《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010-2010(2015年局部修訂)

1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2015年局部修訂）簡介及高強鋼筋的工程應用,鄭州大學 劉立新 2015年12月,,一.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2015年局部修訂）簡介（一）修訂背景和過程●根據(jù)“四節(jié)一環(huán)?！币?，提倡應用高強、高性能鋼筋?！窀鶕?jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于同意國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010局部修訂的函”(建標標函[2013] 29號的要

2、求，于2013年啟動，2015年8月通過審查、2015年9月頒布，目前正在出版社印刷?！窀鶕?jù)我國鋼筋標準《鋼筋混凝土用鋼 第1部分》GB1499.1、 《鋼筋混凝土用鋼 第2部分》GB1499.2的變化對混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的品種進行了調(diào)整，共涉及7條條文的修改，及部分條文的勘誤。,,（二）主要修訂內(nèi)容4.2.1混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋應按下列規(guī)定選用： 1 縱向受力普通鋼筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF50

3、0、HRB335、RRB400、HPB300鋼筋；梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋。 2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋。 3 預應力筋宜采用預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋。 （原4款合并為3款）◆將400MPa、500MPa級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋推廣應用，尤

4、其是梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力配筋應優(yōu)先采用400MPa、500MPa級高強鋼筋；◆淘汰直徑16mm及以上335MPa級熱軋帶肋鋼筋，保留小直徑的HRB335鋼筋，主要用于中、小跨度樓板配筋以及剪力墻的分布筋配筋，還可用于構(gòu)件的箍筋與構(gòu)造配筋；,,◆ 用300MPa級光圓鋼筋取代235MPa級光圓鋼筋，將其規(guī)格限于直徑6mm～14mm，主要用于小規(guī)格梁柱的箍筋與其他混凝土構(gòu)件的構(gòu)造配筋。對既有結(jié)構(gòu)進行再設(shè)計時， 235MPa級光圓

5、鋼筋的設(shè)計值仍可按原規(guī)范取值；◆ 取消HRBF335牌號鋼筋；◆ 箍筋用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計時，其抗拉強度設(shè)計值發(fā)揮受到限制(360MPa)，不宜采用強度高于400MPa級的鋼筋。當用于約束混凝土的間接配筋（如連續(xù)螺旋配箍或封閉焊接箍等）時，鋼筋的高強度可以得到充分發(fā)揮，采用500MPa級鋼筋具有一定的經(jīng)濟效益。4.2.2鋼筋的強度標準值應具有不小于95％的保證率。普通鋼筋的屈服強度標準值、極限強度標準值應按表4.2.

6、2-1采用；預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋的極限強度標準值及屈服強度標準值應按表4.2.2-2采用。,,,表4.2.2-1 普通鋼筋強度標準值（N/mm2）,,,,,,4.2.3 普通鋼筋的抗拉強度設(shè)計值 f y、抗壓強度設(shè)計值 f y′ 應按表4.2.3-1采用；預應力筋的抗拉強度設(shè)計值 f py、抗壓強度設(shè)計值 f py′應按表4.2.3-2采用。 當構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時，每種鋼筋應采用各自的強度設(shè)計值

7、。,,對軸心受壓構(gòu)件，當采用HRB500、HRBF500鋼筋時，鋼筋的抗壓強度設(shè)計值f y′應取400 N/mm2。橫向鋼筋的抗拉強度設(shè)計值f yv應按表中 f y的數(shù)值采用；但用作受剪、受扭、受沖切承載力計算時，其數(shù)值大于360N/mm2時應取360N/mm2。（強條）◆局部修訂中將500MPa級鋼筋的抗壓強度設(shè)計值從410N/mm2調(diào)整到435N/mm2，保持與抗拉強度設(shè)計值一致；對軸心受壓構(gòu)件，由于受混凝土極限壓應變

8、0.002的限制，當采用500MPa級鋼筋時，其鋼筋的抗壓強度設(shè)計值取為400N/mm2。,表4.2.3-1 普通鋼筋強度設(shè)計值（N/mm2）,,,表4.2.3-2 預應力筋強度設(shè)計值（N/mm2）,注：當預應力筋的強度標準值不符合表4.2.3-2的規(guī)定時，其強度設(shè)計值應進行相應的比例換算。,◆按預應力鋼筋抗壓強度設(shè)計值的取值原則，本次局部修訂將預應力螺紋鋼筋的抗壓設(shè)計強度由2010版規(guī)范中取值410MPa修改為400MPa。,,,

