高強(qiáng)混凝土和中高強(qiáng)鋼筋在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)ppt課件

1、張樹(shù)仁 哈爾濱工業(yè)大學(xué)二零零四年新公布的以下簡(jiǎn)稱和以下簡(jiǎn)稱建混規(guī)GB50010在混凝土和鋼筋資料選擇上有較大變化：適當(dāng)提高了混凝土強(qiáng)度等級(jí)，將C50C80高強(qiáng)混凝土列入規(guī)范；明確提出，在鋼筋混凝土構(gòu)造中推薦采用HRB400鋼筋新級(jí)鋼做為主導(dǎo)鋼筋，HRB335原級(jí)鋼做為輔助鋼筋；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造中推薦采用高強(qiáng)度鋼絞線做為主導(dǎo)鋼筋。這些艱苦措施，對(duì)提高我國(guó)混凝土構(gòu)造的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，將產(chǎn)生艱苦影響。 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)土木和建筑工程采用的混凝土強(qiáng)度偏低，因此不得不加大構(gòu)件的截面尺寸，肥梁、胖柱、深基、厚墻就在所難免。構(gòu)造自重加大，降低了構(gòu)造的有效承載力，同時(shí)添加了資料運(yùn)輸、加工、吊裝、施工中的各

2、種費(fèi)用。因此，雖然我國(guó)傳統(tǒng)的混凝土構(gòu)造平安度總體上比國(guó)外低，但建造構(gòu)造的資料一點(diǎn)也不比國(guó)外少，費(fèi)用也不見(jiàn)得節(jié)省。國(guó)際上，特別是興隆國(guó)家，建筑構(gòu)造較高的平安度是靠高強(qiáng)度資料來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，要加大我國(guó)建筑構(gòu)造的平安度并提高混凝土構(gòu)造的技術(shù)程度，改動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)偏低的情況，就成為非?，F(xiàn)實(shí)而緊迫的事情。20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于技術(shù)提高和運(yùn)營(yíng)方式的變化，我國(guó)構(gòu)造混凝土強(qiáng)度偏低的情況有了很大的變化。首先是混凝土的成分不再局限于傳統(tǒng)的水泥、砂、石和水，外加劑如減水劑和摻合料如粉煤灰的普遍采用，已成為 一、適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是構(gòu)造工程的艱苦技術(shù)提高混凝土資料不可短少的新的組成部分。其次混凝土

3、的消費(fèi)不再局限于施工單位自行拌制，取而代之以市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的高質(zhì)量混凝土。這對(duì)保證混凝土質(zhì)量，提高混凝土強(qiáng)度發(fā)明了條件。目前，普通工程采用C30以上混凝土已很普遍；運(yùn)用C40C50混凝土也已無(wú)困難；C60甚C80的高強(qiáng)混凝土的運(yùn)用曾經(jīng)開(kāi)場(chǎng)。 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)帶來(lái)的直接效益是可以減小構(gòu)造截面尺寸，減輕構(gòu)造自重，提高構(gòu)造接受外荷的承載力，特別是對(duì)于接受軸向壓力為主的構(gòu)件，效果更為明顯。在混凝土構(gòu)造中，混凝土資料的用量取決于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土價(jià)錢當(dāng)然較高，但其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值也高，因此可以減少資料用量。決議混凝土經(jīng)濟(jì)性是其強(qiáng)度價(jià)錢比，即每元錢可以購(gòu)買到的單位體積m3強(qiáng)度設(shè)計(jì)值MPa。以1998

4、年北京建筑市場(chǎng)商品混凝土的價(jià)錢為例，不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度價(jià)錢比列于表1。混凝土強(qiáng)度等級(jí)（Mpa）C20C25C30C40C50強(qiáng)度價(jià)格比（m3Mpa/元）0.03560.03970.04400.05460.0608表表1 混凝土強(qiáng)度價(jià)錢比混凝土強(qiáng)度價(jià)錢比 由表1可以看出，隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，強(qiáng)度價(jià)錢比迅速增長(zhǎng)，上下相差達(dá)1.7倍。因此，在構(gòu)造中采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，特別是對(duì)墩、柱等受壓為主的構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 此外，適當(dāng)?shù)靥岣呋炷恋膹?qiáng)度等級(jí)是提高混凝土構(gòu)造耐久性的需求。在耐久性設(shè)計(jì)中，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求是由于其與混凝土的密實(shí)性有關(guān)，強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土

5、其密實(shí)性好，耐久性好。 從混凝土構(gòu)造耐久性要求，規(guī)定，最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)為：I類環(huán)境非冰冷或冰冷地域的大氣環(huán)境；與無(wú)侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境為C25；類環(huán)境嚴(yán)寒地域的大氣環(huán)境與無(wú)侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境；運(yùn)用除冰鹽環(huán)境；濱海環(huán)境為C30；類環(huán)境海水環(huán)境C35；類環(huán)境受人為或自然侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境C35。 新公布的中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)規(guī)范，按不同的環(huán)境作用等級(jí)和設(shè)計(jì)運(yùn)用年限級(jí)別，規(guī)定最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表2的要求。 環(huán) 境 作用等級(jí)設(shè)計(jì)運(yùn)用年限等級(jí)一100年二50年三30年對(duì)配筋構(gòu)造的侵蝕程度A可忽略C30C25C25B輕度C35C30C30C中度C40C35C35D嚴(yán)重C40C40C40E非

