635MPa級(jí)熱軋帶肋高強(qiáng)鋼筋在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用探討

屈創(chuàng)，李新俊

（1.安徽同濟(jì)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000；2.合肥宇信龍置業(yè)有限公司，安徽 合肥 230001）

1 項(xiàng)目概況及材料

偉杰夫醫(yī)療科技廠區(qū)工程2#廠房，位于安徽省合肥市廬江縣高新區(qū)，抗震一般性場(chǎng)地，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，II類場(chǎng)地，基礎(chǔ)類型采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。

抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，地震分組第1組，特征周期0.35s。抗震設(shè)防類別為丙類，抗震等級(jí)為三級(jí)。

2 材料性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)

本工程梁板縱向受力鋼筋采用635MPa級(jí)別高強(qiáng)鋼筋，鋼筋牌號(hào)HRB635及HRB635E，鋼筋最大力下總伸長(zhǎng)率、屈強(qiáng)比、超強(qiáng)比均滿足抗震、非抗震工況下材料指標(biāo)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy及抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy’均為550MPa，實(shí)際中抗拉強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均取500MPa作為結(jié)構(gòu)安全富裕儲(chǔ)備。

根據(jù)承載力替換原則，采用635MPa級(jí)別鋼筋替代HRB400級(jí)鋼筋（抗拉強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度均為360MPa）理論上可節(jié)省鋼材1-360/500=28%。如取三級(jí)鋼筋4000元/t，635MPa級(jí)別高強(qiáng)鋼筋按4750元/t進(jìn)行計(jì)算，鋼筋價(jià)格提升了（4750-4000）/4000=18.75%，理論上結(jié)構(gòu)最大可節(jié)省鋼材造價(jià)（4000-360/500×4750）/4000=14.5%。

結(jié)構(gòu)計(jì)算除滿足承載力極限狀況外，仍需滿足正常使用極限狀態(tài)，包括梁板撓度變形、裂縫寬度等要求。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.5，按混凝土結(jié)構(gòu)裂縫最小寬度0.30mm控制。板的最小配筋率可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.5.1對(duì)于板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當(dāng)采用強(qiáng)度等級(jí)400MPa、500MPa、600MPa和 630MPa的鋼筋時(shí)，其最小配筋百分率應(yīng)允許采用0.15和45ft/fy的較大值，低于普通鋼筋混凝土板類受彎構(gòu)件中最小配筋百分率采用0.20和45ft/fy的較大值（0.20%）的要求。且根據(jù)635MPa級(jí)別高強(qiáng)鋼筋企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，樓板負(fù)筋最小直徑可選用6mm，低于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.6中鋼筋直徑不宜小于8mm的要求。本工程樓板最小配筋率采用0.15%，樓板板底板頂鋼筋最小直徑均選用6mm，均通過業(yè)內(nèi)專家審查認(rèn)可。

3 結(jié)構(gòu)布置及鋼筋經(jīng)濟(jì)性比較

結(jié)構(gòu)布置采用2種柱網(wǎng)尺寸，梁、板縱向受力鋼筋采用 HRB635（E）及HRB400（E）鋼筋，采用盈建科結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件2.0.1進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，并將2種結(jié)構(gòu)布置的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見圖1（以標(biāo)準(zhǔn)層2層、3層做對(duì)比）。

結(jié)構(gòu)布置采用方案1大柱網(wǎng)時(shí)，二、三層梁、板縱向受力鋼筋使用量比值平均值為0.77和0.765，考慮價(jià)格因素4750/4000=1.18，梁板縱向受力鋼筋采用HRB635（E）直接成本僅為 HRB400（E）的0.91及0.90。

圖1 結(jié)構(gòu)方案1：Y向大柱網(wǎng)9m，Y向梁300×600

圖2 結(jié)構(gòu)方案2：Y向小柱網(wǎng)6m，Y向梁250×450

方案1鋼筋含量對(duì)比表 表1

方案2鋼筋含量對(duì)比表 表2

結(jié)構(gòu)布置采用方案2小柱網(wǎng)時(shí)，二、三層梁、板縱向受力鋼筋使用量比值平均值為0.82和0.79，考慮價(jià)格因素4750/4000=1.18，梁板縱向受力鋼筋采用 HRB635（E）直接成本為 HRB400（E）的 0.97及0.93。

對(duì)比2種方案，采用大柱網(wǎng)時(shí)，采用高強(qiáng)鋼筋直接成本指標(biāo)為0.91及0.90；采用小柱網(wǎng)時(shí)，因梁跨度降低，鋼筋含量有降低趨勢(shì)，而樓板網(wǎng)格劃分無明顯變化導(dǎo)則樓板鋼筋含量變化不大，采用高強(qiáng)鋼筋直接成本指標(biāo)為0.97及0.93。也說明當(dāng)梁板跨度較大，采用高強(qiáng)鋼筋時(shí)，經(jīng)濟(jì)性較好。

當(dāng)采用高強(qiáng)鋼筋時(shí)，鋼筋的搭接長(zhǎng)度和錨固長(zhǎng)度相應(yīng)增加，以三級(jí)抗震，HRB635E，接頭百分率50%，直徑20抗震搭接長(zhǎng)度為：

搭接長(zhǎng)度的成本（15～18元）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼筋機(jī)械套筒連接接頭成本（5元左右）。本工程高強(qiáng)鋼筋連接均采用套筒連接，且接頭成本與普通鋼筋相同，梁端錨固長(zhǎng)度增加成本較小，本工程暫未考慮。

采用高強(qiáng)鋼筋代替普通鋼筋時(shí)，鋼筋重量可以降低10～30%，這不僅僅只是材料成本的減少，還減少了倉(cāng)儲(chǔ)成本、運(yùn)輸成本、搬運(yùn)成本等，同樣因?yàn)殇摻顢?shù)量的減少，方便澆筑，保證施工質(zhì)量，尤其是梁柱核心區(qū)等。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程采用大柱網(wǎng)，梁板縱向受力鋼筋中采用HRB635代替HRB400級(jí)鋼筋，直接成本降低10%左右，未達(dá)到理論最大節(jié)省量14%。筆者認(rèn)為部分梁板構(gòu)件為構(gòu)造配筋非計(jì)算配筋，采用高強(qiáng)鋼筋后仍需按構(gòu)造配置降低了經(jīng)濟(jì)性；部分梁截面跨度大，雖采用高強(qiáng)鋼筋后降低了配筋率，但考慮其正常使用極限狀態(tài)，如撓度，裂縫控制等因素需提高其配筋率滿足規(guī)范要求等。

高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用于實(shí)際工程中，需考慮其經(jīng)濟(jì)適用性，如大跨度，重荷載、超高層、（非）人防地下室等。采用高強(qiáng)鋼筋減少鋼筋用量，降低工程成本，提高建筑工程質(zhì)量，資源合理化，節(jié)能減排。既有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)又有安全性優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工程中具有非常遼闊的應(yīng)用前景。