钢筋混凝土结构设计与施工中节约钢材措施分析
徐金铭 杨曦
摘? 要：在建筑工程建设中，钢材是必备的建筑材料，为了保证建筑工程综合效益，需要在能够保证工程质量前提下，从各个方面节省钢材，降低工程建设成本。在钢筋混凝土结构设计与施工中，经常会遇到钢筋锈蚀、下料不精准、钢筋接头不合格等问题，这些问题都会增加钢材消耗量。基于此，该文重点探究钢筋混凝土结构设计与施工中节约钢材的措施。
关键词：钢筋混凝土;节约钢材;设计;施工
中图分类号：TU318? ? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A
0 引言
对于建筑工程造价来说，材料成本占据建筑总成本的60%以上，而钢材作为建筑工程“三大材料”（钢筋、水泥、沙子）之一，会直接影响建筑的施工质量和成本。所以在保证建筑工程施工质量的前提下，需要全面减少钢材的浪费量，这也是绿色经济发展的重要表现。针对钢材锈蚀、下料不精准、钢筋接头不合格等情况，正确解决即可降低钢材浪费量，减少施工成本，解决不好就会造成资源浪费，提高建筑工程的整体成本，所以在钢筋混凝土结构设计中，必须要从各个环节节约钢材，从而保证建筑工程的最终效益。
1 结构设计方面
1.1 积极利用弹性理论
按照弹性理论计算双向板，为了能够减少钢筋的浪费量，在板短边跨度L≥2.5 m时，可以将2个方向各分为3个板带，2个板带宽度为L/4，剩余部分为中间板带，中间板带按照最佳数值量配筋，两侧板带配筋则为中间板带的50%，并且每米宽度内部不得大于3根，支座负弯矩配筋配按照计算标准配置。如果建筑的层出多、现浇钢筋混凝土板面积大，则钢材节省量会更加可观。
1.2 板配筋优化
所有钢筋混凝土板受力钢筋，通常距离墙边、梁邊50 mm处进行配置，无须在支座边进行配置。再者，板内分布钢筋在梁截面位置无须配置。板配筋分为弯起式、分离式两种，前者受力性能更强，钢材用量也相对较少，所以建议采用弯起式配筋法。板上层钢筋，将末端做成90°直钩，如果板厚度在120 mm时，如果依然采取保护措施要确保受力钢筋高度、位置符合标准，将受力钢筋末端转化为弯钩，这样即可减少钢筋使用量。
1.3 弯钩设计
钢筋混凝土构件受力钢筋，要按照规范标准制作成弯钩，但是如果有以下条件中的任何1个，可不做成弯钩。1）变形钢筋，如人字钢筋、螺纹钢筋等。2）焊接骨架中、焊接网中的光面钢筋。3）将骨架重受压光面钢筋绑扎，在轴心受压构件中任意直径钢筋，在其他构件中直径为12 mm以下钢筋。此外，还有很多情况下不可做弯钩。1）梁内不受力架立钢筋和梁柱附加筋。2）板分布钢筋。正确选择是否涉及弯钩，即可有效降低钢材使用量。
1.4 框架结构设计层面
在框架结构设计当中，下柱深入上柱搭接钢筋数量、直径必须要达到上柱标准，纵向钢搭接长度要按照上柱受力钢筋直径计算。一旦出现上下柱断面高度不等的问题，纵向受力钢筋弯着角小于等于1∶6时，则可以将下柱纵向钢筋弯曲伸入上柱搭接当中，直接跨过插筋环节。如果弯着角大于1∶6且上柱长度在2.5 m以内时，需要将上柱纵向钢筋插入下柱内，也可以直接跨过插筋环节。如果每层柱子都没有插筋或插筋达到最小值时，则可以明显减少工程钢筋用量。
1.5 基础设计
在技术设计当中，由于靠近柱处的弯矩要更大，反之则远离柱处的弯矩更小，所以减少基础底板两侧的配筋量是可行的。如果基础底板长度在3 m以上时，则底板受力钢筋长度L应为L和0.8L交替放置，也可以用0.9L长的钢筋交替放置，该方法对于较大基础工程量的钢材节省效果更好。
2 施工方面
2.1 施工现场钢筋保管
