四大措施降低工程施工中的钢筋用量

建筑钢筋工程的设计和施工在保证质量的前提下,如能合理设计,合理加工配制用料,合理代换,采用合理的施工方法,积极推广使用新技术、新工艺,可以减少整个工程中钢筋的用量,降低工程成本、提高经济效益。

1、合理设计

目前，在建筑工程结构设计中，因考虑到计算、施工的简便和施工条件的限制，在构件的配筋上存在“有多不用少，有大不用小”的现象，如高柱的配筋，按柱各部位的受力计算柱根部用多根大直径钢筋，向上逐步减少钢筋根数并缩小钢筋直径，以减少钢筋用量，但目前有些设计只算出柱根部配筋，不论柱多高，受力怎样，从柱底部到顶部都统一配筋，据统计有10%～20%的配筋在柱内属多用，如一个电梯井框架柱，采用了不同直径的钢筋对焊新工艺后，从柱底部配筋Á32开始，向上逐步变换Á28、Á25、Á22、Á20、Á18，比不变配筋且绑扎的设计少用30%的钢筋用量。再如，在一些刚性梁、圈梁、过梁不同位置的配筋中，也可做相应改变，都可节省一定数量的钢筋。

虽然使用电算CAD计算多层框架可免去大量人工计算，加快出图速度，但通过多项多层框架工程的设计后发现，多层框架的电算仍需要进行人工调整，有些梁、柱的最后配筋凭有经验施工人员来定，可以节省部分配筋。

图纸设计者根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围，结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸，此时须注意尽可能使柱的线刚度ic与梁的线刚度Ib的比值大于1，这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑性铰时，柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段的目的，即“强柱弱梁强节点”，将初步确定的尺寸输入计算机进行试算，一般可得到下述2种结果:

(1)、部分梁、柱仅为构造配筋，比时，可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小适当减少梁、柱的截面尺寸，和钢筋再试算。

(2)、部分梁显示超筋或裂缝宽度大于0.3mm，部分柱的轴压比超限或配筋率过大(试算时可控制柱的配筋率不大于3%)，此时，可适当减少配筋，放大部分截面尺寸再试算，笔者建议:对于框架梁，其纵向受拉筋的配筋取0.4%～1.5%较适宜，对于框架柱，其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%～3%较适宜，这样钢筋含量较经济。

2、合理加工配制用料

合理加工配制用料采用低强度钢筋可节约材料。在普通钢筋混凝土结构中采用低强度钢筋而不采用高强度钢筋，因为使用高强度钢筋发挥不了其本身的材料强度，只能将其作为低强度钢筋来用，因而也就失去了采用高强度钢筋的意义，达不到节约钢筋的目的，反而造成了浪费，两者的极限抗拉应变相差悬殊，混凝土产生裂缝时的极限抗拉应变为:(0.1～0.15)×10-3，而混凝土即将出现裂缝的钢筋应力仅为20～30N/mm2，即使在使用时允许出现最大裂缝宽度[Wmax]=0.2～0.3mm的构件，钢筋的应力也只不过是150～250N/mm2，由此看出，用高强度钢筋没有达到节省钢筋的目的。

目前，有些施工单位由于进料困难，并受加工条件的限制等原因，在钢筋加工配料方法和合理用料上，都存在一些弊病，如果采用合理的加工配料方法，先将钢筋按级别、规格分类，不同直径的钢筋都进行长线冷拉后，再经计算，合理下料，下料时采用先长后短，余头下预埋铁件用料的程序，可把钢筋损耗率降低在1%以内，利用率提高2%左右，如本人曾经施工过的城建培训楼中，非预应力钢筋全部经冷拉后合理下料，即盘圆钢筋长线按3%的冷拉率冷拉，做到了料尽其用，取得了良好的效果，700余吨钢筋工程量施工完毕后，现场基本无短废料，并节省钢筋9余吨。

3、合理代换

施工现场如材料充足，在构件允许而钢筋密度又小的情况下，如考虑用Ⅲ级钢筋代换Ⅱ级钢筋，Ⅱ级钢筋代换Ⅰ级钢筋的等强度代换方案。可节省钢筋用量，如某商住楼在工程施工中经设计院同意，采用了这种代换方案，节省钢筋7余吨。

4、合理的施工方案

提高混凝土的强度等级可以减少钢筋锚固长度，为了保证钢筋混凝土结构可靠地工作，纵向受力钢筋必须伸入按计算充分利用其抗拉强度的受力截面一定长度，以便借助于这个长度上的粘结力把钢筋锚固在混凝土中，该锚固长度ln是决定纵向钢筋的截断延伸长度影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要有混凝土强度、钢筋表面特征、钢筋保护层厚度与钢筋直径的比值等，当钢筋种类及保护层厚度已确定时，那么决定其粘结强度的主要因素就是混凝土强度等级了，混凝土强度等级的降低，将减少钢筋与混凝土之间的粘结强度，这时就要增大钢筋的锚固长度。

混凝土强度等级对钢筋强度充分利用时锚固长度ln的影响，受拉强度充分利用的钢筋，如钢筋混凝土悬臂梁上部纵向受力钢筋，伸入支座的最小锚固长度ln，当混凝土强度等级由C20降低到C30时，Ⅰ级钢筋要由30d减少到20d，Ⅱ级钢筋要由40d减少到30d，混凝土强度等级升高可以减少的锚固长度，这样节省钢筋，抗拉强度未充分利用的钢筋，如钢筋混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋，因梁简支端正截面的弯矩M=0，按正截面受弯承载力要求，纵向钢筋适当伸入支座即可，但在主拉应力作用下，如果没有提高混凝土强度，即支座附近沿支座开始出现斜裂缝时，则与裂缝相交的纵向钢筋所受拉力明显增加，这时纵向钢筋在支座处的锚固长度不均不可以减少而且还显得尤其重要，从上面分析充分说明，提高混凝土强度等级不均可以节省部分钢筋，而且可以提高构件性能。

目前有些设计单位为使支撑容易定位而在基础、梁中设置了钢筋焊片，加长柱筋、板墙筋至基础底部，这样将有一定数量的钢筋只是为了施工时的临时定位支撑而浪费掉，若搭设临时支架代替焊片，可节省钢筋，如火力发电厂工程在施工一个大型锅炉基础时，采用了搭设临时支架代替钢筋焊片支撑定位，节省钢筋5t。

柱筋多为大直径钢筋，按设计规范规定，柱筋插入基础内的长度只要满足锚固长度就行，但为了施工定位支撑方便，不论基础多深，都要有20%～40%的柱筋插至底板造成浪费，为了节省这部分钢筋，某商业楼中几幢工程采用了小直径钢筋与柱的大直径钢筋对焊的方法，满足了施工时支撑定位要求，在几个基础的柱根钢筋施工中少用钢筋5t多。