2柱平法识图与钢筋计算

1山东城市建设职业学院2目录★单元二柱平法识图与钢筋计算★任务一框架柱的规格标注及其图示方法.....................2.1.1柱子的箍筋........................................2.1.2横向局部箍筋......................................2.1.3竖向局部箍筋......................................2.1.4柱子的制图表达方法................................任务二框架柱中柱顶层的钢筋平法识图.....................2.2.1抗震框架中柱顶端及其钢筋.........................2.2.2抗震框架边柱顶端及其钢筋..........................2.2.3抗震框架角柱顶端及其钢筋.........................任务三框支梁和框支柱的规格标注及其图示方法............2.3.1框支剪力墙结构的概念.............................2.3.2框支梁平面图的平法制图习惯标注方法...............2.3.3框支梁的传统制图钢筋图画法........................2.3.4框支梁的钢筋绑扎操作施工分析......................2.3.5框支柱的钢筋图....................................任务四案例分析........................................2.4.1基础插筋的计算....................................2.4.2首层和中间层纵筋的计算...........................2.4.3顶层纵筋的计算....................................2.4.4柱箍筋的计算......................................3总结...............................................单元二柱平法识图与钢筋计算教学目的通过本单元的学习，进一步熟悉11G101图集的相关内容；掌握柱结构施工图中列表注写方式与截面注写方式所表达的内容；掌握柱标准构造详图中基础插筋、首层纵筋、中间层纵筋、顶层纵筋、箍筋加密区和非加密区构造规定；能够准确计算各种类型钢筋的长度。教学要求能力目标知识要点相关知识权重能够熟练地应用柱的平法制图规则和钢筋构造详图知识识读梁的平法施工图集中标注、原位标注、锚固长度、搭接长度、箍筋加密区钢筋种类、混凝土强度等级、抗震等级、受拉钢筋基本锚固长度、环境类别、施工图的阅读等0.7能够熟练地计算各种类型钢筋的长度构件净长度、锚固长度、搭接长度、钢筋保护层、钢筋弯钩增加值与钢筋计算相关的消耗量定额规定、施工图的阅读、钢筋的线密度等。0.3任务一框架柱的规格标注及其图示方法在框架结构体系中，框架柱由于所处于的位置不同，从而它所承受的荷载也不同。这就意味着框架柱中，所配置钢筋的强度规格（比如HPB235、HRB335和HRB400-工地上过去平常说的I级钢、Ⅱ级钢和Ⅲ级钢）、直径大小、摆放位置、搭接部位和加工形状及其尺寸等也会不同。框架柱可分为：角柱、边柱和中柱；中柱角柱和边柱，又有顶层、中层和底层之分。再从抗震设防的角度来分，又分为一级抗震框架柱、二级抗震框架柱、三级抗震框架柱、四级抗震框架柱和非抗震框架柱五类。如果框架层数不高的话，它的柱子截面，沿其高度方向，可以保持不变——即等截面的柱子。如果框架的层数比较高，愈往上，截面则愈来愈小，即变截面的柱子。高层建筑中的变截面框架柱，由前述已知，从框架柱所处位置上看，又分为中柱、角柱和边柱。图2-1是框架中间柱的轴测投影示意图。