土建施工中钢筋混凝土结构的钢筋配料研究

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摘要：在钢筋混凝土结构中钢筋配料尤为重要，如何选择合适的方法进行钢筋配料分析，需首先从绘制钢筋翻样图入手，逐一对钢筋尺寸、钢筋弯钩、钢筋弯曲以及混凝土保护层厚度等方面对其性能进行综合分析，并进行度量差计算、利用公式以及运筹学相关知识最终进行其下料分析计算。

关键字：混凝土结构；钢筋配料

.中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: in the reinforced concrete structure reinforced material is particularly important, how to choose a suitable method of reinforced material analysis, need from drawing reinforced over from start, one by one on the comprehensive analysis of its performance in the face of steel bar size, steel hook, bending and the thickness of concrete protective layer, and measure the difference calculation, study knowledge of the material under the final calculated by using the formula and application.

Keywords: reinforced concrete structure; ingredients

中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：

自19世纪钢筋混凝土发明以来，人类建筑史开始了一个新的篇章，在二战后，它被广泛的运用于工程实践，使得高层建筑和大跨度的建造成为可能。钢筋混凝土是通过在混凝土中加入钢筋改善混凝土力学性质的一种组合材料。目前，混凝土仍然在基建工程中占据主要地位，然而在施工过程中，如何使得利益最大化，将投资降到最低是施工方关注的重要问题。在保证结构强度的基础上，改善钢筋配料，使得原材料达到最节约状态、使得残料达到最少状态，就成为了基建施工中的一个重要课题。如何优化钢筋配料，需从钢筋翻样图绘制着手，根据混凝土保护层厚度、钢筋尺寸、钢筋弯曲、钢筋弯钩对配料进行综合分析，由此对配料进行最差度分析，运用运筹学进行合理的下料分析并适时进行钢筋替换计算。

一、 绘制钢筋翻样图

所谓钢筋翻样图即以混凝土结构施工平面结构图为依据，按照绘图规则和构造详图的要求，将构件配筋图绘制成钢筋施工图。在绘制翻样图中，如何能够清楚的辨析钢筋型号数量等尤为重要，一般而言需要对各钢筋进行逐一编号，并在附注部分注明其型号、直径、接头位置、强度等级、锚固长度等具体尺寸数据。同时，当遇到较为复杂的结构时，不仅需要注明各钢筋的具体型号、强度要求、锚固尺寸等还需加绘细部安装图，以便于进行合理的钢筋配置。

二、钢筋性能综合分析

根据钢筋混凝土施工设计要求规范，在配料设计中，需要掌握钢筋尺寸、钢筋弯钩、钢筋弯曲以及混凝土保护层厚度等钢筋混凝土结构中钢筋的综合性能，以便进行钢筋配料的分析并进行其材料的设计配比。

钢筋外包尺寸即施工图中所标注的钢筋尺寸，指的是混凝土结构外缘与钢筋外缘的垂直距离。混凝土保护层厚度是指混凝土表面到受力钢筋外缘的距离。混凝土保护层厚度与钢筋外包尺寸是不同的，混凝土保护层厚度尤其强调所指受力钢筋，并非所有钢筋。同时需要区别的是，一般情况下要先计算混凝土保护层厚度再计算混凝土外包尺寸，因为外包尺寸是由构件尺寸、钢筋形状及混凝土保护层厚度所决定的。

根据钢筋弯曲直径混凝土设计规范的规定，一般对于钢筋的弯曲情况需分普通钢筋和箍钢两种情况进行分别，在两种情况下根据钢筋所分为的1、2、3等级，对不同等级钢筋采用不同处理方法。对于1级钢筋，在一般情况下，其末端需做180度弯钩，在不同骨料配置的混凝土中，刚劲直径取值是不尽相同的，一般为2.5d至3.5d，同时在平直部分长度应大于3d；对于1级钢筋制成的箍筋，除满足末端180度弯钩的要求外，其平直部分的长度要求并不相同，长度应大于直径的5倍，在有强度要求较高的结构如抗震结构、地下工程结构中，其长度应当大于直径的10倍及以上。对于2、3级钢筋，由于其均为变形钢筋，变形钢筋与混凝土粘接性能较好，因而不需要在其两端都设置弯钩，只需在其末端设置135度的弯钩，其直径要求没有区别，均应取4d。

三、钢筋配料计算

1、度量差计算分析

钢筋在加工过程中，外包尺寸与轴线尺寸之间会出现一个差值，我们称之为度量差。钢筋弯折度量差和钢筋弯钩增加长度均属于钢筋加工过程中的度量差，对于钢筋度量差，虽然数量不大，但是积少成多，大量的度量差堆积也是一个甚为客观的数量，更为重要的是度量差的存在会造成结构强度的影响和破坏，进而造成整个钢筋混凝土结构的破坏。

一般情况下，半圆弯钩、直角弯钩和斜弯钩是钢筋弯钩中常见的三种形式。三种弯钩所应用的部件也不相同，直弯钩一般用在柱钢筋、箍筋和附加钢筋中，斜弯钩用于直径较小的钢筋中，半圆弯钩较为常见不做赘述。在弯钩中，出现差值首先是由于弯心直径划分不一所形成的，其次钢筋粗细不同其直径不同以及加工机械不同等外在客观条件存在使得平直部分长度也受到较大影响，最终使得弯钩长度增加。

由前面论述可知，在翻样图中的钢筋长度所指的是外包尺寸，这样规定便于钢筋结构的设计计算但是在钢筋弯曲后，这样的规定就造成了差值，因为外包尺寸和中心线尺寸存在差值，在下料计算中需要扣除，否则将会使得混凝土保护层厚度太薄，或者钢筋尺寸大于模板尺寸，使得材料浪费。

2、下料计算

如何合理下料，是钢筋配料分析的核心，在工程中，一般采用两种主要的方法进行计算，即为公式法和运筹学法。公式法较为简单，但是所得数据较为单一，其所得结果没有运筹学法所得结果可靠。

公式法：

直钢筋下料长度=构件长度—保护层厚度+弯钩增加长度

弯起钢筋下料长度=直钢筋长度+斜段增加量+弯钩增加长度-弯折度量差（度量差弯起钢筋斜长）

运筹学法：

首先，根据下料方法、钢筋根数、用料长度、残料长度、原材料长度一次绘制表格并依据表格找出使残料最少的下料方法；

然后，依据下料方法找到其线性规划模型、找到其约束条件并建立适当的目标函数；

最终，利用运筹学的相关方法整体规划求解。

四、结束语

土建工程中普遍采用钢筋混凝土结构，合理的配置钢筋不仅能满足其结构强度要求，在经济效益、材料节约等方面也显得很重要，对钢筋配料进行合理分析一定能满足相关要求。

参考文献：

[1]田名誉 曹进. 基建施工钢筋配料优化[J].新疆工学院报，2009，3(1)

[2]范建新.土建施工中钢筋混凝土结构的钢筋配料分析[J].建材发展导向，2011，8

[3]李悦. 不同掺合料混凝土钢筋锈蚀的线性极化方法研究[J]混凝土，2011，8