從力學(xué)的基本原理學(xué)習(xí)鋼筋“平法”

1、從力學(xué)的基本原理學(xué)習(xí)鋼筋“平法”力學(xué)是學(xué)習(xí)鋼筋“平 法”的基礎(chǔ)知識(shí)，只有掌握了力學(xué)，才能理解平法為什么要那么做。比方說梁的鋼筋，為什么上部鋼筋只能在梁跨中搭接？而下部鋼筋就只能在支座旁邊三分之一跨 的長(zhǎng)度范圍內(nèi)搭接？如果不知道原理，不多問一個(gè)“為什么”，就不能真正說“懂”。下面我就舉兩個(gè)“力學(xué)在鋼筋設(shè)計(jì)中的基本原理應(yīng)用”的例子，希望讀者指出 不足，互相學(xué)習(xí)共同進(jìn)步；希望大家“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，從一個(gè)原理反射理解到其他地方，培養(yǎng)在思考中學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。1.梁的上下部鋼筋搭接位置原理首先我們來(lái)看一下梁最基本的一種破壞時(shí)的情形。一根梁，兩端都有支座（等于在柱子上），我們?cè)谥虚g施加壓力，想想會(huì)出現(xiàn)什么情

2、況呢？如果你知道答案是梁最終會(huì)斷裂，那么，想想裂縫最先出現(xiàn)在什么地方呢？ 很明顯，梁的下部會(huì)最先出現(xiàn)裂縫。力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，下部鋼筋會(huì)斷，上部鋼筋會(huì)在中部被擠壓成“燈籠”。請(qǐng)看下面的力學(xué)示意圖。可以想象，假如梁的下部鋼筋在跨中處搭接，結(jié)果會(huì)是怎么樣？結(jié)果一定是在跨中搭接，受到梁內(nèi)部最大的拉力，當(dāng)然容易斷裂了！可以引出平法中那些經(jīng)驗(yàn)做法：梁上部要有支座負(fù)筋，并且通常伸入支座三分之一跨長(zhǎng)梁的上部鋼筋要在跨中搭接；下部鋼筋要在支座兩邊三分之一跨長(zhǎng)處搭接支座的兩端往往需要箍筋加密（抗震加密）2.錨固、搭接的力學(xué)原理在 理想情況下，鋼筋當(dāng)然是能不需要搭接最好，就像混凝土能最好一次性澆筑一樣，一個(gè)整體總會(huì)比兩

3、個(gè)結(jié)合的內(nèi)力要強(qiáng)。但因?yàn)榛炷劣兴療岬鹊仍?，并不能?次性把整棟大樓澆筑好；鋼筋因?yàn)樯a(chǎn)、運(yùn)輸?shù)仍?，并不能長(zhǎng)到剛剛好的長(zhǎng)度。所以規(guī)范的市場(chǎng)里，鋼筋一般是9米，或12米的規(guī)格。這是從市場(chǎng)層面解釋為什 么要有搭接。 我們想想為什么需要錨固？把一個(gè)小木塊架在墻上，或者用鐵釘釘在墻上，結(jié)果是不同的吧？用鐵釘當(dāng)然比單純架在墻上更能穩(wěn)固木塊，問題是：鐵釘要多長(zhǎng)才能做到固定木塊，又不浪費(fèi)呢？ 力學(xué)上有專門的計(jì)算公式，需要根據(jù)鋼筋的直徑、表面粗糙程度、受力大小等，計(jì)算出錨固的長(zhǎng)度。簡(jiǎn)單說，該計(jì)算公式的原理就是找到一個(gè)臨界點(diǎn)：鋼筋剛好拔出的那一瞬間，剛好斷裂。這樣你可以明白為什么級(jí)別越高的鋼筋它的錨固長(zhǎng)度

4、越大了吧？搭 接也是這個(gè)概念。但有的人疑惑，為什么直徑不一樣的鋼筋搭接，要用直徑小的鋼筋計(jì)算出的搭接長(zhǎng)度呢？打個(gè)小小的比喻：一根粗繩子可以承受100牛的拉力， 而一根細(xì)繩子只能十牛，兩根綁扎在一起，用力兩邊一拉，哪根先斷呢？毫無(wú)疑問，細(xì)的會(huì)先斷裂。并且當(dāng)施加的力到十牛時(shí)，這個(gè)結(jié)合就已經(jīng)被破壞。所以采用 100牛的拉力的話，有90牛是浪費(fèi)的。鋼筋搭接就是如此，搭接長(zhǎng)度只要滿足兩鋼筋被拉開的瞬間，細(xì)的鋼筋剛好斷裂就足以！ 3.萬(wàn)能的內(nèi)折角定律 所謂的內(nèi)折角，我不文字解釋，直接上圖更形象 （如左圖，鋼筋在轉(zhuǎn)角處彎折，這樣的危險(xiǎn)就如右圖所示，當(dāng)鋼筋兩端都有拉力時(shí)，角處是“尖銳又脆弱”的，很容易就被破壞

5、了。） 因此，無(wú)論在任何構(gòu)件任何情況下，都絕對(duì)不允許內(nèi)折角出現(xiàn)。解決的辦法就是鋼筋一定要伸到底。 可以看到平法無(wú)時(shí)不刻在運(yùn)用這個(gè)定律，如果你有一天看到?jīng)]有伸到底就彎折的的鋼筋，那么你一定要自信的站出來(lái)，對(duì)設(shè)計(jì)人員說這圖紙出錯(cuò)了。 比如: 4.受力鋼筋布置位置靠外定律 這個(gè)定律是相對(duì)于分布鋼筋等構(gòu)造鋼筋說的。打個(gè)比方說，一道剪力墻，是水平鋼筋在外面，還是垂直鋼筋呢？又比如板，長(zhǎng)邊和短邊的鋼筋。 哪個(gè)是在下面呢？是隨便哪個(gè)靠外都可以嗎？答案當(dāng)然是否定的。這個(gè)規(guī)律就是：哪種鋼筋受力更大，它就更靠外。比如說是獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋：長(zhǎng)向鋼筋在下，短向在上。 為什么是這樣呢？請(qǐng)觀察下圖，在基礎(chǔ)底面受到均勻土應(yīng)力的情況下： 其受力結(jié)果如下圖： 很明顯，在上有柱子頂住中心，下有均勻的土應(yīng)力情況下，獨(dú)立基礎(chǔ)是長(zhǎng)邊的彎曲更多！因此長(zhǎng)邊的受力更多。所以將長(zhǎng)邊的鋼筋放在下面，短邊鋼筋置于上面。此時(shí)短邊鋼筋受力不多，基本等于分布鋼筋的作用，起到固定長(zhǎng)邊鋼筋，形成鋼筋網(wǎng)的作用。 因此，回到前面疑問：剪力墻的鋼筋是水平筋在外，還是垂直筋。其實(shí)答案是不確定的。因?yàn)榧袅υ诓煌奈恢闷涫芰η闆r不同（比如地下室