从图2-1中可以看出，上层楼板的底面是有框架梁的。但是，没有画出来，主要是为了显现柱的截面轮廓变化形状。4图2-1框架中间柱的轴测投影示意图★2.1.1柱子的箍筋★这里介绍关于柱中箍筋肢数和纵向钢筋的标注问题。在钢筋混凝土的柱子中，都配置了纵向受力钢筋，为了确保纵向受力钢筋在浇灌混凝土时，不产生位移，必须要配置固定此受力钢筋位置的箍筋。这里，把柱截面看做两维平面体系，即X、Y坐标系。纵向受力钢筋不能沿X或Y方向产生位移。如下面图2-2的a图，柱的四个角各有一根纵向受力钢筋，用一个方形箍筋或矩形箍筋，把纵向受力钢筋绑扎固定，令纵向受力钢筋沿X或Y方向均无自由度。另外，沿柱子的高度方向，则由箍筋的间隔距离来控制。对于框架柱来说，上下接近梁的部位，箍筋的间隔距离就小一些；框架柱中间段，相对来说，箍的间隔距离就大一些。但是，对于抗震设防中强度要求较高的角柱（房屋转角处的柱子）来说，箍筋的间隔距离就要全长加密。现在再来谈谈箍筋的肢数问题。参看下图，固定纵向受力钢筋的箍和拉筋，自左而右有几条竖线，就是竖向有几肢。同样，固定纵向受力钢筋的箍和拉筋，自下而上有几条横线，就是横向有几肢。如图2-2（a）中的2×2，竖向有2肢，横向也有2肢。图2-2(b)也是2×2。图2-2(c)是3×2----从竖向看，一个箍筋有两条竖线，再加上拉筋的一条线，共三条线；从横向看，一个箍筋有两条横线。图2-2(d)是3×3，也就是说，横竖两个方向，各有一个拉筋。再看图2-2(e)，沿横的方向去查看竖线，有四根线：一个主箍的两条竖线和一个局部箍筋的两条竖线，共四条线，也就是4×3中的4。5图2-2常见的框架柱截面箍、拉箍设计图之一图2-2（a）中的(2×2)，表示纵向受力钢筋的列数和排数。竖向为列，横向为排。以图2-2(c)为例，列数为5，排数为3，因而有(5×3)。从框架柱截面的箍、拉筋肢数设计要求来看，如图2-2(c)所示。上排有5根筋，应该设置几肢呢？左端筋和右端筋与方箍绑扎以后，沿X和Y的两个方向均无自由度（均不能上下左右移动）。当中的钢筋，是由拉筋经过绑扎来限制它的双向自由度的。这里，要注意，拉筋必须同时勾住箍筋和纵向受力钢筋，方能令当中的钢筋双向自由度受到约束。这样一来，剩下的钢筋，经过同箍筋绑扎以后，失去y向自由度，但还存在一个X方向的自由度，这是容许的。设钢筋的列数为i，排数为j，则柱中钢筋的数量计算公式为为了满足上述限制纵向受力钢筋的自由度的条件，每边纵向受力钢筋的数量应等于单数。习惯上局部箍筋，只圈兜三对纵向受力钢筋。图2-2～图2-8中的（a）、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)、(k)、（l）、(m)、（n）、(o)、(p)、(g)、(r)、(s)，均为常见的框架柱截面的箍、拉筋肢数设计图。6图2-3常见框架柱截面箍、拉筋设计图之二图2-4常见框架柱截面箍、拉筋设计图之三7图2-5常见框架柱截面箍、拉筋设计图之四图2-6常见框架柱截面箍、拉筋设计图之五图2-7常见框架拉截面箍、拉筋设计图之六8图2-8常见框架柱截面箍、拉筋设计图之七上述柱截面中的箍肢数量与纵向受力钢筋的数量之间的关系，可以导出下公式来：★2.1.2横向局部箍筋★横向局部箍筋的计算，是根据外围箍筋和局部箍筋之间的比例关系进行计算的。参看图2-9，先讲一下“Pb”和“Ph”的意义。Pb是指水平方向的纵向受力钢筋之间一共有多少个空隙数。同理，“Ph”是指竖直方向的纵向受力钢筋之间一共有多少个空隙。下面再讲一下“i”和“j”的概念。参看图2-10。“i”和“j”都是为以后计算局部箍筋做准备的。i是一个横排纵向受力钢筋的总数，j是一个竖排纵向受力钢筋的总数。右下角的那一根纵向受力钢筋，既属于横排纵向受力钢筋，又属于竖排纵向受力钢筋，是可以重复用，是共用的。图2-9Pb和Ph的意义图2-10i和j的意义前面已经讲过，箍筋通常是标内皮尺寸的。局部箍筋的内皮尺寸如何计算呢？