9、◆混凝土內(nèi)配有縱向鋼筋也可使混凝土的變形能力有一定提高，隨著縱筋配筋率的增大，混凝土的峰值應力變化不大，但峰值應變有較明顯增大，由于鋼筋和混凝土之間有很好的粘結(jié)，當混凝土應力接近或達到峰值時，縱筋起到了一定的卸載和約束作用。◆混凝土在長期荷載作用下產(chǎn)生徐變，變形增大（1.25）◆歐美等國的規(guī)范取 f y′ = f y,◆以往教科書：f y′ =Es×e 0=200000×0.002=400MPa,,●5

10、00MPa級鋼筋偏壓、軸壓構(gòu)件計算比較 fy=435N/mm2，fy‘=435N/mm2（軸壓400N/mm2），附加偏心距 ea =max（20mm，h/30) , b=400mm，h=400mm,C30混凝土，fc=14.3N/mm2，a1=1.0，b1=0.8, xb=0.482, l0/h=10,,,C50混凝土，fc=23.1N/mm2，a1=1.0，b1=0.8, xb=0.482, l0/h=15,,4.2.4

11、普通鋼筋及預應力筋在最大力下的總伸長率δgt不應小于表4.2.4規(guī)定的數(shù)值。,表4.2.4 普通鋼筋及預應力筋在最大力下的總伸長率限值,4.2.5 普通鋼筋和預應力筋的彈性模量Es可(原應)按表4.2.5采用。,◆局部修訂中，刪除了HRBF335鋼筋脾牌號，取消了原表注，正文中的”應”改為”可”。,◆由于制作偏差、基圓面積不同以及鋼絞線捻緊程度差異的影響，實際受力后的變形模量存在一定的不確定性，通常不同程度地偏小。因此，必要時可通過試

12、驗測定鋼筋的實際彈性模量，用于設(shè)計計算。,,9.7.6 吊環(huán)應采用HPB300鋼筋或Q235圓鋼，并應符合下列規(guī)定；1 吊環(huán)錨入混凝土中的深度不應小于30d并應焊接或綁扎在鋼筋骨架上，d為吊環(huán)鋼筋或圓鋼的直徑。2 應驗算吊環(huán)在荷載標準值作用下的應力。對HPB300鋼筋，吊環(huán)應力不應大于65N/mm2；對Q235圓鋼，吊環(huán)應力不應大于50N/mm2。當在一個構(gòu)件上設(shè)有4個吊環(huán)時，應按3個吊環(huán)進行計算。,表4.2.5 鋼筋的彈性

13、模量 (×105 N/mm2),(取消原表注),,◆ 由于本次局部修訂將HPB300鋼筋的直徑限于不大于14mm，因此當?shù)醐h(huán)直徑小于等于14mm時，可以采用HPB300鋼筋；當?shù)醐h(huán)直徑大于14mm時，可采用Q235圓鋼。11.2.2 梁、柱、支撐以及剪力墻邊緣構(gòu)件中，其受力鋼筋宜采用熱軋帶肋鋼筋；當采用現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土用鋼 第2部分： 熱軋帶肋鋼筋》GB 1499.2中牌號帶“E”的熱軋帶肋鋼筋時，其強度和彈性模量

14、應按本規(guī)范第4.2節(jié)有關(guān)熱軋帶肋鋼筋的規(guī)定采用?！緱l文說明】 ●結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的變形性能直接影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震力作用下的延性?？紤]地震作用的框架梁、框架柱、支撐、剪力墻邊緣構(gòu)件的縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HRB500牌號熱軋帶肋鋼筋；箍筋宜選用HRB400、HRB335、HPB300、HRB500牌號熱軋鋼筋。,,● 對抗震延性有較高要求的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如框架梁、框架柱、斜撐等），其縱向受力鋼筋應采用現(xiàn)行國家標準

15、《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》GB 1499．2中牌號為HRB400E、 HRB500E、HRB335E、 HRBF400E、HRBF500E的鋼筋。這些帶“E”的鋼筋牌號鋼筋的強屈比、屈強比和極限應變（延伸率）均符合本規(guī)范第11．2．3條的要求；這些鋼筋的抗拉指標及彈性模量的取值與不帶“E”的同牌號熱軋帶肋鋼筋相同，應符合本規(guī)范第4．2節(jié)的有關(guān)規(guī)定。●文字修改及勘誤,表G.0.12 深梁中鋼筋的最小配筋百分率(%),

