建筑業(yè)鋼筋及預(yù)應(yīng)力技術(shù)及應(yīng)用

建筑業(yè)鋼筋及預(yù)應(yīng)力技術(shù)及應(yīng)用1.1高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容高強(qiáng)鋼筋是指現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2中規(guī)定的屈服強(qiáng)度為400MPa和500MPa級的普通熱軋帶肋鋼筋（HRB）和細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋（HRBF）。普通熱軋鋼筋（HRB）多采用V、Nb或Ti等微合金化工藝進(jìn)行生產(chǎn)，其工藝成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，鋼筋綜合性能好。細(xì)晶粒熱軋鋼筋（HRBF）通過控軋和控冷工藝獲得超細(xì)組織，從而在不增加合金含量的基礎(chǔ)上提高鋼材的性能，細(xì)晶粒熱軋鋼筋焊接工藝要求高于普通熱軋鋼筋，應(yīng)用中應(yīng)予以注意。經(jīng)過多年的技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)和市場推廣，目前400MPa級鋼筋已得到一定應(yīng)用，500MPa級鋼筋開始應(yīng)用。高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)主要有設(shè)計應(yīng)用技術(shù)、鋼筋代換技術(shù)、鋼筋加工及連接錨固技術(shù)等。2.技術(shù)指標(biāo)400MPa和500MPa級鋼筋的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2的規(guī)定，設(shè)計及施工應(yīng)用指標(biāo)應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（新編）及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋直徑為6?50mm，400MPa級鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為540N/mm2，拉壓強(qiáng)度設(shè)計值為360N/mm2；500MPa級鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為500N/mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為630N/mm2，拉壓強(qiáng)度設(shè)計值為435N/mm2；對有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)，建議采用帶后綴“E”的抗震鋼筋。1.適用范圍400MPa、500MPa級鋼筋可應(yīng)用于非抗震和抗震設(shè)防地區(qū)的民用與工業(yè)建筑和一般構(gòu)筑物，可用作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向受力鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的非預(yù)應(yīng)力鋼筋以及用作箍筋和構(gòu)造鋼筋等，相應(yīng)結(jié)構(gòu)梁板墻的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C25，柱不宜低于C30。4.已應(yīng)用的典型工程400MPa級鋼筋在國內(nèi)高層建筑、大型公共建筑、工業(yè)廠房、水電工程、橋梁工程以及構(gòu)筑物等得到大量應(yīng)用。比較典型的工程有：長江三峽水利樞紐工程、北京奧運(yùn)工程、上海世博工程、蘇通長江公路大橋等。500MPa級鋼筋用于河南鄭州華林都是家園、河北建設(shè)服務(wù)中心。京津城際鐵路無渣軌道板等多項工程。1.2鋼筋焊接網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容鋼筋焊接網(wǎng)是一種在工廠用專門的焊網(wǎng)機(jī)焊接成型的網(wǎng)狀鋼筋制品。縱、橫向鋼筋分別以一定間距相互垂直排列，全部交叉點均用電阻點焊，采用多頭點焊機(jī)用計算機(jī)自動控制生產(chǎn)，焊接前后鋼筋的力學(xué)性能幾乎沒有變化。目前主要采用CRB550級冷軋帶肋鋼筋和HRB400級熱軋鋼筋制作焊接網(wǎng)，焊接網(wǎng)工程應(yīng)用較多、技術(shù)成熟。主要包括鋼筋調(diào)直切斷技術(shù)、鋼筋網(wǎng)制作配送技術(shù)、布網(wǎng)設(shè)計及施工安裝技術(shù)等。采用焊接網(wǎng)可顯著提高鋼筋工程質(zhì)量，大量降低現(xiàn)場鋼筋安裝工時，縮短工期，適當(dāng)節(jié)省鋼材，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益，特別適用于大面積混凝土工程。2.技術(shù)指標(biāo)鋼筋焊接網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《鋼筋混凝土用鋼筋焊接網(wǎng)》GB/T1499.3和《鋼筋焊接網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ114的規(guī)定。冷軋帶肋鋼筋的直徑宜采用5～12mm，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為550N/mm2；熱軋鋼筋的直徑宜為6?16mm，屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2。