9此次计算它是有前提的。也就是说，箍筋的间隔必须是均匀的。先看图2-11，横向局部箍筋计算原理图。首先考虑一个竖排纵向受力钢筋的间隙数目Ph等于多少？也可以按再看图中如何求出横向局部箍筋沿竖向的内皮尺寸。先求即横向局部箍筋内部，沿竖向的纵向受力钢筋的间隙数目。接着，按下列步骤进行：1．求右侧竖排筋的上、下两筋中心线间距离为2．求相邻两筋中心线间距离为3．求横向局部箍筋内沿竖向若干钢筋中心线间距离为4．求横向局部箍筋沿竖向的内皮尺寸为（3-1）因为图中出现两种直径，这里用两种符号规定两种直径：表示纵向受力钢筋的直径；表示箍筋的直径。图2-12是具有标注横向局部箍筋的箍筋下料图。图2-11横向局部箍筋计算原理图10图2-12横向局部箍筋的下料图图2-12中所标注的箍筋尺寸，都是箍筋的加工尺寸。箍筋的加工尺寸与箍筋的下料尺寸，是两个概念。箍筋的下料尺寸的大小，要小于箍筋的加工尺寸。箍筋的下料尺寸的计算，查找有关平法制图的钢筋加工下料计算的工具书★2.1.3竖向局部箍筋★上面说的横向局部箍筋，只是在柱中使用。而竖向局部箍筋，既可以在柱中使用，又可以在梁中使用。竖向局部箍筋计算，和横向局部箍筋计算的方法，基本上是一样的。前面如图2-3中的双竖向局部箍筋，有时是用在梁中。它在柱中，通常是不使用的。图2-13是竖向局部箍筋计算的原理图。首先考虑一个横排纵向受力钢筋的间隙数目Pb等于多少？也可以按计算。再看图中如何求出竖向局部箍筋沿横向的内皮尺寸。先求，即竖向局部箍筋内部，沿横向的纵向受力钢筋的间隙数目。接着，按下列步骤进行：1．求底部横排筋的左、右两头钢筋中心线间距离为112．求相邻两筋中心线间距离为3．求竖向局部箍筋内两头横向钢筋中心线间距离为4．求竖向局部箍筋沿横向的内皮尺寸为（3-2）图2-14是竖向局部箍筋的下料尺寸图。图2-13竖向局部箍筋计算原理图图2-14竖向局部箍筋下料尺寸随着建筑工业的发展，高层房屋的出现，柱子里钢筋也越来越多。以前，一根柱子里钢筋，一般多为4根或8根。从前面的图2-8中5图来看，肢数10×10中的钢筋数量为但是，在平法制图的图纸中，是不画柱子钢筋的立面施工图的。在这里暂且借画柱子钢筋的立面施工图，讲一下与其有关的事项。纵向受力钢筋列为7，排12为7，肢数为4×4。在配置箍拉筋时，它属于图2-2中的，类型。即一个主箍、一个横局部箍筋和一个竖局部箍筋。截面图在传统的制图表达方法里，是在钢筋的立面图上截取并画出它的截面图。而在目前平法制图中，柱的截面图，是在柱的结构平面图里，在众多相同型号的柱子里，选择其中一个作为典型加以放大画出。★2.1.4柱子的制图表达方法★一、柱子的传统制图表达方法混凝土结构施工图的“平面整体表示方法制图规则”，是对传统的制图表达方法，进行了有规则的简化。所以，在介绍平面整体表示方法制图规则之前，再复习一下柱子的传统制图表达方法。如图2-15，是钢筋混凝土柱子的传统制图表达方法。柱子的截面，是在柱子的立面图上，通过截面剖切符号，画出来的。图2-15钢筋混凝土柱的传统结构施工画法二、柱子的平法制图表达方法在“平面整体表示方法制图规则”中，表达钢筋混凝土柱子的模板尺寸和钢筋配置时，是在柱子的结构平面图中，尽量在最左排或最下排（即空间最前排）的柱子中选择一个作为典型，且放大画出柱子的“施工详图”。相同编号的柱子，只画一个。这个“施工详图”的尺寸和材料标注，与传统的制图表达方法，大不相同。如图2-16所示，左下角就是放大画出的柱子KZ1。这里首先表示有柱子的定位尺寸，即柱子的边缘到柱子的轴线间的尺寸。图2-17就是对图2-16的诠释。13图2-16平法制图的表达方法图2-17平法制图表达中标注的解释对于柱的标注引线，也有的是从柱的上方轮廓线处引出。如图2-18所示。由于图2-19中的柱子截面，不是正方形，而是矩形。把角部纵向钢筋和中部纵向钢筋，分开来标注。如果，相邻两侧中部纵向钢筋的直径不一样时，它的优越性就显示出来了。图2-18从柱上方引出标注想14图2-19矩形从角部