鋼材的理論計(jì)算公式,其他有色金屬計(jì)算公式,連鑄常用的計(jì)算公式,鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式,手工計(jì)算鋼筋公式大全,
1.鋼板重量計(jì)算公式
公式:7.85×長(zhǎng)度(m)×寬度(m)×厚度(mm)
例:鋼板6m(長(zhǎng))×1.51m(寬)×9.75mm(厚)
計(jì)算:7.85×6×1.51×9.75=693.43kg
2.鋼管重量計(jì)算公式
公式:(外徑-壁厚)×壁厚mm×0.02466×長(zhǎng)度m
例:鋼管114mm(外徑)×4mm(壁厚)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:(114-4)×4×0.02466×6=65.102kg
3.圓鋼重量計(jì)算公式
公式:直徑mm×直徑mm×0.00617×長(zhǎng)度m
例:圓鋼Φ20mm(直徑)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:20×20×0.00617×6=14.808kg
4.方鋼重量計(jì)算公式
公式:邊寬(mm)×邊寬(mm)×長(zhǎng)度(m)×0.00785
例:方鋼 50mm(邊寬)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×50×6×0.00785=117.75(kg)
5.扁鋼重量計(jì)算公式
公式:邊寬(mm)×厚度(mm)×長(zhǎng)度(m)×0.00785
例:扁鋼 50mm(邊寬)×5.0mm(厚)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×5×6×0.00785=11.7.75(kg)
6.六角鋼重量計(jì)算公式
公式:對(duì)邊直徑×對(duì)邊直徑×長(zhǎng)度(m)×0.00068
例:六角鋼 50mm(直徑)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×50×6×0.0068=102(kg)
7.螺紋鋼重量計(jì)算公式
公式:直徑mm×直徑mm×0.00617×長(zhǎng)度m
例:螺紋鋼Φ20mm(直徑)×12m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:20×20×0.00617×12=29.616kg
8.扁通重量計(jì)算公式
公式:(邊長(zhǎng)+邊寬)×2×厚×0.00785×長(zhǎng)m
例:扁通 100mm×50mm×5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(100+50)×2×5×0.00785×6=70.65kg
9.方通重量計(jì)算公式
公式:邊寬mm×4×厚×0.00785×長(zhǎng)m
例:方通 50mm×5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:50×4×5×0.00785×6=47.1kg
10.等邊角鋼重量計(jì)算公式
公式:邊寬mm×厚×0.015×長(zhǎng)m(粗算)
例:角鋼 50mm×50mm×5厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:50×5×0.015×6=22.5kg(表為22.62)
11.不等邊角鋼重量計(jì)算公式
公式:(邊寬+邊寬)×厚×0.0076×長(zhǎng)m(粗算)
例:角鋼 100mm×80mm×8厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(100+80)×8×0.0076×6=65.67kg(表65.676)
12.黃銅管重量計(jì)算公式
公式:(外徑-壁厚)×厚×0.0267×長(zhǎng)m
例:黃銅管 20mm×1.5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(20-1.5)×1.5×0.0267×6=4.446kg
13.紫銅管重量計(jì)算公式
公式:(外徑-壁厚)×厚×0.02796×長(zhǎng)m
例:紫銅管 20mm×1.5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(20-1.5)×1.5×0.02796×6=4.655kg
14.鋁花板重量計(jì)算公式
公式:長(zhǎng)m×寬m×厚mm×2.96
例:鋁花板 1m寬×3m長(zhǎng)×2.5mm厚
計(jì)算:1×3×2.5×2.96=22.2kg
黃銅板:比重8.5
紫銅板:比重8.9
鋅板:比重7.2
鉛板:比重11.37
計(jì)算方式:比重×厚度=每平方的重量
注:公式中長(zhǎng)度單位為米,面積單位為平方米,其余單位均為毫米
長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)=(長(zhǎng)+寬)×2
正方形的周長(zhǎng)=邊長(zhǎng)×4
長(zhǎng)方形的面積=長(zhǎng)×寬
正方形的面積=邊長(zhǎng)×邊長(zhǎng)
三角形的面積=底×高÷2
平行四邊形的面積=底×高
梯形的面積=(上底+下底)×高÷2
直徑=半徑×2 半徑=直徑÷2
圓的周長(zhǎng)=圓周率×直徑=圓周率×半徑×2
圓的面積=圓周率×半徑×半徑
長(zhǎng)方體的表面積= (長(zhǎng)×寬+長(zhǎng)×高+寬×高)×2
長(zhǎng)方體的體積 =長(zhǎng)×寬×高