6、 常 嚴(yán)重C45C40C40F極 端 嚴(yán)重C50C45C40橋梁構(gòu)造處于露天環(huán)境，非冰冷地域環(huán)境作用等級(jí)普通取B級(jí)；冰冷及嚴(yán)寒地域普通取B級(jí)或C級(jí)；除冰鹽凍融環(huán)境取D級(jí)或E級(jí)；近?；蚝Ｑ蟓h(huán)境普通取D、E或F級(jí)。筆者建議：改動(dòng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)習(xí)慣，適當(dāng)提高設(shè)計(jì)時(shí)選取用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件采用C30C35；鋼筋混凝土受壓構(gòu)件采用C30C40；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件采用C40C60。采用C50以上高強(qiáng)混凝土應(yīng)參照CECS104：1999執(zhí)行。 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)鋼筋混凝土構(gòu)造的主導(dǎo)鋼筋是強(qiáng)度為335Mpa的級(jí)鋼筋，強(qiáng)度為235Mpa的I級(jí)鋼筋大量用作輔助配筋，比國(guó)外低了一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。低強(qiáng)度帶來(lái)的配

7、筋率添加，不僅經(jīng)濟(jì)效益降低，還呵斥配筋密集難以設(shè)計(jì)、施工困難；加之運(yùn)輸、加工、現(xiàn)場(chǎng)綁扎等義務(wù)量的添加，已成為混凝土構(gòu)造運(yùn)用中的一個(gè)不利要素。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造，特別中小型的房建預(yù)制構(gòu)件，大量采用冷加工冷拉、冷拔、冷軋鋼筋。這類鋼筋利用低碳鋼的冷加工強(qiáng)化，以大幅度犧牲延性為代價(jià)獲得強(qiáng)度的提高，是我國(guó)處于短型經(jīng)濟(jì)條件下，由于物資匱乏搞“瓜菜代的產(chǎn)物。冷加工鋼筋用作預(yù)應(yīng)力配筋，由于鋼筋的延性差，易于發(fā)脆性破壞。 新修訂的基于混凝土構(gòu)造對(duì)鋼筋性能的要求，分析了我國(guó)鋼筋運(yùn)用中的問(wèn)題，參考了國(guó)際上用鋼的趨勢(shì)，以及我國(guó)冶金工業(yè)所能提供的產(chǎn)品， 二、中、高強(qiáng)鋼筋的運(yùn)用 提出選用鋼筋的原那么是： 鋼筋混凝土構(gòu)造以

8、HRB400熱軋帶肋鋼筋新級(jí)鋼筋為主導(dǎo)鋼筋，以HRB335熱軋帶肋鋼筋原級(jí)鋼筋為輔助鋼筋； 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造以高強(qiáng)、低松弛鋼絲，鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋。 各種方式的冷加工鋼筋應(yīng)整頓市場(chǎng)、加強(qiáng)管理，保證質(zhì)量，提高性能，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化或淘汰。新修訂的規(guī)范不再列入，但并不等于制止運(yùn)用。 20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)冶金部門引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)和設(shè)備，開(kāi)場(chǎng)按國(guó)際規(guī)范的要求消費(fèi)新型鋼筋，同時(shí)為滿足建筑市場(chǎng)的需求，調(diào)整了產(chǎn)品構(gòu)造。 首先，利用我國(guó)的釩V資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)熱軋鋼筋微合金化而消費(fèi)出質(zhì)高價(jià)低的HRB400熱軋鋼筋新級(jí)鋼 筋，其強(qiáng)度較HRB335鋼筋原級(jí)鋼筋提高了20%，且具有較高的延性和錨固性能及可焊性，種類規(guī)格

9、也比較齊全，其強(qiáng)度價(jià)錢比為HRB335鋼筋原級(jí)鋼的1.12倍。運(yùn)用HRB400鋼筋可以降低配筋率，減少施工義務(wù)量，應(yīng)大力推行。 其次，用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造的中、高強(qiáng)度低松弛鋼絲、鋼絞線也添加了許多新種類；性能優(yōu)良的螺旋肋鋼絲逐漸取代刻痕鋼絲；二股、三股鋼絞線使高效預(yù)應(yīng)力構(gòu)件小型化成為可以，強(qiáng)度等級(jí)也根本齊全，最高可達(dá)1860Mpa，甚至更高。目前我國(guó)中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的消費(fèi)才干已超越100萬(wàn)噸，完全有條件實(shí)現(xiàn)向高效預(yù)應(yīng)力構(gòu)造構(gòu)件轉(zhuǎn)化。 但是，一切這些質(zhì)優(yōu)價(jià)低的新鋼筋種類推行速度太緩慢。特別是HRB400鋼筋新級(jí)鋼，早在20世紀(jì)80年代已完成了產(chǎn)品研制及運(yùn)用研討，20世紀(jì)90年代曾經(jīng)鑒定，但至今仍未能普遍推行，在橋梁構(gòu)造中很少有人采用。究其緣由除了設(shè)計(jì)人員受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)習(xí)慣的影響外，還與陳舊設(shè)計(jì)規(guī)范和所謂“規(guī)范圖設(shè)計(jì)的約束有直接的關(guān)系。在向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