中美鋼筋規(guī)范對(duì)比與應(yīng)用

【摘要】“一帶一路”戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，沿線(xiàn)國(guó)家基建熱情空前高漲，給施工企業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。在工程建設(shè)領(lǐng)域，歐美國(guó)家憑借其強(qiáng)大的綜合國(guó)力和語(yǔ)言?xún)?yōu)勢(shì)，使得美標(biāo)、歐標(biāo)成為業(yè)主的優(yōu)先選擇（1）。采用歐美標(biāo)準(zhǔn)，一方面將增加中方企業(yè)原材料的采購(gòu)成本，另一方面也將大大增加項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的博弈成本。因此，通過(guò)將中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范與項(xiàng)目實(shí)際情況相結(jié)合并應(yīng)用于項(xiàng)目，降低項(xiàng)目成本、提高管理效率成為中國(guó)企業(yè)走出去內(nèi)在需要。本文結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例對(duì)比了中美鋼筋相關(guān)規(guī)范的不同，以及中國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在項(xiàng)目中的應(yīng)用，并對(duì)中國(guó)規(guī)范的應(yīng)用推廣提供了建議，為海外施工企業(yè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】標(biāo)準(zhǔn)；鋼筋；水利；建筑

伊辛巴水電站及配套輸電線(xiàn)路工程主體土建工程位于烏干達(dá)南部，項(xiàng)目的主要任務(wù)為發(fā)電，樞紐工程為二等大（2）型工程，總庫(kù)容1.707億m3，為河床式水電站，總裝機(jī)容量為183.2MW。項(xiàng)目業(yè)主方為烏干達(dá)能源和礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)部，咨詢(xún)?yōu)橛《刃碌吕镉⒏Ｌ┛嘶A(chǔ)能源有限公司，設(shè)計(jì)方為上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院，主體土建工程由中國(guó)水電水電第一工程局有限公司負(fù)責(zé)組織施工。項(xiàng)目主要采用美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)墾務(wù)局標(biāo)準(zhǔn)等美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

一、中美鋼筋規(guī)范的不同

1.鋼筋分類(lèi)

中國(guó)規(guī)范《鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》中規(guī)定熱軋光圓鋼筋鋼筋按屈服強(qiáng)度特征值分為235和300兩級(jí)；《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》中規(guī)定，普通熱軋帶肋鋼筋按屈服強(qiáng)度特征值分為400、500、600級(jí)。

美國(guó)規(guī)范《混凝土增強(qiáng)用低合金鋼變形及光面鋼筋規(guī)范》（ASTM A706/A706M-2013）規(guī)定：光圓鋼筋按照強(qiáng)度等級(jí)分為420MPa和550MPa，分別稱(chēng)作牌號(hào)60[420]和牌號(hào)80{550]；《混凝土配筋用變形及光面碳素鋼棒材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》（ASTM A615/A615M-2014）：變形鋼筋按屈服強(qiáng)度等級(jí)分為280MPa、420MPa、520MPa、550MPa四級(jí)，分別標(biāo)示為牌號(hào)40[280]、牌號(hào)60[420]、牌號(hào)75[520]和牌號(hào)80[520]。

從分類(lèi)中可以看出，兩種規(guī)范分級(jí)主要依據(jù)均為鋼筋的屈服強(qiáng)度。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中屈服等級(jí)從235MPa～600MPa，水工類(lèi)常采用235MPa～335MPa型鋼筋，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中屈服強(qiáng)度等級(jí)為280MPa～520MPa，常用的為420MPa，相對(duì)來(lái)說(shuō)，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中常用的鋼筋較中國(guó)常用鋼筋屈服強(qiáng)度較高。

2.力學(xué)性能

中國(guó)規(guī)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(xué)性能指標(biāo)最低值，主要由屈服強(qiáng)度（）、抗拉強(qiáng)度（）、斷后伸長(zhǎng)率，最大總伸長(zhǎng)率四個(gè)指標(biāo)，如下表：

美國(guó)規(guī)范《混凝土配筋用變形及光面碳素鋼棒材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》10.2.1給出了拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)。

由表中可以看出美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中鋼筋的屈服強(qiáng)度較高，而中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的鋼筋延性較好。鋼材的力學(xué)性能主要取決于各種元素的含量，在化學(xué)成分中，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中碳含量較高。鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過(guò)時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》1.3條注1：要非常小心處理此規(guī)格書(shū)中的焊接材料，因?yàn)樵撘?guī)格書(shū)中未包括具體的條款，增強(qiáng)焊接材料的焊接性，同樣《混凝土增強(qiáng)用低合金鋼變形及光面鋼筋規(guī)范》中1.5條則規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)系通過(guò)化學(xué)成分限制和碳當(dāng)量公式來(lái)增強(qiáng)材料的可焊性。因此，施工過(guò)程中，美標(biāo)變形鋼筋一般不允許進(jìn)行焊接。

