钢筋焊接网在楼面板中的应用
2011-09-07江苏省第一建筑安装有限公司钱益东靖江市广夏建设工程有限公司靖江市工程建设监理中心
◎ 江苏省第一建筑安装有限公司 钱益东 靖江市广夏建设工程有限公司 徐 斌 靖江市工程建设监理中心 韩 俊
一、工程概况
随着经济全球化进程的加快以及我国建筑市场的逐步开放,建筑市场的竞争日益激烈,施工企业己愈来愈需要向专业化、管理型、综合性的方向发展。上海宏力半导体有限公司一期厂房建筑面积121703m2,长216m,宽168m,钢骨混凝土框架结构,主体三层,局部四层,板中钢筋均采用CRB550级冷轧带肋钢筋焊网铺设。
二、钢筋焊接网的特点
钢筋焊接网是具有相同或不同直径的纵向和横向钢筋分别以一定间距垂直排列,全部交叉点均用电阻点焊焊在一起的钢筋网片。
钢筋焊接网通常用于大面积和混凝土工程,如墙板、楼板和道路等。钢筋焊接网于现浇混凝土结构的施工,可使钢筋下料、布设、绑扎等大量的现场作业工作量转到专业化工厂内用机械完成,如同使用商品混凝土一样,有利于提高建筑业的工业化水平。
传统的绑扎钢筋靠工人摆放钢筋,钢筋间距误差大,而钢筋网为工厂加工生产,间距标准尺寸准确;绑扎钢筋纵横向钢筋靠细铁丝绑扎,没有切实的传力联系,受力时由独立钢筋承担,而焊接钢筋网纵横向钢筋通过焊接联系起来,可以达到共同受力的目的;绑扎圆钢一般强度低,平面刚度差,施工中容易被人员及设备压踏变形,使截面有效高度减少,影响构件的承载能力。而焊接钢筋网强度高、刚度好,可以大大减少施工过程中产生的钢筋位移和变形。采用人工绑扎钢筋时,其配筋数量、间距以及保护层厚度往往不容易符合设计图纸的要求,钢筋焊接网的配筋数量和间距均可在允许偏差范围内由机械操作来保证。而且,钢筋焊接网的刚度优于人工绑扎的钢筋,安装时受操作人员蹬踏变形的可能性较小,从而保证钢筋保护层符合设计要求。因此,使用钢筋焊接网有利于提高钢筋和混凝土工程的施工质量。
钢筋混凝土结构设计中采用钢筋焊接网配筋,可以采用较小直径的受力钢筋和分布钢筋,较密的钢筋间距。此外,采用由冷轧带肋钢筋制作的钢筋焊接网,带肋钢筋和焊接的横向钢筋起着共同的锚固作用,有利于防止混凝土的裂缝产生与发展,提高混凝土工程质量。
使用钢筋焊接网,可以降低钢筋安装的劳动强度,可以使用专业技能较低的工人,可以减少钢筋安装的工时消耗。
三、钢筋焊接网的分割与搭接计算
钢筋焊接网施工前需要确定各种钢筋焊接网的规格、尺寸和数量。根据设计要求,结合加工、运输、吊装等设备条件,详细制定各种钢筋焊接网的规格、尺寸和数量,对钢筋焊接网划分,并征得设计部门的认可。
钢筋焊接网之间搭接可以采取叠搭、扣搭或平搭的方法。其中叠搭法是将一张网片叠在另一张网片上的搭接方法,接头处的钢筋有四层;扣搭法是将一张网片扣在另一张网片上,使横向钢筋在一个平面内、纵向钢筋在两个不同平面内的搭接方法,接头处的钢筋有三层;平搭法是将一张网片的钢筋镶入另一张网片,使两张网片的纵向和横向钢筋各自在同一平面内的搭接方法,接头处的钢筋仅有两层。
在建筑工程中楼面板比桥面板要薄,因此采用平搭法比较好。
板的最上面一层焊接网叫做面网,最下面一层焊接网叫做底网。板的下层钢筋焊接网片由于受到梁的影响,尺寸不能够做得象面网那样长,而在宽度上面又受到钢筋网成型机的技术参数“最大网宽的”限制不可能超过一定的宽度,那么当一块板的长度和宽度都超过一定的范围时,底网就需要数张网片搭接。例如CWC3300型的钢筋网成型机所能生产的最大网宽是3.3m,如果一块板从梁的轴线到轴线长6m,宽3m,梁宽均为300mm,宽度方向上的钢筋按伸到梁中心算长度为3m,可以将网片宽度设计成3m,而网片成型机生产出来的网片长度是不受限制的,所以这一块板如果是按单向板设计的则只需要一张网片,如果是按双向板设计的只需在长度方向两端再加上附加网片就可以了。但是如果采用CWC2600型的钢筋网成型机,它所能生产的最大宽度只有2.6m,这一块板的底网就只能采取在长度方向搭接的方法,用数张网片搭接起来。
