高強鋼筋在工程中的應(yīng)用分析

柯松

安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 安徽 合肥 230000

引言

高強度鋼筋通常是指在鋼筋中摻入一些合金而形成的高強度延性鋼筋。目前，由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在一定程度上得到了加快，因此對一系列混凝土強度要求也比較高，為保證鋼筋的全部混凝土和所有性能，它能夠滿足當(dāng)代建筑設(shè)計的要求，進一步融入建筑業(yè)現(xiàn)有的先進技術(shù)，我國大力推廣高強鋼筋的使用。

1 高強鋼筋的特點

1.1 鋼筋的分類

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼筋可分為普通熱壓光圓鋼(HPB)和普通鋼筋熱軋帶肋鋼(HRB)，溫控軋制細晶粒帶肋鋼(HRBF)等熱處理鋼筋(RRB)。普通熱壓光圓鋼強度等級為HPB300，普通熱軋帶肋鋼筋強度等級HRB335、HRB400、HRB500，溫控軋制細晶粒加筋鋼筋的強度等級為HRBF335、HRBF400、HRBF500等熱處理鋼筋為RRB400。在普通熱軋帶肋鋼筋中加入鈦、鈮、釩等新的冶煉工藝，如微量合金元素，使鋼的強度顯著提高種子性能穩(wěn)定，機頭廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計，適用于絕大多數(shù)項目的情況[1]。將溫度控制在940℃，可制得細晶粒帶肋鋼筋晶粒鋼的軋制工藝既能保證鋼筋的性能，又能節(jié)約合金礦產(chǎn)資源。但其力學(xué)性能對高溫十分敏感。鋼筋的廢熱處理采用高熱軋鋼筋采用溫淬水外冷，利用鋼芯余熱回火的工藝使鋼筋更加堅固但其延性、焊接性、機械連接性能和施工適應(yīng)性均有所降低一般可用于變形性能和加工要求不高的構(gòu)件，如地基、大體積攪拌混凝土、樓板、墻體及次級中小結(jié)構(gòu)構(gòu)件。網(wǎng)眼正面，細紋肋鋼市場上鋼筋供應(yīng)較少，價格也同時比熱軋帶肋鋼筋略高。廢熱處理帶肋鋼筋的價格低于熱軋帶肋鋼筋。

1.2 抗震性

根據(jù)正在修訂的《中國地震動參數(shù)分區(qū)圖》(GB18306)，即我國各地的建筑都需要加固以抵御地震。因此，在進行高強度加固時當(dāng)鋼筋受到縱向應(yīng)力時，應(yīng)滿足抗震性能要求。熱軋鋼筋具有較好的延性，當(dāng)均勻伸長率較大時，屈服后鋼筋的強度和變形仍能大幅度增加而不會斷裂，使部分結(jié)構(gòu)塑性鉸后仍有足夠的轉(zhuǎn)動能力，從而大大提高了鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能，并具有明顯的破壞預(yù)警作用。實現(xiàn)了“強柱弱梁強剪弱彎”的設(shè)計目的。篩前，熱軋鋼筋強度400MPa和500MPa級高強鋼筋即可滿足抗震性能要求；各類框架按經(jīng)度一級、二級抗震等級設(shè)計抗拉鋼筋宜采用品牌HRB400E、HRB500E、HRBF400E、HRBF500E熱軋帶肋高強度鋼筋。

1.3 問題分析

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，500MPa高強鋼筋已在工程實踐中得到應(yīng)用，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在一些問題，主要分為以下內(nèi)容：高強鋼筋在使用過程中的經(jīng)驗相對較少，而其熟悉度不足，與國外相比，產(chǎn)出存在一定差距，加上各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不均，展會的影響進一步受到價格、運輸條件、生產(chǎn)能力等一系列因素的制約，因此，高強度鋼筋不可能在大范圍推廣。一些常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)中使用的高強鋼筋，不能對其經(jīng)濟狀況進行定量分析。在應(yīng)用過程中，往往會擔(dān)心構(gòu)件可能發(fā)生撓度，因此在500MPa級高強鋼筋的應(yīng)用過程中，連接技術(shù)將受到質(zhì)疑[2]。

2 高強鋼筋的應(yīng)用

2.1 高強鋼筋的使用范圍

400MPa和500MPa級鋼筋可用于非地震應(yīng)用抗震地區(qū)的民用、工業(yè)建筑和一般建筑，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向配筋和預(yù)應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力鋼筋，用于加固混凝土構(gòu)件，并用于箍筋和建筑鋼筋等。應(yīng)用高強鋼筋，相應(yīng)結(jié)構(gòu)梁板墻混凝土強度等級不低于C25，立柱不低于C30。

2.2 次梁

二次梁能承受扭矩、剪力和彎矩，設(shè)計過程中裂縫寬度較大構(gòu)件的強度和撓度是主要的控制因素，因此根本不考慮地震的影響。二次梁HRB400的選擇比hpb300鋼筋節(jié)約鋼材消耗15%，其節(jié)約效果非常好，與地面類似，HRB500在選擇過程中不能充分發(fā)揮自身的強度，這可以節(jié)約鋼材不明顯。對于樓板梁，它在一定程度上承受豎向荷載，因此裂縫寬度應(yīng)調(diào)整，HRB500鋼筋不能發(fā)揮作用。二次梁箍筋對平面外變形的影響是一個有效的約束，它不僅對截面的抗扭性能有一定的影響，而且還可以承受剪力。設(shè)計過程中，如果強度超過360n/mm2It不適合高強度鋼，則抗拉強度的選擇不應(yīng)過高因此，將選擇hpb300或HRB400。二次梁的架設(shè)加固受跨度影響，與鋼筋強度關(guān)系不大，因此hpb300鋼筋可以首選。The縱向結(jié)構(gòu)鋼筋沿梁長方向布置，可避免在鋼筋強度影響不大的基礎(chǔ)上使用高性能HPB300鋼過大的問題。

2.3 框架梁

對于框架梁而言，主要受扭矩和彎矩的影響，因此需要對其裂縫跨度和相關(guān)撓度進行分析同時，要全面保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的延性?？v向鋼筋的選擇在選擇過程中，依據(jù)的是一系列荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和抗震要求。堅強的在強震背景下，支座負筋配筋將不斷增加，裂縫寬度無法得到很好的控制如果鋼筋的強度過高，可以加強結(jié)構(gòu)的安全性。同時，如果有大量的抗裂鋼加固時，必須采用高強度鋼筋，這樣做的目的是可以減少實際使用過程中的數(shù)量，可以方便澆筑首選HRB500和HRB400。

3 結(jié)束語

高強度鋼筋作為建筑鋼筋的一種，相比其他類型的鋼筋具有獨特的優(yōu)勢，為保證工程的高質(zhì)量、高效率和低成本的施工創(chuàng)造了條件。目前，HRB400鋼筋在武漢地區(qū)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，也為社會創(chuàng)造了可觀的效益。相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也被引入了支持，這不僅可以作為主要的結(jié)構(gòu)加固，也促進新施工技術(shù)的推廣和應(yīng)用，促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平在建筑業(yè)應(yīng)大力推廣及普遍應(yīng)用。