第三章剪力墙钢筋计算
在计算剪力墙钢筋时,需要考虑以下几个问题:(图18)
1、剪力墙需要计算哪些钢筋?
剪力墙主要有墙身、墙柱、墙梁、洞口四大部分构成,其中墙身钢筋包括水平筋、垂直筋、拉筋和洞口加强筋;墙柱包括暗柱和端柱两种类型,其钢筋主要有纵筋和箍筋;墙梁包括暗梁和连梁两种类型,其钢筋主要有纵筋和箍筋。
2、计算剪力墙墙身钢筋需要考虑以下几个因素:基础型式、中间层和顶层构造;墙柱、墙梁对墙身钢筋的影响。
(图18)
一、墙身竖向筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
基础插筋(基础平板中) 当筏板基础≤2000mm时:
基础插筋长度=基础高度-保护层+基础底部弯折a+伸出基础顶面外露长度+与上层钢筋连接(如采用焊接时,搭接长度为0) 04G101-3P45墙插筋构造一
弯折长度a与框架注相同 图19
当筏板基础>2000mm时:
基础插筋长度=基础高度/2-保护层+基础弯折a++伸出基础顶面外露长度+与上层钢筋连接(如采用焊接时,搭接长度为0) 04G101-3P45墙插筋构造二 图20
基础插筋(基础主梁中) 当基础梁底与基础板底一平时:
基础插筋长度=基础高度-保护层+基础底部弯折a+伸出基础顶面外露长度+与上层钢筋连接 04G101-3P32墙竖向钢筋插筋构造
注:如采用焊接时,搭接长度为0 图21
当基础梁顶与基础板顶一平时:
基础插筋长度=基础高度-保护层+基础底部弯折a+伸出基础顶面外露长度+与上层钢筋连接 图22
(图19) (图20)
(图21) (图22)
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
中间层竖向钢筋 长度=层高-露出本层的高度+伸出本层楼面外露长度+与上层钢筋连接 04G101-3P48
注:如采用焊接时,搭接长度为0 图24
图25
(图24) (图25)
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
顶层竖向钢筋 长度=层高-露出本层的高度-板厚+锚固lae(la) 04G101-3P48 图26
(图26)
二、墙身水平筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
内侧钢筋 长度=墙长-保护层+15d-保护层+15d 03G101-1P47
剪力墙钢筋配置若多于两排,中间排水平筋端部构造同内侧钢筋(03G101-1P47注5) 图27
外侧钢筋 外侧钢筋连续通过,则水平筋伸至墙对边,长度=墙长-2*保护层 03G101-1P47
根数 基础层:在基础部位布置间距小于等于500且不小于两道水平分布筋与拉筋 04G101-3P32、45
楼层:(层高-水平分布筋间距)/间距+1 03G101-1P47
(图27)
三、墙身拉筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
拉筋 长度=墙厚-2*保护层+max(75+1.9d,11.9d)*2+2d 04G101-3P48 图28
根数=(墙面积-门洞总面积-暗柱所占面积-暗梁面积-连梁所占面积)/(横向间距*纵向间距) 当剪力墙竖向钢筋为多排布置时,拉筋的个数与剪力墙竖向钢筋的排数无关。 图29
图30
(图28) (图29) (图30)
四、暗柱钢筋计算
剪力墙墙柱包括约束边缘暗柱YAZ、约束边缘端柱YDZ、约束边缘翼墙柱YYZ、约束边缘转角柱YJZ、构造边缘暗柱GAZ、构造边缘端柱GDZ、构造边缘翼墙柱GYZ、构造边缘转角柱GJZ(GB50010-2002P195、196、03G101-1P18、49、50)、非边缘暗柱AZ和扶壁柱FBZ共十类,在计算钢筋工程量时,只需要考虑为端柱和暗柱即可。
1、纵筋计算(03G101-1P12、18、49、50)