3.錨固與搭接

中國(guó)規(guī)范中受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度由基本錨固長(zhǎng)度和修正系數(shù)確定，在抗震情況下，還要根據(jù)抗震錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)受拉鋼筋的綁扎搭接長(zhǎng)度規(guī)定為綁扎搭接長(zhǎng)度按照錨固長(zhǎng)度乘以修正系數(shù)確定，修正系數(shù)根據(jù)縱向鋼筋接頭率確定。

《美國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范和注釋》12.2和12.3兩條錨固給出了錨固長(zhǎng)度兩種計(jì)算方法，第一種方法在一般情況下，錨固長(zhǎng)度應(yīng)按照下式計(jì)算：

（1）鋼筋直徑≤19mm，按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：鋼筋屈服強(qiáng)度，圖紙中標(biāo)注，一般420Mpa；

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

：環(huán)氧涂層的影響系數(shù)，一般鋼筋無(wú)涂層取1.0，保護(hù)層厚度小于3且有環(huán)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(shù)，輕質(zhì)混凝土可取1.3，具有環(huán)氧涂層時(shí)取1.2；一般取1.0；

：混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

（2）鋼筋直徑≥22mm，按下式進(jìn)行計(jì)算：

此外，規(guī)范中還給出另一個(gè)公式：

式中：鋼筋尺寸調(diào)整系數(shù)，當(dāng)≤19mm時(shí)，取0.8，當(dāng)≥22mm時(shí)，取1.0；

：鋼筋保護(hù)層厚度

：簡(jiǎn)化為0

：一般為1.5，且不得大于2.5。

在美國(guó)規(guī)范中搭接長(zhǎng)度按受壓、受拉兩種工況計(jì)算的。在受壓情況下：

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

（2）當(dāng)<21MPa時(shí)，搭接長(zhǎng)度應(yīng)增加1/3。

根據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的錨固長(zhǎng)度規(guī)定，錨固長(zhǎng)度主要受以下幾點(diǎn)影響：

（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)；

（2）鋼筋屈服強(qiáng)度（鋼筋牌號(hào)）；

（3）鋼筋直徑；

（4）環(huán)氧涂層影響；

（5）施工過(guò)程中鋼筋工況（是否受擾動(dòng)）；

（6）錨固區(qū)保護(hù)層厚度；

（7）抗震等級(jí)。

在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的錨固長(zhǎng)度規(guī)定，錨固長(zhǎng)度主要受以下幾點(diǎn)影響：

（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)；

（2）鋼筋屈服強(qiáng)度（鋼筋牌號(hào)）；

（3）鋼筋直徑；

（4）環(huán)氧涂層影響；

（5）錨固區(qū)保護(hù)層厚度；

（6）鋼筋位置影響；

（7）混凝土骨料影響。

在錨固長(zhǎng)度上，鋼筋為小直徑鋼筋時(shí)，將中國(guó)規(guī)范中的400MPa代入美國(guó)規(guī)范中的公式，其結(jié)果與中國(guó)規(guī)范中非常接近。即小直徑鋼筋方面美國(guó)規(guī)范中的錨固長(zhǎng)度與中國(guó)規(guī)范中非抗震工況下的錨固長(zhǎng)度是非常接近的。大直徑鋼筋上，中國(guó)規(guī)范中規(guī)定了1.1的修正系數(shù)，美國(guó)規(guī)范換算系數(shù)為1.235，相比之下大直徑鋼筋方面美國(guó)規(guī)范中有了更嚴(yán)格的要求。

在搭接長(zhǎng)度上，受拉情況下兩者的規(guī)定均以錨固長(zhǎng)度為基數(shù)，影響因素均與錨固長(zhǎng)度相同，不同的是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在接頭率為50%及以下和鋼筋配筋較多的情況下按1.0調(diào)整，其他則按照按1.3系數(shù)調(diào)整，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)鋼筋接頭率在25%，50%，100%的條件下分別設(shè)定了1.2、1.4和1.6的三檔系數(shù)。

4.鋼筋連接

在《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》5.2鋼筋連接技術(shù)要求中對(duì)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(biāo)準(zhǔn)值的1.10倍。

《美國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范和注釋》12.14.3條中規(guī)定：鋼筋連接可以采用機(jī)械連接和焊接連接。在受拉和受壓區(qū)的完全機(jī)械接頭，要求其強(qiáng)度應(yīng)至少達(dá)到鋼筋屈服強(qiáng)度的1.25倍。

從連接方式上看，中美標(biāo)準(zhǔn)中一般均為綁扎、焊接、機(jī)械連接三種方式，其中綁扎連接中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接頭率進(jìn)行了要求，此外，接頭率也進(jìn)一步影響搭接長(zhǎng)度，而美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中則根據(jù)接頭率調(diào)節(jié)搭接長(zhǎng)度。在焊接連接方面，由于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中帶肋鋼筋含碳量較高，一般不允許焊接。

在綁扎搭接質(zhì)量控制方面上，美國(guó)規(guī)范中主要通過(guò)拉力和接頭距離保證綁扎質(zhì)量。中國(guó)規(guī)范在在連接質(zhì)量則規(guī)定主要通過(guò)接頭分布、接頭面積分布率、接頭連接質(zhì)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(yīng)集中，這點(diǎn)與美國(guó)規(guī)范中有所區(qū)別。