正方體的表面積=棱長(zhǎng)×棱長(zhǎng)×6
正方體的體積=棱長(zhǎng)×棱長(zhǎng)×棱長(zhǎng)
圓柱的側(cè)面積=底面圓的周長(zhǎng)×高
圓柱的表面積=上下底面面積+側(cè)面積
圓柱的體積=底面積×高
圓錐的體積=底面積×高÷3
長(zhǎng)方體(正方體、圓柱體)的體積=底面積×高
平面圖形:
周長(zhǎng)—C,面積—S
正方形:
a—邊長(zhǎng)
C=4a ;S=a2
長(zhǎng)方形 :
a、b—邊長(zhǎng)
C=2(a+b) ;S=ab
三角形 :
a、b、c—三邊長(zhǎng), H—a邊上的高,s—周長(zhǎng)的一半,A,B,C-內(nèi)角
其中s=(a+b+c)/2 S=ah/2
=ab/2·sinC
=[s(s-a)(s-b)(s-c)]1/2
=a2sinBsinC/(2sinA)
四邊形 :
d,D-對(duì)角線長(zhǎng),α-對(duì)角線夾角
S=dD/2·sinα
平行四邊形:
a,b-邊長(zhǎng),h-a邊的高,α-兩邊夾角
S=ah
=absinα
菱形 :
a-邊長(zhǎng),α-夾角,D-長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng),d-短對(duì)角線長(zhǎng)
S=Dd/2
=a2sinα
梯形:
a和b-上、下底長(zhǎng),h-高, m-中位線長(zhǎng)
S=(a+b)h/2
=mh
圓:
r-半徑,d-直徑 C=πd=2πr
S=πr2
=πd2/4
扇形:
r—扇形半徑,a—圓心角度數(shù)
C=2r+2πr×(a/360)
S=πr2×(a/360)
弓形:
l-弧長(zhǎng),b-弦長(zhǎng),h-矢高,r-半徑,α-圓心角的度數(shù)
S=r2/2·(πα/180-sinα)
=r2arccos[(r-h)/r] - (r-h)(2rh-h2)1/2
=παr2/360 - b/2·[r2-(b/2)2]1/2
=r(l-b)/2 + bh/2
≈2bh/3
圓環(huán):
R-外圓半徑,r-內(nèi)圓半徑,D-外圓直徑,d-內(nèi)圓直徑
S=π(R2-r2)
=π(D2-d2)/4
橢圓:
D-長(zhǎng)軸,d-短軸
S=πDd/4
立方圖形
面積S和體積V
正方體:
a-邊長(zhǎng) S=6a2
V=a3
長(zhǎng)方體:
a-長(zhǎng),b-寬,c-高
S=2(ab+ac+bc)
V=abc
棱柱:
S-底面積,h-高
V=Sh
棱錐:
S-底面積, h-高
V=Sh/3
棱臺(tái):
S1和S2-上、下底面積,h-高
V=h[S1+S2+(S1S1)1/2]/3
擬柱體:
S1-上底面積,S2-下底面積,S0-中截面積,h-高
V=h(S1+S2+4S0)/6
圓柱:
r-底半徑,h-高,C—底面周長(zhǎng),S底—底面積,S側(cè)—側(cè)面積,S表—表面積
C=2πr
S底=πr2
S側(cè)=Ch
S表=Ch+2S底
V=S底h
=πr2h
空心圓柱:
R-外圓半徑,r-內(nèi)圓半徑,h-高
V=πh(R2-r2)
直圓錐:
r-底半徑,h-高
V=πr2h/3
圓臺(tái):
r-上底半徑,R-下底半徑,h-高
V=πh(R2+Rr+r2)/3
球:r-半徑,d-直徑
V=4/3πr3=πd2/6
球缺:
h-球缺高,r-球半徑a-球缺底半徑
V=πh(3a2+h2)/6
=πh2(3r-h)/3
a2=h(2r-h)
球臺(tái):
r1和r2-球臺(tái)上、下底半徑,h-高
V=πh[3(r12+r22)+h2]/6
圓環(huán)體:
R-環(huán)體半徑,D-環(huán)體直徑,r-環(huán)體截面半徑,d-環(huán)體截面直徑
V=2π2Rr2
=π2Dd2/4
桶狀體:
D-桶腹直徑,d-桶底直徑,h-桶高
V=πh(2D2+d2)/12
(母線是圓弧形,圓心是桶的中心)
V=πh(2D2+Dd+3d2/4)/15
(母線是拋物線形)
澆注能力:連鑄機(jī)每分鐘澆注的鋼液量 | |
Q=nFVr | |
Q | 連鑄機(jī)的澆注能力(噸/分鐘) |
n | 流數(shù) |
F | 連鑄坯的斷面積(m2) |
V | 拉坯速度(m/min) |
r | 連鑄坯的比重 |
鋼液成坯率 |
C1=(澆注坯量/鋼液澆筑量)×100% 一般為96～98% |
連鑄坯的合格率 |
C2=(合格鑄坯量/澆注坯量)×100% 一般為96～99% |
連鑄坯的日有效作業(yè)率 |
C3=(連鑄機(jī)每日實(shí)際澆注時(shí)間/24)×100% |
連鑄機(jī)的日產(chǎn)量 | |
Q日=24×60×Q×C1×C2×C3 | |
Q | 澆注能力(噸/分鐘) |
鋼水收得率 |
C4=(合格的鑄坯量/鋼液澆注量)×100% |
連鑄機(jī)的流數(shù) | |
n=G/(F×V×r×T) | |
n | 連鑄機(jī)的流數(shù) |
G | 盛鋼桶容量(t) |
F | 鑄坯的斷面積(m2) |
V | 坯拉速度(m/min) |
r | 連鑄坯的比重(t/m3)(碳素鎮(zhèn)靜鋼7.6,沸騰鋼7.4) |
T | 盛鋼桶內(nèi)鋼液允許的澆注時(shí)間(min) |
盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許的澆注時(shí)間 | |
T最大=[(lgG-0.2)/0.3]×f | |
T最大 | 盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許的澆注時(shí)間(分鐘) |
G | 盛鋼桶容量(噸) |
