Science and Technology&Innovation┃科技与创新2023年第03期
文章编号：2095-6835（2023）03-0075-03
张植盛
（广东白云学院，广东广州510000）
加工助剂acr
摘要：在钢筋圆钢的弯曲成形工艺中，需计算弯曲后材料的长度变量，并标注钢筋圆钢的外包尺寸，计算运用材料的中性层原理，以及根据钢筋圆钢弯曲调整值和钢筋圆钢的弯折内弯直径，最后计算出钢筋展开长度（下料尺寸）。
关键词：弯曲成形；弯曲调整值；钢筋圆钢下料长度；弯折角度
中图分类号：TU755.32文献标志码：A DOI：10.15913/jki.kjycx.2023.03.022钢筋混凝土钢筋圆钢的弯曲成形工艺是钢筋加工
的主要工艺之一，是在常温环境下，主要运用压弯、
拉弯等不同的弯曲加工工艺方法，把钢筋圆钢弯曲成
设计的不同形状和规格尺寸。
由于弯曲后材料的长度是一个变量，在工程建设
项目的工程造价计算和施工材料配料计算过程中，弯
曲成形的钢筋工程量计算是工程造价和工程施工值得
进一步研究的课题。
1研究背景
1.1计算目的
钢筋的平法工程图纸中，钢筋圆钢的标注尺寸通常是标注钢筋圆钢的外包尺寸，由于钢筋圆钢弯曲后在弯曲处靠近弯曲半径圆心部分的材料收缩，远离弯曲半径圆心部分的材料延伸，根据材料的中性层原理，钢筋圆钢的中心线在弯曲过程既不收缩，也不延伸，中心线长度在弯曲过程中保持长度不变，钢筋圆钢其中心线的长度就是下料长度。由于根据工程图的中心线外包尺寸计算的量度尺寸大于中心
线的长度（下料长度），在计算钢筋圆钢下料长度时，需要考虑钢筋圆钢的弯曲调整值，钢筋圆钢弯曲调整值指圆钢中心线外包量度尺寸与中心线长度尺寸直径的差值。
装配式隔墙板通过钢筋圆钢的中心线外包量度尺寸计算出弯曲调整值，便可计算出钢筋圆钢的中心线长度，即可计算出下料尺寸，从而可以准确地计算出钢筋圆钢的工程量和工程造价。
1.2计算依据
以钢筋圆钢为例，根据GB50010—2010《混凝土结构设计规范》（以下简称“混凝土规范”）要求[1]，当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时，弯折和弯钩的形式如图1所示。
（a ）弯折
（b）弯钩
图1弯折和弯钩的形式
钢筋弯折的弯弧内直径应符合规定[2]，当钢筋弯折
角度为90°、弯钩角度为135°时，钢筋圆钢的弯折内弯直径为4D（即圆钢直径D的4倍）。根据混凝土规范，以下钢筋圆钢弯曲调整值计算中以圆钢为例，以圆钢弯折内弯直径为4D进行计算。
1.3计算参数
计算参数如下：D为钢筋圆钢直径，mm；R
内
为
弯折或弯钩钢筋圆钢内圆半径，mm；R
中
为弯折或弯钩钢筋圆钢中心线过渡圆半径，mm；B为钢筋圆钢中心线外包尺寸，mm；C为钢筋圆钢中心线过渡圆切线
D
D
内弯直径=4D
内弯直径=4D
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科技与创新┃Science and Technology &Innovation
2023年第03期
长度，mm 。
弯曲调整值=钢筋圆钢中心线外包尺寸－钢筋圆钢中心线（包括过渡圆弧）展开长度。2钢筋圆钢弯曲调整值计算
2.1弯折角度为90°的弯曲调整值计算
钢筋圆钢弯折90°的示意图如图2所示。钢筋圆钢的弯折内弯直径为4D ，R 内=4D /2=2D ，则R =4D /2+D /2=2.5D 。
90°的圆心角所对的弧长为2πR 中×90/360=πR 中/2=π×2.5D /2=1.25πD ，由于C =R 中，所以弯曲调整值=2R 中－1.25πD =2×2.5D －1.25πD ≈1.075D 。
