6.6.4 钢筋工程
1.钢筋基础知识
钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构应用的钢筋有普通钢筋、预应力钢绞线、钢丝、热处理钢筋等。现行的钢筋分类如下。
(1)按生产工艺分有:热轧钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢筋、热处理钢筋、钢绞线。
(2)按强度分有:HPB300、HRB335、HRB400、HRB500钢筋,其中H为热轧钢筋;P为光圆钢筋;B为钢筋;R为带肋钢筋;F为细晶粒热轧带肋钢筋。
(3)按外形分有:光圆钢筋、带肋钢筋(螺纹、“人”字纹、月牙纹)。
(4)按化学成分分有:碳素钢筋、低合金钢钢筋。
(5)按钢筋在构件中的作用分类有:受力筋、架立筋、分布筋、箍筋、构造筋、负筋。
1)受力筋也叫主筋,是指在混凝土结构中,对受弯、压、拉等构件配置的主要用来承受由荷载引起的拉应力或者压应力的钢筋,其作用是使构件的承载力满足结构功能要求。
2)架立筋在混凝土构件中起架立作用(固定箍筋位置),形成钢筋笼骨架的构造钢筋,同时起到抵抗混凝土的收缩应力或者温度应力。
3)分布筋出现在板中,布置在受力钢筋的内侧,与受力钢筋垂直。固定受力钢筋的位置并将板上的荷载分散到受力钢筋上,同时也能防止因混凝土的收缩和温度变化等原因在平行于受力钢筋方向产生的裂缝。
4)箍筋用来满足斜截面抗剪强度,并连接受拉主钢筋和受压区混凝土使其共同工作,此外,用来固定主钢筋的位置而使梁内各种钢筋构成钢筋骨架。它是梁和柱抵抗剪力配置的环形(有圆形的和矩形的)钢筋。矩形箍肋使用较多的是“口”字形的,将上部和下部的钢筋固定起来,同时抵抗剪力。箍筋类型如图6.53所示。
图6.53 箍筋类型
(a)箍筋的形式;(b)箍筋的类型
5)构造筋。为满足构造要求,对不易计算和没有考虑进去的各种因素所设置的钢筋为构造钢筋,如:混凝土结构中梁的架立筋、纵向构造钢筋(其配置在梁侧中部,俗称腰筋)、拉筋、分布筋以及砌体拉结筋。
6)负筋是承受负弯矩的钢筋,一般在梁的上部靠近支座的部位或板的上部靠近支座部位,其为受力筋。
(6)钢筋的计价定额分类按不同钢种,以现浇构件、预制构件、预应力构件分别列项,定额中钢筋的规格比例、钢筋品种按常规工程综合考虑。
2.钢筋的连接
钢筋的连接方式有焊接连接(电阻电焊、闪光对焊、电渣压力焊、气压焊、电弧焊)、绑扎连接和机械连接(套筒挤压连接和螺纹套筒连接)。
定额钢筋机械连接指的是套筒冷压、锥螺纹和直螺纹钢筋接头,焊接是指电渣压力焊和气压焊方式钢筋接头。
3.钢筋保护层厚度
为使混凝土中的钢筋不致锈蚀,需有一定厚度的混凝土保护。钢筋保护层中的钢筋通常情况下指箍筋或外侧分布筋而不是主筋。依据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的规定,最外层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,且应符合表6.18中所列数值。
表6.18 混凝土保护层最小厚度 单位:mm
对于表6.18:①表中混凝土保护层厚度指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离,适用于设计使用年限为50年的钢筋混凝土结构。②构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径。③设计使用年限为100年的混凝土结构,一类环境中,最外层钢筋的保护层厚度不应小于表6.19中数值的1.4倍;二类、三类环境中,应采取专门的有效措施。④混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5mm。⑤基础底面钢筋保护层的厚度,有混凝土垫层时应从垫层顶面算起,且不应小于40mm;无垫层时不应小于70mm。⑥混凝土结构的环境类别见表6.19。
表6.19 混凝土结构的环境类别
4.钢筋的锚固长度
钢筋的锚固长度一般指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础中的总长度,是受力钢筋通过混凝土与钢筋的黏结将所受的力传递给混凝土所需的长度,可以直线锚固或弯折锚固。钢筋末端配置弯钩和机械锚固是减小锚固长度的有效方式,其原理是利用受力钢筋端部锚头(弯钩、贴焊锚焊接锚板或锚栓锚头)对混凝土的局部挤压作用加大锚固承载力。依据《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》16G101系列图集,受拉钢筋的锚固长度、搭接长度取值见表6.20、表6.21。
表6.20 受拉钢筋基本锚固长度 单位:mm
表6.21 抗震设计时受拉钢筋基本锚固长度 单位:mm
注 1.表中钢筋直径<25;HPB300钢筋末端应做180°弯钩,弯后平直长度不应小于3d,但做受压钢筋时可不做弯钩。
2.当锚固钢筋保护层厚度不大于5d时,锚固钢筋长度范围内应设置横向构造钢筋,其直径不应小于d/4(d为锚固钢筋最大直径);对梁、柱等构件间距不应大于5d,对墙、板等构件间距不应大于10d,且均不应大于100mm。
【例6.36】某框架结构,抗震等级为二级,HRB335普通钢筋,钢筋直径25mm,混凝土强度C30,求其抗震锚固长度是多少?
