建设部高强钢筋推广专家培训会：高强钢筋合理应用级产业化发展方向-徐有邻老师(特别好)

1、高强钢筋的合理应用高强钢筋的合理应用及及产业化发展方向产业化发展方向中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院 徐有邻徐有邻北京北三环东路北京北三环东路30号号(100013)混凝土结构对钢筋性能的要求一混凝土结构对钢筋性能的要求1.强度强度（1）屈服强度屈服强度：屈服是热轧钢筋强度等级的标志。预：屈服是热轧钢筋强度等级的标志。预应力筋（硬钢）取非比例应力作条件屈服强度。屈服应力筋（硬钢）取非比例应力作条件屈服强度。屈服强度用于结构承载力计算，决定了构件的配筋。强度用于结构承载力计算，决定了构件的配筋。（2）极限强度极限强度：钢筋能承受的最大应力为极限强度，：钢筋能承受的

2、最大应力为极限强度，极限强度相应于钢筋断裂极限强度相应于钢筋断裂-传力中止。极限强度用于结传力中止。极限强度用于结构的防连续倒塌设计，决定了结构的防灾性能。构的防连续倒塌设计，决定了结构的防灾性能。 (3) 疲劳强度疲劳强度:吊车梁及其它构件的钢筋在交变疲劳荷吊车梁及其它构件的钢筋在交变疲劳荷载作用下，钢筋性能蜕化（降低）。疲劳强度比静力载作用下，钢筋性能蜕化（降低）。疲劳强度比静力作用下的强度低得多，与疲劳荷载的性质有关。作用下的强度低得多，与疲劳荷载的性质有关。2.2.延性延性 延性是钢筋拉断前的变形性能，涉及构件断裂和结构倒塌延性是钢筋拉断前的变形性能，涉及构件断裂和结构倒塌。 (1)均

3、匀伸长率均匀伸长率:钢筋极限强度相应的应变为均匀伸长率钢筋极限强度相应的应变为均匀伸长率gt（最（最大力下总伸长率大力下总伸长率Agt）是钢筋能够达到的最大应变。传统断口伸）是钢筋能够达到的最大应变。传统断口伸长率（长率（5、100）不是延性的代表，已不采用（图）。）不是延性的代表，已不采用（图）。(2)强屈比强屈比:钢筋拉断与屈服力学参量的比值为强屈比，反映从屈钢筋拉断与屈服力学参量的比值为强屈比，反映从屈服到断裂过程的长短。极限强度与屈服强度的比值为强屈比，极服到断裂过程的长短。极限强度与屈服强度的比值为强屈比，极限应变与屈服应变的比值即为限应变与屈服应变的比值即为“延性延性”。强屈比大的

4、钢筋延性好。强屈比大的钢筋延性好。硬钢延性差强屈比小，往往发生无预兆的脆性断裂破坏（图）硬钢延性差强屈比小，往往发生无预兆的脆性断裂破坏（图） 。(3)超强比超强比:抗震钢筋实际强度不能超过其标准强度太多抗震钢筋实际强度不能超过其标准强度太多,“超强超强” 的的钢筋延性变差，还可能造成钢筋延性变差，还可能造成“塑能铰转移塑能铰转移”的后果，影响安全。的后果，影响安全。(4)耗能特性耗能特性:下下图中为各种钢筋的应力图中为各种钢筋的应力- -应变关系曲线、强度和均应变关系曲线、强度和均匀伸长率。一般钢筋强度高就延性差；反之强度低就延性相对较匀伸长率。一般钢筋强度高就延性差；反之强度低就延性相对较

