钢筋混凝土受弯构件钢筋代换

教学目标：掌握钢筋代换的原则与方法。

重 点钢筋代换的原则、方法。

* 钢筋代换 1.代换原则(1)当构件受承载力控制时，钢筋可按强度相等原则代换，这种代换称为等强度代换； (2)当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按截面面积 相等原则进行代换，这种代换称为等面积代换； (3)当构件受裂缝宽度或挠度控制时，代换后应进行

裂缝宽度或挠度验算。

2.代换方法(1)等面积代换

(2)等强度代换

n2 式中 n2

n1d12 f y1 d fy22 2

(附3.1)

——代换钢筋根数；

n1 ——原设计钢筋根数；

d2 ——代换钢筋直径； d1 ——原设计钢筋直径；

f y 2 ——代换钢筋抗拉强度设计值；f y1 ——原设计钢筋抗拉强度设计值。注意：式(附3.1)有下列两种特例：

(1)强度设计值相同、直径不同的钢筋代换：

d12 n2 ≥ n1 2 d2(2)直径相同、强度设计值不同的钢筋代换： f y1 n2 ≥ n1 f y2 3. 钢筋代换后构件截面承载力复核

(附3.2)

(附3.3)

对矩形截面受弯构件，可按下式复核截面承载力：

As2 f y2 As1 f y1 M u2 As2 f y2 h02 M u1 As1 f y1 h01 (附3.4) 2 f cb 2 f cb

式中

As1 —— 原设计钢筋的截面面积；

As2 —— 代换钢筋的截面面积； h01 —— 原设计构件截面有效高度；

h02 —— 钢筋代换后构件截面的有效高度；b ——构件截面宽度。 4. 代换注意事项 (1)钢筋代换时，必须充分了解设计意图和代换材 料性能，并严格遵守《混凝土规范》的各项规定；凡重 要结构中的钢筋代换，应征得设计单位同意。

(2)对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等，不宜用HPB235级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级 带肋钢筋。 (3)钢筋代换后，应满足配筋构造规定，如钢筋的 最小直径、间距、根数、锚固长度等。

(4)同一截面内，可同时配有不同种类和直径的代换钢筋，但每根钢筋的拉力差不应过大 (如同品种钢筋

的直径差值一般不大于5mm),以免构件受力不匀。(5)梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换，以 保证正截面与斜截面承载力。

(6)偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件进行钢筋代换时，不取整个截面 配筋量计算，应按受力面(受压或受拉)分别代换。 (7)当构件受裂缝宽度控制时，如以小直径钢筋代 换大直径钢筋，强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢 筋，则可不作裂缝宽度验算。

5.举例某钢筋混凝土矩形梁，截面尺寸如附图3.1a所示，

采 用 C20 混 凝 土 。 原 设 计 纵 向 受 力 钢 筋 采 用

6

20HRB400级钢筋，单排布置，

混凝土保护层厚25mm。现 拟改用 22HRB335级钢筋，求所需根数及其布置。

【解】 As1 =1884 mm2, fy1=360N/mm2, fy2 =300N/mm2, fc=11.9N/mm2

由式(附3.1)得代换后的钢筋根数为

n2

n1d12 f y12 d 2 f y2

6 202 360 5.95 2 22 300

取6根，As2 =2281 mm2。 代换后钢筋根数不变，但直径增大，故需复核钢筋 净距s:s 300 2 25 6 22 23.6mm 25mm 5

需布置成两排。现按底层4根，上层2根布置。由于 代换后构件截面有效高度减小，故需按式(附3.4)复核

截面承载力。原设计构件截面有效高度h01=600-35=565mm 代换后构件截面有效高度为:

h02 h as 600

a A f h A fsi si si

yi

yi

4 (25 22 / 2) 2 (25 22 25 22 / 2) 548mm 6

As2 f y2 2281 300 M u 2 As2 f y2 h02 2281 300 548 2 f cb 2 11.9 300 309.41N .mmAs1 f y1 1884 360 Mu1 = As1 f y1 h01 1884 360 565 2 f cb 2 11.9 300 318.78N.mm

Mu2 < Mu1 ,承载力不满足要求。现将角部2 22改为225(附图3.1b),重新复核截面承载力。 经计算，As2=2502 mm2,h02=546mm, Mu2 =330.92kN m > Mu1 =318.78kN m,承载力满足要求。 故代换钢筋可采用4 22+2 经上述计算可知，代换钢筋可采用4 25

小 结：钢筋代换的原则和方法。

作业布置：预 习：§4.1 习 题：3.12

思考题：3.16

结束！ 谢谢大家！