建設部高強鋼筋推廣專家培訓會：高強鋼筋的合理應用級產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向-徐有鄰老師(特別好)

1、高強鋼筋的合理應用高強鋼筋的合理應用及及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向中國建筑科學研究院中國建筑科學研究院 徐有鄰徐有鄰北京北三環(huán)東路北京北三環(huán)東路30號號(100013)混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求一混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1.強度強度（1）屈服強度屈服強度：屈服是熱軋鋼筋強度等級的標志。預：屈服是熱軋鋼筋強度等級的標志。預應力筋（硬鋼）取非比例應力作條件屈服強度。屈服應力筋（硬鋼）取非比例應力作條件屈服強度。屈服強度用于結(jié)構(gòu)承載力計算，決定了構(gòu)件的配筋。強度用于結(jié)構(gòu)承載力計算，決定了構(gòu)件的配筋。（2）極限強度極限強度：鋼筋能承受的最大應力為極限強度，：鋼筋能承受的

2、最大應力為極限強度，極限強度相應于鋼筋斷裂極限強度相應于鋼筋斷裂-傳力中止。極限強度用于結(jié)傳力中止。極限強度用于結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設計，決定了結(jié)構(gòu)的防災性能。構(gòu)的防連續(xù)倒塌設計，決定了結(jié)構(gòu)的防災性能。 (3) 疲勞強度疲勞強度:吊車梁及其它構(gòu)件的鋼筋在交變疲勞荷吊車梁及其它構(gòu)件的鋼筋在交變疲勞荷載作用下，鋼筋性能蛻化（降低）。疲勞強度比靜力載作用下，鋼筋性能蛻化（降低）。疲勞強度比靜力作用下的強度低得多，與疲勞荷載的性質(zhì)有關(guān)。作用下的強度低得多，與疲勞荷載的性質(zhì)有關(guān)。2.2.延性延性 延性是鋼筋拉斷前的變形性能，涉及構(gòu)件斷裂和結(jié)構(gòu)倒塌延性是鋼筋拉斷前的變形性能，涉及構(gòu)件斷裂和結(jié)構(gòu)倒塌。 (1)均

3、勻伸長率均勻伸長率:鋼筋極限強度相應的應變?yōu)榫鶆蛏扉L率鋼筋極限強度相應的應變?yōu)榫鶆蛏扉L率gt（最（最大力下總伸長率大力下總伸長率Agt）是鋼筋能夠達到的最大應變。傳統(tǒng)斷口伸）是鋼筋能夠達到的最大應變。傳統(tǒng)斷口伸長率（長率（5、100）不是延性的代表，已不采用（圖）。）不是延性的代表，已不采用（圖）。(2)強屈比強屈比:鋼筋拉斷與屈服力學參量的比值為強屈比，反映從屈鋼筋拉斷與屈服力學參量的比值為強屈比，反映從屈服到斷裂過程的長短。極限強度與屈服強度的比值為強屈比，極服到斷裂過程的長短。極限強度與屈服強度的比值為強屈比，極限應變與屈服應變的比值即為限應變與屈服應變的比值即為“延性延性”。強屈比大的

4、鋼筋延性好。強屈比大的鋼筋延性好。硬鋼延性差強屈比小，往往發(fā)生無預兆的脆性斷裂破壞（圖）硬鋼延性差強屈比小，往往發(fā)生無預兆的脆性斷裂破壞（圖） 。(3)超強比超強比:抗震鋼筋實際強度不能超過其標準強度太多抗震鋼筋實際強度不能超過其標準強度太多,“超強超強” 的的鋼筋延性變差，還可能造成鋼筋延性變差，還可能造成“塑能鉸轉(zhuǎn)移塑能鉸轉(zhuǎn)移”的后果，影響安全。的后果，影響安全。(4)耗能特性耗能特性:下下圖中為各種鋼筋的應力圖中為各種鋼筋的應力- -應變關(guān)系曲線、強度和均應變關(guān)系曲線、強度和均勻伸長率。一般鋼筋強度高就延性差；反之強度低就延性相對較勻伸長率。一般鋼筋強度高就延性差；反之強度低就延性相對較

5、好。鋼筋的耗能特性好。鋼筋的耗能特性( (達到屈服或斷裂時單位質(zhì)量鋼筋所消耗的能達到屈服或斷裂時單位質(zhì)量鋼筋所消耗的能量量) )能夠全面反映其綜合力學性能。能夠全面反映其綜合力學性能。 耗能特性耗能特性W W 以圖中本構(gòu)關(guān)系曲線下的積分面積除以鋼材的密度以圖中本構(gòu)關(guān)系曲線下的積分面積除以鋼材的密度求得求得( (單位單位Nm/Kg)Nm/Kg)。鋼筋的耗能特性反映了其強度和延性的綜合。鋼筋的耗能特性反映了其強度和延性的綜合性能，是衡量鋼筋力學性能的重要指標。性能，是衡量鋼筋力學性能的重要指標。 (5)鋼筋延性的影響鋼筋延性的影響：汶川地震中，不同延性鋼筋斷裂耗能的差異：汶川地震中，不同延性鋼筋斷

6、裂耗能的差異對構(gòu)件破壞形態(tài)及結(jié)構(gòu)倒塌的影響十分明顯。熱軋鋼筋有很好的對構(gòu)件破壞形態(tài)及結(jié)構(gòu)倒塌的影響十分明顯。熱軋鋼筋有很好的延性和耗能能力，在屈服以后沒有斷裂而成為抗倒塌拉結(jié)模型中延性和耗能能力，在屈服以后沒有斷裂而成為抗倒塌拉結(jié)模型中的受力鋼筋（圖）。而強度較高的冷加工鋼筋，由于延性太差，的受力鋼筋（圖）。而強度較高的冷加工鋼筋，由于延性太差，斷裂耗能很小而在地震中普遍斷裂，引起構(gòu)件解體斷裂耗能很小而在地震中普遍斷裂，引起構(gòu)件解體-結(jié)構(gòu)倒塌，造結(jié)構(gòu)倒塌，造成了巨大傷亡（圖）。成了巨大傷亡（圖）。 3.粘結(jié)錨固性能粘結(jié)錨固性能（1）粘結(jié)特性粘結(jié)特性：鋼筋外形決定了鋼筋鋼筋外形決定了鋼筋-混凝土

