算量视角下16G101图集悬挑梁上部钢筋的研究

邹贻权，冯敏学

（湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉430068）

0 引言

目前，国内工程算量主要分为手工算量和软件算量两种。传统手工算量是根据CAD 图纸人工读取配筋信息，应用Excel 软件进行钢筋算量；软件算量通过提取CAD 的图层，读取配筋信息，建立算量模型，从而进行钢筋算量。专业工程造价软件的进步，为工程算量的发展，尤其是对于各项规范图集的进步完善创造了机会，不少学者通过不同的方式，对图集规范中的各项要求进行研究，以期加快我国工程造价标准的发展。张亚娟［1］结合16G101-1《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》图集中的相关要求，分析、归纳悬挑构件的“平法”识图及钢筋构造要点，以便识图所需。钱晨等［2］选取工程实例中的一段框支梁，运用手工计算与软件算量进行对比研究，总结分析两者的差异。艾思平［3］以常用钢筋混凝土构件为例，根据16G101 平法图集，分析了钢筋量计算要点，为确定钢筋量计算规则提供依据。相较于11G101-1 图集，16G101-1 图集92 页中更加详细描述了纯悬挑梁XL 及各类梁的悬挑端配筋构造。在实际工程算量过程中，对悬挑梁的上部钢筋计算时其钢筋构造还存在表述不清的问题。对于图集中悬挑梁钢筋的规范要求，手工算量与软件算量的理解能否完全、能否准确执行其规定、对悬挑梁的总钢筋工程量影响如何，是作者的研究目标。故本文拟选取实际案例中某一悬挑梁进行手工算量和软件算量对比，分析两者的理解差别，找出其产生原因，以期对算量工程提供更好的研究。

1 案例概况

1.1 案例

案例工程项目主体采取框架结构，地上总层数为4层，地上建筑高度为23.1 m。其建筑类别为3类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为六度抗震，抗震设防为丙类。选取的悬挑梁来源于第二层KL2-6（300×700）5B，其平法施工图如图1 所示，悬挑梁钢筋工程量计算的相关计算条件如表1所示。

图1 KL2-6（5B）右悬挑部分平法施工图

表1 悬挑梁钢筋量计算相关条件

1.2 识图分析

图1为KL2-6（5B）部分平法标注图。平法标准，即把结构构件的尺寸和配筋等，按照平面整体表示方法制图规则，整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上，再与标准构造详图相配合，构成一套新型完整的结构设计。这种方法改变了传统的烦琐方法，更加便捷且简洁明了。

梁的平法标注通常包括集中标注和原位标注。图1 中KL2-6（5B）右悬挑部分以集中标注的形式表示，可由其得知，该悬挑部分截面尺寸为300 mm×800 mm；箍筋为Ⅲ级钢筋，直径为8 mm，加密区间距为100；上部通长筋为5根直径22 mm的Ⅲ级钢筋，且分为两排，上排3 根，下排2 根；下部通长筋为2 根直径22 mm的Ⅲ级钢筋；悬挑跨长为1 200 mm。

2 计算过程及结果

2.1 软件算量

软件算量依托计算机的普及应用趋势明显，逐步取代手工算量，广泛应用于建筑行业。造价人员通过设置工程概况、建立轴网、定义并绘制构件，就能快速建立项目的算量模型［4］。此次研究，借助应用较广的广联达BIM土建算量平台GLT2018。根据KL2-6（5B）所在楼层二层梁配筋的CAD 图纸建立计算模型，运用软件对KL2-6（5B）所给施工图集中标注的详细信息进行绘图输入，并经汇总计算，KL2-6（5B）的悬挑端上部钢筋工程量的计算结果如图2所示。

2.2 传统手工算量

通过对KL2-6（5B）的集中标注和悬挑部分的原位标注分析，根据16G101-1图集中钢筋的布置规则，重点计算钢筋的长度，用Excel 计算该部分的钢筋工程量。其中，计算过程及结果以上部通长筋为例进行钢筋量的计算，其过程及结果如表2所示。

2.3 结果对比分析

通过上述两种方法计算的两个结果进行比较，对KL2-6上部钢筋计算：软件计算结果11 978 mm，手工计算结果9 967 mm，软件算量与手工算量相差16.79%。这个结果与常规规定的图形算量误差在1%～3%，相距甚多。

这种结果差异导致的原因由图可知，悬挑梁第一排有3 根钢筋，观察两者第一排钢筋的计算公式：软件其中2根为L-保护层+12 d+支座锚固长度，第三根为l+0.414（hb-2 保护层）+la。手算均为L-保护层+12 d+支座锚固长度。再观察第二排钢筋的计算公式，首先，软件所用公式为：0.75l+1.414（hb-2 保护层）+la+10 d，而在手工计算中所用公式是：0.75 l+la。