图2钢筋圆钢弯折90°示意图
2.2弯折角度为45°的弯曲调整计算
钢筋圆钢弯折45°的示意图如图3所示。钢筋圆钢中心线过渡圆切线长度C =R 中×tan22.5°=2.5D ×0.4142=1.036D 。
45°的圆心角所对的中心线弧长为2πR 中×45/360=2π×2.5D /8≈1.9625D ，所以弯曲调整值=2C －1.9625D =2×1.036D －1.9625D =0.109D 。
图3钢筋圆钢弯折45°示意图
2.3弯钩角度为135°的弯曲调整计算
钢筋圆钢弯钩135°的示意图如图4所示。钢筋圆钢中心线过渡圆切线长度C =R 中
/t a n 22.5°=R硅胶分条机
中
/
0.4141=2.5D /0.4141≈6.036D 。
135°的圆心角所对的中心线弧长为2πR 中
mesh自组网
×
135/360=0.75πR 中=0.75×π×2.5D ≈5.89D ，所以弯曲调
整值=2C －5.89D =2×6.036D －5.89D =6.182D 。图4钢筋圆钢弯钩135°示意图
3实例说明
根据以上计算结果，弯折角度为90°、45°和弯钩
角度为135°的弯曲调整值如表1所示。
表1
弯曲调整值
弯折和弯钩角度弯折90°弯折45°弯钩135°弯曲调整值
1.075D
0.109D
6.182D
钢筋圆钢弯折90°和45°时弯曲调整值计算实例如图5所示。从图中可以看出，当钢筋圆钢弯折90°时，已知钢筋圆钢中心线外包尺寸B 为68mm ，钢筋圆钢直径D 为22mm ，由于弯曲调整值=1.075D =1.075×
22=23.65mm ，则钢筋展开长度（下料尺寸）=2B －弯曲调整值=2×68－23.65=112.35mm ；当钢筋圆钢弯折45°时，已知钢筋圆钢中心线外包尺寸B 为45mm ，钢筋圆钢直径D 为22mm ，由于弯曲调整=0.109D =0.109×22=2.398mm ，则这段钢筋展开长度（下料尺寸）=2B －弯曲调整值=2×45－2.398=87.602mm 。
钢筋圆钢弯钩135°时弯曲调整值计算实例如图6所示。从图中可以看出，当钢筋圆钢弯钩135°时，已知钢筋圆钢中心线外包尺寸B 为153mm ，钢筋圆钢直径D 为22mm ，由于弯曲调整值=6.182D =6.182×22=135.96mm （取136mm ），则这段钢筋展开长度（下料尺寸）=2B －弯曲调整值=2×153－136=170mm 。
（a ）钢筋圆钢弯折90°
R 中
R 内=4D /2
B =68
R 中
D
R 内=4D /2
B =68
R 内
=4D /2
R 中
C
D
R 中
R 中
R 中
R 内=4D /2
D
C
（b ）钢筋圆钢弯折45°
图5钢筋圆钢弯折90°和45°时弯曲调整值计算实例（单位：
mm ）图6钢筋圆钢弯钩135°时弯曲调整值计算实例（单位：mm ）
钢筋混凝土梁纵向钢筋弯曲调整值计算实例如图7所示。从图中可以看出，当梁纵向钢筋两端弯折90°时，已知钢筋圆钢中心线外包尺寸B 1为250mm ，B 2为3985mm ，钢筋圆钢直径D 为16mm ，B 总（钢筋圆钢中心线外包尺寸）=2×250+3985=4485mm 。由于弯折角度90°时钢筋圆钢的弯曲调整值为
1.073D ，则弯曲调整值=1.073×16=17.186mm ，梁纵向钢筋两处弯折90°，则这段钢筋展开长度（下料尺寸）=B 总－2×弯曲调整值=4485－2×17.186=4450.628mm 。
