曹祥軍

(集美大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，福建廈門 361006)

1 新平法與11G系列圖集產(chǎn)生的背景

隨著我國固定資產(chǎn)投資額的不斷增長，我國在基礎(chǔ)設(shè)施、房地產(chǎn)投資與建設(shè)方面已經(jīng)成為名副其實的大國，拉動了我國經(jīng)濟規(guī)模的日趨壯大，但也由此帶來了不少問題。比如大量能源與資源的消耗、工程從設(shè)計到施工到驗收等環(huán)節(jié)中各種不符合規(guī)范的現(xiàn)象接連發(fā)生，導(dǎo)致了環(huán)境惡化、能源浪費、安全事故頻發(fā)。因此，為了在混凝土設(shè)計中貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，在安全、適用、經(jīng)濟的同時保證質(zhì)量，國家重新修訂混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，2011年7月1日正式頒布執(zhí)行GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。同時2010年12月1日起實施GB 50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范，2011年10月1日起實施JGJ 3-2010高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。

由于新規(guī)范中補充了結(jié)構(gòu)方案、抗震設(shè)計，修改了保護層等有關(guān)規(guī)定，故11G系列平法圖集根據(jù)新規(guī)范進行了大量調(diào)整，從而取代了03G系列平法圖集。使得從建筑設(shè)計到預(yù)算、招投標(biāo)、施工等環(huán)節(jié)更好地做到了有規(guī)范可依，更好地和國際接軌，保證我國大規(guī)模的投資能夠真正改善民生，對于GDP的發(fā)展起到強有力的推動作用。

2 11G101與03G101系列圖集的比較和分析

新的混凝土規(guī)范的變化必然要在新平法圖中體現(xiàn)，判斷新平法圖集變化，必先了解混凝土規(guī)范的新舊變化。新平法圖集主要是根據(jù)新《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》進行修訂，平法圖集的規(guī)定遵循規(guī)范，是規(guī)范的反映，它不能脫離規(guī)范。但規(guī)范相對文字化體現(xiàn)是沒有制圖規(guī)則的，平法可以有自己的一套制圖規(guī)則，這是兩者的最大區(qū)別。其他構(gòu)造等方面則完全脫胎于規(guī)范，規(guī)范是平法圖集變化的體現(xiàn)。

2.1 材料變化

2.1.1 提高混凝土強度等級

在新規(guī)范中規(guī)定:素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C15，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C20;采用強度級別400 MPa及以上的鋼筋時，混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強度等級不應(yīng)低于C30。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30。這是針對混凝土強度等級做的最為嚴格的規(guī)定，是保證工程質(zhì)量的最安全保障。

2.1.2 高強鋼筋

隨著世界建筑材料的發(fā)展，針對以前鋼筋的型號做了更為科學(xué)的規(guī)定。發(fā)展高性能鋼筋，我國新規(guī)范特別增加了如下鋼筋種類:500 MPa級帶肋鋼筋;以300 MPa光圓鋼筋取代235a級鋼筋;限制并準備淘汰335 MPa鋼筋;最終形成300 MPa，400 MPa，500 MPa的強度梯次，HRB400(三級鋼)將成主流。

新規(guī)范實施后的鋼筋牌號及標(biāo)志見表1。

表1 新規(guī)范實施后的鋼筋牌號及標(biāo)志

2.2 基本構(gòu)造變化

2.2.1 混凝土保護層

混凝土保護層根據(jù)耐久性不同也發(fā)生了變化，原來的保護層是指“縱筋外皮至混凝土表面的距離”，現(xiàn)在的保護層是指“最外層鋼筋的外皮至混凝土表面的距離”。以前除了滿足“縱筋外皮至混凝土表面的距離”外，還須滿足最小保護層厚度15 mm。新規(guī)范中墻、板保護層合并在一起，梁、柱合并在一起。使得最小保護層厚度比以前規(guī)定的保護層厚度有所提高，這樣不僅能夠節(jié)省鋼筋，又能避免建筑質(zhì)量通病——露筋的出現(xiàn)。舊規(guī)范中根據(jù)構(gòu)件縱筋確定保護層明顯是不太合理的，導(dǎo)致因箍筋直徑不同而相同構(gòu)件的混凝土保護層不同。這也導(dǎo)致了預(yù)算造價人員因為規(guī)范不統(tǒng)一而造成了量的差別，這一改進，嚴格統(tǒng)一了鋼筋的量取規(guī)則，更具可操作性(見表2)。在新平法推出之前，在現(xiàn)場做施工翻樣時，一般是按箍筋外皮尺寸計算，柱梁箍筋保護層一般按25 mm計算。而新規(guī)范實施后保護層則按照控制縱筋到控制最外層鋼筋，這樣更合理，也更容易控制保護層。