解:根据抗震等级为二级,HRB335普通钢筋,钢筋直径25mm,混凝土强度C30,查表得:
5.钢筋工程量定额计算方法
(1)定额计算规则。
1)钢筋工程应区别构件及钢种,以理论质量计算。
理论质量=设计图示长度×钢筋单位理论质量
包括设计要求锚固、搭接和钢筋超定尺长度必须计算的搭接用量;钢筋的冷拉加工费不计,延伸率不扣。
2)设计套用标准图集时,按标准图集钢筋(铁件)用量表所列数量计算,标准图集未列钢筋(铁件)用量表时,按标准图集图示及本规则计算。
3)计算钢筋用量时应扣除保护层厚度。
4)地下连续墙墙身内“十”字钢板封口按设计图示尺寸以净重量计算。
5)钢筋搭接长度及数量应按设计图示、标准图集和规范要求计算。遇设计图示、标准图集和规范要求不明确时,钢筋的搭接及数量可按以下规则计算:
a.灌注桩钢筋笼纵向钢筋、地下连续墙钢筋笼钢筋定额按单面焊接头考虑,搭接长度按10d计算;灌注桩钢筋笼螺旋箍筋的超长搭接已综合考虑,发生时不另计算。
b.建筑物柱、墙构件竖向钢筋搭接按自然层计算。
c.单根钢筋连续长度超过9m的,按每9m计算一个接头,该接头按绑扎搭接计算时,搭接长度不做箍筋加密计算基数。
d.当钢筋接头设计要求采用机械连接、焊接时,应按实际采用接头种类和个数列项计算,计算该接头后不再计算该处的钢筋搭接长度。
6)钢筋(板筋)、拉筋的长度及数量应按设计图示,标准图集和规范要求计算,遇设计图示、标准图集和规范要求不明确时,箍筋(板筋)的设计间距、拉筋的长度及数量可按以下规则计算:
a.墙板S形拉结钢筋长度按墙板厚度扣保护层加两端弯钩计算。
b.弯起钢筋不分弯起角度,每个斜边增加长度按梁高,(或板厚)乘以0.4计算。
c.箍筋(板筋)排列根数为柱、梁、板净长除以箍筋(板筋)的设计距离;设计有不同距离时,应分段计算。柱净长按层高计算,梁净长按混凝土规则计算,板净长指主(次)梁与主梁之间的净长。计算中有小数时,向上取整。
d.桩螺旋箍筋长度计算为螺旋斜长加螺旋箍上下端水平段长度计算:
式中 D——桩直径,m;
C——筋保护层厚度,m;
d——箍筋直径,m;
h——箍筋间距,m;
n——箍筋道数(桩中箍筋配置范围除以箍筋间距,计算有小数时向上取整)。
7)双层钢筋撑钢筋脚按设计规则计算,设计未规定时,均按同板中小规格主筋计算,基础底板每平方米1只。长度按底板板厚乘以2再加1m计算,板每平方米3只,长度按板厚乘以2再加0.1m计算,双层钢筋的撑脚布置数量均按板(不包括柱、梁)的净面积计算。
8)后张预应力构件不能套用标准图集计算时,其预应力筋按设计构件尺寸,并区别不同的锚固类型,分别按下列规定计算:
a.钢绞线采用JM、XM、QM型锚具,孔道长度小于20m时,钢绞线长度按孔道长度增加1m计算;孔道长度大于20m时,钢绞线长度按孔道长度增加1.8m计算。
b.钢丝束采用锥形锚具,孔道长度小于20m时,钢丝束长度按孔道长度增加1m计算;孔道长度大于20m时,钢丝束长度按孔道长度增加1.8m计算。
c.钢丝束采用墩头锚具时,钢丝束长度按孔道长度增加0.35m计算。
9)预应力钢丝束、钢绞线锚具安装按套数计算。不分一端、两端张拉时锚具的不同,均按两端为1“套”计算。
10)植筋按数量计算,植入钢筋按外露和植入部分长度之和乘以单位理论质量计算。
11)现场预制桩钢筋工程量按设计图用量另加桩综合损耗率1.5%计算。
12)混凝土构件预埋铁件、螺栓,按设计图示尺寸以净重量计算。
13)墙柱拉接筋采用预埋或植筋方式的钢筋工程量均并入砌体内加固钢筋计算。
14)沉降观测点列入钢筋(或铁件)工程量内计算,釆用成品的按成品价计算。
(2)定额计价说明。
1)钢筋工程按现浇构件钢筋、地下连续墙钢筋、桩钢筋等不同用途、不同强度等级和规格,以圆钢、螺纹钢、箍筋及钢绞线等分别列项,发生时分别套用相应定额。
2)除定额规定单独列项计算以外,各类钢筋、铁件的制作成型、绑扎、接头、安装及固定所用工料机消耗均已列入相应项目内。
