03、钢筋及预应力技术

3钢筋及预应力技术

3.1高强钢筋应用技术

1.主要技术内容

高强钢筋是指现行国家标准《中的规定的屈服强度为400MPa和500MPa级的普通热轧带肋钢筋（HRB）和细晶粒热轧带肋钢筋（HRBF）。普通热轧钢筋（HRB）多采用V、Nb或Ti等微合金化工艺进行生产，其工艺成熟、产品质量稳定，钢筋综合性能好。细晶粒热轧钢筋（HRBF）通过控轧和控冷工艺获得超细组织，从而在不增加合金含量的基础上提高钢材的性能，细晶粒热轧钢筋焊接工艺要求高于普通热轧钢筋，应用中应予以注意。经过多年的技术研究、产品开发和市场推广，目前400MPa级钢筋已得到一定应用，500MPa级钢筋开始应用。

高强钢筋应用技术主要有设计应用技术、钢筋代换技术、钢筋加工及连接锚固技术等。 2.技术指标

400MPa和500MPa级钢筋的技术指标应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2的规定，设计及社工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土结构工程施工规范》（新编）及其他相关标准。钢筋直径为6～50mm，400MPa级钢筋的屈服强度标准值为400N/mm2，抗拉强度标准值为540N/mm2，抗压强度设计值为360N/mm2；500MPa级钢筋的屈服强度标准值为500N/mm2，抗拉强度标准值为630N/mm2，抗压强度设计值为435N/mm2；对有抗震设防要求的结构，建议采用带后缀的“E”的抗震钢筋。

3.适用范围

400MPa和500MPa级钢筋可应用于非抗震的和抗震设防地区的民用与工业建筑和一般构筑物，可用作钢筋混凝土结构构件的纵向受力钢筋和预应力混凝土构件的非预应力钢筋以及用作箍筋和构造钢筋等，相应结构梁板墙的混凝土强度等级不宜低于C25，柱不宜低于C30。

4.已应用的典型工程

400MPa级钢筋再国内高层建筑、大型公共建筑、工业厂房、水电工程、桥梁工程以及构筑物等得到大量应用。比较典型的工程有：长江三峡水利枢纽工程、北京奥运工程、上海世博工程、苏通长江公路大桥等。500MPa级钢筋用于河南郑州华林都是家园、河北建设服务中心。京津城际铁路无渣轨道板等多项工程。

3.2钢筋焊接网应用技术

1.主要技术内容

钢筋焊接网是一种在工厂用专门的焊网机焊接成型的网状钢筋制品。纵、横向钢筋分别以一定间距相互垂直排列，全部交叉点均用电阻点焊，采用多头点焊机用计算机自动控制生产，焊接前后钢筋的力学性能几乎没有变化。

目前主要采用CRB550级冷轧带肋钢筋和HRB400级热轧钢筋制作焊接网，焊接网工程应用较多、技术成熟。主要包括钢筋调直切断技术、钢筋网制作配送技术、布网设计与施工安装技术等。

采用焊接网可显著提高钢筋工程质量，大量降低现场钢筋安装工时，缩短工期，适当节省钢材，具有较好的综合经济效益，特别适用于大面积混凝土工程。

2.技术指标

钢筋焊接网技术指标应符合《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T1499.3和《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114的规定。冷轧带肋钢筋的直径宜采用5～12mm，强度标准值为550N/mm；热轧钢筋的直径宜为6～16mm，屈服强度标准值为400N/mm。焊接网制作方向的钢筋间距宜为100、150、200mm，与制作方向垂直的钢筋间距宜为100～400mm，焊接网的最大长度不宜超过12m，最大宽度不宜超过3.3m。焊点抗剪力不应小于试件受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍。

3.适用范围

冷轧带肋钢筋焊接网广泛适用于现浇钢筋混凝土结构和预制构件的配筋，特别适用于房屋的楼板、屋面板、地坪、墙体、梁柱箍筋笼以及桥梁的桥面铺装和桥墩防裂网。高速铁路中的双块式轨枕配筋、轨道板底座及箱梁顶面铺装层配筋。此外可用于隧洞衬砌、输水管道、海港码头、桩等的配筋。