5、好。钢筋的耗能特性好。钢筋的耗能特性( (达到屈服或断裂时单位质量钢筋所消耗的能达到屈服或断裂时单位质量钢筋所消耗的能量量) )能够全面反映其综合力学性能。能够全面反映其综合力学性能。 耗能特性耗能特性W W 以图中本构关系曲线下的积分面积除以钢材的密度以图中本构关系曲线下的积分面积除以钢材的密度求得求得( (单位单位Nm/Kg)Nm/Kg)。钢筋的耗能特性反映了其强度和延性的综合。钢筋的耗能特性反映了其强度和延性的综合性能，是衡量钢筋力学性能的重要指标。性能，是衡量钢筋力学性能的重要指标。 (5)钢筋延性的影响钢筋延性的影响：汶川地震中，不同延性钢筋断裂耗能的差异：汶川地震中，不同延性钢筋断

6、裂耗能的差异对构件破坏形态及结构倒塌的影响十分明显。热轧钢筋有很好的对构件破坏形态及结构倒塌的影响十分明显。热轧钢筋有很好的延性和耗能能力，在屈服以后没有断裂而成为抗倒塌拉结模型中延性和耗能能力，在屈服以后没有断裂而成为抗倒塌拉结模型中的受力钢筋（图）。而强度较高的冷加工钢筋，由于延性太差，的受力钢筋（图）。而强度较高的冷加工钢筋，由于延性太差，断裂耗能很小而在地震中普遍断裂，引起构件解体断裂耗能很小而在地震中普遍断裂，引起构件解体-结构倒塌，造结构倒塌，造成了巨大伤亡（图）。成了巨大伤亡（图）。 3.粘结锚固性能粘结锚固性能（1）粘结特性粘结特性：钢筋外形决定了钢筋钢筋外形决定了钢筋-混凝土

7、界面粘结应力的传混凝土界面粘结应力的传递递,确定了裂缝宽度、裂缝形态及锚固性能。确定了裂缝宽度、裂缝形态及锚固性能。（2）锚固长度锚固长度：建立承载所需应力的长度为钢筋的锚固长度。由：建立承载所需应力的长度为钢筋的锚固长度。由试验研究及可靠度分析可得受力钢筋所需的锚固长度，可以按试验研究及可靠度分析可得受力钢筋所需的锚固长度，可以按基本锚固长度根据锚固条件乘以修正系数而确定。基本锚固长度根据锚固条件乘以修正系数而确定。（3）预应力传递长度预应力传递长度：先张法预应力筋通过界面粘结锚固而建立：先张法预应力筋通过界面粘结锚固而建立有效预应力值的长度为传递长度，其与预应力筋的外形有关，有效预应力值的

8、长度为传递长度，其与预应力筋的外形有关，还取决于预应力值及所在混凝土中的锚固条件。还取决于预应力值及所在混凝土中的锚固条件。4 4连接性能连接性能 钢筋通过接头传递内力的性能钢筋通过接头传递内力的性能( (强度、受形、恢复力强度、受形、恢复力)（1）搭接长度搭接长度 搭接钢筋通过与周边握裹层混凝土的锚固实现力的传递，搭接搭接钢筋通过与周边握裹层混凝土的锚固实现力的传递，搭接传力的机理与锚固类似，也与钢筋的外形有关。搭接长度可由传力的机理与锚固类似，也与钢筋的外形有关。搭接长度可由相应的锚固长度折算而求得。相应的锚固长度折算而求得。（2）可焊性可焊性 焊接钢筋通过焊接接头的熔融金属直接传力。碳当

9、量大的钢筋焊接钢筋通过焊接接头的熔融金属直接传力。碳当量大的钢筋不易焊接。焊接对钢筋力学性能影响较大；还可能引起温度应不易焊接。焊接对钢筋力学性能影响较大；还可能引起温度应力；焊接施工质量也不易保证。力；焊接施工质量也不易保证。 （3）机械连接适应性机械连接适应性 在钢筋端头加工螺纹，通过连接套筒的螺纹咬合实现传力。钢在钢筋端头加工螺纹，通过连接套筒的螺纹咬合实现传力。钢筋的表层硬度、外形偏差（直径、不圆度、错台）都会影响连筋的表层硬度、外形偏差（直径、不圆度、错台）都会影响连接质量、施工适应性及传力性能。接质量、施工适应性及传力性能。5 5质量稳定性质量稳定性（1）性能离散度性能离散度：规模