3)钢筋连接接头。
a.除定额另有说明外,均按绑扎搭接计算。
b.当设计规定采用直螺纹、锥螺纹、冷挤压、电渣压力焊和气压焊连接时,则以设计规定的连接方式按个数计算套用相应定额。
c.单根钢筋连续长度,超过9m(定额规定),可按设计规定计算一个接头,该接头按绑扎搭接计算时,搭接长度不做箍筋加密计算基数。
4)钢筋工程中措施钢筋,设计有规定时按设计的品种、规格执行相应项目;如设计无规定时,仅计楼板及基础底板的撑脚(铁马)。多排钢筋的垫铁在定额损耗中已综合考虑,发生时不另计算。
5)现浇构件冷拔钢丝按10以内钢筋制安定额执行。
6)定额已综合考虑预应力钢筋的张拉设备,预应力钢筋如设计要求人工时效处理时,应另行计算。
7)预应力钢丝束、钢绞线综合考虑了一端、两端张拉;锚具按单锚、群锚分别列项单锚按单孔锚具列入,群锚按3孔列入。预应力钢丝束、钢绞线长度大于50m时,应釆用分段张拉。
8)植筋深度,定额按10d考虑,如设计要求植筋深度与定额不同时,相应定额按比例调整。植筋定额未包括钢筋、化学螺栓的主材费,钢筋按设计长度计算套钢筋制作、安装相应项目执行,化学螺栓的主材费另行计算,使用化学螺栓时,应扣除植筋胶的消耗量。
9)地下连续墙钢筋笼绑扎平台制作、安装费不含地下连续墙钢筋制作平台费用,发生时按批准的施工措施方案另行计算。
10)现场预制桩钢筋执行现浇构件钢筋。
11)除模板所用铁件及成品构件内已包括的铁件外,定额均不包括混凝土构件内的预埋铁件,预埋铁件及用于固定或定位预埋铁件(螺栓)所消耗的钢筋、钢板、型钢等应按设计图示计算工程量,执行铁件定额。
6.“平法”钢筋概述
(1)“平法”是“建筑结构平面整体设计方法”的简称,是把结构构件的尺寸和配筋等按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与相应的“结构设计总说明”和梁、柱、墙等构件的“标准构造详图”相配合,构成一套完整的结构设计。现行的《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》16G101系列图集(16G101-1——现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板;16G101-2——现浇混凝土板式楼梯;16G101-3——独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台)自2016年9月1日实行。本书仅以框架柱、梁、板为例简要介绍平法钢筋的计算方法。
(2)钢筋计算原理。在计算钢筋工程量时,其最终就是计算钢筋的长度。
钢筋重量=钢筋长度×根数×理论重量
钢筋长度=净长+锚固长度+搭接+弯钩(Ⅰ级钢)
(3)钢筋平法计算中常用的符号及其含义详见表6.22。
表6.22 平法符号及含义
7.框架柱钢筋计算
(1)“平法”标注方法。现行柱钢筋“平法”设计的表达方式有列表注写方式、截面注写方式两种。
1)列表注写方式。在柱平面布置图上,分别在同一编号(有5种:框架柱KZ、转换柱ZKZ、芯柱XZ、梁上柱LZ、剪力墙柱QZ)的柱中选择一个或几个截面标注几何参数代号(反映截面对轴线的偏心情况),用简明的柱表注写柱编号、各柱段起止标高、几何尺寸(含截面对轴线的偏心情况)与配筋数值,并配以各种柱截面形状及箍筋类型图。如图6.54所示。
图6.54 柱列表注写方式
a.框架柱:在框架结构中主要承受竖向压力,将来自框架梁的荷载向下传输,是框架结构中承力最大构件。
b.转换柱:因使用功能不同上部楼层部分竖向构件(剪力墙、框架柱)不能直接连续贯通落地。出现在框架结构向剪力墙结构转换层,柱的上层变为剪力墙时该柱定义为转换柱。包括部分框支剪力墙结构中的框支柱和框架-核心筒、框架-剪力墙结构中支承托柱转换梁的柱。
