tp 020 - re-examining conventional wisdom in rebars detailing

10
8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 1/10 Conventional Wisdom in Reinforcing Steel    Re‐examining Conventional Wisdom By Amadeus L. Magpile, President and CEO of  Barlines Reinforcing Steel Co., Inc. (Phils) Founder and President of  Barlines Rebar Estimating & Detailing, Inc. (U.S.A.) Change is not easy in a large organization. In an industry as a whole change may not be possible.  There is,  predictably  a  strong  reliance  in  any  organization  on  conventional  wisdom  that  had  worked  numerous  times before. But innovations make paradigm shifts. What was accepted wisdom years ago are one by one falling apart as a misconception. The concrete reinforcing steel  industry is no exception.  What was once a robust cut and bend practice at the  jobsite in the Philippines  is slowly giving way to offsite prefabricated supply and demand market. It cannot be helped.  The economy is getting stronger , the playing field is now global and climate change demands frugal use of  resources. While I am not advocating a complete change, I strongly urge the purveyor of  rebar to reexamine at least a few conventional  wisdom, that I find prevalent only in the Philippines.  Single  Stock  Length  Vs.  Multi  Stock  Lengths  While other countries revel on a one stock length; 60 feet in the US and 15 meter in Canada, Australia and most of  Europe ‐ the Philippines  has several  lengths of  stock, 6.00m, 7.50m, 9.00m, 10.50m, and 12.00m. During the height of  the cut and bend practice at the  jobsite, multiple stock lengths was a bright and useful  innovation.  The steel mill did construction a big favor by providing them. In so doing,  however,  it seemed that they also benefited very handsomely on its drawback. It was obvious,  that the idea on multiple stock lengths stemmed from the absence of  reinforcing steel (commonly  called  rebar)  fabricators  with  equipment  to  properly  shear  and  bend  rebar  to  required  lengths as designed by structural engineers. The availability of  multiple stock lengths, allowed contractors to order rebar lengths as closed to what they need,  to eliminate shearing at the  jobsite and save on materials.  For example, when 5.50m long bars are required, they will order 6.00m long stocks. Trimming it to length becomes a wasted labor. All 6.00m long bars will be placed in concrete and the contractor feels delighted that he did not waste any material. Whatever he bought he used in its entirety.  Never mind that the required length needed is only 5.50m long. In countries where one stock length prevails,  this same contractor can buy exactly 5.50m long and pay only for the exact length. However,  the difference is that he is buying from a fabricator instead of  the 

Post on 03-Jun-2018

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 1/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Re‐examining Conventional Wisdom

By Amadeus L. Magpile, 

President and CEO of  Barlines Reinforcing Steel Co., Inc. (Phils) 

Founder and President of  Barlines Rebar Estimating & Detailing, Inc. (U.S.A.) 

Change is not easy in a large organization.  In an industry as a whole change may not be possible.  There 

is, predictably a strong reliance in any organization on conventional wisdom that had worked numerous 

times before.  But innovations make paradigm shifts.  What was accepted wisdom years ago are one by 

one falling apart as a misconception.  The concrete reinforcing steel industry is no exception.  What was 

once a robust cut and bend practice at the  jobsite in the Philippines is slowly giving way to offsite pre‐

fabricated supply and demand market.  It cannot be helped.  The economy is getting stronger , the 

playing field is now global and climate change demands frugal use of  resources.  While I am not 

advocating a complete change, I strongly urge the purveyor of  rebar to re‐examine at least a few 

conventional wisdom, that I find prevalent only in the Philippines. 

Single Stock  Length Vs. Multi Stock  Lengths 

While other countries revel on a one stock length;  60 feet in the US and 15 meter in Canada, Australia 

and most of  Europe ‐ the Philippines has several lengths of  stock, 6.00m, 7.50m, 9.00m, 10.50m, and 

12.00m.  During the height of  the cut and bend practice at the  jobsite, multiple stock lengths was a 

bright and useful innovation.  The steel mill did construction a big favor by providing them.  In so doing, 

however, it seemed that they also benefited very handsomely on its drawback. 

It was obvious, that the idea on multiple stock lengths stemmed from the absence of  reinforcing steel 

(commonly 

called 

rebar) 

fabricators 

with 

equipment 

to 

properly 

shear 

and 

bend 

rebar 

to 

required 

lengths as designed by structural engineers.  The availability of  multiple stock lengths, allowed 

contractors to order rebar lengths as closed to what they need, to eliminate shearing at the  jobsite and 

save on materials.  For example,  when 5.50m long bars are required, they will order  6.00m long stocks. 

Trimming it to length becomes a wasted labor.  All 6.00m long bars will be placed in concrete and the 

contractor feels delighted that he did not waste any material.  Whatever he bought he used in its 

entirety.  Never mind that the required length needed is only 5.50m long. 