f | 質(zhì)量系數(shù),取決于盛鋼桶所允許的溫度損失,要求格的鋼種取10,要求低鋼種取12 |
拉坯速度 | |
V=K×L/F | |
V | 拉坯速度(m/min) |
L | 鑄坯斷面周長(zhǎng)(mm) |
F | 鑄坯的斷面積(mm2) |
K | 速度系數(shù)(m×mm/
|
中間包的最小容量 | |
G中小=1.3FVrTn | |
G中小 | 中間包最小容量(t) |
F | 鑄坯的斷面積(m2) |
V | 拉坯速度(m/min) |
r | 鋼液比重(t/m3) 一般取7.0 |
T | 更換盛鋼桶所需時(shí)間(t) |
n | 流數(shù) |
結(jié)晶器倒錐度 | |
εs=(S下-S上)/S下×100% | |
εs | 結(jié)晶器倒錐度(%) |
S下 | 結(jié)晶器下口面積(mm2) |
S上 | 結(jié)晶器上口面積(mm2) |
對(duì)于矩形坯和板坯連鑄機(jī),鑄坯的寬度和厚度方向上的收縮率不一樣 | |
結(jié)晶器倒錐度計(jì)算 | |
ε=(L下-L上)/L下×100% | |
ε | 結(jié)晶器邊長(zhǎng)計(jì)算的倒錐度(%) |
L下 | 結(jié)晶器下口寬邊或窄邊的長(zhǎng)度(mm) |
L上 | 結(jié)晶器上口寬邊或窄邊的長(zhǎng)度(mm) |
結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度 | |
Q=0.0036Fv | |
Q | 結(jié)晶器冷卻水量(m3/h) |
F | 結(jié)晶器水縫總面積(mm2) 其中F=B×D |
B | 結(jié)晶器的水縫周長(zhǎng)(mm) |
D | 結(jié)晶器水縫斷面寬度,取4～5mm |
v | 冷卻水在水縫內(nèi)的流速,方坯取6～12m/s,板坯取3.5～5m/s |
二次冷卻段的耗水量 | |
Q=W×G | |
Q | 二冷區(qū)耗水量(m3/h) |
W | 二次冷卻強(qiáng)度(升/千克鋼)(也叫比水量:所消耗的冷卻水量與通過二冷區(qū)的鑄坯質(zhì)量的比值。)低碳鋼比水量1.0～1.2升/千克鋼;中高碳鋼,低合金鋼比水量0.7～1.0升/千克鋼;不銹鋼,裂紋敏感鋼比水量0.4～0.6升/千克鋼;高速鋼比水量0.1～0.3升/千克鋼 |
G | 連鑄機(jī)理論小時(shí)產(chǎn)量(t/h) |
澆注平臺(tái)溫度(盛鋼桶開始澆注時(shí),桶內(nèi)鋼液測(cè)量的溫度) | |
T平=T中+△T1+△T2+βt | |
T平 | 澆注平臺(tái)溫度(℃) |
T中 | 中間包內(nèi)鋼液的理論澆注溫度(℃) |
△T1 | 中包內(nèi)鋼液初期溫度降低值(℃)(與中包預(yù)熱狀態(tài)有關(guān),一般10～15℃) |
△T2 | 鋼液從盛鋼桶到中間包的溫度降低值(℃) |
β | 盛鋼桶內(nèi)自然降溫速率(℃/min) 盛鋼桶50噸為1.3～1.5℃/min,盛鋼桶100噸為0.5～0.6℃/min,盛鋼桶200噸為0.3～0.4℃/min,盛鋼桶300噸為0.2～0.3℃/min |
t | 盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許澆注時(shí)間(min) |
連鑄澆注溫度(中間包內(nèi)鋼液溫度) | |
T中=T熔+a | |
T中 | 中間包的鋼液理論澆注溫度(℃) |
T熔 | 鋼液的熔點(diǎn)(℃) |
T熔=1538℃-[88C%+8Si%+5Mn%+30P%+25S%+5Ca%+4Ni%+2Mo%+2V%+1.5Cr%] | |
a | 鋼液的過熱度(℃) 中包過熱度取值范圍10～30℃,鑄坯斷面大的取值高一些 |
1.1正火加熱時(shí)間
t=KD | |
t | 加熱時(shí)間 |
D | 工件有效厚度(mm) |
K | 加熱時(shí)間系數(shù)(s/mm) |
K值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) | |||
加熱設(shè)備 | 加熱溫度(℃) | 碳素鋼K/(S/mm) | 合金鋼K(S/mm) |
箱式爐 | 800~950 | 50~60 | 60~70 |
鹽浴爐 | 800~950 | 12~25 | 20~30 |
1.2正火加熱溫度
根據(jù)鋼的相變臨界點(diǎn)選擇正火加熱溫度 | |
低碳鋼 | T=Ac3+(100~150℃) |
中碳鋼 | T=Ac3+(50~100℃) |
高碳鋼 | T=Ac3+(30~50℃) |
亞共析剛 | T=Ac3+(30~80℃) |
共析鋼及過共析鋼 | T=Acm+(30~50℃) |
1.3淬火加熱時(shí)間
t=a×K×D(不經(jīng)預(yù)熱) | |
t=(a+b)×K×D(經(jīng)一次預(yù)熱) | |
t=(a+b+c)×K×D(經(jīng)二次預(yù)熱) | |
t | 加熱時(shí)間(min) |
a | 到達(dá)淬火溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
b | 到達(dá)預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
c | 到達(dá)二次預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
K | 裝爐修正系數(shù) |
D | 工件的有效厚度(mm) |