表2 混凝土保護層最小厚度 mm

對于工程造價人員來說，今后在計算柱梁箍筋、拉筋的長度時，計算公式需要按照L=2(b+h)－8bhc+2×1.9d+2max(10d，75)來計算。而且在混凝土等級小于C25時，需要增大保護層厚度。這無疑是工程造價人員需要熟記的一點。

2.2.2 鋼筋錨固

鋼筋錨固長度的計算是鋼筋工程量中計算的重點，各節(jié)點之間相互錨固的具體數(shù)值在新規(guī)范實施以前的預(yù)算中經(jīng)常出現(xiàn)各自理解的不同，導(dǎo)致了鋼筋工程量出現(xiàn)較大的差別。而新規(guī)范中增加了基本錨固lab的計算方式:

其中，ft(混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值)取值改為“當(dāng)混凝土強度等級高于C60時，按C60取值”，以適應(yīng)混凝土強度的提高。

設(shè)計錨固長度為基本錨固長度乘錨固長度修正系數(shù)ζa的數(shù)值，由此反映錨固條件發(fā)生變化的影響:

其中，la不應(yīng)小于200 mm，這成了預(yù)算中的一個硬性計算標(biāo)準，錨固長度修正系數(shù)ζa，對普通鋼筋按規(guī)范第8.3.2條的規(guī)定取用，多于一項時，則可按連乘計算，但不應(yīng)小于0.6，對預(yù)應(yīng)力鋼筋，可取1.0。受拉鋼筋錨固長度修正系數(shù)ζa見表3。

表3 受拉鋼筋錨固長度修正系數(shù)ζa

受拉鋼筋錨固長度的規(guī)定，舊平法圖集規(guī)定“在任何情況下不得小于250 mm”，新圖集僅“在非抗震條件下規(guī)定不得小于200 mm”。在抗震條件下，必須執(zhí)行基本錨固長度乘以修正系數(shù)，并沒有不得小于250 mm的規(guī)定。

在新規(guī)范設(shè)計的工程下，鋼筋錨固值的計算公式簡單明了，但是需要考慮不同情況下的規(guī)定，除了受到上面各種參數(shù)影響外，在任何情況下受拉鋼筋的錨固長度都不能小于最低限度(最小錨固長度)，其數(shù)值不應(yīng)小于0.6lab及200 mm。工程造價人員需要計算鋼筋的基本錨固可以直接在11G101系列圖集表中查詢，使錨固的取值簡單了很多。

2.2.3 筋端彎鉤和機械錨固

新規(guī)范對鋼筋彎鉤和機械錨固的形式和技術(shù)要求做了更詳細的規(guī)定，見表4。

表4 鋼筋彎鉤和機械錨固的形式和技術(shù)要求

機械錨固特別是螺栓錨頭是一種新技術(shù)，它可以節(jié)約鋼筋，具有推廣意義，在國際上得到廣泛應(yīng)用。鋼筋的連接變化，對計算鋼筋長度也產(chǎn)生影響?；惧^固引起的鋼筋錨固長度變化，錨固長度引起的鋼筋搭接長度的變化。鋼筋搭接基本原則引起的鋼筋各構(gòu)件節(jié)點的變化。按照新規(guī)范、新平法，對工程量預(yù)算、鋼筋下料、現(xiàn)場施工都產(chǎn)生比較大的影響。

不宜采用綁扎搭接接頭的規(guī)定改為:受拉鋼筋直徑不宜大于25 mm，受壓鋼筋直徑不宜大于28 mm。鋼筋機械連接區(qū)段的長度為35d，d改為連接鋼筋的較小直徑?？v向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度不應(yīng)小于300 mm。

3 結(jié)合11G101圖集的鋼筋工程量計算解析

根據(jù)以上比較，新規(guī)范下的鋼筋工程量計算發(fā)生了比較大的變化，下面將根據(jù)廣聯(lián)達鋼筋算量軟件結(jié)合在預(yù)算過程中容易出現(xiàn)的問題或者比較難以理解的幾個地方進行了直觀通俗的講解，通過幾個節(jié)點構(gòu)造，來分析新平法中一些構(gòu)造變化對工程量的影響。

