高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)

1、一、高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)（一）前言HRB400級鋼筋已作為高效鋼筋被列為重點(diǎn)推廣應(yīng)用的建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)之一，推廣應(yīng)用HRB400等高強(qiáng)鋼筋對有效利用自然資源，降低消耗，對提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全儲備等具有十分重要的意義。多年來，為推廣應(yīng)用HRB400等高強(qiáng)鋼筋有關(guān)部門采取了修訂規(guī)范，開展試點(diǎn)工程等多種措施。本文通過實(shí)際調(diào)研，找到制約HRB400級鋼筋推廣應(yīng)用的原因，通過理論分析，找到問題的根本；通過工程實(shí)例，切實(shí)地論證合理地應(yīng)用HRB400級鋼筋所帶來的經(jīng)濟(jì)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(jù)這個(gè)特點(diǎn)，本工程在整

2、體設(shè)計(jì)時(shí)，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(gè)工程里得到了很好的應(yīng)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(jié)構(gòu)大量的使用了HRB400級鋼筋，達(dá)到設(shè)計(jì)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(diǎn)HRB400級鋼筋是在對HRB335級鋼筋化學(xué)成分作了微調(diào)，調(diào)整了鋼材C、Si、 Mn元素的含量。利用釩、鈮、鈦在鋼中的沉淀強(qiáng)化作用，細(xì)化鋼的晶粒、改善金相組織、提高鋼材的強(qiáng)度。HRB400級鋼筋產(chǎn)品的直徑為6mm50 mm，標(biāo)準(zhǔn)推薦直徑為6mm、8mm、 10mm、 12mm、

3、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(shè)計(jì)和施工中一般均在鋼筋直徑較大時(shí)（如大于等于16mm或18mm）采用HRB400級鋼筋，較小時(shí)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(jié)構(gòu)箍筋和板筋及剪力墻結(jié)構(gòu)主筋中大量使用）。1、強(qiáng)度高、安全儲備大利用提高鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度而不是增加用鋼量來提高建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠度水準(zhǔn)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇。從表1可以看出，HRB400級鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為360 MPa，屈服強(qiáng)度為400MPa

4、，抗拉強(qiáng)度為570MPa，比HRB335級鋼筋的強(qiáng)度高16。而HRB335級鋼筋強(qiáng)度相對較低，尺寸效應(yīng)大，直徑25mm以上強(qiáng)度大幅度下降。如細(xì)直徑（6mm10mm）HRB400級鋼筋取代HPB235級鋼筋，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(xué)性能指標(biāo)牌號公稱直徑（mm）屈服強(qiáng)度（s）（MPa）抗拉強(qiáng)度（b）（MPa）設(shè)計(jì)強(qiáng)度（fy）（MPa）伸長率（）（）HPB235614，82023537021025HRB335625，285033549030016HRB400625，285040057036014備注：以上各種強(qiáng)度和拉伸率數(shù)值均為最小值

5、。2、機(jī)械性能好HRB400級鋼筋顯著改善了其他類型鋼筋力學(xué)性能方面的不足，避免了尺寸效應(yīng)大以及應(yīng)變時(shí)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(xì)裂紋、有明顯的屈服臺階、且應(yīng)變時(shí)效敏感性低的缺點(diǎn)，加入釩的HRB400級鋼筋對低碳鋼應(yīng)變時(shí)效具有強(qiáng)烈的抑制作用，更有利于消除結(jié)構(gòu)質(zhì)量隱患。3、焊接性能好HRB400級鋼筋采用微合金化工藝，碳當(dāng)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(qiáng)比b/s1.25；屈服強(qiáng)度與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值比1

6、.3。故延性很好，在遭遇地震災(zāi)害時(shí)，能發(fā)揮良好的抗震作用，有利于結(jié)構(gòu)抗震和結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性和安全性。5、經(jīng)濟(jì)效益明顯表2 各種熱軋鋼筋強(qiáng)度價(jià)格比品種設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa）價(jià)格（元/t）強(qiáng)度價(jià)格比（t·MPa/元）備注HPB23521045400.0463單價(jià)以2011年12月份工程造價(jià)信息鋼筋價(jià)格為依據(jù)HRB33530045900.0654HRB40036046700.07715.1、加工成本較低：由原來的低合金化轉(zhuǎn)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1

7、00元/t，按強(qiáng)度價(jià)格比計(jì)算，具有明顯的優(yōu)勢。5.2、應(yīng)用成本較低：相關(guān)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(xì)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(qiáng)度價(jià)格比分析。工程應(yīng)用時(shí)，總是希望鋼筋強(qiáng)度較高，價(jià)格較低，強(qiáng)度價(jià)格比是不同級別鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度與價(jià)格的比值結(jié)果，綜合反映了鋼筋強(qiáng)度和價(jià)格的相互關(guān)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(qiáng)度價(jià)格比最低，HRB335級鋼筋強(qiáng)度價(jià)格比居中，HRB400級鋼筋強(qiáng)度價(jià)格比最高，故使用HRB400級鋼筋經(jīng)濟(jì)效益明顯。（四）H

8、RB400級鋼筋的一般應(yīng)用在HRB400級鋼筋現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)踐方面，我們就鋼筋加工、連接、綁扎、錨固等問題進(jìn)行了認(rèn)真的實(shí)踐和總結(jié)。1、鋼筋進(jìn)場所有運(yùn)至現(xiàn)場的鋼筋，其品種、規(guī)格、牌號、質(zhì)量等級均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求并分類碼放，進(jìn)廠時(shí)應(yīng)有出廠質(zhì)量證明或廠家的試驗(yàn)報(bào)告單，鋼筋表面或每捆鋼筋均應(yīng)有標(biāo)志，且與報(bào)告單中批號吻合，否則不得進(jìn)場。2、鋼筋加工施工前技術(shù)人員和鋼筋工長認(rèn)真審圖，核對結(jié)點(diǎn)配筋，經(jīng)校核無誤后由總工程師批準(zhǔn)鋼筋下料單。由工長對鋼筋的加工、焊接存放進(jìn)行詳細(xì)的交底，加工成型的鋼筋經(jīng)驗(yàn)收合格后分類碼放，掛標(biāo)識牌。采用滾軋直螺紋連接的鋼筋采用無齒鋸切割，然后進(jìn)行套絲。HRB400級鋼筋塑性較好，要按照混

