(一) 基础插筋
1. 框架柱直接生根于基础板
案例(一):
屋面 | 15.870 | |
4 | 12.270 | 3.6 |
3 | 8.670 | 3.6 |
2 | 4.470 | 4.2 |
1 | -0.030 | 4.5 |
-1 | -4.530 | 4.5 |
层号 | 标高(m) | 层高(m) |
柱钢筋的环境描述 | |||
砼标号 | 抗震等级 | 基础保护层 | 柱保护层 |
C30 | 一级抗震 | 40mm | 25mm |
(图1 案例(一))
a) 基础板厚度小于2000mm的情况
基础插筋按下图计算
(图2)
从上图可知:
基础插筋的计算公式
基础插筋的长度=弯折长度a+锚固竖直长度h1+非连接区Hn/3+搭接长度LlE
1) 锚固竖直长度h1
因为弯折长度a的取值必须由h1来判断,所有先计算锚固竖直长度h1。
竖直锚固长度h1=h(基础板厚)-基础保护层
案例(一)中
h1=h(基础板厚)-基础保护层=1200-40=1160mm
2) 弯钩长度a
按照平法图集 《04G101-3》 45页柱、墙插筋锚固竖直长度与弯钩长度对照表(图8)取值。
竖直长度h1 | 弯钩长度a |
当h1≥0.5LaE(≥0.5La)时 | 12d且≥150 |
当h1≥0.6LaE(≥0.6La)时 | 10d且≥150 |
当h1≥0.7LaE(≥0.7La)时 | 8d且≥150 |
当h1≥0.8LaE(≥0.8La)时 | 6d且≥150 |
(图8 柱墙插筋锚固竖直长度与弯钩长度对照表)
锚固长度LaE按照受拉钢筋抗震锚固长度(图9)取值。
(图3 受拉钢筋抗震锚固长度)
案例(一)中,由柱钢筋所处的环境查知
直径为25mm的钢筋锚固长度为34d。
所以:0.5LaE=0.5*34*25=425mm
0.6LaE=0.6*34*25=510mm
0.7LaE=0.7*34*25=595mm
0.8LaE=0.8*34*25=680mm
h1(1160mm)大于0.8LaE(680mm),所以,a取6d和150的中的较大值。
6d=6*25=150,a=150mm
3) 露出基础的长度(即非连接区)Hn/3
即在非连接区的范围内不能进行连接。在图集 《03G101-3》中规定:基础顶部开始≥Hn/3范围内为非连接区,Hn是所在楼层的柱净高。
案例(一)中可得首层层高为4.5m,已知梁高为700mm。
Hn/3=(4500-700)/3=1267mm
4) 柱相邻纵向钢筋连接接头相互错开,在同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50%。错开搭接的长度为大于等于0.3LlE。
搭接长度LlE:搭接率为50%时,搭接长度LlE=1.4LaE;搭接率为25%时,搭接长度LlE=1.2LaE;
案例(一)中
基础插筋的长度=弯折长度a+锚固竖直长度h1+非连接区Hn/3+搭接长度LlE
=150+1160+1267+1.4*34*25=3767mm
24根
a) 基础板厚度大于2000mm的情况,分为2种情况:
(图4)
1) 例如:基础板厚度h=3000mm
这种情况基础插筋不插到基础底部,只插到基础中部。
竖直锚固长度h1=h(基础板厚)/2-基础保护层
2) 图纸中直接给定h1为某数值,如h1=1465mm。
二种情况的其余各段的算法同上,即
基础插筋的长度=弯折长度a+锚固竖直长度h1+非连接区Hn/3+搭接长度LlE
2. 柱生根于基础梁上,分为二种情况:
a) 基础梁底与基础板底一平,h1为基础梁高(并非基础板高)。
即基础插筋的长度=弯折长度a+锚固竖直长度h1+非连接区Hn/3+搭接长度LlE
(图5)
b) 基础梁顶与基础板顶一平,基础插筋向里弯折,插筋的算法同上。
即基础插筋的长度=弯折长度a+锚固竖直长度h1+非连接区Hn/3+搭接长度LlE
(图6)
(二) 基础相邻层纵筋
1. 地下室柱纵筋
(图7)
从上图可知:
地下室柱纵筋的计算公式
地下室柱纵筋的长度=(-1层)层高-(-1层)非连接区Hn/3+(1层)非连接区Hn/3+搭接长度LlE
案例(一)中可知-1层和首层层高均为4.5m,已知-1层和首层梁高均为700mm。
地下室柱纵筋的长度=4500-(4500-700)/3+(4500-700)/3+1.4*34*25=5690mm
24根
(三) 首层纵筋
(图8)
从上图可知:
首层柱纵筋的计算公式
首层柱纵筋的长度=(1层)层高-(1层)非连接区Hn/3+(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE
其中Hn为所在楼层的柱净高,Hc为柱截面的长边尺寸。
案例(一)中可知首层层高为4.5m,二层层高为4.2m,已知首层和二层梁高均为700mm。
其中二层Hn/6=(4200-700)/6=583mm
