箍筋计算说明及公式
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箍筋计算说明及公式
对于箍筋长度的计算,许多造价及施工人员都有自己的一套办法,现在流行的钢筋算量软件,计算方法也是五花八门,给工作、交流造成了很大不便。本人也是一名造价工作者,在日常工作中,对箍筋的计算进行了一些总结,现在对箍筋的计算方法发表一下个人看法,希望给大家提供一些借鉴,更希望大家对本文提出宝贵意见,以期共同提高。
一、规范规定,图集要求
1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002第5.3.1条、第5.3.2条分别规定:
第5.3.1受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定:
HPB235级钢筋未端应作180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍;
第5.3.2除焊接封闭式箍筋外,箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:
(1)箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足本规范第5.3.1条的规定外,尚应不小于受力钢筋直径;
(2)箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构,不应小于90°;对有抗震等要求的结构,应为135°;
(3)箍筋弯后平直部分长度:对一般结构,不宜小于箍筋直径的5倍;对有抗震等要求的结构,不应小于箍筋直径的10倍。
2、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详略》03G101-1规定
(1)对箍筋弯钩的要求(03G101-1第35页)(见图一):
从图中可以看出,对有抗震要求的构件,如果箍筋直径d≤6.5时,10d≤65mm,箍筋135度弯钩的平直段要取75mm,这是推导公式中的一个特例.。
(2)混凝土保护层(03G101-1第33页)
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
一20 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;当无垫层时不应小于70mm.
在以前的教材和参考书中,通常将钢筋的保护层设定为25mm,由上表中可知,针对不同构件、不同部位,钢筋的保护层并不相同。保护层设定为25mm的推导结果肯定也是不准确的
二、箍筋长度的计算方法:
(一)弯曲调整值的概念:由于钢筋弯曲时,外侧伸长,内侧缩短,轴线长度不变。弯曲处形成圆弧,而设计图中注明的量度尺寸一般是沿直线量度外包尺寸(图二)。外包尺寸和钢筋轴线长度(下料尺寸)之间存在一个差值,两者之间的差值叫弯曲调整值,因此计算下料长度时,必须从外包尺寸中扣除度量差值,这一工作是对外包量度长度的调整。
轴线尺寸L
1-量度尺寸(外包尺寸)L
2
=弯曲调整值δ
图一图二
1、90度弯钩的计算(图三)
钢筋的直径为d,弯曲直径为D=2.5d。
轴线尺寸:L
1=L
AB
+L
CD
+π×(D+d)×(90/360)=L
AB
+L
CD
+2.749d
量度尺寸:L
2=(L
AB
+D/2+d)+(L
CD
+D/2+d)=L
AB
+L
CD
+4.5d
调整值为:δ
90=L
1
-L
2
=2.749d-4.5d=-1.751d
图三图四
2、135度弯钩的计算(图四)
AB段为箍筋弯钩的平直部分,一般抗震结构取值为10d,该部分暂不考虑,弯曲调整值只计算BCD段
轴线尺寸:L
1=L
CD
+π×(D+d)×(135/360)=L
CD
+4.123d
量度尺寸:L
2=L
CD
+D/2+d=L
CD
+2.25d
调整值为:δ
135=L
1
-L
2
=4.123d-2.25d=1.873d≈1.9d
箍筋弯钩的平直段为10d,加调整值等于11.9d,这便是箍筋“135度弯钩增加值=11.9d”的来历。
(二)箍筋长度计算公式推导:
以矩形箍筋为例(有抗震要求),在计算过程中保留三位小数,计算结果保留两位小数,以保证计算的精确。
设定:构件截面宽:B 构件截面高:H
箍筋直径: d 主筋保护层厚;C
135度弯钩平直段按抗震取:10d
图五
按外包尺寸计算:
L=箍筋外包周长+3个90度弯曲调整值+2个135度弯曲调整值+2×10d
L=箍筋4边外包尺寸+3×δ90+2×δ135+2×10d
即L=2(B-2c+2d)+2(H-2c+2d)-1.751d×3+1.873d×2+2×10d (1)当箍筋直径≤6.5时L=2(B+H)-8c+6.49d+2×75
=2(B+H)-8c+6.49d+150
(2)当箍筋直径≥8时L=2(B+H)-8c+26.49d
以上即是封闭矩形截面箍筋的通用计算公式,
需要说明的是,钢筋工程量的计算是以实物量为准的,按照规范规定施工,用多少就计算多少,所以作为工程造价及施工人员,在计算钢筋用量时,都应该以钢筋的轴线长度作为计算标准。
当然,以上的计算是在纯理论论证的基础上进行的,具体到实际工作上,肯定会有所差异。所谓的钢筋弯钩增加值、弯曲调整值都是以量度尺寸(或外包尺寸)与中轴线长度的比较而得出的一个理论差值,原因是:
(1)首先由平面假设钢筋中轴线在钢筋弯曲后长度不变,实际上会有微小改变;
(2)影响弯钩增加值、弯曲调整值大小的钢筋弯曲半径取值取决于结构设计规范、标准图集、施工验收规范、加工工艺标准、构造要求、加工机械等多方面的因素。