钢筋下料原理浅析最新.docx
《钢筋下料原理浅析最新.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋下料原理浅析最新.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
钢筋下料原理浅析最新
序言
在本人多年从事施工技术管理的过程中，经常接触和审核一些钢筋翻样料单。
很多施工企业，尤其是小型施工企业，没有设置专门的钢筋翻样员岗位，并且企业自己的钢筋工长往往不具备钢筋翻样技能，因此形成一种现象：
料单多数出自钢筋施工一线的工人或班组长之手，或者由企业外部的专门翻样人员完成。
施工一线的工人或班组长，施工实践经验丰富，在钢筋翻样下料长度的控制上多有独到之处。
但往往由于自身文化水平的限制，理论知识的欠缺，不得不依赖实际经验，采用手工翻样，致使钢筋翻样的准确性不高。
企业外部的专门翻样人员擅长使用翻样软件，但由于时间限制，不能全天坚守工地。
翻样工作不可能一劳永逸，一次性解决所有问题，所以对施工中出现的新问题不能及时“准确”地给予处理。
无论是哪种翻样人员，还是钢筋施工管理人员都应避免以下问题：
第一、套用即成公式，不懂弯曲调整值的由来，甚至干脆忽略弯曲调整值的存在。
第二、在实际施工中，遇到成型钢筋长度不合规范时，无法正确调整下料长度，仅靠经验增加或缩短下料长度以达到满足规范尺寸的要求。
如何解决这些问题呢？
归根结蒂，要明了其原理，以理论指导实践。
为便于不同层次的人员阅读，本人行文力求简单，计算过程力求步骤多，过程清晰，在此指导思想之下介绍钢筋的下料原理。
由于本人水平有限，不当之处，敬请读者不吝指正。
第一章钢筋下料长度的含义
一．钢筋下料长度的含义
钢筋料单是进行钢筋加工的依据，一份钢筋料单，其核心是钢筋的型式和断料长度。
没有型式，工人无法加工制作成所需要的形状；断料长度不准确，虽然钢筋所需要的形状具备了，但其尺寸必然是错误的。
钢筋下料长度是钢筋在加工成所需形状前，所需要的断料长度，即加工前所需要截得的钢筋直长。
如下图：
二．钢筋的加工成型
钢筋的加工成型本质上有三个相互关联的过程：
第一，根据构件和弯折尺寸确定成型钢筋的尺寸；其次，根据成型钢筋的尺寸确定下料长度；第三，根据下料长度再加工成所需要的钢筋型式。
所以，根据断料长度加工好的钢筋，其尺寸首先跟钢筋砼构件的尺寸有关，其次，钢筋的弯折形状跟规范、图集的构造及设计要求有关，而不是个人臆测的。
钢筋料单中钢筋型式标写的尺寸要准确反映这些信息。
三．钢筋下料长度
在图纸设计中，对于各类构件，一般标示出轴线尺寸，具体到某一构件的尺寸，则可根据轴线尺寸以及与此构件相关的尺寸，进行一些加减变换而得来，这就解决了钢筋混凝土构件尺寸的问题。
上图中梁KL-1长度为：
L–a–b
钢筋混凝土结构内的钢筋依附构件而存在，不同的构件受力性能不同，构造和设计要求亦不同，则钢筋的弯折样式和尺寸也因构件不同而不同，一般由图集、规范或设计师给出，这就解决了钢筋弯折尺寸的问题。
那么如何计算钢筋砼构件内部所配钢筋的下料长度呢？
如下图2所示：
图2
框梁面筋下料长度是否为：
“L+a+b-2c+15d*2”呢？
答案是否定的，在此先作以简单解释：
构件内所配的钢筋一般有两种，一是直形钢筋，二是弯曲钢筋。
