任务3.1 钢筋的验收、配料与代换
3.1.1 钢筋的验收与储存
3.1.1.1 钢筋进场验收
钢筋进场检查程序、内容和要求如下：
（1）凡钢筋进场前，总监应要求施工单位提前报拟进场时间、规格、数量、生产厂家，以便安排人员进行验收。
（2）钢筋进场时，要求施工单位必须出具产品合格证原件（复印件限制使用且必须盖公章）、产品备案证原件（复印件必须盖备案企业公章）、生产许可证编号，检验钢材生产厂家是否正规，一经发现问题立即封存并按规定进行处理。
（3）产品合格证应认真核对以下项目是否完整、准确。
1）产品名称、型号与规格、牌号。
2）生产日期、生产厂名、厂址、厂印及生产许可证编号。
3）具有检验人员与检验单位证章和机械、化学性能规定的技术数据。
4）采用的标准名称或代号。
5）螺纹钢筋表面必须有标志和附带的标牌。
6）一张合格证钢材总量不能超过60t（一个检验批）。
（4）在检验产品合格证、备案证、生产许可证齐全后，进行外观检查，要求进场钢筋凡在车上有堆积成垛的必须全部卸车检验，并采取打捆抽检方法，外观检查内容包括以下两个方面：
1）钢筋表面有无产品标识（钢筋强度等级、厂家名称缩写、符号、钢筋规格），标识是否准确规范。
2）钢筋外观有无颜色异常、锈蚀严重、规格实测超标、表面裂纹、重皮等。
（5）外观检验合格、证件符合要求、标识准确后，由见证取样人员监督施工单位取样员现场按规定取样，取样完成后与施工单位共同送至试验室进行复试。对不能马上出具合格报告的，应有临时报告方可予以进场，否则做好相关记录和标志予以清退。
3.1.1.2 钢筋的储存
钢筋进场后，必须严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放，不得混淆。钢筋应尽量堆入仓库或料棚内。条件不具备时，应选择地势较高，土质坚硬的场地存放。堆放时，钢筋下部应垫高，离地至少20cm高，以防钢筋锈蚀。在堆场周围应挖排水沟，以利排水。
3.1.2 钢筋的配料计算
钢筋的配料是根据构件配筋图，先绘出各种形状和规格的单根钢筋简图并加以编号，然后分别计算下料长度和根数，填写配料单，申请加工。
3.1.2.1 钢筋下料长度的计算
钢筋因弯曲或弯钩会使其长度发生变化，在配料时不能直接按图样中的尺寸下料，而应根据混凝土保护层、钢筋弯曲、弯钩长度及图样中尺寸计算其下料长度，各种钢筋下料长度的计算可按下列方法进行。
直钢筋下料长度=构件长度-保护层厚+弯钩增加长度
弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯曲调整值+弯钩增加长度
箍筋下料长度=箍筋外皮周长（或箍筋内皮周长）+箍筋调整值
1.弯钩增加长度
钢筋弯钩有半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩3种形式（图3.1），各种弯钩增加长度l2按下式计算：
式中 D——圆弧弯曲直径，对HPB300级钢筋取2.5d，HRB335级钢筋取4d,HRB400级、RRB400级钢筋取5d；
d——钢筋直径；
lp——弯钩的平直部分长度。
图3.1 钢筋弯钩型式
采用HPB300级钢筋，按圆弧弯曲直径为2.5d，lp=3d考虑，半圆弯钩增加长应为6.25d；直弯钩lp按5d考虑，增加长度应为5.5d，斜弯钩lp按10d考虑，增加长度为12d。3种弯钩形式各种规格钢筋弯钩增加长度可参见表3.1。
表3.1 各种规格钢筋弯钩增加长度参考表 单位：mm
注 1.半圆弯钩计算长度为6.25d；半圆弯钩不带平直部分为3.25d；直弯钩计算长度为5.5d；斜弯钩计算长度为12d。
2.半圆弯钩取lp=3d；直弯钩lp=5d；斜弯钩lp=10d；直弯钩在楼板中使用时，其长度取决于楼板厚度；
3.本表为HPB300级钢筋，弯曲直径为2.5d，取尾数为5或0的弯钩增加长度。
2.弯起钢筋斜长计算
梁类构件常配置弯起钢筋，弯起角分为30°、45°和60°几种，弯起钢筋的斜长计算方法如图3.2所示。
图3.2 弯起钢筋斜长计算简图
当梁的高度和弯起角度已知时，梁中弯起钢筋的斜长可参见表3.2。
表3.2 梁中弯起钢筋斜长 单位：mm
3.弯起调整值
钢筋弯曲时，内皮缩短，外皮延长，只中心线尺寸不变，故下料长度即中心线尺寸。一般钢筋成型后量度尺寸都是沿直线量外包尺寸；同时弯曲处又能成圆弧，因此弯曲钢筋的量度尺寸大于下料尺寸，两者之间的差值称为“弯曲调整值”，即在下料时，下料长度应等于量度尺寸减去弯曲调整值。
