钢筋代换一般规则及方法

1、各种钢筋代换一般规则及方法钢筋的屈服强度、抗拉值等编制人：王根明2014年 9月 8日目录一、代换原则： 3二、代换注意事项 4三、常用代换方法： 51、等强法 52、等截面法 63、等质量法 64、半径简易法 65、半径系数简易法 7三、构件截面的有效高度影响 7四、钢筋代换实例 8五、钢筋代换的其它验算： 1015代换原则：两个基本原则： 、 钢筋代换应经设计同意原则； 、 钢筋代换应遵照等强代换原则； 十个必须遵照的原则： 、当构件配筋受裂缝宽度或挠度控制时， 代换后应进行裂缝宽度或 挠度验算原则。、有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以强度等级较高的钢筋代换原 设计中的钢筋原则； 、钢筋代换

2、后的钢筋不混合原则； （即代换后不能形成不同级别的 钢筋并肩工作现象） 、钢筋代换后钢筋还应保持原有的平衡原则； （如梁下部原为 2 根 16的钢筋，你不能用 1 根 181 根 14） 、钢筋代换后保证规范规定的最小、最大间距的原则； （如板筋不 少于三根，受力筋最大间距在不大于 200，最小间距不小于 50；梁箍 筋最大不大于 300，小于不小于 50；梁主筋间距不小于 25，等等） 、钢筋代换后保证规范规定的最小钢筋直径要求的原则； 、钢筋代时时应考虑特殊构件的特殊要求； （如吊环只能用级钢 筋，吊车梁的钢筋不允许代换） 、钢筋代换应按受力面代换原则； （如非正压柱，必须按单侧面钢 筋进

3、行代换） 、构造钢筋、措施钢筋代换不能减少根数； （如挑檐角筋、温度控 制筋、梁内侧面构造筋） 、钢筋代换必须符合规范规定的最大、 最小配筋率的要求原则。（代 换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的 5%，也不低于 2%）。11 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。二、代换注意事项钢筋代换时， 必须充分了解设计意图和代换材料性能， 并严格遵 守现行混凝土结构设计规范的各项规定；凡重要结构中的钢筋代换， 应征得设计单位同意。1对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、彬架下弦等，不宜用HPB235级光圆钢筋代替 HRB335和 HRB400级带肋钢筋。2钢筋代换后，应满足配筋构造

4、规定，如钢筋的最小直径、间 距、根数、锚固长度等。3同一截面内，可同时配有不同种类和直径的代换钢筋，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。4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 斜截面强度。5偏心受压构件（如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等）或偏心受拉构件作钢筋代换时， 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。6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， 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。1、等强法这是最基本的方法，其它方法都是在此基础派生出来的。 基本式：计算式

5、 1：代换后单根筋截面面积根数设计强度 代换前 单根筋 截面面积根数设计强度 但也可以在有限范围内小于代换前（下同不再赘述）计算式 2： n2n1d1 f y1d2 fy2式中 n2代换钢筋根数； n1原设计钢筋根数； d2代换钢筋直径； d1原设计钢筋直径； fy2代换钢筋抗拉强度设计值（表 9-28）； fy1原设计钢筋抗拉强度设计值。2、等截面法1前提条件是钢筋的级别相同 （即设计强度相同、直径不同的钢筋代 换）计算式 1：代换后单根筋截面面积根数 代换前 单根筋截面面积 根数d12计算式 2： n2 n1 12（9-12）d22.当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按面积相等原则进行代换。

6、3、等质量法前提条件是钢筋的级别相同代换后 单根筋质量根数 代换前单根筋质量根数4、半径简易法前提条件是钢筋的级别相同代换后 单根筋半径平方根数 代换前单根筋半径平方根数 注：这种代换特别适合在施工现场使用， 口算就能计算出来能不能代 换。如你到工地现场有人问你设计是 3根 16现在有 18能不能用 2根 18 代 3根 16，你口算 2根 18的 9981，乘 2162；3根 16的 88 64，乘 3192，结论出来了不能代换。5、半径系数简易法前提条件是钢筋的级别不同，依据混凝土结构设计规范 GB 500102002第 4.2 条表 4.2.3-1 中的普通钢筋强度设计值，折算出 系数

