建筑施工手册中计算弯起钢筋斜长外包尺寸时一般用下列公式公式1图1图2-HC弯折放大图图3-DE弯折放大图 钢筋外包尺寸就是弯折外边线计算长度,也就是弯折外皮至外皮交点之间的尺寸。
如上图1中,HE弯折段分成两个弯折部分BC和DE,水平外皮延长线BC至AH外皮延长线的角点为B;DE弯折段外皮至水平外皮的交点时E,那么BC和DE的弯折段的外包尺寸分别是BC和DE直线段长。
为了用公式方便计算将线段BC=HD(如图2所示由于线段HD>BC,常规计算时不考虑两者内外皮之差值d*ctga),那么HE的长即为BC和DE弯折段的外包尺寸之和。
另外在计算EF弯折外包长度EF时,直接用b-HK,不用减去图2中的HB=d/sina,这样HE和HK就分别为直角三角形HEK的斜边和直角边,这样计算起来就方便多了。
如图中1中整个钢筋外包尺寸可分为三段计算:两个直段AB段和EF段,HE弯折段(分BC和DE)每段外包尺寸长度如下:AB=aEF=b-HK=b-h*ctgaHE=h/sina那么AB+EF+HE=a+(b-h*ctga)+h/sina=a+b+h(1/sina-*cosa/sina)=a+b+h(1-cosa)/sina=a+b+h*tg(a/2)通过公式(1)的推导结果可知:带弯折的钢筋计算斜长的外包尺寸时不需要直接计算弯折段,只要分别计算出直段钢筋外包a和b,然后根据弯折角度和上面公式中的h*tg(a/2)计算即可,公式中的h*tg(a/2)即为《建筑施工手册第五版》表14-51中增加的"长度系数s-l"如下表所示,表中弯起角度为30度时,按照推导公式计算,增加长度tg(30°/2)ho=0.268ho 。
上面是斜长外包尺寸的计算过程,那么带弯起钢筋的整体下料长度的计算就简单多了,目前建筑施工手册采用下面方法(公式2): 以图1为例,取弯折角度a=30度,直径d,D=2.5d计算整个钢筋的下料:外包尺寸:直段+斜段=a+b+h*tg(a/2)30度弯起筋度量差=0.29d(计算见注释2)180度弯钩增加值=6.25d(计算见注释1)钢筋整体下料长度根据公式2计算如下=a+b+h*tg(a/2)-(-6.25d)-2*0.28d如公式2所示 ,以相应的纵筋外包尺寸计算端部有弯钩的钢筋下料长度时,直接用构件纵筋的外包长度加上弯钩增加值,然后减去弯折角度造成的度量差才是整条纵筋的下料长度。
图a注释1:参见图a,180度弯钩增加长度为6.25d推导如下:钢筋从弯弧点A到弯弧终点B的中心线弧长如下:L=0.01745*(2.5d/2+0.5d)*180=5.5d弯钩从弯弧起点A到弯弧终点B外包长度为a中OE的长度:L1=2.5d/2+d=2.25d那么弯弧部分度量差=外包-中心即L1-L=2.25d-5.5d=-3.25d结果为负数说明弯弧中心线长度比弯弧外包长度大3.25d,公式中的3.25d只是弯弧弧长AB相对于弯弧外包尺寸OE的增加值,那么包含弯弧和平直段的整个弯钩中心线长度AC相对于弯弧外包尺寸OE的增加值:=弯弧增加值+尾部平直段=3.25d+3d=6.25d如图a所示,这里的6.25d实际上是包含尾部平直段BC在内的整个弯钩中心线长度与弯弧外包长度2.25d的差值,并不是整个弯钩中心线AC的长度(AC其长度为5.5d+3d),另外钢筋中弯弧部分的外包尺寸OE=2.25d不单独计算,其包含在相应纵筋的外包长度之内。
注释2:钢筋30度弯折的度量差计算=2(D/2+d)*tg(a/2)-0.01745*(D/2+d/2)*a=2*2.25d*tg(30/2)-0.01745*1.75d*30=0.289另外:(注意弯折与弯钩不同,弯折度量差具体计算祥见本公众号“新规范实施后度量差的计算”和“钢筋弯折和弯钩的区别”文章)tan(a/2)=[1-cos(a)]/sin(a)=sin(a)/[1+cos(a)]图和表中的h和h0表示的意思一致,都是弯起钢筋弯起点下皮和弯终点上皮之间的垂直距离。