纵向受力钢筋的最小配筋率
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纵向受力钢筋的最小配筋率1. 什么是最小配筋率?大家好,今天我们来聊聊一个在建筑圈里经常提到的概念——最小配筋率。
说到这个,很多人可能会觉得这是个很高深的技术名词,其实说白了,就是我们在建房子的时候,钢筋用得够不够。
想象一下,建房就像做一道美食,配料的比例可不能马虎,少了或者多了都会出问题。
最小配筋率就是告诉我们,钢筋这道“配料”得按规定来,不能随便忽略。
否则,就可能出现“过火”或者“味道淡”的情况,那可就麻烦了。
1.1 为什么需要最小配筋率?说到这里,可能有人会问,为什么非得有个最小配筋率呢?这可不是多此一举,大家想想,房子可不是纸糊的,受力、抗震、承重这些问题都关系到我们居住的安全。
就好比你在走路,脚下的地面如果不够结实,摔了一跤那可真是“倒霉透顶”。
钢筋就像是房子的“骨头”,最小配筋率则是确保这些“骨头”足够强壮的标准。
所以,确保最小配筋率,不仅是为了让建筑物更牢固,也是为了保护我们自己的安全。
1.2 最小配筋率的计算那么,如何来计算这个最小配筋率呢?这里面其实有点“门道”。
通常情况下,我们会根据混凝土的强度等级、构件的类型等因素来决定。
在实际操作中,最小配筋率一般用百分比来表示,这就像我们做菜时,需要根据食材的特性来调整调料的用量。
比如,对于普通的钢筋混凝土梁,最小配筋率一般会在0.2%到0.3%之间。
听起来可能不算多,但这就像是你的面条里加点盐,少了味道可就差多了。
2. 最小配筋率的影响因素接下来,我们再聊聊影响最小配筋率的几个因素。
首先,构件的类型。
不同的构件需要的配筋率是不一样的,就像人各有各的喜好,面食爱好者和甜品控的需求可完全不同。
其次,混凝土的强度也会影响配筋率,强度越高,可能所需的配筋率就越低。
再者,受力情况也是一个关键因素,承受的载荷越大,自然需要的钢筋也就越多。
2.1 构件类型对于梁、柱、板等构件,它们的受力状态各有不同,所需的钢筋配比自然也就不同了。
比如说,梁的受弯比较明显,而柱则主要受压,所以它们的最小配筋率就得根据具体情况来调整,就像在做不同风味的菜肴,总得有个主料和辅料的搭配嘛。
配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
ρ=As/bho,其中,ρ为配筋率;As为受拉区纵向钢筋的截面面积;b为矩形截面的宽度;ho为截面的有效高度。
配筋率是反映配筋数量的一个参数。
最小配筋率是指,当梁的配筋率ρ很小,梁拉区开裂后,钢筋应力趋近于屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。
是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。
控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态,不发生超筋破坏和少筋破坏,配筋率又是反映经济效果的主要指标。
控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。
在钢筋混凝土构件的设计中,提起“配筋率”,行内人士想必都不陌生,这里我主要说的配筋率是钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率。
在设计过程中,最初本人对它的概念比较模糊,并发现工作多年的同行朋友对此理解也有误区,所以在这里整理一下自己的理解,和大家分享。
在《混凝土结构设计规范》中9.5.1注解第3条,受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算。
这句话我读了几十遍,照字面理解,我们计算配筋率的时候,分母应该取全截面面积,即b·h,但是我看校对人员帮我看图的时候,验算配筋率,用As/(b·h。
)。
有人说h和h。
的差距在实际工程中的意义不大,我看未必,单排配筋时h。
=h-35,差距还不算大,而双排或双排以上配筋时h。
=h-60,如此说来,我们还真的应该抠一下到底用h还是h。
这个问题纵说纷议,我查阅资料和规范得出如下看法:《建筑结构设计规范应用图解手册》明确指明受弯构件最小配筋率是按有效高度计算,受压构件按全截面。
PKPM对受弯构件也是按有效高度计算的。
1.7 配 筋 率1.7.1 纵向受力钢筋的最小配筋率1.7.1.1 不考虑地震的纵向受力钢筋的最小配筋率1)钢筋混凝土结构构件中纵向受力构件的最小配筋率不应小于表1-75及表1-76规定的数值。
表1-75 混凝土构件中纵向受力钢筋的最小配筋率min ρ(%)注:1.轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率以及各类构件一侧受压钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;轴心受拉构件及小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面计算;受弯的梁类构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压边缘面积(b b f -')'f h 后的截面面积计算。
当钢筋沿构件截面周边布置时,“一侧的受压钢筋”或“一侧的受拉钢筋”系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋; 2.当温度、收缩等因素对结构有较大影响时,构件的最小配筋率应按上述规定适当增加; 3.受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减少0.1;当混凝土强度为C60及以上时,应按表中规定增大0.1; 4.偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑。
表1-76 受弯构件、偏心受拉构件、轴心受拉构件一侧受拉纵向钢筋最小配筋百分率min ρ(%)续表1-76注:本表是1-75序号3的具体化。
2)对于卧置于地基上的混凝土板,板的受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。
1.7.1.2 考虑地震作用组合的框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋率考虑地震作用组合的框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率min (%)如表1-77及表1-78所示。
