中美鋼筋規范對比與應用

【摘要】“一帶一路”戰略實施以來，沿線國家基建熱情空前高漲，給施工企業帶來了新的機遇。在工程建設領域，歐美國家憑借其強大的綜合國力和語言優勢，使得美標、歐標成為業主的優先選擇（1）。采用歐美標準，一方面將增加中方企業原材料的采購成本，另一方面也將大大增加項目執行過程中的博弈成本。因此，通過將中國標準和規范與項目實際情況相結合并應用于項目，降低項目成本、提高管理效率成為中國企業走出去內在需要。本文結合項目實例對比了中美鋼筋相關規范的不同，以及中國相關標準在項目中的應用，并對中國規范的應用推廣提供了建議，為海外施工企業提供參考。

【關鍵詞】標準；鋼筋；水利；建筑

伊辛巴水電站及配套輸電線路工程主體土建工程位于烏干達南部，項目的主要任務為發電，樞紐工程為二等大（2）型工程，總庫容1.707億m3，為河床式水電站，總裝機容量為183.2MW。項目業主方為烏干達能源和礦產開發部，咨詢為印度新德里英福泰克基礎能源有限公司，設計方為上海勘測設計研究院，主體土建工程由中國水電水電第一工程局有限公司負責組織施工。項目主要采用美國混凝土學會標準、美國材料試驗協會標準、美國國家標準化組織標準、美國陸軍工程兵團標準、美國土木工程師學會標準、美國墾務局標準等美國標準。

一、中美鋼筋規范的不同

1.鋼筋分類

中國規范《鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》中規定熱軋光圓鋼筋鋼筋按屈服強度特征值分為235和300兩級；《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》中規定，普通熱軋帶肋鋼筋按屈服強度特征值分為400、500、600級。

美國規范《混凝土增強用低合金鋼變形及光面鋼筋規范》（ASTM A706/A706M-2013）規定：光圓鋼筋按照強度等級分為420MPa和550MPa，分別稱作牌號60[420]和牌號80{550]；《混凝土配筋用變形及光面碳素鋼棒材的標準規范》（ASTM A615/A615M-2014）：變形鋼筋按屈服強度等級分為280MPa、420MPa、520MPa、550MPa四級，分別標示為牌號40[280]、牌號60[420]、牌號75[520]和牌號80[520]。

從分類中可以看出，兩種規范分級主要依據均為鋼筋的屈服強度。中國標準中屈服等級從235MPa～600MPa，水工類常采用235MPa～335MPa型鋼筋，美國標準中屈服強度等級為280MPa～520MPa，常用的為420MPa，相對來說，美國標準中常用的鋼筋較中國常用鋼筋屈服強度較高。

2.力學性能

中國規范《鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》中給出了光圓鋼筋的力學性能指標最低值，主要由屈服強度（）、抗拉強度（）、斷后伸長率，最大總伸長率四個指標，如下表：

美國規范《混凝土配筋用變形及光面碳素鋼棒材的標準規范》10.2.1給出了拉伸強度、屈服強度和伸長率標準。

由表中可以看出美國標準中鋼筋的屈服強度較高，而中國標準中的鋼筋延性較好。鋼材的力學性能主要取決于各種元素的含量，在化學成分中，美國標準中碳含量較高。鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞。在《混凝土配筋用變形及光面碳素鋼棒材的標準規范》1.3條注1：要非常小心處理此規格書中的焊接材料，因為該規格書中未包括具體的條款，增強焊接材料的焊接性，同樣《混凝土增強用低合金鋼變形及光面鋼筋規范》中1.5條則規定本標準系通過化學成分限制和碳當量公式來增強材料的可焊性。因此，施工過程中，美標變形鋼筋一般不允許進行焊接。

3.錨固與搭接

中國規范中受拉鋼筋錨固長度由基本錨固長度和修正系數確定，在抗震情況下，還要根據抗震錨固長度修正系數進行調整，對受拉鋼筋的綁扎搭接長度規定為綁扎搭接長度按照錨固長度乘以修正系數確定，修正系數根據縱向鋼筋接頭率確定。