对于简单的直形钢筋，下料长度及为直线段长度，可以直接从钢筋原材上按相应数值截得。
而对于弯曲钢筋，由于存在弯曲加工，下料长度则需考虑弯曲调整值，本例还要考虑框柱纵筋。
第二章钢筋的弯曲及弯曲调整值
图3
一．钢筋的弯曲特点及弯曲调整值
如图3，钢筋弯曲时，存在在弯曲弧段出现“外皮尺寸延长，内皮尺寸缩短，而中心线长度不变”的现象。
将此中心线长度定义为下料长度（即前面所讲的需要利用原材截得的钢筋直长），下料长度和外皮（或内皮）尺寸的差值定义为弯曲调整值。
二．几个概念说明
1、图纸标注尺寸：
“构件”的最外皮尺寸。
构件内配受力钢筋，根据受力钢筋的保护层即可方便的确定钢筋的外皮长度。
2、钢筋的外包尺寸：
对弯曲段而言，计算弯曲调整值时使用。
如图3
3、钢筋的下料长度：
需要利用原材截得的钢筋直长，即钢筋加工成型后的中心线长度。
根据图纸标注尺寸进行推算时，需考虑弯曲调整值，才能使加工成型后钢筋的各段尺寸符合要求。
4、弯钩平直段长度：
钢筋弯曲直径中心至弯钩端部的长度。
三．钢筋弯曲调整值的处理
我们在翻样时，截料截出的是直钢筋，然后再根据钢筋形状要求，用直钢筋弯曲成各种所需要的形状。
考虑到各种形状的钢筋，其尺寸可按外皮亦可按内皮度量，无论是按外皮还是内皮度量，其下料长度都存在弯曲调整值的处理，以使截出的直料长度在经过弯曲后，能使钢筋型式符合规范或图集要求。
对于直钢筋而言，不存在上述延长和缩短的情况，下料长度就是钢筋的直长，因此不存在弯曲调整值的加减问题。
四．钢筋的弯曲直径
钢筋弯曲时内皮弯弧的直径定义为钢筋的弯曲直径。
其取值规定如下：
1、按传统做法：
一级钢筋为2.5d，二、三级钢筋为4d；
2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中第10.4.5条规定：
框架结构顶层框架梁上部纵筋及框柱外侧纵筋在节点角部的弯弧内半径，d≤25时，不宜小于6d，d＞25时，不宜小于8d。
3、《混凝土施工质量验收规范》（GB50204-2002）中第5.3.1条规定。
4、03G101系列图集规定：
略
设计规范和图集是从钢筋弯弧受力变形角度对钢筋的弯曲内径做出明确规定，但可操作性差，实际钢筋下料很难如此精确化，但施工规范是从施工实践和施工角度对弯弧内径做出的规定，既考虑到不同情况又具有可操作性，是最后一道防线，也是施工质量的底限，所以不能小于此标准。
第三章钢筋下料长度的计算方法
第一节三种算法
一．按外皮尺寸计算法：
按钢筋的外皮尺寸计算。
二．按内皮尺寸计算法：
按钢筋的内皮尺寸计算。
三．中心线法：
按钢筋的中心线长度计算。
中心线法具有通用性，采用内皮尺寸计算亦可（比如箍筋的计算，结合保护层的含义，采用内皮尺寸计算将更方便）。
对于一般钢筋而言，采用外皮尺寸计算将更具有普遍意义，故结合本人习惯，本文对“按外皮尺寸计算法”进行详细介绍。
第二节钢筋下料长度的计算公式
为便于理解和运用，在进行下料长度的计算时，本人将钢筋的弯曲分为两类：
一般弯曲钢筋和带弯钩的钢筋。
一．一般弯曲钢筋
常有的弯曲角度有：
45°、60°、90°
1、45°和60°弯曲：
一般针对吊筋或反扣吊筋而言。
对集水坑等特殊部位的异型钢筋的弯曲，可按中心长度不变的原理进行推导。
2、90°弯曲：
一般针对梁、板面筋、墙纵筋的端部弯折而言。
二．端部带弯钩的钢筋