不同级别钢筋弯折90°和135°时［图3.3（a）、（b）］的弯曲调整值参见表3.3。一次弯折钢筋［图3.3（c）］和弯起钢筋［图3.3（d）］的弯曲直径D不应小于钢筋直径d的5倍，其弯折角度为30°、45°、60°的弯曲调整值参见表3.4。
图3.3 钢筋弯曲调整值计算简图
a、b—量度尺寸；lx—下料长度
4.箍筋弯钩增加长度
箍筋的末端应做弯钩，用HPB300级钢筋或冷拔低碳钢丝制作的箍筋，其弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径，且不小于箍筋直径的2.5倍；弯钩平直部分的长度，对一般结构，不宜小于箍筋直径的5倍，对抗震要求的结构，不应小于箍筋的10倍。
表3.3 钢筋弯折90°和135°时的弯曲调整值
注 1.弯曲直径：HPB300级钢筋D=2.5d；HRB335级钢筋D=4d；HRB400级钢筋D=5d。
2.弯折角90°和弯折角135°的钢筋弯曲调整值计算简图如图3.3（a）、（b）所示。
表3.4 钢筋一次弯折和弯起30°、45°、60°的弯曲调整值
注 弯曲图如图3.3（c）、（d）所示。
弯钩形式，可按图3.4（a）、（b）加工，对有抗震要求和受扭的结构，可按图3.4（c）加工。
图3.4 箍筋弯钩示意图
常用规格钢筋箍筋弯钩长度增加长度可参见表3.5。
表3.5 箍筋弯钩长度增加值参考表 单位：mm
注 箍筋一般用内皮尺寸标示，每边加上2d，即成为外皮尺寸，表中已计入。
3.1.2.2 配料单的制作
钢筋配料单是根据施工图纸中钢筋的品种、规格及外形尺寸、数量进行编号，并计算下料长度，用表格形式表达的单据。
（1）配料单的作用。钢筋配料单是确定钢筋下料加工的依据，是提出材料计划、签发任务单和限额领料单的依据，它是钢筋施工的重要工序，合理的配料单，能节约材料、简化施工操作。
（2）配料单的形式。钢筋配料单一般是由构件名称、钢筋编号、钢筋简图、尺寸、钢号、数量、下料长度及重量等内容组成。某办公楼钢筋混凝土简支梁L1的配料单形式见表3.6。
表3.6 钢筋配料单
（3）编制步骤。
1）熟悉图纸、识读构件配筋图，弄清每一编号钢筋的直径、规格、种类、形状和数量，以及在构件中的位置和相互关系。
2）绘制钢筋简图。
3）计算每种规格的钢筋下料长度。
4）填写钢筋配料单。
5）填写钢筋料牌。
3.1.2.3 标牌与标识的制作
钢筋除填写配料单外，还需将每一编号的钢筋制作相应的标牌与标识，也即料牌，作为钢筋加工的依据，并在安装中作为区别工程项目的标志。
钢筋料牌的形式如图3.5所示。
【例3.1】 试编写某教学楼钢筋混凝土简支梁L1（图3.6）的钢筋配料单和料牌。
图3.5 钢筋料牌
解：（1）绘出各种钢筋简图并求其下料长度 （表3.7）。
图3.6 某教学楼钢筋混凝土简支架L1
表3.7 箍筋下料长度表
注 1.表中a、b均为箍筋内皮尺寸。
2.表中弯曲直径d的取值同表3.3。
①号钢筋：钢筋下料长度=构件长-两端保护层厚度+两端弯钩增加长度。
6000-25×2+2×6.25×18=6175（mm）
②号钢筋：6000-25×2+2×6.25×10=6075（mm）。
③号钢筋：钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯曲调整值+两端弯钩增加长度。
其中，端部平直段长=400-25=375（mm）。
中间直段长度=6000-2×25-2×375-2×400=4400（mm）。
斜段长度=（450-2×25）×1.414=566（mm）。
弯曲调整值=2×0.67×18=24.12（mm）（按表3.4计算，45°）。
故下料长度=2×375+4400+2×566-24.12+2×6.25×18=6483（mm）。
④号钢筋：端部平直段长=900-25=875（mm）。
中间直段长度=6000-2×25-2×875-2×400=3400（mm）。
斜段长度=566（mm）。
弯曲调整值=2×0.67×18=24.12（mm）。
故下料长度=2×875+3400+2×566-24.12+2×6.25×18=6483（mm）。
⑤号钢筋（箍筋）：下料长度=（400+150）×2+25.1×6=1250（mm）。（按表3.5计算）。