7、界面混凝土界面粘結(jié)粘結(jié)應力的傳應力的傳遞遞,確定了裂縫寬度、裂縫形態(tài)及錨固性能。確定了裂縫寬度、裂縫形態(tài)及錨固性能。（2）錨固長度錨固長度：建立承載所需應力的長度為鋼筋的錨固長度。由：建立承載所需應力的長度為鋼筋的錨固長度。由試驗研究及可靠度分析可得受力鋼筋所需的錨固長度，可以按試驗研究及可靠度分析可得受力鋼筋所需的錨固長度，可以按基本錨固長度根據(jù)錨固條件乘以修正系數(shù)而確定?；惧^固長度根據(jù)錨固條件乘以修正系數(shù)而確定。（3）預應力傳遞長度預應力傳遞長度：先張法預應力筋通過界面：先張法預應力筋通過界面粘結(jié)粘結(jié)錨固而建立錨固而建立有效預應力值的長度為傳遞長度，其與預應力筋的外形有關(guān)，有效預應力值的

8、長度為傳遞長度，其與預應力筋的外形有關(guān)，還取決于預應力值及所在混凝土中的錨固條件。還取決于預應力值及所在混凝土中的錨固條件。4 4連接性能連接性能 鋼筋通過接頭傳遞內(nèi)力的性能鋼筋通過接頭傳遞內(nèi)力的性能( (強度、受形、恢復力強度、受形、恢復力)（1）搭接長度搭接長度 搭接鋼筋通過與周邊握裹層混凝土的錨固實現(xiàn)力的傳遞，搭接搭接鋼筋通過與周邊握裹層混凝土的錨固實現(xiàn)力的傳遞，搭接傳力的機理與錨固類似，也與鋼筋的外形有關(guān)。搭接長度可由傳力的機理與錨固類似，也與鋼筋的外形有關(guān)。搭接長度可由相應的錨固長度折算而求得。相應的錨固長度折算而求得。（2）可焊性可焊性 焊接鋼筋通過焊接接頭的熔融金屬直接傳力。碳當

9、量大的鋼筋焊接鋼筋通過焊接接頭的熔融金屬直接傳力。碳當量大的鋼筋不易焊接。焊接對鋼筋力學性能影響較大；還可能引起溫度應不易焊接。焊接對鋼筋力學性能影響較大；還可能引起溫度應力；焊接施工質(zhì)量也不易保證。力；焊接施工質(zhì)量也不易保證。 （3）機械連接適應性機械連接適應性 在鋼筋端頭加工螺紋，通過連接套筒的螺紋咬合實現(xiàn)傳力。鋼在鋼筋端頭加工螺紋，通過連接套筒的螺紋咬合實現(xiàn)傳力。鋼筋的表層硬度、外形偏差（直徑、不圓度、錯臺）都會影響連筋的表層硬度、外形偏差（直徑、不圓度、錯臺）都會影響連接質(zhì)量、施工適應性及傳力性能。接質(zhì)量、施工適應性及傳力性能。5 5質(zhì)量穩(wěn)定性質(zhì)量穩(wěn)定性（1）性能離散度性能離散度：規(guī)模

10、生產(chǎn)鋼筋的質(zhì)量比較穩(wěn)定；小批量生產(chǎn)的：規(guī)模生產(chǎn)鋼筋的質(zhì)量比較穩(wěn)定；小批量生產(chǎn)的鋼筋質(zhì)量較差；作坊式生產(chǎn)的鋼筋離散度很大，質(zhì)量最差。質(zhì)鋼筋質(zhì)量較差；作坊式生產(chǎn)的鋼筋離散度很大，質(zhì)量最差。質(zhì)量波動大的鋼筋很難控制施工質(zhì)量量波動大的鋼筋很難控制施工質(zhì)量,影響結(jié)構(gòu)安全影響結(jié)構(gòu)安全。（2）重量偏差重量偏差：重量偏差允許值太大。按負公差生產(chǎn)的鋼筋承載：重量偏差允許值太大。按負公差生產(chǎn)的鋼筋承載面積減小，影響構(gòu)件安全以及機械連接的加工質(zhì)量和傳力性能面積減小，影響構(gòu)件安全以及機械連接的加工質(zhì)量和傳力性能。按正公差生產(chǎn)的母材影響冷加工鋼筋的延性。按正公差生產(chǎn)的母材影響冷加工鋼筋的延性。（3）外形偏差外形偏差：鋼

11、筋的不圓度（橢園）、錯臺（錯半園）等外形：鋼筋的不圓度（橢園）、錯臺（錯半園）等外形偏差會影響機械連接的螺紋加工和傳力性能；橫肋、齒槽的形偏差會影響機械連接的螺紋加工和傳力性能；橫肋、齒槽的形狀偏差也會影響粘結(jié)錨固性能。狀偏差也會影響粘結(jié)錨固性能。（4）加工時效加工時效：鋼筋冷加工和熱處理以后：鋼筋冷加工和熱處理以后,力學性能隨時間而變力學性能隨時間而變化；預應力筋的應力松弛會損失張拉力。加工時效會影響結(jié)構(gòu)化；預應力筋的應力松弛會損失張拉力。加工時效會影響結(jié)構(gòu)性能，還可能造成斷裂的危險后果。性能，還可能造成斷裂的危險后果。（5）品牌真實性品牌真實性：不同牌號的鋼筋性能差異很大?；煜铺栆源危翰?/p>

