钢筋弯钩增加长度计算

钢筋弯钩增加长度计算 23(钢筋二种形式弯钩的增加长度系数是怎样准确计算出来的 在钢筋预算量计算过程，11，经常遇到不同形式的弯钩长度计算和换算问题。若对钢筋弯钩的原理、内涵不清楚，仅知道“6(25d”、“4(90d”和“4(20d”等几个弯钩系数，在相关弯钩长度计算和换算时，就会产生诸多被动，影响钢筋量计算的准确性。本题研究的内容是普通钢筋末端180度、135度和90度二种形式弯钩的原理及其相应弯钩系数的理论来历问题。 现将现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204--2002，自2002年4月1日起施行。以下简称现行《混凝土施工规范》)中有关受力钢筋弯钩和弯折的内容摘录如下: 5(3(1 受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定: 1 HPB235级钢筋末端应作180度弯钩，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2(5倍， 弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍; 2 当设计要求钢筋末端需作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，弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求; 3 钢筋作不大于90’的弯折时，弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。 (1)光圆钢筋O(HPB235)末端1800弯钩(半圆弯钩) 现行《混凝土施工规范》5(3(1-1条(见上摘录)，是光圆钢筋末端180度弯钩形式的施(加)工依据，也是其钢筋弯钩预算工程量计算的理论基础。现取弯钩弯弧内直径(0)等于钢筋直径((d)的2(5倍(2(5d)和弯钩的弯后平直部分长度等于钢筋直径(d)的3倍(3d)进行分析，如图23-1所示。 第269页 对于上述钢筋弯钩的“6(25d”，有三点需进一步加以说明: (A)“6(25d”是钢筋总长度在按钢筋外形长度(构件长度—保护层x2)计算时，应另增加的长度——弯钩增加长度，而不是完整的“弯钩长度”(8(50d); (B)“6(25d"所含“平直长度”为3d，若某些特殊情况而平直长度有变化时，“6(25d”要随之调整。调整方法: (待求)钢筋弯钩增加长度=6(25d-3d+特定平直长度 (c)“6(25d”为“弯钩增加长度”的最小(下限)值。其原因是在计算过程中将现行(混凝土施工规范》中的“不应小于”按“等于”取定。 [例23—1] 设某钢筋混凝土梁:梁长5000mm，断面500mmx 600mm，主筋16(HPB235级，4根)，混凝土保护层厚度25mm。求其主筋理论长度。 [解] 主筋理论长度: (1)光圆钢筋(HPB235)末端135度弯钩(斜弯钩) 据现行《混凝土施工规范》5(3(1—1(3条(见上摘录)，光圆钢筋末端135度弯钩的取定件可同以上180度弯钩，即弯钩弯弧内直径(D)等于钢筋直径(d)的2(5倍(2(5d)，弯钩弯后平直长度等于钢筋直径(d)的3倍(3d)，如图23-2所示。 与前述光圆钢筋180度弯钩同理: 由于 D=3(5d，平直长度=3d 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，?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 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。 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。 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) 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。 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，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 ，梁保护层为c=25mm。 筋外直径d纵外=27mm 求:4肢箍各箍的宽度和总长度。 解(1):2个等宽独立箍互套配箍 l纵,(b,2c,d纵外×n纵)/(n纵,1) = (400,2×25,27×7)/(7,1) =26.833mm 求外箍下料长度L外箍 L外箍,2(b+h,4c)+26.5d箍 ,2(400+700,100)+265 =2650mm 独立箍下料长度L独箍 L独箍,2650- 2×2(d纵外+ l纵) =2650-4×(27+26.833) =2650-4×53.833 =2650-453.833 =2435 mm 独立箍内宽 =5×27+4×26.833=135+107.332=242.332=243mm 独立箍内高=h-2c=700-2×50=650mm 解(2):外大箍内小箍配箍方案 L外箍,2650mm 外箍内宽=b-2c=400-2×50=350mm 外箍内高=h-2c=700-2×50=650mm L内箍,2650 ,2×2×2(d纵外+ l纵) =2650,8(27+ 26.833) =2650,8×53.833=2650,484.497 =2165.503mm取2166mm 内箍内宽=3×27+2×26.833=81+53.666=134.666=135mm 外箍内高,内箍内高=650mm