价值工程在材料代换中的应用

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摘要：随着建筑业的迅猛发展，框架结构成为建筑的主流，钢筋的大量使用成为决定建筑造价的主要因素之一。如何节约钢材，降低成本，而又提高功能特性，成为当前建筑业亟待解决的问题。本文就此问题，提出了运用价值工程原理，进行钢筋代换的解决方法。说明了运用价值工程进行钢筋代换的必要性和可行性。

关键词：价值工程；钢筋（材）代换；冷轧带肋钢筋

价值工程（Value Engineering）简称VE，起源于第二次世界大战期间，因为材料短缺，而对产品进行变革的研究。创始人是美国通用电气公司的工程师L.D·麦尔斯。麦尔斯在工作中发现人们使用某种材料的目的并不在于材料本身，而在于它所具有的功能，因此可用具有相同功能而价格低廉的代用品取代原有价格昂贵的材料。麦尔斯的VE技术是从分析产品的功能入手，对产品作改进设计，重新审查设计图样，在现有设计最低成本的基础上消除产品材质选择、技术要求、结构功能等不合理因素，进一步降低成本。它的目的是要从技术和经济相结合的角度上去改进和创新产品，既要使产品在技术上可靠，又要使经济成本最低。

近年来，随着建筑业的迅猛发展，框架结构成为当前建筑的主流，钢筋的大量使用成为决定建筑造价的主要因素之一。如何节约钢材，降低成本，而又提高功能特性，成为当前建筑业亟待解决的问题。在此情况下，运用价值工程原理，根据钢材供应情况的变化，采取有效的应变措施，大搞钢材代换，既能降低工程造价，又能生产出符合用户要求的产品。

一．确定钢材的代换对象

经实地调查及查阅有关资料，得出下表数据（郑州市）

上表中例子的建筑都为框架结构，建筑面积大。其板的做法均是现浇板，钢材的用量大，不可避免地造成钢材浪费、货源紧张，致使价格上涨。由于现浇面积大，这就决定了Ⅰ级钢筋的用量大，成本高。而又由于Ⅰ级钢筋锚固性能差等缺点，确定以冷轧带肋钢筋来代替Ⅰ级钢筋作为本次价值工程实施的主要对象。

二．冷轧带肋钢筋简介及主要用途

冷轧带肋钢筋是用Q215、Q235热轧低碳钢圆盘条通过冷轧、冷轧、冷扭、调直，材料一贯性加工成型的系列产品，可分为550级，650级，800级，970级和1170级。其中只有550级用于现浇板（结构）中。

在住宅和各类公共建筑的现浇混凝土结构中，LL550级冷轧带肋钢筋可以有如下用途：

1、现浇楼板、屋面板的主筋和分布筋。钢筋直径一般为5─10mm，由于现浇楼板的刚度一般较大，若以冷轧带肋钢筋代换Ⅰ级钢筋时，一般只需等强代换，不必作裂缝宽度验算。需要指出，按规程JGJ95─95的规定，LL550级冷轧带肋钢筋调直后的抗拉强度设计值可取得360N/mm[~2]，为此工地现场对调直后钢筋抽样检验时，直条钢筋的抗拉强度必须达到550N/mm[~2]。

2、剪力墙中的水平和竖向分布筋。由于LL550级冷轧带肋钢筋的伸长率较大，因此用于剪力墙，能满足抗震要求。这一点国外数十年的应用实践当可证明，在钢筋焊接网混凝土结构技术规程JGJ/T114─97中，已作出了明确规定。

3、梁柱中的箍筋，当箍筋按受力箍筋计算时，其抗拉强度设计值按310N/mm[~2]取值。

4、圈梁、构造柱的配筋。

按《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95─95和规范GBJ10─89的96年局部修订稿的规定，LL550级冷轧带肋钢筋可用作箍筋。

预制构件方面

LL650和LL800级冷轧带肋钢筋可全面取代冷拔低碳钢丝作为预应力构件的主筋，在预应力电杆中亦可应用。

三．在现浇板（结构）中，冷轧带肋钢筋代替Ⅰ级钢筋的可行性

冷轧带肋钢筋的外形是一种三面或二面带有月牙形横肋的钢筋，与Ⅰ级钢筋相比，极限抗拉强度以及与混凝土的握裹力分别是前者的1.95倍和1.59倍，伸长率，。当考虑一些构造要求后，使用冷轧带肋钢筋仍可比使用Ⅰ级钢筋节省钢筋30%以上。钢筋厂一般按工程需要定尺下料，直条供应，可以省去弯钩工序，减少现场加工废料，这样还可节省2％～3％。

由于带肋钢筋与混凝土有很好的粘结锚固性能，因此用于构件中，从根本上杜绝了构件锚固区开裂、钢丝滑移而破坏的现象，且提高了构件端部的承载能力和抗裂能力；在钢筋混凝土结构中，裂缝宽度也比光圆钢筋，甚至比热轧螺纹钢筋还小，由此明显改善了构件的裂缝状态，使裂缝变得细而密。

