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1.2 钢筋算量的基础知识

1.2.1 钢筋工程量计算规则

根据《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》(GB 50854—2013)及《重庆市房屋建筑与装饰工程计价定额》(CQJZZSDE—2018)的规定,钢筋工程包括现浇构件钢筋、预制构件钢筋、钢筋网片、钢筋笼等项目,其工程量按设计图示钢筋(网)长度(面积)乘以单位理论质量计算,以“t”为单位。本书主要对现浇构件钢筋进行讲解。本书在计算钢筋工程量的过程中,以t为单位时,保留三位小数,第四位四舍五入;为了减少算术误差,前后一致,计算中间过程结果和汇总结果以m、mm、kg为单位时,保留两位小数,第三位四舍五入。

混凝土构件钢筋质量 G = ∑钢筋单根长度 L × 钢筋根数 n × 钢筋每米理论质量 g

1)钢筋每米理论质量

钢筋每米理论质量(kg/ m)= 0.006 17× d 2

常用钢筋每米理论质量如表 1.2 所示。

表 1.2 常用钢筋每米理论质量

2)钢筋根数的计算

设计图明确钢筋根数的,按照设计图给出的根数计算;设计图未明确钢筋根数的,以间距布置的钢筋计算根数时,当计算结果有小数时,按向上取整的原则计算。

3)钢筋单根长度的计算

根据《重庆市房屋建筑与装饰工程计价定额》(CQJZZSDE—2018)(以下简称“重庆市定额”)的规定,钢筋长度按设计图示长度(钢筋中轴线长度)计算。其计算公式为:

钢筋单根长度=净长+节点锚固长度+搭接长度+弯钩(HPB300 钢筋)-弯折调整值

净长一般用构件的设计尺寸进行计算,节点锚固长度、搭接长度、根数是钢筋工程量计算的核心内容。因为钢筋平法和设计图中的设计尺寸一般都是钢筋外皮的长度,而计算规则需计算中轴线长度(图 1.2),所以钢筋单根长度的计算还需要考虑弯折调整值。

图 1.2 钢筋弯折示意图

1.2.2 钢筋工程量计算基础知识

1)混凝土保护层厚度

(1)混凝土保护层厚度的含义

混凝土保护层厚度指构件最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离,用 c 表示,如图 1.3所示。

图 1.3 混凝土保护层厚度示意图

(2)混凝土结构保护层的取值

①混凝土结构的环境类别。混凝土结构的环境类别如表 1.3 所示,它是影响混凝土保护层厚度的因素之一。

表 1.3 混凝土结构的环境类别

注:①室内潮湿环境是指构件表面经常处于结露或湿润状态的环境。

②严寒和寒冷地区的划分应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》(GB 50176)的有关规定。

③海岸环境和海风环境宜根据当地情况,考虑主导风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响,由调查研究和工程经验确定。

④受除冰盐影响环境是指受到除冰盐盐雾影响的环境;受除冰盐作用环境是指被除冰盐溶液溅射的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等建筑。

⑤混凝土结构的环境类别是指混凝土暴露表面所处的环境。

②混凝土保护层的最小厚度。混凝土保护层的最小厚度如表 1.4 所示,若设计图上未说明,则按此表取值;若设计图上有明确规定,则按设计图规定取值。

表 1.4 混凝土保护层的最小厚度

单位:mm

注:①表中混凝土保护层厚度指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离,适用于设计使用年限为 50 年的混凝土结构。

②构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径 d

③一类环境中,设计工作年限为 100 年的结构最外层钢筋的保护层厚度不应小于表中数值的 1.4 倍;二、三类环境中,设计工作年限为 100 年的结构应采取专门的有效措施;四类和五类环境的混凝土结构,其耐久性要求应符合国家现行有关标准的规定。

④钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础底部的钢筋混凝土保护层厚度从垫层顶面算起,且不应小于 40 mm;无垫层时,不应小于 70 mm。

⑤灌注桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 50 mm,腐蚀环境中桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 55 mm。

⑥桩基承台及承台梁:承台底面钢筋的保护层厚度,当有混凝土垫层时,不应小于 50 mm;无垫层时不应小于 70 mm;此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。