焊接網(wǎng)制作方向的鋼筋間距宜為100、150、200mm，與制作方向垂直的鋼筋間距宜為100～400mm，焊接網(wǎng)的最大長度不宜超過12m，最大寬度不宜超過1.3m。焊點抗剪力不應(yīng)小于試件受拉鋼筋規(guī)定屈服力值的0.3倍。1.適用范圍冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)廣泛適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件的配筋，特別適用于房屋的樓板、屋面板、地坪、墻體、梁柱箍筋籠以及橋梁的橋面鋪裝和橋墩防裂網(wǎng)。高速鐵路中的雙塊式軌枕配筋、軌道板底座及箱梁頂面鋪裝層配筋。此外可用于隧洞襯砌、輸水管道、海港碼頭、樁等的配筋。HRB400級鋼筋焊接網(wǎng)由于鋼筋延性較好，除用于一般鋼筋混凝土板類結(jié)構(gòu)外，更適于抗震設(shè)防要求較高的構(gòu)件（如剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)）配筋。4.已應(yīng)用的典型工程國內(nèi)應(yīng)用焊接網(wǎng)的各類工程數(shù)量較多，應(yīng)用較多地區(qū)為珠江三角洲、長江下游（含上海）和京津等地。如北京百榮世貿(mào)商城、深圳巿巿民中心工程等。1.3大直徑鋼筋直螺紋連接技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容鋼筋直螺紋連接技術(shù)是指在熱軋帶肋鋼筋的端部制作出直螺紋，利用帶內(nèi)螺紋的連接套筒對接鋼筋，達(dá)到傳遞鋼筋拉力和壓力的一種鋼筋機(jī)械連接技術(shù)。目前主要采用滾軋直螺紋連接和鐓粗直螺紋連接方式。技術(shù)的主要內(nèi)容是鋼筋端部的螺紋制作技術(shù)、鋼筋連接套筒生產(chǎn)控制技術(shù)、鋼筋接頭現(xiàn)場安裝技術(shù)。2.技術(shù)指標(biāo)鋼筋連接工程中，機(jī)械連接接頭的性能應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107的規(guī)定，其中接頭試件的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)中表1.0.5的規(guī)定接頭的抗拉強(qiáng)度接頭等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級抗拉強(qiáng)度斷于鋼筋斷于接頭注：——接頭試件實際抗拉強(qiáng)度；——鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；——鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。接頭試件的變形性能應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)中表1.0.7的規(guī)定。1.適用范圍鋼筋直螺紋機(jī)械連接技術(shù)可廣泛應(yīng)用于HRB335、HRB400和500MPa級鋼筋的連接，用于抗震和非抗震設(shè)防的各類土木工程結(jié)構(gòu)物、構(gòu)筑物。不同等級的鋼筋接頭應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的不同部位，接頭的應(yīng)用應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107的規(guī)定。4.已應(yīng)用的典型工程蘇通長江大橋、杭州灣跨海大橋、北京地鐵、上海地鐵、首都博物館新館、國家游泳中心、國家體育館、國家大劇院、首都機(jī)場T3航站樓等工程。1.4無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由單根鋼絞線涂抹建筑油脂外包塑料套管組成，它可像普通鋼筋一樣配置于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，待混凝土硬化達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過張拉預(yù)應(yīng)力筋并采用專用錨具將張拉力永久錨固在結(jié)構(gòu)中。其技術(shù)內(nèi)容主要包括材料及設(shè)計技術(shù)、預(yù)應(yīng)力筋安裝及單根鋼絞線張拉錨固技術(shù)、錨頭保護(hù)技術(shù)等，詳細(xì)內(nèi)容請見《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ92。2.技術(shù)指標(biāo)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)可用較小的結(jié)構(gòu)高度跨越大跨度，對平板結(jié)構(gòu)適用跨度為7～12m，高跨比為1/40～1/50；對密肋樓蓋或扁梁樓蓋適用跨度為8～18m，高跨比為1/20～1/28。在高層或超高層樓蓋建筑中采用該技術(shù)可在保證凈空的條件下顯著降低層高，從而降低總建筑高度，節(jié)省材料和造價；在多層大面積樓蓋中采用該技術(shù)可提高結(jié)構(gòu)性能、簡化梁板施工工藝、加快施工速度、降低建筑造價。