由于剪力墙可视为由剪力墙柱、剪力墙身和剪力墙梁三类构件构成,因此暗柱纵向钢筋构造同墙身竖向筋。(03G101-1P48)。
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
暗柱钢筋 基础插筋长度同剪力墙身 04G101-3P32、45
中间层钢筋如图 03G101-1P49、50 图31
顶层构造:同剪力墙竖向钢筋顶层构造 03G101-1P48 图26
所有暗柱纵向钢筋搭接范围内的箍筋间距要求同(03G101-1P40)注的第2条,即:当柱纵筋采用搭接连接时,应在柱纵筋搭接长度范围内均按≤5d(d为搭接钢筋较小直径)及≤100的间距加密箍筋。 03G101-1P40 图13
(图31)
五、端柱钢筋计算
通常情况下端柱、小墙肢(截面高度不大于截面厚度3倍的矩形截面独立墙肢)的竖向钢筋与箍筋构造与框架柱相同,其中抗震竖向钢筋构造详见03G101-1P36至P38页,箍筋构造详见P40;非抗震竖向箍筋构造详见03G101-1P42至P44页,箍筋构造详见P45页。(03G101-1P48)
六、剪力墙端为暗柱钢筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
墙端为暗柱水平筋 L形:
外侧钢筋长度=墙长-保护层;
内侧钢筋长度=墙长-保护层+15*d*2。 当外侧钢筋有连续通过节点和搭接通过两种节点构造要求,水平筋通常布置在暗柱纵筋的外侧 图32
T形:伸至墙对边-保护层+15*d 图33
一字形:长度=墙长-保护层*2+15*d*2 图34
斜交:
外侧:墙净长+锚固Lae(La)
内侧:钢筋连续通过连续通过 图35
水平筋根数:
基础层:在基础部位布置间距小于等于500且不小于两道水平分布筋与拉筋
楼层:(层高-水平分布筋间距)/间距+1 04G101-3P32、45
竖向筋根数计算 根数=墙身净长-1个竖向间距(或2*50)/竖向筋间距+1
(图32) (图33)
(图34) (图35)
七、剪力墙端为端柱钢筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
水平筋长度 外侧钢筋连续通过,伸至墙对边,长度=墙长-保护层
内侧钢筋锚入端柱内,长度=墙净长+锚固 锚固取值:
当柱宽-保护层≥Lae时,锚固=Lae;
当柱宽-保护层
竖向筋根数 根数=墙身净长-1个竖向间距(或2*50)/竖向筋间距+1
(图36)
八、剪力墙开洞钢筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
水平筋长度 长度=水平筋伸到洞口边-保护层+15d 03G101-1P16
水平筋根数 水平筋距离洞口边50mm或二分之一个间距
竖向筋长度 长度=水平筋伸到洞口边-保护层+15d
竖向筋根数 竖向筋距离洞口边50mm或二分之一个间距
拉筋根数 (墙面积-门洞总面积-暗柱所占面积-暗梁面积-连梁所占面积)/(横向间距*纵向间距)
洞口加强构造 当矩形洞宽和洞高均不大于800mm时,洞口补强纵筋构造(图111);当设计注写补强纵筋时,按注写值补强;当设计未注写时,按每边配置两根直径不小于12mm且不小于同向被切割纵向钢筋总面积的50%补强,补强钢筋种类与被切割钢筋相同。 03G101-1P16、17、53
注:括号内标注用于非抗震 图37
-42
当矩形洞宽和洞高均大于800mm时,洞口补强纵筋构造
圆形洞口直径不大于300mm时,补强纵筋构造
圆形洞口直径大于300mm时,补强纵筋构造
注:剪力墙开洞除了洞口加强纵筋构造外,还有连梁斜向交叉暗撑构造和连梁斜向交叉钢筋构造两种情况,连梁斜向交叉暗撑的及斜向交叉构造钢筋的纵筋锚固长度为:La E或La,斜向交叉暗撑的箍筋加密要求适用于抗震设计(03G101-1P52)。
(图37) (图38)
(图39) (图40)
(图41) (图42)
九、连梁钢筋计算
剪力墙墙梁分为:连梁、暗梁和边框梁。
