算量視角下16G101圖集懸挑梁上部鋼筋的研究

鄒貽權，馮敏學

（湖北工業大學土木建筑與環境學院，湖北武漢430068）

0 引言

目前，國內工程算量主要分為手工算量和軟件算量兩種。傳統手工算量是根據CAD 圖紙人工讀取配筋信息，應用Excel 軟件進行鋼筋算量；軟件算量通過提取CAD 的圖層，讀取配筋信息，建立算量模型，從而進行鋼筋算量。專業工程造價軟件的進步，為工程算量的發展，尤其是對于各項規范圖集的進步完善創造了機會，不少學者通過不同的方式，對圖集規范中的各項要求進行研究，以期加快我國工程造價標準的發展。張亞娟［1］結合16G101-1《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》圖集中的相關要求，分析、歸納懸挑構件的“平法”識圖及鋼筋構造要點，以便識圖所需。錢晨等［2］選取工程實例中的一段框支梁，運用手工計算與軟件算量進行對比研究，總結分析兩者的差異。艾思平［3］以常用鋼筋混凝土構件為例，根據16G101 平法圖集，分析了鋼筋量計算要點，為確定鋼筋量計算規則提供依據。相較于11G101-1 圖集，16G101-1 圖集92 頁中更加詳細描述了純懸挑梁XL 及各類梁的懸挑端配筋構造。在實際工程算量過程中，對懸挑梁的上部鋼筋計算時其鋼筋構造還存在表述不清的問題。對于圖集中懸挑梁鋼筋的規范要求，手工算量與軟件算量的理解能否完全、能否準確執行其規定、對懸挑梁的總鋼筋工程量影響如何，是作者的研究目標。故本文擬選取實際案例中某一懸挑梁進行手工算量和軟件算量對比，分析兩者的理解差別，找出其產生原因，以期對算量工程提供更好的研究。

1 案例概況

1.1 案例

案例工程項目主體采取框架結構，地上總層數為4層，地上建筑高度為23.1 m。其建筑類別為3類，耐火等級為二級，抗震設防烈度為六度抗震，抗震設防為丙類。選取的懸挑梁來源于第二層KL2-6（300×700）5B，其平法施工圖如圖1 所示，懸挑梁鋼筋工程量計算的相關計算條件如表1所示。

圖1 KL2-6（5B）右懸挑部分平法施工圖

表1 懸挑梁鋼筋量計算相關條件

1.2 識圖分析

圖1為KL2-6（5B）部分平法標注圖。平法標準，即把結構構件的尺寸和配筋等，按照平面整體表示方法制圖規則，整體直接表達在各類構件的結構平面布置圖上，再與標準構造詳圖相配合，構成一套新型完整的結構設計。這種方法改變了傳統的煩瑣方法，更加便捷且簡潔明了。

梁的平法標注通常包括集中標注和原位標注。圖1 中KL2-6（5B）右懸挑部分以集中標注的形式表示，可由其得知，該懸挑部分截面尺寸為300 mm×800 mm；箍筋為Ⅲ級鋼筋，直徑為8 mm，加密區間距為100；上部通長筋為5根直徑22 mm的Ⅲ級鋼筋，且分為兩排，上排3 根，下排2 根；下部通長筋為2 根直徑22 mm的Ⅲ級鋼筋；懸挑跨長為1 200 mm。

2 計算過程及結果

2.1 軟件算量

軟件算量依托計算機的普及應用趨勢明顯，逐步取代手工算量，廣泛應用于建筑行業。造價人員通過設置工程概況、建立軸網、定義并繪制構件，就能快速建立項目的算量模型［4］。此次研究，借助應用較廣的廣聯達BIM土建算量平臺GLT2018。根據KL2-6（5B）所在樓層二層梁配筋的CAD 圖紙建立計算模型，運用軟件對KL2-6（5B）所給施工圖集中標注的詳細信息進行繪圖輸入，并經匯總計算，KL2-6（5B）的懸挑端上部鋼筋工程量的計算結果如圖2所示。

2.2 傳統手工算量

通過對KL2-6（5B）的集中標注和懸挑部分的原位標注分析，根據16G101-1圖集中鋼筋的布置規則，重點計算鋼筋的長度，用Excel 計算該部分的鋼筋工程量。其中，計算過程及結果以上部通長筋為例進行鋼筋量的計算，其過程及結果如表2所示。

2.3 結果對比分析

通過上述兩種方法計算的兩個結果進行比較，對KL2-6上部鋼筋計算：軟件計算結果11 978 mm，手工計算結果9 967 mm，軟件算量與手工算量相差16.79%。這個結果與常規規定的圖形算量誤差在1%～3%，相距甚多。

