箍筋下料长度的计算

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标准类别:建筑工业标准
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箍筋下料长度的计算

箍筋下料长度是指根据设计图纸和施工规范,计算出箍筋实际加工所需的长度。在钢筋混凝土结构中,箍筋起到固定纵向钢筋、增强构件抗剪能力的作用。准确计算箍筋下料长度对于节约材料、提高施工效率至关重要。

箍筋下料长度的计算公式通常为:箍筋下料长度=箍筋周长+弯钩增加长度量度差值

1.箍筋周长:箍筋周长是箍筋围绕构件一圈的展开长度,等于构件截面外围尺寸减去保护层厚度后的净尺寸之和。例如,矩形箍筋的周长为:*(b2c)+(h2c)*×2,其中*b*和*h*分别为构件的宽度和高度,*c*为保护层厚度。

2.弯钩增加长度:根据设计要求,箍筋两端需设置弯钩(如90°、135°或180°),弯钩会增加额外的长度。具体数值依据钢筋直径和弯钩角度查表获得。

3.量度差值:钢筋弯曲时会产生内缩现象,导致实际长度比理论计算值短。量度差值与钢筋弯曲角度和直径有关省道遂昌上江至三墩桥段公路改建工程某段施工组织设计,需根据规范扣除。

在实际工程中,还需考虑抗震等级、钢筋规格等因素对箍筋构造的影响。例如,抗震设计可能要求箍筋采用135°弯钩,并满足最小弯钩平直段长度的要求(如75mm或钢筋直径的10倍)。通过精确计算箍筋下料长度,可以确保施工质量和经济效益。

基于中心线长度的钢筋下料长度计算方法

Careful Way Yiding52’s Build Sense

钢筋下料长度应根据构件尺寸、混凝土保护层厚度,钢筋几何形状和钢筋弯钩增加长度等条件进行计算。

1、提到钢筋下料计算,一般都会涉及“量度差值”或“弯曲调整值”这两个概念。一般特殊角度的“量度差值”或“弯曲调整值”或教科书上都有,但是非特殊角度,譬如70°、80°的“量度差值”或“弯曲调整值”在现成的文献内查不到。

2、各相关文献上的“弯曲调整值”或“量度差值”取弯曲直径=2.5d演绎得到的。现如今的纵向钢筋弯曲成型的弯曲直径也不仅仅限于2.5d,已经有12d,16d等各种不同弯曲直径的要求,现有文献上很少考虑这种变化了的要求。

3、钢筋在弯曲成型时,外侧表面纤维受拉伸长,内侧表面纤维受压缩短,钢筋中心线的长度保持不变。

4、电脑的应用和AutoCAD业已在业界普及,专业计算器的编程计算功能也日益强大。

鉴于上述几点因素,我们认为依据工程施工图设计文件,用AutoCAD或徒手绘制一些简单的计算辅助图形,直接进行基于中心线长度的钢筋下料长度计算,可以有效指导钢筋下料。

180°弯钩增加6.25d的推导

现行规范规定,Ⅰ级钢的弯心直径是2.5d

钢筋中心线半圆的半径就是2.5d/2+d/2=1.75d

半圆周长为1.75dπ=5.498d取5.5d 平直段为3d

所以180度弯钩增加的展开长度为

8.5d-2,25d=6.25d

图1 180°弯钩增加的展开长度推导用图

135°弯钩增加11.9d的推导

现行规范规定,抗震箍筋需要做135°弯钩,弯钩的平直段需要10d,且不得小于75mm。我们还是遵循“钢筋弯曲时,外侧纤维伸长,内侧纤维缩短,中心线长度保持不变”思路来演绎这个135°钩所需要的增加长度。

弯心直径还是2.5d,钢筋中心线半圆的半径还是2.5d/2+ d/2=1.75d,

135°圆心角对应的圆周长度=5.498d×135°/180°=4.123d。

所以,135°钩所需要的展开长度为

10d+ 4.123d-2.25d=11.873d可取11.9d

这个11.9d仅仅适用于箍筋,不适用于纵向钢筋。这是从箍筋的外缘计算的长度,如果从箍筋的弯前平直段算起,则为14.123d。

图2 135°弯钩增加的展开长度推导用图

90°直弯钩增加11.21d的推导(d≤25mm,弯心曲直径≥12d)

现行规范规定,抗震框架纵向钢筋锚固需要≥0.4laE+15d,同时规定,当纵向钢筋直径≤25mm时,弯心内半经≥6d;当纵向钢筋直径>25mm时,弯心内半经≥8d,首先我们推导纵向钢筋直径≤25mm时需要的展开长度。弯心半径6d,弯心直径是12d,钢筋中心线1/4圆的直径是13d,

90°圆心角对应的圆周长度=13dπ×90°/360°=10.21d。

所以,90°钩所需要的展开长度为

15d-7d+10.21d-7d=11.21d

这个11.21d适用于抗震框架纵向钢筋直径d≤25mm时的锚固。

图3 90°弯直钩(d≤25mm)增加的展开长度推导用图

90°直弯钩增加10.35d的推导(d>25mm,弯曲直径≥16d)