则二层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(583,750,500)=750mm
首层柱纵筋的长度
=(1层)层高-(1层)非连接区Hn/3+(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE =4500-(4500-700)/3+750+1.4*34*25=5173mm
24根
(四) 中间层纵筋
1. 二层纵筋
(图9)
从上图可知:
二层柱纵筋的计算公式
二层柱纵筋的长度=(2层)层高-(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE
案例(一)中可知二层层高为4.2m,三层层高为3.6m,已知二层和三层梁高均为700mm。
其中二层Hn/6=(4200-700)/6=583mm
则二层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(583,750,500)=750mm
其中三层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则三层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(483,750,500)=750mm
二层柱纵筋的长度
=(2层)层高-(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE =4200-750+750+1.4*34*25=5390mm
24根
2. 三层纵筋
(图10)
从上图可知:
三层柱纵筋的计算公式
三层柱纵筋的长度=(3层)层高-(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(4层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE
案例(一)中可知三层层高为3.6m,四层层高为3.6m,已知三层和四层梁高均为700mm。
其中三层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则三层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(483,750,500)=750mm
其中四层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则四层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(483,750,500)=750mm
三层柱纵筋的长度
=(3层)层高-(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(4层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE=3600-750+750+1.4*34*25=4790mm
24根
(五) 中间层纵筋(柱截面变化)
柱截面变化分成2种情况:
1. c/hb≤1/6情况(绑扎搭接)
下面是案例(一)中二、三层柱截面变化的情况。
(图11)
c为柱截面变化的差值,取(750-650)/2=50mm
c /hb=50/700=0.071< 1/6=0.167
判断结果符合(c /hb≤1/6)条件
柱纵筋搭接按下图处理
(图12)
(图13)
对比了解一下柱截面相同与截面发生变化时的钢筋长度:
a) 上下柱截面相同
二层柱纵筋的计算公式
二层柱纵筋的长度=(2层)层高-(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE
其中二层Hn/6=(4200-700)/6=583mm
则二层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(583,750,500)=750mm
其中三层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则三层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(483,750,500)=750mm
二层柱纵筋的长度=4200-750+750+1.4*34*25=5390mm
24根
b) 下柱截面大于上柱截面
二层柱纵筋的计算公式
二层柱纵筋的长度=(2层)层高-(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+(3层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)+搭接长度LlE
其中二层Hn/6=(4200-700)/6=583mm