LL550级冷轧带肋钢筋配筋的连续板设计计算时可以考虑塑性内力重分布，理由有二：

1、正如前述，LL550级冷轧带肋钢筋的伸长率δ[10] 8%（比现在正在使用的冷轧扭钢筋δ[10] 4.5%要大得多），其最大均匀伸长率在2%以上。

2、据规程编制组对二跨连续板的试验，结果表明冷轧带肋钢筋混凝土连续板具有较好的塑性性能，有明显的内力重分布现象（需要说明该试验构件中所有的冷轧带肋钢筋还不是专用盘条轧制的，否则试验结果将更为理想）。

冷轧钢筋本身富有弹性，不易产生局部弯折，在浇灌混凝土时提供很大方便。可见，使用冷轧带肋钢筋比使用Ⅰ级钢筋在功能、强度、延性、锚固性上均有突出优点，在保证工程质量的前提下并可节省钢材30％以上，根据目前的市场价格，每使用一吨冷轧带肋钢筋，可节约刚才费用800元左右。

四．制定方案

1．施工前认真分析图纸，根据成本最低、价值最高的原则，找出需要替换的钢材，如果设计上没有而实际上用的材料符合以上原则，则可要求设计单位变更图纸，以实现上述目的。

2．在施工过程中，由施工单位寻找冷轧带肋钢筋加工厂，施工单位提供原（材）料，根据过程进度由加工厂根据施工要求供应冷轧带肋钢筋，加工费由施工单位支付。

五．方案检验

LL550级冷轧钢筋至少在国内千幢以上的各类现浇混凝土结构中应用。其中比较典型的工程有：沈阳华阳国际大厦，为框支剪力墙结构，地下两层，地上裙楼5层 ，主楼两个29层塔楼，总建筑面积16.1万ｍ2，总高度103.15ｍ，在1～29层楼板中使用LL550级冷轧带肋钢筋1113t，如果采用Ⅰ级圆钢则需1719.5 t，节省钢材606.5 t，节省率35.3％，同时也使钢筋工程的单项成本降低23％；兰州某大学的科教楼，框架剪力墙结构，主楼地下两层，地上20层，高80.3m，加上裙楼总建筑面积为4.3万ｍ2，楼板原设计需用Ⅰ级钢筋354.2t，改用冷轧带肋钢筋实际使用213.7t，节省钢材140.5t，节省率39.7％。由于节省钢筋及现场钢筋加工费，整幢建筑仅钢筋一项就节省资金18.6万元；大连一大型高层住宅建筑，工程下面为6层裙楼，上托两座20层的建筑，总建筑面积5.7万ｍ2，采用LL550级冷轧带肋钢筋作楼板受力主筋，原设计采用Ⅰ级钢筋700t，改用冷轧带肋钢筋实际用量为443.3t。节省钢筋256.7t，节省率36.7％。

上面列举了一些处理效果好的典型工程案例，节省钢材效果显著。但是根据今年国内大规模工程实践表明，节材率不宜过高。有关专家建议，在板内构件中，用LL550级冷轧带肋钢筋，一般情况下，节材率宜控制在35％左右，同时必须满足最小配筋率的要求，特别是当板较薄或在施工使用过程中，温度、收缩等因素对板内结构产生较大影响时，构件的最小配筋率还应适当增加，以保证构件满足正常使用状态或人们的观瞻要求。

六．注意问题

在用冷轧带肋钢筋进行钢筋代换时，一定要注意保证钢筋的质量，确保工程的安全性，主要注意以下两个方面：

1、关于保证钢筋质量和提高合格率问题：

所有冷轧带肋钢筋都宜采用高速线材轧制。据江苏省98年省建委对有证企业年度复查，抽检LL550、LL650级冷轧带肋钢筋的质量看，共78家企业390个样品，强度合格率为99%；伸长合格率为95.1%；冷弯全部合格。

2、加强检测保证工程质量

为了保证不合格钢材不用在工程上去，应注意钢材的检测：一是不得采用冷拔刻痕工艺生产的伪劣产品；二是未通过生产许可证和使用认可证检查的企业的产品不准使用；三是加强生产厂家建立一质保体系，不合格品不得出厂。

六．成果评价

冷轧带肋钢筋强度高，与混凝土粘结锚固性能好，是一种高效钢材，具有省工省时、节约材料、结构性能优异、工程质量可靠等优点。一般情况下，楼面板采用冷轧带肋钢筋能比采用热轧Ⅰ级钢筋可节省30％左右的用钢量，有着显著的经济效益和社会效益。

七．结束语

近年来，河南省建设厅根据国家有关政策，把“科教兴建”作为我省建设行业一项长期发展战略。为尽快地促进科技成果向现实生产力转化，引导建设行业向高科技方向发展，必须把价值工程这一种用于降低成本，提高产品质量的现代化管理技术应用于建筑业。建筑业应用价值工程这一新的知识和技能，依靠集体智慧，对建筑材料进行分析，寻求降低成本，提高功能的最佳途径。为此，应大力推广应用价值工程，提高建筑工程的质量，为加快建筑业工业化水平起到积极的推动作用。

作者简介：1.王文斐（1977-），女，河南驻马店人，学士学位，工程师，许昌学院，

河南省许昌市八一路88号许昌学院基建管理处461000

联系电话：139387930510374—2968879

2.孙彦飞（1979-），女，河南新野人，工程硕士，讲师，河南工程学院

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