鋼筋代換計算的影響因素

王福幫

摘要：鋼筋工程是混凝土結構的核心，屬隱蔽工程，因此它決定著工程質量、造價與工期。鋼筋工程施工需根據現場實際需要，通過認識鋼筋、編制鋼筋工程施工方案、進行鋼筋工程交底、鋼筋工程過程控制、鋼筋工程質量驗收等任務來完成鋼筋的進場檢驗、加工、連接與安裝等一系列技術工作。

關鍵詞：鋼筋；代換；等強度；等面積

鋼筋是混凝土結構工程中的重要原料之一，鋼筋工程質量的好壞取決于鋼筋的質量，能夠在熟讀施工圖的情況下了解鋼筋的品種、規格、數量、搭接與錨固，特別是鋼筋的細部構造要求。

普通鋼筋有兩類可用于鋼筋混凝土：熱軋鋼筋和冷鋼（冷軋肋鋼，冷拉螺旋鋼冷軋和冷扭轉鋼筋）。 冷拉低碳鋼和冷拉鋼已逐漸無人使用。余熱處理鋼筋屬于熱軋鋼筋中的一類。

熱軋鋼筋的強度等級由原來的I級、II級、Ⅲ級和Ⅳ級更改為按照屈服強度（MPa）分為HPB300， HRB335， HRB400， HRB500。《混凝士結構設計規范》（GB 50010- 2010）第4.2.1條規定：普通鋼筋宜采用熱軋帶肋鋼筋HRB400級和HRB335，也可采用熱軋光圃鋼筋HPB235和余熱處理鋼筋RRB400級；目前三級鋼筋作為主要受力鋼筋.未來的主要使用材料為四級鋼筋，這是一未來發展的重要趨勢。冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋因已有專門規程《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》（JGJ95- 2011）和《冷軋扭鋼筋混凝土構件技術規程》（JGJ115- 2006）可供參考。

根據取代前后相等強度的原理，通過取代來控制強化強度；構件根據鋼筋的最小鋼筋比例，或替換之間的相同替換根據等面積原則在更換之前和之后。當構件的裂紋寬度或偏轉控制時，應該是裂紋寬度和偏轉前后的替代。（鋼筋代換需履行設計變更手續，不能擅自代換）。

1、鋼筋代換的計算方法第一種為：

（1）等強度代換：當結構構件按強度控制時，可按強度相等的原則代換，稱為“等強度代換”。即代換前后鋼筋的“鋼筋抗力”不小于施工圖紙原設計配筋的鋼筋抗力。

（2）當構件受裂縫寬度或抗裂性要求控制時。代換后應進行裂縫或抗裂性驗算。代換后，還應滿足構造方面的要求（如鋼筋間距、最少直徑、最少根數、錨固長度、對稱性等）及設計中提出的其他要求。

2、鋼筋代換的第二種方法為經驗法：

（1）等截面代換：一般指原設計鋼筋和代換鋼筋的材質（設計強度）相同，但直徑不同的代換，其計算公式為：

代換鋼筋間距=（代換鋼筋理論重量/原設計鋼筋理論重量）*原設計間距

例：某設計采用了A10鋼筋，間距150mm配筋，因圓10鋼筋無貨，擬用圓6代換，代換鋼筋的間距應是多少？

代換鋼筋間距=0.395/0.617*150=97（mm）

（2）等強度代換：一般指原設計鋼筋與代換鋼筋的規格（直徑）相同或者不同，但材質（設計強度）不同時的代換，其計算公式為：

代換鋼筋間距=（代換鋼筋理論重量*代換鋼筋強度系數）/（原設計鋼筋理論重量*原設計鋼筋強度系數）*原設計間距（mm）

例：原設計圓10間距150mm（Ⅰ級鋼），現采用圓8代換（Ⅱ級鋼），代換鋼筋的間距應是多少？

代換鋼筋間距=（0.395*3.4）/（0.617*2.4）*150=137（mm）

3、材料代換時，對于用于替換的材料和設計理念都應該十分的了解，對于這方面的設計規范應該嚴格遵守，遵守各項相關的設計規定。在獲得設計單位同意的情況下，才能進行重要結構中材料的替換。并遵守以下規定：

（1）更換鋼筋后，應滿足鋼鐵間距、錨固長度、鋼筋直徑最小和其他結構性的要求。

（2）當更換不同級別的鋼筋時，鋼筋宜采用的方法是改變鋼筋直徑，而不是改變鋼筋的數量的方法來減少鋼筋的截面積

（3）不同直徑鋼筋但屬于同種鋼號兩者替換時，直徑不得超過4毫米。鋼筋的總橫截面積不應小于98%或大于103%的截面積在設計文檔中指定。

（4）設計鋼筋與鋼筋代換，應保持在相同的間距上，可以使用設計比鋼大直徑和小直徑兩種類型的鋼筋間距配置替換。

4、代換注意事項

材料替換時，必須充分了解設計意圖和性能的替代材料，并嚴格遵守現有的混凝土結構設計

的規定規范的規定：替換重要結構中的材料時，必須要有設計單位的認可。

（1）對某些重要構件，如吊車梁、薄腹梁、桁架下弦等，不宜用HPB300級光圓鋼筋代替HRB335和HRB400級帶肋鋼筋。

（2）強化替代，應滿足鋼筋結構要求，如鋼的最小直徑、間距、數量的根，錨長度

（3）在同一截面，不同類型和直徑的鋼的替換，但每根鋼筋的抗拉強度不應太大（如之間的區別品種鋼的直徑一般不超過5毫米）。

（4）梁縱向鋼筋和彎曲鋼筋應更換，以確保正常的橫截面和斜截面強度

（5）當構件是由裂縫寬度控制的，比如小直徑鋼筋代替大直徑鋼，低強度等級鋼高強度鋼筋，而是可以計算裂縫寬度。