热轧高强钢筋应用技术

热轧高强钢筋应用技术

石佳佳

中国二十冶集团有限公司 上海市 宝山区201900

摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对热轧高强钢筋的应用越来越广泛。高强钢筋强度高，可减少钢筋用量，降低工程造价，方便施工，故在基坑支护工程中有着广阔的应用前景。热轧带肋钢筋作为建筑工程中用量较多、适用范围较广的材料，在建筑物中起到了重要作用。热轧带肋钢筋主要通过其自身的抗拉强度来对整个建筑物进行加固，故抗拉强度的检测十分重要。本文首先分析热轧高强钢筋应用技术内容，其次探讨热轧高强钢筋应用技术，最后就适用范围进行研究，为相关工程提供借鉴。

关键词：高强钢筋；基坑工程；应用

引言

近年来，高耸、大跨、重载等大型建筑工程在建筑行业迅速发展，钢筋混凝土结构作为现阶段最主要的结构形式之一，占据了大量的建筑资源。建立其在偏压作用下的精细化有限元模型，分析偏心率、配筋率、混凝土强度、截面高宽比等关键参数的影响，揭示其典型破坏模式、承载力、延性及应变响应规律，并依据压弯构件平截面假定，提出考虑高强钢筋约束和混凝土匹配性问题的635ＭＰａ级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱偏压承载力计算方法。

1热轧高强钢筋应用技术内容

热轧带肋钢筋作为建筑工程中用量较多、适用范围较广的材料，在建筑物中起到了重要作用。热轧带肋钢筋主要通过其自身的抗拉强度来对整个建筑物进行加固，故抗拉强度的检测十分重要，而在检测钢筋的抗拉强度时往往会受到环境因素、人为因素、仪器因素的影响而导致误差。通常，根据测量误差的数值来对测量结果的优劣进行评价，但是测量误差只能体现出测量结果是否精准，不能对测量的稳定性、测量过程受不受控制、测量能力进行反映。所以必须结合测量不确定度，通过此参数来判断测量数据的可行度和有效性。测量不确定度一般包括数个分量，得出的测量不确定度越高，则所测数据的分散性也越高。经对各类结构应用高强钢筋的比对与测算，通过推广应用高强钢筋，在考虑构造等因素后，平均可减少钢筋用量约12%~18％，具有很好的节材作用。按房屋建筑中钢筋工程节约的钢筋用量考虑，土建工程每平方米可节约25元~38元。因此，推广与应用高强钢筋的经济效益十分显著。高强钢筋的应用可以明显提高结构构件的配筋效率。在大型公共建筑中，普遍采用大柱网与大跨度框架梁，若对大跨度梁采用400MPa，500MPa级高强钢筋，可有效减少配筋数量，有效提高配筋效率，并方便施工[1]。在梁柱构件设计中，有时由于受配置钢筋数量的影响，为保证钢筋间的合适间距，不得不加大构件的截面宽度，导致梁柱截面混凝土用量增加。若采用高强钢筋，可显著减少配筋根数，使梁柱截面尺寸得到合理优化。

2热轧高强钢筋在工程中的应用

2.1高强钢筋在基坑支护工程中的应用

人们通过在钢材中添加微量合金元素，获得了强度更高的热轧带肋钢筋。高强钢筋具有强度高，延性好，性能稳定，抗震性能好等优点。只有更多应用于计算控制构件中，才能更好的发挥其降本增效功能。为充分发挥高强钢筋的抗弯性能，高强钢筋可优先考虑应用于围护结构中弯矩较大的混凝土构件，如围护桩墙，支撑圈梁，支撑栈桥梁等。

2.2混凝土强度

在延性上，混凝土强度越低，试件曲线的下降段越平缓，其对应的极限应变越大，对于提高试件的延性越有利。当混凝土强度提高时，混凝土的极限压应变有所降低，试件的延性减小。值得注意的是，混凝土峰值应变会随着其强度提高而增大，造成试件在达到峰值承载力时，纵向高强钢筋的纵向应变和箍筋的环向应变随着混凝土强度的提升而增大。

2.3试验操作流程的影响

仪器的荷载加载速度和夹持方式都会对钢筋拉伸性能的检测结果造成较大的影响。一旦所用夹具不合适或夹样方式不正确，就有可能导致试验过程中出现钢筋的折断、滑落等问题，所以在进行试验时必须保持试样中心和加荷中心线的重合[2]。此外，钢筋拉伸过程中拉伸速率的设定也十分重要，会对应力应变造成较大的影响，所以必须严格根据操作标准进行试验，保证稳定的拉伸速率。