图7钢筋混凝土梁纵向钢筋弯曲调整值计算实例（单位：mm ）
基于中性层原理的钢筋圆钢弯曲调整值计算，计算基准以钢筋圆钢中心线的展开长度，圆钢中心线弯折和弯钩半径R =2.5D 为计算依据，根据已知的圆钢中心线的几何尺寸B （B 如图7所示）计算出钢筋圆钢的弯曲调整值。
4钢筋圆钢弯曲调整值计算的工程应用
根据钢筋圆钢中心线外包尺寸B 和钢筋圆钢直径D ，计算出钢筋圆钢的下料长度。在钢筋的工程量和工程造价的工程应用中，通过钢筋工程图，计算出钢筋
圆钢中心线的外包尺寸。根据以上实例的计算方法和步骤，通过外包尺寸与弯曲调整值之间的数学关系，可以计算出钢筋圆钢的展开长度（下料长度）。
目前建筑工程的钢筋工程量计算以计算机软件计算为主，掌握了钢筋圆钢弯曲调整值计算钢筋工程量的计算方法，在计算钢筋工程量方面增加了手工计算的手段，可使钢筋工程量和造价的计算更加准确。
在建筑工程钢筋下料施工方面，可以运用钢筋圆钢弯曲调整值的计算方法，在施工现场复杂的环境下，
能及时准确地计算出钢筋圆钢的下料尺寸，为提高钢筋的施工质量和施工效率提供了技术支持。5
钢筋展开长度计算下一步研究的方向
以上钢筋圆钢弯曲调整值计算中，弯折或弯钩钢筋圆钢内圆半径R 内值的确定，是基于混凝土规范中弯折内弯直径为钢筋直径4倍确定的，则弯折和弯钩半径R =2.5D 。在钢筋圆钢的施工过程中，由于钢筋弯折和弯钩工艺多采用钢筋专用机械进行加工，钢筋加工机械的弯折半径不一定符合本文计算前提，如果弯折和弯钩半径R ≠2.5D ，下料计算长度需要进行调整。
关注钢筋圆钢弯曲调整值计算的研究方向，进一步研究弯折和弯钩半径在符合工艺要求的情况下，半径为变量时的弯曲调整值计算，计算结果可以满足钢筋加工的各种工况要求。6
钢筋展开长度计算在钢结构方面的应用
钢结构由钢板、型钢及焊接型钢等钢材制造，型材和管材的品种、规格、性能应符合国家现行标准[3]。钢结构可以通过螺栓连接，以装配式建筑的方式组合成复杂的空间结构，钢结构的特点是自重轻、塑性好、工业化程度高，是很多大型公共建筑特别是空间结构采用的结构形式。
如钢结构的桁架结构采用钢管焊接而成，由于空间结构的造型需要，桁架结构需要设计成圆弧形状，组成桁架的钢管在施工的时候就需要进行弯曲加工。由于钢管的横截面是圆环状，其中性层在弯曲过程长度不变，所以弯曲加工的桁架钢管的下料翻样计算可以参考上文钢筋圆钢弯曲调整值的计算过程进行计算。
很多工业厂房钢结构采用工字钢作为钢柱或者钢梁，由于工字钢横截面形状是对称图形，工字钢的中性层在弯曲过程长度也保持不变，弯曲加工的工字钢下料翻样计算也可以参考钢筋圆钢弯曲调整值的计算方法。
（下转第81页）
B =153
R B =153
R 内
B 2=3985
B =50
R 中=4D /2
B 1=250
R 中
R =4D /2
B =50
R 内=4D /2
B 1=250
8t/min，且铁口出不喷，应及时扩大钻头或缩短出铁时间间隔；炉温上行时应增加出铁间隔时间，适当缩小钻头，炉温下行时应缩短出铁间隔时间，适当扩大钻头。
2.5.2倒铁口或单铁口出铁时的出铁组织
一般主沟使用到周期（通铁量达18万t以上）就要倒备用铁口出铁。倒铁口是高炉生产中至关重要的一环，倒铁口和高炉的稳定顺行密切相关，成功的倒铁口可以使炉况保持稳定顺行，不成功可能会严重
影响高炉顺行。倒铁口的关键是在最短时间把泥打进，恢复铁口泥包，保持铁口稳定深度，同时开好铁口，以避免出铁过程中跑大流、卡焦炭，排净渣铁，不影响堵口打泥，杜绝事故，把对炉况的影响减小到最低限度。