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
中间层连梁钢筋 纵向钢筋长度=洞口宽度+2*max{锚固,600} 03G101-1P16、51
锚固取值:
当柱宽(或墙宽)-保护层≥Lae时,锚固=Lae;
当柱宽(或墙宽)-保护层注:当连梁端部支座为小墙肢时,连梁纵向钢筋锚固与框架梁纵筋锚固相同。 图43
图44
图45
箍筋根数=(洞口宽度-100)/间距+1
顶层连梁钢筋 箍筋根数=(洞口宽度-100)/间距+1+(左锚固-100)/150+1+(右锚固-100)/间距+1
双洞口连梁钢筋 图45
(图43) (图44)
(图45) (图46)
十、暗梁钢筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
暗梁钢筋计算 当暗梁与端柱相连接时:
纵筋长度=暗梁净长(从柱边开始算)+左锚固+右锚固 锚固取值:
当柱宽(或墙宽)-保护层≥Lae时,锚固=Lae;
当柱宽(或墙宽)-保护层
当暗梁与暗柱相连接时:
纵筋长度=暗梁净长(从柱边开始算)+2*Lae(或La)
箍筋根数=暗梁净长/箍筋间距+1
(图47)
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
墙梁侧面纵筋和拉筋 当设计未注写时,侧面构造纵筋同剪力墙水平分布筋; 03G101-1P51
当连梁截面高度>700时,侧面纵向构造钢筋直径应≥10mm,间距应 ≤200;当跨高比≤2.5时,侧面构造纵筋的面积配筋率应≥0.3%。 图46
拉筋直径:当梁宽≤ 350时为6mm,梁宽>350时为8mm,拉筋间距为两倍箍筋间距,竖向沿侧面水平筋隔一拉一;
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
墙梁对墙身钢筋的影响 竖向筋长度:剪力墙的竖向钢筋连续穿越边框梁和暗梁,因此暗梁和连梁不影响剪力墙的竖向钢筋计算。
水平筋根数:剪力墙水平钢筋连续穿过暗梁和连梁
拉筋根数=(墙面积-门洞总面积-暗柱所占面积-暗梁面积-连梁所占面积)/(横向间距*纵向间距) 拉筋构造见03G101-1P35
十一、剪力墙变截面钢筋计算
钢筋部位及其名称 计算公式 说明 附图
竖向筋计算 墙身变截面下层竖向钢筋长度:层高-下层钢筋露出长度-板厚+锚固Lae(La) 竖向钢筋构造如图03G101-1P48 图48
墙身变截面插筋长度:1.5LaE+本层露出长度+与上层钢筋进行搭接(如采用焊接时,搭接长度为0)
竖向筋根数:墙身净长-1个竖向间距(或2*50)/竖向布置间距+1
钢筋计算原理
钢筋重量=钢筋长度*根数*理论重量
钢筋长度=净长+节点锚固+搭接+弯钩(一级抗震)
柱
基础层:筏板基础〈=2000mm时, 基础插筋长度=基础层层高-保护层+基础弯折a+基础纵筋外露长度HN/3+与上层纵筋搭接长度LLE(如焊接时,搭接长度为0)
筏板基础〉2000mm时, 基础插筋长度=基础层层高/2-保护层+基础弯折a+基础纵筋外露长度HN/3+与上层纵筋搭接的长度LLE(如焊接时,搭接长度为0)
地下室:柱纵筋长度=地下室层高-本层净高HN/3+首层楼层净高HN/3+与首层纵筋搭接LLE(如焊接时,搭接长度为0)
首层:柱纵筋长度=首层层高-首层净高HN/3+max(二层净高HN/6,500,柱截面边长尺寸(圆柱直径))+与二层纵筋搭接的长度LLE(如焊接时,搭接长度为0)
中间层:柱纵筋长度=二层层高-max(二层层高HN/6,500,柱截面尺寸(圆柱直径))+max(三层层高HN/6,500,柱截面尺寸(圆柱直径))+与三层搭接LLE(如焊接时,搭接长度为0)
顶层:
角柱:外侧钢筋长度=顶层层高-max(本层楼层净高HN/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径))-梁高+1.5LAE