二、中國(guó)規(guī)范在伊辛巴項(xiàng)目上的運(yùn)用

（1）平法繪圖規(guī)則

由于設(shè)計(jì)方為中方設(shè)計(jì)院，故施工圖紙中對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的表示采用了我國(guó)特有的建筑結(jié)構(gòu)施工圖平面整體設(shè)計(jì)方法（簡(jiǎn)稱(chēng)平法）。并根據(jù)構(gòu)造規(guī)則出具了專(zhuān)門(mén)的框架結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)總說(shuō)明。該表示方法具有繪圖簡(jiǎn)單、保證建筑工程質(zhì)量、方便現(xiàn)場(chǎng)管理的特點(diǎn)，得到了外方咨詢(xún)的認(rèn)可。

（2）鋼筋連接

美國(guó)規(guī)范中允許鋼筋采用機(jī)械連接，但并無(wú)給出具體的機(jī)械連接方式，正因?yàn)榇耍袊?guó)規(guī)范中的直螺紋套筒連接一直難以用于到國(guó)外的施工項(xiàng)目中。在伊辛巴水電站項(xiàng)目中，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)，外方咨詢(xún)認(rèn)可了直螺紋套筒的連接方式，大大加快了施工進(jìn)度，也減少了材料的浪費(fèi)。

（3）原材料性能與試驗(yàn)

由于施工方為中國(guó)企業(yè)，故大部分物資均在中國(guó)進(jìn)行采購(gòu)。符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的原材料，在提供檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)報(bào)告的情況下，外部咨詢(xún)一般也都予以認(rèn)可。此外，部分中國(guó)規(guī)范中工藝性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)編制，對(duì)于此類(lèi)規(guī)范和試驗(yàn)，很容易得到咨詢(xún)的認(rèn)可。

三、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體會(huì)

1.海外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用經(jīng)驗(yàn)

國(guó)際項(xiàng)目施工一般采用英文為通用語(yǔ)言，在使用海外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的使用過(guò)程中，限于施工條件，一方面我方技術(shù)人員難以找到相應(yīng)的海外或者國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，海外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般采用英文標(biāo)準(zhǔn)，即使找到相應(yīng)的英文標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的翻譯人員不具備專(zhuān)業(yè)的知識(shí)素養(yǎng)，翻譯成中文后技術(shù)人員也一般只能理解章節(jié)中的關(guān)鍵部分，難以徹底理解與消化。

2.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)走出去情況

隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，越來(lái)越多的中國(guó)企業(yè)開(kāi)始走出去，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也正在與相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接。一方面，相關(guān)出版社出版了部分中國(guó)規(guī)范的英文版；另一方面，相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員也翻譯了大量的國(guó)際通用規(guī)范。此外，部分中國(guó)規(guī)范前言中注明了本規(guī)范等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISOXX。這些措施對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)獲得項(xiàng)目業(yè)主或者咨詢(xún)的認(rèn)可起到了良好的效果。

在施工過(guò)程中，部分施工項(xiàng)目我方也常常引用中國(guó)規(guī)范，在提供英文版和滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的情況下，咨詢(xún)和業(yè)主也都予以認(rèn)可。

3.標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體會(huì)

海外施工過(guò)程中，最大的障礙為語(yǔ)言，因此，要使中國(guó)規(guī)范走出去，獲得更多人的認(rèn)可，應(yīng)從以下方面出發(fā)：

（1）規(guī)范宜采用中英雙文。由于國(guó)際項(xiàng)目一般采用英文為法定語(yǔ)言，中文規(guī)范咨詢(xún)或者業(yè)主無(wú)法識(shí)讀，更無(wú)法認(rèn)可，現(xiàn)場(chǎng)翻譯對(duì)于專(zhuān)業(yè)名詞也難以精確表達(dá)，造成了溝通方面的障礙。

（2）加強(qiáng)中外規(guī)范的對(duì)比。在項(xiàng)目施工過(guò)程中，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)即使與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)稍有不同，如能將二者之間的差異做出對(duì)比，一般也都能得到咨詢(xún)或者業(yè)主工程師的認(rèn)可。

（3）要加強(qiáng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的推廣。首先要加強(qiáng)其他國(guó)家和地區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)化方面的雙多邊務(wù)實(shí)合作和互聯(lián)互通，積極推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)。其次應(yīng)積極采取措施推動(dòng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)外實(shí)踐中的應(yīng)用，在應(yīng)用過(guò)程中，也有利于提高中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化，有利于更好的支撐我國(guó)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品、技術(shù)、工程走出去。

（4）最后，企業(yè)要積極參與到國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的制定中去，海外科技巨頭都積極參與到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，并將其轉(zhuǎn)化為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)也應(yīng)該從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)者，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者，主導(dǎo)者，將中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)上升為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而推動(dòng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等行業(yè)的深度融合，形成全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的良好格局，全面參與的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉學(xué)強(qiáng)，《促進(jìn)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范“走出去”》【J】國(guó)際工程與勞務(wù)，2015（1）