12、同牌號的鋼筋性能差異很大?；煜铺栆源纬浜玫默F(xiàn)象時有發(fā)生。牌號名不符實會引起施工不便，更可能充好的現(xiàn)象時有發(fā)生。牌號名不符實會引起施工不便，更可能造成結(jié)構(gòu)隱患，影響安全。造成結(jié)構(gòu)隱患，影響安全。6 6施工適應性施工適應性（1）識別標志識別標志：鋼筋上牌號及強度等級標志（字母或符號）不：鋼筋上牌號及強度等級標志（字母或符號）不明顯可能造成施工明顯可能造成施工“混料錯批混料錯批”。如以鋼筋縱肋、橫肋形態(tài)。如以鋼筋縱肋、橫肋形態(tài)的變化標志品牌及強度等級，將方便施工識別，減少差錯。的變化標志品牌及強度等級，將方便施工識別，減少差錯。（2）供貨狀態(tài)供貨狀態(tài)：直條供貨需切斷產(chǎn)生余料；盤卷供貨須加工調(diào)：直條

13、供貨需切斷產(chǎn)生余料；盤卷供貨須加工調(diào)直影響性能。鋼筋半成品供應可減少現(xiàn)場施工量。建立鋼筋直影響性能。鋼筋半成品供應可減少現(xiàn)場施工量。建立鋼筋專業(yè)加工配送中心是未來鋼筋供應及施工的最佳形式。專業(yè)加工配送中心是未來鋼筋供應及施工的最佳形式。（3）調(diào)直性能調(diào)直性能：鋼筋機械調(diào)直或冷拉調(diào)直會造成鋼筋力學性能：鋼筋機械調(diào)直或冷拉調(diào)直會造成鋼筋力學性能變化，應該加以控制。變化，應該加以控制。（4）彎曲性能彎曲性能：高強鋼筋和延性差的鋼筋施工時，由于彎曲或：高強鋼筋和延性差的鋼筋施工時，由于彎曲或反復彎曲會發(fā)生裂縫，斷裂。反復彎曲會發(fā)生裂縫，斷裂。（5）預應力工藝適應性預應力工藝適應性：先張預應力筋鐓頭容易

14、劈裂、掉帽。：先張預應力筋鐓頭容易劈裂、掉帽。后張預應力筋太硬則錨具夾片后張預應力筋太硬則錨具夾片“打滑打滑”，太軟則，太軟則“咬肉咬肉”而而削弱承載力。預應力筋對工藝適應性也有要求。削弱承載力。預應力筋對工藝適應性也有要求。7耐久性耐久性（1）直徑直徑：細直徑鋼筋、鋼絲、鋼絞線對銹蝕非常敏感；而粗鋼：細直徑鋼筋、鋼絲、鋼絞線對銹蝕非常敏感；而粗鋼筋則相對耐腐蝕。筋則相對耐腐蝕。（2）應力腐蝕應力腐蝕：高應力狀態(tài)下的鋼筋容易銹蝕；因此預應力鋼筋：高應力狀態(tài)下的鋼筋容易銹蝕；因此預應力鋼筋對銹蝕十分敏感。對銹蝕十分敏感。（3）表面處理表面處理：余熱處理鋼筋及冷加工鋼筋表面很容易銹蝕，而：余熱處理

15、鋼筋及冷加工鋼筋表面很容易銹蝕，而軋制鋼筋的表面不易銹蝕。軋制鋼筋的表面不易銹蝕。8.耐溫性能耐溫性能 鋼筋高溫軟化；低溫脆性的控制。鋼筋高溫軟化；低溫脆性的控制。9 9. .經(jīng)濟性經(jīng)濟性 性能價格比性能價格比-強度價格比強度價格比MPa-Kg/元元, 高強鋼筋具有較好經(jīng)濟性。高強鋼筋具有較好經(jīng)濟性。 上述要求共上述要求共9方面方面28項項, 綜合性能綜合性能才是鋼筋優(yōu)選的目標。才是鋼筋優(yōu)選的目標。二二. .影響鋼筋性能的因素影響鋼筋性能的因素1. . 組成化學成分組成化學成分（1）低碳鋼材低碳鋼材 鋼材成分是鐵（鋼材成分是鐵（Fe）和碳（）和碳（C）。）。235MPa低碳鋼鋼筋低碳鋼鋼筋強度

16、低而延性好。隨含碳量增加，強度提高而延性、可強度低而延性好。隨含碳量增加，強度提高而延性、可焊性、施工適應性急劇降低。因此高碳鋼不能作鋼筋。焊性、施工適應性急劇降低。因此高碳鋼不能作鋼筋。（2）低合金化低合金化 加入加入2錳（錳（Mn）硅（）硅（Si），低合金鋼筋強度提高為），低合金鋼筋強度提高為335MPa，但延性稍有降低。，但延性稍有降低。（3 3）微合金化微合金化 再加再加0.040.07的釩（的釩（V）、鈦（）、鈦（Ti）、鈮（）、鈮（Nb），），鋼筋強度進一步提高為鋼筋強度進一步提高為400500MPa。但隨強度提高。但隨強度提高延性也逐漸降低。延性也逐漸降低。2. 2. 成形工藝成

17、形工藝 成形工藝確定鋼筋的金相結(jié)構(gòu)，對于性能影響極大。軋制鋼筋成形工藝確定鋼筋的金相結(jié)構(gòu)，對于性能影響極大。軋制鋼筋表層的強度高而延性差，芯部則強度低而延性好?？梢酝ㄟ^軋表層的強度高而延性差，芯部則強度低而延性好?？梢酝ㄟ^軋制將低碳鋼筋的強度提高到制將低碳鋼筋的強度提高到300 MPa。（1）普通熱軋鋼筋（普通熱軋鋼筋（HRBHRB、HPBHPB） 鋼材為均勻鋼材為均勻-細密的鐵素體和珠光體，合金化后強度提高但延性細密的鐵素體和珠光體，合金化后強度提高但延性較好，彎曲、焊接、機械連接、施工適應性等都很好（圖）。較好，彎曲、焊接、機械連接、施工適應性等都很好（圖）。（2）余熱處理鋼筋（余熱處理鋼