c.芯柱:它不是一根独立的柱子,在建筑外表是看不到的,隐藏在柱内。当柱截面较大时,由设计人员计算柱的承力情况,当外侧一圈钢筋不能满足承力要求时,在柱中再设置一圈纵筋。由柱内内侧钢筋围成的柱称之为芯柱。
d.梁上柱:柱的生根不再基础而在梁上的柱称之为梁上柱。主要出现在建筑物上下结构或建筑布局发生变化时。
e.墙上柱:柱的生根不再基础而在墙顶面标高处的柱称之为墙上柱。同样,主要还是出现在建筑物上下结构或建筑布局发生变化时。
柱表中自柱根部(基础顶面标高)往上以变截面位置或配筋改变处为界分段注写。如图6.54所示。
2)断面注写方式:在分标准层绘制的柱平面布置图的柱截面上,分别在同一编号的柱中选择一个截面,直接注写截面尺寸和配筋数值。如图6.55所示。
图6.55 柱平法截面注写方式
(2)柱构件钢筋计算内容。
1)柱构件骨架钢筋有纵(竖)向钢筋、箍筋。
2)纵向钢筋包括基础插筋、地下室纵筋、中间层纵筋、顶层纵筋及变截面插筋。
3)箍筋包括基础内箍筋、地下室箍筋、地上楼层箍筋。
(3)纵筋计算方法。
1)基础插筋的计算是指在浇筑基础前,根据柱子纵向钢筋的尺寸、数量将一段钢筋事先埋入基础内,插筋的根数、尺寸应与柱子纵向钢筋保持一致,等基础混凝土浇筑完成后,从插筋上往上进行连接。
插筋与植筋的区别:插筋是在混凝土浇筑之前将柱的纵筋绑扎在基础内;植筋是混凝土已浇筑而钢筋遗漏,然后钻孔用结构胶将钢筋植于孔内。
基础插筋长度=露(伸)出长度+(基础厚度-基础保护层)+基础内弯折长度
露(伸)出长度=非连接区(Hn/3或Hn/6)+搭接长度LlE(绑扎搭接时)
柱嵌固的部位就是上部结构在基础中生根部位。嵌固部位的计算,主要是因为其上的柱构件抗剪要求较大,箍筋加密区(同时也是柱纵筋非连接区)为Hn/3(只有基础顶面和嵌固部位有这个要求,基础顶面和嵌固部位不一定在一起,也就是说Hn/3加密可能出现两次)。
无地下室时,嵌固部位在基础顶。
当有地下室时,在基础顶面嵌固部位由设计决定(可设可不设),地下室顶面仍然为嵌固部位。规范规定设计需注明柱的嵌固部位位置。
基础内弯折长度如图6.56所示。若hj>LaE(La),则弯折长度=max(6d,150mm);若hj≤LaE(La),则弯折长度=15d。
2)地下室纵筋计算图6.57所示。
图6.56 柱插筋构造示意图
图6.57 地下室柱纵筋示意图
如果出现多层地下室,只有基础层顶面和首层顶面是1/3净高,其余均(1/6净高、500mm、柱截面长边)取大值。
3)首层柱纵筋计算如图6.58所示。
4)中间层柱纵筋计算图6.59所示。
图6.58 首层柱纵筋示意图
图6.59 中间层柱纵筋示意图
5)顶层柱纵筋计算。顶层柱依据柱在平面位置分为角柱、边柱、中柱,其构造及锚固要求不同,具体计算详见表6.23。构造及锚固示意如图6.60所示。
表6.23 顶层柱纵筋计算表
图6.60 中柱柱顶纵向钢筋构造Ⓐ~Ⓓ
(4)箍筋计算方法。
1)箍筋复合方式如图6.61所示。
2)箍筋长度计算。
a.以图6.62、图6.63为例对1号箍筋、2号箍筋、3号箍筋、4号拉筋进行计算:
图6.61 非焊接箍筋复合示意
图6.62 箍筋截面图
1号箍筋长度=(b+h)×2-8c+1.9d×2+max(10d,75mm)×2
2号箍筋长度=[(b-2c-2d-D)/6×2+D+2d]×2+(h-2c)×2+2×[1.9d+max(10d,75mm)]
3号箍筋长度=[(h-2c-D)/6×2+D+2d]×2+(b-2c)×2+2×[1.9d+max(10d,75mm)]
4号拉筋长度1=(h-2c)+1.9d×2+max(10d,75mm)×2
4号拉筋长度2=(h-2c+2d)+1.9d×2+max(10d,75mm)×2
式中 b——柱截面平行X轴线尺寸,mm;
h——柱截面平行Y轴线尺寸,mm;
d——箍筋直径,mm;
c——保护层,mm;