16、,9.3.2（文字修改）5. 柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于3%時，箍筋直徑不應小于8mm，間距不應大于10d，且不應大于200mm，d為縱向受力鋼筋的最小直徑。鋼筋末端應做成135º彎鉤，且彎鉤末端平直段長度不應小于箍筋直徑的10倍。,●勘誤◆第191頁 第11.7.10條公式（11.7.10-3）中的 改為 ，即,（11.7.10-3）,◆第193頁第11.7.11條 5 剪力墻的水平分布鋼筋可作為連

17、梁的縱向構(gòu)造鋼筋在連梁范圍內(nèi)貫通。當梁的腹板高度 hw 小于450mm時，其兩側(cè)面沿梁高范圍設(shè)置的縱向構(gòu)造鋼筋的直徑不應小于8mm（原10mm），間距不應大于200mm；對跨高比不大于2.5的連梁，梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋的面積配筋率尚不應小于0.3%。,,二.《 500MPa級及以上高強鋼筋應用導則》概況●鋼筋品牌 HRB500、HRBF500、HTRB600、CRB600H（高延性冷軋帶肋鋼筋，用于板、墻類構(gòu)件）、PC棒（用

18、于約束箍筋）●需解決的主要問題◆600MPa級熱軋帶肋鋼筋HTRB600（fy=500~520MPa）用于普通鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、裂縫控制；（目前可用于嵌固板，最小配筋率控制）◆約束箍筋應力取值?！裼媱?015年底完成征求意見稿，2016年3月送審。●600MPa級熱軋帶肋鋼筋用于連續(xù)板類構(gòu)件的計算分析。,,,◆計算說明 （1）按連續(xù)板（中間區(qū)格板兩端嵌固）計算內(nèi)力，兩端彎矩和跨中彎矩相等），Mmid=Msup =(gG

19、gk+gQ qk)l02/16，相當支座彎矩調(diào)幅25%（與教科書和設(shè)計手冊一致，如果考慮拱作用彎矩還可減小），不考慮受壓鋼筋作用，選筋時滿足最小配筋率的要求；（2）按可變荷載準永久組合彎矩驗算最大裂縫寬度；（3）考慮支座彎矩的影響按結(jié)構(gòu)力學方法計算跨中最大撓度，fmax=(gk+yQ qk)l04/192B。◆算例1兩端嵌固板，l0=5m，h=160mm，cs=20mm，d=8mm，h0=h-cs-d/2=136mm；gk=6k

20、N/m2（板自重4kN/m2，面層2kN/m2），qk=3.5kN/m2，C30混凝土。,,表1-1 承載力及配筋計算（fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2，ft=1.43N/mm2，Ec=3×104N/mm2）,表1-2 最大裂縫寬度驗算,表1-3 變形驗算,,,◆算例2：兩端嵌固板，l0=3.6m，h=120mm，cs=20mm，d=6mm，h0=h-cs-d/2=97mm，gk=5kN/m2（板自重

21、3kN/m2，面層2kN/m2），qk=2.5kN/m2。,,三. 高強鋼筋的設(shè)計及工程應用1.常用高強鋼筋品種和牌號（1）微合金熱軋帶肋鋼筋：通過添加釩(V)、鈮(Nb)等合金元素提高屈服強度和極限強度的熱軋帶肋鋼筋；牌號為HRB，其后的數(shù)字表屈服強度標準值（MPa），如HRB400、HRB500、HTRB600等。（2）細晶粒熱軋帶肋鋼筋：通過特殊控軋和控冷工藝提高屈服強度和極限強度的熱軋帶肋鋼筋，其金相組織主要是鐵素體加珠光

22、體，晶粒度不粗于9級；牌號為HRBF，其后的數(shù)字表屈服強度標準值（MPa），如HRBF400、HRBF500等。（3）余熱處理鋼筋：通過軋鋼時進行淬水處理并利用芯部的余熱對鋼筋的表層實現(xiàn)回火，以提高強度避免脆性的熱軋帶肋鋼筋；牌號為RRB，其后的數(shù)字表屈服強度標準值（MPa），如RRB400。,,（4）牌號帶后綴“E”的熱軋帶肋鋼筋：有較高抗震性能的熱軋帶肋鋼筋，如HRB400E、HRB500E、HRBF400E和HRBF500E等。

23、其抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25，屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.3，且鋼筋在最大力下的總伸長率（均勻伸長率）dgt實測值不應小于9%；（5）高延性冷軋帶肋鋼筋：經(jīng)回火熱處理，具有較高伸長率的冷軋帶肋鋼筋，如CRB600H，用于板、墻類構(gòu)件。,,●鋼筋牌號的鑒別方法,產(chǎn)品規(guī)格為φ18,生產(chǎn)廠廠標,“4”代表HRB400,,,帶肋鋼筋表面的標志,,,,(a)普通熱軋鋼筋（HRB)

