635MPa級熱軋帶肋高強鋼筋在工程項目中的應用探討

屈創，李新俊

（1.安徽同濟建設集團有限責任公司，安徽 合肥 230000；2.合肥宇信龍置業有限公司，安徽 合肥 230001）

1 項目概況及材料

偉杰夫醫療科技廠區工程2#廠房，位于安徽省合肥市廬江縣高新區，抗震一般性場地，采用鋼筋混凝土框架結構，結構使用年限50年，結構安全等級為二級，結構重要性系數為1.0，II類場地，基礎類型采用柱下獨立基礎。

抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.10g，地震分組第1組，特征周期0.35s。抗震設防類別為丙類，抗震等級為三級。

2 材料性能及結構參數

本工程梁板縱向受力鋼筋采用635MPa級別高強鋼筋，鋼筋牌號HRB635及HRB635E，鋼筋最大力下總伸長率、屈強比、超強比均滿足抗震、非抗震工況下材料指標，其抗拉強度設計值 fy及抗壓強度設計值 fy’均為550MPa，實際中抗拉強度及抗壓強度設計值均取500MPa作為結構安全富裕儲備。

根據承載力替換原則，采用635MPa級別鋼筋替代HRB400級鋼筋（抗拉強度及抗壓強度均為360MPa）理論上可節省鋼材1-360/500=28%。如取三級鋼筋4000元/t，635MPa級別高強鋼筋按4750元/t進行計算，鋼筋價格提升了（4750-4000）/4000=18.75%，理論上結構最大可節省鋼材造價（4000-360/500×4750）/4000=14.5%。

結構計算除滿足承載力極限狀況外，仍需滿足正常使用極限狀態，包括梁板撓度變形、裂縫寬度等要求。根據《混凝土結構設計規范》3.4.5，按混凝土結構裂縫最小寬度0.30mm控制。板的最小配筋率可根據《混凝土結構設計規范》8.5.1對于板類受彎構件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當采用強度等級400MPa、500MPa、600MPa和 630MPa的鋼筋時，其最小配筋百分率應允許采用0.15和45ft/fy的較大值，低于普通鋼筋混凝土板類受彎構件中最小配筋百分率采用0.20和45ft/fy的較大值（0.20%）的要求。且根據635MPa級別高強鋼筋企業技術標準，樓板負筋最小直徑可選用6mm，低于《混凝土結構設計規范》9.1.6中鋼筋直徑不宜小于8mm的要求。本工程樓板最小配筋率采用0.15%，樓板板底板頂鋼筋最小直徑均選用6mm，均通過業內專家審查認可。

3 結構布置及鋼筋經濟性比較

結構布置采用2種柱網尺寸，梁、板縱向受力鋼筋采用 HRB635（E）及HRB400（E）鋼筋，采用盈建科結構設計軟件2.0.1進行結構計算，并將2種結構布置的工程量進行統計，詳見圖1（以標準層2層、3層做對比）。

結構布置采用方案1大柱網時，二、三層梁、板縱向受力鋼筋使用量比值平均值為0.77和0.765，考慮價格因素4750/4000=1.18，梁板縱向受力鋼筋采用HRB635（E）直接成本僅為 HRB400（E）的0.91及0.90。

圖1 結構方案1：Y向大柱網9m，Y向梁300×600

圖2 結構方案2：Y向小柱網6m，Y向梁250×450

方案1鋼筋含量對比表 表1

方案2鋼筋含量對比表 表2

結構布置采用方案2小柱網時，二、三層梁、板縱向受力鋼筋使用量比值平均值為0.82和0.79，考慮價格因素4750/4000=1.18，梁板縱向受力鋼筋采用 HRB635（E）直接成本為 HRB400（E）的 0.97及0.93。

對比2種方案，采用大柱網時，采用高強鋼筋直接成本指標為0.91及0.90；采用小柱網時，因梁跨度降低，鋼筋含量有降低趨勢，而樓板網格劃分無明顯變化導則樓板鋼筋含量變化不大，采用高強鋼筋直接成本指標為0.97及0.93。也說明當梁板跨度較大，采用高強鋼筋時，經濟性較好。

當采用高強鋼筋時，鋼筋的搭接長度和錨固長度相應增加，以三級抗震，HRB635E，接頭百分率50%，直徑20抗震搭接長度為：

搭接長度的成本（15～18元）遠遠大于鋼筋機械套筒連接接頭成本（5元左右）。本工程高強鋼筋連接均采用套筒連接，且接頭成本與普通鋼筋相同，梁端錨固長度增加成本較小，本工程暫未考慮。

采用高強鋼筋代替普通鋼筋時，鋼筋重量可以降低10～30%，這不僅僅只是材料成本的減少，還減少了倉儲成本、運輸成本、搬運成本等，同樣因為鋼筋數量的減少，方便澆筑，保證施工質量，尤其是梁柱核心區等。

4 結語

本工程采用大柱網，梁板縱向受力鋼筋中采用HRB635代替HRB400級鋼筋，直接成本降低10%左右，未達到理論最大節省量14%。筆者認為部分梁板構件為構造配筋非計算配筋，采用高強鋼筋后仍需按構造配置降低了經濟性；部分梁截面跨度大，雖采用高強鋼筋后降低了配筋率，但考慮其正常使用極限狀態，如撓度，裂縫控制等因素需提高其配筋率滿足規范要求等。

高強鋼筋應用于實際工程中，需考慮其經濟適用性，如大跨度，重荷載、超高層、（非）人防地下室等。采用高強鋼筋減少鋼筋用量，降低工程成本，提高建筑工程質量，資源合理化，節能減排。既有經濟優勢又有安全性優勢，在實際工程中具有非常遼闊的應用前景。