在一般的加熱條件下,采用箱式爐進(jìn)行加熱時(shí),碳素鋼及合金鋼a多采用1～1.5min/mm;b為1.5～2min/mm(高速鋼及合金鋼一次預(yù)熱a=0.5～0.3;b=2.5～3.6;二次預(yù)熱a=0.5～0.3;b=1.5～2.5;c=0.8～1.1),若在箱式爐中進(jìn)行快速加熱時(shí),當(dāng)爐溫較淬火加熱溫度高出100～150℃時(shí),系數(shù)a約為1.5～20s/mm,系數(shù)b不用另加。若用鹽浴加熱,則所需時(shí)間,應(yīng)較箱式爐中加熱時(shí)間少1/5(經(jīng)預(yù)熱)至1/3(不經(jīng)預(yù)熱)左右。
工件裝爐修正系數(shù)K | |
工件裝爐方式 | 修正系數(shù) |
t030111.1 | 1.0 |
t030111.3 | 2.0 |
t030111.5 | 1.3 |
t030111.7 | 1.0 |
1.4淬火加熱溫度
亞共析鋼的淬火加熱溫度 | Ac3+(30~50℃) |
共析和過共析鋼 | Ac1+(30~50℃) |
合金鋼的淬火加熱溫度 | Ac1(或Ac3)+(50~100℃) |
1.5回火加熱時(shí)間
對(duì)于中溫或高溫回火的工件,回火時(shí)間是指均勻透燒所用的時(shí)間 t=aD+b | |
t | 回火保溫時(shí)間(min) |
D | 工件有效尺寸(mm) |
a | 加熱系數(shù)(min/mm) |
b | 附加時(shí)間,一般為10~20min |
鹽浴的加熱系數(shù)為0.5~0.8min/mm; 鉛浴的加熱系數(shù)為0.3~0.5min/mm; 井式回火電爐(RJJ系列回火電爐)加熱系數(shù)為1.0~1.5min/mm 箱式電爐加熱系數(shù)為2~2.5min/mm | |
1.6回火加熱溫度
T=200+k(60-x) | |
x | 回火后硬度值(HRC) |
k | 待定系數(shù),對(duì)于45鋼,x>30,k=11 |
大量試驗(yàn)表明,當(dāng)鋼的回火參數(shù)P一定時(shí),回火所達(dá)到的工藝效果—硬度值或力學(xué)性能相同。因此,按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式確定回火參數(shù)僅在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(回火1h)時(shí)方可使用,實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用受到限制。
為了解決上述問題,將有關(guān)因素均定量表達(dá),文獻(xiàn)中導(dǎo)出如下回火公式:
(1) 在200~400℃范圍: HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+(T-200)(lgt-1.28)×0.036 | |
(2) 在400~600℃范圍: HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023 | |
T | 回火溫度℃ |
t | 回火時(shí)間min |
對(duì)比可以看出影響回火效果的主要因素是T和t能較好,較真實(shí)地反映出實(shí)際工藝參數(shù)的影響,定量地表達(dá)了不同溫度區(qū)間回火硬度的變化特征。
鋼預(yù)冷淬火時(shí)空氣預(yù)冷時(shí)間ty(s) | |
ty=12+(3~4)D | |
D | 淬火工件危險(xiǎn)截面厚度(mm) |
鋼Ms點(diǎn)上分級(jí)冷卻時(shí)間tf(s) | |
tf=30+5D | |
鋼終端淬火試驗(yàn)時(shí),距試樣頂端4~40mm范圍內(nèi)各點(diǎn)硬度H4~40(HRC) | |
H4~40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2+2.11E-2 | |
E | 到頂端距離(mm) |
G | 奧氏體晶粒度 |
鋼的最高淬火硬度,即淬火鋼獲得90%馬氏體時(shí)的硬度Hh(HRC) | |
Hh=30+50C | |
鋼的臨界淬火硬度,即淬火鋼獲得50%馬氏體時(shí)的硬度H1(HRC) | |
H1=24+40C | |
鋼淬火組織為馬氏體時(shí)的硬度HVM | |
HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logvM | |
鋼淬火組織為貝氏體時(shí)的硬度HVB | |
HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logv B(89+54C-55Si-22Mn-10Ni-20Cr-33Mo) | |
鋼淬火組織為珠光體-鐵素體的硬度HVPF | |
HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logv PF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) | |
鋼淬火組織為馬氏體時(shí)的回火硬度HVM | |
HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) | |
PB | 回火參數(shù)(回火溫度×回火時(shí)間),此處加熱時(shí)間為1h |
鋼淬火組織為貝氏體時(shí)的回火硬度HVB | |
HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) | |
鋼回火后硬度回歸方程 | |
HRC=75.5-0.094T+0.66CM | |
T | 回火溫度(℃) |
CM | 鋼的含碳量或碳當(dāng)量(%) |
CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 | |
45鋼回火后硬度回歸方程 | |
HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036 20≤T≤400 | |
HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014 400≤T≤600 | |
t | 回火時(shí)間(min) |
T=200+k(60-x) | |
x | 回火后硬度值(HRC) |
k | 待定系數(shù),對(duì)于45鋼,x>30,k=11;x≤30,k=12 |
6.1求屈服比(屈服極限σs/抗拉強(qiáng)度σb)
油液淬火調(diào)質(zhì)σs/σb(%) |
σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Mo≤0.5%,Ni≤5%,V≤0.25% 材料適用直徑在φ150~200mm |
空氣淬火調(diào)質(zhì)鋼σs/σb(%) |
σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mn+3Ni+20V |
6.2求抗拉強(qiáng)度σb(9.8×MPa)
調(diào)質(zhì)鋼 | |
σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V 適用C≤0.9%,Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Ni≤5%,V≤2% | |
普通正火及退火鋼 | |
σb =20+100CM | |
熱軋鋼 | |
σb=27+56CM | |
鍛鋼 | |
σb=27+50CM | |
鑄鐵 | |
σb=27+48CM | |
CM | 鋼的碳當(dāng)量 |
CM=[1+0.5(C-0.20)]C+0.15Si+[0.125+0.25(C+0.20)Mn]+[1.25-0.5(C-0.20)]P+0.20Cr+0.10Ni | |
框架梁
首跨鋼筋的計(jì)算
1、上部貫通筋
上部貫通筋(上通長(zhǎng)筋1)長(zhǎng)度=通跨凈跨長(zhǎng)+首尾端支座錨固值
2、端支座負(fù)筋
端支座負(fù)筋長(zhǎng)度:第一排為L(zhǎng)n/3+端支座錨固值;
第二排為L(zhǎng)n/4+端支座錨固值
3、下部鋼筋
下部鋼筋長(zhǎng)度=凈跨長(zhǎng)+左右支座錨固值
注意:下部鋼筋不論分排與否,計(jì)算的結(jié)果都是一樣的,所以我們?cè)跇?biāo)注梁的下部縱筋時(shí)可以不輸入分排信息。
以上三類鋼筋中均涉及到支座錨固問題,那么,在軟件中是如何實(shí)現(xiàn)03G101-1中關(guān)于支座錨固的判斷呢?
現(xiàn)在我們來總結(jié)一下以上三類鋼筋的支座錨固判斷問題:
支座寬≥Lae且≥0.5Hc+5d,為直錨,取Max{Lae,0.5Hc+5d }。
鋼筋的端支座錨固值=支座寬≤Lae或≤0.5Hc+5d,為彎錨,取Max{Lae,支座寬度-保護(hù)層+15d }。
鋼筋的中間支座錨固值=Max{Lae,0.5Hc+5d }
4、腰筋
構(gòu)造鋼筋:構(gòu)造鋼筋長(zhǎng)度=凈跨長(zhǎng)+2×15d
抗扭鋼筋:算法同貫通鋼筋
5、拉筋
拉筋長(zhǎng)度=(梁寬-2×保護(hù)層)+2×11.9d(抗震彎鉤值)+2d
拉筋根數(shù):如果我們沒有在平法輸入中給定拉筋的布筋間距,那么拉筋的根數(shù)=(箍筋根數(shù)/2)×(構(gòu)造筋根數(shù)/2);如果給定了拉筋的布筋間距,那么拉筋的根數(shù)=布筋長(zhǎng)度/布筋間距。
6、箍筋
箍筋長(zhǎng)度=(梁寬-2×保護(hù)層+梁高-2×保護(hù)層)+2×11.9d+8d
箍筋根數(shù)=(加密區(qū)長(zhǎng)度/加密區(qū)間距+1)×2+(非加密區(qū)長(zhǎng)度/非加密區(qū)間距-1)+1
注意:因?yàn)闃?gòu)件扣減保護(hù)層時(shí),都是扣至縱筋的外皮,那么,我們可以發(fā)現(xiàn),拉筋和箍筋在每個(gè)保護(hù)層處均被多扣掉了直徑值;并且我們?cè)陬A(yù)算中計(jì)算鋼筋長(zhǎng)度時(shí),都是按照外皮計(jì)算的,所以軟件自動(dòng)會(huì)將多扣掉的長(zhǎng)度在補(bǔ)充回來,由此,拉筋計(jì)算時(shí)增加了2d,箍筋計(jì)算時(shí)增加了8d。
7、吊筋
吊筋長(zhǎng)度=2*錨固+2*斜段長(zhǎng)度+次梁寬度+2*50,其中框梁高度>800mm 夾角=60°
≤800mm 夾角=45°
中間跨鋼筋的計(jì)算
1、中間支座負(fù)筋
中間支座負(fù)筋:第一排為L(zhǎng)n/3+中間支座值+Ln/3;
第二排為L(zhǎng)n/4+中間支座值+Ln/4
注意:當(dāng)中間跨兩端的支座負(fù)筋延伸長(zhǎng)度之和≥該跨的凈跨長(zhǎng)時(shí),其鋼筋長(zhǎng)度:
第一排為該跨凈跨長(zhǎng)+(Ln/3+前中間支座值)+(Ln/3+后中間支座值);
第二排為該跨凈跨長(zhǎng)+(Ln/4+前中間支座值)+(Ln/4+后中間支座值)。
其他鋼筋計(jì)算同首跨鋼筋計(jì)算。
懸臂跨鋼筋計(jì)算
1、主筋
軟件配合03G101-1,在軟件中主要有六種形式的懸臂鋼筋,如下圖所示
這里,我們以2#、5#及6#鋼筋為例進(jìn)行分析:
2#鋼筋—懸臂上通筋=(通跨)凈跨長(zhǎng)+梁高+次梁寬度+鋼筋距次梁內(nèi)側(cè)50mm起彎-4個(gè)保護(hù)層+鋼筋的斜段長(zhǎng)+下層鋼筋錨固入梁內(nèi)+支座錨固值