24、(b)細晶粒熱軋鋼筋 （HRBF） (C)余熱處理鋼筋（RRB） 鋼筋品牌的判斷,根據(jù)金相組織觀感的不同，判斷鋼筋的品牌,,●鋼筋最大力下的總伸率（均勻伸長率） ◆鋼筋斷后伸長率 只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘

25、余變形的大??；不同標距長度l0得到的結(jié)果不一致；忽略了鋼筋的彈性變形，不能反映鋼筋受力時的總體變形能力；容易產(chǎn)生人為誤差?！糇畲罅ο碌目偵扉L率（均勻伸長率）dgt （Agt）,,,,2.當前高強鋼筋在推廣應用中存在的問題●新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計規(guī)范中已明確將400MPa級和500MPa級鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，以300MPa級等鋼筋作為輔助配筋，并規(guī)定了相應的材料性能指

26、標和構(gòu)造要求，為高強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了依據(jù)。 ◆目前反映高強鋼筋在結(jié)構(gòu)設(shè)計和應用中存在的問題主要有以下方面：（1）部分設(shè)計和施工人員對高強鋼筋的品種、性能、規(guī)格和應用范圍不夠熟悉，對當?shù)馗邚婁摻畹墓┴洜顩r不夠了解，不能合理的選用不同品種的高強鋼筋，有的還擔心高強鋼筋供貨渠道不暢造成設(shè)計變更，不敢貿(mào)然采用高強鋼筋（尤其是500MPa級鋼筋）。,,（2）高強鋼筋設(shè)計中的錨固和梁、柱節(jié)點的構(gòu)造較難處理。鋼筋的強度越高，所

27、需要的錨固長度就越大，400MPa級鋼筋抗拉強度設(shè)計值fy=360MPa，比335MPa級鋼筋（fy=300MPa）高20%，500MPa級鋼筋抗拉強度設(shè)計值fy=435MPa，比335MPa級鋼筋高45%，在其他條件相同時所需的錨固長度也將分別增加20%和45%，將給梁、柱節(jié)點以及主、次梁交接處的構(gòu)造設(shè)計帶來一定困難。（3）采用高強鋼筋后在正常使用極限狀態(tài)下鋼筋的工作應力增大，裂縫寬度也相應增大，使得某些受彎構(gòu)件的鋼筋用量受裂縫寬

28、度限值的控制，節(jié)約鋼筋效果并不與強度成比例。（4）新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計規(guī)范頒布時間不長，某些設(shè)計人員對其中有關(guān)高強鋼筋條款規(guī)定的理解不夠，尚不能合理的使用高強鋼筋，做到“精打細算，物盡其用”。,,3.高強鋼筋設(shè)計中錨固長度和裂縫寬度分析 （1）錨固長度分析 laE為縱向受拉鋼筋的抗震錨固長度；zaE為縱向受拉鋼筋抗震錨固長度修正系數(shù)，對一、二級

29、抗震等級取zaE =1.15，對三級抗震等級取zaE =1.05，對四級抗震等級取zaE =1.00；la為縱向受拉鋼筋的（非抗震）錨固長度，za為錨固長度修正系數(shù)，lab為受拉鋼筋的基本錨固長度；a為錨固鋼筋的外形系數(shù)，對熱軋帶肋鋼筋取a =0.14；fy和ft分別為鋼筋和混凝土抗拉強度的設(shè)計值，d為錨固鋼筋的直徑。 ● 鋼筋的強度越高，所需要的錨固長度就越大；抗震等級越高或鋼筋的直徑越大，所需的錨固長度也越大。,,,,,（a）抗

30、震等級為四級,（b）抗震等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖1 C30混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,,（a）抗震等級為四級,（b）抗震等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖2 C40混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,,（a）抗震等級為四級,（b）抗震等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖3 C50混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,,●梁、柱邊節(jié)點或主、次梁交接處設(shè)計為剛結(jié)點時，為保證受拉鋼筋的錨固承載力和錨固剛度，采用鋼筋彎折或加

31、端錨板等機械錨固措施后，梁縱向受力鋼筋伸入節(jié)點的水平錨固長度仍需大于或等于0.4labE?！癞敾炷翉姸鹊葹镃30或C40時，400MPa級鋼筋在節(jié)點處的錨固長度較容易滿足要求，而500MPa級鋼筋在節(jié)點處的錨固長度較難滿足要求。由于C30或C40混凝土多用于中、小型多層框架結(jié)構(gòu)，因此這類結(jié)構(gòu)宜采用400MPa級鋼筋，而不宜采用500MPa級鋼筋。當混凝土強度等為C50或以上時，500MPa級鋼筋在節(jié)點處的錨固長度才容易滿足要求，C