施工工藝：安裝梁或樓板模板→放線→下部非預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪放、綁扎→鋪放暗管、預(yù)埋件→安裝無粘結(jié)筋張拉端模板（包括打眼、釘焊預(yù)埋承壓板、螺旋筋、穴模及各部位馬凳筋等）→鋪放無粘結(jié)筋→修補(bǔ)破損的護(hù)套→上部非預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪放、綁扎→自檢無粘結(jié)筋的矢高、位置及端部狀況→隱蔽工程檢查驗收→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→松動穴模、拆除側(cè)?！鷱埨瓬?zhǔn)備→混凝土強(qiáng)度試驗→張拉無粘結(jié)筋→切除超長的無粘結(jié)筋→安放封端罩、端部封閉。1.適用范圍可用于多、高層房屋建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)底板、地下室墻板等，以抵抗大跨度或超長度混凝土結(jié)構(gòu)在荷載、溫度或收縮等效應(yīng)下產(chǎn)生的裂縫，提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的性能，降低造價。也可用于筒倉、水池等承受拉應(yīng)力的特種工程結(jié)構(gòu)。4.已應(yīng)用的典型工程首都國際機(jī)場、北京百榮世貿(mào)商城、上海浦東國際機(jī)場、廣州花都機(jī)場等多座航站樓，國家體育場、浙江黃龍體育中心等各類建筑和特種工程。1.5有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)采用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中預(yù)留孔道，待混凝土硬化達(dá)到一定強(qiáng)度后，穿人預(yù)應(yīng)力筋，通過張拉預(yù)應(yīng)力筋并采用專用錨具將張拉力錨固在結(jié)構(gòu)中，然后在孔道中灌入水泥漿。其技術(shù)內(nèi)容主要包括材料及設(shè)計技術(shù)、成孔技術(shù)、穿束技術(shù)、大噸位張拉錨固技術(shù)、錨頭保護(hù)及灌漿技術(shù)等。2.技術(shù)指標(biāo)扁管有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于平板混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)，適用跨度為8～15m，高跨比為1/40～1/50；圓管有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于單向或雙向框架梁結(jié)構(gòu)，適用跨度為12～40m，高跨比為1/18～1/25。在高層樓蓋建筑中采用扁管技術(shù)可在保證凈空的條件下顯著降低層高，從而降低總建筑高度，節(jié)省材料和造價；在多層、大面積框架結(jié)構(gòu)中采用有粘結(jié)技術(shù)可提高結(jié)構(gòu)性能、節(jié)省鋼筋和混凝土材料，降低建筑造價。張拉機(jī)預(yù)應(yīng)力筋清理孔道張拉機(jī)預(yù)應(yīng)力筋清理孔道澆筑混凝土抽管穿筋孔道灌漿起吊運(yùn)輸埋管制孔安裝鋼筋骨架、支模安裝底膜養(yǎng)護(hù)、拆模預(yù)應(yīng)力筋制作張拉機(jī)具標(biāo)定灌漿機(jī)具準(zhǔn)備張拉機(jī)具標(biāo)定壓縮混凝土試塊壓水泥漿試塊制作混凝土試塊注：對于塊體拼裝構(gòu)件，還應(yīng)增加塊體驗收、拼裝、立縫灌漿和連接板焊接等工序。1.適用范圍該技術(shù)可用于多、高層房屋建筑的樓板、轉(zhuǎn)換層和框架結(jié)構(gòu)等，以抵抗大跨度或重荷載在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的性能，降低造價。該技術(shù)可用于電視塔、核電站安全殼、水泥倉等特種工程結(jié)構(gòu)。該技術(shù)還廣泛用于各類大跨度混凝土橋梁結(jié)構(gòu)。4.已應(yīng)用的典型工程首都國際機(jī)場T3航站樓，上海虹橋交通樞紐；唐山會展、深圳會展等大量會展建筑樓蓋；秦山、田灣、嶺澳二期核電站安全殼。1.6索結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容以索作為主要結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件而形成的結(jié)構(gòu)稱為索結(jié)構(gòu)，索結(jié)構(gòu)可分為索桁架、索網(wǎng)、索穹頂、張弦梁、懸吊索和斜拉索等，索結(jié)構(gòu)一般通過張拉或下壓建立預(yù)應(yīng)力。其主要技術(shù)包括拉索材料及制作技術(shù)、拉索節(jié)點及錨固技術(shù)、拉索安裝及張拉技術(shù)、拉索防護(hù)及維護(hù)技術(shù)等。2.技術(shù)指標(biāo)拉索采用高強(qiáng)度材料制作，作為主要受力構(gòu)件，其索體性能應(yīng)符合《建筑工程用索》（新編）和《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》GB/T17101、《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224、《重要用途鋼絲繩》GB8918等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。拉索采用的錨固裝置應(yīng)滿足《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370及相關(guān)鋼材料標(biāo)準(zhǔn)。