钢筋工程计算.doc

钢筋工程计价
一、基本问题
（一）常用混凝土构件的钢筋分类
（1）受力钢筋，又叫主筋，配置在构件的受弯、受拉、偏心受压或受拉区以承受拉力。
（2）架立钢筋，又叫构造筋，一般不需要计算而按构造要求配置，如2Φ12，用来固定箍筋以形成钢筋骨架，一般在梁上部。 
（二）钢筋的混凝土保护层
w   钢筋外皮至最近混凝土表面之间的混凝土层就叫钢筋的混凝土保护层。一般构件受力钢筋的混凝土保护层厚度（bhc）见表10.1。
（三）钢筋的弯钩
（1）绑扎钢筋骨架的受力钢筋应在末端做弯钩，但是下列钢筋可以不做弯钩：
    ①螺纹、人字纹等带肋钢筋；
    ②焊接骨架和焊接网中的光圆钢筋；
    ③绑扎骨架中受压的光圆钢筋；
    ④梁、柱中的附加钢筋及梁的架立钢筋；
    ⑤板的分布钢筋。
（2）钢筋弯钩的形式：
  ①斜弯钩；  ②带有平直部分的半圆弯钩；  ③直弯钩；
w    预算中计算钢筋的工程量时，弯钩的长度可不扣加工时钢筋的延伸率。常用的弯钩长度：
（四）弯起钢筋的斜长增加值（ΔL）
w   常用弯起钢筋的弯起角度有30°、45°、60°三种，其斜长增加值是指斜长与水平投影长度之间的差值（ΔL）。
（五）钢筋的接头
w    一般钢筋出厂时，为了便于运输，除小直径的盘圆钢筋外，每根长度多为10～12m左右，在实际使用时，有时要求成型钢筋总长超过原材料长度，或者为了节约材料，需利用被剪断的剩余短料接长使用，就有了接头。为了保证两根钢筋的接头能起到整体传力作用，有下列规定：
（1）焊接接头。钢筋的接头最好采用焊接，采用焊接接头受力可靠，便于布置钢筋，并且可以减少钢筋加工工作量和节约钢筋。焊接接头主要有闪光对焊和电弧焊两种。
（2）绑扎接头。它是在钢筋搭接部分的中心和两端共三处用铁丝绑扎而成，绑扎接头操作方便，但不结实，因此接头要长一些，要多消耗钢材，所以除了没有焊接设备或操作条件不许可的情况，一般不采用绑扎接头。
（3）绑扎接头使用条件有一定的限制，即搭接处接头要可靠，必须有足够的搭接长度（Ld）。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》B.0.1条，其最小搭接长度应符合表10. 4的规定。
（4）设计图纸已注明的钢筋接头，按图纸规定计算。设计图纸未注明的通长钢筋接头，按施工组织设计规定或按预算定额规定计算接头个数，接头长度按规范计算。
（六）钢筋的单位理论质量
.二、钢筋分项
（一）清单分项及计算规则.
（二）定额分项及计算规则
w    《基础定额》及《全统规则》规定，钢筋工程量按以下规则计算：
（1） 钢筋工程，应区别现浇、预制构件、不同钢种和规格，分别按设计长度乘以单位重量，以吨计算。
（2） 计算钢筋工程量时，设计已规定钢筋搭接长度的，按规定搭接长度计算；设计未规定搭接长度的，已包括在钢筋的损耗率之内（除有规定外），不另计算搭接长度。钢筋电渣压力焊接、套筒挤压等接头，以个计算。
三、钢筋计算方法
（一）钢筋工程量计算
w    钢筋工程量计算的基本表达式为：
w    钢筋工程量（G）= 钢筋图示长度×钢筋单位理论质（重）量
w    其中的钢筋单位理论质（重）量可按表10.5查用，在手中无表可查时，也可以用以下简便公式计算：
w    钢筋单位理论质（重）量 = 0.617D 2
式中：    D —— 钢筋直径，取单位为cm。          0.617 —— 计算系数
【例10.1】 求Ф12钢筋单位理论质（重）量
【解】取D值为1.2（cm），代入公式（10.2）得：
0.617×1.22 = 0.888 （kg/m）
w    由于钢筋单位理论质（重）量很容易确定，因而计算钢筋图示长度就成为了钢筋工程量计算的主要问题，也是预算中工作量最大的工作。本节以下的内容，主要是讨论钢筋长度如何计算。
（二）一般直筋长度计算
（三）弯起钢筋长度计算
w    弯起钢筋俗称“元宝筋”，其长度计算是先将弯起钢筋投影成水平直筋，再加弯起部分斜长增加值计算而得。计算式可表达为：
