从力学基本原理学习钢筋《平法》
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《力学》是学习《平法》的基础知识,只有掌握了力学,才能理解平法为什么要那么做。
比方说梁的钢筋,为什么上部钢筋只能在梁跨中搭接?而下部钢筋就只能在支座旁边三分之一跨的长度范围内搭接?如果不知道原理,不多问一个“为什么”,就不能真正说“懂”。
1.梁的上下部钢筋搭接位置原理首先我们来看一下梁最基本的一种破坏时的情形。
一根梁,两端都有支座(等于在柱子上),我们在中间施加压力,想想会出现什么情况呢?如果你知道答案是梁最终会断裂,那么,想想裂缝最先出现在什么地方呢?很明显,梁的下部会最先出现裂缝。
力学实验证明,下部钢筋会断,上部钢筋会在中部被挤压成“灯笼”。
请看下面的力学示意图。
可以想象,假如梁的下部钢筋在跨中处搭接,结果会是怎么样?结果一定是在跨中搭接,受到梁内部最大的拉力,of course 容易断裂了!可以引出《平法》中那些经验做法:①梁上部要有支座负筋,并且通常伸入支座三分之一跨长②梁的上部钢筋要在跨中搭接;下部钢筋要在支座两边三分之一跨长处搭接。
③支座的两端往往需要箍筋加密(抗震加密)2.锚固、搭接的力学原理在理想情况下,钢筋当然是能不需要搭接最好,就像混凝土能最好一次性浇筑一样,一个整体总会比两个结合的内力要强。
但因为混凝土有水化热等等原因,并不能一次性把整栋大楼浇筑好;钢筋因为生产、运输等原因,并不能长到刚刚好的长度。
所以规范的市场里,钢筋一般是9米,或12米的规格。
这是从市场层面解释为什么要有搭接。
我们想想为什么需要锚固?把一个小木块架在墙上,或者用铁钉钉在墙上,结果是不同的吧?用铁钉当然比单纯架在墙上更能稳固木块,问题是:铁钉要多长才能做到固定木块,又不浪费呢?力学上有专门的计算公式,需要根据钢筋的直径、表面粗糙程度、受力大小等,计算出锚固的长度。
简单说,该计算公式的原理就是找到一个临界点:钢筋刚好拔出的那一瞬间,刚好断裂。
这样你可以明白为什么级别越高的钢筋它的锚固长度越大了吧?搭接也是这个概念。
钢筋平法计算手册第一章钢筋计算相关知识一、“平法”基本原理“平法”视全部设计过程与施工过程为一个完整的主系统,主系统由多个子系统构成:基础结构、柱墙结构、梁结构、板结构,各子系统有明确的层次性、关联性和相对完整性。
1、层次性:基础→柱、墙→梁→板,均为完整的子系统;2、关联性:柱、墙以基础为支座→柱、墙与基础关联;梁以柱为支座→梁与柱关联;板以梁为支座→板与梁关联;3、相对完整性:基础自成体系,柱、墙自成体系,梁自成体系,板自成体系。
二、“平法”应用原理1、将结构设计分为“创造性设计”内容与“重复性”(非创造性)设计内容两部分,两部分为对应互补关系,合并构成完整的结构设计;2、设计工程师以数字化、符号化的平面整体设计制图规则完成其创造性设计内容部分;3、重复性设计内容部分:主要是节点构造和杆件构造以《广义标准化》方式编制成国家建筑标准构造设计。
正是由于“平法”设计的图纸拥有这样的特性,因此我们在计算钢筋工程量时首先结合“平法”的基本原理准确理解数字化、符号化的内容,才能正确的计算钢筋工程量。
三、钢筋计算原理我们在计算钢筋工程量时,其最终原理就是就算钢筋的长度。