18、筋（RRBRRB） 鋼筋軋后淬水表層強化以提高強度，并利用芯部的余熱對表層鋼筋軋后淬水表層強化以提高強度，并利用芯部的余熱對表層進行回火處理，恢復部分延性。其表層為馬氏體，強度提高但進行回火處理，恢復部分延性。其表層為馬氏體，強度提高但延性差（圖）。延性差（圖）。（3）細晶粒鋼筋（細晶粒鋼筋（HRBFHRBF） 鋼筋冷卻過程中控溫并加大軋制力度，載面基本仍為鐵素體和鋼筋冷卻過程中控溫并加大軋制力度，載面基本仍為鐵素體和珠光體。細晶粒鋼筋強度提高，延性較好。但綜合性能稍遜微珠光體。細晶粒鋼筋強度提高，延性較好。但綜合性能稍遜微合金化鋼筋（圖）合金化鋼筋（圖） 。（4）冷加工鋼筋冷加工鋼筋 冷拉、

19、冷拔、冷軋、冷扭、冷鐓改變鋼筋直徑和長度，強度冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、冷鐓改變鋼筋直徑和長度，強度提高而成為提高而成為“硬鋼硬鋼”。但延性大幅度降低（圖），極易發(fā)生脆。但延性大幅度降低（圖），極易發(fā)生脆性斷裂。限作預應力配筋及塑性設計性斷裂。限作預應力配筋及塑性設計。（5）熱處理鋼筋熱處理鋼筋 高碳鋼線材通過電感應進行高溫熱處理改變金相組織（索氏高碳鋼線材通過電感應進行高溫熱處理改變金相組織（索氏體）在大幅度提高強度的同時，仍保留了一定延性。通常用作體）在大幅度提高強度的同時，仍保留了一定延性。通常用作預應力筋。預應力筋。 HRB 合金化合金化 HRBF 細晶粒細晶粒 RRB余熱處理余熱處理

20、冷加工對鋼筋性能影響冷加工對鋼筋性能影響 3 3. .外形特性外形特性 (1)(1)外形參數(shù)外形參數(shù) 肋高（槽深）、肋寬（槽寬）、肋間距（槽間距肋高（槽深）、肋寬（槽寬）、肋間距（槽間距-導程）、橫肋導程）、橫肋 與軸的夾角、橫肋圓周率、肋與表面的迎角、對稱性與軸的夾角、橫肋圓周率、肋與表面的迎角、對稱性。主要。主要 基園面積率基園面積率（受力面積與公稱面積的比值）影響承載截面積；（受力面積與公稱面積的比值）影響承載截面積； 肋面積比肋面積比（橫肋投影面積與表面積的比值）決定錨固性能。（橫肋投影面積與表面積的比值）決定錨固性能。 刻痕（三面）刻痕（三面） 螺旋肋螺旋肋 螺旋槽螺旋槽 冷軋扭冷軋

21、扭 三股鋼絞線三股鋼絞線 七股鋼絞線七股鋼絞線 光圓光圓 等高肋等高肋 月牙肋月牙肋 冷軋帶肋（兩面）冷軋帶肋（兩面） 冷軋帶肋（三面）冷軋帶肋（三面） 刻痕（兩面）刻痕（兩面）(2)(2)鋼筋外形分析鋼筋外形分析光圓鋼筋光圓鋼筋：基圓面積率大（：基圓面積率大（1.00），錨固性能差，須有彎鉤（彎折），錨固性能差，須有彎鉤（彎折）或錨夾具、機械錨固、焊接網(wǎng)片骨架才能持力或錨夾具、機械錨固、焊接網(wǎng)片骨架才能持力,擬淘汰擬淘汰。等高肋鋼筋等高肋鋼筋：錨固性能最好，基圓面積率：錨固性能最好，基圓面積率0.89,已被淘汰。已被淘汰。帶肋鋼筋帶肋鋼筋：月牙肋鋼筋應用最廣，基圓面積率：月牙肋鋼筋應用最廣，

22、基圓面積率0.94。錨固性能尚可，。錨固性能尚可，縱肋造成劈裂的方向性。冷軋帶肋鋼筋基圓面積率縱肋造成劈裂的方向性。冷軋帶肋鋼筋基圓面積率 0.91，兩面，兩面帶肋導致劈裂的方向性；三面肋鋼筋錨固性能改善。帶肋導致劈裂的方向性；三面肋鋼筋錨固性能改善?？毯垆摻z刻痕鋼絲（兩面、三面）：基圓面積率（兩面、三面）：基圓面積率0.97。咬合齒淺錨固性能很。咬合齒淺錨固性能很差，接近光面鋼筋。規(guī)范修訂后淘汰。差，接近光面鋼筋。規(guī)范修訂后淘汰。螺旋槽鋼絲螺旋槽鋼絲：基圓面積率：基圓面積率0.97，依靠凹槽中單薄混凝土齒咬合，錨，依靠凹槽中單薄混凝土齒咬合，錨固性能較差。為固性能較差。為PC鋼棒及部分冷軋扭

23、鋼絲的外形鋼棒及部分冷軋扭鋼絲的外形,外形應改進外形應改進。螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲：基圓面積率：基圓面積率0.97，連續(xù)螺旋狀混凝土咬合齒寬，連續(xù)螺旋狀混凝土咬合齒寬 厚，錨厚，錨固性能優(yōu)良。是中外所有鋼筋外形中之最優(yōu)者。固性能優(yōu)良。是中外所有鋼筋外形中之最優(yōu)者。鋼絞線鋼絞線：鋼絲捻絞而成?；鶊A面積率：鋼絲捻絞而成?；鶊A面積率0.97，依靠螺旋狀凹槽中混凝，依靠螺旋狀凹槽中混凝土咬合，錨固力介于螺旋肋與螺旋槽之間而屬中等。土咬合，錨固力介于螺旋肋與螺旋槽之間而屬中等。(3)(3)鋼筋外形及影響鋼筋外形及影響1）鋼筋直徑鋼筋直徑 細鋼筋銹蝕影響較大耐久性差，故受力鋼筋直徑不小于細鋼筋銹蝕影響較大耐

