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(jié)構平安儲藏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標準，開展試點工程等多種措施。本文通過實際調(diào)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(jīng)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(jù)這個特點，本工程在整體設計時，軸線布置跨度均較大，大局部跨度為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1HRB400鋼筋用量地下室和裙樓部位結(jié)構大量的使用了HRB400級鋼筋，到達設計要求并滿足房間的使用功能。圖2HRB400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(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(chǎn)品的直徑為6mm～50mm，標準推薦直徑為6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，雖未推薦仍保存的公稱直徑有14mm、18mm、22mm、28mm、36mm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(jié)構箍筋和板筋及剪力墻結(jié)構主筋中大量使用〕。1、強度高、平安儲藏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(jié)構的平安可靠度水準是一項經(jīng)濟合理的選擇。從表1可以看出，HRB400級鋼筋的設計強度為360MPa，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〔6mm～10mm〕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〔σs〕〔MPa〕抗拉強度〔σb〕〔MPa〕設計強度〔fy〕〔MPa〕伸長率〔δ〕〔％〕HPB2356～14，8～2023537021025HRB3356～25，28～5033549030016HRB4006～25，28～5040057036014備注：以上各種強度和拉伸率數(shù)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缺乏，防止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，參加釩的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(jié)構質(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σb/σs≥1.25；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(jié)構抗震和結(jié)構的塑性內(nèi)力重分布，提高建筑結(jié)構的抗震性和平安性。5、經(jīng)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〔t·MPa/元〕備注HPB23521045400.0463單價以2021年12月份?工程造價信息?鋼筋價格為依據(jù)HRB33530045900.0654HRB40036046700.07715.1、加工本錢較低：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，故本錢較低。目前，同等規(guī)格HRB400級鋼筋與HRB335級鋼筋僅相差缺乏100元/t，按強度價格比計算，具有明顯的優(yōu)勢。5.2、應用本錢較低：相關資料研究說明，HRB400級鋼筋較HRB335級鋼筋節(jié)材10％～15％，節(jié)約鋼筋資金約5％～8％。細直徑〔6mm～10mm〕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(jié)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(jīng)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(jié)。1、鋼筋進場所有運至現(xiàn)場的鋼筋，其品種、規(guī)格、牌號、質(zhì)量等級均應符合設計要求并分類碼放，進廠時應有出廠質(zhì)量證明或廠家的試驗報告單，鋼筋外表或每捆鋼筋均應有標志，且與報告單中批號吻合，否那么不得進場。2、鋼筋加工施工前技術人員和鋼筋工長認真審圖，核對結(jié)點配筋，經(jīng)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(jīng)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(jié)構施工圖－平面整體表示方法制圖規(guī)那么和構造措施?〔11G101-1〕圖集和相關標準要求進行加工，并采用相應直徑的轉(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(jù)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(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(jù)柱子鋼筋數(shù)量設置定位框。圖3F卡控制鋼筋間距4、保護層控制樓板、根底底板、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(cè)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600×600mm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(cè)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600×600mm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(diào)筋，保證柱筋根部保護層準確?！参濉矵RB400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。本局部簡要介紹在根底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(shù)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)上大局部應在現(xiàn)場所做的工作轉(zhuǎn)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(zhì)量要求，又提高了施工成效，也是我國建筑業(yè)由粗放型管理轉(zhuǎn)向精細化管理的一條必由之路。1、根底底板鋼筋施工技術根底底板鋼筋施工難點主要表達在鋼筋綁扎，鋼筋的交點較多，鋼筋排布密集，22@150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(shù)量較多，自重較大容易出現(xiàn)保護層被壓壞。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根底鋼筋綁扎1.1、根底底板鋼筋網(wǎng)片有效高度的控制根底底板厚度有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根底施工的重點，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?！肮え曅偷鸟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，在根底地梁的上部采用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，防止出現(xiàn)鋼筋位移。圖5框架柱插筋〔六〕綜合效益分析1、經(jīng)濟效益評估由于HRB400級鋼筋是在HRB335級鋼筋根底上添加一定數(shù)量的釩、鈮合金元素其本錢相應增加，但由于在建筑結(jié)構中，根據(jù)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10％～15％的鋼材，節(jié)約5％～8％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(jié)構的綜合性能，又減少了鋼材用量，降低了工程總本錢。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(jīng)測算每10m3鋼筋混凝土結(jié)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(jié)構的抗震性能，增加建筑物平安度。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(zhì)資源的消