D——纵向钢筋直径,mm。
b.圆形柱;箍筋截面如图6.64所示。
图6.63 拉筋勾住主筋、箍筋示意图
图6.64 圆形柱箍筋截面图
3)柱箍筋根数计算。基础内箍筋、地下室箍筋、地上楼层箍筋根数计算见表6.24。
表6.24 箍筋根数计算表
a.基础内箍筋根数:基础内箍筋示意如图6.65所示。保护层厚度>5d不少于2根;保护层厚度≤5d加密。
b.地下室箍筋根数如图6.66所示进行计算,其计算结果见表6.25。纵向钢筋直径HRB335直径25mm,混凝土强度C20,三级抗震,箍筋为10@200/100,同一截面内搭接钢筋面积要求不超过25%。
图6.65 基础内箍筋示意图
图6.66 地下室箍筋示意图
表6.25 地下室箍筋根数计算表
c.地上楼层箍筋根数。以图6.67为例,1层纵向钢筋直径HRB335直径25mm,混凝土强度C20,三级抗震,钢筋连接采用电渣压力焊,箍筋为12@200/100,箍筋根数计算结果见表6.26。
表6.26 1层箍筋根数计算表
图6.67 层柱箍筋计算图
图6.68 梁平法标注示意
8.框架梁钢筋计算
(1)平面注写方式包括集中标柱与原位标注两部分,如图6.68所示。
集中标注表达梁的通用数值,原位标注表达梁的特殊数值。
当集中标注的某项数值不适用于梁的某部位时,则将该项数值进行原位标注,施工时原位标注取值优先。
1)梁集中标注。标注的内容包括六项:梁编号、梁截面尺寸、梁箍筋、梁上下通长筋及架立筋、梁侧面钢筋、梁顶面标高高差,梁集中标注如图6.69所示,规定如下:
图6.69 梁集中标注示意
a.梁编号见表6.27。
表6.27 梁编号
续表
注 序号用阿拉伯数字;跨数是指柱或墙为梁的支座,其相邻的两个支座之间为1跨,(XXA)为1端悬挑,(XXB)为2端悬挑,悬挑不计入跨数。
b.梁截面尺寸为bh(宽×高),该项为必注值。
c.梁箍筋包括钢筋级别、直径、加密区与非加密区间距及肢数,该项为必注值。箍筋加密区与非加密区的不同间距及肢数需用“/”分隔;当梁箍筋为同一种间距及肢数时,则不需用斜线;当加密区与非加密区的箍筋肢数相同时,则将肢数注写一次;箍筋肢数应写在括号内,例:10@100/200(4);8@100(4)/150(2)。
当抗震结构中的非框架梁、悬挑梁、井字梁及非抗震结构中的各类梁采用不同的箍筋间距及肢数时,也用“/”将其分隔开来。注写时先注写梁支座端部的箍筋(包括箍筋的箍数、钢筋级别、直径、间距与肢数),在斜线后注写梁跨中部分的箍筋间距及肢数,例:1310@150/200(4);1812@150(4)/200(2)。
d.梁上部通长筋或架立筋配置(通长筋可为相同或不同直径采用搭接连接、机械连接或对焊接连接的钢筋),该项为必注值。
当同排纵筋中既有通长筋又有架立筋时,用加号“+”将通长筋和架立筋相连。注写时须将角部纵筋写在加号的前面,架立筋写在加号后面的括号内,以示不同直径及与通长筋的区别。当全部采用架立筋时,则将其写入括号内,例:222+(412);222+420。
当梁的上部纵筋和下部纵筋为全跨相同,且多数跨配筋相同时,此项可加注下部纵筋的配筋值,用“;”将上部与下部纵筋的配筋值分隔开来,少数跨不同者按原位标注处理,例:322;320。
e.梁侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋配置,该项为必注值。
当梁腹板高度hW≥450mm时,须配置纵向构造钢筋,以大写字母G打头,接续注写配置在梁两个侧面的总配筋值,且对称配置,例:G412。
配置受扭纵向钢筋时以大写字母N打头,接续注写配置在梁两个侧面的总配筋值,且对称配置,例:N622。
f.梁顶面标高高差,该项为选注值。
梁顶面标高高差系指相对于结构层楼面标高的高差值,对于位于结构夹层的梁,则指相对于结构层楼面标高的高差。有高差时须将其写入括号内,无高差时不注。
2)梁原位标注。
