钢筋混凝土箍筋、拉筋和吊筋下料长度的计算

钢筋混凝土箍筋、拉筋和吊筋下料长度的计算

1弯弧内直径的计算计算钢筋下料的长度，是钢筋材料加工的第一个环节。下料长度计算的准确与否,直接关系到建筑工程成本和建筑结构质量。而目前,钢筋的下料长度计算,大多一直沿用几十年以前的老方法,与现行相关规范和结构图集的要求相违背,主要存在以下两个方面的问题:1)135°弯钩弯弧内直径与弯钩增加长度:弯钩增加长度,工地上通用的算法是取6.9d(d为钢筋直径,下同)或11.9d,这是基于HPB235级钢筋、弯钩弯弧内直径为2.5d的算法,而国家建筑标准设计图集06G901-2规定:“当设计要求钢筋末端需做135°弯钩时,HRB335级、HRB400级钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍”“箍筋弯钩的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,尚不应小于受力钢筋直径”“箍筋弯钩的弯折角度为135°”“拉筋弯钩构造要求与箍筋相同”。保证箍筋的两个弯折角度都为135°,对抗震设防地区尤为重要,而目前仍有不少工地(比如我们娄底市,为抗震6度设防地区)的箍筋,一边做135°弯钩,另一边做90°弯钩,原因是:若做两个135°弯钩,对弯钩处主筋的准确就位和箍筋的绑扎带来非常大的难度,施工极不方便。产生这一后果的原因其实非常简单,就是箍筋加工没按规范进行,弯弧内直径取的仍是2.5d并小于被箍纵筋直径。2)量度差(弯曲调整值)的计算:目前工地上对这个问题要么就是忽略不计,要么就是仍一律沿用基于弯弧内直径2.5d的算法。钢筋弯曲后,在弯曲处内皮收缩,外皮延伸,中心线长度不变,中心线长度即为下料长度,而因弯曲处形成圆弧,量尺寸时又是沿直线量外包尺寸,因此,弯曲钢筋的量度尺寸大于下料尺寸,两者之差值即为量度差(或称弯曲调整值)。因此,在计算弯曲钢筋的下料长度时,如忽略量度差,是不经济的。2钢筋弯性能的计算方法针对上述两个方面的问题,基于现行相应规范和结构图集的要求,对135°弯钩增加长度和钢筋作不大于90°弯折的量度差的计算进行了分析研究,推导出了相应的计算公式,重点分析研究出了箍筋、拉筋和吊筋的下料长度计算方法,这些计算方法既符合规范和结构图集的要求,又准确地解决了工程实际中存在的问题,对于保证工程质量和节约工程成本,都具有重大的现实意义。1般结构的133弯钩增加长度若钢筋直径为d,135°弯钩弯弧内直径为D,则钢筋中心线弯弧半径为D/2+d/2,外皮弯弧半径为D/2+d,对一般结构,平直部分长度取5d,如图1所示,则钢筋中心线长度:lx=a-(D/2+d)+135°圆弧长度(中心线)+5d=a-(D2+d)+3π4(D2+d2)+5d。+5d=a−(D2+d)+3π4(D2+d2)+5d。则对一般结构,135°弯钩增加长度为:3π4(D2+d2)+5d-(D2+d)3π4(D2+d2)+5d−(D2+d)。对抗震、抗扭结构,平直部分长度取10d和75mm中的较大值,将这个取值代替上式中的5d,就可得抗震、抗扭结构的135°弯钩增加长度。HPB235级钢筋的弯弧内直径D=2.5d,则一般结构的135°弯钩增加长度为5d+1.87d≈5d+1.9d=6.9d(实际增加1.9d);抗震抗扭结构取11.9d与75mm+1.9d中的较大值。HRB335级、HRB400级钢筋、箍筋、拉筋的弯弧内直径D=4d,则一般结构的135°弯钩增加长度为5d+2.89d≈5d+2.9d=7.9d(实际增加2.9d);抗震抗扭结构取12.9d与75mm+2.9d中的较大值。2钢筋轴线长度GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范规定:“钢筋做不大于90°弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍”。钢筋的弯弧内直径为D,钢筋中心线弯弧半径R=D/2+d/2,如图2所示,则钢筋中心线长度: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°弯折量度差Δ=0.215D+1.215d,当D=5d时,Δ=2.29d。3弯折角度d的计算钢筋的弯弧内直径为D,钢筋中心线弯弧半径R=D/2+d/2,钢筋外皮弯弧半径R=D/2+d,弯起角度为α,斜边长度S=h0/sinα(h0为弯起钢筋的外皮高度),如图3所示。则钢筋中心线长度:lx=a+b-2x1+2×2π(D2+d2)×α360lx=a+b−2x1+2×2π(D2+d2)×α360(中心线弧长)+h0sinα+h0sinα(中心线斜长)-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]。即弯折角度不大于90°的量度差:Δ=(2D+3d)tan(α/2)-π(D+d)α/180。按规范要求,弯折角度取D=5d。当α=45°时,Δ=0.043D+0.457d=0.67d;当α=60°时,Δ=0.108D+0.685d=1.23d。4弯钩长度的影响下料型按国家建筑标准设计图集06G901-2的规定:箍筋和拉筋弯钩的弯折角度为135°,弯弧内直径取钢筋直径的4倍,尚不应小于受力钢筋直径。b,h,c,d分别为构件截面宽、高、混凝土保护层厚度和钢筋直径。a.箍筋下料长度=外包尺寸+135°弯钩增加长度-量度差值,其中:外包尺寸=[(b-2c)+(h-2c)]×2+8d。135°弯钩增加长度=7.9d×2(或12.9d与75mm+2.9d中的较大值)。量度差值=2.29d×3(3个弯弧内直径D=5d的90°弯折),即:箍筋下料长度=2(b+h)-8c+8d+7.9d×2-2.29d×3。b.拉筋下料长度=外包尺寸+135°弯钩增加长度=[(b-2c)+2(d+d′)]+7.9d×2(或12.9d与75mm+2.9d中的较大值)。其中,d为箍筋直径;d′为拉筋直径。c.吊筋下料长度=直段长度+斜段长度-量度差(若采用HPB235级钢筋,两端半圆弯钩还应增加长度)。当主梁高h≤800mm时,弯起角度取45°,吊筋下料长度=20d×2+(b+50×2)+(h-2c)/sin45°-0.67d×2(h为主梁高;b为次梁宽,下同)。当主梁高h>800mm时,弯起角度取60°,则:吊筋下料长度=20d×2+(b+50×2)+(h-2c)/sin60°-1.23d×2。3拉筋、吊筋的计算1)目前,建筑工程中的箍筋、拉筋和吊筋的下料长度计算,普遍存在着与现行相关规范和结构图集的要求相违背的地方。箍筋的计算,135°弯钩增加长度取6.9d或11.9d,这是基于弯弧内直径为2.5d的算法,一般也没减90°弯折量度差,或仍按弯弧内直径为2.5d取量度差为1.75d;拉筋,计算外包尺寸时一般都漏算了2倍箍筋直径;吊筋的计算没减量度差和保护层厚度,这是不经济的。2)基于现行相关规范和结构图集的要求,箍筋的计算,135°弯钩弯弧内直径取4d,135°弯钩增加长度应为7.9d(一般结构)或12.9d与75