如(图1)(图1)四、钢筋的公称截面面积、计算截面面积及理论重量――GB50010-2002注:表中直径d=8.2mm的计算截面面积及理论重量仅适用于有纵肋的热处理钢筋五、混凝土结构的抗震等级――GB50010-2002注:1、丙类建筑应按本地区的设防烈度直接由本表确定抗震等级;其他设防类别的建筑,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定调整设防烈度后,再按本表确定抗震等级;2、建筑场地为I类时,除6度设防烈度外,应允许按本地区设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;3、框架-剪力墙结构,当按基本振型计算地震作用时,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,框架部分应按表中框架结构相应的抗震等级设计;4、部分框支剪力墙结构中,剪力墙加强部位以上的一般部位,应按剪力墙结构中的剪力墙确定其抗震等级。
钢筋翻样中《平法》要领总结第一篇:钢筋翻样中《平法》要领总结钢筋翻样中《平法》要领总结该帖被浏览了1426次 | 回复了61次钢筋翻样之《平法》要领(之一)有些钢筋工同行新手应用《平法》时常发懵,晕头转向,不得要领。
本人从另一视角提取分类内容加以浅释,以帮助大家深入理解使用《平法》。
因水平所限,必然有不当之处,希望同道加以补充或指正。
钢筋的锚固长度为此构件中的纵筋伸入彼构件内的长度,以彼构件的完整边线起算。
如:梁伸入柱中;柱伸入梁中;次梁伸入主梁中;柱伸入基础中;墙或板伸入梁中;等等。
“锚固长度”应成为钢筋工的第一概念。
锚固长度是图集中的固定值。
在《平法》各本图集中均有列表。
锚固长度在101-1.3.4图集中总分两种:非抗震与抗震,内容是不同的。
选择锚固长度的前提条件是混凝土强度等级与抗震等级,然后参照钢筋种类决定。
在任何情况下,锚固长度不得小于250mm。
非框架梁下部纵筋的锚固长度为12d;非框架梁包括:简支梁;连系梁;楼梯梁;过梁;雨蓬阳台梁;但不包括圈梁悬挑梁和基础梁,圈梁悬挑梁和基础梁另有规定。
当边柱内侧柱筋顶部和中柱柱筋顶部的直锚长度小于锚固长度时,可向内或向外侧弯12d直角钩。
当柱墙插筋的竖直锚固长度小于规定值时,需按照101-3图集32页右下角的表或45页右上角的表加弯直角钩。
框架梁上下纵筋及抗扭腰筋和非框架梁上部纵筋的锚固长度为0.4laE加15d直角钩。
纵向受拉钢筋的绑扎搭接长度纵向受拉钢筋的绑扎搭接长度是以锚固长度为先决条件,再根据纵向钢筋搭接接头的面积百分率给出3个修正系数来计算。
在任何情况下搭接长度不得小于300mm。
搭接长度与搭接位置是两个概念,不可混为一谈,各类构件各有具体要求。
受力钢筋的混凝土保护层最小厚度前提条件是混凝土结构的环境类别。
保护层厚度在图纸的结构说明页中均有详细规定。
一般情况下,无垫层基础是70mm;有垫层基础是35mm,柱是30mm,梁是25mm,板是20mm,薄板是15mm,图纸中均有具体规定。
《力学》是学习《平法》的基础知识,只有掌握了力学,才能理解平法为什么要那么做。
比方说梁的钢筋,为什么上部钢筋只能在梁跨中搭接?而下部钢筋就只能在支座旁边三分之一跨的长度围搭接?如果不知道原理,不多问一个“为什么”,就不能真正说“懂”。
1.梁的上下部钢筋搭接位置原理
首先我们来看一下梁最基本的一种破坏时的情形。
一根梁,两端都有支座(等于在柱子上),我们在中间施加压力,想想会出现什么情况呢?如果你知道答案是梁最终会断裂,那么,想想裂缝最先出现在什么地方呢?
很明显,梁的下部会最先出现裂缝。
力学实验证明,下部钢筋会断,上部钢筋会在中部被挤压成“灯笼”。
请看下面的力学示意图。
可以想象,假如梁的下部钢筋在跨中处搭接,结果会是怎么样?结果一定是在跨中搭接,受到梁部最大的拉力,of course 容易断裂了!
