平法识图与钢筋计算 课件 第1章 绪论

第1章绪论1.1认识平法1.2建筑结构的基本知识1.3钢筋计算的基本知识

1.1认识平法

1.1.1平法的基本概念概括来讲，建筑结构施工图平面整体表示方法(以下简称“平法”)是指按照平法制图规则把结构构件的尺寸和配筋等信息直接表达在各类构件的结构平面布置图(简称平法构造详图)上。平法构造详图与标准构造详图配合，即构成一套完整的结构设计施工图纸。

1.平法的主要特点

平法的主要特点如下。

(1)平法是针对结构施工图的表示方法，仅适用于结构施工图。

(2)平法按照梁、板、柱、墙、基础、楼梯等构件分别表达结构设计信息，各类构件相对独立、自成体系。

(3)平法主要包括制图规则和构造详图这两大部分内容，其中，制图规则实质上是表达结构设计的创造性劳动，而表达结构设计的重复性劳动则纳入构造详图。

(4)无论是水平构件还是竖向构件，平法始终将平面布置图作为表达结构设计信息的对象。

(5)平法简洁明了。平法表示可以节约图纸，但不如传统表示方法直观，使用者必须熟悉平法才能充分理解设计师意图。

(6)平法为结构工程师、建造师、造价工程师、监理工程师、钢筋工长以及钢筋工人提供了通用的技术标准，凡是工作涉及钢筋混凝土结构的专业技术人员都必须熟练掌握平法。

(7)只有掌握了混凝土结构设计的基本原理，才能深刻地理解平法的精髓和内涵，从而熟练地使用平法。

1.1.2认识平法图集

1.现行G101图集的主要内容

(1)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》，代号为22G101-1，主要介绍柱、剪力墙、梁和板这四类构件的制图规则和构造详图，同时还包括混凝土保护层的最小厚度、钢筋锚固长度、钢筋搭接长度、钢筋弯钩构造、钢筋净距要求等在内的构造要求，另外，附录还展示了框架结构主要节点立体图、剪力墙结构主要节点立体图和设计中必须写明的构造做法选用表。图集22G101-1封面如图1-1所示。图1-1图集22G101-1封面

(2)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土板式楼梯)》，代号为22G101-2，主要介绍各类板式楼梯的制图规则和构造详图，其封面如图1-2所示。

图1-2图集22G101-2封面

(3)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础)》，代号为22G101-3，主要介绍各类基础的制图规则和构造详图，其中，构造详图的内容包括剪力墙墙身竖向分布钢筋、剪力墙边缘构件纵向钢筋和柱纵向钢筋在基础中的构造，此外，附录展示3张索引图和设计中需要写明的构造做法选用表。图集22G101-3封面如图1-3所示。图1-3图集22G101-3封面

(4)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(剪力墙边缘构件)》，代号为12G101-4，主要介绍墙厚不大于400mm(双排配筋)的现浇剪力墙结构边缘构件的制图规则和构造详图，该图集是对图集22G101-1剪力墙部分的补充。

(5)《G101系列图集常见问题答疑图解》，代号为17G101-11，主要介绍现浇混凝土框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、现浇混凝土楼面与屋面板，以及独立基础、条形基础、筏形基础和桩基础等内容，针对施工中容易混淆、容易忽视、容易出错的问题给出符合规范做法的解答。

2.现行G101图集的主要编写依据

(1)《工程结构通用规范》GB55001-2021；

(2)《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021；

(3)《混凝土结构通用规范》GB55008-2021；

(4)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)(部分条款已废止)；

(5)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)(部分条款已废止)；

(6)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010；

(7)《建筑结构制图标准》GB/T50105-2010；

(8)《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021；

(9)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；

(10)《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；

(11)《地下工程防水技术规范》GB50108-2008。

1.2建筑结构的基本知识

1.2.1常见的结构体系

(1)框架结构，指由梁和柱以钢筋相连接而构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架，共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

(2)剪力墙结构，指用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱的结构，该类结构能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力。

(3)框架-剪力墙结构，也称框剪结构，指在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，以满足不同建筑功能的要求，比如，有足够的侧向刚度，在水平荷载(风荷载和水平地震力)作用下具有较强的抵抗变形的能力。

(4)框支剪力墙结构，指部分剪力墙因建筑要求不能落地，直接落在下层框支梁上，再由框支梁将荷载传至转换柱上的结构。框支梁上面的墙就叫框支剪力墙。框支剪力墙结构是一个局部的概念，因为结构中只有部分剪力墙采用框支体系，大部分剪力墙一般都会落地的。

1.2.2层高的概念

建筑工程中包含建筑层高和结构层高两类，其中，建筑层高指本层地面到上一层地面的高度；结构层高指本层现浇楼板上表面到上一层现浇楼板上表面的高度。如果各楼层的地面做法相同，则建筑层高等于结构层高，该结论适用于地上和地下的楼层。关于层高计算的注意事项如下。

