閱讀 2803 次 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的合理選擇及發(fā)展趨勢

混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的合理選擇及發(fā)展趨勢

程亮   丁進(jìn)   史建知    蔡曉燕

(陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院710048西安)

1.常用的鋼筋種類及市場情況簡述

    日前常用的鋼筋從加工方式上可分為兩大類：熱軋鋼筋和冷加工鋼筋。熱軋鋼筋包含HPB235級(I級鋼)、HIIB335級(Ⅱ級鋼)、ItRB400級(Ⅲ級鋼)：冷加工鋼筋包含冷拔鋼絲、冷軋帶肋、冷軋扭鋼筋等。熱軋鋼筋使用普遍．購買方便；但直徑小于12ram的Ⅱ、Ⅲ級鋼尚無現(xiàn)貨供應(yīng)。冷加工鋼筋一般需要先購買小直徑的鋼筋盤條，然后進(jìn)行二次加工。就鋼材的價(jià)位來看，近幾年大致在3000—4200元／噸這個(gè)范圍，波動幅度較大，但l、Ⅱ、Ⅲ級鋼之間的差價(jià)并不明顯，基本上逐級遞增l00—150元左右，也就是鋼材單價(jià)的3％一5％之間。

2.混凝土用鋼筋的臺理選擇及發(fā)展趨勢

    2.1對于熱軋鋼筋．

    Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值分別為210、300、360N／ram2。I級鋼延性最好，但強(qiáng)度太低，用作受力鋼筋很不經(jīng)濟(jì)，且錨固性能差，末端需作彎鉤，目前由于小直徑的Ⅱ、Ⅲ級鋼難以購買，尚可用于箍筋及現(xiàn)澆板內(nèi)配筋，從長遠(yuǎn)來看，I級鋼作為受力鋼筋將被淘汰。Ⅱ、Ⅲ級鋼延性較好，均能滿足抗震設(shè)計(jì)時(shí)對鋼材延性的相關(guān)要求，且強(qiáng)度較高，可焊性、抗疲勞性能、冷彎性能、錨固性能優(yōu)良，因此，將作為混凝土結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)鋼筋大量運(yùn)用。尤其是作為主要的受力鋼筋，應(yīng)優(yōu)先選用Ⅲ級鋼，Ⅲ級鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值是Ⅱ級鋼的l．2倍，但其價(jià)格僅為Ⅱ級鋼的1．03—1．05倍之間。近幾年這兩種鋼筋均有大量的運(yùn)用，通過一些相似工程的對比發(fā)現(xiàn)，在框架結(jié)構(gòu)、框架—抗震墻結(jié)構(gòu)、框架一筒體結(jié)構(gòu)等粱、柱、墻受荷面積較大的結(jié)構(gòu)體系中，使用Ⅲ級鋼取代傳統(tǒng)的Il級鋼，可節(jié)約15％左右的鋼材，節(jié)省11％左右的鋼筋資金：但在抗震墻結(jié)構(gòu)中，使用Ⅲ級鋼的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢并不明顯，這是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)體系中抗震墻作為主要的用鋼構(gòu)件，其配筋多數(shù)為構(gòu)造配筋，盂法充分發(fā)揮Ⅲ級鋼的高強(qiáng)度性能所致。即便如此，在抗震墻結(jié)構(gòu)中使用Ⅲ級鋼可提高結(jié)構(gòu)的安全儲備，也是應(yīng)優(yōu)先選用的。通過以上分析，在充分考慮安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，應(yīng)選用Ⅲ級鋼作為主要的受力鋼筋，選用Ⅱ級鋼作為輔助鋼筋(如構(gòu)造鋼筋、架立筋等)，二者充分結(jié)合，各取所長。值得注意的是，目前這兩種鋼筋的外觀形狀并無區(qū)別，如果工程中使用同一直徑的Ⅱ、m級鋼，施工下料時(shí)極易混淆，給結(jié)構(gòu)留下安全隱患，因此，工程中若同時(shí)使用這兩種鋼筋，應(yīng)用直徑來劃分鋼筋種類比較安全，比如直徑大于等于16ram的鋼筋選用Ⅲ級鋼，而一般作為構(gòu)造或架立筋使用的直徑為12、14mm的鋼筋選用Ⅱ級鋼。

    綜上所述，隨著小直徑Ⅱ、Ⅲ級鋼的批量生產(chǎn)，Ⅲ級鋼最終取代Ⅱ級鋼作為主要受力鋼筋，Ⅱ級鋼取代1級鋼作為輔助鋼筋必然是大勢所趨。

    2. 2冷加工鋼筋是用強(qiáng)度較底的I級鋼經(jīng)冷拔、玲拉、冷軋、冷扭后截面縮小，外形改變而形成的拎拔剛絲、冷軋帶肋、冷軋扭鋼筋等，鋼筋經(jīng)冷加工后設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高而延性則大幅度下降，均勻伸長率普遍不足2％。因此，目前混凝土結(jié)構(gòu)中常用的冷軋帶肋、冷軋扭鋼筋僅作為一種輔助鋼筋用于現(xiàn)澆板內(nèi)配筋，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值360N／ramz，較l級鋼設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值有大幅度的提高，故用冷加工鋼箭取代I級鋼作為板 r內(nèi)配筋，取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，在一定范圍內(nèi)得到了大量的運(yùn)用。

    冷加工鋼筋的高強(qiáng)度是以犧牲鋼筋的延性為代價(jià)的，受目前加工方式及加工規(guī)模的限制，其本身有不少的缺點(diǎn)，最致命的弱點(diǎn)就是延性太差且質(zhì)量不穩(wěn)定，大量缺乏管理的軋機(jī)進(jìn)行作坊式的生產(chǎn)，冷加工后面縮率往往偏大，伸長率很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，合格率較低。國際上冷加工鋼筋不能作為預(yù)應(yīng)力鋼筋而只作輔助鋼筋。在新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)中已不再列入冷加工鋼筋而由行業(yè)規(guī)程管理。從今后的發(fā)展來看，面對小直徑的Ⅱ、Ⅲ級鋼的推廣應(yīng)用，冷加工鋼筋只有強(qiáng)化管理、控制質(zhì)量、嚴(yán)格防止不合格的產(chǎn)品進(jìn)入結(jié)構(gòu)，同時(shí)優(yōu)化鋼筋性能、改進(jìn)外形和工藝、提高延性和質(zhì)量穩(wěn)定性，否則將被淘汰。

3.結(jié)束語

    大力推廣使用高強(qiáng)度鋼筋，既符合新規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，又滿足了安全、經(jīng)濟(jì)、適用的設(shè)計(jì)原則。本文就混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的合理選擇及發(fā)展趨勢作了簡單的描述，不當(dāng)之處希望指正。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)