a.当上部纵筋多于一排时,用“/”将各排纵筋自上而下分开。
b.当同排纵筋有两种直径时,用“+”将两种直径相连,注写时将角部纵筋写在前面。
c.当梁中间支座两边的上部纵筋不同时,须在支座两边分别标注。
d.支座负筋标注在梁上部相应位置(两个支座、跨中),如果支座两侧支座负筋相同,可只在一侧标注。
e.附加箍筋或吊筋,次梁与主梁相交时设置的钢筋可直接画在平面图中的主梁上,用线引注总配筋值,如图6.70所示。当多数附加箍筋或吊筋相同时,可在梁平法施工图上统一注明,少数与统一注明值不同时,再原位引注。
f.当在梁上集中标注的内容不适用于某跨或某悬挑部分时,则将其不同数值原位标注在该跨或该悬挑部位,施工时应按原位标注数值取用。
(2)某梁平法标注示例。如图6.71所示,对应梁的截面配筋如图6.72所示,该梁平法解读详见表6.28。
图6.70 附加箍筋或吊筋
图6.71 平面注写方式示例
图6.72 梁的截面配筋图
表6.28 梁平法解读表
续表
(3)梁钢筋计算。
分析在平法中出现的钢筋类型:梁上下部贯通钢筋、支座负筋、架立筋、侧面纵向钢筋、吊筋、箍筋。
1)梁上部贯通钢筋计算:
梁上部贯通筋长度=总净跨长+左支座锚固+右支座锚固
如果存在搭接情况,还需要把搭接长度加进去,搭接总长=搭接长度×搭接个数。
左、右支座锚固长度的取值判断:
a.当hc-保护层(直锚长度)≥LaE时,取max(LaE,0.5hc+5d),如图6.73所示。
b.当hc-保护层(直锚长度)<LaE时,必须弯锚,取max(0.4LaE+15d,hc-保护层+15d),取值如图6.74所示。
图6.73 支座锚固示意图
(a)端支座直锚;(b)支座加锚头(锚板)
图6.74 支座锚固示意图
2)梁下部贯通钢筋计算同上部贯通钢筋,如图6.75所示。
下部通筋长度=总净跨长+左支座锚固+右支座锚固
3)梁端支座负筋的计算如图6.75所示。
a.左、右支座(端支座)负筋:
b.中间支座负筋:
负筋长度=中间支座宽度+左右两边伸出支座的长度
第一排长度=2×max(第一跨,第二跨)净跨长/3+支座宽
图6.75 梁纵向钢筋示意图
第二排长度=2×max(第一跨,第二跨)净跨长/4+支座宽
4)架立钢筋的计算如图6.76所示。
架立钢筋长度=净跨长-净跨长/3×2+150×2
5)侧面纵向钢筋的计算如图6.77所示。
侧面纵向钢筋包括构造筋和抗扭筋:
根数按非加密区箍筋间距的2倍计算。
图6.76 架立筋
注意:在图6.77中:①当hw≥450时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,纵向构造钢筋间a≤200。②当梁宽≤350时,拉筋直径为6mm,当梁宽>350时,拉筋直径为8mm,拉筋间距为非加密区箍筋间距的两倍,当设有多排拉筋时,上下两排拉筋竖向错开设置。
图6.77 梁侧面纵向构造筋和拉筋
6)吊筋的计算。吊筋构造要求如图6.78所示。吊筋夹角取值:梁高≤800取45°,梁高>800取60°。
吊筋长度=次梁宽+2×50+2×(梁高-2保护层)/sin45°(60°)+2×20d
7)箍筋的计算。箍筋构造要求如图6.79所示,附加箍筋长度计算同柱箍筋计算。
8)框架梁箍筋构造及计算。框架梁箍筋构造要求与抗震等级有关如图6.80、图6.81所示。
图6.78 吊筋构造要求示意图
图6.79 附加箍筋构造示意图
图6.80 一级抗震等级楼层框架梁箍筋构造
图6.81 二至四抗震等级楼层框架梁箍筋构造
加密区长度:一级抗震为2倍梁高,二~四级抗震为1.5倍梁高。
非加密区长度=净跨长-左加密区-右加密区
【例6.37】已知框架梁KL1(1),如图6.82所示,三级抗震,混凝土强度C20,采用直螺纹连接,保护层25mm,纵向钢筋HRB335,试计算该框架梁钢筋工程量。
图6.82 [例6.37]图