现场需要根据实际的进度情况科学安排钢筋入场，并放置到专门的堆放场地。要避免钢筋接触到水或坚硬材料，否则会造成钢筋腐蚀和损害产生报废品。如果将锈蚀钢筋使用在工程中，会影响建筑结构安全造成返工，从而导致更大的浪费。
2.2 钢筋加工
钢筋加工是非常重要的环节，决定了钢筋混凝土结构的施工质量与钢筋用量。在钢筋加工中，需要从2点出发。
2.2.1 设计图纸落实
早在20世纪90年代我国就开始推行“平法”，实现了标准化设计表示和节点构造，减少了很多构造详图、钢筋表。“平法”中将设计部分内容转移给了施工单位，同时也提出了更高要求。为了能够让钢筋下料满足工程设计标准和业主需求，要求设计单位、施工单位明确行业标准以及制图方案，加强与业主之间的沟通。在结构设计中，要事先明确使用功能、设计配筋量，并且要尽可能地避免工程设计变化，开洞、荷载变化都要满足标准，尽可能不出现浪费和返工情况。
2.2.2 钢筋下料
钢筋下料是否科学决定了钢筋的浪费量。在过去，钢材下料需要重点考虑数量、材料、截断方式。由于要考虑多种因素，不仅对工作人员专业技能要求较高，同时也存在着下料随意性大、制作时间长、尺寸不精准等现象。所以，必须要考虑怎样提升下料质量和钢材利用率。最好的方法就是采用工程化加工，配套统筹下料，通过设计系统保证钢筋下料是否能够满足设计文件标准。在钢筋下料之前，要认真地审核设计蓝图，编制出下料单，在下料单合适完毕之后根据现场材料实际情况确定下料程序，做到精打细算，先下长料、之后下短料，确保钢筋规格、品种、外观 、尺寸能够达到标准，满足设计要求，杜绝小尺寸下料造成不必要的人为浪费。
2.3 钢筋连接
钢筋连接方法有很多，最为常见的包括绑扎搭接、机械连接、焊接3种方案。
2.3.1 绑扎搭接
该方法虽然施工简单，容易保证搭接质量，同时不需要使用专用设备、不会受到环境影响，但粗直径钢筋不能采用绑扎搭接方案。从节约钢筋角度分析，也要尽量减少采用绑扎钢筋搭接方法。
2.3.2 焊接连接
该方法是最常见的钢筋连接方法，虽然连接成本相对较低，但是会受到钢筋材质、焊剂、环境条件、人为因素等影响，后期检验工作难度大。小直径钢筋焊接技术更加成熟，可以保证焊接质量，在一定程度上可以减少钢材使用。近些年很多钢筋生产商为了降低产品成本，降低了钢筋中的合金含量，采用控轧技术生产高强度钢筋，在钢筋生产标准修订完成后也不再对钢筋化学成分做强制规定。但是合金比例减少会提升钢筋焊接头焊接难度，在大直径钢筋焊接中接头合格率不高，所以大直径钢筋连接不建议采用焊接方案。封闭对焊箍筋施工方案在长期使用中以及非常成熟，也提出了相应的施工规程与标准，该方法可以提高焊接速率、提升箍筋焊接胡子良，减少弯钩钢筋使用量，所以经济效益更高。
2.3.3 机械连接
该项技术操作连接较为简单，质量有保障，施工无污染，最重要的是可以用作大直径钢筋连接。机械连接面临最大的问题就是执行费用高。但随着科学技术不断发展，机械焊接价格也逐渐走低，如今32 mm直径直螺纹连接接头价格已经不足10元;而直径25 mm钢筋机械连接价格已经由于绑扎、焊接搭接方案。因此当今机械连接方法经济效益、技术效果已经十分明显。
因此从节约钢筋角度分析，对于25 mm及其以上直径的大直径钢筋，应该采用机械连接方案。在技术达标、经济性合理的基础上，22 mm以下小直径钢筋应采用焊接方式也可以采用机械连接方案。
3 结语
综上所述，在钢筋混凝土结构设计与施工中，必须要从点滴做起，特别是对于当代经济体系来说，必须要将节约贯彻于工程建设的始终，聚少成多、长期坚持即可获得良好的节约效益，提升建筑企业的效益空间。
参考文献
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