下面将通过板底网的分割与搭接,介绍钢筋焊接网平搭法的搭接计算要点。如图一所示:
图一
板下部的双向受力钢筋采用的是CRB550级的冷轧带胁钢筋,与板短边平行的钢筋在与板长边平行的钢筋下面,C35混凝土,二级抗震等级,双向板,定制钢筋焊接网片。
1、在计算之前先确定搭接方法和搭接网片的数量:
这一块板是双向板,按照《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114-2003/J276-2003中第5.2.9条的要求:“现浇双向板短跨方向的下部钢筋焊接网不宜设置搭接接头;长跨方向的底部钢筋焊接网可按本规程第5.1.11 条或第5.1.12 条的规定设置搭接接头,并将钢筋焊接网伸入支座,必要时可用附加网片搭接或按本规程第5.1.16 条用绑扎钢筋伸入支座。”确定在长跨方向采用平搭法搭接,长跨方向的两端采用附加网片。
本网片采用CWC2600钢筋网成型机生产,最大网片宽度2.6m,初步确定分三段搭接,二个接头。
2、确定下部受力钢筋伸入支座的长度:
2.1 长跨方向附加网片的φR8@150(以下称纵向钢筋)钢筋伸入梁中心,即175mm。
2.2 短跨方向的φR10@150(以下称横向钢筋)钢筋伸至梁中线,即150mm。
2.3 经验算以上两条附合JGJ114-2003中第5.2.3条“……伸入支座的锚固长度不宜小于10d,且不宜小于100mm”
3、计算纵向钢筋的搭接长l1:
根据JGJ114-2003中第5.1.11中第2条“搭接区内两张网片中有一片无横向钢筋(采用平搭法)时,带肋钢筋焊接网的最小搭接长度应按本规程第5.1.7 条中关于锚固区内无横筋时规定的la值的1.3倍,且不应小于300mm”和第5.1.18中的第2条“当采用搭接接头时,纵向受拉钢筋的抗震搭接长度llE 取1.3倍”计算(laE=1.15la)。la根据5.1.7条取28d。
4、纵向计算:
因为在长度方向两端采用附加网片,所以纵向钢筋长度取板的净跨长度,这样便于网片的铺设。
确定W01、W02网片中的横向钢筋数量:如图二所示:
图二
纵向间距150mm的网格有37格,则横向钢筋有38根,最外侧的横筋距梁边两端均为50mm。为方便生产,减少网片规格,在一块板中只宜设计两种规格的网片:W01两张,W02一张。在W01中纵向做12根横向钢筋,即间距150mm的网格有11格;W02中纵向做14根横向钢筋,即间距150mm的网格有13格。这样总的横向钢筋数量还是12×2+14=38根。
每张网片上的横向钢筋根数分配出来后,就可以计算每张网片的纵向钢筋长度了:
通过对图二的进一步分析,为使两张W01网片的纵向钢筋完全相同就必需使图三中的搭接点1到横筋1的距离等于横筋2到梁边的距离等于50mm。
通过观察图三可以得到W01网片中的纵筋1的长度L1和W02网片中的纵筋2的长度L2
纵筋1的长度L1=1650+50+100+33 5=2135mm<2.6m
纵筋2的长度L2=1950+50+50=205 0mm<2.6m
图三
图四 底网片W01尺寸
L1和L2均没有超过CWC2600型钢筋焊接网成型机的宽度限制。
5、横向计算:
计算横筋的长度和纵筋在横筋方向的分布情况。如图三所示:
横筋长度=板的净跨长度+横筋伸入支座的长度 即
横筋长度=2700+150*2=3000mm
图五 底网片W02尺寸
纵筋在横筋方向分布有18根,间距为150mm,最外侧的纵筋距离梁边75mm。满足JGJ114-2003中第5.2.3条中“……网片最外侧钢筋距梁边的距离不应大于该方向钢筋间距的1/2,且不宜大于100mm”的规定。
可以看出横筋长度超过板的净跨长度,安装底网的时候将不能够放到梁里面去,可以把图三中的纵筋3不焊接到网片中去,这样就可先把网片的一边先插入④轴的梁中,放平后,向②轴移动,使另一边插入②轴的梁中,两边的距离调整好后把纵筋3与横筋绑扎好。