In countries where one stock length prevails, this same contractor can buy exactly 5.50m long and pay 

only for the exact length.  However, the difference is that he is buying from a fabricator instead of  the 

Page 2: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 2/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

steel mill.  Obviously the fabricator added a certain premium for cutting the bars to length, which made 

the cost a bit higher. 

But wait.  When a steel mill produces rebar, they produce them in one length only.  After their 

production and the subsequent shearing to different stock lengths, an added process, would not they 

add a premium too?  In fact, in this system  – it seems to me the premium is there whether you buy the 

post cut 6.00m or the production 12.00m length. 

This is in essence is the simple advantage of  buying rebar for use in construction from an offsite rebar 

fabricator rather than a mill.  The end user buys and pays only for the exact quantity, length and shape 

that he needs from the rebar fabricator  – no more and no less.  While from the steel mill the end user 

buys and pays for what he needs and then some  – the remnants and scraps.  Scraps and remnants are 

best 

left 

in 

the 

steel 

mill 

 – 

after 

all 

they 

are 

the 

ones 

that 

need 

them 

badly. 

Rebars 

are 

produce 

directly 

from scrap metal. 

The Philippines is not totally out of  the cut and bend industry.  It may be years before they totally 

embrace offsite reinforcing steel fabrication.  The multiple stock lengths, therefore still has a place in the 

Philippines.  What I want to see is more and more rebar fabricators to properly bend rebar against 

hairline fractures, reduce waste and help make a  jobsite a safe place to work.  Exactly what Malaysia 

and Singapore are aiming to do. 

Shorter Class  A Laps Saves Material than Longer Class B Laps 

No one I know can argue this statement at face value.  But of  course  – shorter laps are less material than 

longer laps.  This is  inedibly stamped as a mindset among project engineers.  Because the science of  

rebar detailing was slow to come to the Philippines  – this mindset was never held up close to scrutiny. 

Sadly, the statement does not hold true in the design of  seismic columns. 

If  you look at the construction skyline of  the Philippines, you will see column vertical bars alternating 

long and short, as if  the bars are racing towards the sky.  Traveling abroad, you will never find a similar 

construction skyline.  In San Francisco, the city that practically invented earthquakes,  you see vertical 

bars all cut at about the same height and column ties are all the way to the top of  the vertical bars. 

Same is true In Vancouver, Sydney, Dubai, Malaysia and Singapore. 

Two factors made this happen in the Philippines.  First ‐ the use of  bundled bars, due again to the 

absence of  a rebar fabricator with shearing and bending equipment to handle large vertical bars. 

Second ‐ the mindset of  shorter laps against longer laps.  The American Concrete Institute (ACI) code 

requires that shorter laps and laps of  bundled bars be staggered.  Yet the same code allows longer laps 

in single bars not staggered. 

Page 3: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 3/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Because of  the staggered laps, columns in the Philippines are prevented from being assembled into a 

cage.  That is why we do not see column ties in our skyline.  What we see instead is our version of  Cirque 

Soleil ‐ironworkers

 gingerly

 climbing

 swaying

 vertical

 bars

 to

 drop

 multiple

 ties

 from

 the

 top,

 while

 

other ironworkers are holding bars from swaying and relatives at the street level praying.  It seems to 

me  – Corporate Social Responsibility (CSR) gone awry. 

While bundling of  bars is an acceptable practice, the diminished use will only come when more and 

more rebar fabricators are around.  In the case of  the shorter class‐A lap versus the longer class B lap 

mindset  – re‐examining this wisdom is necessary. 

Looking at the skyline of  the Millenium Tower in San Francisco. 

Page 4: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 4/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

This may be a shock to construction engineers,  just like the first time I showed them coiled rebar stocks 

in our fabricating shop. 

THERE IS ONLY ONE WAY TO SAVE ON REBAR MATERIALS  – AND THAT IS OPTIMUM SHEARING. 

This is not a trade secret.  Everyone in the rebar industry outside the Philippines knows this.  Optimum 

Shearing is sorting all the required lengths and combining them to fit a stock length to reduce waste.  If  

an engineer is given the task of  scheduling the shearing of  rebar from a long list of  bars of  different 

lengths such that the outcome will produce the least amount of  scrap and remnants  – he may come 

close but not against a computer.  Why?  There is no known formula.  His calculations will require him to 

iterate over and over again.  You need to do a number of  what ifs before you can come close to an 

optimum result.  Then even if  he succeed, he will not find anyone that can maintain and follow his 

schedule. 

The 

shearman 

will 

always 

grab 

the 

most 

convenient 

stock 

to 

shear 

against 

his 

schedule. 

Meanwhile, a properly tooled rebar fabricating shop has a software that can provide an optimized 

shearing schedule in nano‐seconds and an automatic shearline that can process such a schedule.  Not a 

portable shearing equipment but a long shearline like as shown below. 

A fully automatic shearline capable of  processing optimum shearing schedule.  Loaded and sorted at one 

end and segregated by length at the other end after shearing. 