表1-78 y f =300N/mm 2 (y f =360N/mm 2)框架梁纵向受拉钢筋最小配筋率续表1-78注:1.表中不带括号的数据为按HRB335类钢筋y f =300N/mm 2计算;表中带括号的数据为RRB400类钢筋y f =360N/mm 2计算; 2.本表是表1-77的具体化。
梁的配筋设计一般控制要求一、梁的纵筋配筋率1梁支座纵向受拉钢筋最大配筋率《高规》6.3.3.1:抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%,不应大于2.75%;当梁端受拉钢筋的配筋率大于2.5%时,受压钢筋的配筋率不应小于受拉钢筋的一半。
2、梁支座纵向受拉钢筋最小配筋率1 ).《高规》63.2.2:纵向受拉钢筋的最小配筋百分率Pmin(%),非抗震设计时,不应小于O.2和45ft∕fy二者的较大值;抗震设计时,不应小于表6.3.2-1规定的数值。
2 ).《高规》10.2.7.1:转换梁上.下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一.和二级分别不应小于0.60%.0.50%和0.40%o3、梁跨中纵向受拉钢筋最小配筋率1 ).《高规》6.3.2.2:纵向受拉钢筋的最小配筋百分率Pmin(%),非抗震设计时,不应小于O.2和45ft∕fy二者的较大值才亢震设计时,不应小于表6.3.2-1规定的数值。
2 ).《高规》1027.1:转换梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一、和二级分别不应小于0.60%、0.50%和0.40%o二、上下铁比值1梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积比值1 ).《混规》9.2.6.1:当梁端按简支计算但实际受到部分约束时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋。
其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4,且不应少于2根。
该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于∣0∕5,IO为梁的计算跨度。
2 ).《高规》63.2.3:抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.302、梁通长筋与梁两端顶面和底面纵向钢筋截面面积比值《高规》633.2:沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向配筋,一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4;三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mmβ三、钢筋直径1梁箍筋最小直径1) .《抗规》6.3.3:梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径数值应增大2mmβ2) .《高规》10.2.7.2:转换梁,离柱边1.5倍梁截面高度范围内的梁箍筋应加密,加密区箍筋直径不应小于Iomm、间距不应大于IOOmm0加密区箍筋的最小面积配筋率,非抗震设计时不应小于0∙9ft/fyv;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于1.3ft∕fyv、1.2ft∕fyv和1.Ift/fyv。
[指南]纵向受力钢筋的最小配筋百分率纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)受力类型最小配筋百分率强度等级500MPa 0.50全部纵向钢筋强度等级400MPa 0.55 受压构件强度等级300MPa、335MPa 0.60一侧纵向钢筋 0.2受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋 0.2和45f/f中的较大值ty注:1.受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用C60以上强度等级的混凝土时,按表中规定增加0.10; 2.板类受弯构件(不包括悬臂板)的受拉钢筋,当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时,其最小配筋百分率应允许采用0.15和45 f/fty中的较大值;3.偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑;4.受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;5.受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积和扣除压翼缘面积(b’-b)h’后的截面面积计算; ff6.当钢筋沿构件截面周遍布置时,“一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
混凝土强度设计值(N/mm2)混凝土强度等级强度种类 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80f 7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.835.9 c0.91 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.18 2.22 ft混凝土保护层的最小厚度c(mm)环境类别板、墙、壳梁、柱、杆一 15 20二a 20 25二b 25 35三a 30 40三b 40 50注:1 混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5mm;2 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm。
配筋率是指用钢筋的截面积除以梁或柱的截面积再乘以100%。
钢筋的截面积可以查钢筋手册。
4根螺纹18 :10.18平方厘米,6根螺纹20:18.85平方厘米,配筋率:(10.18+18.85)/40*80 =0.009,配筋率0.9%。
配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