24、久性差，故受力鋼筋直徑不小于5mm。粗鋼筋運輸、加工不便，連接困難，故受力鋼筋最大直徑不宜粗鋼筋運輸、加工不便，連接困難，故受力鋼筋最大直徑不宜大于大于40mm；不應大于；不應大于50mm。2）帶肋鋼筋的外形帶肋鋼筋的外形 應用最廣的普通帶肋鋼筋的外形有改進的必要。利用縱肋、橫應用最廣的普通帶肋鋼筋的外形有改進的必要。利用縱肋、橫肋的旋向及形態(tài)，可以從外形上很容易識別鋼筋的品牌和強度肋的旋向及形態(tài)，可以從外形上很容易識別鋼筋的品牌和強度等級。而這種設想至今基本未能實現(xiàn)。等級。而這種設想至今基本未能實現(xiàn)。3）外形偏差外形偏差 鋼筋軋制外形偏差造成的不圓度（橢園）和錯臺（錯半園），鋼筋軋制外形偏差

25、造成的不圓度（橢園）和錯臺（錯半園），都會影響機械連接時的螺紋加工，影響有效截面及傳力性能。都會影響機械連接時的螺紋加工，影響有效截面及傳力性能。4）重量偏差重量偏差 重量偏差也反映了其承載面積而對綜合性能造成影響。以負公重量偏差也反映了其承載面積而對綜合性能造成影響。以負公差為目標生產(chǎn)線材會削弱承載力；以正公差為目標生產(chǎn)卷材會差為目標生產(chǎn)線材會削弱承載力；以正公差為目標生產(chǎn)卷材會影響冷加工性能。此外，有意地影響冷加工性能。此外，有意地“冷拉過度冷拉過度”和和“瘦身鋼筋瘦身鋼筋”也會降低結(jié)構(gòu)安全儲備。也會降低結(jié)構(gòu)安全儲備。三三. .規(guī)范對鋼筋的選擇規(guī)范對鋼筋的選擇 1.1.選擇原則選擇原則 （

26、1 1）根據(jù)鋼筋在結(jié)構(gòu)中的不同作用，根據(jù)受力需要分別進選擇。）根據(jù)鋼筋在結(jié)構(gòu)中的不同作用，根據(jù)受力需要分別進選擇。 （2 2）重視強度，強調(diào)延性）重視強度，強調(diào)延性-均勻伸長率、強屈比和耗能特性。均勻伸長率、強屈比和耗能特性。 （3 3）綜合考慮力學性能、錨固）綜合考慮力學性能、錨固- -連接、施工適應性及傳統(tǒng)習慣等。連接、施工適應性及傳統(tǒng)習慣等。 （4 4）對不同鋼筋，提出相應的設計、施工中應注意的問題。）對不同鋼筋，提出相應的設計、施工中應注意的問題。 （5 5）根據(jù)國情在現(xiàn)行鋼筋產(chǎn)品標準的品牌范圍內(nèi)優(yōu)化選擇。）根據(jù)國情在現(xiàn)行鋼筋產(chǎn)品標準的品牌范圍內(nèi)優(yōu)化選擇。 （6 6）根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展

27、，提出完善鋼筋標準改進性能的建議。）根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展，提出完善鋼筋標準改進性能的建議。 2. 2.考慮因素考慮因素（1 1）力學性能力學性能：綜合考慮強度高：綜合考慮強度高-中中-低齊全；延性好低齊全；延性好-中中-差搭配；差搭配；擴大預應力筋的應用。擴大預應力筋的應用。（2 2）錨固錨固- -連接連接：普遍采用帶肋鋼筋，光園筋限作焊網(wǎng)和箍筋；粗：普遍采用帶肋鋼筋，光園筋限作焊網(wǎng)和箍筋；粗 鋼筋不宜搭接；硬鋼、粗鋼筋不宜焊接；細鋼筋不宜機械連接。鋼筋不宜搭接；硬鋼、粗鋼筋不宜焊接；細鋼筋不宜機械連接。（3 3）施工適應性施工適應性：考慮施工水平及條件，靈活選擇，物盡其用。：考慮施工水平及條件

28、，靈活選擇，物盡其用。（4 4）經(jīng)濟性經(jīng)濟性：考慮強度價格比，：考慮強度價格比，“精打細算，物盡其用精打細算，物盡其用”，避免，避免片片 面追求高強而或延性，能造成不必要的浪費。面追求高強而或延性，能造成不必要的浪費。（5 5）技術(shù)政策技術(shù)政策：“四節(jié)一環(huán)保四節(jié)一環(huán)?！?，減少能源資源消耗，保護環(huán)境。，減少能源資源消耗，保護環(huán)境。3.3.選擇的范圍選擇的范圍- -鋼筋產(chǎn)品標準鋼筋產(chǎn)品標準 規(guī)范不再強調(diào)鋼筋組成成分，不再規(guī)范不再強調(diào)鋼筋組成成分，不再“唯成分論唯成分論”但堅持但堅持“唯性唯性能論能論”。從下列鋼筋產(chǎn)品標準中選擇適當?shù)幕炷两Y(jié)構(gòu)用鋼筋。從下列鋼筋產(chǎn)品標準中選擇適當?shù)幕炷两Y(jié)構(gòu)用鋼筋

29、，但要求品牌名實相符，并希望根據(jù)需要改進性能。，但要求品牌名實相符，并希望根據(jù)需要改進性能。 混凝土結(jié)構(gòu)用光面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用光面鋼筋GB 13013：光面：光面HPB。 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼混凝土結(jié)構(gòu)用鋼GB 1499：月牙肋：月牙肋HRB 、HRBF。 鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋GB 13014：月牙肋：月牙肋RRB。 預應力混凝土用鋼絲預應力混凝土用鋼絲GB/T 5223：光面、螺旋肋。：光面、螺旋肋。 預應力混凝土用鋼絞線預應力混凝土用鋼絞線GB/T 5224：捻絞狀。：捻絞狀。 中強度預應力混凝土用鋼絲中強度預應力混凝土用鋼絲YB/T 156：光面、螺旋肋。：光面、螺