在结构施工图中,环境的类别会在图纸中直接给出。

2)钢筋的锚固长度

混凝土结构中钢筋能够受力主要是依靠钢筋和混凝土之间的黏结作用。钢筋的锚固长度是指钢筋伸入支座的长度,其取值与钢筋的种类、强度等级、直径以及外形有关。

①受拉钢筋的基本锚固长度 l ab 和抗震设计时受拉钢筋基本锚固长度 l abE ,分别如表 1.5和表 1.6 所示。

表 1.5 受拉钢筋的基本锚固长度 l ab

单位:mm

表 1.6 抗震设计时受拉钢筋的基本锚固长度 l abE

单位:mm

注:①四级抗震时, l abE = l ab

②混凝土强度等级应取锚固区的混凝土强度等级。

③当锚固钢筋的保护层厚度不大于 5 d 时,锚固钢筋长度范围内应设置横向构造钢筋,其直径不应小于 d / 4( d 为锚固钢筋的最大直径);对梁、柱等构件间距不应大于 5 d ,对板、墙等构件间距不应大于 10 d ,且均不应大于 100 mm( d 为锚固钢筋的最小直径)。

②受拉钢筋的锚固长度 l a 和抗震锚固长度 l aE ,分别见表 1.7 和表 1.8。

】 C30 的混凝土柱 四级抗震 ,HRB400 直径 20 mm 的钢筋抗震锚固长度是多少

】 C35 的混凝土柱 二级抗震 ,HRB400 直径 28 mm 的钢筋抗震锚固长度是多少

表1.7 受拉钢筋的锚固长度 l a

单位:mm

表1.8 受拉钢筋的抗震锚固长度 l aE

单位:mm

注:①当为环氧树脂涂层带肋钢筋时,表中数据尚应乘以1.25。

②当纵向受拉钢筋在施工过程中易受找动时,表中数据尚应乘以1.1。

③当错固长度范围内纵向受力钢筋周边保护层厚度为3d(d为错固钢筋的直径)时,表中数据可乘以0.8:保护层厚度不小于5d时,表中数据可乘以0.7:中间时按内插值。

④当纵向受拉普通钢筋错固长度修正系数(注1~注3)多于一项时。可按连乘计算。

⑤受拉钢筋的锚固长度 l a l aE 计算值不应小于200mm。

⑥四级抗震时, l aE = l a

⑦当锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时,锚固钢筋长度范围内应设置横向构造钢筋,其直径不应小于d/4(d为锚固钢筋的最大直径):对梁、柱等构件间距不应大于5d对板、墙等构件间距不应大于10d,且均不应大于100mm(d为错固钢筋的最小直径)。

⑧HPB300钢筋末端应做180°弯钩,做法详见22C101-1图集第2-2页。

⑨混凝土强度等级应取错固区的混凝土强度等级。

3)钢筋连接及钢筋搭接长度的计算

钢筋的连接形式主要有绑扎搭接、机械连接、焊接连接。机械连接和焊接连接又包含多种形式,此处仅以电渣压力焊示意,如图 1.4 所示。其中,钢筋搭接长度按设计图示及规范计入钢筋工程量计算,分为纵向受拉钢筋搭接长度 l l 和抗震搭接长度 l l E ,取值分别如表 1.9 和表 1.10 所示,同一区段内纵向受拉钢筋连接接头如图 1.5 所示;机械连接(含直螺纹和锥螺纹)、电渣压力焊接头按数量以“个”计算,该部分钢筋不再计算其搭接用量。

搭接长度=钢筋单个搭接头的长度×搭接个数

图 1.4 钢筋连接形式示意图

图 1.5 同一连接区段内的纵向受拉钢筋连接接头

注:① d 为相互连接两根钢筋中较小直径;当同一构件内不同连接钢筋计算连接区段长度不同时取大值。

②凡接头中点位于连接区段长度内,连接接头均属同一连接区段。

③同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率,为该区段内有连接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值(当直径相同时,图示钢筋连接接头面积百分率为 50%)。

重庆市定额规定,钢筋的搭接(接头)数量按设计图示及规范计算,设计图示及规范未标明的,以构件的单根钢筋确定。水平钢筋直径 ϕ 10 以内按每 12 m长计算一个搭接(接头); ϕ 10 以上按每 9 m长计算一个搭接(接头)。竖向钢筋搭接(接头)按自然层计算,当自然层层高大于 9 m时,除按自然层计算外,应增加每 9 m或 12 m长计算的接头量。

