常 鵬
(太原市建筑設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030002)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),建筑行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。自2010年全國(guó)全面推廣HRB400鋼筋及HPB300鋼筋以來,我國(guó)的建筑業(yè)房屋施工面積已由2010年的70.8億m2發(fā)展至2019年的144.16億m2。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)家對(duì)于能源消耗、環(huán)境污染等問題也日益重視,對(duì)高速發(fā)展的建筑業(yè)也提出了新的要求。而鋼筋作為建筑結(jié)構(gòu)中的主要鋼材消耗品,如能在保證結(jié)構(gòu)安全的情況下有效的減少鋼材用量,將會(huì)我國(guó)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。
CRB600H 高延性高強(qiáng)鋼筋 (后文簡(jiǎn)稱“CRB600H鋼筋”)是我國(guó)近年來研制開發(fā)的新型帶肋鋼筋,通過生產(chǎn)工藝的升級(jí),使鋼筋承載力有較高的提高,而且伸長(zhǎng)率和屈服臺(tái)階均能滿足設(shè)計(jì)要求。主要用作于混凝土結(jié)構(gòu)中的板類構(gòu)件、墻體分布鋼筋、梁柱箍筋等部位。CRB600H鋼筋對(duì)比HRB400鋼筋及HPB300鋼筋,有較高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。本文結(jié)合工程實(shí)例,利用盈建科軟件,對(duì)應(yīng)用CRB600H鋼筋配筋的樓板進(jìn)行計(jì)算分析,與HRB400鋼筋做對(duì)比分析,以探討CRB600H高延性高強(qiáng)鋼筋在工程設(shè)計(jì)中優(yōu)勢(shì)。
CRB600H鋼筋直徑范圍為5mm~12mm,其生產(chǎn)工藝特點(diǎn)是對(duì)熱軋低碳盤條鋼筋進(jìn)行冷軋后,增加了回火熱處理過程,使鋼筋有屈服臺(tái)階,強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率指標(biāo)均有顯著提高。在生產(chǎn)過程中不需要添加釩、鈦等合金元素,可節(jié)省寶貴的合金資源,總耗能低于普通合金熱軋鋼筋。
CRB600H鋼筋外形與細(xì)直徑熱軋帶肋鋼筋相似,可加工性能良好,極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為600MPa,屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可達(dá)到fyk=540MPa,斷后伸長(zhǎng)率δgt≥14%,最大力下中伸長(zhǎng)率(均勻伸長(zhǎng)率)δgt≥5%,總伸長(zhǎng)率指標(biāo)達(dá)到了RRB400鋼筋的延性指標(biāo)的要求[2]。
在2011年建設(shè)部頒布了《冷軋帶了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ-2011;在2016年中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《CRB600H高延性高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CTCS458:2016。以上規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)均為CRB600H鋼筋的推廣和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
CRB600H鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值接近HRB500鋼材(表1),抗拉性能優(yōu)異,根據(jù)強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算,CRB600H鋼筋可比HRB400鋼筋節(jié)約鋼材用量20%以上。
表1 鋼筋強(qiáng)度對(duì)比表
CRB600H鋼筋通過對(duì)生產(chǎn)工藝的升級(jí),在生產(chǎn)過程中,各種能耗均低于普通熱軋帶肋鋼筋(表二),對(duì)于節(jié)能減排有重要的意義。
表2 綜合能耗對(duì)比表
本工程位于太原市漪汾街與千峰路交叉口東南角,由兩棟公寓、兩棟住宅、一棟回遷辦公樓、金街及大商業(yè)購物中心組成,如圖1所示。
圖1 總建筑面積約35萬m2
利用盈建科結(jié)構(gòu)分析軟件,對(duì)現(xiàn)澆樓板位置分別采用CRB600H高強(qiáng)鋼筋,與HRB400普通鋼筋進(jìn)行配筋計(jì)算。通過比較分析(以下算例同此分析方法)。分析結(jié)果如表3。
表3 鋼筋用量統(tǒng)計(jì)表
該項(xiàng)目位于該項(xiàng)目位于太原市萬柏林區(qū),西臨西峪路,北臨光華街。由十二棟33層住宅樓、商業(yè)樓以及一個(gè)地下車庫組成??偨ㄖ娣e約52萬m2,其中住宅樓的地上建筑面積約為32萬m2。在本工程中,住宅樓采用CRB600H高強(qiáng)鋼筋,住宅典型平面圖如圖2,分析結(jié)果如表4。
圖2
表4 鋼筋用量統(tǒng)計(jì)表
該項(xiàng)目位于該項(xiàng)目位于太原市轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū),由四棟18層辦公樓、附屬商業(yè)以及一個(gè)地下車庫組成??偨ㄖ娣e約9萬m2,其中辦公樓的地上建筑面積約為6萬m2。在本工程中,辦公樓樓采用CRB600H高強(qiáng)鋼筋,辦公樓的典型平面圖如圖3,分析結(jié)果如表5。
圖3
表5 鋼筋用量統(tǒng)計(jì)表
1)以上工程中,樓板鋼筋大部分由承載力極限狀態(tài)控制,因此隨著鋼材的抗拉強(qiáng)度增加,鋼筋的用量隨之減少。
2)實(shí)例一與實(shí)例二、實(shí)例三比較,商業(yè)樓面活荷載及樓板跨度都要較住宅樓與辦公樓大,導(dǎo)致樓板彎矩更大,更能夠發(fā)揮CRB600H鋼筋強(qiáng)度大的優(yōu)勢(shì),因此實(shí)例一節(jié)省的鋼筋量也要較實(shí)例二、實(shí)例三大。
3)實(shí)例二與實(shí)例三板跨及活荷載較小,但是采用CRB600H鋼筋也能夠節(jié)省15%~20%的鋼筋用量。因?yàn)楦鶕?jù)混凝土規(guī)范最小配筋率的要求,當(dāng)采用CRB600H鋼筋,C30混凝土樓板時(shí),最小配筋率可按照0.15%控制,因此無論是按照承載力極限狀態(tài),還是根據(jù)最小配筋率配置鋼筋,采用CRB600H鋼筋均能起到節(jié)約用鋼量的作用。
經(jīng)過對(duì)比分析,CRB600H鋼筋用于樓板中,相較于HRB400、HPB300鋼筋強(qiáng)度上有較大的提升,而伸長(zhǎng)率、屈服平臺(tái)等指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。在工程中運(yùn)用,理論上能夠理論能節(jié)約樓板中20%左右鋼筋量。而且CRB600H鋼筋在生成過程中與使用傳統(tǒng)的HRB400相比,每使用1tCRB600H高強(qiáng)鋼筋,可以為國(guó)家節(jié)約320kg的鐵礦石消耗、120kg的煤炭消耗、減少粉塵排放1.5kg、減少二氧化碳排放達(dá)到400kg,減少污水排放200kg。對(duì)環(huán)境保護(hù),可持續(xù)發(fā)展都有積極的作用[3]。