32、50或以上強度混凝土多用于高層建筑的下部或需要較大承載力的構(gòu)件，梁、柱的截面尺寸也較大，在這類結(jié)構(gòu)或件中采用500MPa級鋼筋，不僅可獲得更好的社會經(jīng)濟效益，構(gòu)件節(jié)點的錨固設(shè)計也較容易處理。,,（2） 裂縫寬度分析 acr為構(gòu)件受力特征系數(shù)，對受彎構(gòu)件取acr =1.9；y 為裂縫間鋼筋應變不均勻系數(shù)，ssq為準永久組合彎矩Mq作用下裂縫截面鋼筋的應力，Es為鋼筋彈性模量；cs 為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受

33、拉區(qū)底邊的距離（mm），deq為縱向受拉鋼筋的等效直徑（mm）?！皲摻钤诤奢d效應準永久組合下的工作應力ssq越大，裂縫寬度也越大；此外鋼筋直徑、混凝土強度以及保護層厚度對裂縫寬度也有一定的影響。,,,①梁裂縫寬度分析,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,（c）C50混凝土,相當于一類環(huán)境下（保護層厚度c=20mm，cs=30mm，d=20mm），混凝土強度分別為C30、C40和C50,圖4 梁裂縫寬度比較,,●梁的混凝土多為C30

34、或C40級，在大多數(shù)情況下采用400MPa級鋼筋作為梁的受力主筋，其裂縫寬度容易滿足要求。只有當梁承受的荷載較大（配筋率較大）或采用高強度混凝土（如高層建筑轉(zhuǎn)換層大梁）時，才宜采用500MPa級鋼筋作為梁的受力主筋。 ②板裂縫寬度分析（相當于一類或二a類環(huán)境，保護層厚度15~20mm，cs=20mm）,,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,圖5 d=14mm鋼筋板裂縫寬度比較,,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,圖6

35、d=12mm鋼筋板裂縫寬度比較,●一類環(huán)境（wlim=0.3mm）板受力鋼筋直徑不大于d=14mm或d=12mm時，335MPa、400MPa和500MPa級鋼筋的計算裂縫寬度均小于規(guī)定的限值；二a類環(huán)境下（wlim=0.2mm），335MPa和400MPa級鋼筋在各種配筋率下的計算裂縫寬度均小于規(guī)定的限值；500MPa級鋼筋當配筋率大于1.5%以后計算裂縫寬度才小于規(guī)定的限值。,,配CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)的板類構(gòu)件當鋼

36、筋直徑不大于12mm、混凝土強度等級不低于C20時，其最大計算裂縫寬度wmax均小于0.3mm，滿足一類環(huán)境裂縫寬度限值的要求 。,◆CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋板類構(gòu)件裂縫分析,,4.應用高強鋼筋的設(shè)計原則 ●中小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的截面尺寸不很大，混凝土強度等級多為C30或C40時，400MPa級鋼筋的錨固長度和裂縫限值均容易滿足要求，具有較廣泛的適用性。 ●500MPa級鋼筋在混凝土強度較高（C50或以上）、配筋率

37、較大時，錨固長度和裂縫限值才容易滿足要求，適用于需要較大承載力的構(gòu)件。 ◆在現(xiàn)階段推廣應用高強鋼筋的設(shè)計中，應優(yōu)先采用400MPa級鋼筋作為受力鋼筋。但同時應積極推廣應用500MPa級鋼，尤其在一些采用高強度混凝土、需要較大承載力配筋率較大的結(jié)或構(gòu)件中，應用500MPa級鋼筋不僅適用性較好、節(jié)約鋼筋效果更明顯，而且還能有效改善節(jié)點鋼筋密集現(xiàn)象提高工程質(zhì)量。,,●要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的科學合理應用高強鋼筋，首先要將高強鋼筋用于按承載

38、力配筋的構(gòu)件中，因為在這種構(gòu)件中鋼筋的強度能夠充分發(fā)揮，鋼筋的強度越高，節(jié)省鋼筋的效果越明顯。其次是在選用鋼筋（400MPa級或500MPa級）時，要兼顧錨固、裂縫控制、梁端塑性鉸功能以及抗震的延性要求；如按一、二、三級抗震等級設(shè)計的框架和斜撐構(gòu)件，其縱向受力鋼筋最大力下的總伸長率實測值不應小于9%，還應選用牌號帶“E”的HRB400E或HRB500E鋼筋。此外還要理解和合理運用規(guī)范中有關(guān)高強鋼筋的構(gòu)造規(guī)定（如最小配筋率等），以達到節(jié)約