常用的弯折度有：
135°、180°
1、135°弯钩一般对箍筋及拉筋而言。
非抗震箍筋也有90°弯钩。
2、180°弯钩一般对板类构件的底筋、剪力墙纵筋而言。
三．钢筋下料长度计算公式：
（全用减法）
1、对于一般弯曲钢筋：
下料长度=外皮尺寸—弯曲调整值
2、对于端部带弯钩的钢筋：
下料长度=外皮尺寸+弯钩平直段长度—“弯钩弯曲调整值”
四．弯曲调整值计算公式
弯曲调整值=弯曲段外包尺寸—中心线弧长
第四章钢筋弯曲调整值的计算
钢筋下料长度的本质是“钢筋的中心线长度”，利用弯曲段的弯曲调整值推导下料长度的计算公式是为了找出一般化的规律（当然，针对单根钢筋也可以从整体考虑，按照中心线长度计算推导其公式，但这样不具备一般性意义）。
钢筋按外皮长度计算时，就是找到钢筋外皮长度和这个中心线长度的关系。
因为钢筋除了弯曲段外均为直段，则其中的核心就是找到弯曲段外包尺寸和其中心线的关系，而这个关系就是用弯曲调整值实现。
下面具体介绍钢筋的弯曲范围内弯曲调整值的计算。
第一节一般弯曲钢筋弯曲调整值及下料长度
一．90°弯曲钢筋弯曲调整值及下料长度
图4：
其中r为弯曲半径，d为钢筋直径
1、D=2.5d时，弯曲段的弯曲调整值为：
（略）
2、D=4d时，弯曲段的弯曲调整值计算过程如下：
Φ=2（
+d）－
×2×3.14×
=6d－3.925d
=2.075d
故下料长度为：
L=L1+L2－2.08d
前已阐述，亦可从整个成型钢筋的外皮尺寸进行推导，具体过程如下：
L=[L1－（
+d）+L2－（
+d）]+
×2×3.14×
=L1+L2－[2（
+d）－
×2×3.14×
]
=L1+L2－2.08d
与利用弯曲段的弯曲调整值推导下料长度的计算公式相同。
为节约篇幅，下文不再进行这部分计算。
二．45°、60°弯曲钢筋弯曲调整值及下料长度
图5
D=4d，弯曲段的弯曲调整值计算过程如下:
Φ=k+k－
×2×3.14×
=2×（
+d）tan
－
×2×3.14×
故,a=45°,Φ=6dtan22.5－
×2×3.14×2.5d
=0.52d
a=60°,Φ=6dtan30－
×2×3.14×2.5d
=0.84d
故下料长度为：
L=L1+L2－0.52d（a=45°）
L=L1+L2－0.84d（a=60°）
第二节端部带弯钩的钢筋弯曲调整值及下料长度
钢筋下料长度为：
外皮长度+弯钩平直段长度－弯钩的弯曲调整值
说明：
A、弯钩平直段长度一般由图集、规范规定。
B、因为弯钩的弯曲调整值的计算方法和上述计算方法不同，故本人为便于理解记忆，将其单独定义为弯钩的弯曲调整值（而非一般弯曲的弯曲调整值）。
一．带135°弯钩的钢筋弯曲调整值及下料长度
图8图6：
拉筋弯钩构造要求
1、D=2.5d，弯钩的弯曲调整值计算过程如下：
Φ=（
+d）－
×2×3.14×
=2.25d－4.12d
=－1.87d
故带135°弯钩的钢筋下料长度：
L=L1+max（10d,75）+1.87d
=L1+10d+1.87d
=L1+11.9d
2、D=4d，弯钩的弯曲调整为：
Φ=－2.89d（计算过程略）。
故带135°弯钩的钢筋下料长度为：
L=L1+max（10d,75）+2.89d
=L1+10d+2.89d
=L1+12.89d
二．带180°弯钩的钢筋弯曲调整值及下料长度，取D=2.5d
图9