(1)当存在地下室时，一层的层高就是地下室顶板到一层顶板的高度，地下室的层高就是筏板上表面到地下室顶板的高度(以仅有一层地下室为例)，此时应按照各自的定义分别计算建筑层高和结构层高。

(2)当不存在地下室时，一层的建筑层高为

±0至一层顶板地面的高度，而一层的结构层高为筏板上表面到一层顶板的结构高度(当基础没有底板时则不需要考虑结构层高)，此时柱和剪力墙的实际高度需要根据建筑层高并结合基础形式进行推算。

1.2.3层号的概念

建筑专业和结构专业对层号定义的区别主要在于建筑物的分层面，即建筑专业第N层的地面，在结构专业中被定义为第N-1层的梁板，如图1-4所示。图1-4建筑层号和结构层号示意图

1.3钢筋计算的基本知识

1.3.1钢筋长度计算的通用公式计算钢筋的长度时，通常需要使用的参数包括构件长度、保护层厚度、弯钩长度、锚固长度以及设计注明的搭接长度等，可按下式计算：

使用式(1-1)的注意事项如下。

(1)计算箍筋长度时，构件长度应替换为构件横截面尺寸，并在截面的每一边按对应尺寸分别计算。

(2)保护层厚度的取值可查阅图集22G101-1P2-1，需要注意附注中所列的特殊情况下的修正值。根据图集22G101-1P1-1第1.0.9条的最新规定，施工图中必须注明结构不同部位所处的环境类别和混凝土的保护层厚度，详见本书第1.3.2节的内容。

(3)弯起钢筋增加值等于钢筋斜长减去钢筋沿构件长度方向的投影长度，但弯起钢筋在实际工程中比较少见，故一般无须考虑其增加值。

(4)当钢筋需要计算锚固长度时，需要根据构造详图的规定按直锚或弯锚计算，此时弯钩长度包含在锚固长度以内。

(5)对于设计未注明的搭接长度，由于已经包含在定额的损耗率以内，故不再单独计算。

1.3.2混凝土保护层的取值

混凝土结构的环境类别和混凝土保护层的最小厚度可直接查阅图集22G101-1P2-1，其中混凝土结构的环境类别见表1-1，混凝土保护层的最小厚度见表1-2。设计师应根据混凝土结构的环境类别和构件类别选用保护层厚度。

混凝土保护层取值的注意事项如下。

(1)表1-2中混凝土保护层的最小厚度，指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离，适用于设计工作年限为50年的混凝土结构。

(2)构件中受力钢筋的混凝土保护层厚度，不应小于钢筋的公称直径。

(3)一类环境中，设计工作年限为100年的结构最外层钢筋的混凝土保护层厚度应不小于表1-2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；四类和五类环境类别的混凝土结构，其耐久性要求应符合国家现行有关标准的规定。

(4)混凝土强度等级为C25时，表1-2中混凝土保护层的最小厚度应增加5mm。

(5)基础底面钢筋的混凝土保护层厚度，有混凝土垫层时，其应从垫层顶面算起，且不应小于40mm；无混凝土垫层时，其应不小于70mm。

(6)当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度大于50mm时，宜对混凝土保护层采取有效的构造措施。当在混凝土保护层内配置防裂、防剥落的钢筋网片时，网片钢筋的保护层厚度应不小于25mm。

(7)根据图集22G101-1P1-1第1.0.9条的最新规定，施工图中必须注明结构不同部位所处的环境类别和混凝土保护层的厚度。

1.3.3钢筋的连接工艺

钢筋的连接工艺包括搭接、机械连接和焊接。

(1)搭接又称为绑扎连接，主要靠钢筋与混凝土接触表面上的粘结应力传力，为了使混凝土360°包裹钢筋，避免削弱粘结应力，应采用非接触性搭接，即搭接时让钢筋之间留有一定的净距，考虑到混凝土骨料粒径等因素，该净距可取25mm。

(2)机械连接是通过机械接头实现钢筋连接的，具有接头强度高于钢筋母材，连接速度快于焊接，无污染、节省钢材等优点。常用的接头类型包括套筒挤压连接接头、锥螺纹连接接头、直螺纹连接接头等。

(3)焊接是指用电焊设备将钢筋沿轴向接长或交叉连接。钢筋焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关，常用的钢筋焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、电阻点焊和钢筋气压焊，本书所讲的焊接主要是指闪光对焊。

1.图集22G101-1P2-4关于选择钢筋连接工艺的规定

(1)当受拉钢筋直径大于25mm、受压钢筋直径大于28mm时，不宜采用搭接。但在实际工程中，当钢筋直径大于14mm时往往就不再采用搭接。另外，当需要连接的钢筋直径在两个级差以上时，一般会采用搭接。

