钢筋代换计算的影响因素

2024.08.26

王福帮

摘要：钢筋工程是混凝土结构的核心，属隐蔽工程，因此它决定着工程质量、造价与工期。钢筋工程施工需根据现场实际需要，通过认识钢筋、编制钢筋工程施工方案、进行钢筋工程交底、钢筋工程过程控制、钢筋工程质量验收等任务来完成钢筋的进场检验、加工、连接与安装等一系列技术工作。

关键词：钢筋；代换；等强度；等面积

钢筋是混凝土结构工程中的重要原料之一，钢筋工程质量的好坏取决于钢筋的质量，能够在熟读施工图的情况下了解钢筋的品种、规格、数量、搭接与锚固，特别是钢筋的细部构造要求。

普通钢筋有两类可用于钢筋混凝土：热轧钢筋和冷钢（冷轧肋钢，冷拉螺旋钢冷轧和冷扭转钢筋）。冷拉低碳钢和冷拉钢已逐渐无人使用。余热处理钢筋属于热轧钢筋中的一类。

热轧钢筋的强度等级由原来的I级、II级、Ⅲ级和Ⅳ级更改为按照屈服强度（MPa）分为HPB300， HRB335， HRB400， HRB500。《混凝士结构设计规范》（GB 50010- 2010）第4.2.1条规定：普通钢筋宜采用热轧带肋钢筋HRB400级和HRB335，也可采用热轧光圃钢筋HPB235和余热处理钢筋RRB400级；目前三级钢筋作为主要受力钢筋.未来的主要使用材料为四级钢筋，这是一未来发展的重要趋势。冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋因已有专门规程《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ95- 2011）和《冷轧扭钢筋混凝土构件技术规程》（JGJ115- 2006）可供参考。

根据取代前后相等强度的原理，通过取代来控制强化强度；构件根据钢筋的最小钢筋比例，或替换之间的相同替换根据等面积原则在更换之前和之后。当构件的裂纹宽度或偏转控制时，应该是裂纹宽度和偏转前后的替代。（钢筋代换需履行设计变更手续，不能擅自代换）。

1、钢筋代换的计算方法第一种为：

（1）等强度代换：当结构构件按强度控制时，可按强度相等的原则代换，称为“等强度代换”。即代换前后钢筋的“钢筋抗力”不小于施工图纸原设计配筋的钢筋抗力。

（2）当构件受裂缝宽度或抗裂性要求控制时。代换后应进行裂缝或抗裂性验算。代换后，还应满足构造方面的要求（如钢筋间距、最少直径、最少根数、锚固长度、对称性等）及设计中提出的其他要求。

2、钢筋代换的第二种方法为经验法：

（1）等截面代换：一般指原设计钢筋和代换钢筋的材质（设计强度）相同，但直径不同的代换，其计算公式为：

代换钢筋间距=（代换钢筋理论重量/原设计钢筋理论重量）*原设计间距

例：某设计采用了A10钢筋，间距150mm配筋，因圆10钢筋无货，拟用圆6代换，代换钢筋的间距应是多少？

代換钢筋间距=0.395/0.617*150=97（mm）

（2）等强度代换：一般指原设计钢筋与代换钢筋的规格（直径）相同或者不同，但材质（设计强度）不同时的代换，其计算公式为：

代换钢筋间距=（代换钢筋理论重量*代换钢筋强度系数）/（原设计钢筋理论重量*原设计钢筋强度系数）*原设计间距（mm）

例：原设计圆10间距150mm（Ⅰ级钢），现采用圆8代换（Ⅱ级钢），代换钢筋的间距应是多少？

代换钢筋间距=（0.395*3.4）/（0.617*2.4）*150=137（mm）

3、材料代换时，对于用于替换的材料和设计理念都应该十分的了解，对于这方面的设计规范应该严格遵守，遵守各项相关的设计规定。在获得设计单位同意的情况下，才能进行重要结构中材料的替换。并遵守以下规定：

（1）更换钢筋后，应满足钢铁间距、锚固长度、钢筋直径最小和其他结构性的要求。

（2）当更换不同级别的钢筋时，钢筋宜采用的方法是改变钢筋直径，而不是改变钢筋的数量的方法来减少钢筋的截面积

（3）不同直径钢筋但属于同种钢号两者替换时，直径不得超过4毫米。钢筋的总横截面积不应小于98%或大于103%的截面积在设计文档中指定。

（4）设计钢筋与钢筋代换，应保持在相同的间距上，可以使用设计比钢大直径和小直径两种类型的钢筋间距配置替换。

4、代换注意事项

材料替换时，必须充分了解设计意图和性能的替代材料，并严格遵守现有的混凝土结构设计

的规定规范的规定：替换重要结构中的材料时，必须要有设计单位的认可。

（1）对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等，不宜用HPB300级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级带肋钢筋。

（2）强化替代，应满足钢筋结构要求，如钢的最小直径、间距、数量的根，锚长度

（3）在同一截面，不同类型和直径的钢的替换，但每根钢筋的抗拉强度不应太大（如之间的区别品种钢的直径一般不超过5毫米）。

（4）梁纵向钢筋和弯曲钢筋应更换，以确保正常的横截面和斜截面强度

（5）当构件是由裂缝宽度控制的，比如小直径钢筋代替大直径钢，低强度等级钢高强度钢筋，而是可以计算裂缝宽度。