内侧钢筋长度=顶层层高-max(本层楼层净高HN/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径))-梁高+LAE
其中锚固长度取值:
当柱纵筋伸入梁内的直径长〈LAE时,则使用弯锚,柱纵筋伸至柱顶后弯折12d,锚固长度=梁高-保护层+12d;当柱纵筋伸入梁内的直径长〉=LAE时,则使用直锚:柱纵筋伸至柱顶后截断,锚固长度=梁高-保护层,
当框架柱为矩形截面时,外侧钢筋根数为:3根角筋,b边钢筋总数的1/2,h边总数的1/2。
内侧钢筋根数为:1根角筋,b边钢筋总数的1/2,h边总数的1/2。
边柱:外侧钢筋长度=顶层层高-max(本层楼层净高HN/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径))-梁高+1.5LAE
内侧钢筋长度=顶层层高-max(本层楼层净高HN/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径))-梁高+LAE
当框架柱为矩形截面时,外侧钢筋根数为:2根角筋,b边一侧钢筋总数
内侧钢筋根数为:2根角筋,b边一侧钢筋总数,h边两侧钢筋总数。
中柱:纵筋长度=顶层层高-max(本层楼层净高Hn/6,500,柱截面长边尺寸(圆柱直径))-梁高+锚固
其中锚固长度取值:
当柱纵筋伸入梁内的直径长〈LAE时,则使用弯锚,柱纵筋伸至柱顶后弯折12d,锚固长度=梁高-保护层+12d;当柱纵筋伸入梁内的直径长〉=LAE时,则使用直锚:柱纵筋伸至柱顶后截断,锚固长度=梁高-保护层,
梁
梁的平面表示方法:
集中标注-
1、 梁编号
2、 截面尺寸
3、 箍筋
4、 上部贯通筋或架立钢筋
5、 侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋
6、 梁顶面标高高差
原位标注
7、 梁支座上部筋
8、 梁下部钢筋
9、 吊筋、附加钢筋及构造钢筋
钢筋公式
上部通长筋:长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固
当hc-保护层(直锚长度)>=LaE时,取Max(LaE ,0.5hc+5d)
当hc-保护层(直锚长度) <LaE时,必须弯锚,
算法1:hc-保护层+15d
算法2:取0.4LaE+15d
算法3:取Max(LaE ,hc-保护层+15d)
算法4:取Max(LaE ,0.4LaE+15d)
左、右支座负筋:
第一排长度=左或右支座锚固+净跨长/3
第二排长度=左或右支座锚固+净跨长/4
如有第三排筋伸入跨内1/5,如果一共两排,第一排为通长筋,则第二排按LN/3计算
中间支座负筋长度
上排长度=2*净跨长/3+支座宽
下排长度=2*净跨长/4+支座宽
注:净跨长为左右较长的跨
架立筋长度=净跨-左负筋伸入长度-右负筋伸入长度+ 150*2
注:当贯通筋和架立筋同时存在时,搭接值取150MM。
构造筋长度=净跨长+2*15d
抗扭筋长度=净跨长+2*锚固长度
拉筋长度=梁宽-2*保护+2*1.9d+2*max(10d,75mm)
根数=【(净跨长-50*2)/非加密间距*2+1】*排数
当梁宽≤350时,拉筋直径为6mm;梁宽>350时,拉筋直径为8mm。拉筋间距为非加密区箍筋间距的两倍。当设有多排拉筋时,上下两排拉筋竖向错开设置。
下部钢筋
下部通长钢筋长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固
下部不伸入支座钢筋长度=净跨长-0.1*2*净跨长
下部非通长钢筋长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固
箍筋长度=(梁宽-保护层*2 +梁高-保护层)*2+1.9d*2+max(10d,75mm)*2
根数=2*【(加密区长度-50)/加密间距+1】+(非加密区长度/非加密间距-1)