HRB400级钢筋焊接网由于钢筋延性较好，除用于一般钢筋混凝土板类结构外，更适合于抗震设防要求较高的构件（如潜力强底部加强区）配筋。

4.已应用的典型工程

国内应用焊接网的各类工程数量较多，应用较多地区为珠江三角洲、长江下游(含上海)和京津等地。如北京百荣世贸商城、深圳市市民中心工程等。

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3.3大直径钢筋直螺纹连接技术

1.主要技术内容

钢筋直螺纹连接技术是指在热轧带肋钢筋的端部制做出直螺纹，利用带内螺纹的连接套筒对接钢筋,达到传递钢筋拉力和压力的一种钢筋机械连接技术。目前主要采用滚轧直螺纹连接和镦粗直螺纹连接方式。技术的主要内容是钢筋端部的螺纹制作技术、钢筋连接套筒生产控制技术、钢筋接头现场安装技术。

2.技术指标

钢筋连接工程中，机械连接接头的性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107的规定，其中接头试件的抗拉强度应符合该标准中表3.0.5的规定：

接头的抗拉强度表3.0.5

接头等级 0Ⅰ级 fmst≥fstk 断于钢筋 0或fmst≥1.10fstk 断于接头 0Ⅱ级 fmst≥fstk 0Ⅲ级 fmst≥1.25fyk 抗拉强度 0注：fmst——接头试件实际抗拉强度

——钢筋抗拉强度标准值

接头试件的变形性能应符合该标准中表3.0.7的规定。 3.适用范围

钢筋直螺纹机械连接技术可广泛应用于HRB335、HRB400和500MPa级钢筋的连接，用于抗震和非抗震设防的各类土木工程结构物、构筑物。不同等级的钢筋接头的应用于结构的不同部位，接头的应用应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107的规定。

fstk——接头试件中钢筋抗拉强度实测值

fyk4.已应用的典型工程

苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥、北京地铁、上海地铁、首都博物馆新馆、国家游泳中心、国家体育馆、国家大剧院、首都机场T3航站楼等工程。

3.4无粘接预应力技术

1.主要技术内容

无粘结预应力筋由单根钢绞线涂抹建筑油脂外包塑料套管组成，它可象普通钢筋一样配置于混凝土结构内，待混凝土硬化达到一定强度后，通过张拉预应力筋并采用专用锚具将张拉力永久锚固在结构中。其技术内容主要包括材料及设计技术、预应力筋安装及单根钢绞线张拉锚固技术、锚头保护技术等，详细内容请见《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92。

2.技术指标

无粘结预应力技术用于混凝土楼盖结构可用较小的结构高度跨越大跨度，对平板结构适用跨度为7～12m，高跨比为1/40～1/50；对密肋楼盖或扁梁楼盖适用跨度为8～18m，高跨比为1/20～1/28。在高层或超高层楼盖建筑中采用该技术可在保证净空的条件下显著降低层高，从而降低总建筑高度，节省材料和造价；在多层大面积楼盖中采用该技术可提高结构性能、简化梁板施工工艺、加快施工速度、降低建筑造价。

施工工艺：

安装梁或楼板模板→放线→下部非预应力钢筋铺放、绑扎→铺放暗管、预埋件→安装无粘结筋张拉端模板(包括打眼、钉焊预埋承压板、螺旋筋、穴模及各部位马凳筋等)→铺放无粘结筋→修补破损的护套→上部非预应力钢筋铺放、绑扎→自检无粘结筋的矢高、位置及端部状况→隐蔽工程检查验收→浇灌混凝土→混凝土养护→松动穴模、拆除侧模→张拉准备→混凝土强度试验→张拉无粘结筋→切除超长的无粘结筋→安放封端罩、端部封闭。

