高強鋼筋應用專業(yè)技術.doc

一、高強鋼筋應用技術（一）前言HRB400級鋼筋已作為高效鋼筋被列為重點推廣應用的建筑業(yè)10項新技術之一，推廣應用HRB400等高強鋼筋對有效利用自然資源，降低消耗，對提高鋼筋混凝土結構安全儲備等具有十分重要的意義。多年來，為推廣應用HRB400等高強鋼筋有關部門采取了修訂規(guī)范，開展試點工程等多種措施。本文通過實際調研，找到制約HRB400級鋼筋推廣應用的原因，通過理論分析，找到問題的根本；通過工程實例，切實地論證合理地應用HRB400級鋼筋所帶來的經濟效益。（二）工程概況本工程為高級辦公樓，其中車庫要求空間大跨度大，主樓的辦公室、會議室和裙樓的餐廳較多對跨度也有要求，根據這個特點，本工程在整體設計時，軸線布置跨度均較大，大部分跨度為8.4米。HRB400級鋼筋在這個工程里得到了很好的應用，所有框架梁主筋均采用HRB400級鋼筋。圖 1 HRB400 鋼筋用量地下室和裙樓部位結構大量的使用了HRB400級鋼筋，達到設計要求并滿足房間的使用功能。圖2 HRB400級鋼筋現(xiàn)場碼放（三）HRB400級鋼筋的特點HRB400級鋼筋是在對HRB335級鋼筋化學成分作了微調，調整了鋼材C、Si、 Mn元素的含量。利用釩、鈮、鈦在鋼中的沉淀強化作用，細化鋼的晶粒、改善金相組織、提高鋼材的強度。HRB400級鋼筋產品的直徑為6mm50 mm，標準推薦直徑為6mm、8mm、 10mm、 12mm、 16mm、 20mm、 25mm、 32mm、40mm、 50 mm，雖未推薦仍保留的公稱直徑有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm幾種。但目前設計和施工中一般均在鋼筋直徑較大時（如大于等于16mm或18mm）采用HRB400級鋼筋，較小時采用HRB335級鋼筋（一般直徑在12mm到18mm之間）或HPB235級鋼筋（一般為12mm以下，并在各種結構箍筋和板筋及剪力墻結構主筋中大量使用）。1、強度高、安全儲備大利用提高鋼筋設計強度而不是增加用鋼量來提高建筑結構的安全可靠度水準是一項經濟合理的選擇。從表1可以看出，HRB400級鋼筋的設計強度為360 MPa，屈服強度為400MPa，抗拉強度為570MPa，比HRB335級鋼筋的強度高16。而HRB335級鋼筋強度相對較低，尺寸效應大，直徑25mm以上強度大幅度下降。如細直徑（6mm10mm）HRB400級鋼筋取代HPB235級鋼筋，其強度設計值由210MPa提高到360MPa，可大大降低配筋率。表1 各種級別鋼筋物理力學性能指標牌號公稱直徑（mm）屈服強度（s）（MPa）抗拉強度（b）（MPa）設計強度（fy）（MPa）伸長率（）（）HPB235614，82023537021025HRB335625，285033549030016HRB400625，285040057036014備注：以上各種強度和拉伸率數值均為最小值。2、機械性能好HRB400級鋼筋顯著改善了其他類型鋼筋力學性能方面的不足，避免了尺寸效應大以及應變時延伸率下降20%-29%的弊病，其具有優(yōu)良的冷彎性能，克服了彎折鋼筋部位出現(xiàn)的微細裂紋、有明顯的屈服臺階、且應變時效敏感性低的缺點，加入釩的HRB400級鋼筋對低碳鋼應變時效具有強烈的抑制作用，更有利于消除結構質量隱患。3、焊接性能好HRB400級鋼筋采用微合金化工藝，碳當量較低，且微合金元素能夠阻止焊接后晶粒的長大，焊接性能良好，電弧焊、閃光對焊及電渣壓力焊的合格率均為100%。