封閉箍筋與普通箍筋對鋼筋用量的對比分析

趙馨 王宇

(1.重慶科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，重慶 401331;2.重慶建工集團(tuán)物流有限公司，重慶 401122)

普通箍筋在使用過程中，主要將鋼筋端頭處彎折成135°彎鉤形成環(huán)狀，見圖1(a)。焊接封閉箍筋主要采用電阻壓焊、閃光對焊等工藝將鋼筋焊接成封閉環(huán)式［1-3］，見圖1(b)。在鋼筋混凝土梁、柱等構(gòu)件中使用焊接封閉箍筋，其鋼筋骨架中無需設(shè)置彎鉤，各肢箍筋前后排列整齊，無重疊更美觀。梁、柱的鋼筋骨架使用普通箍筋與焊接封閉箍筋，其綁扎形式見圖2、圖3。近年來，各文獻(xiàn)對封閉箍筋的研究主要在焊接封閉箍筋的制作安裝、質(zhì)量控制、應(yīng)用技術(shù)和施工工藝方面，而本次研究主要從經(jīng)濟(jì)效益角度分析比較焊接封閉箍筋和普通箍筋對鋼筋用量的影響。

圖1 箍筋截面示意圖

圖2 梁鋼筋骨架綁扎示意圖

1 鋼筋混凝土主要構(gòu)件的箍筋工程量分析

在鋼筋混凝土梁、柱等構(gòu)件中，采用焊接封閉箍筋與普通箍筋對鋼筋工程用量的影響因素主要有:構(gòu)件截面類型、構(gòu)件截面尺寸、箍筋肢數(shù)及箍筋直徑。焊接封閉箍筋的使用參照國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和結(jié)構(gòu)詳圖》(11G101—1)中封閉箍筋及拉筋構(gòu)造的相關(guān)內(nèi)容［4］，抗震結(jié)構(gòu)的梁、柱箍筋135°彎鉤平直段長度取10 d和75 mm中較大值，其中d為以mm為單位的箍筋直徑，見圖4。

圖3 柱鋼筋骨架綁扎示意圖

圖4 箍筋彎鉤詳圖

參照文獻(xiàn)中相關(guān)內(nèi)容，圖5中常用構(gòu)件的普通箍筋總長度Lp按式(1)計算:

圖5 構(gòu)件截面示意圖

式中:b—構(gòu)件寬度，mm;

h— 構(gòu)件高度，mm;

c—混凝土保護(hù)層厚度，mm;

d—箍筋直徑，mm;

m—彎鉤個數(shù);

n1— 構(gòu)件b邊鋼筋肢數(shù);

n2— 構(gòu)件h邊鋼筋肢數(shù)。

梁、柱的焊接封閉箍筋總長度Lf按式(2)計算:

則梁、柱采用焊接封閉箍筋可節(jié)省鋼筋量為:

2 梁箍筋鋼筋工程量的分析

梁常用的箍筋類型為雙肢箍，截面示意如圖6所示，常用鋼筋直徑為 6.5，8.0，10.0 mm，一道焊接封閉箍筋中的雙肢箍在原有普通箍筋的基礎(chǔ)上節(jié)省了2個135°彎鉤平直段和彎鉤弧度段。表1中分析了梁采用焊接封閉箍筋和普通箍筋時，選取不同直徑的鋼筋，在不同截面尺寸情況下的鋼筋工程量。在圖7中反映了梁焊接封閉箍筋鋼材節(jié)省率趨勢及范圍。

圖6 雙肢箍示意圖

圖7 梁的封閉箍筋鋼材節(jié)省率分析曲線圖

表1 梁的不同直徑箍筋節(jié)省工程量比較

從上述圖表得出，截面尺寸相同，箍筋直徑越大，鋼筋節(jié)省率越高;使用相同直徑的箍筋時，截面尺寸越大的梁，其所用鋼筋節(jié)省率越低。梁的鋼筋使用焊接封閉箍筋比普通箍筋節(jié)省鋼材約7.90% ～19.42%。

3 柱箍筋鋼筋工程量的分析

常用的箍筋類型為3×3型、4×3型、4×4型，截面示意圖分別如圖8—圖10所示。

柱的箍筋所選鋼筋常用直徑為 8.0，10.0，12.0 mm。在表2中比較3×3型柱焊接封閉箍筋和普通箍筋鋼筋工程量在不同截面尺寸，不同鋼筋直徑條件下的變化，在圖11中分析3×3型柱焊接封閉箍筋鋼材節(jié)省率;在表3中比較4×3型柱箍筋工程量，在圖12中分析4×3型封閉箍筋鋼材節(jié)省率;在表4中比較4×4型柱箍筋工程量，在圖13中分析4×4型封閉箍筋鋼材節(jié)省率。

圖8 3×3型柱示意圖

圖9 4×3型柱示意圖

圖10 4×4型柱示意圖

表2 3×3型柱的不同直徑箍筋節(jié)省工程量比較

表3 4×3型柱的不同直徑箍筋節(jié)省工程量比較

圖11 3×3型柱的封閉箍筋鋼材節(jié)省率分析曲線圖

圖12 4×3型柱的封閉箍筋鋼材節(jié)省率分析曲線圖

表4 4×4型柱的不同直接箍筋節(jié)省工程量比較

圖13 4×4型柱封閉箍筋鋼材節(jié)省率分析曲線圖

比較、分析上述圖表中的內(nèi)容:在截面尺寸相同的柱中，直徑越大的鋼筋節(jié)省量越高;使用相同直徑的鋼筋，截面尺寸越大的梁，鋼筋節(jié)省率越低;每肢箍中節(jié)省鋼材量的絕對量相同，均為2×max{10d，75mm}+πd。常用截面尺寸柱采用焊接封閉箍筋比普通箍筋可節(jié)省約12.71% ～31.12%的鋼材。

4 結(jié)語

在相同截面尺寸的梁、柱構(gòu)件中，鋼材節(jié)省率隨所取鋼筋直徑的增大而增大;使用相同直徑的鋼筋，鋼筋節(jié)省率隨梁、柱截面尺寸的增大而減小。梁采用焊接封閉箍筋比普通箍筋可節(jié)省約8%～19%的鋼筋，柱采用焊接封閉箍筋鋼材節(jié)省率約為12% ～31%。鋼筋用量及其生產(chǎn)工藝、施工技術(shù)等影響工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，但影響程度還有待進(jìn)一步研究。

［1］楊力列.新型對焊封閉箍筋的應(yīng)用與質(zhì)量控制［J］.施工技術(shù)，2000(6):44-46.

［2］楊秀敏，楊力列.焊接封閉環(huán)式箍筋應(yīng)用技術(shù)［J］.廣東土木與建筑，2003(5):41-43.

［3］何理，歐陽寧靜，吳龍建.閃光對焊封閉箍筋施工技術(shù)應(yīng)用［J］.重慶建筑，2011(9):4-6.

［4］中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.11G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖［S］.北京:中國計劃出版社，2011:54-56.

［5］重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會.DBJ50-201—2014重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn):焊接箍筋應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.2014:9-14.

［6］王朝霞.建筑工程計價［M］.北京:中國電力出版社.2013(2):121-128.