30、旋肋。 預應力混凝土用螺紋鋼筋預應力混凝土用螺紋鋼筋GB/T 20065：螺紋鋼筋。：螺紋鋼筋。四設計規(guī)范中高強鋼筋的有關(guān)問題四設計規(guī)范中高強鋼筋的有關(guān)問題1.1.鋼筋的設計參數(shù)鋼筋的設計參數(shù)（1）抗拉強度抗拉強度 屈服強度標準值用于使用狀志驗算；設計值用于承載力配筋計屈服強度標準值用于使用狀志驗算；設計值用于承載力配筋計算；極限（斷裂）強度用于構(gòu)件防連續(xù)倒塌驗算。算；極限（斷裂）強度用于構(gòu)件防連續(xù)倒塌驗算。（2）彈性模量彈性模量 是平均值而非特征值；由于基園面積率、自重負偏差；冷拉調(diào)是平均值而非特征值；由于基園面積率、自重負偏差；冷拉調(diào)直伸長以及鋼絞線捻鉸松緊程度的影響，實際彈性模量減??；直

31、伸長以及鋼絞線捻鉸松緊程度的影響，實際彈性模量減??； 必要時實必要時實 測確定。測確定。（3）鋼筋的延性鋼筋的延性 廢除斷口伸長率；首次提出用均勻伸長率廢除斷口伸長率；首次提出用均勻伸長率gt （最大力下總伸長（最大力下總伸長率率Agt ）作為延性指標。）作為延性指標。（4）幾何參數(shù)幾何參數(shù) 公稱直徑公稱直徑-公稱截面積公稱截面積-理論重量與實際差異；必要時實測確定理論重量與實際差異；必要時實測確定。2.2.配筋設計的合理修改配筋設計的合理修改 （1）并筋（鋼筋束）并筋（鋼筋束）：并筋視為截面積相等的單根鋼筋：并筋視為截面積相等的單根鋼筋等效等效鋼筋；當量直徑為等效直徑；二并筋等效直徑為鋼筋；

32、當量直徑為等效直徑；二并筋等效直徑為1.41d，三并，三并筋筋1.73d；錨固；錨固-搭接搭接-保護層保護層-裂縫寬度計算相同。裂縫寬度計算相同。（2）裂縫寬度計算裂縫寬度計算：改為荷載準永久組合；調(diào)整構(gòu)件受力特征：改為荷載準永久組合；調(diào)整構(gòu)件受力特征系數(shù)，減小裂縫寬度計算值。系數(shù)，減小裂縫寬度計算值。（3）剛度撓度驗算剛度撓度驗算：荷載準永久組合相應改變剛度計算，減?。汉奢d準永久組合相應改變剛度計算，減小受彎撓度計算值。受彎撓度計算值。（4）最小配筋率最小配筋率：基本維持，實際強度配筋率提高。：基本維持，實際強度配筋率提高。（5）大截面的最小配筋大截面的最小配筋：發(fā)揮高強鋼筋優(yōu)勢，適當控制厚

33、板、：發(fā)揮高強鋼筋優(yōu)勢，適當控制厚板、筏基的最小配筋。筏基的最小配筋。 3 3高強鋼筋的錨固高強鋼筋的錨固（1）機械錨固形式機械錨固形式 9090彎折、彎折、135135彎鉤、一側(cè)貼焊錨筋、兩側(cè)貼焊錨筋、焊彎鉤、一側(cè)貼焊錨筋、兩側(cè)貼焊錨筋、焊端錨板、螺栓錨頭端錨板、螺栓錨頭（2）控制錨固長度控制錨固長度 錨固長度修正系數(shù)：機械錨固方向性；群錨的影響。錨固長度修正系數(shù)：機械錨固方向性；群錨的影響。 4 4高強鋼筋的高強鋼筋的連接連接（1）連接形式連接形式：綁扎搭接、機械連接、焊接的特點、：綁扎搭接、機械連接、焊接的特點、 應用范圍。應用范圍。（2）傳力性能傳力性能：強度、剛度、恢復力、破壞形態(tài)。

34、：強度、剛度、恢復力、破壞形態(tài)。（3）控制要求控制要求：接頭不如整筋；應避讓關(guān)鍵位置；限制接頭數(shù)量：接頭不如整筋；應避讓關(guān)鍵位置；限制接頭數(shù)量、限制接頭面積百分率。、限制接頭面積百分率。 scr0sEcE 5.5.抗震鋼筋的延性要求抗震鋼筋的延性要求（1）機理機理：地震是強迫位移；需要鋼筋的變形能力：地震是強迫位移；需要鋼筋的變形能力延性；震害延性；震害調(diào)查表明調(diào)查表明:延性是不亞于強度的重要性能。延性是不亞于強度的重要性能。（2）限制范圍限制范圍：抗震三級以上梁、柱、桿構(gòu)件的縱向受力鋼筋；：抗震三級以上梁、柱、桿構(gòu)件的縱向受力鋼筋； 不得任意擴大范圍。高強不等于延性；強度提高不得任意擴大范圍

35、。高強不等于延性；強度提高-延性降低。延性降低。（3）延性指標延性指標：實測均勻仲長率不小于：實測均勻仲長率不小于9%；強屈比不小于；強屈比不小于1.25 ； 超強比不大于超強比不大于1.30。 “高強高強”影響影響“強剪弱彎強剪弱彎”和和“塑性鉸塑性鉸”形成。形成。（4）牌號牌號：帶后綴：帶后綴“ E ”的熱軋帶肋鋼筋；保證上述延性性能。的熱軋帶肋鋼筋；保證上述延性性能。（5）錨固錨固- -搭接長度搭接長度：修正系數(shù)：修正系數(shù):一二級一二級1.15；三級；三級1.05；四級；四級1.0 ；采用機械連接；采用機械連接-焊接；避讓關(guān)鍵受力區(qū)焊接；避讓關(guān)鍵受力區(qū)-箍筋加密區(qū)。箍筋加密區(qū)。五高強鋼筋