5#鋼筋—上部下排鋼筋=Ln/4+支座寬+0.75L
6#鋼筋—下部鋼筋=Ln--保護(hù)層+15d
2、箍筋
(1)、如果懸臂跨的截面為變截面,這時(shí)我們要同時(shí)輸入其端部截面尺寸與根部梁高,這主要會(huì)影響懸臂梁截面的箍筋的長(zhǎng)度計(jì)算,上部鋼筋存在斜長(zhǎng)的時(shí)候,斜段的高度及下部鋼筋的長(zhǎng)度;如果沒有發(fā)生變截面的情況,我們只需在“截面”輸入其端部尺寸即可。
(2)、懸臂梁的箍筋根數(shù)計(jì)算時(shí)應(yīng)不減去次梁的寬度;根據(jù)修定版03G101-1的66頁(yè)。
其他梁
非框架梁
在03G101-1中,對(duì)于非框架梁的配筋簡(jiǎn)單的解釋,與框架梁鋼筋處理的不同之處在于:
1、 普通梁箍筋設(shè)置時(shí)不再區(qū)分加密區(qū)與非加密區(qū)的問題;
2、 下部縱筋錨入支座只需12d;
3、 上部縱筋錨入支座,不再考慮0.5Hc+5d的判斷值。
未盡解釋請(qǐng)參考03G101-1說明。
框支梁
1、框支梁的支座負(fù)筋的延伸長(zhǎng)度為L(zhǎng)n/3;
2、下部縱筋端支座錨固值處理同框架梁;
3、上部縱筋中第一排主筋端支座錨固長(zhǎng)度=支座寬度-保護(hù)層+梁高-保護(hù)層+Lae,第二排主筋錨固長(zhǎng)度≥Lae;
4、梁中部筋伸至梁端部水平直錨,再橫向彎折15d;
5、箍筋的加密范圍為≥0.2Ln1≥1.5hb;
7、 側(cè)面構(gòu)造鋼筋與抗扭鋼筋處理與框架梁一致。
剪力墻
在鋼筋工程量計(jì)算中剪力墻是最難計(jì)算的構(gòu)件,具體體現(xiàn)在:
1、剪力墻包括墻身、墻梁、墻柱、洞口,必須要整考慮它們的關(guān)系;
2、剪力墻在平面上有直角、丁字角、十字角、斜交角等各種轉(zhuǎn)角形式;
3、剪力墻在立面上有各種洞口;
4、墻身鋼筋可能有單排、雙排、多排,且可能每排鋼筋不同;
5、墻柱有各種箍筋組合;
6、連梁要區(qū)分頂層與中間層,依據(jù)洞口的位置不同還有不同的計(jì)算方法。
需要計(jì)算的工程量
剪力墻墻身
剪力墻墻身水平鋼筋
1、墻端為暗柱時(shí)
A、外側(cè)鋼筋連續(xù)通過 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層
內(nèi)側(cè)鋼筋=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+彎折
B、外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+0.65Lae
內(nèi)側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+彎折
水平鋼筋根數(shù)=層高/間距+1(暗梁、連梁墻身水平筋照設(shè))
2、墻端為端柱時(shí)
A、外側(cè)鋼筋連續(xù)通過 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層
內(nèi)側(cè)鋼筋=墻凈長(zhǎng)+錨固長(zhǎng)度(彎錨、直錨)
B、外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+0.65Lae
內(nèi)側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻凈長(zhǎng)+錨固長(zhǎng)度(彎錨、直錨)
水平鋼筋根數(shù)=層高/間距+1(暗梁、連梁墻身水平筋照設(shè))
注意:如果剪力墻存在多排垂直筋和水平鋼筋時(shí),其中間水平鋼筋在拐角處的錨固措施同該墻的內(nèi)側(cè)水平筋的錨固構(gòu)造。
3、剪力墻墻身有洞口時(shí)
當(dāng)剪力墻墻身有洞口時(shí),墻身水平筋在洞口左右兩邊截?cái)?分別向下彎折15d。
二、剪力墻墻身豎向鋼筋
1、首層墻身縱筋長(zhǎng)度=基礎(chǔ)插筋+首層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度
2、中間層墻身縱筋長(zhǎng)度=本層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度
4、剪力墻墻身有洞口時(shí),墻身豎向筋在洞口上下兩邊截?cái)?分別橫向彎折15d。
墻身拉筋
1、長(zhǎng)度=墻厚-保護(hù)層+彎鉤(彎鉤長(zhǎng)度=11.9+2*D)
2、根數(shù)=墻凈面積/拉筋的布置面積
注:墻凈面積是指要扣除暗(端)柱、暗(連)梁,即墻面積-門洞總面積-暗柱剖面積 - 暗梁面積;
拉筋的面筋面積是指其橫向間距×豎向間距。
例:(8000*3840)/(600*600)
剪力墻墻柱
一、縱筋
1、首層墻柱縱筋長(zhǎng)度=基礎(chǔ)插筋+首層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度
2、中間層墻柱縱筋長(zhǎng)度=本層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度
3、頂層墻柱縱筋長(zhǎng)度=層凈高+頂層錨固長(zhǎng)度
注意:如果是端柱,頂層錨固要區(qū)分邊、中、角柱,要區(qū)分外側(cè)鋼筋和內(nèi)側(cè)鋼筋。因?yàn)槎酥梢钥醋魇强蚣苤?所以其錨固也同框架柱相同。
剪力墻墻梁
一、連梁
1、受力主筋
頂層連梁主筋長(zhǎng)度=洞口寬度+左右兩邊錨固值Lae
