1、1高强度钢筋建筑的发展趋势【摘要】随着建筑业的飞速发展, 高强度钢筋具有较高的屈服强度(400Mpa) ,且延性指标强屈比(1.15)和伸长率(7%) 。文中概述了我国高强度钢筋建筑的发展历程,并对高强度钢筋的特点和积极推进高强度钢筋在工程建设中的应用做了相应的论述。 【关键词】高强度钢筋;建筑;发展趋势 中图分类号:TU378 文献标识码: A 文章编号: 1、高强度钢筋 钢筋是混凝土结构中的关键材料,其强度等级直接影响建筑工程质量和安全,混凝土钢筋的高强度化是其重要的发展方向。在国内,高强度钢筋是指钢筋混凝土用钢第 2部分:热轧带肋钢筋 (GB1499.2-2007)中规定的屈服强度为 4
2、00Mpa 和 500Mpa级的普通热轧带肋钢筋(HRB)和细晶粒热轧带肋钢筋(HRBF) 。 (1) 、高强度钢筋的发展和使用概况 高强度钢材的总体发展与国外发达国家相比有较大差距,混凝土结构用钢筋已沦为全球最低之列。我国 20世纪 50、60 年代使用低碳钢筋(HPB235);20 世纪 70年代,通过低合金化(20MnSi)使强度提高40%(HRB335) ;80 年代进一步微合金化(20MnSiV)强度又提高20%(HRB400) 。目前,强度再提高 25%的 HRB500级钢筋已具备生产能力。截止到 2009年,国内 335Mpa级钢筋实际用量仍占到 70%左右。因此,2混凝土结构设
3、计规范 (GB50010-2010)及相关条文均贯彻推广高强度钢筋:优先使用 400Mpa 级钢筋;积极推广 500Mpa 级钢筋;取消 235Mpa光圆钢筋;逐步限制、淘汰 335Mpa级钢筋。近年来,HRB400 级钢筋得到广泛应用,HRB500 级钢筋开始应用。 2、高强度钢筋的特点 高强度钢筋中,普通热轧钢筋(HRB)多采用 V、Nb 或 Ti等微合金化工艺进行生产,而细晶粒热轧钢筋(HRBF)则通过控轧和空冷工艺提高钢材的性能,细晶粒热轧钢筋焊接工艺要求高于普通热轧钢筋。高强度钢筋具有较高的屈服强度(400Mpa) ,且延性指标强屈比(1.15)和伸长率(7%)也能满足一般抗震要求。
4、尽管高强度钢筋因为裂缝和变形控制要求使得强度不能得到充分利用,但结构承载力储备却大为提高。另外,在混凝土柱中使用高强度钢筋,将有利于避免形成柱铰屈服破坏机构。高强度钢筋可广泛应用于非抗震的和抗震设防地区的民用与工业建筑和一般构筑物,可用作钢筋混凝土结构构件的纵向受力钢筋和预应力混凝土构件的非预应力钢筋以及用作箍筋和构造钢筋等,相应结构梁板墙的混凝土强度等级不宜低于 C25,柱不宜低于 C30。钢筋的强度价格比随强度增加而逐渐提高,高强度钢筋具有良好的经济效益。若能将我国混凝土结构的主导受力钢筋强度提高到 400500Mpa(HRB400 级和HRB500级),则可节约钢筋用量 30%。 3、高
5、强度钢筋建筑的发展趋势 建筑工程的发展离不开工程材料,建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础,而新型结构的出现又是新材料出现的驱动力。近年来,3工程材料的发展可谓空前活跃,在高强度、轻质、高耐久性、绿色环保等方面都取得了长足的进步;高强度的建筑结构材料不断涌现,所取得的经济社会效益明显,不但能直接减少材料用量,而且还可缓解原料对生产、加工、交通运输、电力等耗费,有利于国家减少工业投入,更好地落实节约资源能源的基本国策;HRB400 级钢筋得到广泛应用,HRB500 级钢筋开始应用,HRB600 级高强度钢筋研发成功,填补了我国 600Mpa 级别高强钢筋生产的空白。 (1) 、高强度钢筋的应