图六 附加网片的位置
6、综合第三步纵向计算的数据和第四步横向计算的数据可以画出W01和W02网片,如图四、图五。
7、计算附加网片:附加网片分别放在板的长跨方向的两端(如图六所示),伸至梁中线,搭接长度从梁边算起335mm,则附加网片的纵向钢筋长度=335+175=510mm。
附加网片的横向钢筋不伸入梁内,因为W01、W02的横向钢筋是全部伸入梁内的,横向钢筋从距梁边50mm处开始布置,间距150mm,本例只有两根。
附加网片的尺寸如图七所示。
8、网片的铺设:
按平搭法计算出来的底网片需要按一定的顺序铺设,本例铺设时先从靠近OB轴的一端开始铺设W02,最外侧横筋距梁边50mm,横筋伸到梁中心线,然后按顺序向OC轴方向铺设两片W01,铺设时横向钢筋在下,纵向钢筋在搭接处相互错开,两纵筋搭接的缝隙距梁边75mm,保证两片网片搭接处的横筋间距为150mm,则搭接长度正好是335mm 。再把图三中所示的纵筋3按设计间距绑扎好(纵筋3可以在梁的长跨方向通长设置)。最后插入两端的附加网片f01,使f01网片的横向钢筋在上,纵向钢筋在下,f01的纵向钢筋与W01、W02网片的纵向钢筋交错搭接且在同一平面上。
9、注意事项
施工前应根据钢筋网的划分与搭接的要求,详细制定施工方案和铺设顺序。在划分钢筋焊接网时,应正确选择图三中搭接点1的位置。配料时,把划分的钢筋焊接网在图纸上编号,在制作成形的网片上挂上注明编号、轴线位置的标签,利于安装时对号入座。对两端须插入梁内锚固的钢筋焊接网,若网片横向钢筋的直径较小,先把钢筋焊接网中部向上弯曲,使两端能先后插入梁内,然后铺平钢筋焊接网网片。若钢筋焊接网不能弯曲,可把钢筋焊接网的一端减少1-2根横向钢筋,先插入该端然后退插另一端,用绑扎方法补回所减少的横向钢筋。
图七 附加网片f01尺寸
四、钢筋焊接网的经济效益
虽然焊接网的单价高于散支钢筋,但是钢筋焊接网的原料-线材是由低碳热轧线材以冷拔或冷轧加工而成,抗拉强度提高到550Mpa以上,设计强度比I级钢筋提高71%,考虑一些构造要求后仍可节省钢筋用量30%左右。再加上直径12mm以下散支钢筋加工费约为材料费的10%-15%,综合考虑(与I级钢筋相比)可降低钢筋工程造价5%-8%,另外,由于是工厂自动化生产线制作,钢筋网的损耗微乎其微。
使用钢筋焊接网可省去现场绑扎等时间,经过统计平均每吨钢筋可以节省16个小时,传统钢筋每个人每一吨所需的工时为22小时,而使用钢筋焊接网只需6小时。整体而言钢筋焊接网可以节省1/2到3/4的工时,利于后续混凝土施工的安排,缩短施工工期,因工期缩短而节省的各种费用更大,同时节省大量的加工场地,有利于文明施工和环境保护,综合经济效益很高。
一个企业和另外一个企业供需面之间的竞争,就很好的上游和企业很好的下游,这个上下游之间的就是要建立一种虚拟的组织,就是通过一种供需链把它连接起来,在信息化时代这个问题能够很好的解决。通过信息化的一些标准能够进行很好的沟通,能够建立这样一种管理机制。
五、结束语
钢筋焊接网这种新型配筋形式,具有提高工程质量、简化施工、缩短工期、节省钢材降低造价等特点,是一种高效的施工技术,是钢筋工程由手工作业向工厂化、商品化的转变。钢筋工程的现场工作,大部分转到专业化工厂进行,替代人工绑扎钢筋,有利于提高建筑工业化水平,符合中国建筑业的发展方向。
企业可以探讨通过实施信息化来解决以上问题。信息化的实施要深入到核心业务的管理上,为项目创造价值,减轻来自项目部的阻力。为了达到特级资质企业的考评标准,项目部要配合录入大量的数据,增大了它的工作量。由于大量数据是通过手工录入的方法上报的,数据来源不唯一,所以造成有些数据迟报,有些数据早报,还有错报数据的现象,为管理带来很深的困扰。如果真正实施ERP,就要着力提高项目部的工作效率,减少录入的数据量。