7、210/300=0.7；360/300=1.2，记住常用的。然后用半径平方乘 （或 除）系数，这种代换也特别适合在施工现场使用，口算就能计算出来 能不能代换。当然也可以用截面或质量乘（除）系数，但因数值比较 零散必须用笔算或计算器计算。钢筋强度设计值 （N/mm2） 表项次钢筋种类符号抗拉强度设计值 fy抗压强度设计值 fy1热轧钢筋HPB235210210HRB335300300HRB400360360RRB4003603602冷轧带肋钢筋LL550360360LL650430380LL800530380、构件截面的有效高度影响钢筋代换后，有时由于受力钢筋直径加大或根数增多而需要增加 排数，

8、则构件截面的有效高度 h0 减小，截面强度降低。通常对这种 影响可凭经验适当增加钢筋面积，然后再作截面强度复核。对矩形截面的受弯构件， 可根据弯矩相等，按下式复核截面强度。N2(h022Nfc2b)N1(h012Nfc1b)9-14)式中 N1原设计的钢筋拉力，等于 As1fy1（As1原设计钢筋的截面面积， fy1原设计钢筋的抗拉强度设计值） ；N2代换钢筋拉力，同上； h01原设计钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离； h02代换钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离； fc混凝土的抗压强度设计值， 对 C20 混凝土为 9.6N/mm2， 对 C25 混凝土为 11.9N/mm2 ，对 C

9、30 混凝土为 14.3N/mm2 ； b构件截面宽度。四、 钢筋代换实例例 1 今有一块 6m 宽的现浇混凝土楼板，原设计的底部纵向受 力钢筋采用 HPB235 级 12 钢筋 120mm，共计 50 根。现拟改用 HRB335 级12 钢筋，求所需 12 钢筋根数及其间距。解本题属于直径相同、强度等级不同的钢筋代换，采用公式 （9-13）计算：n2=50210/300=35根，间距 =12050/35=171.4 取 170mm 例 2 今有一根 400mm 宽的现浇混凝土梁，原设计的底部纵向 受力钢筋采用 HRB335 级22 钢筋，共计 9 根，分二排布置，底排 为 7 根，上排为 2

10、 根。现拟改用 HRB400 级 25 钢筋，求所需 25 钢筋根数及其布置。 解 本题属于直径不同、强度等级不同的钢筋代换，采用公式 （9-11）计算：2n2 9 222 300 5.81根，取 6 根。2252 300一排布置，增大了代换钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离 h0，有利于提高构件的承载力。例 3 已知梁的截面面积尺寸如图 9-57a所示，采用 C20 混凝土 制作，原设计的纵向受力钢筋采用 HRB400 级 20钢筋，共计 6 根， 单排布置，中间 4 根分别在二处弯起。现拟改用 HRB335 级22 钢 筋，求所需钢筋根数及其布置。图 9-57 矩形梁钢筋代换a）原设计钢

11、筋；（b）代换钢筋解 1 弯起钢筋与纵向受力钢筋分别代换，以 2 20 为单位，2按公式（ 9-11）代换 22 钢筋， n2 2 220 360 1.98，取 2 根。222 300 2代换后的钢筋根数不变，但直径增大，需要复核钢筋净间距 s：s=（300-225-622）/5=23.625mm，需要布置为两排（底排4 根、二排 2 根）。3代换后的构件截面有效高度 h02 减小，需要按公式（ 9-14）复 核截面强度。4角部两根改为 25 钢筋，再复核截面强度小结：代换钢筋采用 4 22 225，按图 9-57(b)布置，满足原设计要求五、钢筋代换的其它验算：一、钢筋代换抗弯承载力(强度)

12、验算： 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算基本公式为： M Mu=fyAs(ho -fyAs/2a1fcb) 当砼强度等级超过 C50，a1取 1.0. 钢筋代换后的截面强度： fy2As2(ho2-fy2As2 /2fcb) fy1As1(h-ofy11As1/2fcb) fy2- 拟代换钢筋的抗拉强度设计值fy1-原设计钢筋的抗拉强度设计值As2-拟代换钢筋的截面面积As1- 原设计钢筋的截面面积ho2-拟代换钢筋合力作用点至构件截面受压边缘的距离ho1-原设计钢筋合力作用点至构件截面受压边缘的距离 fc-砼抗压强度设计值b-构件截面宽度二、钢筋代换抗剪承载力（强度）验算：钢筋砼受弯