w    弯起筋长度 = 构件长－两端保护层厚+弯钩+斜长增加值+其他增长值
w    或：B = L构– 2 bhc 12.5d +ΔL + L增
式中；B —— 弯起筋长度
     ΔL—— 斜长增加值，按表10.3计算。     其余符号同上。
（四）箍筋长度计算
w   箍筋一般按一定间距设置，表达为Ф6@200。箍筋长度计算应先算出单支箍长度再乘以支数，最后求得箍筋总长度。其长度计算表达式为：
w   箍筋长度 = 单支箍长度×支数
w    单支箍长度根据构件断面及箍筋配置情况的不同，可有以下五种计算方法：
w    （1）方形或矩形断面配置的封闭双支箍，如图10.4所示。
w封闭双支箍单支箍长度，计算时应扣混凝土保护层厚度，增加两个135°弯钩的长度。表达式（按外皮计算）为：
L=（B＋H ）×2 －8bhc ＋ 8d +11.9d ×2
或L=（B＋H ）×2－8bhc＋（2×11.9＋8）d
式中：       
L ——  单支箍长度
（B＋H ）×2 —— 构件断面周长
8bhc —— 构件主筋的8个保护层厚度
d  ——  箍筋直径
11.9d ×2 ——  两个135°弯钩的长度
这里对于8d是否有疑问，实际上涉及到混凝土保护层的概念问题。钢筋的混凝土保护层厚度是指主筋外皮到构件外边缘的尺寸，而我们要计算箍筋的外皮长度，
在公式（10.6）中每扣一个“bhc”就多减了一个箍筋的直径，因此在后面要加上8d。
（2）拉筋，也称“S形箍”，如图10.5所示。
（3） 矩形断面的梁、柱配置的四肢箍。
（4）螺旋箍。
（5）圆形箍。
w     圆形箍长度应按箍筋外皮圆周长，加35d的搭接长度，再加两个135°弯钩的长度计算。其长度计算表达式为：
   L=（D-2bhc+2d）×π＋35d+11.9d×2  (10.11)
w     式中：L ——圆形箍单支长度        D ——构件断面直径
bhc  ————保护层厚度       π——圆周率，取3.1416
      d ——圆形箍直径
2．箍筋支数计算
四、一般构件钢筋计算
w   本小节所指一般构件是“平法图集”（详见后面一节）还未包括的构件，如独立基础、带形基础、平板、简支梁等，多用于砖混结构。先学会这些构件中钢筋的计算，有助于了解常规设计图是如何来表达钢筋配置的，也就为进一步学习“平法图集”钢筋计量奠定了基础。
 （一）独立基础底板钢筋计算
w   独立基础底板均在双向配置受力筋，钢筋单支长度可按公式（10.3）计算，钢筋支数可按公式（10.12）计算。
【例10.3】计算现浇C25砼杯形基础底板配筋工程量 ( 共24个)。
②号筋  Ф10 @200（沿短边方向）
w    单支长 = 2.4 - 2× 0.04 + 12.5 × 0.010             = 2.45 （m）
w    支数 = (2.8-2+ ×0.04)/0.20  + 1            = 14.6（支） = 15 （支）
w      总长 = 2.45× 15 = 36.75 m
查表10.5知，φ10钢筋每米理论重量为0.617 kg／ｍ
w    钢筋重量为 = 36.75×0.617×24          = 544.19（kg） = 0.544 （t）
w   钢筋汇总
     φ10以内Ⅰ级钢：  0.544（t）   φ10以外Ⅰ级钢：  1.040 （t）
（二）条型基础底板钢筋计算
w   条形基础底板一般在短向配置受力主筋，而在长向配置分布筋。在外墙转角及内外墙交接处，由于受力筋已双向配置，则不再配置分布筋，也就是说，分布筋在布置至外墙转角及内外墙交接处时，只要与受力筋搭接即可。
（三）平板钢筋计算
w   现浇平板多使用在砖混结构建筑中，如卫生间的现浇楼板，四周支承在砖墙上。板底双向配筋，板四周上部配置负弯矩筋，水平段从墙边伸入板内长度约为板净跨的1/7长。负弯矩筋应按构造要求配置分布筋，一般不在图上画出。负弯矩筋及分布筋布置如图10.15所示。
