500 MPa級鋼筋在建筑工程中的應用探討

趙玉霞，周美川

（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學院，蘭州 730050）

500 MPa級鋼筋在建筑工程中的應用探討

趙玉霞，周美川

（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學院，蘭州 730050）

強度為500 MPa級鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)在現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）里面了，是國家大力推廣使用的鋼筋牌號。隨著強度為500 MPa級鋼筋的推廣應用，500 MPa級鋼筋的市場需求也越來越大，各大鋼廠也都積極研制生產(chǎn)。為了使工程設(shè)計等相關(guān)人員能夠更加了解500 MPa級鋼筋并積極采用500 MPa級鋼筋，從其研制、類型、工程應用等幾個方面探討。

高強鋼；筋建筑；結(jié)構(gòu)鋼筋

0 引言

隨著社會的發(fā)展和科技水平的提高，特別是節(jié)能減排、綠色建筑的需要，作為建筑工程的主材之一的鋼筋越發(fā)受到關(guān)注，目前現(xiàn)行的GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[1]已淘汰了HRB 235級鋼筋，即將淘汰HRB 335級鋼筋，大力推廣強度為400 MPa級和強度為500 MPa級的鋼筋的使用。鋼材需要大量的鐵礦石、煤、水等資源，產(chǎn)生大量的二氧化碳、污水、粉塵等污染物。所以作為建筑工程的主材之一的鋼筋的強度和質(zhì)量的提高，例如用500 MPa級鋼筋在建筑結(jié)構(gòu)中替代400 MPa級鋼筋能使鋼筋的用量減少10%左右，這對促進我國的節(jié)能減排工作非常有力。隨著500 MPa級鋼筋的推廣應用，不但能夠?qū)崿F(xiàn)冶金企業(yè)的節(jié)能減排的需要，而且能夠降低建筑的鋼筋的用量和減輕建筑結(jié)構(gòu)的重量，由于鋼筋用量的減少，工地的工人也會得到減少，最終在降低了造價的同時也實現(xiàn)綠色低碳建筑。我國以前生產(chǎn)500 MPa級鋼筋在主要是針對國外市場，但是隨著國內(nèi)需求的日益增長，500 MPa鋼筋在國內(nèi)的用量也越來越多了。

1 500 MPa級鋼筋在建筑工程中的應用

1.1 國內(nèi)外500 MPa級鋼筋在的發(fā)展情況

發(fā)達國家從上世紀90年代就已經(jīng)開始研發(fā)500 MPa級鋼筋了，比如俄羅斯從1993年就初步開始應用500 MPa級和600 MPa級鋼筋，三年后美國也開始應用520 MPa級鋼筋。發(fā)達國家在500 MPa級鋼筋的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣中做了大量的工作，現(xiàn)在在經(jīng)濟發(fā)達國家,低于400 MPa級的鋼筋已經(jīng)基本淘汰，500 MPa級鋼筋已經(jīng)非常成熟并得到了廣泛的應用；目前。美國、俄羅斯、日本、新西蘭等國家在結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)規(guī)范中鋼筋強度標準值已經(jīng)分別達到550 MPa、600 MPa、490 MPa、500 MPa。

在我國熱軋帶肋鋼筋在鋼材產(chǎn)品中所占的比例最大，約20%左右。根據(jù)我國冶金行業(yè)的數(shù)據(jù)顯示2014年我國鋼筋表觀消費量約2億t左右。最近幾年，我國從國家到地方都大力推廣高強鋼筋，據(jù)冶金行業(yè)的數(shù)據(jù)顯示，高強鋼筋（400 MPa級和500 MPa級）產(chǎn)量在熱軋帶肋鋼筋中的比例在2013年達到了80%，2014年達到90%左右，目前400 MPa級鋼筋應用已經(jīng)非常廣泛，500 MPa級鋼筋也在積極推廣使用。

