封闭箍筋与普通箍筋对钢筋用量的对比分析

赵馨 王宇

(1.重庆科技学院建筑工程学院，重庆 401331;2.重庆建工集团物流有限公司，重庆 401122)

普通箍筋在使用过程中，主要将钢筋端头处弯折成135°弯钩形成环状，见图1(a)。焊接封闭箍筋主要采用电阻压焊、闪光对焊等工艺将钢筋焊接成封闭环式［1-3］，见图1(b)。在钢筋混凝土梁、柱等构件中使用焊接封闭箍筋，其钢筋骨架中无需设置弯钩，各肢箍筋前后排列整齐，无重叠更美观。梁、柱的钢筋骨架使用普通箍筋与焊接封闭箍筋，其绑扎形式见图2、图3。近年来，各文献对封闭箍筋的研究主要在焊接封闭箍筋的制作安装、质量控制、应用技术和施工工艺方面，而本次研究主要从经济效益角度分析比较焊接封闭箍筋和普通箍筋对钢筋用量的影响。

图1 箍筋截面示意图

图2 梁钢筋骨架绑扎示意图

1 钢筋混凝土主要构件的箍筋工程量分析

在钢筋混凝土梁、柱等构件中，采用焊接封闭箍筋与普通箍筋对钢筋工程用量的影响因素主要有:构件截面类型、构件截面尺寸、箍筋肢数及箍筋直径。焊接封闭箍筋的使用参照国家标准《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和结构详图》(11G101—1)中封闭箍筋及拉筋构造的相关内容［4］，抗震结构的梁、柱箍筋135°弯钩平直段长度取10 d和75 mm中较大值，其中d为以mm为单位的箍筋直径，见图4。

图3 柱钢筋骨架绑扎示意图

图4 箍筋弯钩详图

参照文献中相关内容，图5中常用构件的普通箍筋总长度Lp按式(1)计算:

图5 构件截面示意图

式中:b—构件宽度，mm;

h— 构件高度，mm;

c—混凝土保护层厚度，mm;

d—箍筋直径，mm;

m—弯钩个数;

n1— 构件b边钢筋肢数;

n2— 构件h边钢筋肢数。

梁、柱的焊接封闭箍筋总长度Lf按式(2)计算:

则梁、柱采用焊接封闭箍筋可节省钢筋量为:

2 梁箍筋钢筋工程量的分析

梁常用的箍筋类型为双肢箍，截面示意如图6所示，常用钢筋直径为 6.5，8.0，10.0 mm，一道焊接封闭箍筋中的双肢箍在原有普通箍筋的基础上节省了2个135°弯钩平直段和弯钩弧度段。表1中分析了梁采用焊接封闭箍筋和普通箍筋时，选取不同直径的钢筋，在不同截面尺寸情况下的钢筋工程量。在图7中反映了梁焊接封闭箍筋钢材节省率趋势及范围。

图6 双肢箍示意图

图7 梁的封闭箍筋钢材节省率分析曲线图

表1 梁的不同直径箍筋节省工程量比较

从上述图表得出，截面尺寸相同，箍筋直径越大，钢筋节省率越高;使用相同直径的箍筋时，截面尺寸越大的梁，其所用钢筋节省率越低。梁的钢筋使用焊接封闭箍筋比普通箍筋节省钢材约7.90% ～19.42%。

3 柱箍筋钢筋工程量的分析

常用的箍筋类型为3×3型、4×3型、4×4型，截面示意图分别如图8—图10所示。

柱的箍筋所选钢筋常用直径为 8.0，10.0，12.0 mm。在表2中比较3×3型柱焊接封闭箍筋和普通箍筋钢筋工程量在不同截面尺寸，不同钢筋直径条件下的变化，在图11中分析3×3型柱焊接封闭箍筋钢材节省率;在表3中比较4×3型柱箍筋工程量，在图12中分析4×3型封闭箍筋钢材节省率;在表4中比较4×4型柱箍筋工程量，在图13中分析4×4型封闭箍筋钢材节省率。

图8 3×3型柱示意图

图9 4×3型柱示意图

图10 4×4型柱示意图

表2 3×3型柱的不同直径箍筋节省工程量比较

表3 4×3型柱的不同直径箍筋节省工程量比较

图11 3×3型柱的封闭箍筋钢材节省率分析曲线图

图12 4×3型柱的封闭箍筋钢材节省率分析曲线图

表4 4×4型柱的不同直接箍筋节省工程量比较

图13 4×4型柱封闭箍筋钢材节省率分析曲线图

比较、分析上述图表中的内容:在截面尺寸相同的柱中，直径越大的钢筋节省量越高;使用相同直径的钢筋，截面尺寸越大的梁，钢筋节省率越低;每肢箍中节省钢材量的绝对量相同，均为2×max{10d，75mm}+πd。常用截面尺寸柱采用焊接封闭箍筋比普通箍筋可节省约12.71% ～31.12%的钢材。

4 结语

在相同截面尺寸的梁、柱构件中，钢材节省率随所取钢筋直径的增大而增大;使用相同直径的钢筋，钢筋节省率随梁、柱截面尺寸的增大而减小。梁采用焊接封闭箍筋比普通箍筋可节省约8%～19%的钢筋，柱采用焊接封闭箍筋钢材节省率约为12% ～31%。钢筋用量及其生产工艺、施工技术等影响工程项目的经济效益，但影响程度还有待进一步研究。

［1］杨力列.新型对焊封闭箍筋的应用与质量控制［J］.施工技术，2000(6):44-46.

［2］杨秀敏，杨力列.焊接封闭环式箍筋应用技术［J］.广东土木与建筑，2003(5):41-43.

［3］何理，欧阳宁静，吴龙建.闪光对焊封闭箍筋施工技术应用［J］.重庆建筑，2011(9):4-6.

［4］中国建筑标准设计研究院.11G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图［S］.北京:中国计划出版社，2011:54-56.

［5］重庆市城乡建设委员会.DBJ50-201—2014重庆市工程建设标准:焊接箍筋应用技术规程［S］.2014:9-14.

［6］王朝霞.建筑工程计价［M］.北京:中国电力出版社.2013(2):121-128.