《美國混凝土結構建筑規范和注釋》12.2和12.3兩條錨固給出了錨固長度兩種計算方法，第一種方法在一般情況下，錨固長度應按照下式計算：

（1）鋼筋直徑≤19mm，按下式進行計算：

式中：鋼筋屈服強度，圖紙中標注，一般420Mpa；

：頂部鋼筋對澆筑位置不利影響系數系數，取值范圍為1.0-1.3，下部鋼筋可取1.0；

：環氧涂層的影響系數，一般鋼筋無涂層取1.0，保護層厚度小于3且有環氧涂層的鋼筋，或鋼筋凈間距<6，取1.2，且值不大于1.7；

：輕集料影響系數，輕質混凝土可取1.3，具有環氧涂層時取1.2；一般取1.0；

：混凝土強度等級。

（2）鋼筋直徑≥22mm，按下式進行計算：

此外，規范中還給出另一個公式：

式中：鋼筋尺寸調整系數，當≤19mm時，取0.8，當≥22mm時，取1.0；

：鋼筋保護層厚度

：簡化為0

：一般為1.5，且不得大于2.5。

在美國規范中搭接長度按受壓、受拉兩種工況計算的。在受壓情況下：

（1）當≤420MPa時為0.071，或當>420MPa時為（0.13-24），但不得小于300mm。

（2）當<21MPa時，搭接長度應增加1/3。

根據中國標準中的錨固長度規定，錨固長度主要受以下幾點影響：

（1）混凝土強度等級；

（2）鋼筋屈服強度（鋼筋牌號）；

（3）鋼筋直徑；

（4）環氧涂層影響；

（5）施工過程中鋼筋工況（是否受擾動）；

（6）錨固區保護層厚度；

（7）抗震等級。

在美國標準中的錨固長度規定，錨固長度主要受以下幾點影響：

（1）混凝土強度等級；

（2）鋼筋屈服強度（鋼筋牌號）；

（3）鋼筋直徑；

（4）環氧涂層影響；

（5）錨固區保護層厚度；

（6）鋼筋位置影響；

（7）混凝土骨料影響。

在錨固長度上，鋼筋為小直徑鋼筋時，將中國規范中的400MPa代入美國規范中的公式，其結果與中國規范中非常接近。即小直徑鋼筋方面美國規范中的錨固長度與中國規范中非抗震工況下的錨固長度是非常接近的。大直徑鋼筋上，中國規范中規定了1.1的修正系數，美國規范換算系數為1.235，相比之下大直徑鋼筋方面美國規范中有了更嚴格的要求。

在搭接長度上，受拉情況下兩者的規定均以錨固長度為基數，影響因素均與錨固長度相同，不同的是美國標準在接頭率為50%及以下和鋼筋配筋較多的情況下按1.0調整，其他則按照按1.3系數調整，中國標準則根據鋼筋接頭率在25%，50%，100%的條件下分別設定了1.2、1.4和1.6的三檔系數。

4.鋼筋連接

在《水工混凝土鋼筋施工規范》5.2鋼筋連接技術要求中對鋼筋連接給出了綁扎搭接、直螺紋連接、套筒擠壓連接及其他幾種焊接方式，最常用的為綁扎搭接、直螺紋連接和鋼筋電弧搭接焊。螺紋連接中要求接頭連接件的屈服承載力和受拉承載力不小于連接鋼筋屈服承載力和受拉承載力標準值的1.10倍。

《美國混凝土結構建筑規范和注釋》12.14.3條中規定：鋼筋連接可以采用機械連接和焊接連接。在受拉和受壓區的完全機械接頭，要求其強度應至少達到鋼筋屈服強度的1.25倍。

從連接方式上看，中美標準中一般均為綁扎、焊接、機械連接三種方式，其中綁扎連接中國標準對接頭率進行了要求，此外，接頭率也進一步影響搭接長度，而美國標準中則根據接頭率調節搭接長度。在焊接連接方面，由于美國標準中帶肋鋼筋含碳量較高，一般不允許焊接。

