从力学基本原理学习钢筋 - 图文 

从力学基本原理学习钢筋《平法》

从力学基本原理学习钢筋《平法》

从力学基本原理学习钢筋《平法》

《力学》是学习钢筋“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”。下面我就举两个“力学在钢筋设计中的基本原理应用”的例子，希望读者指出不足，互相学习共同进步；希望大家“牵一发而动全身”，从一个原理反射理解到其他地方，培养在思考中学习的好习惯

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？ 因为等级越高，抗拉强度标准值就越大，同样直径所需要的锚固力就越大，当然锚固长度就越大。

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！

3.万能的内折角定律

所谓的内折角，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，都绝对不允许内折角出现。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，即由外到内是：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。

钢筋算量过程中，让我们常“卡壳”的知识

①强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构造

②“抗震与非抗震的区别仅仅在于框架是否抵抗往复作用的横向地震作用力。非抗震不存在这种作用力，仅将锚固变为La但采用二至四级抗震等级的构造形式（四级抗震的Lae等于不抗震的La），是非常典型的结构混乱”

压墙筋：一般多用于剪力墙上既无LL又无AL情况下，规范规定，≥120厚的墙体，应设两根Φ6钢筋，压入墙内大于1M，间距不大于 500； ≥370的墙体应设3根Φ6钢筋（老规范）。压墙筋是剪力墙水平方向附加的钢筋，长度计算公式同水平筋公式计算。

直径6的钢筋：现在市场上买不到6的钢筋，要用6.5的代替，这个现在有没有政府文件或者是企业标准。所以，施工时这个量会亏（设计为 6，但只能用6.5）。目前在找甲方签证时，尚无相关依据。广联达里面，可在比重设置中，将6.5的比重复制到6.钢筋的理论重量为 0.00617*D*D（kg/m），其中D为钢筋直径，单位mm

实际工程中钢筋的连接方法：①绑扎（计算搭接长度，该长度归入工程量） ②单面焊或双面焊焊（实际中分别有10D和5D的“搭接长度”） ③电渣压力焊 ④锥螺纹连接、直螺纹连接、锥螺纹（可调），这三者有正反丝扣连接（在下面会提及） ⑤对焊 ⑥套管挤压 ⑦气压焊 要注意的是，除了绑扎连接的搭接长度有计入工程量，其余连接方式都是算接头数量，即使单面焊、双面焊也没有计算“搭接长度”。软件中对于单面焊、双面焊等默认会统计出接头的个数，如果要统计长度，可以用接头数量*搭接长度。焊道一起之后，软件是从底到顶直接算上去的，不会在焊接处断开算两遍的。 有搭接接头汇总表 梁纵筋丝扣连接 正反丝扣

1、它一般应用于被连接的两根钢筋不能旋转时的连接。 2、连接方法及步骤：

（1）将两根被连接钢筋移至连接套筒两端口，旋转连接套筒使两钢筋顺利地旋入连接套筒。 （2）当钢筋丝头旋入连接套筒一半时，观察连接套筒两端外露未旋入钢筋丝头螺纹的数量。

（3）确定连接套筒两端有外露螺纹且数量相等后，用专用的工作扳手或管钳旋转连接套筒，使两根被 连接钢筋的钢筋丝头在连接套筒中间对顶锁紧。

广联达钢筋抽样 截面“全部纵筋”输入 由左下角开始，向右绕一圈布置

砌体加筋 一般是高度每500MM加一层，240MM以上厚度的加两根，以下的加一根。 主要用在柱与墙交接的地方；或墙转角的地方。

板层板带 楼层板带是在现浇板中布置的附加钢筋带，比如后浇带的附加钢筋，就可以用楼层板带处理。 钢筋混凝土水池、钢筋混凝土化粪池的结构配筋中，顶板就有柱顶板带及跨中板带的配筋。

钢筋的搭接段设置 需设置在剪力最小处，一般为跨中1/3范围。如果不受这个限制，每节钢筋长度就都能是标准的9米左右 （钢筋出厂长度为9米或12米）

纵筋错开距离 其实就是搭接百分率的概念，11平法P55截图如下 ①绑扎：不小于1.3搭接长度 ②焊接/机械连接：不小于max（35d，500） 该长度皆为露出长度

直锚与弯锚

1、纵向受拉钢筋锚入支座一般采用直线锚固形式，非抗震时为La，抗震时为Lae，当锚入的支座截面尺寸不足时，可采用带90度弯锚形式，即水平（竖直）段加弯折

段。

2、中间层框架梁端节点上部纵向钢筋采用90度带弯锚时要求：水平段长度应>0.4la或>0.4lae，弯折段长度为15D。 3、框架顶层中柱纵向钢筋采用带90度弯锚时要求，竖直段长度>0.5La（非抗震）或>0.5Lae（抗震），弯折段长度为15D. 4、桩基承台纵向钢筋在端部采用带90度弯锚时要求，水平段长度应>25D，弯折段长度为10D。

构件中纵向钢筋采用90度弯锚时，弯折长度为何有15D,12D和10D的区别？这是03平法一个弊端，如梁弯折长度15D，柱子纵筋的弯折长度12D，各个节点弯折不一，容易混乱不方便记忆，其实应该统一，一概用15D。

梁---上部纵筋要在跨中三分之一处搭接，下部纵筋要在支座三分之一处搭接 分析依据为简支梁受力弯矩图

梁吊筋

吊筋锚固长度为20d，平直段为 次梁宽+2*50，弯折角度：当h>800，为60度；当h<=800，为45度。（h为梁高）

箍筋弯钩角度:

说明：提供135°、90°、180°三种选择；

箍筋135度的弯钩=平直段(10d或75mm的大值)+1.9d 箍筋90度的弯钩=平直段(10d或75mm的大值)+0.5d 箍筋180度的弯钩=平直段(10d或75mm的大值)+3.25d 直筋180度的弯钩=平直段(10d或75mm的大值)+2*6.25D

箍筋加密长度:

来源：03G101-1第62页和63页；

说明：一级抗震时，箍筋加密长度为max（2*h，500），非一级抗震时，箍筋加密长度为max（1.5*h,500） h为梁高

梁（柱）第一道箍筋为什么要布置在距离柱（或楼板）边缘50mm处？（未解决问题）

钢筋屈服点 钢筋拉伸，在到达屈服点之前弹性变形是直线（如弹簧在达到屈服点之前拉伸可恢复原状），达到屈服点之后，将不可恢复原来的形状。

马凳筋 由此推出实际施工中马凳筋的计量值 L1=纵筋距离+50 L2=板厚-2*保护层-上部纵筋直径 L3=100

箍筋有几种表示方法：指定肢数A8-100/200(4*4)，指定总根数40A8(4*4)，指定加密区根数13A8-100/200（指定之后的计算，举例如1A8-100/200等效于A8-200，2A8-100/200则是在A8-200的数量上+1根加密区 的箍筋。 小心逻辑混乱）

预算中钢筋搭接长度的计算 预算里面，梁柱都是不计算定尺所影响的搭接长度的（比如钢筋最长为9米或12米，超过这个值需要搭接）。柱子计算的搭接长度，仅仅是施工中需要预留的长度。比如层高50米，那么在这50米之中柱筋也没计算搭接。

剪力墙水平筋计算 剪力墙的弯折长度一律为15d。有暗柱时，外部水平钢筋连续通过，内侧伸至墙底弯折；有端柱时，外侧和内侧一样，若柱宽不小于lae，则伸入柱端柱长度为lae，若柱宽小于lae，则伸至底弯折

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