2.4围护桩配筋

当桩身弯矩较小按最小配筋率进行配筋时，采用高强钢筋造价并无优势，造价甚至会更高；当桩身弯矩较大，采用高强钢筋有造价优势，可减少钢筋用量，节省造价。因此在一层地库围护工程中构造配筋的围护桩、圈梁不需要采用高强钢筋，而对于二层以上地库采用高强钢筋可获得较好的效益。

3适用范围

应优先使用400MPa级高强钢筋，将其作为混凝土结构的主力配筋，并主要应用于梁与柱的纵向受力钢筋、高层剪力墙或大开间楼板的配筋。充分发挥400MPa级钢筋高强度、延性好的特性，在保证与提高结构安全性能的同时比335MPa级钢筋明显减少配筋量。对于500MPa级高强钢筋应积极推广，并主要应用于高层建筑柱、大柱网或重荷载梁的纵向钢筋，也可用于超高层建筑的结构转换层与大型基础筏板等构件，以取得更好的减少钢筋用量效果。用HPB300钢筋取代HPB235钢筋，并以300（335）MPa级钢筋作为辅助配筋，即在构件的构造配筋、一般梁柱的箍筋、普通跨度楼板的配筋、墙的分布钢筋等采用300（335）MPa级钢筋。其中HPB300光圆钢筋比较适宜用于小构件梁柱的箍筋及楼板与墙的焊接网片。对于生产工艺简单、价格便宜的余热处理工艺的高强钢筋，如RRB400钢筋，因其延性、可焊性、机械连接的加工性能都较差，《混凝土结构设计规范》GB50010建议用于对于钢筋延性较低的结构构件与部位，如大体积混凝土的基础底板、楼板及次要的结构构件中，做到物尽其用

[3]。

4应用高强钢筋的相关措施

1)采用高强钢筋一方面可以减少配筋面积，减少钢筋数量，节省用钢量，从而降低碳排放，有利于实现碳中和和碳达峰目标;另一方面减少构件中钢筋密集分布情况，方便施工易于混凝土振捣。随着采用的钢筋强度提高，用钢量大幅度降低，即使钢筋材料单价升高，但总造价在各直径围护桩中均仍有明显优势。在基坑支护工程也有广阔的应用前景。2)高强钢筋可优先考虑应用于围护结构中弯矩较大的混凝土构件，如围护桩墙、冠梁、腰梁、混凝土支撑栈桥梁等。3)T63钢筋在现有主流围护设计软件中暂未编入程序，而依据基坑规程的正截面受弯承载力计算公式求解较为复杂，为超越函数，无法手算获得As，可采用等代换算简便计算。4)在围护桩配筋中，当桩身弯矩较小按最小配筋率进行配筋时，采用高强钢筋造价并无优势，造价甚至会更高；当桩身弯矩较大，采用高强钢筋有造价优势，可减少钢筋用量，节省造价。因此，一层地库围护工程中构造配筋的围护桩、圈梁不需要采用高强钢筋，而对于二层以上地库采用高强钢筋可获得较好的效益。

结语

综上所述，采用高强钢筋一方面可以减少配筋面积，减少钢筋数量，节省用钢量，从而降低碳排放，有利于实现碳中和和碳达峰目标；另一方面减少构件中钢筋密集分布情况，方便施工易于混凝土振捣。随着采用的钢筋强度提高，用钢量大幅度降低，即使钢筋材料单价升高，但总造价在各直径围护桩中均仍有明显优势。在基坑支护工程也有广阔的应用前景。高强钢筋可优先考虑应用于围护结构中弯矩较大的混凝土构件，如围护桩墙、冠梁、腰梁、混凝土支撑栈桥梁等。

参考文献

[1]李双营，赵建昌．盐湖环境下受腐钢筋力学性能退化规律研究［J］．实验技术与管理，2019，36(11):50-54+59．

[2]王亮，李志勇，武斌，等.建筑物混凝土结构中钢筋位置检测方法及误差分析［J］.中国建材科技，2022，31（2）:123-126.

[3]李莹莹，胡永成.建筑钢筋检测中潜在的关联问题及优化策略［J］.绿色环保建材，2021（8）:13-14.