钢筋焊接网的发明始于20世纪初期, 在20世纪二三十年代, 正规的钢筋焊接网厂陆续在美国、德国、英国等地建成, 至今已有百余年历史。钢筋焊接网原材料最初是采用普通热轧钢筋, 之后发展为冷拔光面钢筋。1968年欧洲国家开始研制冷轧带肋钢筋, 并在1973年起大量采用抗拉强度550N/mm²、直径5~12mm的冷轧带肋钢筋作为焊接网主要原料。因此, 焊接网的应用从板类构件为主, 扩大至包括杆类构件的多种类型结构。焊接网还可通过不同的弯折形状来适应不同的构件, 成熟的应用技术使得焊接网成为不可或缺的建筑材料。欧洲焊接网主要应用于房屋建筑中的地坪、楼板、墙体、梁柱箍筋、房屋抗裂等, 目前直径在14mm及以下的混凝土结构配筋基本上都采用焊接网, 全欧洲普及率超过80%。

第二次世界大战后, 焊接网除了在欧洲国家普及以外, 在五六十年代也逐步将此技术带入东南亚国家。新加坡和马来西亚两个国家由于政府的推动, 焊接网的设计已作为两国的建筑结构设计首选。除了板、墙用焊接网成品外, 梁、柱的箍筋也可以先焊成1~1.5m长的网片, 然后弯折成半封闭箍, 再将主钢筋插入箍筋中绑扎成梁、柱钢筋笼后, 由工厂配送工地现场组装, 达到节约大量现场施工成本, 提高现场施工速度和减少劳动力等优势。中国台湾地区作为地震多发区域, 其焊接网应用在房屋建筑结构设计中也十分成熟。尤其在“9.21”大地震后, 更得到中国台湾土木技师公会的全面认可, 21世纪起用量已增加3倍以上。

在中国, 青岛钢厂于1987年首先从国外引进了焊接网生产线, 之后, 各地和一些外资公司陆续建成一批钢筋焊接网生产线。据不完全统计, 目前境内已有焊接网厂约100多家, 设备年生产能力200多万t。这些厂家主要分布在珠江三角洲、长江下游各省 (含上海) 及京津等经济发达地区, 其中只有少量厂家具有一定规模, 设备先进。此外, 河北、湖北、江西、西南、东北和西北等地区也建有少量焊接网厂。80年代末, 我国钢筋焊接网工程主要是建筑用标准网, 到90年代初期, 珠三角开始使用冷拔光面钢筋焊接网于房屋建筑楼板。此时的项目多为国外设计的项目, 如惠州大亚湾核电站、深圳地王大厦等项目。同期, 京津地区也在房屋建筑上使用焊接网。

1996年, 钢筋焊接网在深圳及其邻近地区开始推广。焊接网的应用也从境外设计和供应逐步过渡为深圳设计和供应, 例如开元大厦、深圳新安湖和广州金泽大厦项目等。1997年, 随着钢筋焊接网的应用增多, 考虑钢筋与混凝土的握裹力, 焊接网逐步改为冷轧带肋钢筋焊接网。同时, 焊接网标准^[1]颁布实施。深圳新世纪广场和北京京皇广场等项目成为国内首先采用冷轧带肋钢筋焊接网的高层房屋建筑项目。

结构设计规范2010^[2]版前, 一般楼板配筋为HPB235钢筋和HRB335钢筋, 强度设计值分别为210N/mm²和300N/mm²。同时期推行的CRB550冷轧带肋钢筋, 强度设计值为360N/mm², 采用焊接网比普通钢筋节省17%~40%的钢筋用量。由于钢筋用量和人工成本的节约, 且质量获得保证, 冷轧带肋钢筋焊接网1997—2010年间在房屋建筑上得到广泛应用。

如今, 2014版焊接网规程^[3]颁布实施, CRB550级钢筋的强度设计值提高为400N/mm²。在目前人工成本逐渐攀升的情况下, 对比传统绑扎钢筋, 钢筋焊接网在提高质量、施工速度和节约综合成本方面越趋明显。目前, CRB550与HRB400钢筋焊接网在房屋建筑中已得到广泛的应用。

与普通钢筋不同, 焊接网各焊点具有一定的抗剪能力, 纵横钢筋连成整体, 使钢筋混凝土构件的受力传递特性有利于整体作用的发挥。同时, 由于焊点的作用, 限制了混凝土裂缝在钢筋间距区格间的传递, 从而减少裂缝宽度的扩展, 构件的挠度也相应地减少了。

冷轧带肋钢筋属冷加工钢筋, 对原材料有较高要求, 加工过程中各工序严格控制, 使产品性能稳定、可靠。焊接网是用多头自动焊接机生产的, 焊点质量、焊接网尺寸和钢筋间距等精度较高。

焊接网布置严格按设计图纸与相关标准进行, 保证了焊接网的结构设计性能。在焊接网的生产过程中网片质量较高, 焊接网安装简便, 且便于检查, 安装质量易于控制。

焊接网整体性好、刚度大、有弹性, 在安装和混凝土浇筑过程中不易弯折变形, 能更好地保证面网受力筋设计要求的高度和保护层厚度, 避免了在绑扎过程中常出现的板负弯矩较大处因计算高度的减少而开裂。减少现场绑扎, 有效缩短施工期。