在綁扎搭接質量控制方面上，美國規范中主要通過拉力和接頭距離保證綁扎質量。中國規范在在連接質量則規定主要通過接頭分布、接頭面積分布率、接頭連接質量和接頭缺扣和松扣的百分率控制，并要求缺扣和松扣部分不應集中，這點與美國規范中有所區別。

二、中國規范在伊辛巴項目上的運用

（1）平法繪圖規則

由于設計方為中方設計院，故施工圖紙中對于框架結構的表示采用了我國特有的建筑結構施工圖平面整體設計方法（簡稱平法）。并根據構造規則出具了專門的框架結構施工圖設計總說明。該表示方法具有繪圖簡單、保證建筑工程質量、方便現場管理的特點，得到了外方咨詢的認可。

（2）鋼筋連接

美國規范中允許鋼筋采用機械連接，但并無給出具體的機械連接方式，正因為此，中國規范中的直螺紋套筒連接一直難以用于到國外的施工項目中。在伊辛巴水電站項目中，經過試驗檢驗，外方咨詢認可了直螺紋套筒的連接方式，大大加快了施工進度，也減少了材料的浪費。

（3）原材料性能與試驗

由于施工方為中國企業，故大部分物資均在中國進行采購。符合中國標準的原材料，在提供檢測標準和檢驗報告的情況下，外部咨詢一般也都予以認可。此外，部分中國規范中工藝性試驗標準根據ISO標準編制，對于此類規范和試驗，很容易得到咨詢的認可。

三、經驗教訓總結及技術標準應用體會

1.海外技術標準使用經驗

國際項目施工一般采用英文為通用語言，在使用海外技術標準的使用過程中，限于施工條件，一方面我方技術人員難以找到相應的海外或者國際技術標準；另一方面，海外技術標準一般采用英文標準，即使找到相應的英文標準，相應的翻譯人員不具備專業的知識素養，翻譯成中文后技術人員也一般只能理解章節中的關鍵部分，難以徹底理解與消化。

2.中國標準走出去情況

隨著國家“一帶一路”戰略的實施，越來越多的中國企業開始走出去，相關技術標準也正在與相關國際標準對接。一方面，相關出版社出版了部分中國規范的英文版；另一方面，相關專業人員也翻譯了大量的國際通用規范。此外，部分中國規范前言中注明了本規范等效采用國際標準ISOXX。這些措施對中國標準獲得項目業主或者咨詢的認可起到了良好的效果。

在施工過程中，部分施工項目我方也常常引用中國規范，在提供英文版和滿足設計要求的情況下，咨詢和業主也都予以認可。

3.標準應用體會

海外施工過程中，最大的障礙為語言，因此，要使中國規范走出去，獲得更多人的認可，應從以下方面出發：

（1）規范宜采用中英雙文。由于國際項目一般采用英文為法定語言，中文規范咨詢或者業主無法識讀，更無法認可，現場翻譯對于專業名詞也難以精確表達，造成了溝通方面的障礙。

（2）加強中外規范的對比。在項目施工過程中，中國標準即使與國際標準稍有不同，如能將二者之間的差異做出對比，一般也都能得到咨詢或者業主工程師的認可。

（3）要加強中國標準的推廣。首先要加強其他國家和地區在標準化方面的雙多邊務實合作和互聯互通，積極推進標準互認。其次應積極采取措施推動中國標準在國外實踐中的應用，在應用過程中，也有利于提高中國標準的國際化，有利于更好的支撐我國產業、產品、技術、工程走出去。

（4）最后，企業要積極參與到國際化標準的制定中去，海外科技巨頭都積極參與到國際標準的制定，并將其轉化為企業的核心競爭力。我國相關機構和企業也應該從國際標準的學習者，逐漸轉變為國際標準的制定者，主導者，將中國標準上升為國際標準，從而推動中國標準與設計、制造、運行等行業的深度融合，形成全產業鏈發展的良好格局，全面參與的國際競爭。

參考文獻：

[1]劉學強，《促進中國工程建設標準和規范“走出去”》【J】國際工程與勞務，2015（1）