浅谈钢筋代换应注意的问题

浅谈钢筋代换应注意的问题浅谈钢筋代换应注意的问题 在钢筋工程施工时 往往因钢筋规格品种不全 满足不了原设 计要求 而采用钢筋代换的方式解决 钢筋的代换直接关系到 建筑结构的安全 因此必须经过精确的验算 笔者将钢筋代换 应注意的几个问题阐述如下 与同行共同探讨 1 目前 普遍采用等强代换法 其基本原则是钢筋代换前后强 度不变 公式为 ag2 rg2 ag1 rg1 式中 ag1 rg1 分别为原设计钢筋的计算面积 设计强度 ag2 rg2 分别为代用钢筋的计算面积 设计强度 不难发现 等强代换法有一定局限性 它仅适用于代换前 后 钢筋排数不变的情况 一旦钢筋排数发生变化 等强代换法所 得结果将产生降低构件承载能力 当钢筋由少排变为多排时 或是浪费钢材 当钢筋由多排变为少排时 的不良后果 为了 克服这种方法的缺点 下面介绍力矩代换法 公式为 式中 mp 构件某截面弯矩 zh 纵向受拉钢筋合力点至受压区混凝土合力点之间距离 h0 截面的有效高度 x 混凝土受压区高度 公式 指出 截面的抵抗弯矩大小不仅受截面有效高度 h0 的 影响 而且与截面受压区高度有密切关系 为使钢筋代换后构件的承载能力不降低 必须 则 式中 kh 截面有效高度影响系数 kx 截面受压区高度变化影响系数 据统计资料分析 截面受压区高度变化影响系数 kx 主要与配筋 率有关 配筋率愈大 kx 值愈大 反之 kx 愈小 当梁高度小于 50cm 时 kx 1 08 1 05 当梁高大于 50cm 时 kx 1 04 1 01 为了简化计算 当 h 50cm 时 取 kx 1 05 当 h 55cm 时 取 kx 1 02 有效截面高度变化影响系数 kn 可以这样确定 根据设计一般规 定 当为一排钢筋时 可取 ho h 3 5cm h 为梁高 当为二 排钢筋时 可取 ho h 9cm 确定了 ho kh 就确定了 钢筋代换影响系数见表 1 钢筋代换影响系数 表 1 截面高 度 cm knkxk1 xnkx 30 1 10 1 05 1 16 0 86 1 64 0 61 35 1 09 1 05 1 14 0 87 1 62 0 62 40 1 07 1 05 1 12 0 89 1 59 0 63 45 1 06 1 05 1 11 0 89 1 58 0 63 50 1 06 1 05 1 11 0 89 1 58 0 63 55 1 05 1 04 1 10 0 90 1 56 0 64 60 1 05 1 02 1 07 0 93 1 52 0 66 65 1 04 1 02 1 06 0 94 1 50 0 67 70 1 04 1 02 1 06 0 94 1 50 0 67 75 1 04 1 02 1 06 0 94 1 50 0 67 80 以上 1 03 1 02 1 05 0 95 1 49 0 67 注 rg1 ii 级钢筋设计强度 rg2 i 级钢筋设计强度 2 钢筋代换应考虑规范中对截面受压高度 x 的限制 即 x 0 55ho 当采用冷拔 低碳钢丝时 x 0 45ho 当用低级别钢筋代换原设计的高级别钢筋时 可能出 现 x 0 55ho 的情况 但在施工代换时 进行截面受压区高度的验算很不方便 因此 可将公式稍作 变形 即 将控制截面受压区高度 x 的验算 转为控制受力主筋最大配筋率 的验算 现按常用混凝土强度等级和钢筋级别 将受力主筋最大配筋率 d 值列于表 2 纵向受力钢筋的最大配筋 d 以混凝土计算面积计算 表 2 受弯构件 单筋矩形截面 混凝土 强度 等级 级钢筋 级钢筋 轴心受压构 件的全部受 压钢筋 级钢筋 5 钢钢筋 c15 2 04 1 69 1 08 1 51 2 06 不宜 3 当 3 时构件截面积 a 应以 ah 代替 ah a ag1 c20 3 20 2 26 2 40 2 02 2 75 c25 4 12 2 91 3 09 2 60 3 53 c30 5 04 3 55 3 78 3 18 4 23 注 括号内数字用于钢筋直径 28mm 时 3 考虑规范中对直径 28mm 的 ii 级钢筋设计强度应取 310n mm2 这个因素 当 直径 28mm 的 ii 级钢筋代换原设计的 28mm 的 ii 级钢筋时 计算公式为 4 钢筋混凝土结构构件除应满足强度要求外 还需控制变形值 以及应满足结 构构造要求 如最小配筋率 间距 接头和锚固长度及相应的箍筋直径和间距 等 5 当高级别钢筋代换低级别钢筋时 钢筋面积应符合表 3 中钢筋最小配筋率 1 的要求 由于高级别钢筋代换低级别钢筋时 钢筋面积和弹性模量变小 应验 算受弯 构件的变形值 6 当用粗钢筋代换细钢筋时 应满足钢筋搭接长度和端部锚固 长度的要求 总之 钢筋的代换在钢筋混凝土工程施工中是一个常见的问题 能够熟练的计算 妥善地处理好这一类问题是现场施工员和安 全员必须具备的基本素质 以上一些浅薄的经验系笔者多年现 场施工中的积累 希望与广大同行共同交流探讨 以期更简便 更妥善地解决此类问题 罗凯 钢筋最小配筋率 c 以混凝土计算面积计算 表 3 混凝土 强度等 级 轴心受压构 件的全部受 压钢筋 偏心受压及 偏心受拉构 件的受压钢 受弯构件 偏 心受压及偏心 受拉构件的受 梁中箍筋 k地震区配筋 筋拉钢筋 c20 及 c20 以 下 0 4 0 2 0 1 0 015 n 箍筋肢数 ak 单肢箍筋截面面积 b 构件宽度 s 箍筋间距 ra 混凝土轴心抗压强度 rg 钢筋抗拉设计强度 抗震墙每个方向总配筋率不应小于 0 25 不设抗震墙或抗震支撑的框架结构 其柱子纵向钢筋总配筋率 在设计裂度为 7 度和 8 度时 不宜小于 0 6 9 度 时不宜小于 0 8 角柱在设计裂度为 7 度和