3.适用范围 该技术可用于多、高层房屋建筑的楼盖结构、基础底板、地下室墙板等，以抵抗大跨度或超长度混凝土结构在荷载、温度或收缩等效应下产生的裂缝，提高结构、构件的性能，降低造价。也可用于筒仓、水池等承受拉应力的特种工程结构。

4.已应用的典型工程

首都国际机场、北京百荣世贸商城、上海浦东国际机场、广东花都机场等多座航站楼，国家体育场、浙江黄龙体育中心等各类建筑和特种工程。

3.5有粘接预应力技术

1.主要技术内容

有粘结预应力技术采用在结构或构件中预留孔道,待混凝土硬化达到一定强度后，穿入预应力筋，通过张拉预应力筋并采用专用锚具将张拉力锚固在结构中，然后在孔道中灌入水泥浆。其技术内容主要包括材料及设计技术、成孔技术、穿束技术、大吨位张拉锚固技术、锚头保护及灌浆技术等。

2.技术指标

扁管有粘结预应力技术用于平板混凝土楼盖结构，适用跨度为8～15m，高跨比为1/40～1/50；圆管有粘结预应力技术用于单向或双向框架梁结构，适用跨度为12～40m，高跨比为1/18～1/25。在高层楼盖建筑中采用扁管技术可在保证净空的条件下显著降低层高，从而降低总建筑高度，节省材料和造价；在多层、大面积框架结构中采用有粘结技术可提高结构性

能、节省钢筋和混凝土材料，降低建筑造价。

施工工艺：

注：对于块体拼装构件，还应增加块体验收、拼装、立缝灌浆和连接板焊接等工序。 3.适用范围

该技术可用于多、高层房屋建筑的楼板、转换层和框架结构等，以抵抗大跨度或重荷载在混凝土结构中产生的效应，提高结构、构件的性能，降低造价。该技术可用于电视塔、核电站安全壳、水泥仓等特种工程结构。该技术还广泛用于各类大跨度混凝土桥梁结构。

4.已应用的典型工程 首都国际机场T3航站楼，上海虹桥交通枢纽；唐山会展、深圳会展等大量会展建筑楼盖；秦山、田湾、岭澳二期核电站安全壳。

3.6索结构预应力施工技术

1.主要技术内容

以索作为主要结构受力构件而形成的结构称为索结构，索结构可分为索桁架、索网、索穹顶、张弦梁、悬吊索和斜拉索等，索结构一般通过张拉或下压建立预应力。其主要技术包括拉索材料及制作技术、拉索节点及锚固技术、拉索安装及张拉技术、拉索防护及维护技术等。

2.技术指标

拉索采用高强度材料制作，作为主要受力构件，其索体性能应符合《建筑工程用索》（新编）和《桥梁缆索用热镀锌钢丝》GB/T17101、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224、《重要用途钢丝绳》GB8918等相关标准。拉索采用的锚固装置应满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370及相关钢材料标准。拉索的静载破断荷载一般不小于索体标准破断荷载的95%，破断延伸率不小于2%，拉索的使用应力一般在0.4～0.5倍标准强度。当有疲劳要求时，拉索应安规定进行疲劳试验。

3.适用范围

可用于大跨度建筑工程的屋面结构、楼面结构等，可以单独用索形成结构，也可以与网架结构、桁架结构、钢结构或混凝土结构组合形成杂交结构，以实现大跨度，并提高结构、构件的性能，降低造价。该技术还可广泛用于各类大跨度桥梁结构和特种工程结构。

4.已应用的典型工程

国家体育馆屋盖、济南奥体中心体育馆屋盖、常州体育中心屋盖、北京工业大学羽毛球馆屋盖；河南省体育中心游泳跳水馆、北京安福大厦等。

3.7建筑用成型钢筋制品加工与配送

1.主要技术内容

建筑用成型钢筋制品加工与配送是指在固定的加工厂,利用盘条或直条钢筋经过一定的加工工艺程序,由专业的机械设备制成钢筋制品供应给项目工程。钢筋专业化加工与配送技术主要包括：

