鋼筋混凝土箍筋、拉筋和吊筋下料長度的計算

鋼筋混凝土箍筋、拉筋和吊筋下料長度的計算

1彎弧內(nèi)直徑的計算計算鋼筋下料的長度，是鋼筋材料加工的第一個環(huán)節(jié)。下料長度計算的準(zhǔn)確與否,直接關(guān)系到建筑工程成本和建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。而目前,鋼筋的下料長度計算,大多一直沿用幾十年以前的老方法,與現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范和結(jié)構(gòu)圖集的要求相違背,主要存在以下兩個方面的問題:1)135°彎鉤彎弧內(nèi)直徑與彎鉤增加長度:彎鉤增加長度,工地上通用的算法是取6.9d(d為鋼筋直徑,下同)或11.9d,這是基于HPB235級鋼筋、彎鉤彎弧內(nèi)直徑為2.5d的算法,而國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集06G901-2規(guī)定:“當(dāng)設(shè)計要求鋼筋末端需做135°彎鉤時,HRB335級、HRB400級鋼筋的彎弧內(nèi)直徑不應(yīng)小于鋼筋直徑的4倍”“箍筋彎鉤的彎弧內(nèi)直徑不應(yīng)小于鋼筋直徑的4倍,尚不應(yīng)小于受力鋼筋直徑”“箍筋彎鉤的彎折角度為135°”“拉筋彎鉤構(gòu)造要求與箍筋相同”。保證箍筋的兩個彎折角度都為135°,對抗震設(shè)防地區(qū)尤為重要,而目前仍有不少工地(比如我們婁底市,為抗震6度設(shè)防地區(qū))的箍筋,一邊做135°彎鉤,另一邊做90°彎鉤,原因是:若做兩個135°彎鉤,對彎鉤處主筋的準(zhǔn)確就位和箍筋的綁扎帶來非常大的難度,施工極不方便。產(chǎn)生這一后果的原因其實非常簡單,就是箍筋加工沒按規(guī)范進(jìn)行,彎弧內(nèi)直徑取的仍是2.5d并小于被箍縱筋直徑。2)量度差(彎曲調(diào)整值)的計算:目前工地上對這個問題要么就是忽略不計,要么就是仍一律沿用基于彎弧內(nèi)直徑2.5d的算法。鋼筋彎曲后,在彎曲處內(nèi)皮收縮,外皮延伸,中心線長度不變,中心線長度即為下料長度,而因彎曲處形成圓弧,量尺寸時又是沿直線量外包尺寸,因此,彎曲鋼筋的量度尺寸大于下料尺寸,兩者之差值即為量度差(或稱彎曲調(diào)整值)。因此,在計算彎曲鋼筋的下料長度時,如忽略量度差,是不經(jīng)濟(jì)的。2鋼筋彎性能的計算方法針對上述兩個方面的問題,基于現(xiàn)行相應(yīng)規(guī)范和結(jié)構(gòu)圖集的要求,對135°彎鉤增加長度和鋼筋作不大于90°彎折的量度差的計算進(jìn)行了分析研究,推導(dǎo)出了相應(yīng)的計算公式,重點分析研究出了箍筋、拉筋和吊筋的下料長度計算方法,這些計算方法既符合規(guī)范和結(jié)構(gòu)圖集的要求,又準(zhǔn)確地解決了工程實際中存在的問題,對于保證工程質(zhì)量和節(jié)約工程成本,都具有重大的現(xiàn)實意義。1般結(jié)構(gòu)的133彎鉤增加長度若鋼筋直徑為d,135°彎鉤彎弧內(nèi)直徑為D,則鋼筋中心線彎弧半徑為D/2+d/2,外皮彎弧半徑為D/2+d,對一般結(jié)構(gòu),平直部分長度取5d,如圖1所示,則鋼筋中心線長度:lx=a-(D/2+d)+135°圓弧長度(中心線)+5d=a-(D2+d)+3π4(D2+d2)+5d。+5d=a?(D2+d)+3π4(D2+d2)+5d。則對一般結(jié)構(gòu),135°彎鉤增加長度為:3π4(D2+d2)+5d-(D2+d)3π4(D2+d2)+5d?(D2+d)。對抗震、抗扭結(jié)構(gòu),平直部分長度取10d和75mm中的較大值,將這個取值代替上式中的5d,就可得抗震、抗扭結(jié)構(gòu)的135°彎鉤增加長度。HPB235級鋼筋的彎弧內(nèi)直徑D=2.5d,則一般結(jié)構(gòu)的135°彎鉤增加長度為5d+1.87d≈5d+1.9d=6.9d(實際增加1.9d);抗震抗扭結(jié)構(gòu)取11.9d與75mm+1.9d中的較大值。HRB335級、HRB400級鋼筋、箍筋、拉筋的彎弧內(nèi)直徑D=4d,則一般結(jié)構(gòu)的135°彎鉤增加長度為5d+2.89d≈5d+2.9d=7.9d(實際增加2.9d);抗震抗扭結(jié)構(gòu)取12.9d與75mm+2.9d中的較大值。