4、抗震性能良好HRB400級鋼筋伸長率14；均勻伸長率為14左右；屈強比b/s1.25；屈服強度與強度標準值比1.3。故延性很好，在遭遇地震災害時，能發(fā)揮良好的抗震作用，有利于結構抗震和結構的塑性內力重分布，提高建筑結構的抗震性和安全性。5、經濟效益明顯表2 各種熱軋鋼筋強度價格比品種設計強度（MPa）價格（元/t）強度價格比（tMPa/元）備注HPB23521045400.0463單價以2011年12月份工程造價信息鋼筋價格為依據HRB33530045900.0654HRB40036046700.07715.1、加工成本較低：由原來的低合金化轉向新的微合金化，釩（V）、鈮（Nb）、鈦（Ti）含量僅為0.04%左右，故成本較低。目前，同等規(guī)格HRB400級鋼筋與HRB335級鋼筋僅相差不足100元/t，按強度價格比計算，具有明顯的優(yōu)勢。5.2、應用成本較低：相關資料研究表明，HRB400級鋼筋較HRB335級鋼筋節(jié)材1015，節(jié)約鋼筋資金約58。細直徑（6mm10mm）HRB400級鋼筋較HPB235級鋼節(jié)材42。本文以工程使用的各種規(guī)格鋼筋的強度價格比分析。工程應用時，總是希望鋼筋強度較高，價格較低，強度價格比是不同級別鋼筋設計強度與價格的比值結果，綜合反映了鋼筋強度和價格的相互關系，比值越大，綜合性能越好。從表2可以看出，本工程中HPB235級鋼筋強度價格比最低，HRB335級鋼筋強度價格比居中，HRB400級鋼筋強度價格比最高，故使用HRB400級鋼筋經濟效益明顯。（四）HRB400級鋼筋的一般應用在HRB400級鋼筋現(xiàn)場應用實踐方面，我們就鋼筋加工、連接、綁扎、錨固等問題進行了認真的實踐和總結。1、鋼筋進場所有運至現(xiàn)場的鋼筋，其品種、規(guī)格、牌號、質量等級均應符合設計要求并分類碼放，進廠時應有出廠質量證明或廠家的試驗報告單，鋼筋表面或每捆鋼筋均應有標志，且與報告單中批號吻合，否則不得進場。2、鋼筋加工施工前技術人員和鋼筋工長認真審圖，核對結點配筋，經校核無誤后由總工程師批準鋼筋下料單。由工長對鋼筋的加工、焊接存放進行詳細的交底，加工成型的鋼筋經驗收合格后分類碼放，掛標識牌。采用滾軋直螺紋連接的鋼筋采用無齒鋸切割，然后進行套絲。HRB400級鋼筋塑性較好，要按照混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造措施（11G101-1）圖集和相關規(guī)范要求進行加工，并采用相應直徑的轉軸。3、鋼筋連接和綁扎本工程所有HRB400級鋼筋（直徑16鋼筋）均采用滾軋直螺紋連接。套筒分標準型（正絲型）、正反絲型、異徑型、擴口型、加鎖母型幾種，實際應用以前三種為主，本工程套筒根據應用部位選用標準型和正反絲型兩種。水平連接接頭采用正反絲扣型套筒，有效解決了梁板水平鋼筋末端拐鐵不能旋轉施工的難題。頂板的橫向、縱向鋼筋均用白色涂料彈出鋼筋排放線，放線嚴格按照長城杯標準進行，如邊線離構件邊緣50mm等等。墻體縱橫向鋼筋綁扎時設置豎向和橫向梯形筋或雙F卡控制鋼筋間距，柱子鋼筋綁扎時設置定位框控制鋼筋間距。柱子上口根據柱子鋼筋數量設置定位框。圖3 F卡控制鋼筋間距4、保護層控制樓板、基礎底板、地梁、梁底采用大理石墊塊（高度同保護層厚度，隔1米布置）；柱、墻體、梁側等部位采用不同厚度的專用高強度塑料定位卡具做墊塊。柱筋保護層墊塊卡在主筋外皮上并綁扎牢固，間距800mm，矩形截面柱每面設兩列，圓柱沿圓周均勻設置六排。墻體主筋保護層采用塑料卡具卡在鋼筋外皮上。塑料卡具按600600mm間距梅花形布置。