箍筋下料調整值法的修正

張地，何夕平

(安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥 230601)

0 引言

目前，鋼筋混凝土結構是結構的主要類型。在此結構中，鋼筋下料長度計算是配料計算的關鍵，下料長度計算結果的精確程度直接關系到工程質量和成本[1]。迄今為止，有關鋼筋下料長度計算的方法多種多樣[2][3]。其中，有些箍筋下料長度計算方法來自于日常施工經驗[4]。盡管這類方法能夠滿足規范要求，但是計算結果不夠精確，與工程實際存在偏差[5]。現今，箍筋下料長度計算方法中箍筋調整值法仍在沿用過去查表的方式獲取箍筋調整值，進而得出計算結果的方式。這種計算是一種簡化計算，其結果精度較差。為了避免因箍筋下料長度計算誤差造成工程的成本損失和質量安全問題，立足于現行規范和圖集要求，結合鋼筋下料實際情況，對箍筋調整值法計算公式進行修正，使其更符合工程實際，并能繼續應用于工程施工。

1 傳統箍筋調整值法

箍筋調整值是彎鉤增加值和彎曲調整值兩項代數和[6]。箍筋調整值法是通過計算箍筋周長與箍筋調整值之和。根據《建筑施工手冊(第四版)》[7]中推導，其公式如下:

箍筋下料長度=箍筋周長+箍筋調整值

為了簡化計算，箍筋調整值可按表1取值。

表1 箍筋調整值(mm)

2 箍筋調整值的修正

箍筋調整值的修正是通過對基本原理進行分析，并結合工程中鋼筋加工的實際情況推導一種更精確的計算方法。其基本思想與傳統的箍筋調整值法的基本思想一致，兩者的顯著區別是箍筋調整值的取值是更精確的計算值。按照箍筋量度方法的不同，修正的箍筋調整值法也可分為量外包尺寸計算與量內包尺寸計算兩種情況。下面以閉合雙肢箍筋為例，分別按照量外包尺寸與量內包尺寸兩種方式推導修正后的箍筋調整值法計算公式。

2.1 量外包尺寸的箍筋調整值修正計算法

按照圖1所示，量外包尺寸的箍筋調整值的修正計算公式表達如下:

不考慮抗震時:

考慮抗震時:

L外—量外包尺寸箍筋調整值的修正下料長度；

—不考慮震時的箍筋調整值；

—考慮抗震時的箍筋調整值；

l量—鋼筋彎曲量度差，也稱彎曲調整值即鋼筋彎曲后，彎弧部分外邊線與中心線長度的差值，取值見表2；

l增—平直段長度為3d時的彎鉤增加長度，一般 90°彎鉤取 3.5d，135°彎鉤 4.9d，180°彎鉤取6.25d；

b—構件截面寬度；

c—鋼筋保護層厚度；

d—鋼筋直徑；

h—構件截面高度。

圖1 雙肢箍筋結構示意圖

根據現有規范要求，光圓鋼筋彎弧內直徑不應小于鋼筋直徑的2.5倍，彎鉤的彎折后平直段長度不應小于鋼筋直徑的3倍[8](見圖2)；除此之外，箍筋彎折處尚不應小于縱向受力鋼筋直徑[9]。對一般結構構件，箍筋彎鉤的彎折角度不應小于90°，彎折后平直段長度不應小于箍筋直徑的5倍；對有抗震設防要求或設計有專門要求的結構構件，箍筋彎鉤的彎折角度不應小于135°，彎折后平直段長度不應小于箍筋直徑的10倍和75 mm兩者之中的較大值[10]。

圖2 光圓鋼筋彎折結構示意圖

為了方便計算，如圖2所示，鋼筋量度差值彎弧部分外邊線長度按切線長度和計算，因此也是近似計算。根據謝芳蓬、許堅[1《1]對計算鋼筋彎曲量度差值通用公式的探討》中推導，量度差值計算及取值如下:

D—鋼筋彎心直徑；

α—鋼筋彎曲角度；

其他符號同前。

表2 鋼筋彎曲量度差取值(mm)

2.2 量內包尺寸的箍筋調整值修正計算法

按照圖1所示，量內包尺寸的箍筋調整值修正計算法的計算公式表達如下:

不考慮抗震時:

考慮抗震時:

—鋼筋彎曲部分中心線長度與內邊線長度的差值，取值見表3；

—量內包尺寸下，鋼筋彎鉤的增加長度，取值為l增+d。

如圖3所示，l增是量外包尺寸下彎鉤的增加長度，與l增相差1倍的鋼筋直徑。

另外，根據l量的簡化計算原理，同理可得的計算及取值如下:

圖3 光圓鋼筋彎曲增加長度結構示意圖

其符號同前。

表3 量內包尺寸下的量度差取值(mm)

3 計算實例比較分析

前文從理論上介紹了傳統的箍筋調整值法并分析論證了箍筋調整值修正計算。現就具體實例，通過與箍筋中心線精確計算法對比分析，來驗證傳統箍筋調整值法和箍筋調整值修正后計算的精確性。某混凝土梁，截面尺寸300 mm×600 mm，箍筋保護層取20 mm，箍筋Φ10，考慮抗震，其截面如圖4所示。

圖4 雙肢箍筋計算示意圖

傳統箍筋調整值法:

量外包尺寸時:

量內包尺寸時:

中心線精確計算法[12]:

內包尺寸計算法:

外包尺寸計算法:

箍筋調整值修正計算法:

量外包尺寸時，由公式(3)(4)可得:

量內包尺寸時，由公式(9)(10)可得:

通過以上計算結果可以看出:修正后的箍筋調整值計算法的計算結果與中心線精確計算法的計算結果更接近，在一定程度上大大提高了傳統箍筋調整值法的精確度。

另外，修正后的箍筋調整值計算法的計算結果與施工中常用的內包尺寸計算法、外包尺寸計算法的計算結果一致。從它們的數學計算式的比較發現:箍筋調整值修正計算法中的量內包尺寸計算與內包尺寸計算法的數學計算式以及量外包尺寸計算與外包尺寸計算法的數學計算式一致。盡管它們之間的數學計算式一致，但它們是從不同的角度定義了箍筋下料計算公式。如箍筋調整值法在原來的鋼筋彎曲量度差值和彎鉤增加長度概念的基礎上引入箍筋調整值這個新概念。

4 結論

通過上文從理論上分析并介紹了傳統箍筋調整值法和箍筋調整值的修正計算，又通過計算實例與內包尺寸計算法、外包尺寸計算法及中心線精確計算法的計算結果進行比較分析，得出結論如下:

(1)箍筋調整值修正計算法在一定程度上大大提高了其精確性，并且更符合規范和施工精度要求；

(2)盡管文中是以雙肢箍筋為例對傳統箍筋調整值法和箍筋調整值修正計算展開論證和分析，但是這種計算方法的思想對單肢箍、多肢箍、多邊形箍筋下料以及其他鋼筋下料計算中皆適用，其方法可供工程施工中借鑒應用。