36、工程設計要點五高強鋼筋工程設計要點1.推廣中可能出現(xiàn)的問題推廣中可能出現(xiàn)的問題(1)(1)不熟悉鋼筋品種規(guī)格適用及供應，不能合理選用。不熟悉鋼筋品種規(guī)格適用及供應，不能合理選用。(2)(2)高強筋錨固長度及節(jié)奌布筋困難，高強筋錨固長度及節(jié)奌布筋困難，500MPa500MPa筋更突出。筋更突出。(3)(3)高強受裂縫寬度及最小配筋制約，節(jié)約效果不明顯。高強受裂縫寬度及最小配筋制約，節(jié)約效果不明顯。(4)(4)剪扭沖切強度受限制，剪扭沖切強度受限制， 500MPa500MPa筋易脆斷不宜配箍。筋易脆斷不宜配箍。(5)400MPa(5)400MPa筋適應性強，應作梁板主力鋼筋筋適應性強，應作梁板主力

37、鋼筋- -縱筋及箍筋?？v筋及箍筋。(6)RRB400(6)RRB400宜作基礎及輕載宜作基礎及輕載- -小跨板類構(gòu)件配筋。小跨板類構(gòu)件配筋。(7)500MPa(7)500MPa筋宜大跨重載梁柱配筋。高強混凝土筋宜大跨重載梁柱配筋。高強混凝土C50C50配配筋。筋。(8)(8)低強低強300(335)MPa300(335)MPa筋及筋及RRBRRB筋宜作分布筋宜作分布- -架立架立- -防裂等構(gòu)造鋼筋防裂等構(gòu)造鋼筋。2.2.應用中注意的向題應用中注意的向題( (1)1)不顧具體條件，盲目強迫推廣高強鋼筋，造或浪費。不顧具體條件，盲目強迫推廣高強鋼筋，造或浪費。( (2)2)混淆高強鋼筋混淆高強鋼

38、筋- -抗震鋼筋，強迫應用，效果相反?？拐痄摻?，強迫應用，效果相反。(3)(3)同類構(gòu)件應用同類鋼筋，不同品牌同類構(gòu)件應用同類鋼筋，不同品牌- -強度的鋼筋不能混用。強度的鋼筋不能混用。(4)(4)設計軟件己給出全部配套的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計設計軟件己給出全部配套的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計- -構(gòu)造方法。構(gòu)造方法。(5)(5)軟件不能代替設計人員對鋼筋品牌軟件不能代替設計人員對鋼筋品牌- -強度作合理選擇。強度作合理選擇。(6)(6) 綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，物盡其用的配筋原則。綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，物盡其用的配筋原則。3 3鋼筋的合理應用鋼筋的合理應用（1）縱向受力鋼筋縱向受力鋼筋主力配筋主力配筋：400400、50

39、0MPa500MPa鋼筋宜作大跨、重載結(jié)構(gòu)及梁、柱、桿類鋼筋宜作大跨、重載結(jié)構(gòu)及梁、柱、桿類構(gòu)件的受力鋼筋；構(gòu)件的受力鋼筋；400400、300(335)MPa300(335)MPa鋼筋作中跨、輕載結(jié)構(gòu)及板鋼筋作中跨、輕載結(jié)構(gòu)及板、墻、殼面狀件的受力鋼筋。、墻、殼面狀件的受力鋼筋。延性配筋延性配筋：HRBHRB及及HRBFHRBF鋼筋可考慮塑性設計，帶后綴鋼筋可考慮塑性設計，帶后綴-E-E的鋼筋可作的鋼筋可作抗震鋼筋。抗震鋼筋?；A配筋基礎配筋：RRBRRB鋼筋作基礎鋼筋作基礎- -大體積混凝土等延性要求不高的配筋。大體積混凝土等延性要求不高的配筋。次要配筋次要配筋；細直徑的；細直徑的300(

40、335)MPa300(335)MPa鋼筋及鋼筋及RRBRRB鋼筋作小跨、輕載結(jié)構(gòu)鋼筋作小跨、輕載結(jié)構(gòu)的配筋：過梁、圈梁、構(gòu)造柱、農(nóng)房的配筋。的配筋：過梁、圈梁、構(gòu)造柱、農(nóng)房的配筋。（2）預應力鋼筋預應力鋼筋長跨連續(xù)長跨連續(xù)配筋配筋：集束高強鋼絲、鋼絞線作后張預應力配筋。集束高強鋼絲、鋼絞線作后張預應力配筋。中小跨中小跨預制構(gòu)件配筋預制構(gòu)件配筋：中強鋼絲、高強鋼絲、鋼絞線作先張預應中強鋼絲、高強鋼絲、鋼絞線作先張預應力配筋。力配筋。大跨大跨構(gòu)件構(gòu)件拉桿拉桿：預應力螺紋鋼筋、鋼絞線作拉桿配筋。：預應力螺紋鋼筋、鋼絞線作拉桿配筋。（3）橫向鋼筋橫向鋼筋 箍筋箍筋：300(335)、400MPa鋼筋；

41、鋼筋；500 MPa鋼筋不能彎折而宜鋼筋不能彎折而宜作連續(xù)螺旋配箍。作連續(xù)螺旋配箍。 彎筋彎筋；400、500MPa鋼筋鋼筋。 約束配筋約束配筋：400、500MPa鋼筋作局壓荷載下的網(wǎng)片。鋼筋作局壓荷載下的網(wǎng)片。 約束配箍約束配箍：400、500MPa鋼筋及中強鋼絲作連續(xù)螺旋配箍或鋼筋及中強鋼絲作連續(xù)螺旋配箍或 “一筆畫箍一筆畫箍”。（4）構(gòu)造鋼筋構(gòu)造鋼筋 架立筋架立筋：RRB及及300MPa鋼筋鋼筋。 分布筋分布筋：小直徑：小直徑RRB鋼筋及鋼筋及300(335)MPa鋼筋鋼筋(網(wǎng)片網(wǎng)片)。 防裂筋防裂筋：小直徑：小直徑RRB鋼筋及鋼筋及300(335)MPa鋼筋鋼筋(網(wǎng)片網(wǎng)片)。 (5)