中間層連梁縱筋長(zhǎng)度=洞口寬度+左右兩邊錨固值Lae
2、箍筋
頂層連梁,縱筋長(zhǎng)度范圍內(nèi)均布置箍筋 即N=(LAE-100/150+1)*2+(洞口寬-50*2)/間距+1(頂層)
中間層連梁,洞口范圍內(nèi)布置箍筋,洞口兩邊再各加一根 即N=(洞口寬-50*2)/間距+1(中間層)
二、暗梁
1、主筋長(zhǎng)度=暗梁凈長(zhǎng)+錨固
2、箍筋
柱
基礎(chǔ)層
一、柱主筋
基礎(chǔ)插筋=基礎(chǔ)底板厚度-保護(hù)層+伸入上層的鋼筋長(zhǎng)度+Max{10D,200mm}
二、基礎(chǔ)內(nèi)箍筋
基礎(chǔ)內(nèi)箍筋的作用僅起一個(gè)穩(wěn)固作用,也可以說是防止鋼筋在澆注時(shí)受到撓動(dòng)。一般是按2根進(jìn)行計(jì)算(軟件中是按三根)。
中間層
一、柱縱筋
1、 KZ中間層的縱向鋼筋=層高-當(dāng)前層伸出地面的高度+上一層伸出樓地面的高度
二、柱箍筋
1、KZ中間層的箍筋根數(shù)=N個(gè)加密區(qū)/加密區(qū)間距+N+非加密區(qū)/非加密區(qū)間距-1
03G101-1中,關(guān)于柱箍筋的加密區(qū)的規(guī)定如下
1)首層柱箍筋的加密區(qū)有三個(gè),分別為:下部的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度取Hn/3;上部取Max{500,柱長(zhǎng)邊尺寸,Hn/6};梁節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)加密;如果該柱采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)同時(shí)需要加密。
2)首層以上柱箍筋分別為:上、下部的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度均取Max{500,柱長(zhǎng)邊尺寸,Hn/6};梁節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)加密;如果該柱采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)同時(shí)需要加密。
頂層
頂層KZ因其所處位置不同,分為角柱、邊柱和中柱,也因此各種柱縱筋的頂層錨固各不相同。(參看03G101-1第37、38頁(yè))
角柱
角柱頂層縱筋長(zhǎng)度=層凈高Hn+頂層鋼筋錨固值,那么角柱頂層鋼筋錨固值是如何考慮的呢?
彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d
a、內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為
直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層
≧1.5Lae
b、外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為
柱頂部第一層:≧梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層+8d
柱頂部第二層:≧梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層
注意:在GGJ V8.1中,內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為
彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d
直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層
外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度=Max{1.5Lae ,梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層}
邊柱
邊柱頂層縱筋長(zhǎng)度=層凈高Hn+頂層鋼筋錨固值,那么邊柱頂層鋼筋錨固值是如何考慮的呢?
邊柱頂層縱筋的錨固分為內(nèi)側(cè)鋼筋錨固和外側(cè)鋼筋錨固:
a、內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為
彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d
直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層
b、外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為:≧1.5Lae
注意:在GGJ V8.1中,內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為
彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d
直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層
外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度=Max{1.5Lae ,梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層}
中柱
中柱頂層縱筋長(zhǎng)度=層凈高Hn+頂層鋼筋錨固值,那么中柱頂層鋼筋錨固值是如何考慮的呢?