39、鋼筋的效果。（1）柱類構(gòu)件●由于抗震設(shè)計軸壓比限值的要求，在多高層結(jié)構(gòu)的框架柱和框支柱中有相當比例柱的縱向受力鋼筋按最小配筋百分率配筋。,,表1 不同強度鋼筋最小配筋百分率比較（%）,●在柱類構(gòu)件中縱筋用400MPa級鋼筋代替335MPa級鋼筋，按最小配筋百分率計算的鋼筋用量可減小4%~7%；用500MPa級鋼筋代替335MPa級鋼筋，按最小配筋百分率計算的鋼筋用量可減小8%~17%。由于在按承載力計算配筋的柱中，鋼筋強度越高，

40、節(jié)約鋼筋的效果也越明顯，因此對于柱類構(gòu)件無論是按計算配筋還是最小配筋百分率配筋，縱向受力鋼筋采用500MPa級鋼筋的節(jié)材效果最好，縱向受力鋼筋采用400MPa級鋼筋也有較明顯的節(jié)材效果。,,,●柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配箍率r v應符合下式的規(guī)定：,,式中l(wèi)v為與軸壓比、抗震等級以及箍筋形式有關(guān)的系數(shù)，fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；fyv為箍筋抗拉強度設(shè)計值。當采335MPa、400MPa和500MPa級鋼筋做柱的箍筋時，其抗拉強度設(shè)計

41、值fyv可分別取300MPa、360MPa和435MPa，箍筋強度越高，所需的體積配箍率r v也越小。因此在柱中用400MPa和500MPa級鋼筋代替335MPa級鋼筋做箍筋，也可明顯減少箍筋用量，有利于混凝土澆筑。,●在柱中采用高強鋼筋節(jié)材效果顯著，且柱中受力鋼筋的錨固構(gòu)造比梁中容易處理，也基本不存在裂縫寬度超過限值的問題。在柱類構(gòu)件中應大力推廣應用高強鋼筋，有條件時應積極采用500MPa級鋼筋，節(jié)約鋼筋的效果將更為顯著。,,（2）板

42、類構(gòu)件●板類構(gòu)件中受力鋼筋的直徑較小，錨固構(gòu)造等問題較容易處理；●按承載力計算時，在一類環(huán)境下400MPa和500MPa級鋼筋的裂縫寬度均能滿足要求，在二a類環(huán)境下400MPa級鋼筋的裂縫寬度能滿足要求；●按最小配筋率配筋時，規(guī)范規(guī)定板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當采用400MPa和500MPa級鋼筋時，其最小配筋百分率允許采用0.15和45ft/fy的較大值。對于一般民用建筑的現(xiàn)澆混凝土樓板，其受力鋼筋的用量大多

43、由最小配筋百分率確定，當樓板混凝土等級為C30時，采用335MPa級、400MPa級和500MPa級鋼筋的最小配筋率分別為0.215%、0.179%和0.15%；與335MPa級鋼筋相比，采用400MPa和500MPa級鋼筋后按最小配筋率計算的鋼筋用量分別減少16.7%和30% 。,,●縱向受力鋼筋的最小配筋率,縱向受力鋼筋的最小配筋百分率ρmin (%),注：1.受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋最小配筋百分率，當采用C60及 以上強度等級的混凝

44、土時，應按表中規(guī)定增加0.10； 2.板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當采用強度級別400N/mm2、500 N/mm2的鋼筋時，其最小配筋百分率應允許采用0.15和45f t /fv中的較大值。,,●板類構(gòu)件中采用高強鋼筋無論是按承載力計算配筋，還是按最小配筋率配筋均可顯著減少用鋼量。 有條件時在某些對延性要求不高的板類構(gòu)件（如基礎(chǔ)厚板）中還可采用價格較低的RRB400級鋼筋，經(jīng)濟效益會

