對普通鋼筋和抗震鋼筋的比較分析

湖北黃岡職業(yè)技術學院 夏念恩， 譚正清

對普通鋼筋和抗震鋼筋的比較分析

湖北黃岡職業(yè)技術學院 夏念恩， 譚正清

《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）明確提出了抗震鋼筋這一術語，“5.12”汶川大地震也敲響了警鐘，隨著抗震規(guī)范的修訂，抗震鋼筋已經(jīng)成為建筑材料鋼筋發(fā)展的趨勢，筆者對普通鋼筋和抗震鋼筋從幾個方面比較分析，以供參考。

普通鋼筋；抗震鋼筋；比較分析

中國是世界上地震活動最強烈和地震災害最嚴重的國家之一。目前，我國已進入第五個地震活動期，2008年“5.12”汶川大地震敲響了警鐘。《汶川地震災后恢復重建條例》也明確了房屋建筑的抗震設防新的規(guī)定，對建筑用鋼材提出了新的要求。鋼筋對提高建筑抗震性能效果顯著，在大震來臨時，抗震性能好的鋼筋可以在高應力、大變形情況下，最大限度地延長建筑物從發(fā)生變形到倒塌時間間隔，贏得“時間差”，為人們的逃生創(chuàng)造機會。

中華人民共和國建設部在2007年6月14日發(fā)布了《建設事業(yè)“十一五”推廣應用和限制禁止使用技術（第一批）》（第659號），推廣使用HRB400級鋼筋應用技術（鋼筋工程節(jié)材技術），我國現(xiàn)行《混凝土結構設計規(guī)范》中列為主導受力鋼筋。2008年3月1日實施的《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）明確提出了抗震鋼筋這一術語。2009年3月20日國務院辦公廳發(fā)布的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》要求修改相關設計規(guī)范，淘汰強度335MPa及以下熱軋帶肋鋼筋，加快推廣使用強度400MPa及以上鋼筋，促進建筑鋼材的升級換代。和有豐富抗震經(jīng)驗的智利、日本等國相比（智利發(fā)生8.8級特大地震后，3月16日智利政府公布的死亡人數(shù)僅為507人(包括眾多震后海嘯中的喪生者)。這是一場世紀浩劫，也是個抗震奇跡。），我國建筑用鋼的抗震性能一直是一個軟肋，直到我國自主研發(fā)出抗震鋼筋。通過這一系列舉措，標志著我國建筑用鋼筋將以抗震鋼筋為主流。筆者在此對普通鋼筋、抗震鋼筋從幾個方面進行比較分析。

一、普通鋼筋

熱軋鋼筋也稱普通鋼筋，普通鋼筋是鋼筋混凝土結構中和預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋，主要是HPB235、HRB335、HRB400、RRB400等熱軋鋼筋。

1、力學性能

《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）7.3.1條鋼筋的屈服強度ReL、抗拉強度Rm、斷后伸長率A、最大拉力總伸長率Agt等力學性能特征值應符合表1的規(guī)定，表1所列各力學性能特征值,可作為交貨檢驗的最小保證值。

表1 普通熱軋帶肋鋼筋力學性能特征值

2、牌號標志

鋼筋牌號以阿拉伯數(shù)字或阿拉伯數(shù)字加英文字母表示，HRB335、HRB400、HRB500分別以3、4、5表示，HRBF335、HRBF400、HRBF500分別以C3、C4、C5表示，這與舊標準GB1499.2-1998鋼筋牌號標志不同，舊標準規(guī)定HRB335、HRB400分別以2、3表示。

3、成本

衡量鋼筋經(jīng)濟性的指標是設計強度價格比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強度，強度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟。不僅可以減少配筋率，方便施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。各種普通鋼筋的強度價格比參見見表2。

表2 各種普通鋼筋的設計強度價格比

二、抗震鋼筋

抗震鋼筋就是符合抗震性能指標的普通熱軋帶肋鋼筋。

1、抗震性能指標

①《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）

《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）7.3.3條規(guī)定有較高要求的抗震鋼筋為：a)鋼筋實測抗拉強度與實測屈服強度之比R0m/ R0eL（強屈比）不應小于1.25；b)鋼筋實測屈服強度與屈服強度特征值之比R0eL / ReL（超強比）不大于1.30；c)鋼筋的最大力總伸長率Agt不小于9%[1]。

②《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2001（2008版）

《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2001（2008版）3.9.2條規(guī)定混凝土結構材料應符合下列規(guī)定：抗震等級為一、二級的框架結構，其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時，鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25（強屈比）；鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于1.3（超強比）；且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%[2]（比普通鋼筋的7.5%大）。2008版相對于2001版，新增加鋼筋伸長率的要求，是控制鋼筋延性的重要性能指標。其取值依據(jù)產(chǎn)品標準《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）規(guī)定的鋼筋抗震性能指標提出，見表3。

