高强钢筋的使用禁忌与应用分析

高强钢筋的使用禁忌与应用分析

陈波

陕西省建筑设计研究院（集团）有限公司，陕西 西安 710018

摘要：本文从行业特点出发结合当前新技术新材料，对主体结构中占比较重的材料选用提出自己一些拙见，针对土建中三大主材之一的钢筋，尤其高强钢筋（CRB600H及以上）的应用特点及在结构设计中注意事项进行总结，以使我们的结构设计既经济环保又能满足结构安全及相关规范规程要求，避免后期修改返工。

关键词：建筑结构；高强钢筋（CRB600H）；技术分析

引言

某实际项目，建设单位与第三方咨询单位提出采用CRB600H钢筋，以减少因近期钢材价格飞速上涨，对工程成本的影响。作为设计单位采用此种钢筋是否可行，是否真正能够节约造价，如何有的放矢，本文结合具体数据及相关著作从多方面进行了综合对比分析。

1. 工艺及材料特点

CRB600H作为小直径带肋钢筋，其生产工艺特点是对热轧低碳盘条钢筋进行冷轧后增加了回火热处理过程，使钢筋有屈服台阶，强度和伸长率指标均有显著提高。 CRB600H高强钢筋生产过程中不需要添加钒、钛等合金元素，可节省宝贵的合金资源，总耗能低于普通低合金热轧钢筋，在工程中推广应用符合国家的节能环保政策。CRB600H高强钢筋质量明显优于普通冷轧带肋钢筋，与普通冷轧带肋钢筋有质的区别，其外形与细直径热轧带肋钢筋相似，可加工性能良好，极限强度标准值为600MPa,屈服强度标准值f=540MPa,断后伸长率δ≥14%,最大力下总伸长率（均匀伸长率）6.5%,总伸长率指标达到了RRB400钢筋的延性指标要求。CRB600H高强钢筋的强度明显高于目前常用的HRB400热轧带肋钢筋。

2. 计算要点

根据国内几个单位对二跨连续板和二跨连续梁的试验结果，冷轧带肋钢筋混凝土连续板具有较明显的内力重分布现象，但由于冷轧带肋钢筋多是无明显屈服台阶的“硬钢”，故不能达到完全的内力重分布，但可进行有限的线弹性内力重分布。对于A级延性的冷加工钢筋，当混凝土的强度等级不超过50MPa,截面的相对受压区高度不大于0.288时，可进行不超过20%的弯矩重分配。对于普通延性的冷加工钢筋，当混凝土强度等级不超过5OMPa,可进行不超过15%的弯矩重分布；故可依据相关规范进行塑性计算设计；

3. 应用分析及注意事项

1.由于CRB600H高强钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值为1.11(低于1.25),钢筋在最大拉力下的总伸长率大于5%(但小于9%),不满足《建筑抗震设计规范）GB50011对抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件纵向受力钢筋要求，故CRB6OOH高强钢筋不得用于抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件的梁、柱，板柱结构的楼板，以及有人防及抗爆要求的构件受力钢筋。当用于嵌固层、转换层、加强层、结构的连接体、多塔结构的裙房屋面等水平传力要求较高的楼板的受力钢筋时，应保证楼板在遭遇基本烈度地震（中震）影响时，仍处于弹性工作阶段，否则应进行专门研究。剪力墙边缘构件的纵筋，其延性对剪力墙底部塑性铰的转动能力有很大影响，故CRB600H高强钢筋也不应用于剪力墙边缘构件的纵筋。对于板类构件（非抗震及非核爆构件），由于其强度是HRB400设计值的1.2倍，可以有效减少板类构件配筋量。

2．我国生产的335MPa、400MPa和500MPa级热轧带肋钢筋以及CRB600H钢筋均为两面纵肋、月牙形横肋外形，其差别主要在于钢筋表面的标志，仅从外形上不易区分，有时在项目检查时发现，有工地加工钢筋时将不同强度等级钢筋混淆的情况。在同一类构件中不宜将不同级别的纵向受力钢筋混用，尤其是将有抗震要求的梁端加密区箍筋替换为不符合要求的钢筋，给工程安全造成重大安全隐患。针对此类情况应该采取措施加强管理，也可采用钢筋集中加工配送的方式，可避免不同强度等级、不同品种钢筋混淆的现象，杜绝此隐患，也是今后钢筋加工的发展方向。

3．绿建加分；近些年，国家对绿色建筑越来越重视，绿色建筑作为建设项目审批的重要一环，新版绿色建筑评价标准（GB/T50378-2019）中规定，采用高强钢筋和绿色建材可以加分，对于那些申请三星级以上的项目尤为重要；此时可以把采用高强钢筋作为一个备选项；

4.供货与实际价格

由于高强筋为近年来才发展起来的新材料，小范围应用于房建工程，其供货生产厂家数量有限，有可能其供货不能满足要求，后期风险较大；如供货不及时可能影响工程进度；

5.地方规范及最小构造要求

设计中要注意地方规范及最小构造要求，如某地方标准要求板跨度≥3600时，板底钢筋不应小于¢8，间距不大于200；《混凝土规范》规定支座钢筋不应小于¢8，间距不大于200；《CRB600H高强钢筋应用技术规程》（DBJ 61/T 173-2020）3.1.1条规定板柱结构及有抗暴要求的楼板受力钢筋不应采用CRB600; 《CRB600H高强钢筋应用技术规程》（DBJ 61/T 173-2020）4.2.1条规定采用CRB600高强钢筋的混凝土结构或构件砼强度等级不低于C30;《混凝土结构耐久性设计标准》4.3.5条直径为6mm的细直径热轧钢筋作为受力主筋，当环境作用等级为轻微(I-A)和轻度(Ⅰ-B)时，构件的设计使用年限不得超过50年；当环境作用等级为中度(I-C)时，设计使用年限不得超过30年；《混凝土结构耐久性设计标准》4.3.7采用冷加工钢筋或直径6mm的细直径热轧钢筋作为构件的主要受力钢筋时，应在本标准表4.3.1规定的基础上将混凝土强度提高一个等级，或将钢筋的混凝土保护层厚度增加5mm。这些标准的构造要求要掌握，否则违反相应技术标准，为设计埋下隐患；

综上述，高强钢筋有它的技术经济优势，我们在设计中要发挥其优势，但也要掌握其适用范围，对于新技术新材料及咨询意见要善于接受，又不能盲从，能够通过精细化对比分析找出其优劣及应用范围；能够从考虑安全、经济、工期、质量等方面考虑，综合估算后给出指导意见；也可由参与方开会论证，签字确定，形成纪要文件，避免后期修改，给自己造成不必要的损失

参考文献

[1]混凝土结构设计规范：CB50010-2010 [S] 2015年版,北京：中国建筑工业出版社，2015

[2]建筑抗震设计规范：CB50011-2010[S].2016年版，北京；中国建筑工业出版社，2016

[3]CRB600H高强钢筋应用技术规程；CECS 458:2016[S]. 北京；中国计划出版社，2016