Page 5: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 5/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Now, let me show you a typical seismic column in the Philippines.  Both are reinforced with 32M vertical 

bars.  One column lap spliced with a shorter class‐A lap staggered and the other lap spliced with a longer 

class‐B

 lap

 but

 not

 staggered.

 Typically

 vertical

 bars

 such

 as

 these

 columns

 are

 fabricated

 from

 a 9.00m

 

stock. 

The final results after fabricating from a 9.00m stock are as follows: 

The class‐A lap generated a vertical bar 8.38m long and a 0.62m scrap (remnants shorter than 10% of  

the stock length is considered scrap), while the class B lap generated a vertical bar 8.79m long and a 

0.21m scrap.  At 8.79m long, I will not even bother to cut the 9.00m stock to save labor.  Even If  you do 

not add the advantage of  cage assembly and lifting in place by the tower crane, thus avoiding 

Page 6: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 6/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

ironworkers climbing bars  – Class‐B lap is the only logical choice.  Anyone would conclude that since 

they will throw away scraps, wouldn’t it make sense to use them instead? 

ACI overwhelmingly recognized this that in their Detailing Manual they did not even mention class A in 

drawing a Typical seismic‐resistant details of  columns.  See Fig. 6, from ACI below. 

Page 7: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 7/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Closed Stirrups vs Open/Capped Stirrups 

The ACI Fig 6 brings me to the next subtle difference in construction in the Philippines ‐ that is puzzling 

to me.  Open stirrups are seldom found in any  jobsite in the Philippines.  Even though the majority of  

floor framing designs are beams and slabs variety.  Very few are flat plate designs, which are very 

common in most high‐rise building projects in the world. 

Construction does not seem to allow open and capped stirrups in assembling girders and beams.  If  

someone decided that open and capped stirrups require more materials than closed stirrups  –again I 

will say this is a misplaced decision.  Once again, to save materials you need optimum shearing, period. 

When beams and girders are crossing each other, the only way to build them with closed stirrups is to 

temporarily assemble them above floor, and slowly lower them after they are all tied together.  Beams 

framing into girders will require that the girder be raised also.  Girders framing into columns will require 

that a number of  ties be displaced.  I see ironworkers having an easier time on single span beams and 

girders but a horrendous time on multiple spans. 

Consider Fig. 6 from ACI Detailing Manual.  The ties that need to be out of  the way for the girders 

assembly are the critical ties within the Joints and above the  joints.  These critical bars are usually 

multiple and are closely spaced.  How are they displaced?  They are gathered within the girder assembly 

and slowly put in place as the girder is lowered.  This is, of  course, easier said than done  – when you are 

dealing with not one but multiple ties within the columns, spaced too close to each other.  What really 

happens when

 ties,

 stirrups

 and

 girder

 bars

 are

 in

 each

 other

 way

 and

 the

 inspectors

 are

 not

 around?

 

The ironworkers bring out their only tool in getting out of  tight spot  – an acetylene torch.  Either the ties 

or stirrups get torched or worse the girder or column bars get torched.  There is a brand new building in 

Las Vegas  – the Harmon Hotel, scheduled for demolition by the owners, whose structural engineers are 

claiming a lot of  rebar are missing in the column and beam  joints. 

We suspected that the detailing was outsourced out of  the United States to a group who is unfamiliar 

with standard practice in the United States.  In the installed rebar market in the United States all stirrups 

are detailed open and capped per ACI code, notwithstanding how they are shown in the contract 

drawings. 

Once 

again, 

the 

American 

Concrete 

Institute 

overwhelmingly 

acknowledged 

this 

practice, 

by 

showing alternate open capped stirrups in their detailing manual.  See Fig. 5 on the next page. 

When stirrups are open and capped, bars can be dropped and tied in place inside the forms.  Main bars 

are threaded into girders and columns and no ties are displaced whatsoever.  It makes for a cleaner 

assembly.  Inspectors are able to see inside the beam cage before cap ties are tied in place.  Leaving a 

few cap ties open allow for concrete hose and vibrators to reach critical  joints.  And lastly it speeds up 

the work tenfold.  Ever wonder how construction in the U.S. can rise every three or four day cycle? 

Page 8: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 8/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Page 9: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 9/10

Page 10: TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

8/11/2019 TP 020 - Re-examining Conventional Wisdom in Rebars Detailing

http://slidepdf.com/reader/full/tp-020-re-examining-conventional-wisdom-in-rebars-detailing 10/10

Conventional Wisdom in Reinforcing Steel

 

 

Open and

 capped

 stirrups

 simplify

 placement

 of 

 girders

 and

 beams,

 without

 displacing

 other

 bars.

 

Finally, if  change is necessary, where does the first line of  change need to occur?  I suspect, maybe, at 

the drafting department of  a structural engineers office.  Could it be that it is high time to sort through 

old boiler‐plate typical details and get rid of  some that has seen its usefulness?  Rebar detailers, such as I 

are sometimes, without thinking, detail exactly according to what is shown on contract drawings  – true 

to what we learned from rebar detailing 101.