10、生产钢筋的质量比较稳定；小批量生产的：规模生产钢筋的质量比较稳定；小批量生产的钢筋质量较差；作坊式生产的钢筋离散度很大，质量最差。质钢筋质量较差；作坊式生产的钢筋离散度很大，质量最差。质量波动大的钢筋很难控制施工质量量波动大的钢筋很难控制施工质量,影响结构安全影响结构安全。（2）重量偏差重量偏差：重量偏差允许值太大。按负公差生产的钢筋承载：重量偏差允许值太大。按负公差生产的钢筋承载面积减小，影响构件安全以及机械连接的加工质量和传力性能面积减小，影响构件安全以及机械连接的加工质量和传力性能。按正公差生产的母材影响冷加工钢筋的延性。按正公差生产的母材影响冷加工钢筋的延性。（3）外形偏差外形偏差：钢

11、筋的不圆度（椭园）、错台（错半园）等外形：钢筋的不圆度（椭园）、错台（错半园）等外形偏差会影响机械连接的螺纹加工和传力性能；横肋、齿槽的形偏差会影响机械连接的螺纹加工和传力性能；横肋、齿槽的形状偏差也会影响粘结锚固性能。状偏差也会影响粘结锚固性能。（4）加工时效加工时效：钢筋冷加工和热处理以后：钢筋冷加工和热处理以后,力学性能随时间而变力学性能随时间而变化；预应力筋的应力松弛会损失张拉力。加工时效会影响结构化；预应力筋的应力松弛会损失张拉力。加工时效会影响结构性能，还可能造成断裂的危险后果。性能，还可能造成断裂的危险后果。（5）品牌真实性品牌真实性：不同牌号的钢筋性能差异很大。混淆牌号以次：不

12、同牌号的钢筋性能差异很大。混淆牌号以次充好的现象时有发生。牌号名不符实会引起施工不便，更可能充好的现象时有发生。牌号名不符实会引起施工不便，更可能造成结构隐患，影响安全。造成结构隐患，影响安全。6 6施工适应性施工适应性（1）识别标志识别标志：钢筋上牌号及强度等级标志（字母或符号）不：钢筋上牌号及强度等级标志（字母或符号）不明显可能造成施工明显可能造成施工“混料错批混料错批”。如以钢筋纵肋、横肋形态的。如以钢筋纵肋、横肋形态的变化标志品牌及强度等级，将方便施工识别，减少差错。变化标志品牌及强度等级，将方便施工识别，减少差错。（2）供货状态供货状态：直条供货需切断产生余料；盘卷供货须加工调：直条

13、供货需切断产生余料；盘卷供货须加工调直影响性能。钢筋半成品供应可减少现场施工量。建立钢筋直影响性能。钢筋半成品供应可减少现场施工量。建立钢筋专业加工配送中心是未来钢筋供应及施工的最佳形式。专业加工配送中心是未来钢筋供应及施工的最佳形式。（3）调直性能调直性能：钢筋机械调直或冷拉调直会造成钢筋力学性能：钢筋机械调直或冷拉调直会造成钢筋力学性能变化，应该加以控制。变化，应该加以控制。（4）弯曲性能弯曲性能：高强钢筋和延性差的钢筋施工时，由于弯曲或：高强钢筋和延性差的钢筋施工时，由于弯曲或反复弯曲会发生裂缝，断裂。反复弯曲会发生裂缝，断裂。（5）预应力工艺适应性预应力工艺适应性：先张预应力筋镦头容易