（2）计算箍筋数量。
（600-2×25）/200+1=31（个）
（3）编制和填写配料单，见表3.7。
（4）写钢筋料牌，图3.5中仅以③号钢筋为例，其余同此。
【例3.2】 计算某住宅楼楼梯配筋下料，如图3.7所示。
图3.7 某住宅楼楼梯配筋
解:图中两个TB1中各钢筋下料计算长度：保护层厚度20mm。
cosθ=(2340+240×2)÷［(2340+240×2)2+16502］1/2=0.863
①号钢筋：钢筋单根长度=(550+240-20)÷0.863+100-20×2-2d×2=920(mm)。
根数=［(1470-120)÷150+1］×2×2=40
②号钢筋：钢筋单根长度=(2340+240×2)÷0.863+6.25d×2=3393(mm)。
根数=［(1470-120)÷150+1］×2=20
③号钢筋：钢筋单根长度=1470+240-20×2+6.25d×2=1770(mm)。
根数=［（2340÷0.863）÷180+1］×2=32
楼梯钢筋配料单的制作见表3.8。
表3.8 楼梯钢筋配料单
3.1.3 钢筋的代换
3.1.3.1 普通钢筋代换
1.代换原则
（1）充分了解设计意图、构件特征、使用条件和代换钢筋性能，严格遵守现行设计、施工规范及有关技术规定。
（2）对抗裂性要求高的构件（如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等），不宜用HPB300级光面钢筋代换HRB335级、HRB400级变形钢筋，以免裂缝开展过宽。
（3）代换应符合配筋构造规定（如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度和配筋百分率）。
（4）梁内纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别进行代换，以保证正截面与斜截面强度。
（5）偏心受压构件或偏心受拉构件（如框架柱、有吊车的厂房柱、桁架上弦等）钢筋代换时，应按受面（受压或受拉）分别代换，不得取整个截面配筋量计算。
（6）同一截面内配置不同种类和直径的钢筋代换时，每根钢筋拉力差不宜过大（同品种钢筋直径差一般不大于5mm），以免构件受力不匀。
（7）吊车梁等承受反复荷载的构件，必要时，应在钢筋代换后进行疲劳验算。
（8）进行钢筋代换的效果，除应考虑代换后仍能满足结构各项技术性能要求外，同时还要保证材料的经济性和加工操作的方便。
（9）钢筋代换后，其用量不宜大于原设计用量的5%，也不宜低于原设计用量的2%。
（10）重要结构和预应力混凝土钢筋的代换应征得设计单位同意。
2.等强度代换
钢筋等强度代换可采用下式计算：
式中 n2——代换钢筋根数；
n1——原设计钢筋根数；
d2——代换钢筋直径，mm;
d1——原设计钢筋直径，mm;
fy2——代换钢筋抗拉强度设计值（表3.9）；
fy1——原设计钢筋抗拉强度设计数。
上式有两种特例：
（1）设计强度相同、直径不同的钢筋代换。
（2）直径相同、强度设计值不同的钢筋代换。
表3.9 钢筋强度设计值 单位：N/mm2
3.等面积代换
当构件按最小配筋控制时，可按钢筋面积相等的方法进行代换。
式中 As1、n1、d1——原设计钢筋的计算截面面积（mm2）、根数、直径（mm）;
As2、n2、d2——拟代换钢筋的计算截面面积（mm2）、根数、直径（mm）。
4.抗裂度、挠度验算
当结构构件按裂缝宽度或挠度控制时（如水池、水塔、贮液罐、承受水压作用的地下室墙、烟囱、贮仓、重型吊车梁及屋架、托架的受拉构件等的钢筋代换），如用同品种粗钢筋等强度代换细钢筋，或用光面钢筋代替变形钢筋，应按《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）重新验算裂缝宽度，如代换后钢筋的总截面面积减小，应同时验算裂缝宽度和挠度。
3.1.3.2 单位长度和重量计算
1m长钢筋的体积按下式计算：
1m长钢筋的重量：
式中 V——1m长钢筋的体积；
π——圆周率，取3.1416;
d——钢筋直径,mm;
G——单位长度钢筋的重量,kg;
7850×10-9——钢材的密度,kg/mm3。
根据式（3.10）算出的各种规格钢筋重见表3.10。对于长度大于9m的，按10倍、100倍、……从表中取值。
表3.10 钢筋重表 单位：kg