这种计算方法的差异，因何造成。通过对调查分析发现，原因在于对图集的解读理解不同。

3 结果分析

3.1 对软件算量结果的分析

查询16G101-1 第92 页图集可知，当上部钢筋为二排时，钢筋构造表达不清晰：对于图中“至少2 根角筋，并不少于第一排纵筋的1/2，其余纵筋弯下”［5］。

图2 KL2-6（5B）的悬挑端上部钢筋工程量软件算量结果

表2 KL2-6（5B）的悬挑端上部钢筋工程量手工算量结果

第一排钢筋3 根，如果是2 根弯折，一根弯下，其上部第一排钢筋在悬挑长度的0.75倍处下弯，根据悬挑梁的悬挑长度为1.2 m，梁高0.8 m。按标准图下料，其水平长度=1.2×0.75+（0.8-0.05）+10×0.022=1.87 m，超出悬挑梁长度1.2 m，显然不合理。

第二种，按照软件默认设置的算法，从悬挑端部向根部倒推设置，1.2-10×0.022-（0.8-0.05）=0.23 m，发现致负弯矩筋在支座边下弯，使其钢筋不能满足抵御负弯矩的受力要求，而且其下料长度大于手算，第二种方式也不行。那么3 根都必须伸至端部弯折12 d。图集悬挑梁钢筋布置如图3所示。

图3 图集92页悬挑梁钢筋布置截图

对于图中“当上部钢筋为两排，且l＜5 hb时，可不将钢筋在端部弯下，伸至悬挑梁外端向下弯折12 d”这句话，主要理解有2种。

可不将钢筋在端部弯下，此引出线在第二排钢筋，第一种理解，按照图集示意，当l＜5 hb时，引出线仅特指第二排钢筋，即第二排钢筋不弯下，伸至悬挑梁完全向下弯折12 d，第一排中间部分钢筋仍然弯下，第二种理解，l＜5 hb时，第一排第二排钢筋都不弯下，伸至悬挑梁完全向下弯折12 d。

如果悬挑梁上部钢筋按照第一种理解设置，其上部第一排钢筋在悬挑长度的0.75 倍处下弯。上述已验证不合理，由此判断第一种理解不对。如果悬挑梁上部钢筋按照第二种理解设置，这样第一排第二排钢筋都在端部向下弯折12 d，显然不合常理，第二种理解也不对。

综上所述，有时候在使用软件算量时会存在盲目的套用设置情况，同时，标准规范图集也会存在表述不清的问题。

3.2 对手算结果的分析

《钢筋混凝土结构平法设计与施工规则第二版》第319页，当悬挑长度l小于悬挑梁根部截面高度h的4 倍时，第一排纵筋全部伸至端部弯折。悬挑梁（悬挑端）上部第二排纵筋从根部支座边缘算起的延伸长度为0.75l，当悬挑梁上部纵筋配置超过两排时，应由设计者注明的各排纵筋的延伸长度值，这也验证了手算方式的正确性。悬挑梁（悬挑端）上部与下部纵筋和箍筋构造如图4所示［6］。

图4 悬挑梁（悬挑端）上部与下部纵筋和箍筋构造

从结构方面分析，悬挑梁上部第一排纵筋不应再悬挑长度内截断，如果截断，可能会过早出现弯剪构造裂缝。由于弯剪构造裂缝自悬挑梁上表面呈扇状开裂，只要第一排纵筋不被截断开裂就不会发生，因此悬挑梁上部第二排纵筋可在0.75 l截断。

从实际施工方面分析，若将第二排甚至第三排纵筋均按第一排纵筋方式弯至梁下，不仅造成钢筋施工复杂化，而且两废钢材，在技术、经济两个方面均正面意义。

3.3 小结

（1）当悬挑长度L小于悬挑梁根部截面高度hb的4 倍时，无论上部钢筋为一排还是两排，第一排纵筋全部伸至端部弯折12 d。

（2）当上部钢筋为两排且l小于5 hb的时候，第二批钢筋只需要计算在0.75 L处。

4 结语

通过以上分析，可见在使用造价软件的过程中，如果造价人员对规范图集的理解是不正确的，或者规范图集本身存在了表述不清的问题，这时需要严格求证工程造价的过程是否科学，合理，准确。这就要求我们不仅要熟悉图集规范，同时也要对施工下料有一定的了解，这样计算出来的造价数据才是更贴合实际情况，更有参考价值。