弯钩的弯曲调整值计算过程如下：
Φ=（
+d）－
×2×3.14×
=2.25d－5.495d
=－3.25d
故带180°弯钩的钢筋下料长度为：
L=L1+3d+3.25d
=L1+6.25d
三．带90°弯钩的钢筋弯曲调整值及下料长度
图7
1、D=2.5d，弯钩的弯曲调整计算过程如下：
Φ=（
+d）－
×2×3.14×
=2.25d－2.75d
=－0.5d
故带90°弯钩的钢筋下料长度为：
L=L1+xd+0.5d。
读者可以按一般弯曲中的90°弯曲进行验算。
2、D=4d，弯钩的弯曲调整为：
Φ=－0.925d（计算过程略）
故带90°弯钩的钢筋下料长度为：
L=L1+xd+0.925d
四．箍筋下料长度
如上图10，实际上，箍筋的下料长度为3个90°弯曲和2个135°弯钩的综合运用，即箍筋下料长度为：
箍筋的外皮尺寸周长+2×（135°弯钩下料长度）－3×（90°弯曲调整值），当取D=2.5d时，箍筋下料长度计算过程如下：
L=（L1/2+11.9d+L2/2+11.9d）+（L1/2+L2/2+L1+L2–3×1.75d）=2（L1+L2）+2×11.9d–3×1.75d
读者亦可以按内皮计算其下料长度，本文略。
五．下料长度计算法之“内皮计算法”和“中心线法”
读者根据自己的习惯亦可采用“内皮计算法”计算下料长度。
任何一种算法经过某一未知量的分解或结合后，公式完全相同，经过计算可知，计算所得结果和本篇所讲述的方法完全相同，因为钢筋下料长度的本质是一样的，即中心线长。
六．钢筋常用弯曲角度弯曲调整值总结（见下表：
钢筋常用角度弯曲调整值）
弯曲类型
角度
D=2.5d
D=4d
D=8d
一般弯曲
45°
0.49d
0.52d
0.61d
60°
0.77d
0.84d
1.06d
90°
1.75d
2.08d
2.93d
带弯钩的钢筋
（单边）
90°
-0.5d
-0.925d
/
135°
-1.87d
-2.89d
/
180°
-3.25d
/
/
注：
1、D为弯曲直径，D=2r，r的取值可由图集或规范查得。
2、△为弯曲调整值，L为下料长度。
第五章钢筋下料长度计算应用实例
实例：
如下图，二级抗震框架梁（非顶层），混凝土强度等级C30。
本例弯曲直径按D=4d，钢筋的构造要求参考03G101-1图集。
图11
如上图11，梁钢筋下料长度计算过程如下：
1、梁筋下料长度：
2000+400－4×25+2×15d－2×2.08d=2946mm
2、箍筋个数：
2（
+1）+（
－1）=19根
箍筋下料长度：
2×（450+150+4d）+2×12.89d－3×2.08d=1634mm
3、钢筋配料单
钢筋配料单
构件名称
钢筋种类
钢筋型式
钢筋规格
下料长度（mm）
数量
重量（kg）
KL1
面筋
25
2946
2
22.743
底筋
25
2946
3
34.115
箍筋
12
1634
19
27.569
说明：
此配料单内的下料长度为理论长度
第六章钢筋下料的几点经验
一．钢筋翻样的基本要求
钢筋翻样是一种技术性很强的工作，它依赖于个人的悟性和艰苦的训练，要想熟练掌握钢筋翻样，需要做到：
1、对图纸透彻理解。
透彻地理解图纸往往需要丰富的施工经验。
2、要有逻辑性和条理性，思路清晰，层次分明，能让施工人员不看图纸或仅看结构平面图，凭料单就能顺利施工。