3.1 頂層邊角柱外側(cè)縱筋工程量的計算

在11G新平法中，頂層邊角柱的變化較大，而圖集中最常用的B，C節(jié)點，很多造價不清楚如何來選擇以及柱外側(cè)鋼筋的構(gòu)造。

案例1:某建筑頂層柱子如圖1所示，層高為3 m，根據(jù)抗震情況，柱為C30混凝土，柱子鋼筋信息4C22+12C18，柱尺寸為600×600，柱保護層40;

圖1 頂層外邊柱縱筋三維圖

當(dāng)屋面框架梁高為700 mm時:

1.5Labe=1.5×31d=1 023 mm，這個時候需要判斷是否到達柱子內(nèi)邊:

則:梁高 －保護層+柱寬 －保護層 =700－4+600－40=1 256 ＞1.5Labe。

該柱子頂層外側(cè)鋼筋長度的計算結(jié)果為:3 000－max(2 300/6，900，500)－700+700 － 20+max(1.5 ×40d －700+20，15d)=2 360 mm。

3.2 屋面框架梁上部鋼筋端部構(gòu)造

在11G平法中，屋面框架梁構(gòu)造直接在KZ的頂層邊角柱構(gòu)造節(jié)點中進行標(biāo)示。從圖2可以看出，WKL端部構(gòu)造一定為彎至梁底，同時要求彎折長度必須不小于15d。

圖2 屋面框架梁鋼筋圖

案例2:當(dāng)梁高為500 mm，梁上部鋼筋信息為:上部鋼筋(2c14)，保護層20，混凝土等級c30。按照新平法，其上部鋼筋彎折長度=max(梁高－保護層，15d)=max(680，375)=680 mm;

則該梁上部端部鋼筋的長度為:4 600/3+900－20+680=3 093 mm。

3.3 抗震框架梁的加密區(qū)范圍計算

在新平法11G-1平法第85頁中，對抗震框架梁KL，WKL的箍筋加密區(qū)做出了規(guī)定，當(dāng)框架梁以主梁為支座時，這一端可不設(shè)加密區(qū)，見圖3。

圖3 以主梁為支座的梁

根據(jù)11G規(guī)則，當(dāng)以主梁為支座時，此端可以不加密。

那本案例中左側(cè)以梁為支座一端無加密區(qū)，只有左側(cè)以柱子為支座處為加密區(qū)，見圖4。

加密區(qū)根數(shù)為 ceil［max(2hb，550)－50］/100+1=12。

非加密區(qū)根數(shù)為ceil(6 000－200－200－2hb－50)/200=23。

圖4 以主梁為支座的梁的加密區(qū)

采用11G的算法，KL-1的箍筋根數(shù)為35根。

通過案例可以看出，新舊平法中對框架梁箍筋加密區(qū)的規(guī)定發(fā)生了較大的變化，在計算時，要認真讀圖，注意圖紙中是否有關(guān)于加密區(qū)的說明，在對量時，也要區(qū)分不同的建筑構(gòu)造，節(jié)點各自采用什么構(gòu)造，這樣就可以保證結(jié)果的準確。

以上對新平法和11G101系列圖集分析，很容易就可以直觀的感受到新平法的變化給鋼筋計算結(jié)果帶來的影響，看懂新規(guī)范，認識新圖集，只有對新平法的構(gòu)造理解掌握后，在算量的過程中才能夠運用正確的構(gòu)造及規(guī)則，才能保證算量準確、對量清晰，真正在造價工程中發(fā)揮嫻熟的技巧和運算能力。

［1］中國建筑標(biāo)準設(shè)計研究院.國家建筑標(biāo)準設(shè)計圖集11G101-3［M］.北京:中國計劃出版社，2011.

［2］郭 峰，劉宏芳.G101平法圖集鋼筋構(gòu)造詳解及計算機3D實現(xiàn)［M］.大連:大連理工大學(xué)出版社，2010.

［3］陳雪光.平法鋼筋計算與實例［M］.南京:江蘇人民出版社，2012:8.

［4］陳達飛.平法識圖與鋼筋計算［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012:8.

［5］肖明河.新平法識圖與鋼筋計算［M］.北京:人民交通出版社，2012:6.

［6］彭正斌.11G101系列平法圖集對箍筋計算的影響［J］.浙江建筑，2012(4):37-38.

［7］北京市建筑工程消耗量定額［M］.北京:中國計劃出版社，2001.