解:根据已知条件:三级抗震,混凝土强度C20,HRB335,查表6.21得Lab=40d
(1)直径为18mm,则
LaE=40×18=720(mm)
首先判断支座是否可以直锚,当(支座宽-保护层)≥LaE时,可直锚。
支座宽-保护层=350-25=325(mm)<LaE,需弯锚。
(2)直径为20mm,则
LaE=40d=800(mm)
支座宽-保护层=350-25=325(mm)<LaE,需弯锚。
(3)钢筋计算详见表6.29。
表6.29 KL1(3)钢筋工程量计算表
9.板钢筋计算
(1)板的钢筋平法标注。现浇混凝土楼面与屋面板可以分为有梁楼盖板和无梁楼盖板两类,工程中常用有梁楼盖板平面注写,包括板块的集中标注和板支座原位标注。
1)板块集中标注。板块集中标注的内容包括板块编号、板厚、贯通纵筋及板面标高不同的标高高差。板的编号可按表6.30来采用。
表6.30 板块编号
a.板厚注写为h=xxx(xxx为垂直于板面的厚度);当悬挑板的端部改变截面厚度时,用斜线分隔根部与端部的高度值,注写为h=xxx/xxx;当设计已在图注中统一注明板厚时,此项可不注。
b.贯通纵筋按板块的下部和上部分别注写(当板块上部不设贯通纵筋时则不注),并以B代表下部,以T代表上部,B&T代表下部与上部;X向贯通纵筋以X打头,Y向贯通纵筋以Y打头,两向贯通纵筋配置相同时则以X&Y打头。当为单向板时,另一向贯通的分布筋可不必注写,而在图中统一注明。
c.当在某些板内配置有构造钢筋时,则X向以Xc,Y向以Yc打头注写。
d.板面标高高差系指相对于结构层楼面标高的高差,应将其注写在括号内,有高差则注,无高差不注。
2)板支座原位标注。标注内容为板支座上部非贯通纵筋和纯悬挑板上部受力钢筋。
a.板支座原位标注的钢筋,在配置相同跨的第一跨表达(当在梁悬挑部位单独配置时则在原位表达)。在配置相同跨的第一跨(或梁悬挑部位),垂直于板支座(梁或墙)绘制一段适宜长度的中粗实线(当该筋通长设置在悬挑板或短跨板上部时,实线段应画至对边或贯通短跨),以该线代表支座上部非贯通纵筋,并在线段上方注写钢筋编号、配筋值、横向连续布置的跨数(注写在括号内,且当为一跨时可不注),以及是否横向布置到梁的悬挑端,如图6.83所示。
图6.83 板支座上部钢筋示意图
(a)非贯通筋对称伸出;(b)非贯通筋非对称伸出
b.板支座上部非贯通筋自支座中线向跨内的延伸长度,注写在线段的下方位置。当中间支座上部非贯通纵筋向支座两侧对称延伸时,仅在支座一侧线段下方标注延伸长度,另一侧不注,如图6.84所示。
(2)板钢筋计算。分析在平法中出现的板钢筋类型有受力筋(单向或双向,单层或双层)、分布筋、支座负筋、温度筋、附加钢筋(角部附加放射筋、洞口附加钢筋)、支撑钢筋(双层钢筋时支撑上下层)。
1)板受力筋如图6.85所示。
图6.84 板支座非贯通筋全跨或伸出至悬挑端
图6.85 板底钢筋长度计算示意图
a.板底钢筋长度=净跨+伸进长度×2+6.25d×2
不同支座伸进长度构造要求如图6.86所示。
图6.86 不同端支座伸进长度计算示意
板底钢筋的伸进长度计算如下:
端支座为梁:伸进长度=max[≥12d且≥梁(或墙)宽/2]
端支座为梁为剪力墙:伸进长度≥La(锚固长度)
端支座为梁为圈梁:伸进长度=过墙(或梁)中线+5d
伸进长度=梁(或墙)宽-保护层厚
伸进长度=板底钢筋伸进到墙(或梁)的中线长
b.板底筋根数如图6.87所示。
底板钢筋根数(向上取整)=布筋范围(净跨-两端起步距离)/板筋间距+1
两端起步距离一般取1/2板筋间距。
2)板底筋的分部筋长度与根数计算同板底筋。
3)双向板面筋长度与根数计算方法同板底筋。
4)支座负筋计算如图6.88所示。
图6.87 板底钢筋根数计算图
图6.88 板支座平法示意
a.边支座负筋长度=负筋标注长度+两端弯折
b.中间支座负筋长度=平直段长度+两端弯折
