关于钢筋下料长度计算的思考
2020-12-01夏天虹
宁 萍,夏天虹,冯 衔
(绵阳职业技术学院,四川 绵阳 621000)
0 前 言
在工程质量控制和成本控制中,钢筋工程属于重点控制项目,其施工质量好坏将直接影响到整个工程质量,成本高低将直接影响到整个工程成本。钢筋是建筑工程结构的重要主材,在施工过程中降低钢筋的损耗,提高钢筋利用率对项目成本控制非常重要,而准确进行钢筋翻样是降低钢筋损耗的重要措施之一。钢筋翻样是根据相关规范、图集、施工图及施工工艺计算钢筋下料长度、钢筋根数及重量等内容,其中,钢筋下料长度作为钢筋备料加工的依据,是施工现场真正用到的钢筋长度,因此,正确计算钢筋下料长度尤为重要。
总体来说,计算钢筋下料长度要注意:①熟悉平法施工图和16G101图集中的构造详图;②考虑钢筋弯曲调整值即量度差值,钢筋下料长度等于钢筋中心线长度,对于弯折钢筋,弯曲后,外皮长度大于中心线长度,所以弯折钢筋的下料长度等于钢筋图示长度减去钢筋的弯曲量度差值;③结合施工实际情况,确定细部构造。常见的钢筋断开位置的确定,应达到施工质量验收规范要求即搭接或焊接的位置不宜位于构件最大弯矩处,同时还需要考虑到市场上钢筋的长度以及允许下料长度的实际可操作性。除此之外,准确计算钢筋下料长度还需考虑其他细节。
本文针对目前钢筋翻样工作中易忽略的几处细节情况,供相关从业人员参考。
1 拉筋弯钩构造不同对箍筋下料长度的影响
抗震要求的箍筋弯钩角度为135°,弯钩的平直段长度大于Max(10d,75 mm)。由钢筋中心线推导出箍筋135°处的弯曲长度值为1.9d,即已考虑了钢筋的弯曲调整值,因此,在计算矩形箍筋的下料长度时,在其图示长度的基础上只需减去除弯钩处直角以外的其他3个直角弯曲调整值。
计算箍筋下料长度还需注意拉筋弯钩构造不同对箍筋下料长度的影响。拉筋弯钩有拉筋勾住纵筋和外圈箍筋、紧靠纵筋并勾住外圈箍筋和紧靠外圈箍筋并勾住纵筋三种构造情况。
1.1 拉筋同时勾住纵筋和外圈箍筋、拉筋紧靠纵向钢筋并勾住外圈箍筋
当拉筋同时勾住纵筋和外圈箍筋,或拉筋紧靠纵向钢筋并勾住外圈箍筋这两种构造时,混凝土保护层厚度是拉筋外边缘至混凝土构件表面的距离,而箍筋在拉筋的内侧,因此,矩形箍筋下料长度的计算须再减去拉筋直径,见图1(a),其公式如下:
矩形箍筋下料长度=[(构件截面宽b-2×保护层c-2×拉筋直径)+(构件截面高h-2×保护层c)]×2+2×弯钩长度-3个90°量度差值
注:矩形箍筋图示长度=[(构件截面宽b-2×保护层c)+(构件截面高h-2×保护层c)]×2+2×弯钩长度;弯钩长度= Max(10d,75)+1.9d;图示长度即预算长度,指的是钢筋工程量的计算长度,用于计算钢筋的重量,确定工程的造价。
1.2 拉筋紧靠外圈箍筋并勾住纵筋
当拉筋紧靠外圈箍筋并勾住纵筋时,保护层厚度是拉筋或箍筋外边缘至混凝土构件表面的距离,拉筋和箍筋具有同一外边缘,见图1(b)。矩形箍筋下料长度的公式如下:
(a)拉筋同时勾住纵筋和外圈箍筋
(b) 拉筋紧靠外圈箍筋并勾住纵筋图1 不同拉筋弯钩构造及箍筋的示意图
矩形箍筋下料长度=图示长度-3个90°量度差值
注:矩形箍筋图示长度=[(构件截面宽b-2×保护层c)+(构件截面高h-2×保护层c)]×2+2×弯钩长度。
当柱中箍筋采用含有内拉筋的复合矩形箍时,计算外箍筋的下料长度亦考虑拉筋构造对它的影响。
2 纵向钢筋之间的净距要求对下料长度的影响
2.1 混凝土构件内纵向钢筋的净距要求对下料长度的影响
总体而言,构件内的纵向钢筋,直钢筋下料长度与其图示长度相等,弯曲钢筋的下料长度等于钢筋图示长度减去钢筋弯曲量度差值。除此之外,在计算纵向钢筋下料长度时,还应考虑到一些规范和图集对纵向钢筋排布的要求。
《钢筋排布图集》(18G901)要求柱纵向钢筋之间净距离不应小于50 mm。因此,在柱顶处,若柱外侧纵向钢筋有向柱内弯折情况,则下料长度计算时,柱顶直锚的内侧纵向钢筋须减柱顶处的保护层,减柱外侧弯折的纵向钢筋直径,再减50以达到纵向钢筋距离大于50 mm的要求,如图2(a)所示。