45、更明顯。（3）梁類構(gòu)件●梁類構(gòu)件中由于縱向受力鋼筋錨固的需要以及受剪計算中箍筋抗拉強度的限制（≤360MPa），在多數(shù)情況下宜采用400MPa級鋼筋作為梁的受力主筋和箍筋，一般不宜采用500MPa級鋼?！裨诹撼惺艿暮奢d較大、截面尺寸和配筋率均較大、混凝土強度等級也較高（≥C50）時（如轉(zhuǎn)換層大梁），采用500MPa級鋼筋的裂縫寬度可滿足要求，節(jié)點的錨固設(shè)計也較容易處理。在這種情況下可結(jié)合結(jié)構(gòu)總體的配筋情況（如柱或板也采用500MP

46、a級鋼筋），在梁中也采用500MPa級鋼筋，不僅節(jié)約鋼筋的效果明顯，還可方便施工管理。,,5.設(shè)計中選用高強鋼筋的有關(guān)要求（1）合理選用400MPa級和500MPa級鋼筋以及300MPa級鋼筋，提高鋼筋應用的性價比。400MPa級和500MPa級鋼筋主要用于受力鋼筋，梁中的箍筋宜用400MPa級鋼筋；而構(gòu)造鋼筋和輔助鋼筋如架立筋、防裂網(wǎng)片鋼筋、吊鉤等則可采用價格較低但延性很好的300MPa級等鋼筋，做到精打細算、物盡其用，以取得更的

47、效益。（2）為方便施工防止差錯，同一類構(gòu)件中的縱向受力鋼筋不宜將400MPa級和500MPa級鋼筋混用。我國目前生產(chǎn)的335MPa、400MPa和500MPa級熱軋帶肋鋼筋均為兩面縱肋、月牙形橫肋外形，其差主要在于鋼筋表面的標識，僅從外形上不易區(qū)分，在調(diào)查中曾發(fā)現(xiàn)有將400MPa和500MPa級鋼筋混淆的情況。因此在同一類構(gòu)件中不宜將不同級別的縱向受力鋼筋混用，以免出現(xiàn)差錯。,,5.應用高強鋼筋案例比較與分析 （1）某框剪結(jié)構(gòu)商

48、住樓 工程概況（鄭州華林都市家園）◆建筑面積14300m2，地下一層，地上十二層，建筑高度40.30m。地下一層為附建式人防建筑兼作停車場，地上一、二層為商場，三層以上為公寓式住宅。上部采用鋼筋混凝土框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土梁板式筏板基礎(chǔ)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速速值0.15g，設(shè)計地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場地類別為III類，設(shè)計特征周期為0.45s?；A(chǔ)梁、板及三層以下框架柱、剪力墻

49、和梁的混凝土強度等級為C35，三層以上構(gòu)件的混凝土強度等級為C30?；A(chǔ)梁、板、剪力墻邊緣構(gòu)件、框架柱及梁的縱向受力鋼筋均采用HRB500級鋼筋，由首鋼總公司提供；梁中箍筋及樓板鋼筋采用HRB400級鋼筋。,,表3 鋼筋用量比較表(t),◆HRB400級鋼筋用量與采用HRB335級鋼筋用量之比(②/③)為0.851，即可節(jié)約鋼筋用量14.9%，接近按鋼筋強度計算的理論節(jié)約鋼筋量16.7%。,◆HRB500級鋼筋用量與采用HRB335級鋼

50、筋用量之比(①/③)為0.761，即可節(jié)約鋼筋用量23.9%，大于HRB400級鋼筋，但小于按鋼筋強度計算的理論節(jié)約鋼筋量比率31%較多。,HRB500級鋼筋用量與采用HRB400級鋼筋用量之比(①/②)為0.894，即可節(jié)約鋼筋用量10.6%；基礎(chǔ)板和框架柱節(jié)約鋼筋的比率分別為15%和13.9%，接近理論節(jié)材比率?？蚣芰河娩摿孔疃啵?jié)約鋼筋的比率最低僅為6.9%。,,(2)鄭州市某高層住宅,◆工程概況,,●用HRB400鋼筋代替HR

51、B335鋼筋可節(jié)約鋼筋用量10.8%。其中板的鋼筋用量減少14.8%，接近按鋼筋強度計算的理論節(jié)約鋼筋量16.7%；墻和基礎(chǔ)的鋼筋用量分別減少11.2%和11.8%；而梁的鋼筋用量減少僅為5.5%，這是因為剪力墻結(jié)構(gòu)中梁的跨度及承受的荷載均較小，較多鋼筋的用量是由構(gòu)造或最小配筋率控制的。,表4 剪力墻結(jié)構(gòu)（高層住宅）鋼筋用量比較（t）,◆鋼筋用量比較與分析,,(3)洛陽市某大型商業(yè)建筑,◆工程概況,,◆鋼筋用量比較與分析,表5 框架