這種結果差異導致的原因由圖可知，懸挑梁第一排有3 根鋼筋，觀察兩者第一排鋼筋的計算公式：軟件其中2根為L-保護層+12 d+支座錨固長度，第三根為l+0.414（hb-2 保護層）+la。手算均為L-保護層+12 d+支座錨固長度。再觀察第二排鋼筋的計算公式，首先，軟件所用公式為：0.75l+1.414（hb-2 保護層）+la+10 d，而在手工計算中所用公式是：0.75 l+la。

這種計算方法的差異，因何造成。通過對調查分析發現，原因在于對圖集的解讀理解不同。

3 結果分析

3.1 對軟件算量結果的分析

查詢16G101-1 第92 頁圖集可知，當上部鋼筋為二排時，鋼筋構造表達不清晰：對于圖中“至少2 根角筋，并不少于第一排縱筋的1/2，其余縱筋彎下”［5］。

圖2 KL2-6（5B）的懸挑端上部鋼筋工程量軟件算量結果

表2 KL2-6（5B）的懸挑端上部鋼筋工程量手工算量結果

第一排鋼筋3 根，如果是2 根彎折，一根彎下，其上部第一排鋼筋在懸挑長度的0.75倍處下彎，根據懸挑梁的懸挑長度為1.2 m，梁高0.8 m。按標準圖下料，其水平長度=1.2×0.75+（0.8-0.05）+10×0.022=1.87 m，超出懸挑梁長度1.2 m，顯然不合理。

第二種，按照軟件默認設置的算法，從懸挑端部向根部倒推設置，1.2-10×0.022-（0.8-0.05）=0.23 m，發現致負彎矩筋在支座邊下彎，使其鋼筋不能滿足抵御負彎矩的受力要求，而且其下料長度大于手算，第二種方式也不行。那么3 根都必須伸至端部彎折12 d。圖集懸挑梁鋼筋布置如圖3所示。

圖3 圖集92頁懸挑梁鋼筋布置截圖

對于圖中“當上部鋼筋為兩排，且l＜5 hb時，可不將鋼筋在端部彎下，伸至懸挑梁外端向下彎折12 d”這句話，主要理解有2種。

可不將鋼筋在端部彎下，此引出線在第二排鋼筋，第一種理解，按照圖集示意，當l＜5 hb時，引出線僅特指第二排鋼筋，即第二排鋼筋不彎下，伸至懸挑梁完全向下彎折12 d，第一排中間部分鋼筋仍然彎下，第二種理解，l＜5 hb時，第一排第二排鋼筋都不彎下，伸至懸挑梁完全向下彎折12 d。

如果懸挑梁上部鋼筋按照第一種理解設置，其上部第一排鋼筋在懸挑長度的0.75 倍處下彎。上述已驗證不合理，由此判斷第一種理解不對。如果懸挑梁上部鋼筋按照第二種理解設置，這樣第一排第二排鋼筋都在端部向下彎折12 d，顯然不合常理，第二種理解也不對。

綜上所述，有時候在使用軟件算量時會存在盲目的套用設置情況，同時，標準規范圖集也會存在表述不清的問題。

3.2 對手算結果的分析

《鋼筋混凝土結構平法設計與施工規則第二版》第319頁，當懸挑長度l小于懸挑梁根部截面高度h的4 倍時，第一排縱筋全部伸至端部彎折。懸挑梁（懸挑端）上部第二排縱筋從根部支座邊緣算起的延伸長度為0.75l，當懸挑梁上部縱筋配置超過兩排時，應由設計者注明的各排縱筋的延伸長度值，這也驗證了手算方式的正確性。懸挑梁（懸挑端）上部與下部縱筋和箍筋構造如圖4所示［6］。

圖4 懸挑梁（懸挑端）上部與下部縱筋和箍筋構造

從結構方面分析，懸挑梁上部第一排縱筋不應再懸挑長度內截斷，如果截斷，可能會過早出現彎剪構造裂縫。由于彎剪構造裂縫自懸挑梁上表面呈扇狀開裂，只要第一排縱筋不被截斷開裂就不會發生，因此懸挑梁上部第二排縱筋可在0.75 l截斷。

從實際施工方面分析，若將第二排甚至第三排縱筋均按第一排縱筋方式彎至梁下，不僅造成鋼筋施工復雜化，而且兩廢鋼材，在技術、經濟兩個方面均正面意義。

3.3 小結

（1）當懸挑長度L小于懸挑梁根部截面高度hb的4 倍時，無論上部鋼筋為一排還是兩排，第一排縱筋全部伸至端部彎折12 d。

（2）當上部鋼筋為兩排且l小于5 hb的時候，第二批鋼筋只需要計算在0.75 L處。

4 結語

通過以上分析，可見在使用造價軟件的過程中，如果造價人員對規范圖集的理解是不正確的，或者規范圖集本身存在了表述不清的問題，這時需要嚴格求證工程造價的過程是否科學，合理，準確。這就要求我們不僅要熟悉圖集規范，同時也要對施工下料有一定的了解，這樣計算出來的造價數據才是更貼合實際情況，更有參考價值。