根据《钢筋排布图集》(18G901),当梁上部或者下部纵向钢筋多于一排时,若梁的上部、下部纵向钢筋弯折段有重叠时,梁的上部和下部的纵向钢筋竖向弯折段宜保持净距25 mm,也可以贴靠。但当梁截面较高,梁上、下部纵向钢筋的弯折段没有重叠时,梁的上部或下部的各排纵向钢筋的竖向弯折段之间均宜保持净距25 mm。为了确保钢筋之间25 mm的净距离要求,上部第二排或下部第一排纵向钢筋下料长度在考虑了90°量度差值的基础上,还需要减去上部第一排纵向钢筋直径或下部第二排纵向钢筋直径,再减25 mm,如图2(b)所示。
(a) 柱纵向钢筋
(b) 梁纵向钢筋图2 构件内纵向钢筋间距的示意图
2.2 混凝土构件节点处纵向钢筋的下料长度
在框架结构中,混凝土构件之间有一定的关联性,基础与柱,柱与梁和梁与板。在计算下料长度时,不仅仅考虑构件内的钢筋排布情况,还需要考虑构件与构件之间的钢筋施工对下料长度计算的影响。
2.2.1 板顶端部支座钢筋
当板端部支座为梁或为圈梁时,板内负筋伸入支座的钢筋在梁外侧角筋的内侧,而梁外侧角筋在梁箍筋内,见图3。
图3 板顶端部支座钢筋示意图
因此,板的端部支座负筋下料长度的计算如下:
板端部支座负筋下料长度=图示长度-梁箍筋直径-梁外侧角筋直径-两个90°量度差值
注:图示长度=支座宽-保护层厚+15d+钢筋板内水平长度+板厚-2×保护层厚度
2.2.2 柱插筋
基础在支撑柱的位置应保持连续,在浇筑基础前,将柱纵向钢筋伸入基础内,称为柱插筋。当柱插筋插入基础底边再弯折时,基础保护层在基础底边缘到基础底板钢筋下侧,因此,在计算柱插筋的下料长度时,应在图示长度的基础上,减去基础底板钢筋直径,见图4。
图4 插入基础底边再弯折的柱插筋示意图
其计算公式如下:
柱插筋下料长度=图示长度-基础底板X轴方向钢筋-基础底板Y轴方向钢筋-1个90°量度差值
注:此时的图示长度分柱低位钢筋和高位钢筋,当嵌固部位在基础顶面时,柱插筋长度(低位)=弯折长度十基础内竖直长度+基础相邻层的柱净高/3;柱插筋长度(高位)=弯折长度十基础内竖直长度+基础相邻层的柱净高/3+错开连接高度,其中弯折长度根据16G101-3柱纵向钢筋在基础中构造情况判断选择 max(6d,150)或15d。
2.2.3 框架梁纵向钢筋
以柱为支座的梁,梁纵向钢筋在支座处弯折锚固时,框架梁纵向钢筋的纵向弯折段若需要与相交叉的另一方向框架梁纵向钢筋排布躲让时,当框架柱、框架梁的纵筋较少时,可伸至紧靠柱箍筋内侧的位置,此时,梁纵向钢筋除了减去90°量度差值外,还需扣除柱箍筋直径,见图5(a),梁支座负筋下料长度计算公式如下:
梁支座负筋下料长度=图示长度-柱箍筋-1个90°量度差值
注:图示长度=净跨/3+Max(laE,0.4labE+15d,支座宽-保护层+15d)
当梁纵筋较多且无法满足伸至紧靠柱箍筋内侧要求的时候,可仅将框架梁的纵向钢筋伸至柱外侧纵筋内侧,且梁的纵向钢筋最外排竖向弯折段的钢筋与柱外侧的纵向钢筋净距离宜为25 mm(见图5(b))。
(a)框架梁纵筋的弯折段紧靠柱箍筋内侧
(b)框架梁纵筋伸至柱外侧纵筋内侧图5 框架梁纵向钢筋排布示意图
此时,梁支座负筋下料长度计算公式如下:
梁支座负筋下料长度=图示长度-柱箍筋直径-柱纵筋直径-25-1个90°量度差值
注:图示长度=净跨/3+Max(laE,0.4labE+15d,支座宽-保护层+15d)
结合梁构件内纵向钢筋的排布情况,当梁截面较高,梁上、下部纵向钢筋的弯折段没有重叠时,梁支座第二排负筋下料长度=图示长度-柱箍筋直径-柱纵筋直径-25(梁、柱纵筋净间距)-1个90°量度差值-第一排纵向钢筋直径-25(梁纵筋净间距)
注:图示长度=净跨/4+Max(laE,0.4labE+15d,支座宽-保护层+15d)
梁通长钢筋的下料长度计算原理同梁支座负筋。
以上公式中,若柱构件中,有拉筋同时勾住纵筋和外圈箍筋或拉筋紧靠纵向钢筋并勾住外圈箍筋的情况,则在计算梁纵筋的下料长度时,以上公式还应考虑拉筋直径。
3 结束语
钢筋翻样是一项重要而细节较多的工作,正确计算钢筋下料长度对准确的钢筋翻样至关重要。本文简述了钢筋下料长度计算的总体要求,以16G101 平法图集、18G901钢筋排布规则图集等为依据,分别分析了不同拉筋弯钩构造以及纵向钢筋净距要求对钢筋下料长度的影响,并列出了主要受影响的钢筋下料长度计算规则,从而为确定钢筋下料长度计算提供依据,也为建筑相关从业人员在钢筋翻样方面消除分歧,提高工作效率。
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