14、劈裂、掉帽。：先张预应力筋镦头容易劈裂、掉帽。后张预应力筋太硬则锚具夹片后张预应力筋太硬则锚具夹片“打滑打滑”，太软则，太软则“咬肉咬肉”而削弱而削弱承载力。预应力筋对工艺适应性也有要求。承载力。预应力筋对工艺适应性也有要求。7耐久性耐久性（1）直径直径：细直径钢筋、钢丝、钢绞线对锈蚀非常敏感；而粗钢：细直径钢筋、钢丝、钢绞线对锈蚀非常敏感；而粗钢筋则相对耐腐蚀。筋则相对耐腐蚀。（2）应力腐蚀应力腐蚀：高应力状态下的钢筋容易锈蚀；因此预应力钢筋：高应力状态下的钢筋容易锈蚀；因此预应力钢筋对锈蚀十分敏感。对锈蚀十分敏感。（3）表面处理表面处理：余热处理钢筋及冷加工钢筋表面很容易锈蚀，而：余热处理

15、钢筋及冷加工钢筋表面很容易锈蚀，而轧制钢筋的表面不易锈蚀。轧制钢筋的表面不易锈蚀。8.耐温性能耐温性能 钢筋高温软化；低温脆性的控制。钢筋高温软化；低温脆性的控制。9 9. .经济性经济性 性能价格比性能价格比-强度价格比强度价格比MPa-Kg/元元, 高强钢筋具有较好经济性。高强钢筋具有较好经济性。 上述要求共上述要求共9方面方面28项项, 综合性能综合性能才是钢筋优选的目标。才是钢筋优选的目标。二二. .影响钢筋性能的因素影响钢筋性能的因素1. . 组成化学成分组成化学成分（1）低碳钢材低碳钢材 钢材成分是铁（钢材成分是铁（Fe）和碳（）和碳（C）。）。235MPa低碳钢钢筋低碳钢钢筋强度

16、低而延性好。随含碳量增加，强度提高而延性、可强度低而延性好。随含碳量增加，强度提高而延性、可焊性、施工适应性急剧降低。因此高碳钢不能作钢筋。焊性、施工适应性急剧降低。因此高碳钢不能作钢筋。（2）低合金化低合金化 加入加入2锰（锰（Mn）硅（）硅（Si），低合金钢筋强度提高为），低合金钢筋强度提高为335MPa，但延性稍有降低。，但延性稍有降低。（3 3）微合金化微合金化 再加再加0.040.07的钒（的钒（V）、钛（）、钛（Ti）、铌（）、铌（Nb），），钢筋强度进一步提高为钢筋强度进一步提高为400500MPa。但随强度提高。但随强度提高延性也逐渐降低。延性也逐渐降低。2. 2. 成形工艺成

17、形工艺 成形工艺确定钢筋的金相结构，对于性能影响极大。轧制钢筋成形工艺确定钢筋的金相结构，对于性能影响极大。轧制钢筋表层的强度高而延性差，芯部则强度低而延性好。可以通过轧表层的强度高而延性差，芯部则强度低而延性好。可以通过轧制将低碳钢筋的强度提高到制将低碳钢筋的强度提高到300 MPa。（1）普通热轧钢筋（普通热轧钢筋（HRBHRB、HPBHPB） 钢材为均匀钢材为均匀-细密的铁素体和珠光体，合金化后强度提高但延性细密的铁素体和珠光体，合金化后强度提高但延性较好，弯曲、焊接、机械连接、施工适应性等都很好（图）。较好，弯曲、焊接、机械连接、施工适应性等都很好（图）。（2）余热处理钢筋（余热处理钢

18、筋（RRBRRB） 钢筋轧后淬水表层强化以提高强度，并利用芯部的余热对表层钢筋轧后淬水表层强化以提高强度，并利用芯部的余热对表层进行回火处理，恢复部分延性。其表层为马氏体，强度提高但进行回火处理，恢复部分延性。其表层为马氏体，强度提高但延性差（图）。延性差（图）。（3）细晶粒钢筋（细晶粒钢筋（HRBFHRBF） 钢筋冷却过程中控温并加大轧制力度，载面基本仍为铁素体和钢筋冷却过程中控温并加大轧制力度，载面基本仍为铁素体和珠光体。细晶粒钢筋强度提高，延性较好。但综合性能稍逊微珠光体。细晶粒钢筋强度提高，延性较好。但综合性能稍逊微合金化钢筋（图）合金化钢筋（图） 。（4）冷加工钢筋冷加工钢筋 冷拉、