受拉钢筋配筋率、受压钢筋配筋率分别计算.计算公式:ρ=A(s)/bh(0)。
此处括号内实为角标式中:A(s)为受拉或受压区纵向钢筋的截面面积;b为矩形截面的宽度;h(0)为截面的有效高度。
配筋率是反映配筋数量的一个参数。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态,不发生超筋破坏和少筋破坏,配筋率又是反映经济效果的主要指标。
梁、柱最大最小配筋率《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第第ρ--纵向受拉钢筋配筋率:对钢筋混凝土受弯构件,取ρ=As/(bh0);对预应力混凝土受弯构件,取ρ=(Ap+As)/(bh0)。
第当按单向板设计时,除沿受力方向布置受力钢筋外,尚应在垂直受力方向布置分布钢筋。
单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%;分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm;对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适当增加,其间距不宜大于200mm.注:当有实践经验或可靠措施时,预制单向板的分布钢筋可不受本条限制。
柱的配筋率:取全截面。
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于纵向受力钢筋最小直径的10倍,且不应大于200mm;箍筋末端应做成135°弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍;箍筋也可焊成封闭环式;《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第,应符合下列各项要求:1 梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。
关于楼板最小配筋率及其经济性的讨论华海公司《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)9.5.1规定:受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率(%)为0.2和45Ft/Fy中的较大值。
可见新规范对楼板最小配筋率有了较大的提高,一般每平方米约在十公斤(以Φ10@200计算)以上,所以对整个工程造价有不小的影响,如何在满足最小配筋率和安全的基础上,体现楼板的经济配筋率,是本文所要重点论叙的内容。
例如某楼板,板厚100mm,C25混凝土,配HPB235钢筋,按最小配筋率求楼板配筋。
解:取1m板宽做为计算单元,先求楼板最小配筋率:由规范知:Ft=1.27N/mm2Fy=210N/mm245Ft/Fy=45x1.27/210=0.27max(0.2,0.27)=0.27所以楼板的最小配筋率为0.27%As=0.27x1000=270mm2取Φ8@180(As=279mm2)如将楼板配筋改为CRB550冷轧带肋钢筋(Fy=360N/mm2)其它条件不变,则有:45Ft/Fy=45x1.27/360=0.16max(0.2,0.16)=0.2所以楼板的最小配筋率为0.2%As=0.2x1000=200mm2取Φ7@180(As=214mm2可见,采用不同设计强度的钢筋作为楼板配筋,在其它条件不改变的前提下对楼板最小配筋影响较大。
现按以上两种不同的配筋比较一下经济成本:(取1m板宽)配筋根楼长度单位重量总重量Φ8@180 5.555根1m 0.395kg/m 2.194kg 7@180 5.555根1m 0.302kg/m 1.678kg 重量节约率=(2.194-1.678)/2.194=23.52%因CRB550级冷轧带肋钢筋属于冷加工钢筋(JGJ95-2003),成本比普通HPB235钢筋价格贵约400元/吨,以现在HPB235钢筋市场价3800元/吨,则价格提高率=(4200-3800)/3800=10.53%节约资金=23.52%10.53%=12.99%所以按构造配筋计算,如果采用CRB550级冷轧带肋钢筋经采用HPB235钢筋,楼板钢筋重量节约23.52%,资金节约12.99%,这可能也是新规范提倡用高强钢筋的一个方面(4.2.1条文说明)。
框架柱的配筋和尺寸要求:【建筑抗震规范】6.3【混凝土结构设计规范】11.4【高规】6.4(1):柱纵向受力钢筋的最小总配筋率应按表637-1采用,同时每一侧配筋率不应小于0.2%;对于建造在"类场地且较高的高层建筑,最小总配筋率应增加0.1%。
(2):表6.3.7-1柱截面纵向钢筋的最小总配筋率(百分率)注:①表中括号内数值用于框架结构的柱②钢筋强度标准值为400MPa时,表中数值应增加0.05 ; 钢筋强度标准值小于400MPa寸,表中数值应增加0.1。
③混凝土强度等级高于C60时,上述数值应相应增加0.1。
(3):柱总配筋率不应大于5%(4):矩形柱截面宽度和高度,四级或不超过2层时不宜小于300mm 一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm圆柱的直径四级或不超过2层时不宜小于350mm 一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm(5):剪跨比宜大于2 (不形成短柱);三级轴压比限值为0.85 ,二级为0.75 ;长短边之比不宜大于3; 一级框架短柱的每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%’(6)纵筋配置原则:满足最小(大)配筋率要求柱纵筋间距不大于200,净间距不小于50。
一般取150-200。
(大于600的柱子,一侧至少配5根钢筋才能满足间距要求,先在pkpm中改看配筋是否满足,再在施工图中进行手改。
)上下层纵筋的钢筋直径等级差不超过2级。
(柱子,墙等竖向钢筋采用电渣压力焊直径等级差不超过7mm钢筋焊接及验收规程2012)(7)箍筋配置原则:①柱箍筋加密区的箍筋肢距:一级不宜大于200mm二、三级不宜大于250mm四级不宜大于300mm柱箍筋加密范围:1)柱端,取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6、和500mml的最大值。
2)底层柱的下端不小于柱净高的1/3。
3)刚性地面上下各500mm 4)剪跨比不大于2的柱(短柱)以及因为设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱,取全高。