張植盛

（廣東白云學(xué)院，廣東 廣州 510000）

在建筑工程鋼筋施工過程中，需要對鋼筋圖紙進行深化計算，計算鋼筋的下料尺寸，編制鋼筋下料清單和繪制鋼筋下料簡圖，指導(dǎo)鋼筋工對鋼筋下料、彎曲等加工。為了提高鋼筋下料計算的精確度和效率，作者從型鋼的彎曲理論對型鋼彎曲展開理論進行研究，結(jié)合計算機軟件的信息化技術(shù)，提出鋼筋下料計算機輔助設(shè)計的一種方法。

材料力學(xué)中彎曲梁的正應(yīng)力分布規(guī)律為：梁的各縱向線彎曲成曲線，梁下部的纖維伸長，上部的纖維縮短，彎曲梁中既不伸長又不縮短的層稱之為中性層，根據(jù)中性層在梁彎曲過程長度沒有變化的特點，把中性層的原理應(yīng)用于鋼筋翻樣中鋼筋下料長度的計算。

中性層與橫截面的交線為中性軸，中性軸通過截面的形心，如圖1所示。

圖1 中性層

鋼筋的截面為圓形，如圖1所示，鋼筋彎曲時中性軸為Z軸，中性軸Z通過鋼筋的形心鋼筋圓心，鋼筋彎曲時，中性軸Z的長度沒有伸長也不會縮短。

根據(jù)中性層的定義，O1-O2兩點圓弧構(gòu)成的圓弧面（圖1中剖面線所示扇形）為鋼筋彎曲時的中性層，其長度在彎曲過程不會發(fā)生變化。同理，中性層上的O1-O2弧長，在鋼筋彎曲過程其長度保持不變。

根據(jù)鋼筋中性層的理論，在鋼筋翻樣中，中性層上的O1-O2弧長就是鋼筋的彎曲展開長度。

舉例說明，圖2所示：

圖2 鋼筋混凝土梁配筋

如圖2為現(xiàn)澆C30混凝土梁的配筋圖，主筋混凝土保護層厚度為25mm，1號鋼筋為12，鋼筋兩端均有半圓彎鉤，根據(jù)以上鋼筋中性層材料長度在鋼筋彎曲過程長度保持不變的原理，運用AutoCAD2014的多端線長度查詢功能，計算1號鋼筋的下料長度。

鋼筋半圓彎鉤下料展開尺寸如圖3所示：

圖3 半圓鋼筋彎鉤計算

根據(jù)以上鋼筋半圓彎鉤尺寸，在AutoCAD2014中繪制線段如圖4所示：

圖4 AutoCAD半圓鋼筋外輪廓直線段

圖4 中，鋼筋直徑d=12mm，63mm=2.25d+3d，54mm=2d+2.5d，5950mm=6000-2×混凝土保護層厚度，圖5所示鋼筋線段為鋼筋外皮輪廓線。

圖5 AutoCAD繪制鋼筋半圓外輪廓線

運用AutoCAD2014軟件的圓弧功能，繪制半圓彎鉤的半圓。運用軟件線段合并功能，把鋼筋全部線段合并成為一根多段線。運用偏移命令，把鋼筋半圓彎鉤的外輪廓線偏移6mm，得到鋼筋中性層的輪廓線。運用list命令，查詢鋼筋中性層輪廓線的長度。

如圖6和圖7所示，查詢得到鋼筋中性層長度為6099.9mm≈6100mm。

圖6 AutoCAD查詢鋼筋下料長度

圖7 AutoCAD軟件查詢結(jié)果

對上述半圓彎鉤鋼筋運用公式法計算其下料長度，半圓彎鉤鋼筋下料長度計算公式如下：

半圓彎鉤鋼筋下料長度=構(gòu)件長度-混凝土保護層厚度+兩端彎鉤的長度

由于一個半圓彎鉤增加長度的理論計算值為6.25d，所以，半圓彎鉤鋼筋下料長度=6000-2×25+2×6.25×12=6100mm。

運用AutoCAD軟件計算鋼筋中性層長度的計算結(jié)果與公式計算結(jié)果一致。

目前施工和造價單位進行鋼筋翻樣配料計算，多使用鋼筋算量軟件及鋼筋翻樣軟件進行計算。對于施工人員和造價人員，不僅要求熟練使用計算機輔助軟件計算鋼筋的下料長度，還需要掌握鋼筋下料長度的手算計算能力，可以根據(jù)彎曲梁中性層在梁彎曲過程長度保持不變的原理，計算鋼筋的下料長度。

手工計算鋼筋下料長度出現(xiàn)計算誤差的概率比計算機輔助軟件計算大，手工計算結(jié)合計算機輔助計算復(fù)核手工計算結(jié)果，既可以體現(xiàn)計算過程的理論性，又能可以提高計算的精確度。

一般的建筑類公司、項目部計算機均安裝有AutoCAD軟件，使用該軟件對鋼筋翻樣結(jié)果進行復(fù)核計算有計算機硬件和軟件方面的保證，在鋼筋翻樣下料計算中，可以如本文操作所示，手工計算結(jié)合AutoCAD軟件復(fù)核計算，提高計算的精確度和計算效率。