钢筋代换原则

式中
As1 —— 原设计钢筋的截面面积； 原设计钢筋的截面面积；
As2 —— 代换钢筋的截面面积； 代换钢筋的截面面积；
原设计构件截面有效高度； h01 —— 原设计构件截面有效高度； 钢筋代换后构件截面的有效高度； h02 —— 钢筋代换后构件截面的有效高度； b ——构件截面宽度。 构件截面宽度。 构件截面宽度 4. 代换注意事项 钢筋代换时， （ 1 ） 钢筋代换时 ， 必须充分了解设计意图和代换材 料性能，并严格遵守《 混凝土规范》的各项规定； 料性能 ， 并严格遵守 《 混凝土规范 》 的各项规定 ； 凡重 要结构中的钢筋代换，应征得设计单位同意。 要结构中的钢筋代换，应征得设计单位同意。
（附3.2） ）
（附3.3） ）
对矩形截面受弯构件，可按下式复核截面承载力： 对矩形截面受弯构件，可按下式复核截面承载力：
As2 f y2 As1 f y1 M u2 = As2 f y2 h02 − ） ≥ M u1 = As1 f y1 h01 − （附3.4） 2 f cb 2 f cb
25（附图3.1b），重新复核截面承载力。 25（附图3.1b），重新复核截面承载力。 3.1b），重新复核截面承载力 经计算， =546mm， =330.92kN•m 经计算，As2=2502 mm2，h02=546mm， Mu2 =330.92kN m =318.78kN•m 承载力满足要求。 ＞ Mu1 =318.78kN m，承载力满足要求。 故代换钢筋可采用4 故代换钢筋可采用4 22+2 经上述计算可知，代换钢筋可采用4 经上述计算可知，代换钢筋可采用 25
f y1 ——原设计钢筋抗拉强度设计值。 原设计钢筋抗拉强度设计值。 原设计钢筋抗拉强度设计值
注意： 注意：式（附3.1）有下列两种特例： 3.1）有下列两种特例：
(1)强度设计值相同、直径不同的钢筋代换： 强度设计值相同、直径不同的钢筋代换： 强度设计值相同
d12 n2 ≥ n1 2 d2
(2)直径相同、强度设计值不同的钢筋代换： 直径相同、强度设计值不同的钢筋代换： 直径相同 f y1 n2 ≥ n1 fy2 3. 钢筋代换后构件截面承载力复核
As1 f y1 1884 × 360 Mu1 = As1 f y1 h01 − = 1884 × 360 565 − 2 f cb 2 ×11.9 × 300 = 318.78N.mm
Mu2 ＜ Mu1 ，承载力不满足要求。现将角部2 22改为2 承载力不满足要求。现将角部2 22改为 改为2
2.代换方法
（1）等面积代换
（2）等强度代换
n2 ≥
式中 n2
n1d12Biblioteka Baiduf y1 d f
2 2 y2
（附3.1） ）
——代换钢筋根数； ——代换钢筋根数； 代换钢筋根数
——原设计钢筋根数 原设计钢筋根数； n1 ——原设计钢筋根数； ——代换钢筋直径 代换钢筋直径； d 2 ——代换钢筋直径； ——原设计钢筋直径 原设计钢筋直径； d1 ——原设计钢筋直径； ——代换钢筋抗拉强度设计值 代换钢筋抗拉强度设计值； f y 2 ——代换钢筋抗拉强度设计值；
钢筋混凝土受弯构件钢筋代换
教学目标：
掌握钢筋代换的原则与方法。 掌握钢筋代换的原则与方法。
重 点
钢筋代换的原则、方法。 钢筋代换的原则、方法。
* 钢筋代换 1.代换原则
当构件受承载力控制时， （ 1 ） 当构件受承载力控制时 ， 钢筋可按强度相等原则 代换，这种代换称为等强度代换； 代换，这种代换称为等强度代换； （ 2 ） 当构件按最小配筋率配筋时 ， 钢筋可按截面面积 当构件按最小配筋率配筋时， 相等原则进行代换，这种代换称为等面积代换； 相等原则进行代换，这种代换称为等面积代换； 当构件受裂缝宽度或挠度控制时， （ 3 ） 当构件受裂缝宽度或挠度控制时 ， 代换后应进行 裂缝宽度或挠度验算。 裂缝宽度或挠度验算。
偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、 （6）偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架 上弦等)或偏心受拉构件进行钢筋代换时， 上弦等)或偏心受拉构件进行钢筋代换时，不取整个截面 配筋量计算，应按受力面(受压或受拉)分别代换。 配筋量计算，应按受力面(受压或受拉)分别代换。 当构件受裂缝宽度控制时， （ 7 ） 当构件受裂缝宽度控制时 ， 如以小直径钢筋代 换大直径钢筋， 换大直径钢筋 ， 强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢 筋，则可不作裂缝宽度验算。 则可不作裂缝宽度验算。
对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、 （ 2 ） 对某些重要构件 ， 如吊车梁 、 薄腹梁 、 桁架下 弦等， 不宜用HPB235级光圆钢筋代替 HRB335 HRB400 HPB235 级光圆钢筋代替HRB335和 400级 弦等 ， 不宜用 HPB235 级光圆钢筋代替 HRB335 和 HRB400 级 带肋钢筋。 带肋钢筋。 钢筋代换后， 应满足配筋构造规定， （ 3 ） 钢筋代换后 ， 应满足配筋构造规定 ， 如钢筋的 最小直径、间距、根数、锚固长度等。 最小直径、间距、根数、锚固长度等。 同一截面内， （ 4 ） 同一截面内 ， 可同时配有不同种类和直径的代 换钢筋， 换钢筋 ， 但每根钢筋的拉力差不应过大 ( 如同品种钢筋 的直径差值一般不大于5mm)，以免构件受力不匀。 的直径差值一般不大于5mm)，以免构件受力不匀。 梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换， （ 5 ） 梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换 ， 以 保证正截面与斜截面承载力。 保证正截面与斜截面承载力。
5.举例 5.举例
某钢筋混凝土矩形梁， 截面尺寸如附图3 所示， 某钢筋混凝土矩形梁 ， 截面尺寸如附图 3.1a 所示 ， 采 用 C20 混 凝 土 。 原 设 计 纵 向 受 力 钢 筋 采 用 6
20HRB400级钢筋 单排布置， 混凝土保护层厚25mm。 25mm 20HRB400 级钢筋 ， 单排布置 ， 混凝土保护层厚 25mm 。 现 HRB400 级钢筋， 拟改用 22HRB335级钢筋，求所需根数及其布置。 22HRB335级钢筋，求所需根数及其布置。 HRB335级钢筋
s= 300 − 2 × 25 − 6 × 22 = 23.6mm < 25mm 5
需布置成两排。 现按底层4 上层2 根布置。 需布置成两排 。 现按底层 4 根 ， 上层 2 根布置 。 由于 代换后构件截面有效高度减小，故需按式（ 代换后构件截面有效高度减小，故需按式（附3.4）复核 截面承载力。 截面承载力。 600-35=565mm 原设计构件截面有效高度h01=600-35=565mm 代换后构件截面有效高度为: 代换后构件截面有效高度为
小 结：
钢筋代换的原则和方法。 钢筋代换的原则和方法。
作业布置： 作业布置：
预 习：§4.1 思考题： 思考题：3.16 习 题：3.12
结束！ 结束！ 谢谢大家！ 谢谢大家！
【解】 As1 =1884 mm2， fy1=360N/mm2， fy2 =300
N/mm2， fc=11.9N/mm2 由式（ 3.1） 由式（附3.1）得代换后的钢筋根数为
n2 ≥
n1d12 f y1 d 22 f y2
6 × 202 × 360 = = 5.95 2 22 × 300
取6根，As2 =2281 mm2。 代换后钢筋根数不变，但直径增大， 代换后钢筋根数不变，但直径增大，故需复核钢筋 净距s:
h02 = h − as
= 600 −
∑a A f = h− ∑A f
si si si
yi
yi
4 × (25 + 22 / 2) + 2 × (25 + 22 + 25 + 22 / 2) = 548mm 6
As2 f y2 2281× 300 = 2281× 300 548 − M u 2 = As2 f y2 h02 − 2 f cb 2 ×11.9 × 300 = 309.41N .mm