19、冷拔、冷轧、冷扭、冷镦改变钢筋直径和长度，强度冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷镦改变钢筋直径和长度，强度提高而成为提高而成为“硬钢硬钢”。但延性大幅度降低（图），极易发生脆性。但延性大幅度降低（图），极易发生脆性断裂。限作预应力配筋及塑性设计断裂。限作预应力配筋及塑性设计。（5）热处理钢筋热处理钢筋 高碳钢线材通过电感应进行高温热处理改变金相组织（索氏高碳钢线材通过电感应进行高温热处理改变金相组织（索氏体）在大幅度提高强度的同时，仍保留了一定延性。通常用作体）在大幅度提高强度的同时，仍保留了一定延性。通常用作预应力筋。预应力筋。 HRB 合金化合金化 HRBF 细晶粒细晶粒 RRB余热处理余热处理

20、冷加工对钢筋性能影响冷加工对钢筋性能影响 3 3. .外形特性外形特性 (1)(1)外形参数外形参数 肋高（槽深）、肋宽（槽宽）、肋间距（槽间距肋高（槽深）、肋宽（槽宽）、肋间距（槽间距-导程）、横肋导程）、横肋 与轴的夾角、横肋圆周率、肋与表面的迎角、对称性与轴的夾角、横肋圆周率、肋与表面的迎角、对称性。主要。主要 基园面积率基园面积率（受力面积与公称面积的比值）影响承载截面积；（受力面积与公称面积的比值）影响承载截面积； 肋面积比肋面积比（横肋投影面积与表面积的比值）决定锚固性能。（横肋投影面积与表面积的比值）决定锚固性能。 刻痕（三面）刻痕（三面） 螺旋肋螺旋肋 螺旋槽螺旋槽 冷轧扭冷轧

21、扭 三股钢绞线三股钢绞线 七股钢绞线七股钢绞线 光圆光圆 等高肋等高肋 月牙肋月牙肋 冷轧带肋（两面）冷轧带肋（两面） 冷轧带肋（三面）冷轧带肋（三面） 刻痕（两面）刻痕（两面）(2)(2)钢筋外形分析钢筋外形分析光圆钢筋光圆钢筋：基圆面积率大（：基圆面积率大（1.00），锚固性能差，须有弯钩（弯折），锚固性能差，须有弯钩（弯折）或锚夹具、机械锚固、焊接网片骨架才能持力或锚夹具、机械锚固、焊接网片骨架才能持力,拟淘汰拟淘汰。等高肋钢筋等高肋钢筋：锚固性能最好，基圆面积率：锚固性能最好，基圆面积率0.89,已被淘汰。已被淘汰。带肋钢筋带肋钢筋：月牙肋钢筋应用最广，基圆面积率：月牙肋钢筋应用最广，

22、基圆面积率0.94。锚固性能尚可，。锚固性能尚可，纵肋造成劈裂的方向性。冷轧带肋钢筋基圆面积率纵肋造成劈裂的方向性。冷轧带肋钢筋基圆面积率 0.91，两面，两面带肋导致劈裂的方向性；三面肋钢筋锚固性能改善。带肋导致劈裂的方向性；三面肋钢筋锚固性能改善。刻痕钢丝刻痕钢丝（两面、三面）：基圆面积率（两面、三面）：基圆面积率0.97。咬合齿浅锚固性能很。咬合齿浅锚固性能很差，接近光面钢筋。规范修订后淘汰。差，接近光面钢筋。规范修订后淘汰。螺旋槽钢丝螺旋槽钢丝：基圆面积率：基圆面积率0.97，依靠凹槽中单薄混凝土齿咬合，锚，依靠凹槽中单薄混凝土齿咬合，锚固性能较差。为固性能较差。为PC钢棒及部分冷轧扭