可以引出《平法》中那些经验做法:
①梁上部要有支座负筋,并且通常伸入支座三分之一跨长
②梁的上部钢筋要在跨
中搭接;下部钢筋要在支
座两边三分之一跨长处
搭接。
③支座的两端往往需要
箍筋加密(抗震加密)
2.锚固、搭接的力学原理
在理想情况下,钢筋当然是能不需要搭接最好,就像混凝土能最好一次性浇筑一样,一个整体总会比两个结合的力要强。
但因为混凝土有水化热等等原因,并不能一次性把整栋大楼浇筑好;钢筋因为生产、运输等原因,并不能长到刚刚好的长度。
所以规的市场里,钢筋一般是9米,或12米的规格。
这是从市场层面解释为什么要有搭接。
我们想想为什么需要锚固?把一个小木块架在墙上,或者用铁钉钉在墙上,结果是不同的吧?用铁钉当然比单纯架在墙上更能稳固木块,问题是:铁钉要多长才能做到固定木块,又不浪费呢?
力学上有专门的计算公式,需要根据钢筋的直径、表面粗糙程度、受力大小等,计算出锚固的长度。
简单说,该计算公式的原理就是找
到一个临界点:钢筋刚好拔出的那一瞬间,刚好断裂。
这样你可以明白为什么级别越高的钢筋它的锚固长度越大了吧?
搭接也是这个概念。
但有的人疑惑,为什么直径不一样的钢筋搭接,要用直径小的钢筋计算出的搭接长度呢?打个小小的比喻:一根粗绳子可以承受100牛的拉力,而一根细绳子只能十牛,两根绑扎在一起,用力两边一拉,哪根先断呢?毫无疑问,细的会先断裂。
并且当施加的力到十牛时,这个结合就已经被破坏。
所以采用100牛的拉力的话,有90牛是浪费的。
钢筋搭接就是如此,搭接长度只要满足两钢筋被拉开的瞬间,细的钢筋刚好断裂就足以!
3.万能的折角定律
所谓的折角,我不文字解释,直接上图更形象。
(如左图,钢筋在转角处弯折,这样的危险就如右图所示,当钢筋两端都有拉力时,角处是“尖锐又脆弱”的,很容易就被破坏了。
)因此,无论在任何构件任何情况下,都绝对不允许折角出现。
解决的办法就是钢筋一定要伸到底。
可以看到《平法》无时不刻在运用这个定律,如果你有一天看到没有伸到底就弯折的的钢筋,那么你一定要自信的站出来,对设计人员说这图纸出错了。
比如:
4.受力钢筋布置位置靠外定律
这个定律是相对于分布钢筋等构造钢筋说的。
打个比方说,一道剪力墙,是水平钢筋在外面,还是垂直钢筋呢?又比如板,长边和短边的钢筋哪个是在下面呢?是随便哪个靠外都可以吗?答案当然是否定的。
这个规律就是:哪种钢筋受力更大,它就更靠外。
比如说是独立基础的钢筋:长向钢筋在下,短向在上。
为什么是这样呢?请观察下图,在基础底面受到均匀土应力的情况下:
其受力结果如下图:
很明显,在上有柱子顶住中心,下有均匀的土应力情况下,独立基础是长边的弯曲更多!因此长边的受力更多。
所以将长边的钢筋放在下面,短边钢筋置于上面。
此时短边钢筋受力不多,基本等于分布钢筋的作用,起到固定长边钢筋,形成钢筋网的作用。
因此,回到前面疑问:剪力墙的钢筋是水平筋在外,还是垂直筋。
其实答案是不确定的。
因为剪力墙在不同的位置其受力情况不同(比如地下室剪力墙还受到土应力,而在地上不存在这种情况)。
从方便施工角度考虑的,即由外到是:第一层,剪力墙水平钢筋;第二层,剪力墙的竖向钢筋和暗梁的箍筋(同层);第三层,暗梁的水平钢筋。