c.负筋根数=负筋板内净长-两端起步间距/负筋间距+1
两端起步间距=负筋间距/2
5)支座负筋的分布筋计算如图6.89所示。
分布筋长度=轴线(净跨)长度-负筋标注长度×2+参差长度×2+弯勾×2
分布筋长度=分布筋范围净长度
分布筋长度=轴线长度
分布筋根数=(布筋范围净长度-两端起步距离)/间距+1
向上(下)取整。
6)温度筋计算如图6.90、图6.91所示。
图6.89 支座负筋的分布筋示意图
图6.90 温度筋根数计算示意图
温度筋长度=轴线长度-负筋标注长度×2+搭接长度×2+弯勾×2
温度筋根数=(轴线长-负筋标注长)/温度筋间距+1
7)附加钢筋如图6.92所示。
a.附加钢筋(角部的附加放射筋,洞口附加钢筋;双层钢筋时支撑上下层):
附加钢筋长度=设计标示长度+左弯折+右弯折(板厚-保护层)
图6.91 温度筋长度计算示意图
注:角部放射筋长度有时长度是从角部向两边逐步递减的。
b.支撑钢筋如图6.93所示。
支撑钢筋是为了保证双层筋的上层钢筋位置的措施钢筋(马镫),一般情况下是每间距1m布置1根,规格为比板筋大一个规格,长度为该跨净跨长度,支撑腿长度为板厚减保护层的两倍腿间距为1m。
马镫筋尺寸数据:高度=板厚-2×保护层-面筋直径;宽度=120mm左右;脚长=120mm左右;直径≤面筋直径。
图6.92 附加钢筋示意图
(a)洞口补强筋;(b)墙斜加强筋;(c)楼板角放射筋
图6.93 马镫筋示意图
(a)用于基础底板;(b)用于楼板
【例6.38】板配筋如图6.94所示:非抗震,混凝土等级C30,保护层15mm,试计算板钢筋工程量。
解:下部筋伸入支座:max(5d,300/2)=150(mm)
端支座负筋伸入支座:28d=28×8=224(mm)
扣筋弯折长:板厚-保护层=120-15×2=90(mm)
图6.94 [例6.38]图
板布筋范围:Y方向6000-300=5700(mm),X方向(单跨)3600-300=3300(mm)钢筋计算详见表6.31。
表6.31 板钢筋计算表
练习题
一、定额套用与换算(写出定额的编号、单位、单价及单价换算计算公式)
1.现浇混凝土异形柱复合木模,层高5.2m。
2.现浇混凝土地下室外墙组合钢模,层高6m。
3.直形地下室混凝土外墙复合木模,层高4.5m,采用止水对拉螺栓。
4.现浇混凝土地下室内墙复合木模,层高5m。
5.现浇混凝土屋面板复合木模,坡度35°,平均层高4.2m。
6.预制方桩混凝土C40(40)现场预制。
7.现浇混凝土悬挑阳台板复合木模,支模高度4.2m。
8.6步的直形混凝土台阶木模。
9.杯形基础泵送商品混凝土C25(20)[泵送商品混凝土C25(20)混凝土信息价530元/m3]。
10.C25(20)泵送商品混凝土直形楼梯浇捣,底板厚度20cm[泵送商品混凝土C25(20)混凝土信息价530元/m3]。
11.C35/P8泵送商品混凝土地下室底板后浇带浇捣(内掺水10%UEA膨胀剂,单价12元/kg)。
12.C30/P8(20)现拌泵送混凝土地下室外墙浇捣。
13.楼面卫生间四周砖墙内C20非泵送商品素混凝土翻沿浇捣,单独浇捣(C20非泵送商品混凝土信息价512元/m3)。
14.混凝土灌注桩钢筋笼带肋钢筋。
15.12HRB400箍筋。
16.装配式混凝土柱安装,采用1:1.5水泥砂浆灌浆,结构层高3.8m。
二、计算题
1.如图6.95所示,试计算C25混凝土框架梁的钢筋工程量(抗震等级为三级)。
图6.95 计算题1用图(单位:mm)
2.如图6.96所示,已知场地交付标高为-0.150m,设计室外标高为-0.300m,二类土,采用人工挖土,试计算:
(1)基础土方工程量及定额直接工程费。
(2)C10混凝土垫层、C25混凝土基础及DMM10干混砌筑砂浆MU10水泥实心砖基础、防潮层工程量及其定额直接工程费。
图6.96 计算题2用图(单位:mm)