拉索的靜載破斷荷載一般不小于索體標(biāo)準(zhǔn)破斷荷載的95%，破斷延伸率不小于2%，拉索的使用應(yīng)力一般在0.4?0.5標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。當(dāng)有疲勞要求時，拉索應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行疲勞試驗。1.適用范圍可用于大跨度建筑工程的屋面結(jié)構(gòu)、樓面結(jié)構(gòu)等，可以單獨(dú)用索形成結(jié)構(gòu)，也可以與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)組合形成雜交結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)大跨度，并提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的性能，降低造價。該技術(shù)還可廣泛用于各類大跨度橋梁結(jié)構(gòu)和特種工程結(jié)構(gòu)。4.已應(yīng)用的典型工程國家體育館屋蓋、濟(jì)南奧體中心體育館屋蓋、常州體育中心屋蓋、北京工業(yè)大學(xué)羽毛球館屋蓋；河南省體育中心游泳跳水館、北京安福大廈等。1.7建筑用成型鋼筋制品加工與配送1.主要技術(shù)內(nèi)容建筑用成型鋼筋制品加工與配送是指在固定的加工廠，利用盤條或直條鋼筋經(jīng)過一定的加工工藝程序，由專業(yè)的機(jī)械設(shè)備制成鋼筋制品供應(yīng)給項目工程。鋼筋專業(yè)化加工與配送技術(shù)主要包括：（1）鋼筋制品加工前的優(yōu)化套裁、任務(wù)分解與管理。（2）線材專業(yè)化加工——鋼筋強(qiáng)化加工，帶肋鋼筋的開卷矯直，箍筋加工成型等。（3）棒材專業(yè)化加工——定尺切斷，彎曲成型，鋼筋直螺紋加工成型等。（4）鋼筋組件專業(yè)化加工——鋼筋焊接網(wǎng)，鋼筋籠，梁，柱等。（5）鋼筋制品的科學(xué)管理、優(yōu)化配送。鋼筋專業(yè)化加工主要由經(jīng)過專門設(shè)計、配置的鋼筋專用加工機(jī)械完成。主要有鋼筋冷拉機(jī)、鋼筋冷拔機(jī)、冷軋帶肋鋼筋成型機(jī)、鋼筋冷軋扭機(jī)、鋼筋調(diào)直切斷機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)、鋼筋彎箍機(jī)、鋼筋網(wǎng)成型機(jī)、鋼筋籠成型機(jī)、鋼筋連接接頭加工機(jī)械及其他輔助設(shè)備。2.技術(shù)優(yōu)勢及特點該項技術(shù)的最大優(yōu)勢是堅持以人為本，減輕勞動者作業(yè)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，提高鋼筋加工制品質(zhì)量，減小材料損耗，降低能耗和排放，降低工程施工成本，提高施工企業(yè)核心競爭能力，滿足綠色建筑施工的發(fā)展要求。其技術(shù)特點是：（1）作業(yè)效率高，可滿足大規(guī)模工程建設(shè)中鋼筋加工的需求。（2）走鋼筋加工專業(yè)化、工廠化之路，可實現(xiàn)施工現(xiàn)場鋼筋裝配作業(yè)。（3）降低施工成本、提高工程質(zhì)量。（4）節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境。（5）轉(zhuǎn)變鋼筋工程施工管理模式，與國際接軌，走專業(yè)化施工分包道路。1.適用范圍鋼筋機(jī)械、鋼筋加工工藝的發(fā)展是和建筑結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)的發(fā)展相輔相成的，我國鋼筋制品加工成型與配送已經(jīng)開始起步，最終將和預(yù)拌混凝土行業(yè)一樣實現(xiàn)商品化。該項技術(shù)廣泛適用于各種混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋工程加工、施工，特別適用于大型工程的現(xiàn)場鋼筋加工，適用于集中加工短途配送的鋼筋專業(yè)加工。4.已應(yīng)用的典型工程建筑用成型鋼筋制品加工與配送成套技術(shù)已通過專業(yè)公司推廣應(yīng)用于多項大型工程。在秦山、田灣、嶺澳等核電站大量應(yīng)用。圖1.8帶錨固板鋼筋的受力機(jī)理示意圖圖1.8帶錨固板鋼筋的受力機(jī)理示意圖1.主要技術(shù)內(nèi)容鋼筋的錨固是混凝土結(jié)構(gòu)工程中的一項基本技術(shù)。鋼筋機(jī)械錨固技術(shù)為混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋錨固提供了一種全新的機(jī)械錨固方法，將螺帽與墊板合二為一的錨固板通過直螺紋連接方式與鋼筋端部相連形成鋼筋機(jī)械錨固裝置。其作用機(jī)理為：鋼筋的錨固力由鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力和錨固板的局部承壓力共同承擔(dān)（原理見圖1.8）或全部由錨固板承擔(dān)。2.技術(shù)指標(biāo)該技術(shù)相比傳統(tǒng)的鋼筋機(jī)械錨固技術(shù)，在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用鋼筋錨固板，可減少鋼筋錨固長度40%以上，節(jié)約錨固鋼筋40%以上；在框架節(jié)點中應(yīng)用鋼筋錨固板，可節(jié)約錨固用鋼材60%以上；錨固板與鋼筋端部通過螺紋連接，安裝快捷，質(zhì)量及性能易于保證；錨固板具有錨固剛度大、錨固性能好、方便施工等優(yōu)點，有利于商品化供應(yīng)；幾種新型的混凝土框架頂層端節(jié)點與中間層端節(jié)點鋼筋機(jī)械錨固的構(gòu)造形式，可大大