3、要掌握CAD技术。
随着时代的发展，各种建筑物的造型越来越新颖别致，结构越来越复杂，单纯的手工计算很难适应，比如弧形建筑等其他异性建筑翻样，需要利用CAD绘图技能辅助计算，利用CAD技术提高计算和翻样的准确性。
4、对各种规范、图集等了如指掌，融会贯通，就像律师必须精通法律条文一样。
不能犯概念性或规范性错误。
对不同部位的各种构件的钢筋构造要烂熟于心，信手拈来，比如各种受力钢筋构件的钢筋的端部弯折部位、长度、钢筋的接头区域、钢筋的连接长度等等。
5、有结构理论方面的知识，正确判断各种构件的受力特征和构造要求，以及各种钢筋的用途和受力，可以提高翻样的灵活性。
二．钢筋下料的几点经验
1、注意钢筋的交叉、层次关系
在图集上分构件绘制和描述钢筋构造，看到的钢筋仅针对某一水平或竖向构件，没有显示垂直纸面方向或其他交叉构件的钢筋，另外，钢筋在图集上显示的是一个点或一条线，而实际上它是一个具有体积的空间立体。
必须清楚这些交叉、层次关系，才能使下料准确，真正能用到施工中。
初学者往往最容易忽略钢筋的交叉和层次关系。
比如楼板负弯矩筋在梁内的锚固要求，不能只减去一个保护层，因为图集要求负弯矩筋伸至梁最外面纵筋内侧，所以还要减去一个梁纵筋直径。
另外，要考虑施工误差造成的钢筋移位和钢筋的互相交叉会对钢筋的绑扎产生很多影响，忽略这个，在施工中出现钢筋偏位等施工误差，或施工无法避免的误差（如梁在柱内锚固，梁纵筋在端头部位为避柱子柱筋而内缩），将造成钢筋过长、绑扎不到位等很多问题。
2、先断数量多的后断数量少的，先断长料，后段短料，尽量减少和缩短钢筋短头，以节约钢筋。
3、有选择进料
实际施工中钢筋长度多种多样、千差万别，要求用较短的定尺钢筋下料后短头最少或为零，也能节约人工机械和材料，所以购买钢筋前，针对料单及工地实际情况对钢筋的长度进行选择很有意义。
一般来讲，进料长度越长越好，可以在下料时少出短料，减少废短头，降低焊接量，而且在连续接长时能减少接头。
（但有时短料也有用武之地，如预制过梁，梁垫，马凳、次梁负弯矩筋、洞口加筋，楼梯等，这些零星构件可以利用短料或废料来加工）
如某构件钢筋料长2.23m，2.23*4=8.92m，而2.23*5=11.15m，显然进9m钢筋比较划算。
具体做法是：
9/4=2.25m，断料时直接下2.25即可。
如某工程层高3.3m，柱主筋Ø14，柱筋下料考虑搭接后为：
3300+686=3986mm，而3986*3=11.958m，进12米长钢筋比较划算。
如某工程层高4.4m，柱主筋Ø22，电渣压力焊，不考虑渣焊烧蚀损耗，可下料4.5m，选择9定尺钢筋，废料为0，比较划算。
4、长短合理搭配。
料单出来后，对料单中钢筋进行全面整合，尽量避免按料单顺序一成不变地进行下料，尽量长短搭配，优化断料。
应先截长料，所余钢筋有时与其他编号钢筋长度接近，则可利用之，反之就会浪费钢筋。
如某框梁需用以下负弯矩筋，
号筋：
4.2m，
号筋：
4.7m。
4.2*2=8.4m，用9m定尺钢筋下料，短头0.6m，如果下料时考虑搭配下料：
4.2+4.7=8.9m，用9m定尺钢筋下料，只有0.1m短头。
如Ø22钢筋，有3.9m和4.9m两种长度，3.9+4.9=8.8m，用9m定尺钢筋下料，只有0.2短头，而单独进行下料，即使考虑别的定尺钢筋也无法比此更经济。
升级会员 