13、构件，当配有箍筋和弯起钢筋时，其：斜截面受剪承载力的计算公式为：v 0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s+0.8fyAstysin ，s s=45，当梁1.砼承担的剪-s-斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴向的夹角， 一般取截面较高时取 s=60即钢筋砼受弯斜截面所承受的剪力主要由三部分组成：力； 2、箍筋承担的剪力； 3、弯起钢筋承担的剪力。其中： 箍筋所承担的剪力为： vsv=1.25fyvAsvho/s， 所以，（1）、箍筋代换应满足： fyv2Asv2/s2 fyv1Asv1/s1fyv2- 拟代箍筋换的抗拉强度设计值fyv1-原设计箍筋的抗拉强度设计值Asv2-拟代换箍筋截面积A

14、sv1-原设计箍筋截面积s2-拟代换箍筋沿构件长度方向上的距离 s1-原设计箍筋沿构件长度方向上的距离 弯起钢筋所能承载的剪力为： vsb=0.8fyAsbsin ，所s以，（2）、弯起钢筋代换后应满足： fy2Asb2 fy1Asb1fy2-拟代换弯起钢筋的抗拉强度设计值 fy1-原设计弯起钢筋的抗拉强度设计值Asb2-同一弯起平面内拟代换弯起钢筋的截面积Asb1-同一弯起平面内原设计弯起钢筋的截面积当 fy2Asb2 fy1Asb1 时，即拟代换弯起钢筋抗力小于原设计弯起钢 筋的抗力时，可通过适当增强箍筋的方法补强。（3）、箍筋代换量计算：Fyv2Asv2/s2 fyv1Asv1/s1+2

15、vj/3hoFyv2-拟代换箍筋的抗拉强度设计值fyv1-原设计箍筋的抗拉强度设计值Asv2-拟代换箍筋截面积Asv1-原设计箍筋截面积s2-拟代换箍筋沿构件长度方向上的间距s1-原设计箍筋沿构件长度方向上的间距ho-构件截面有效高度 vj- 弯起钢筋代换引起斜截面抗剪承载力（强度）4)、降低值的计算式：Vj =0.8(fy1Asb1-fy2Asb2) sin s三、钢筋代换抗裂验算：构件最大裂缝宽度计算： max=cr sk(1.9c+0.08deq/ te)Esmax-构件最大裂缝宽度 c-r-构件受力特征系数(对受弯构件取 cr=2.)1-裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数Es-钢筋弹性模

16、量deq-受拉区纵向钢筋的等效直径， deq = nid2i/ ni idi t-e-按有效受拉砼截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂 缝宽度计算中，当 te0.01 时，取 0.01；te=(As+Ap)/Atec-最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离( mm) :当 c6 时，取 65当： 1时，取 1；对直接承受重复荷载的构件取 =1； =1.1-0.65ftk/ te sks-k-按荷载效应的标准组合计算的钢筋砼纵向受拉钢筋的应力， 对受弯构件 : s k=Mk/0.87hoA钢筋的代换实例 :1、现浇钢筋混凝土板设计为 HPB235150 现场采购钢筋为 HRB335 如何代换 ?N 210=M 310N 为设计钢筋根数 ,M 为代换钢筋根数 .2、钢筋要求的参数为：屈服强度、 抗拉强度 、断后伸长率 、冷弯。 常用的钢筋一般为 HPB235 、HRB335 和 HRB400 。它们的屈服强度 分别为： 235Mpa 、335Mpa 、400Mpa. 抗拉强度 分别为： 370Mpa 、 455Mpa 、 540Mpa.3、H 代表热轧 ,P 代表光圆 ,B 代表钢筋 ,R 代表带肋 ,RRB 中第一个 R 表示余热处理 .钢筋级别越高但塑性越差 .4、钢筋平法图中 G