当结构为一级抗震时,加密长度为max(2*梁高,500),当结构为二到四级时,加密长度为max(1.5*梁高,500)
吊筋长度=2*锚固+2*斜段长度+次梁宽度+2*50
斜段角度:高度 主梁高>800mm a为60度
主梁高<=800mm a为45度
板
底筋长度=净长+2*max(支座宽/2,5d)+2*6.25d(一级钢筋)+搭接
根数=(净长-2*50)/间距+1
面筋长度=净长+2*la+2*6.25d(一级钢筋)+搭接
根数=(净长-2*50)/间距+1
la:非抗震; lae:抗震
端支座负筋长度=净长+la+6.25d+(板厚-2*保护层)
根数=(净长-2*50)/间距+1
中间支座负筋长度=左净长+右净长+2*(板厚-2*保护层)
根数=(净长-2*50)/间距+1
分布筋长度=净长-两端端负筋露出长度+2*150
根数=左标注/间距+右标注/间距(不减起步距离,不加1,不减1)
温度筋长度=净长-两端端负筋露出长度+2*150+2*6.25d(一级钢筋)
根数=(净长-两端端负筋露出长度)/间距-1(不减起步距离,不加1,减1)
板中开洞:洞口左端长度=净长-保护层+max(支座宽/2,5d)+6.25d+(板厚-2*保护层)+5d
洞口右端长度:同左端
根数=洞口宽/间距+1
悬挑:悬挑长度(一端在柱子里)=净长+la+(板厚-2*保护层) +6.25d(一级钢筋)
悬挑长度(两端都在板里)=(板厚-2*保护层)+净长+(板厚-2*保护层)+5d
剪力墙钢筋计算
1、暗柱钢筋计算
(A)纵筋长度计算:中间层:
采用绑扎连接时,长度=层高+1.2Lae,采用机械连接(如直螺纹套筒)时,长度=层高-500+500
(B)顶层:
采用绑扎连接时,长度=层高-500-板厚+Lae采用机械连接(如直螺纹套筒)时,长度=层高-500-板厚+Lae
(C)纵筋根数:按图数
(D)箍筋计算:(梁宽 + 梁高 - 4 * 保护层) * 2 + 11.9*d*2+8*d
(E)拉筋长度:墙厚-保护层*2+2d+1.9d*2+max
根数:层高/拉筋间距+1(端柱同暗柱)
(2)剪力墙中的暗梁;暗梁纵筋长度=暗梁净长+两端锚固:
(3)箍筋长度=暗梁宽+暗梁高)*2-8*保护层+8*d+2*11.9*d;箍筋根数=暗梁净长/间距+1
(4)剪力墙中的连梁
连梁纵筋长度=洞口宽+左右两边锚固max(Lae,600)
中间层连梁箍筋根数=(洞口宽-50*2)/箍筋配置间距+1
顶层连梁箍筋根数(两端为直锚时)=(洞口宽-50*2/箍筋配置间距+1)+(连梁锚固直段长-100/150+1)*2
连梁箍筋的长度=(梁宽 + 梁高 - 4 * 保护层) * 2 + 11.9*d*2+8*d
(5)拉筋长度= 梁宽-保护层+2*11.9*d+2*d;根数=排数*((洞口宽-100)/间距)
2、墙身水平钢筋(墙端为暗柱)
外侧钢筋=墙长-保护层;内侧钢筋=墙长-保护层+15d
根数:层高/间距+1(暗梁、连梁墙身水平筋照设)
墙身水平钢筋(墙端为端柱
外侧钢筋=墙长-保护层;内侧钢筋=墙净长+锚固长度(弯锚、直锚)
根数=层高/间距+1(暗梁、连梁内水平筋照设
墙身纵筋计算
基础插筋=弯折长度a+锚固竖直长度h1+搭接长度1.2LaE或非连接区500
中间层纵筋=层高+搭接长度1.2LaE或非连接区500
顶层纵筋=层高-板厚+锚固
根数=(墙净长(墙长-暗柱截面长)-2*s/2)/间距
3、墙身垂直钢筋
(1)墙身竖向分布钢筋根数=墙身净长-1个竖向间距s/2(或2*50)/竖向布置间距+1
墙身垂直分布筋是从暗柱或端柱边开始布置
(2)遇有洞口时,需要分段计算根数
墙梁钢筋与墙身钢筋的关系
当设计未注明时,侧面构造纵筋同剪力墙水平分布筋;拉筋直径:当梁宽≤ 350时为6mm,梁宽>350时为8mm,拉筋间距为两倍箍筋间距;当连梁截面高度>700时,侧面纵向构造钢筋直径应≥10mm,间距应 ≤200;