近几年，由于INBA设备老化、管道腐蚀等影响，单边连铁频繁，增加单边铁口维护难度。长时间连铁，铁口泥包侵蚀亏损严重，容易造铁口过浅或跑大流，同时不能均匀排渣出铁，影响初始煤气流分布和炉缸均匀性。8号高炉目前在倒铁口或短时间单边连铁的情况下，已经做到了不降压、不限氧和不减产，在同级别高炉中属于罕见。主要得益于充分准备和及时调整。倒铁口的第一次铁力争出够时间，尽可能多地带出不活跃区域黏稠渣铁，最大程度活跃铁口区域炉缸，堵口使用高强度倒口泥，且适当调整泥炮活塞速度，使铁口孔道致密，抗冲刷。单边连铁主要靠调整泥炮活塞速度控制铁口质量，在确保铁口深度的情况下尽量使铁口孔道致密，同时根据连铁次数调整钻头大小，
确保每次出铁时间和出铁量。
2.5.3限产时的出铁组织
目前为满足铁钢平衡要求，高炉通过限氧和降压等措施控制产量的情况时有发生，因此出铁组织模式也频繁跟着调整。出铁间隔时间主要依据限产后的料速而定，钻头大小也做相应调整，出铁组织原则是每次出铁量在1000t以上，保证排渣时间，确保出净渣铁，不憋炉。切忌大幅度限氧，打乱出铁秩序。
3总结
综上所述，高炉生产是一项涉及综合调剂和管理的系统工程。要保证高炉长期高产、低耗，不单是要从原料、工艺、操作上改进和加强，更需要不断创新，不停探索，积极应对变化，不惧困难，不怕挑战。今后，原料供应、设备保障、铁钢平衡依然存在困难，应继续积极应对变化，强化自身操作，优化生产组织，创新调剂理念，稳定炉况，不断提高利用系数。同时不断摸索新的操作方针和调剂手段，彻底解决高产与粘结之间的矛盾。
参考文献：
［1］王筱留.钢铁冶金学［M］.3版.北京：冶金工业出版社，2014.
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作者简介：贺军位（1986—），本科，中级工程师，广西盛隆冶金新3#、新4#高炉项目炉长，研究方向为高炉炼铁。
（编辑：张超）
————————————————————————————————————————————————（上接第77页）
钢结构工程采用的角钢的横截面形状不是对称图形，需要查阅角钢的材料手册，从材料手册中获取角钢中性层的位置尺寸，也可以参考上文钢筋圆钢弯曲调整值的计算方法，计算出角钢弯曲加工的下料翻样尺寸。
7结束语
钢筋圆钢弯曲调整值的计算，在理论计算的基础上，还需要在钢筋弯折和弯钩加工的实际工艺中进行验证，通过钢筋工程的实践，不断总结出便捷高效准确的钢筋翻样计算方法。
参考文献：
［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50010—
2010混凝土结构设计规范［S］.北京：中国建筑
工业出版社，2010.
［2］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50204—2015混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.
弯曲弹簧北京：中国建筑工业出版社，2015.
［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50205—2020钢结构工程施工质量验收标准［S］.北京：
中国计划出版社，2020.
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作者简介：张植盛（1964—），男，广东广州人，建筑机械施工高级工程师。
（编辑：丁琳）
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