9、凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造措施（11G101-1）圖集和相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行加工，并采用相應(yīng)直徑的轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)型（正絲型）、正反絲型、異徑型、擴(kuò)口型、加鎖母型幾種，實(shí)際應(yīng)用以前三種為主，本工程套筒根據(jù)應(yīng)用部位選用標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(yán)格按照長城杯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如邊線離構(gòu)件邊緣50mm等等。墻體縱橫向鋼筋綁扎時(shí)設(shè)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(shí)

10、設(shè)置定位框控制鋼筋間距。柱子上口根據(jù)柱子鋼筋數(shù)量設(shè)置定位框。圖3 F卡控制鋼筋間距4、保護(hù)層控制樓板、基礎(chǔ)底板、地梁、梁底采用大理石墊塊（高度同保護(hù)層厚度，隔1米布置）；柱、墻體、梁側(cè)等部位采用不同厚度的專用高強(qiáng)度塑料定位卡具做墊塊。柱筋保護(hù)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(shè)兩列，圓柱沿圓周均勻設(shè)置六排。墻體主筋保護(hù)層采用塑料卡具卡在鋼筋外皮上。塑料卡具按600×600mm間距梅花形布置。梁底鋼筋保護(hù)層采用大理石墊塊，交錯(cuò)布置；梁側(cè)部位采用塑料墊塊。板筋保護(hù)層采用大理石墊塊，放置在下層下皮鋼筋下，按照600×600mm間距梅花形布置。樓板澆筑砼

11、時(shí)設(shè)專人看護(hù)鋼筋，砼澆筑時(shí)和初凝前及時(shí)拉線調(diào)筋，保證柱筋根部保護(hù)層準(zhǔn)確。（五）HRB400級鋼筋在工程重點(diǎn)復(fù)雜部位的應(yīng)用工程鋼筋直徑較大，且HRB400級鋼筋用量大，由于構(gòu)件截面較小，配筋較多，梁柱節(jié)點(diǎn)部位鋼筋密集，鋼筋綁扎困難很大。本部分簡要介紹在基礎(chǔ)底板和鋼筋排布復(fù)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(diǎn)復(fù)雜，鋼筋層數(shù)多，為底板鋼筋的綁扎重點(diǎn)。施工中采用控制綁扎順序，充分利用計(jì)算機(jī)定位準(zhǔn)確，無計(jì)算誤差的特點(diǎn)，進(jìn)行定位和放樣。鋼筋下料和綁扎前同樣采用計(jì)算機(jī)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

12、程中手持放樣圖紙即能準(zhǔn)確施工。這種傳統(tǒng)上大部分應(yīng)在現(xiàn)場所做的工作轉(zhuǎn)移到辦公室，借用高科技進(jìn)行預(yù)演施工的方法，即保證了長城杯的高質(zhì)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(zhuǎn)向精細(xì)化管理的一條必由之路。1、基礎(chǔ)底板鋼筋施工技術(shù)基礎(chǔ)底板鋼筋施工難點(diǎn)主要體現(xiàn)在鋼筋綁扎，鋼筋的交點(diǎn)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(jìn)行下滑。鋼筋的保護(hù)層不好控制，因?yàn)楸旧礓摻畹闹睆捷^大數(shù)量較多，自重較大容易出現(xiàn)保護(hù)層被壓壞。鋼筋的排數(shù)和根數(shù)較多，先對鋼筋綁扎順序進(jìn)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(chǔ)鋼筋綁扎1.1、基礎(chǔ)底板鋼筋

13、網(wǎng)片有效高度的控制基礎(chǔ)底板厚度有1m、 1.2m和2.6m兩種，底板的厚度較大，鋼筋網(wǎng)片的有效截面的控制是基礎(chǔ)施工的重點(diǎn)，截面的控制選用“工”型的馬鐙筋進(jìn)行控制，“工”型的馬鐙筋的高度板厚2倍保護(hù)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(jìn)行插筋的施工，在基礎(chǔ)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(shí)候設(shè)有專門的看筋人員負(fù)責(zé)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(jīng)濟(jì)效益評估

14、由于HRB400級鋼筋是在HRB335級鋼筋基礎(chǔ)上添加一定數(shù)量的釩、鈮合金元素其成本相應(yīng)增加，但由于在建筑結(jié)構(gòu)中，根據(jù)相關(guān)資料顯示和上述分析可知，在同樣技術(shù)條件下，使用HRB400級鋼筋替代HRB335級鋼筋，其抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值從300Mpa提高至360Mpa，可節(jié)約1015的鋼材，節(jié)約58以上的費(fèi)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(jié)構(gòu)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(yùn)輸、加工、人工等費(fèi)用也都相應(yīng)減少，經(jīng)測算每10m3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程鋼筋費(fèi)用可節(jié)省170-250元。2、社會效益評估HRB400級熱軋鋼筋強(qiáng)度高、韌性好、易焊接、性能穩(wěn)定，可以提高混凝土結(jié)構(gòu)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(shù)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(yùn)輸量、場地占用量以及施工工作量，節(jié)省了物質(zhì)資源的消耗，為創(chuàng)建節(jié)約型社會作出了貢