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

称直径(mm)

不同根数钢筋的计算截面面积(mm²)

单根钢筋理论重量(kg/m)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

6

28.3

57

85

113

142

170

198

226

255

0.222

6.5

33.2

66

100

133

166

199

232

265

299

0.26

8

50.3

101

151

201

252

302

352

402

453

0.395

8.2

52.8

106

158

211

264

317

370

423

475

0.432

10

78.5

157

236

314

393

471

550

628

707

0.617

12

113.1

226

339

452

565

678

791

904

1017

0.888

14

153.9

308

461

615

769

923

1077

1231

1385

1.21

16

201.1

402

603

804

1005

1206

1407

1608

1809

1.58

18

254.5

509

763

1017

1272

1527

1781

2036

2290

2

20

314.2

628

942

1256

1570

1884

2199

2513

2827

2.47

22

380.1

760

1140

1520

1900

2281

2661

3041

3421

2.98

25

490.9

982

1473

1964

2454

2945

3436

3927

4418

3.85

28

615.8

1232

1847

2463

3079

3695

4310

4926

5542

4.83

32

804.2

1609

2413

3217

4021

4826

5630

6434

7238

6.31

36

1017.9

2036

3054

4072

5089

6107

7125

8143

9161

7.99

40

1256.6

2513

3770

5027

6283

7540

8796

10053

11310

9.87

50

1964

3928

5892

7856

9820

11784

13748

15712

17676

15.42

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

结构体系与类型

设防烈度

6

7

8

9

框架结构

高度

≤30

>30

≤30

>30

≤30

>30

≤25

框架

四

三

三

二

二

一

一

剧场、体育馆等大跨度公共建筑

三

二

一

一

框架-剪力墙结构

高度(m)

≤60

>60

≤60

>60

≤60

>60

≤50

框架

四

三

三

二

二

一

一

剪力墙

三

三

二

二

一

一

一

剪力墙结构

高度(m)

≤80

>80

≤80

>80

≤80

>80

≤60

剪力墙

四

三

三

二

二

一

一

部分框支剪力墙结构

框支层框架

二

二

二

一

一

不应采用

不应采用

剪力墙

三

二

二

二

一

筒体结构

框架-核心筒结构

框架

三

二

一

一

核心筒

二

二

一

一

筒中筒结构

内筒

三

二

一

一

外筒

三

二

一

一

单层厂房结构

铰接排架

四

三

二

一

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。

六、混凝土保护层

纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径，且应符合下表的规定。

环境类别

板、墙、壳

梁

柱

≤C20

C25-C45

≥C50

≤C20

C25-C45

≥C50

≤C20

C25-C45

≥C50

-

20

15

15

30

25

25

30

30

30

二

a

-

20

20

-

30

30

-

30

30

b

-

25

20

-

35

30

-

35

30

三

-

30

25

-

40

35

-

40

35

注：基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm.

七、受拉钢筋抗震锚固长度laE――03G101-1P34

受拉钢筋抗震锚固长度laE

混凝土强度等级与抗震等级

C20

C25

C30

C35

>=C40

钢筋种类与直径

一、二级抗震等级

三级抗震等级

一、二级抗震等级

三级抗震等级

一、二级抗震等级

三级抗震等级

一、二级抗震等级

三级抗震等级

一、二级抗震等级

三级抗震等级

HRB235

Ⅰ级钢筋

普通钢筋

　

36d

33d

31d

28d

27d

25d

25d

23d

23d

21d

HRB335

Ⅱ级钢筋

普通钢筋

d≤25

44d

41d

38d

35d

34d

31d

31d

29d

29d

26d

d＞25

49d

45d

42d

39d

38d

34d

34d

31d

32d

29d

环氧树脂涂层钢筋

d≤25

55d

51d

48d

44d

43d

39d

39d

36d

36d

33d

d＞25

61d

56d

53d

48d

47d

43d

43d

39d

39d

36d

HRB400

Ⅲ级钢筋
RRB400

Ⅳ级钢筋

普通钢筋

d≤25

53d

49d

46d

42d

41d

37d

37d

34d

34d

31d

d＞25

58d

53d

51d

46d

45d

41d

41d

38d

38d

34d

环氧树脂涂层钢筋

d≤25

66d

61d

57d

53d

51d

47d

47d

43d

43d

39d

d＞25

73d

67d

63d

58d

56d

51d

51d

47d

47d

43d

 

八、纵向受拉钢筋绑扎搭接长度llE、ll――03G101-1P34

纵向受拉钢筋绑扎搭接长度LlE与Ll

注：
1.当不同直径的钢筋搭接时，其LlE与Ll值按较小的直径计算。
2.在任何情况下Ll不得小于300mm。
3.式中ξ为搭接长度修正系数。

抗震

非抗震

LlE＝ξLaE

Ll＝ξLa

 

纵向受拉钢筋搭接长度修正系数ξ

纵向钢筋搭接接头面积百分率(%)

d≤25

50

100

ξ

1.2

1.4

1.6

 

九、钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)――GB50010-2002

结构类别

室内或土中

露天

排架结构

装配式

100

70

框架结构

装配式

75

50

现浇式

55

35

剪力墙结构

装配式

65

40

现浇式

45

30

挡土墙、地下室墙壁等类结构

装配式

40

30

现浇式

30

20

注：
1、装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用；
2、框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；
3、当屋面无保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用；
4、现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。

十、现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)――GB50010-2002

 

 

 

结构体系

设防烈度

6

7

8

9

框架结构

60

55

45

25

框架-剪力墙结构

130

120

100

50

剪力墙结构

全部落地剪力墙结构

140

120

100

60

部分框支剪力墙结构

120

100

80

不应采用

筒体结构

框架-核心筒结构

150

130

100

70

筒中筒结构

180

150

120

80

注：

1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶高度(不考虑局部突出屋顶部分)；

2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；

3、部分框支剪力墙结构指首层或底部两层为框架和落地剪力墙组成的框支剪力墙结构；

4、甲类建筑应按本地区的设防烈度提高一度确定房屋最大高度，9度设防烈度时应专门研究；乙、丙类建筑应按本地区的设防烈度确定房屋最大高度；

5、超过表内高度的房屋结构，应按有关标准进行设计，采取有效的加强措施。

十一、符号说明

代号

含义

代号

含义

laE

受拉钢筋抗震锚固长度

la

受拉钢筋的最小锚固长度

llE

纵向钢筋抗震受拉钢筋绑扎长度

ll

非抗震绑扎长度

C

混凝土保护层厚度

d

钢筋直径

hb

为梁节点高度

Lw

钢筋弯折长度

Hn

为所在楼层的柱净高

Ln

梁跨净长

hc

在计算柱钢筋时为柱截面长边尺寸（圆柱为截面直径），在计算梁钢筋时：hc为柱截面沿框架方向的高度