梁底鋼筋保護層采用大理石墊塊，交錯布置；梁側部位采用塑料墊塊。板筋保護層采用大理石墊塊，放置在下層下皮鋼筋下，按照600600mm間距梅花形布置。樓板澆筑砼時設專人看護鋼筋，砼澆筑時和初凝前及時拉線調筋，保證柱筋根部保護層準確。（五）HRB400級鋼筋在工程重點復雜部位的應用工程鋼筋直徑較大，且HRB400級鋼筋用量大，由于構件截面較小，配筋較多，梁柱節(jié)點部位鋼筋密集，鋼筋綁扎困難很大。本部分簡要介紹在基礎底板和鋼筋排布復雜的部位的主要施工方法。地下室底板鋼筋綁扎鋼筋用量大，綁扎周期長；底板與地梁鋼筋節(jié)點復雜，鋼筋層數多，為底板鋼筋的綁扎重點。施工中采用控制綁扎順序，充分利用計算機定位準確，無計算誤差的特點，進行定位和放樣。鋼筋下料和綁扎前同樣采用計算機放樣方法，按照長城杯要求，考慮起步筋位置、套筒位置、各層箍筋位置，使得工人在加工、尤其在綁扎過程中手持放樣圖紙即能準確施工。這種傳統(tǒng)上大部分應在現(xiàn)場所做的工作轉移到辦公室，借用高科技進行預演施工的方法，即保證了長城杯的高質量要求，又提高了施工功效，也是我國建筑業(yè)由粗放型管理轉向精細化管理的一條必由之路。1、基礎底板鋼筋施工技術基礎底板鋼筋施工難點主要體現(xiàn)在鋼筋綁扎，鋼筋的交點較多，鋼筋排布密集， 22150雙排雙向布置，局部有加密。鋼筋的排距不好控制，要防止鋼筋進行下滑。鋼筋的保護層不好控制，因為本身鋼筋的直徑較大數量較多，自重較大容易出現(xiàn)保護層被壓壞。鋼筋的排數和根數較多，先對鋼筋綁扎順序進行統(tǒng)籌的安排。鋼筋分布密集鋼筋直徑較大，綁扎工程量較大。圖4 基礎鋼筋綁扎1.1、基礎底板鋼筋網片有效高度的控制基礎底板厚度有1m、 1.2m和2.6m兩種，底板的厚度較大，鋼筋網片的有效截面的控制是基礎施工的重點，截面的控制選用“工”型的馬鐙筋進行控制，“工”型的馬鐙筋的高度板厚2倍保護層2倍鋼筋的直徑?！肮ぁ毙偷鸟R鐙筋全部采用鋼筋下料后的廢料，這樣充分利用鋼筋廢料。1.2、框架柱的插筋框架柱的插筋均是HRB400直徑25或28的鋼筋，下部有15d的90度的彎鉤，在橫梁和縱梁綁扎完畢后進行插筋的施工，在基礎地梁的上部采用3道定位箍筋來控制插筋的位置，防止插筋出現(xiàn)鋼筋位移。在混凝土澆筑的時候設有專門的看筋人員負責看筋，避免出現(xiàn)鋼筋位移。圖5 框架柱插筋（六）綜合效益分析1、經濟效益評估由于HRB400級鋼筋是在HRB335級鋼筋基礎上添加一定數量的釩、鈮合金元素其成本相應增加，但由于在建筑結構中，根據相關資料顯示和上述分析可知，在同樣技術條件下，使用HRB400級鋼筋替代HRB335級鋼筋，其抗拉、抗壓強度設計值從300Mpa提高至360Mpa，可節(jié)約1015的鋼材，節(jié)約58以上的費用；代替HPB235級鋼筋可節(jié)省42的鋼材，節(jié)約資金在20左右。從工程整體來看，即提高了鋼筋混凝土結構的綜合性能，又減少了鋼材用量，降低了工程總成本。由于用量減少，鋼筋的運輸、加工、人工等費用也都相應減少，經測算每10m3鋼筋混凝土結構工程鋼筋費用可節(jié)省170-250元。2、社會效益評估HRB400級熱軋鋼筋強度高、韌性好、易焊接、性能穩(wěn)定，可以提高混凝土結構的抗震性能，增加建筑物安全度。對高層建筑和有抗震要求的工程作用尤其顯著。同等技術條件下，HRB400比HRB335鋼筋用量少，配筋密度小，有益于混凝土澆筑，施工方便。還可減少施工中的運輸量、場地占用量以及施工工作量，節(jié)省了物質資源的消耗，為創(chuàng)建節(jié)約型社會作出了貢獻。