项目位于深圳市宝安区新华二路, 分A, B座, 为11层和15层的住宅塔楼, 框架-剪力墙结构。项目B座从5层开始, 由于房屋使用功能的改变, 板跨度较大, 原采用配筋直径较大、板内隐蔽设施管道多且需控制楼板厚度等原因, 为避免房屋整体荷载与成本的增加, 而改用光面钢筋焊接网。根据国情和方便项目应用, 焊接网按照梁板结构的形式采用了定制网, 相应的网片用于对应的楼板位置。

结构板块尺寸为 (5 000~5 200) mm×8 400mm, 板底短向配筋为ф10@150, 长向配筋为ф10@200;板面负筋短向为ф10@100, 长向为ф10@150。底网采用单层布置形式, 面网为跨梁与满铺布置。用网时间为1996年6—9月, 钢网用量为330t。验收依据冶金行业标准^[4]和广东省焊接网标准^[5]。

项目位于深圳市深南东路和文锦路交界的西南侧, 是深圳市标志性大型综合性超高层建筑。此项目由4层地下室、7层裙楼和2栋46层的东、西塔楼组成。

楼板钢筋设计为冷轧带肋钢筋焊接网, 故不需要进行代换, 只是在满铺的面筋的基础上, 梁上又附加了1层同直径同间距的钢筋, 在网片布置时合并在一起。网片布置根据梁板结构进行, 底网采用单层布置形式。用网时间为1997年4月—1998年4月, 钢网用量为1 130t, 网片规格如表1所示。验收标准为焊接网结构技术规程^[1]。

该工程是深圳市新行政文化中心区的主要建建筑物 (见图1) , 总建筑面积21万m², 建筑总高度为85m。工程由中段、东翼、西翼三部分组成, 本建筑由撑起大屋顶的圆塔、方塔及玻璃裙楼组成。

本工程是重点公用建筑, 质量要求很高。在施工中采用了大量新技术, 钢筋焊接网技术是应用的新技术之一, 用于钢筋混凝土结构以取代传统的人工绑扎钢筋。用网时间为2000年2月—2001年9月, 焊接网用量为3 500t, 网片规格如表2所示。该项目积累了较丰富的焊接网应用经验, 并取得了良好的效果。

该商城位于北京市永定门外大街。建筑面积39.54万m², 地上6层, 地下2层, 分A, B, C座, 主体为现浇钢筋混凝土框架结构。

楼板底配筋由原来的HRB300钢筋ф12@150通过等强度代换 (在满足最小配筋率的情况下) 为ф9@100的冷轧带肋钢筋, 面筋由原来的HRB300钢筋12@150通过等强度代换为11@150的冷轧带肋钢筋 (考虑混凝土浇筑方便) 。用网时间为2003年, 钢筋焊接网用量为5 700t, 网片规格如表3所示。

项目位于深圳市南山区, 包括15座高层及超高层住宅塔楼, 其中8座39层住宅, 4座38层住宅, 2座32层住宅和1座21层的住宅。场地内设有地下室共2层。结构形式为框架-剪力墙结构。

由于项目较大, 施工较紧, 大部分塔楼的楼板钢筋焊接网由星联钢网供货。本项目2层以上、屋面层以下设计为冷轧带肋钢筋焊接网, 分布筋为HPB300钢筋。总建筑面积约为30万m²。网片布置形式:底网 (见图2a) 配筋直径≤7mm时, 采用单层布置即短向钢筋入梁, 长向钢筋用连接网连接入梁;当底网配筋直径≥8.5mm时采用双层布置形式, 即两个方向的受力钢筋分别与架立钢筋焊接成网;面网 (见图2b) 采用平搭法搭接。网片使用时间为2013年3月—2014年2月, 钢筋焊接网用量为1 970t, 网片主要规格如表4所示。

对珠三角、京津地区房屋建筑用钢筋焊接网代表性工程进行不完全统计, 网片主要应用于楼板、剪力墙, 地面等, 最大设防烈度为8度, 房屋最大高度为230多m, 54层。主要代表工程如表5所示。

钢筋焊接网的施工不同于传统绑扎钢筋, 焊接网片是成片安装在固定位置, 网片与网片之间进行搭接即可, 如图3所示。

采用钢筋焊接网比对传统绑扎钢筋的优势可从政府推广、钢筋受力特点、绑扎钢丝用量、安装速度、验收时间、半成品保护、加工场地等因素体现 (见表6) 。

现浇构件与焊接网的制安成本比较如表7所示。

1) 钢筋焊接网在国外经过80多年的科研发展, 累积大量的工程设计与施工应用经验, 国内也启用推广了20多年, 并制定了多项国家标准。房屋建筑用钢筋焊接网在京津地区、长江及珠江三角洲一带得到广泛应用;福建、贵州、湖北等地也逐渐采用钢筋焊接网技术。

2) 房屋建筑采用钢筋焊接网能达到提高工程质量、减少施工场地、缩短工期、节省成本的目的, 并可减少施工现场钢筋加工噪声、废气、弧光等影响。钢筋焊接网技术已被越来越多的建筑业界人士所认可。

3) 从经济层面上, 考虑到劳动力成本、管理成本等与建筑新工艺的应用, 采用钢筋焊接钢的效益会越来越明显。按深圳定额^[7]结合2016年第8期信息价^[8], 现浇构件钢筋制安及焊接网制安综合价格比较, 采用焊接网可节约200元/t。