2鋼筋軸線長度GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定:“鋼筋做不大于90°彎折時,彎折處的彎弧內(nèi)直徑不應(yīng)小于鋼筋直徑的5倍”。鋼筋的彎弧內(nèi)直徑為D,鋼筋中心線彎弧半徑R=D/2+d/2,如圖2所示,則鋼筋中心線長度:lx=[a-(D/2+d)]+[b-(D/2+d)]+2πR/4=(a+b)(外包尺寸)-(0.215D+1.215d)(量度差)。即90°彎折量度差Δ=0.215D+1.215d,當(dāng)D=5d時,Δ=2.29d。3彎折角度d的計算鋼筋的彎弧內(nèi)直徑為D,鋼筋中心線彎弧半徑R=D/2+d/2,鋼筋外皮彎弧半徑R=D/2+d,彎起角度為α,斜邊長度S=h0/sinα(h0為彎起鋼筋的外皮高度),如圖3所示。則鋼筋中心線長度:lx=a+b-2x1+2×2π(D2+d2)×α360lx=a+b?2x1+2×2π(D2+d2)×α360(中心線弧長)+h0sinα+h0sinα(中心線斜長)-2x2=(a+b+h0/sinα)(外包尺寸)-[2(D2+d)tanα2+2(D2+d2)tanα2-π(D+d)α180]。?[2(D2+d)tanα2+2(D2+d2)tanα2?π(D+d)α180]。即彎折角度不大于90°的量度差:Δ=(2D+3d)tan(α/2)-π(D+d)α/180。按規(guī)范要求,彎折角度取D=5d。當(dāng)α=45°時,Δ=0.043D+0.457d=0.67d;當(dāng)α=60°時,Δ=0.108D+0.685d=1.23d。4彎鉤長度的影響下料型按國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集06G901-2的規(guī)定:箍筋和拉筋彎鉤的彎折角度為135°,彎弧內(nèi)直徑取鋼筋直徑的4倍,尚不應(yīng)小于受力鋼筋直徑。b,h,c,d分別為構(gòu)件截面寬、高、混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋直徑。a.箍筋下料長度=外包尺寸+135°彎鉤增加長度-量度差值,其中:外包尺寸=[(b-2c)+(h-2c)]×2+8d。135°彎鉤增加長度=7.9d×2(或12.9d與75mm+2.9d中的較大值)。量度差值=2.29d×3(3個彎弧內(nèi)直徑D=5d的90°彎折),即:箍筋下料長度=2(b+h)-8c+8d+7.9d×2-2.29d×3。b.拉筋下料長度=外包尺寸+135°彎鉤增加長度=[(b-2c)+2(d+d′)]+7.9d×2(或12.9d與75mm+2.9d中的較大值)。其中,d為箍筋直徑;d′為拉筋直徑。c.吊筋下料長度=直段長度+斜段長度-量度差(若采用HPB235級鋼筋,兩端半圓彎鉤還應(yīng)增加長度)。當(dāng)主梁高h(yuǎn)≤800mm時,彎起角度取45°,吊筋下料長度=20d×2+(b+50×2)+(h-2c)/sin45°-0.67d×2(h為主梁高;b為次梁寬,下同)。當(dāng)主梁高h(yuǎn)>800mm時,彎起角度取60°,則:吊筋下料長度=20d×2+(b+50×2)+(h-2c)/sin60°-1.23d×2。3拉筋、吊筋的計算1)目前,建筑工程中的箍筋、拉筋和吊筋的下料長度計算,普遍存在著與現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范和結(jié)構(gòu)圖集的要求相違背的地方。箍筋的計算,135°彎鉤增加長度取6.9d或11.9d,這是基于彎弧內(nèi)直徑為2.5d的算法,一般也沒減90°彎折量度差,或仍按彎弧內(nèi)直徑為2.5d取量度差為1.75d;拉筋,計算外包尺寸時一般都漏算了2倍箍筋直徑;吊筋的計算沒減量度差和保護(hù)層厚度,這是不經(jīng)濟(jì)的。2)基于現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范和結(jié)構(gòu)圖集的要求,箍筋的計算,135°彎鉤彎弧內(nèi)直徑取4d,135°彎鉤增加長度應(yīng)為7.9d(一般結(jié)構(gòu))或12.9d與75