淺談鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋代換(圖文)

1、.淺談鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋代換(圖文) 論文導(dǎo)讀：在混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常有同一構(gòu)件或截面上配置不同種類或型號(hào)鋼筋的情況。施工單位進(jìn)行鋼筋代換，在未知內(nèi)力設(shè)計(jì)值的情況下，一般只能以構(gòu)件或截面承載力相等或大于原設(shè)計(jì)的承載力為基本原則，同時(shí)，還要滿足構(gòu)造措施、施工條件并進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的有關(guān)驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：鋼筋代換，構(gòu)件鋼筋混凝土作為當(dāng)今最主要的建筑材料之一，在工程中已得到廣泛的應(yīng)用。在混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常有同一構(gòu)件或截面上配置不同種類或型號(hào)鋼筋的情況。施工中，由于鋼種型號(hào)不齊或鋼筋直徑系列不全而需要進(jìn)行代換的情況也常會(huì)發(fā)生，以下就如何進(jìn)行代換及代換后的驗(yàn)算問(wèn)題予以探討。1.基本要求施工單位進(jìn)行鋼筋

2、代換，在未知內(nèi)力設(shè)計(jì)值的情況下，一般只能以構(gòu)件或截面承載力相等或大于原設(shè)計(jì)的承載力為基本原則，同時(shí)，還要滿足構(gòu)造措施、施工條件并進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的有關(guān)驗(yàn)算。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋涉及的問(wèn)題較多，一般只對(duì)非預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行代換。當(dāng)需要對(duì)鋼筋進(jìn)行代換時(shí)，施工單位應(yīng)先征得設(shè)計(jì)單位的同意，代換必須符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱施工規(guī)范）和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)規(guī)范）的有關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，在截面受拉區(qū)域配置不同種類鋼筋的受彎構(gòu)件，其相對(duì)界限受壓高度應(yīng)分別計(jì)算，并取其較小值。當(dāng)縱向受拉鋼筋配置兩種時(shí)，正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度、受拉鋼筋應(yīng)力方面應(yīng)增加兩項(xiàng)規(guī)定：參照規(guī)范疊合式受彎構(gòu)件對(duì)

3、縱向受拉鋼筋作出應(yīng)力限制σss≤0.9min（fy1，fy2）；在最大裂縫寬度計(jì)算中，兩種鋼筋的普通縱向受拉應(yīng)變相同，但鋼筋等效的彈性模量Es和表面特征系數(shù)v，在由變形鋼筋與光面鋼筋截面面積Asx和Asg混配時(shí)，可按下列公式計(jì)算：EsEsxAsxEsgAsgAsxAsgv0.7UxugUxug上式中Esx、Esg為變形鋼筋、光面鋼筋的彈性模量；Ux、Ug為受拉區(qū)變形鋼筋、光面鋼筋的總周長(zhǎng)。2.代換計(jì)算2.1按正截面承載力代換對(duì)受彎構(gòu)件應(yīng)符合Mu2≥Mu1，其中Mu2、Mu1分別為代換后和原構(gòu)件受彎承載力設(shè)計(jì)值。對(duì)受壓或受拉構(gòu)件應(yīng)符合Nu2≥Nu1，其中Nu2、Nu

4、1分別為代換后和原構(gòu)件軸承向承載力設(shè)計(jì)值。論文參考網(wǎng)。以上受彎、受壓或受拉承載力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)公式和實(shí)配鋼筋截面積計(jì)算確定。對(duì)于級(jí)熱軋鋼筋之間的代換，設(shè)As為原構(gòu)件施工圖中強(qiáng)度為fy1的鋼筋載面積，將其中As1部分代換為強(qiáng)度為fy2的鋼筋，新代換鋼筋的截面積為As2，保留原設(shè)計(jì)的部分鋼筋截面積為AsAs1，對(duì)縱向受力鋼筋可直接采用下列代換公式：fy2As2≥As1fy1鋼筋代換后的總截面積為：AstAsAs1As2，全代換時(shí)AsAs1代換后受拉區(qū)或受壓區(qū)鋼筋合力點(diǎn)應(yīng)力求與原設(shè)計(jì)的相重合，對(duì)抗震設(shè)防的構(gòu)件，應(yīng)避免在框架梁端和柱端的鋼筋代換中超配鋼筋，以確保“強(qiáng)剪弱彎”和“強(qiáng)柱弱