（1）钢筋制品加工前的优化套裁、任务分解与管理。

（2）线材专业化加工——钢筋强化加工，带肋钢筋的开卷矫直，箍筋加工成型等。 （3）棒材专业化加工——定尺切断，弯曲成型，钢筋直螺纹加工成型等。 （4）钢筋组件专业化加工——钢筋焊接网，钢筋笼，梁，柱等。 （5）钢筋制品的科学管理、优化配送。

钢筋专业化加工主要由经过专门设计、配置的钢筋专用加工机械完成。主要有钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、冷轧带肋钢筋成型机、钢筋冷轧扭机、钢筋调直切断机、钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋弯箍机、钢筋网成型机、钢筋笼成型机、钢筋连接接头加工机械及其他辅助设备。

2.技术优势及特点

该项技术的最大优势是坚持以人为本，减轻劳动者作业强度，提高作业效率，提高钢筋加工制品质量，减小材料损耗，降低能耗和排放，降低工程施工成本，提高施工企业核心竞争能力，满足绿色建筑施工的发展要求。其技术特点是：

（1）作业效率高，可满足大规模工程建设中钢筋加工的需求。

（2）走钢筋加工专业化、工厂化之路，可实现施工现场钢筋装配作业。 （3）降低施工成本、提高工程质量。 （4）节省资源、保护环境。

（5）转变钢筋工程施工管理模式，与国际接轨，走专业化施工分包道路。 3.适用范围

钢筋机械、钢筋加工工艺的发展是和建筑结构、施工技术的发展相辅相成的，我国钢筋制品加工成型与配送已经开始起步，最终将和预拌混凝土行业一样实现商品化。该项技术广泛适用于各种混凝土结构的钢筋工程加工、施工，特别适用于大型工程的现场钢筋加工，适用于集中加工短途配送的钢筋专业加工。

4.已应用的典型工程

建筑用成型钢筋制品加工与配送成套技术已通过专业公司推广应用于多项大型工程。在秦山、田湾、岭澳等核电站大量应用。

3.8钢筋机械锚固技术

1.主要技术内容

钢筋的锚固是混凝土结构工程中的一项基本技术。钢筋机械锚固技术为混凝土结构中的钢筋锚固提供了一种全新的机械锚固方法，将螺帽与垫板合二为一的锚固板通过直螺纹连接方式与钢筋端部相连形成钢筋机械锚固装置。其作用机理为：钢筋的锚固力由钢筋与混凝土之间的粘结力和锚固板的局部承压力共同承担（原理见图3.8）或全部由锚固板承担。

图3.8带锚固板钢筋的受力机理示意图

2.技术指标

该技术相比传统的钢筋机械锚固技术，在混凝土结构中应用钢筋锚固板，可减少钢筋锚固长度40％以上，节约锚固钢筋40％以上；在框架节点中应用钢筋锚固板，可节约锚固用钢材60％以上；锚固板与钢筋端部通过螺纹连接，安装快捷，质量及性能易于保证；锚固板具有锚固刚度大、锚固性能好、方便施工等优点，有利于商品化供应；几种新型的混凝土框架顶层端节点与中间层端节点钢筋机械锚固的构造形式，可大大简化钢筋工程的现场施工，避免了钢筋密集拥堵，绑扎困难的问题，并可改善节点受力性能和提高混凝土浇筑质量。

3.适用范围 该技术适用于混凝土结构中热轧带肋钢筋的机械锚固，主要适用范围有：用钢筋锚固板代替传统弯筋，可用于框架结构梁柱节点；代替传统弯筋和箍筋，用于简支梁支座；用于桥梁、水工结构、地铁、隧道、核电站等混凝土结构工程的钢筋锚固；用作钢筋锚杆（或拉杆）的紧固件等。

4.已应用的典型工程

钢筋机械锚固技术在核电站工程、水利水电、房屋建筑等领域得到较为广泛地应用；如：浙江三门AP1000核电站、秦山核电二期扩建、方家山核电站等；深圳万科第五园工程、怀来建设局综合楼等。

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