6、用 1) 、天津君临大厦位于天津市博爱道 1号单体建筑面积 23万平米,地下 3层,地上 88层;钢筋混凝土框架剪力墙结构。应用了高强度钢筋HRB400. 2) 、北京京东方第 8.5代薄膜晶体管液晶显示器件项目,北京市重点工程,建筑面积 71万平米。在桩基和主体结构应用了高强度钢筋技术,提高了工程质量。 3) 、邹平天兴城商场为框架结构,建筑面积 61151平米,地下 1层为超市和设备间,地上 6层为专业卖场。应用了高强度钢筋 3350吨。 (2) 、加快应用高强度钢筋 1) 、住建部和工信部联合出台关于加快应用高强钢筋的指导意见,要求到 2013年底,在建筑工程中淘汰 335兆帕级钢筋,到
7、 2015年底,高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的 80%,在建筑工程中使用量达到建筑用钢筋总量的 65%以上。 (2)加强应用高强度钢筋的监管 4严格执行混凝土结构设计规范 (GB50010-2010),新建建设项目混凝土梁柱纵向受力筋必须用 400Mpa级及以上高强钢筋;设计单位应建立高强钢筋设计应用自审制度,从源头上把关;初步设计审批和施工图审查机构应将 400Mpa及以上高强钢筋设计应用情况作为初步设计审批和施工图审查看点内容,对未按要求设计应用或设计应用不符合标准要求的建设项目不得通过审批和审查。完善高强钢筋的应用。 (3)开展 HRB600级高强度钢筋的研发 河北钢铁集团承钢公司成功
8、轧制规格为 25mm 的 HRB600高强抗震钢筋 300吨,各项指标满足设计要求,填补了我国 600Mpa 级别高强钢筋生产的空白,HRB600 高强抗震钢筋的成功开发,一方面可以减少用钢量,与目前主要使用的 HRB335、HRB400、HRB500 级钢筋相比可分别节约用钢量 73.3%、44.4%和 19.5%,具有节能减排的现实意义;另一方面,可以增加建筑使用面积,使结构设计更加灵活,提高建筑使用功能。 (4)建筑领域设计施工的配套规范 建筑领域设计施工的配套规范高强度钢筋在混凝土结构中应用技术导则 、GB50010-2010混凝土结构设计规范 、JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技
9、术规程 、GB50010-2010建筑抗震设计规范等技术规范,已将高强度钢筋作为建筑设计、施工的主力钢筋。铁路、地铁、公路桥梁、人防工程等应用领域已根据行业建设特点,积极推进高强度钢筋在工程建设中的应用。 (5)加大推广应用高强钢筋的力度 我国钢筋占钢铁总产量的 25%左右,提高钢筋的档次、质量和稳定性,5将推动钢铁减量化应用、又能促进各类建筑和基础设施,提高质量和寿命,支撑建筑业的转型升级;同时,缓解钢铁生产的资源、能源和环境制约,具有非常重要的意义、非常高的现实可行性、显著的经济效益和社会效益。在十二五期间高强钢筋使用比例达到建筑用钢的 60%计算,全国每年可减少钢材消耗 100万吨左右,
10、增加钢铁工业经济效益近 150亿元,减少铁矿石消耗 1600万吨左右,减少能源消耗 600万吨标准煤,减少二氧化碳排放 2000万吨左右。因此国家正在加大推广应用高强钢筋的时机已经成熟,在应用 400Mpa级钢筋为主的基础上,对大型高层建筑和大跨度公共建筑,优先采用 500Mpa级钢筋和集中化钢筋加工配送技术,逐年提高 500Mpa级钢筋的生产和使用比例。开展 600Mpa级钢筋的应用技术研发;对于地震多发地区,重点应用高强屈比、均匀伸长率高的高强抗震钢筋。推广应用高强度钢筋势在必行。也是实现绿色建筑、实现建筑与社会、自然的和谐统一。 4、结束语 建筑在减肥 ,消除肥胖症 ,实施减量化,就必须采用高强钢筋,建筑物出于安全性与经济性、耐久性,需要高强度、高韧性和低屈强比,钢材具有良好的耐蚀性、耐候性、耐火性、抗震性;所以我国需加速形成高强度建筑用钢以及具有功能性材料的完整的系列产品,这有利高强度钢筋的广泛推广应用。高强度钢筋的全面开发、生产、投放市场必将更好的满足广大客户的需求,同时也为企业发展注入新的活力。所以今后高强度钢筋是建筑用钢的发展趋势。 6参考资料:注册建造师继续教育必修课教材及其它有关文献。