表3 抗震鋼筋力學性能特征值

③2010年版《建筑抗震設計規(guī)范》送審稿

2010年版《建筑抗震設計規(guī)范》送審稿3.9.2條規(guī)定抗震鋼筋應符合3項抗震性能指標，與2008版相同。但2008年修訂版《建筑抗震設計規(guī)范》3.9.2條只適用于框架結構（布置少量剪力墻的框架結構，及在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%的框架-剪力墻結構），不適用于弱框架的框架-剪力墻結構中的框架[3]。同時只對抗震等級為一、二級的框架結構提出。而2010年版《建筑抗震設計規(guī)范》送審稿擬改為抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構件(含梯段)。即在2008年局部修訂的基礎上，并擬進一步明確一、二、三級的各類混凝土結構中的框架梁、框架柱、框支梁、框支柱、板柱-抗震墻的柱，以及伸臂桁架的斜撐、樓梯的梯段等，采用的縱向鋼筋均應有足夠的延性[4]。

因框架結構的側向剛度較小，在地震作用下往往出現(xiàn)較大的側向變形，為保證當構件某個部位出現(xiàn)塑性鉸后，有足夠的轉動能力和耗能能力，“強屈比”是為保證構件在出現(xiàn)塑性鉸后其塑性鉸處有足夠的轉動能力和耗能能力，安全儲備，“超強比”是為了避免鋼筋超強過多，保證強柱弱梁、強剪弱彎所規(guī)定的內(nèi)力調(diào)整得以實現(xiàn)，防止塑性鉸轉移或構件的破壞形態(tài)由延性的彎曲破壞變?yōu)榛炷翂核榈拇嘈云茐摹＜戳骸⒅⒐?jié)點的縱向受力鋼筋，有應用高延性抗震鋼筋的要求，而對于次梁、板、墻、基礎、地下室及抗震設防等級為四級的就可以不用滿足這種要求了。

2、牌號標志

抗震鋼筋的牌號相對于普通鋼筋，即原熱軋帶肋鋼筋鋼筋牌號后加E表示如HRB400E、HRB500E、HRBF400E、HRBF500E,“E” 是英語單詞Earthquake（地震）的第一個字母，標志著鋼筋產(chǎn)品達到了國家頒布的“抗震”標準。

3、成本

目前，市面上幾個品牌的抗震鋼筋價格只比普通鋼筋高50-150元，設計強度價格比比普通鋼筋高。

三、結語

《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2001（2008版）3.9.3 條規(guī)定結構材料性能指標，尚宜符合下列要求：普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和焊接性較好的鋼筋；普通鋼筋的強度等級，縱向受力鋼筋宜選用符合抗震性能指標的HRB400級熱軋鋼筋，也可采用符合抗震性能指標的HRB335級熱軋鋼筋；箍筋宜選用符合抗震性能指標的HRB335、HRB400級熱軋鋼筋[2]。在強震發(fā)生時雖發(fā)生傾斜、變形，但能“大震不倒”。抗震鋼筋不僅具有抗震性能好，強度高、韌性好、可焊性強、抗腐蝕等優(yōu)點，帶“E”的抗震鋼筋還具有節(jié)省鋼材的效果，按抗震鋼筋與普通鋼筋的強度計算，在一般工程中使用HRB500E抗震鋼筋比使用HRB335普通鋼筋可節(jié)省28%的鋼材，抗震鋼筋將成為節(jié)能減排新的主力軍，同時也是建筑材料鋼筋的發(fā)展趨勢。

[1] 中華人民共和國國家標準.《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）[S] .北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007-8-14.

[2] 中華人民共和國國家標準. 《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2001（2008版）[S] .北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008-7-30.

[3] 朱炳寅. 《建筑結構設計問答及分析》 [M] .北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009-11.

[4] 中華人民共和國國家標準. 《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-20xx（2010版送審稿）[S] .北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009-11.

夏念恩——男，1976年12月生，湖北省黃岡職業(yè)技術學院土木建筑工程系講師，2006年6月華中科技大學工程碩士，中華人民共和國一級注冊結構工程師，造價工程師，監(jiān)理工程師，一級建造師。

譚正清——女，1976年8月生，湖北省黃岡職業(yè)技術學院土木建筑工程系講師，2005年6月華中科技大學工程碩士，中華人民共和國注冊造價工程師，監(jiān)理工程師。