1.2 我國500 MPa級鋼筋的主要種類

在我國現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）及相關(guān)的規(guī)范中，500 MPa級鋼筋可分為普通熱軋帶肋鋼筋（代號HRB 500，HRB是hot rolled ribbed bar的簡寫，500指屈服強度標準值為500 MPa）和細晶粒熱軋帶肋鋼筋（代號HRBF 500，HRBF是hot rolled ribbed barfine的簡寫）。另外在功能型鋼筋方面很多鋼廠已經(jīng)能夠量產(chǎn)具有良好抗震性能的HRB 500 E級鋼筋（E是Earthquake的簡寫，指符合抗震要求）。HRB 500級鋼筋的生產(chǎn)一般有微合金化工藝和超細晶控軋控冷工藝兩種方法，微合金化工藝是目前我國大多數(shù)鋼廠生產(chǎn)高強度筋鋼都采用的方法，這種方法最大的優(yōu)點是生產(chǎn)工藝相對簡單成熟，容易保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和可靠性,而且鋼筋的可焊特性和抗震性能都較好保證；但缺點是添加的合金元素價格昂貴（2015年4月鈮鐵合金價格達26萬元/t）,產(chǎn)品的成本較高。細晶粒控軋控冷工藝一般是指不需添加微合金化元素,所以相對成本低，在熱軋制過程中通過控軋和控冷工藝形成的細晶粒鋼筋，金相組織中沒有影響其使用性能的組織，而主要是由鐵素體和珠光體；但是使用晶?？剀埧乩涔に嚨纳a(chǎn)過程中對設(shè)備和工藝控制的要求較高，目前，HRBF 500級的鋼筋在市場上的量較少。

1.3 我國500MPa級鋼筋的工程應用

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中HRB 500、HRBF 500、HRB 500 E的屈服強度標準值為500 MPa,極限強度標準值為630 MPa，抗拉強度設(shè)計值為435 MPa，抗壓強度設(shè)計值為410 MPa，彈性模量為200 000 N/mm2。根據(jù)國內(nèi)外的理論試驗資料表明，在正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，500 MPa級鋼筋與普通鋼筋在裂縫和撓度方面性能基本相同；500 MPa級鋼筋按現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范計算在構(gòu)件抗彎、抗拉承載力方面和普通鋼筋基本一樣，有著基本相同的受力狀態(tài)和變形特點；在軸心抗壓承載力方面配有HRB 500縱筋的混凝土柱的應變峰值在0.002的基礎(chǔ)上尚可提高,破壞時HRB500級鋼筋能達到受壓屈服狀態(tài),鋼筋抗壓強度設(shè)計值可超過傳統(tǒng)上認為的400 MPa的限制，能夠達到410 MPa； 500 MPa級鋼筋在用作抗剪、抗扭、抗沖切時，由于其高強度不能得到充分的發(fā)揮，此時取其抗拉強度設(shè)計值為360 N/mm2。500 MPa級鋼筋相對于普通鋼筋強度高，等強度的條件下，減少了鋼筋的使用量和最小配筋率，可有效地降低了工程造價。在施工中，工程中使用500 MPa級鋼筋后，減少了梁柱節(jié)點處鋼筋的數(shù)量，減少了梁和柱的縱向鋼筋的根數(shù)和排數(shù)，降低了板的最小配筋率，這樣就減少了鋼筋綁扎的工作量，同時也方便了混凝土的澆注及振搗，能更好地保證施工質(zhì)量。但也應注意500 MPa級鋼筋的錨固、搭接、機械連接、焊接連接等方面與普通鋼筋的區(qū)別，特別是HRBF 500級鋼筋其可焊性較差。

2 結(jié)語

房地產(chǎn)行業(yè)目前是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑工程中使用500 MPa級鋼筋可以減少鋼筋的用量，方便施工并容易保證施工質(zhì)量。大力推廣500 MPa級鋼筋在建筑工程中應用，與發(fā)達國家的建筑鋼筋接軌，無論是在經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，還是社會效益上，都符合我國的綠色建筑、綠色施工的建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

[1]GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]裝智，張維匯，王友權(quán)，王潤曉，等.HRB500鋼筋設(shè)計施工要點[J].山東大學學報：工學版，2008，38（02）：1-3.

TU511.3+2

A

1673-1093（2015）06-0091-02

趙玉霞(1981),女,工學碩士,現(xiàn)就職于甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學院，講師，從事教學工作。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.06.024

2015-02-24；

2015-03-02