HRB400级钢筋在北京奥体公园地下空间工程中应用.docVIP

HRB400级钢筋在北京奥体公园地下空间工程中应用 【摘要】简要介绍了HRB400级钢筋的材料性能，并结合其在目前国内最大地下空间工程中的应用进行论述比较，应用HRB400级钢筋后经济效益显著，HRB400级钢筋的推广应用，有利于全面促进建筑业科技水平的发展。 【关键词】HRB400级钢筋 性能 地下空间 应用 中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号： HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一，HRB400级钢筋具有强度高，变形能力强，工艺性能佳、抗震性能好，焊接性能好等优点，《混凝土结构设计规范》GB50010-2002将HRB400(Ⅲ)级钢筋作用混凝土结构的主导钢筋，其应用前景将十分巨大。 1 HRB400级钢筋的材料性能 1.1主要化学成分和规格 HRB400级钢筋是对20MnSi化学成分作了微调，调整了钢材C、Si、Mn元素的含量，添加了V、Nb、Ti微合金元素。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用，细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。 HRB400级钢筋产品的直径为6~50mm，推荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。 1.2主要力学性能 HRB400级钢筋的主要力学性能不低于表1所示值。 牌号 公称直径 （mm） 屈服强度σa (MPa) 抗拉强度σb (MPa) 伸长率δ5 （%） HRB400 6~50 400 570 14 表1HRB400级钢筋的主要力学性能 HRB400（Ⅲ）级设计强度为360MPa，比Ⅱ级钢筋设计强度300MPa提高了20%，可大大降低配筋率。HRB400级钢筋伸长率的实际统计值超过24%，平均伸长率为δgt =20%，统计的实测强屈比为1.369，大于1.25，实测超强比为1.165，小于1.3，说明新Ⅲ级钢筋的抗震性能优良。 1.2工艺性能 HRB400级钢筋的弯曲性能和反弯性能在GB1499-1998中都要求钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。经过对HRB400级钢筋进行随机取样，作钢筋的正反向冷弯试验，如正向90°、135°、180°冷弯试验，先正向45°后反向23°冷弯试验，钢筋弯折试验等。检测结果表明：钢筋受弯曲表面无任何裂纹现象。 添加微量氮化钒之后的新Ⅲ级钢筋金相结构起了较大变化，铁素体晶粒细化，加速珠光体的形成从而达到提高与延性，改善焊接性能、疲劳性能和低温工作性能等技术指标，且该钢种都是大厂生产质量稳定，成为抗震设防区工程建设的优良钢种。 2 HRB400级钢筋在北京奥体公园地下空间工程中的应用 北京奥林匹克公园中心区地下商业空间-II段，建筑面积173000平方米，钢筋混凝土框架—挡土墙结构，筏形基础，地上局部一层，地下两层，局部夹层，基底标高-16.5米；负一层层高6.0米，负二层层高5.5米。河北建工集团有限责任公司施工总承包。该工程是我国目前最大的地下空间（商场）工程。 使用HRB400级钢筋，整个结构设计仍按承载力极限状态计算和按正常使用极限状态验算。现取其中一根简支梁分别进行强度和刚度验算，试分析比较新Ⅲ级钢筋和原Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2.1对比计算结果 2.1.1计算简图如图1所示，梁的长度为9.0m，断面尺寸为1000mmx800mm，混凝土的强度等级为C30。运算过程从略，其计算结果如下。 图1梁的计算简图 2.1.2强度计算结果：当采用新Ⅲ级钢筋时，选用10E32（As=8042mm2）,配筋如图2所示。当采用Ⅱ级钢筋时，选用13 D32（As=10112mm2），配筋如图3所示。(E代表Ⅲ级钢，D代表Ⅱ级钢)。 2.1.3裂缝宽度计算结果：当采用Ⅱ级钢筋时，ωmax=0.002mm ωlim=0.400mm, 满足裂缝宽度要求。当采用Ⅲ级钢筋时， ωmax=0.003mm ωlim=0.400mm, 满足裂缝宽度要求。 图2新Ⅲ级钢筋T形梁断面示意图 图3Ⅱ级钢筋T形梁断面示意图 2.1.4挠度计算结果：当采用Ⅱ级钢筋时，【f】13mm36mm(9000/250) ，满足挠度要求。当采用新Ⅲ级钢筋时,【f】14mm36mm(9000/250)，满足挠度要求。 2.1.5计算结果分析 采用Ⅱ级钢筋时，单梁用钢量为1604.67kg，而采用新Ⅲ级钢筋时单梁用钢量为1164.72kg，可见采用新Ⅲ级钢筋替代Ⅱ级钢筋，单梁配筋量减小了27%。本工程钢筋用量为40059.26t，若不使用Ⅲ级钢筋，钢筋总用量为52653.15t，整个工程总用钢量减小了24%。 2