52、結(jié)構(gòu)（大型商場）鋼筋用量比較（t）,●用HRB400鋼筋代替HRB335級鋼筋可節(jié)約鋼筋用量10.4%。其中梁的鋼筋用量減少10.8%，板的鋼筋用量減少11.8%，柱的鋼筋用量減少7.8%，墻和基礎(chǔ)的鋼筋用量分別減少11.7%和9.5%。,,(4)鄭州某高校餐廳,◆工程概況,表6 餐廳框架結(jié)構(gòu)用鋼量比較,,(5)鄭州某寫字樓,◆工程概況,,◆鋼筋用量比較與分析,表7 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（寫字樓）鋼筋用量比較（t）,●用HRB400鋼筋

53、代替HRB335鋼筋可節(jié)約鋼筋用量12.7%。其中梁的鋼筋用量減少12.3%，板的鋼筋用量減少15.1%，柱的鋼筋用量減少10.7%，墻的鋼筋用量減少9.0%，基礎(chǔ)的鋼筋用量減少18.5%。,,●工程實例鋼筋用量比較結(jié)論及建議(1) 總體看來，采用HRB400級鋼筋代替HRB335級鋼筋的節(jié)材比率約為10%，采用HRB500級鋼筋代替HRB335級鋼筋的節(jié)材比率約為20%，采用HRB500級鋼筋代替HRB400級鋼筋后鋼筋用量減少

54、也約為10%，即鋼筋強度提高一個級別，鋼筋用量減少約10%。CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋用于板類構(gòu)件節(jié)材效果明顯。(2) 500MPa、400MPa和335MPa級熱軋帶肋鋼筋的外形基本相同,在目前鋼筋加工大多在施工現(xiàn)場進行的情況下，為防止施工中不同強度等級鋼筋混淆，同一類構(gòu)件中的縱向受力鋼筋不宜將400MPa級和500MPa級鋼筋混用。(3) 為了使不同強度等級鋼筋的應用各得其所，建議發(fā)展鋼筋的專業(yè)化加工配送，不僅可避

55、免施工中不同強度等級鋼筋混淆的現(xiàn)象，提高鋼筋加工質(zhì)量，還可有效減少鋼筋加工過程中的損耗和浪費。,,四.鋼筋專業(yè)化加工配送1.發(fā)展鋼筋專業(yè)化加工配送的必要性●我國建筑工程用鋼筋目前大部分是在建筑工地用簡單的加工設(shè)備，依靠大量人力進行加工，造成了能源消耗大、材料浪費多、加工質(zhì)量差并對環(huán)境產(chǎn)生污染?！皲摻顚I(yè)化加工是以線材、棒材為主要原料，實現(xiàn)鋼筋加工自動化、集約化、商品化的生產(chǎn)模式，使用先進的成套設(shè)備與加工技術(shù)，根據(jù)用戶的需要，

56、通過對鋼筋的調(diào)直、剪切、彎曲、焊接及其它加工手段，制成鋼筋部品，配送到工地進行安裝?！皲摻顚I(yè)化加工配送的優(yōu)點（1）降低工程成本。,,◆可進行綜合優(yōu)化套裁，減少鋼材浪費(廢料率可從10%降到 2%)；大大降低人工費用，使每個工人的生產(chǎn)效率平均提高8-10倍；實現(xiàn)向終端用戶提供鋼筋加工配送一體化服務(wù)，供應鏈運作成本大幅度降低。（2）減少了現(xiàn)場的綁扎、焊接，鋼筋部品規(guī)格和尺寸準確，工程質(zhì)量提高。 （3）簡化施工現(xiàn)場管理、不

57、需要在施工現(xiàn)場堆積大量建筑材料，減少工地施工占地面積，加快施工進度。（4）減少工地的燥聲和擾民現(xiàn)象，降低了工人勞動強度，提高文明施工程度?！褡〗ú亢秃幽鲜∽〗◤d為推進我國鋼筋集中加工配送產(chǎn)業(yè)已制定行業(yè)標準和地方標準《混凝土結(jié)構(gòu)成型鋼筋應用技術(shù)規(guī)程》、《建筑工程鋼筋專業(yè)化加工應用技術(shù)規(guī)程 》。,,2.成型鋼筋及加工設(shè)備●成型鋼筋,傳統(tǒng)式人工綁扎,(工廠生產(chǎn))格網(wǎng)組合鋼筋籠,,鋼筋籠及現(xiàn)場安裝,,鋼筋焊接網(wǎng),預制鋼筋焊接網(wǎng)片—加工、