中柱頂層縱筋的錨固長(zhǎng)度為
彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d
直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層
注意:在GGJ V8.1中,處理同上。
板
在實(shí)際工程中,我們知道板分為預(yù)制板和現(xiàn)澆板,這里主要分析現(xiàn)澆板的布筋情況。
板筋主要有:受力筋 (單向或雙向,單層或雙層)、支座負(fù)筋
、分布筋
、附加鋼筋 (角部附加放射筋、洞口附加鋼筋)、撐腳鋼筋 (雙層鋼筋時(shí)支撐上下層)。
受力筋
軟件中,受力筋的長(zhǎng)度是依據(jù)軸網(wǎng)計(jì)算的。
受力筋長(zhǎng)度=軸線尺寸+左錨固+右錨固+兩端彎鉤(如果是Ⅰ級(jí)筋)。
根數(shù)=(軸線長(zhǎng)度-扣減值)/布筋間距+1
負(fù)筋及分布筋
負(fù)筋長(zhǎng)度=負(fù)筋長(zhǎng)度+左彎折+右彎折
負(fù)筋根數(shù)=(布筋范圍-扣減值)/布筋間距+1
分布筋長(zhǎng)度=負(fù)筋布置范圍長(zhǎng)度-負(fù)筋扣減值
負(fù)筋分布筋根數(shù)=負(fù)筋輸入界面中負(fù)筋的長(zhǎng)度/分布筋間距+1
三、附加鋼筋(角部附加放射筋、洞口附加鋼筋)、支撐鋼筋(雙層鋼筋時(shí)支撐上下層)
根據(jù)實(shí)際情況直接計(jì)算鋼筋的長(zhǎng)度、根數(shù)即可,在軟件中可以利用直接輸入法輸入計(jì)算。
常見問題
為什么鋼筋計(jì)算中,135o彎鉤我們?cè)谲浖杏?jì)算為11.9d?
我們軟件中箍筋計(jì)算時(shí)取的11.9D實(shí)際上是彎鉤加上量度差值的結(jié)果,我們知道彎鉤平直段長(zhǎng)度是10D,那么量度差值應(yīng)該是1.9D,下面我們推導(dǎo)一下1.9D這個(gè)量度差值的來歷:
按照外皮計(jì)算的結(jié)果是1000+300;如果按照中心線計(jì)算那么是:1000-D/2-d+135/360*3.14*(D/2+d/2)*2+300,這里D取的是規(guī)范規(guī)定的最小半徑2.5d,此時(shí)用后面的式子減前面的式子的結(jié)果是:1.87d≈1.9d。
梁中出現(xiàn)兩種吊筋時(shí)如何處理?
在吊筋信息輸入框中用“/”將兩種不同的吊筋連接起來放到“吊筋輸入框中”如2B22/2B25。而后面的次梁寬度按照與吊筋一一對(duì)應(yīng)的輸入進(jìn)去如250/300(2B22對(duì)應(yīng)250梁寬;2B25對(duì)應(yīng)300梁寬)
當(dāng)梁的中間支座兩側(cè)的鋼筋不同時(shí),軟件是如何處理的?
當(dāng)梁的中間支座兩側(cè)的鋼筋不同時(shí),我們?cè)谲浖苯虞斎氘?dāng)前跨右支座負(fù)筋和下一跨左支座負(fù)筋的鋼筋。軟件計(jì)算的原則是支座兩側(cè)的鋼筋相同,則通過;不同則進(jìn)行錨固;判斷原則是輸入格式相同則通過,不同則錨固。如右支座負(fù)筋為5B22,下一跨左支座負(fù)筋為5B22+2B20,則5根22的鋼筋通過支座,2根20錨固在支座。
梁變截面在軟件中是如何處理的?
在軟件中,梁的變截面情況分為兩種:
1、當(dāng)高差>1/6的梁高時(shí),無論兩側(cè)的格式是否相同,兩側(cè)的鋼筋全部按錨固進(jìn)行計(jì)算。彎折長(zhǎng)度為15d+高差。
2、當(dāng)高差<1/6的梁高時(shí),按支座兩側(cè)的鋼筋不同的判斷條件進(jìn)行處理。
如果框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)發(fā)生變化,我們?nèi)绾翁幚碇v筋?
如果框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)發(fā)生變化,柱縱筋的處理分兩種情況:
1、若柱縱筋采用電渣壓力焊,則按柱頂層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)置;
2、若柱縱筋采用綁扎搭接,例如1～2層為C45,3～10層為C35,則柱要分開來建立兩個(gè)構(gòu)件:一個(gè)為C45,為3層,但3層只輸入構(gòu)件截面尺寸及層高,目的是不讓2層作為頂層計(jì)算錨固;另一個(gè)構(gòu)件建立1～10層,1～2層只輸入構(gòu)件截面尺寸及層高,鋼筋信息自3層開始輸入,這樣就可以解決問題了。
(文章來源:鋼材知識(shí)問答系統(tǒng)：https://emlog.josen.net/、鋼鐵王國(guó)、軋鋼之家）
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