弯曲半径8d,弯曲直径是16d,钢筋中心线1/4圆的直径是17d

90°圆心角对应的圆周长度=17dπ×90°/360°=13.35d

所以,90°钩所需要的展开长度为

15d-9d+13.35d-9d=10.35d

这个10.35d适用于抗震框架纵向钢筋直径d>25mm时的锚固。

按照本图的演算,所谓的“‘度量差值”或“延伸长度”是2×9d-17d×π/4=18d-13.35d=4.65d。

图4 90°弯直钩(d≥25mm)增加的展开长度推导用图

我们指出“‘度量差值”或“延伸长度”是上世纪60年代的学者为“做学问”而人为制造出来的不能自圆其说的“数据”’,而且大多数编著者都将其未作解析就“笑纳”到自己的书稿之中,所以, 许多在施工一线的朋友觉得“不好用”,后面的表格就是依据某经典教科书给出的数据编制而成的,对于箍筋还是可用的,对于纵向钢筋就不合适,且对于非“特殊”角度,也未给出“‘度量差值”或“延伸长度”的数据,现

在建筑师万花齐放,角度是按照地形需要结合建筑美学确定,往往不是“特殊”角度,也就查不到某个具体“非特殊”角度的“‘度量差值”或“延伸长度”的数据,所以已经是摒弃“‘度量差值”或“延伸长度”这些“人造”概念的时候了,一步一步老老实实对中心线长度进行几何计算,是钢筋下料计算的正确途径。即使不会AutoCAD,对照施工图,运用初等几何知识,徒手画个草图,借助计算器计算也是很容易完成的。

矩形箍筋26. 5d的推导(d≤10mm,弯心直径≥2.5d)

弯心内直径是2.5d,箍筋中心线直径是3.5d,

每个90°圆心角对应的圆弧弧长是3.5dπ×90°/ 360°=2.749d

每个箍筋共有3个90°圆弧,总长度=3×2.749d=8.247d取8.25d

每个135°圆心角对应的圆弧弧长是3.5dπ×135°/ 360°=4.1234d,

每个箍筋共有2个135°圆弧,总长度和=2×4.1234d=8.247d取8.25d

每个箍筋的圆弧长度和=8.25d +8.25d=16.5d ……………(1)

沿梁宽平直段=2(b-2c-2×1.25d) ……………………………(2)

沿梁高平直段=2(h-2c-2×1.25d) ……………………………(3)

沿135°方向平直段=2×10d=20d………………………………(4)

箍筋下料长度为(1)+(2)+(3)+(4)

=16.5d+2 (b-2c-2×1.25d) +2(h-2c-2×1.25d)+20d

=16.5d+2b+2h-8×1.25d+20d

=2b+2h-8c+26.5d……………………………………………(5)

利用前面我们给出的135°弯钩的增加长度,也可以得到这个结果,即

(2)+(3)+8.25d+2×(11.873d+2.25d)

=2(b-2c-2×1.25d)+2(h-2c-2×1.25d)+8.25d+28.246d

=2b+2h-8c+26.496d

=2b+2h-8c+26.5d……………………………………………(5)

图5 135°弯钩(d≤10mm)抗震箍筋的展开长度推导用图

矩形截面多肢箍下料长度及各箍内宽、内高尺寸计算

已知条件:梁截面宽度为b,梁截面高度为h,箍筋肢数为n箍 ,箍筋直径d箍,梁纵向钢筋根数为n纵,纵向钢筋外直径d纵外,梁保护层为c。

图6 多肢箍筋内箍的展开长度推导用图

求:多肢箍各箍的宽度和总长度。

解:首先,设纵向钢筋间距为l纵,依据各纵向钢筋间距分匀的要求,有:

l纵=(b-2c-d纵外×n纵)/(n纵-1) ……………………………(6)

式中:n纵——取梁底或梁顶单排钢筋数量,取较多者。

其次,求外箍下料长度L外箍和外箍内宽度尺寸:

L外箍=2(b+h-4c)+26.5d箍 ………………………………………(7)

外箍筋的内宽度尺寸=b-2c ………………………………………(8)

注:2肢、4肢、6肢、n肢(n≥2)外箍筋的内宽度尺寸均相同。

第三,求4肢内箍下料长度和内箍内宽度:

L4肢内箍=2(b+h-4c)+26.5d箍-4(d纵外+l纵)…………………(9)

4肢内箍筋的内宽度=b-2c-2(d纵外+l纵)………………………(10)

第四,求6肢中箍下料长度和中箍内宽度:

L6肢中箍=2×(b+h-4c)+26.5d箍-4(d纵外+l纵)………………(11)

6肢中箍内宽度=b-2c-2(d纵外+l纵)……………………………(12)

第五基础结构为高强砼预应力管桩基坑支护施工及土方开挖施工方案,求6肢内箍下料长度和内箍内宽度:

L6肢内箍=2(b+h-4c)+26.5d箍-8(d纵外+l纵)……………………(13)

6肢内箍内宽度=b-2c-4(d纵外+l纵)……………………………(14)

例题:已知梁截面宽度为b=400 mm,梁截面高度为h=700 mm,箍筋肢数为n箍 =4,箍筋直径d箍=10mm,梁纵向钢筋根数为n纵=max(6,7)=7,纵向钢筋外直径d纵外=27mm,梁保护层为c=25mm。

沈阳市某市政污水管道施工组织设计图7 4肢箍计算示意图

求:4肢箍各箍的宽度和总长度。

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