(2)轴心受拉及偏心受拉构件中的纵向受力钢筋，不应采用搭接。

(3)纵向受力钢筋的连接位置，宜避开梁端、柱端的箍筋加密区，若必须在该区域连接，则应采用机械连接或焊接。

(4)机械连接和焊接接头的类型及质量，应符合国家现行有关标准的规定。

2.图集22G101-1P2-4关于钢筋连接接头错开距离的规定

(1)当钢筋采用搭接时，若钢筋搭接长度为llE(具体取值详见本书第1.3.4节的内容)，则连接区段长度为1.3llE；对于搭接长度中心线之间的距离小于1.3llE的钢筋，视为在同一连接区段内搭接，否则视为在不同连接区段内搭接，此时钢筋搭接接头的净距应不小于0.3llE，如图1-5所示。图1-5同一连接区段内纵向受拉钢筋搭接接头

(2)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。当钢筋直径相同且相邻钢筋搭接接头的净距均不小于0.3llE

时，该百分率为50%。

(3)当钢筋采用机械连接时，若钢筋直径为

d，则连接区段长度为35d，即相邻钢筋机械连接接头的净距不应小于35d。

(4)当钢筋采用焊接时，若钢筋直径为

d，则连接区段长度为35d，且不能小于500mm，即相邻钢筋焊接接头的净距应不小于35d

和500mm中的较大值。当d大于14mm时，即35d

大于500mm时，则机械连接和焊接接头的净距要求相同，如图1-6所示。

(5)d

取相互连接的两根钢筋中的较小直径，当同一构件内按不同钢筋计算的连接区段长度不同时，应取其中的较大值。图1-6同一连接区段内纵向受拉钢筋的机械连接接头、焊接接头

1.3.4钢筋锚固长度和搭接长度的计算

1.钢筋锚固长度计算

钢筋锚固长度，指受力钢筋在支座内锚固时，其通过与混凝土之间的粘结将所受的力传递给支座时所需的长度。充足的锚固长度是受力钢筋充分发挥其作用的前提条件，具体应按下述规定查表和计算。

(1)有抗震设计时，受拉钢筋基本锚固长度

labE，根据锚固区的混凝土强度等级、钢筋强度等级和抗震等级按图集22G101-1P2-2取值，见表1-3，其中，d

为锚固钢筋的直径。无须进行抗震设计时，则不考虑抗震等级，受拉钢筋基本锚固长度取

lab，四级抗震时，受拉钢筋基本锚固长度取

labE=lab。

(2)有抗震设计时，受拉钢筋锚固长度表示为

laE，根据锚固区的混凝土强度等级、钢筋强度等级、抗震等级和钢筋的直径范围，按图集22G101-1P2-3取值，见表1-4，其中，d

为锚固钢筋的直径。无须进行抗震设计时，则不考虑抗震等级，受拉钢筋锚固长度取

la，四级抗震时，受拉钢筋锚固长度取

laE=la。

(3)有抗震设计时，受拉钢筋锚固长度

laE

的修正系数计算。

①

当采用环氧树脂涂层带肋钢筋时，锚固长度

laE

的数据应乘以1.25。

②

当纵向受拉钢筋在施工中易受扰动时，锚固长度

laE

的数据应乘以1.1。

③

当锚固长度范围内纵向受力钢筋保护层厚度为3d时，锚固长度

laE的数据可乘以0.8；当保护层厚度不小于5d时，该数据可乘以0.7；当保护层厚度为中间值时，按线性内插取值。

④

当修正系数多于一项时，可采用连乘计算，但是修正系数连乘以后应不小于0.6。

⑤

在任何情况下，受拉钢筋的锚固长度

la

和

laE

的计算值均应不小于200mm。

2.钢筋搭接长度计算

钢筋搭接长度，指两根钢筋通过搭接接头传力所需的长度，具体应按下述规定查表和计算：

(1)有抗震设计时，受拉钢筋搭接长度表示为llE，根据锚固区的混凝土强度等级、钢筋强度等级、抗震等级、钢筋的直径范围和同一区段内搭接钢筋面积百分率，按图集22G101-1P2-6取值，见表1-5，其中，d

为搭接钢筋的直径。无须进行抗震设计时，则不考虑抗震等级，受拉钢筋搭接长度取

ll

；四级抗震时，受拉钢筋搭接长度取

llE=ll。

(2)抗震设计时，受拉钢筋搭接长度

llE

的修正系数计算。

①

当采用环氧树脂涂层带肋钢筋时，搭接长度llE

的数据应乘以1.25。

②

当纵向受拉钢筋在施工中易受扰动时，搭接长度

llE

的数据应乘以1.1。