42、合理的合理的鋼筋消耗鋼筋消耗 1）強度等級比例強度等級比例： 300:400:500MPa約為約為0.25:0.55:0.20。 2）應用范圍調(diào)整應用范圍調(diào)整：大型公共工程高強鋼筋比例增加；住宅、農(nóng)：大型公共工程高強鋼筋比例增加；住宅、農(nóng)房高強鋼筋比例減少。房高強鋼筋比例減少。 3）土木工程其它結(jié)構(gòu)土木工程其它結(jié)構(gòu)：水工、港工、公路、鐵路、市政、人防水工、港工、公路、鐵路、市政、人防等混凝土結(jié)構(gòu)高強鋼筋比例不同，不可強求一律。等混凝土結(jié)構(gòu)高強鋼筋比例不同，不可強求一律。六推廣應用中應注意的問題六推廣應用中應注意的問題1. 1. 高強鋼筋的生產(chǎn)問題高強鋼筋的生產(chǎn)問題（1）延性延性- -綜合性能綜

43、合性能：提高強度時保證延性施工適應性。：提高強度時保證延性施工適應性。（2）比例生產(chǎn)各種鋼筋比例生產(chǎn)各種鋼筋：不能只生產(chǎn)高強筋：不能只生產(chǎn)高強筋 ，應根據(jù)工程需要生，應根據(jù)工程需要生產(chǎn)不同牌號及強度的鋼筋。產(chǎn)不同牌號及強度的鋼筋。（3）鋼筋的標志鋼筋的標志；希望以鋼筋外形（縱筋；希望以鋼筋外形（縱筋-旋向）區(qū)別牌號及強度旋向）區(qū)別牌號及強度，方便施工識別。，方便施工識別。（4）控制尺寸偏差控制尺寸偏差：減少自重偏差；控制不園度及錯半園；保證：減少自重偏差；控制不園度及錯半園；保證安全及連接質(zhì)量。安全及連接質(zhì)量。（5）淘汰落后產(chǎn)能淘汰落后產(chǎn)能：淘汰落后工藝、不成熟工藝，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)：淘汰落后工藝

44、、不成熟工藝，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，穩(wěn)定鋼筋質(zhì)量。，穩(wěn)定鋼筋質(zhì)量。（6）品牌名實相符品牌名實相符：行業(yè)自律，遵守職業(yè)道德。：行業(yè)自律，遵守職業(yè)道德。2 2凈化鋼筋市場凈化鋼筋市場（1）物流環(huán)節(jié)多物流環(huán)節(jié)多 鋼筋以訂定產(chǎn)，滯后工程需求。造成物流環(huán)節(jié)太多，價格升高。鋼筋以訂定產(chǎn)，滯后工程需求。造成物流環(huán)節(jié)太多，價格升高。（2）價格不合理價格不合理 鋼筋價格混亂，應整頓凈化市場，合理分配各環(huán)節(jié)的應有利潤。鋼筋價格混亂，應整頓凈化市場，合理分配各環(huán)節(jié)的應有利潤。（3）供求脫節(jié)供求脫節(jié) 為利潤壟斷生產(chǎn)，早期高強鋼筋設計后無貨；近期低強筋無貨造為利潤壟斷生產(chǎn)，早期高強鋼筋設計后無貨；近期低強筋無貨造 成浪費。成浪

45、費。（4）提倡直購提倡直購 實現(xiàn)產(chǎn)實現(xiàn)產(chǎn)-需見面直購，可降低價格，還可避免鋼筋代換的浪費需見面直購，可降低價格，還可避免鋼筋代換的浪費。（5）誠信缺失誠信缺失 假冒偽劣、以次充好、牌號假冒偽劣、以次充好、牌號-性能不符、瘦身鋼筋。性能不符、瘦身鋼筋。3 3鋼筋的合理應用鋼筋的合理應用（1）設計優(yōu)化選擇設計優(yōu)化選擇 高強高強-高性能綜合考慮，不片面追求高強，適當選擇高性能綜合考慮，不片面追求高強，適當選擇-物盡其用。物盡其用。（2）防止混料錯批防止混料錯批 牌號及強度多樣化后，施工現(xiàn)場必須加強管理，防止混料錯批。牌號及強度多樣化后，施工現(xiàn)場必須加強管理，防止混料錯批。（3）發(fā)展配套技術(shù)發(fā)展配套技

46、術(shù) 高強引起的錨固高強引起的錨固-連接問題，應以機械錨固連接問題，應以機械錨固-連接及焊接方式解決。連接及焊接方式解決。（4）提倡深加工提倡深加工 調(diào)直、切斷、彎折、箍筋、焊接、網(wǎng)片調(diào)直、切斷、彎折、箍筋、焊接、網(wǎng)片以半成品形式供貨。以半成品形式供貨。（5）專業(yè)加工配送專業(yè)加工配送 在有條件處實現(xiàn)鋼筋的專業(yè)加工配送，實現(xiàn)鋼筋工程產(chǎn)業(yè)化。在有條件處實現(xiàn)鋼筋的專業(yè)加工配送，實現(xiàn)鋼筋工程產(chǎn)業(yè)化。4 4政策導向問題政策導向問題（1）防止片面高強防止片面高強 盲目追求高強；不顧延性及其他性能，可能會影響安全。盲目追求高強；不顧延性及其他性能，可能會影響安全。（2）避免擴大范圍避免擴大范圍 不顧實際擴大高

47、強鋼筋應用范圍；影響結(jié)構(gòu)性能，造成浪費。不顧實際擴大高強鋼筋應用范圍；影響結(jié)構(gòu)性能，造成浪費。（3）混淆高強混淆高強- -抗震抗震 混淆鋼筋高強混淆鋼筋高強-抗震不同要求；強迫推廣影響安全且造成浪費?？拐鸩煌螅粡娖韧茝V影響安全且造成浪費。（4）不盲目追求比例不盲目追求比例 不盲目追求高強鋼筋比例；并非越高越好；應物盡其用。不盲目追求高強鋼筋比例；并非越高越好；應物盡其用。（5）大力整頓市場大力整頓市場 打擊缺乏誠信投機行為；凈化市場；保障生產(chǎn)打擊缺乏誠信投機行為；凈化市場；保障生產(chǎn)-用戶實際利益。用戶實際利益。（6）部門間協(xié)調(diào)部門間協(xié)調(diào) 冶金冶金-建筑加強合作建筑加強合作-交流，各自作出努力，滿足結(jié)構(gòu)安全的合理交流，各自作出