（四）简支梁钢筋计算
w    现浇简支梁多使用在砖混结构中，以砖柱或砖墙为支承，梁端部不出现或出现较小的负弯矩，受力筋配置在梁下梁上部配置架立筋，箍筋平均分布，无加密区。简支梁钢筋是计算最简单的一种，最能体现钢筋一般计量方法，是初学者学习掌握钢筋计量的切入点。
 【例10.7】按图10.18所示，计算C25现浇混凝土花篮梁钢筋工程量。
【解】查表10.1，梁保护层厚度取25mm，板保护层厚度取15mm。
①号筋  配2Ф20 (架立筋)
w      单支长 = 9.0 + 0.37×2 - 2×0.025  + 12.5 ×0.02 = 9.94（m）
w      重量  = 9.94 ×2 × 2.47 = 48.10 (kg)
②号筋  配2Ф25 (受力筋)
w      单支长 = 9.0 + 0.37×2 - 2×0.025 + 12.5 ×0.025 = 10.00（m）
w      重量 = 10.00×2 × 3.85 = 77.00 (kg)
第二节  平法钢筋计量
一、概述
w   平法是混凝土结构施工图平面整体表示方法的简称。平法自1996年推出以来，历经十年不断创新与改进，现已形成国家建筑标准设计图集——03G101-1、03G101-2、04G101-3、04G101-4系列。
w    建筑结构施工图平面整体表示方法对我国目前混凝土结构施工图的设计表示方法作了重大改革。平法的表达形式，概况来讲，是把结构构件的尺寸和配筋等，按照平面整体表示方法制图规则，整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上，再与标准构造图相配合，即构成一套新型完整的结构设计。改变了传统的那种将构件从结构平面布置图中索引出来，再逐个绘制配筋详图的繁琐方法。可以这样说，如今越来越多的结构施工图采用平法表示，不懂平法，看不懂平法所表达的意思，则无法顺利完成钢筋工程量的计算。
 w   平法系列图集的适用范围是：
w   03G101-1——适用于现浇混凝土框架、剪力墙、框架－剪力墙、框支－剪力墙结构
w   03G101-2——适用于现浇混凝土板式楼梯
w   04G101-3——适用于筏式基础
w   04G101-4——适用于现浇混凝土楼面与屋面板
w   学习平法及其钢筋计算，关键是掌握平法的整体表示方法与标准构造，并与传统的配筋图法建立联系，举一反三，多看多练。平法钢筋计算方法与前一节有很大的不同，读者需要从观念上改变。因篇幅受限，本教材只能以框架梁为主进行介绍，建议读者找齐平法系列图集进一步学习
二、平法图示与构造
（一）梁钢筋平法图示
w   梁内配筋的平法表达，采用平面注写式和截面注写式，以平面注写式为主。
梁钢筋平法图示
1．  平面注写式要点
（1）在平面布置图中，将梁与柱、墙、板一起用适当比例绘制；
（2）分别在不同编号的梁中各选择一根梁，在其上直接注写几何尺寸和配筋具体数值；
（3）平面注写包括集中标注与原位标注，集中标注表达梁的通用数值，原位标注表达梁的特殊数值，如图10.20所示。施工时，原位标注优先于集中标注。
w    以图中KL2为例：引出线注明的是集中标注；KL2是框架梁2的代号，“（2）”表示梁为两跨；300×550表示梁截面的宽和高；Ф10-100/200（2）表示箍筋为Ⅰ级钢筋，直径10mm，加密区间距100mm，非加密区间距200mm，两肢箍；2Ф22为梁上部全长贯通纵筋；7Ф25 2/5为梁下部钢筋，分两排布置时上排2支，下排5支。原位标注在梁边，注在上面为梁上配筋，注在下面为梁下配筋。如图中支座附近注明的6Ф22 4/2为梁上配筋，第一排4支，含贯通筋在内第二排2支。
2．截面注写式要点
（1）分别在不同编号的梁中各选择一根梁，在用剖面号引出的截面配筋图上注写截面尺寸与配筋具体数值；
（2）截面注写式既可单独使用，也可与平面注写式结合使用。
 （二）梁钢筋平法构造
1．梁纵筋构造
