时:hc 为柱截面沿框架方向的高度 钢筋平法计算手册 第二章框架柱钢筋计算 一、“平法”柱的标注方法 现行柱钢筋“平法”设计的表达方式有列表
15、注写方式、截面注写方式两种。二、基础插筋的计算 钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图 基础插筋(基础平板中)当筏板基础2000mm 时:基础插筋长度基础高度-保护层+基础弯折 a+基础纵筋外露长度 Hn/3+与上层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)1、04G1013P45 柱插筋构造一 2、柱墙插筋锚固竖直长度与弯钩长度对照表 图 2 当筏板基础2000mm 时:基础插筋长度基础高度/2-保护层+基础弯折 a+基础纵筋外露长度 Hn/3+与上层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为0)3、04G1013P45 柱插筋构造二 图 3 基础插筋(基础主梁中)当基础梁底与基础板底
16、一平时:基础插筋长度基础高度-保护层+基础弯折 a+基础钢筋外露长度 Hn/3+与上层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)1、04G1013P32 柱插筋构造一 图 4 当基础梁顶与基础板顶一平时:基础插筋长度基础高度-保护层+基础弯折 a+基础钢筋外露长度 Hn/3+与上层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)2、04G1013P32 柱插筋构造二 图 5 (图 2)(图 3)(图 4)(图 5)弯钩长度 a 的取值表:柱墙插筋锚固竖直长度与弯钩长度对照表 竖直长度 弯钩长度a 0.5laE(0.5la)12d 且150 0.6laE(0.6la)10d 且150 0.
17、7laE(0.7la)8d 且150 0.8laE(0.8la)6d 且150 三、柱根的判断(03G1011P41、GB50010-2002 P178)底层柱的柱根系指地下室的顶面或无地下室情况的基础顶面;柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的 1/3;有刚性地面时,除柱端箍筋加密区外,尚应在刚性地面上、下各 500mm 的高度范围内加密箍筋。(图 6)(图 6)注:1、柱根:有地下室时的柱根指的是基础顶面或基础梁顶面和首层楼面位置,无地下室无基础梁时指的是基础顶面,无地下室有基础梁时指的是基础梁顶面;2、底层柱:有地下室时的底层柱指的是相邻基础层和首层,无地下室无基础梁时指的是从基础顶面至首
18、层顶板,无地下室有基础梁时指的是基础梁顶面至首层顶板;3、底层柱净高:有地下室时的底层柱净高指的是:基础顶面或基础梁顶面至相邻基础层的顶板梁下皮的高度和首层楼面到顶板梁下皮的高度,无地下室无基础梁时的底层柱净高指的是:从基础顶面至首层顶板梁下皮的高度,无地下室有基础梁时的底层柱净高指的是基础梁顶面至首层顶板梁下皮的高度。四、地下室纵筋计算 钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图 地下室柱纵筋长度 长度地下室层高本层净高Hn/3+首层楼层净高 Hn/3+与首层纵筋搭接llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)03G1011P36 注:当纵筋采用绑扎连接且某个楼层连接区的高度小于纵筋分两批搭接所需要的
19、高度时,应改用机械连接或焊接 图 7 五、首层纵筋计算 钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图 首层柱纵筋长度 长度首层层高-首层净高 Hn/3+max二层楼层净高 Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)+与二层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)03G1011P36 注:当纵筋采用绑扎连接且某个楼层连接区的高度小于纵筋分两批搭接所需要的高度时,应改用机械连接或焊接 图 7 (图 7)六、中间层纵筋计算 钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图 中间层柱纵筋长度 长度二层层高-max二层 Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)+max三层楼层净高 Hn/6,500,柱截面
20、长边尺寸(圆柱直径)+与三层纵筋搭接 llE(如采用焊接时,搭接长度为 0)03G1011P36 注:1、当纵筋采用绑扎连接且某个楼层连接区的高度小于纵筋分两批搭接所需要的高度时,应改用机械连接或焊接;2、变截面柱钢筋连续通过。图 7 七、顶层纵筋计算 钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图 角柱纵筋长度 外侧钢筋长度顶层层高max本层楼层净高 Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)梁高+1.5LaE 以常见的 B 节点为例(03G1011P37):当框架柱为矩形截面时,外侧钢筋根数为:3 根角筋,b 边钢筋总数的 1/2,h 边钢筋总数的 1/2,内侧钢筋根数为:1 根角筋,b 边钢筋
21、总数的 1/2,h 边钢筋总数的 1/2。图 8 内侧纵筋长度顶层层高max本层楼层净高 Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)梁高+锚固 其中锚固长度取值为:当柱纵筋伸入梁内的直段长LaE 时,则使用弯锚形式:柱纵筋伸至柱顶后弯折 12d,锚固长度梁高保护层+12d;当柱纵筋伸入梁内的直段长LaE 时,则使用直锚形式:柱纵筋伸至柱顶后截断,锚固长度梁高保护层 边柱纵筋长度 边柱外侧钢筋长度与角柱相同,只是外侧钢筋根数为:2 根角筋,b 边钢筋总数的 1/2,h 边钢筋总数的 1/2 边柱内侧钢筋长度与角柱相同,只是内侧钢筋根数为:2 根角筋,b 边钢筋总数的 1/2,h 边钢筋总数的
22、1/2 中柱纵筋长度 中柱纵筋长度顶层层高max本层楼层净高 Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径)梁高+锚固 其中锚固长度取值为:当柱纵筋伸入梁内的直段长1/6 时:1、柱变截面下层竖向钢筋长度层高-下层钢筋露出长度 maxHn/6,500,hc(圆柱直径)-节点梁高+锚固(0.5*la 或(梁高保护层)+200+截面宽度差值 C-保护层);2、柱变截面插筋长度1.5LaE+本层露出长度+与上层钢筋搭接。机械连接或焊接 当 c/hb1/6 时,可以忽略变截面导致的纵向钢筋长度变化;图 16 图 17 当 c/hb1/6 时:1、柱变截面下层竖向钢筋长度:层高-下层钢筋露出长度 maxH
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