5、梁”的要求。2.2按斜截面受剪承載力代換一般應(yīng)符合Vu2≥Vu1，其中Vu2為代換后構(gòu)件斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值，Vu1為原構(gòu)件斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值。在代換中應(yīng)注意：在原構(gòu)件中箍筋間距或直徑改變的位置分成幾個(gè)區(qū)段，這是為了適應(yīng)剪力設(shè)計(jì)值變化而形成的，在代換中應(yīng)作相應(yīng)的考慮；無(wú)論靜力或抗震設(shè)計(jì)，箍筋和彎起鋼筋的超配代換對(duì)結(jié)構(gòu)總是有利的。在受剪承載力設(shè)計(jì)值相同的區(qū)段內(nèi)，可直接用以下公式代換：ηfyv2Asv2/S2h00.8fy2Asb2sina≥ηfyv1Asv1/S1h00.8fy1Asb1sina式中，η系數(shù)，對(duì)承受均布荷載為主的構(gòu)件取1.5，對(duì)承受集中荷

6、載為主的構(gòu)件取1.25；h0為截面的有效高度；a為彎起鋼筋與軸線所成的夾角；Asv1。Asv2分別為原設(shè)計(jì)的和代換的配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面積；s1、s2分別為原設(shè)計(jì)的和代換的箍筋間距；fyv1、fyv2分別為原設(shè)計(jì)的和代換的箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Asb1、Asb2分別為原設(shè)計(jì)的和代換的同一彎起平面內(nèi)的普通彎起鋼筋截面積。上述計(jì)算式適用于箍筋與彎起鋼筋各自承擔(dān)剪力之間的調(diào)配；對(duì)無(wú)彎起鋼筋的區(qū)段，可取Asb0，上式便可直接用于箍筋之間的代換，當(dāng)箍筋的鋼種不變時(shí)，僅是改變箍筋的直徑、間距、肢距等；箍筋與彎起鋼筋并存時(shí)，代換應(yīng)符合規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定，且箍筋的形式不宜改變。3.鋼筋代換后的正常使用

7、性能驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的縱向受力鋼筋按正截面承載力代換后，還應(yīng)對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)力、裂縫寬度、剛度等性能進(jìn)行驗(yàn)算，以達(dá)到原設(shè)計(jì)的要求。論文參考網(wǎng)。下面以鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為例作具體分析。3.1縱向受拉鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)于受彎構(gòu)件，可按設(shè)計(jì)規(guī)范第四章中的有關(guān)公式計(jì)算正截面受彎承載力Mu，然后按下式確定荷載短期效應(yīng)組合的彎矩值：MsMu/γs對(duì)于僅承受一種活荷載的情況，平均荷載系數(shù)γs可按下式求得：γs（1.2Gk1.4Qk）/（GkQk），當(dāng)Qk4KN/m2時(shí)，其系數(shù)1.4改為1.3。如果不能獲得荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk、Qk時(shí)，可近似取用γs1.27，這是規(guī)范在

8、可靠度分析時(shí)作校準(zhǔn)用的數(shù)值。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第五章的縱向受拉鋼筋應(yīng)力公式和本文第1節(jié)公式，可得由應(yīng)力控制所需代換的縱向受拉鋼筋截面面積As：As≥Ms/0.783fy2h03.2最大裂縫寬度驗(yàn)收當(dāng)縱向受拉鋼筋按承載力代換后，還應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)最大裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算，公式如下（參數(shù)含義詳見(jiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范）：ωmaxaass/Es（2.7c0.1d/ρte）vω1.10.65ftk/ρtess應(yīng)用上式時(shí)與鋼筋有關(guān)的參數(shù)均應(yīng)按代換后鋼筋的參數(shù)采用，混配時(shí)參數(shù)Es和v可按第1節(jié)的公式計(jì)算。一般情況下，用強(qiáng)度較高的鋼筋來(lái)代換強(qiáng)度較低的鋼筋時(shí)，鋼筋截面積將會(huì)由最大裂縫寬度

9、確定；用強(qiáng)度較低的代換強(qiáng)度較高的時(shí)，最大裂縫寬度驗(yàn)算小于原設(shè)計(jì)值。部分代換的混配鋼筋雖然可滿足裂縫要求，但因應(yīng)力限制而增加了用鋼量，因此代換中一般不采用。3.3剛度驗(yàn)算當(dāng)縱向受拉鋼筋按承載力全部代換后，仍應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的撓度。一般可用代換前后的短期剛度進(jìn)行比值來(lái)判斷。若下式成立，就可不驗(yàn)算撓度：Bs21.15Φ1+0.2+6d1p1/(1+3.5rf1) EsAst×Bs11.15Φ2+0.2+6d2p2/(1+3.5rf1)Es1As其中，As、Ast為原設(shè)計(jì)和代換后受拉鋼筋截面積，下標(biāo)1和2分別表示代換前后的參數(shù)，其它參數(shù)含義見(jiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范。論文參考網(wǎng)。4.小結(jié)4.1在施工中對(duì)混凝土構(gòu)件的鋼筋進(jìn)行代換時(shí)，要先征得設(shè)計(jì)單位的同意，并必須遵守設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。4.2一般地，當(dāng)縱向受拉鋼筋全部采用