 w    从图中看出如下构造特点：梁下部受力钢筋只在跨间布置，两端伸入支座计锚固长度，进入端支座弯锚，进入中间支座直锚；梁上部有贯通筋沿梁全长布置，至少2根，位置靠角边，是形成钢筋骨架的支撑点，在两边端部向下弯锚；端支座上方加转角筋，进入支座弯锚，出支座第一排为净跨长的三分之一，第二排为净跨长的四分之一；中支座上方加直筋，出支座为净跨长的三分之一或四分之一。
 w    与前一节介绍所不同的是，本节钢筋计算要引入“锚固长度”的概念，在图中代号为La和LaE。锚固长度与支座有关，“有支座才有锚固”，而我们必须清楚谁是谁的“支座”？在框架结构中，基础为柱的支座，柱为梁的支座，梁为板的支座，这与力的传递路径是一致的。为使钢筋能在支座处受拉时不被拔出和滑动，就需要在钢筋进入支座后有足够长的锚固长度。锚固长度取值如表10.10所示。
表10.10 受拉钢筋抗震锚固长度LaE
图10.21中还有一个新概念叫纵向受拉钢筋绑扎搭接长度LLE, 它基于LaE产生，用于平法钢筋计算，其取值见表10.11规定。
箍筋构造如图10.22所示。
w   从图中可以看到箍筋构造特点：由于是框架梁，箍筋自支座边50mm开始布置，靠支座一侧有一段加密区，加密区宽度既要≥2倍的梁高，又要≥500mm，二者比较取大值，中间部分按正常间距布筋。
3．悬挑梁构造
悬挑梁构造如图10.23所示。
.w   悬挑梁上部钢筋应从跨内钢筋延伸过来，但第一排在端部弯折方式不一样，至少两根角筋（一般是贯通筋）到顶弯锚12d ，其余的下弯至梁下；第二排出挑长为0.75L；跨内下部纵筋进入支座应弯锚；悬挑梁下部钢筋作为构造筋，进入支座12d；悬挑梁箍筋加密布置。
三、平法钢筋计算方法
w   从以上构造知，平法中钢筋布置的控制点与前一节内容有很大的不同，“净跨＋锚固”是其钢筋计算的要诀。下面按不同位置的钢筋构造特点介绍计算方法。
w   （1）边跨梁下纵筋。如图10.24所示。
w    其构造特点是：钢筋在跨间部分以梁净跨为控制点；中间支座伸入一个LaE，或≥0.5倍的柱截面边长加5倍钢筋直径，两者取大值；端支座处入支座弯锚（直锚需要较大的柱断面），其水平直段长度应≥0.4LaE，再上弯15d。在这其中，水平段的长度0.4LaE是最小值，而到支座边减一个保护层是最大值。取大值是一般预算的常规作法，这当中忽略了柱内钢筋的存在，按照“同向钢筋不接触”的原则，在柱内受力主筋占边的情况下，梁内纵筋进入柱中弯锚是不可能到柱边的，如何计算才叫合理需要进一步深入探讨。
w   【讨论】现以图10.20为例，讨论KL2下部φ25（Ⅱ级钢）在①轴支座中水平段长度计算。图中，柱截面在沿框梁方向宽度为650mm，梁的设计条件为：二级抗震，砼C30，LaE取34d，可有三种算法：
w   其一，按0.4LaE计算得：水平段长= 0.4×34×25 = 340mm
w   其二，到柱边扣保护层：650－30 = 620mm，两者差值 = 620－340=280mm
w   也就是说，在柱的范围内，梁筋弯起有280mm的空间范围。
w   其三，若按照“同向钢筋不接触”的原则，柱内主筋直径为25mm，钢筋间留距离25mm，这时水平段长 = 650－30－25－25 = 570mm，与0.4LaE差值=570－340=230mm。
w   读者可以比较，这三种计算得到的结果谁最合理。若取第三种算法，则最小值与之相差40.35%；最大者与之相差8.77%。
w   因此，边跨梁下纵筋计算式为：
w     L = L净跨＋hc－bhc－D－0.25＋15d＋LaE
式中:      L ——钢筋计算长度      L净跨  ——梁的净跨长度         
 hc —— 柱截面沿框梁方向宽度          bhc —— 混凝土保护层厚度           
 D —— 柱靠边主筋直径         0.25 —— 钢筋之间保留间距           
 d —— 梁的钢筋直径        LaE  —— 锚固长度
（2）中跨梁下纵筋。 （3）梁上贯通筋。
（4）梁上转角筋。 （5）中间支座上直筋。