则二层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(583,750,500)=750mm
其中三层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则三层非连接区max(Hn/6,Hc,500)=max(483,650,500)=650mm
二层柱纵筋的长度=4200-750+650+1.4*34*25=5290mm
24根
2. c/hb>1/6情况(绑扎搭接)
符合c/hb>1/6条件
所以,上下柱搭接情况按下图处理
(图15)
从上图可知,柱的左h边上、下层钢筋发生变化,其余同前。
下柱截面大于上柱截面,二层左h边截面变化钢筋长度计算
二层柱纵筋的计算公式
二层柱纵筋的长度=(2层)层高-(2层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)-梁高+(梁高-保护层)+(C-保护层)+200
三层柱纵筋下插1.5LaE
(六)顶层纵筋
顶层柱因其所在位置不同,分为中柱、角柱和边柱三类;
各类柱的纵筋顶层锚固长度各不相同。
(图16 中柱、角柱和边柱识别图)
1. 顶层中柱纵筋
中柱顶部四周均有梁,其纵向钢筋直接锚入到顶层梁内或者板内,锚入方式存在以下几种情况。
a) 当直锚长度< LaE时,锚固长度如下图
(图17)
b) 当直锚长度< LaE时,且顶层为现浇板,其强度等级≥C20,板厚≥80mm时,锚固长度如下图
(图18)
案例(一)顶层中柱
(图19)
从上图可知:
顶层中柱纵筋的计算公式
顶层中柱纵筋的长度=(4层)层高-(4层)非连接区max(Hn/6,Hc,500)-梁高+锚固长度(梁高-保护层+12d)
案例(一)中可知,四层层高为3.6m,四层梁高为700mm,梁保护层为25mm。
梁高-保护层=700-25=675mm
锚固长度LaE=34d=34*25=850mm
850mm大于675mm,又符合强度等级≥C20板厚≥80mm的条件,所以符合情况B。
其中四层Hn/6=(3600-700)/6=483mm
则max(Hn/6,Hc,500)=max(483,750,500)=750mm
顶层中柱纵筋的长度=3600-750-700+(700-25+12*25)=3125mm
24根
b) 当直锚长度≥ LaE时,锚固长度如下图
(图20)
顶层中柱纵筋的计算公式
顶层中柱纵筋长度=(顶层)层高-(顶层)非连接区-梁高+锚固长度(梁高-保护层)
1. 顶层边柱纵筋计算
边柱三面有梁。
a) 当顶层梁宽小于柱宽,又没有现浇板时,边柱外侧纵筋只有65%锚入梁内。
(图21)
边柱外侧纵筋根数的65%为1号钢筋,其余外侧的35%为2号或者3号钢筋(当外侧钢筋根数太密,需要出现第二层,用3号钢筋),剩余侧面为4号或者5号钢筋(当直锚长度≥ LaE,为5号钢筋)。
(图22)
顶层边柱纵筋的长度
1号纵筋长度=顶层层高-(顶层)非连接区-梁高+锚固长度(1.5LaE)
2号纵筋长度=顶层层高-(顶层)非连接区-梁高+(梁高-保护层+与弯折平行的柱宽-2*保护层+8d)
3号纵筋长度=顶层层高-(顶层)非连接区-梁高+(梁高-保护层+与弯折平行的柱宽-2*保护层)
4号纵筋长度=顶层层高-(顶层)非连接区-梁高+(梁高-保护层+12d)
5号纵筋长度=顶层层高-(顶层)非连接区-梁高+锚固长度(梁高-保护层)
(图23)
由上图可知,KZ1边柱外侧b1一边有7根纵筋,其中65%(ceil(7*0.65)=5根)的钢筋按1.5LaE计算,也就是5根钢筋要按上图1号钢筋计算,剩余两根钢筋按2号钢筋计算。b2边、h1边、h2边都按4号筋进行计算。
1号纵筋长度=3600-750-700+1.5*34*25=3425mm 5根
2号纵筋长度= 3600-750-700+700-25+700-2*25+8*25=3675mm 2根
4号纵筋长度= 3600-750-700+700-25+12*25=3125mm 17根
1. 顶层角柱纵筋计算
角柱两面都有梁,顶层角柱的纵筋计算方法同边柱一样,只是外侧是二个面,外侧纵筋总根数为二个外侧总根数之和。
(图24)
外侧b1边65%的钢筋是(ceil(7*0.65)=5根),所以1号钢筋是5根。2号钢筋是7-5=2根。
外侧h1边65%的钢筋是(ceil(7*0.65)=5根),所以1号钢筋是5根。2号钢筋是7-5-1=1根。(因为角筋1为公用钢筋,b1边已经计算过)
剩余b2、h2边内侧钢筋是4号钢筋,是24-5-2-5-1=11根。
1号纵筋长度=3600-750-700+1.5*34*25=3425mm 10根
2号纵筋长度= 3600-750-700+700-25+700-2*25+8*25=3675mm 3根
4号纵筋长度= 3600-750-700+700-25+12*25=3125mm 11根