表1.9 纵向受拉钢筋搭接长度 l l

单位:mm

注:①表中数值为纵向受拉钢筋绑扎搭接头的搭接长度。

②两根不同直径钢筋搭接时,表中d取钢筋较小直径。

③当为环氧树脂涂层带肋钢筋时,表中数据尚应乘以1.25。

④当纵向受拉钢筋在施工过程中易受扰动时,表中数据尚应乘以1.1。

⑤当搭接长度范围内纵向受力钢筋周边保护层厚度为3d(d为搭接钢筋的直径)时,表中数据可乘以0.8:保护层厚度不小于5d时,表中数据可乘以0.7;中间时按内插值。

⑥当上述修正系数(注③~注⑤)多于一项时,可按连乘计算。

⑦当位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率为表中数据中中间值时,搭接长度可按内插取值。

⑧任何情况下,搭接长度不应小于300mm。

⑨HPB300钢筋末端应做180°弯钩,做法详见22G101-1第22页。

表1.10 纵向受拉钢筋抗震塔接长度 l l E

单位:mm

注:注①~注⑨同表1.9;

⑩四级抗震等级时, l l E = l l 。详见22G101-1第2-5页。

⑪当位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率为100%时, l l E =1.64 l E

4)钢筋弯折长度调整

钢筋弯折时需要对钢筋的弯折长度进行调整。钢筋弯折如图 1.6 所示,22G101—1 对钢筋弯折的弯弧内直径 D 要求如下:

图 1.6 钢筋弯钩和弯折的弯弧内直径示意图

①光圆钢筋不应小于钢筋直径的 2.5 倍。

②400 MPa级带肋钢筋不应小于钢筋直径的 4 倍。

③500 MPa级带肋钢筋,当直径 d ≤25 mm时,不应小于钢筋直径的 6 倍;当直径 d >25 mm时,不应小于钢筋直径的 7 倍。

④位于框架结构顶层端节点处的梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋,在节点角部弯折处,当钢筋直径 d ≤25 mm时,不应小于钢筋直径的 12 倍;当直径 d >25 mm时,不应小于钢筋直径的 16 倍。

⑤箍筋弯折处尚不应小于纵向受力钢筋直径;箍筋弯折处纵向受力钢筋为搭接或并筋时,应按钢筋实际排布情况确定箍筋弯弧内直径。

根据重庆市定额的规定,钢筋按照钢筋中轴线计算长度,而设计中或图集中显示的是外皮尺寸,当钢筋有弯折时,需要对钢筋的长度计算值进行调整,以 90°弯折为例,如图 1.7所示。

图 1.7 弯折调整示意图

弯折调整值的计算公式为:

弯折调整值 = L 1 + L 2 -弯曲圆弧中心线长度

= D/ 2 + d + D/ 2 + d )-π × D/ 2 + d / 2) × 2 /4

= D + 2 d - π × D + d )/4

例如,圆钢 D = 2.5 d ,则弯折调整值= D +2 d -π×( D + d )/4 = 2.5 d +2 d -(2.5 d + d )×π/4 =1.75 d 。以此类推,可以得到不同级别钢筋的弯折调整值,如表 1.11 所示。

表 1.11 常用弯折形式的弯折调整值

宿舍楼工程中梁的钢筋均为HRB400 钢筋,因此设计 90°弯折的扣减长度为 2.08 d ,135 ° 弯折的扣减长度为 0.11 d

5)钢筋端部弯钩增加的长度

常用的弯钩为 135°弯钩和 180°弯钩。以 135°弯钩为例,其端部弯钩示意图如图 1.8 所示,则其端部弯钩增加长度的计算公式为:

图 1.8 135°端部弯钩示意图

当钢筋为HRB400 时,将 D = 4 d 代入公式,可得此时端部弯钩增加长度= π×5 d ×0.3753 d = 2.89 d

以此类推,可以得到不同级别钢筋的弯钩增加长度值,如表 1.12 所示,表中 D 为弯弧内直径。

表 1.12 钢筋端部弯钩增加长度值 Q/QrqoXzRuL5WQctc6ftinYSqIjiBwxulJWMwU/q+mci6lRXUl3OZ8Jf9C+a/BIa

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