23、钢丝的外形钢棒及部分冷轧扭钢丝的外形,外形应改进外形应改进。螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝：基圆面积率：基圆面积率0.97，连续螺旋状混凝土咬合齿宽，连续螺旋状混凝土咬合齿宽 厚，锚厚，锚固性能优良。是中外所有钢筋外形中之最优者。固性能优良。是中外所有钢筋外形中之最优者。钢绞线钢绞线：钢丝捻绞而成。基圆面积率：钢丝捻绞而成。基圆面积率0.97，依靠螺旋状凹槽中混凝，依靠螺旋状凹槽中混凝土咬合，锚固力介于螺旋肋与螺旋槽之间而属中等。土咬合，锚固力介于螺旋肋与螺旋槽之间而属中等。(3)(3)钢筋外形及影响钢筋外形及影响1）钢筋直径钢筋直径 细钢筋锈蚀影响较大耐久性差，故受力钢筋直径不小于细钢筋锈蚀影响较大耐

24、久性差，故受力钢筋直径不小于5mm。粗钢筋运输、加工不便，连接困难，故受力钢筋最大直径不宜粗钢筋运输、加工不便，连接困难，故受力钢筋最大直径不宜大于大于40mm；不应大于；不应大于50mm。2）带肋钢筋的外形带肋钢筋的外形 应用最广的普通带肋钢筋的外形有改进的必要。利用纵肋、横应用最广的普通带肋钢筋的外形有改进的必要。利用纵肋、横肋的旋向及形态，可以从外形上很容易识别钢筋的品牌和强度肋的旋向及形态，可以从外形上很容易识别钢筋的品牌和强度等级。而这种设想至今基本未能实现。等级。而这种设想至今基本未能实现。3）外形偏差外形偏差 钢筋轧制外形偏差造成的不圆度（椭园）和错台（错半园），钢筋轧制外形偏差

25、造成的不圆度（椭园）和错台（错半园），都会影响机械连接时的螺纹加工，影响有效截面及传力性能。都会影响机械连接时的螺纹加工，影响有效截面及传力性能。4）重量偏差重量偏差 重量偏差也反映了其承载面积而对综合性能造成影响。以负公重量偏差也反映了其承载面积而对综合性能造成影响。以负公差为目标生产线材会削弱承载力；以正公差为目标生产卷材会差为目标生产线材会削弱承载力；以正公差为目标生产卷材会影响冷加工性能。此外，有意地影响冷加工性能。此外，有意地“冷拉过度冷拉过度”和和“瘦身钢筋瘦身钢筋”也会也会降低结构安全储备。降低结构安全储备。三三. .规范对钢筋的选择规范对钢筋的选择 1.1.选择原则选择原则 （

26、1 1）根据钢筋在结构中的不同作用，根据受力需要分别进选择。）根据钢筋在结构中的不同作用，根据受力需要分别进选择。 （2 2）重视强度，强调延性）重视强度，强调延性-均匀伸长率、强屈比和耗能特性。均匀伸长率、强屈比和耗能特性。 （3 3）综合考虑力学性能、锚固）综合考虑力学性能、锚固- -连接、施工适应性及传统习惯等。连接、施工适应性及传统习惯等。 （4 4）对不同钢筋，提出相应的设计、施工中应注意的问题。）对不同钢筋，提出相应的设计、施工中应注意的问题。 （5 5）根据国情在现行钢筋产品标准的品牌范围内优化选择。）根据国情在现行钢筋产品标准的品牌范围内优化选择。 （6 6）根据混凝土结构发展

27、，提出完善钢筋标准改进性能的建议。）根据混凝土结构发展，提出完善钢筋标准改进性能的建议。 2. 2.考虑因素考虑因素（1 1）力学性能力学性能：综合考虑强度高：综合考虑强度高-中中-低齐全；延性好低齐全；延性好-中中-差搭配；差搭配；扩大预应力筋的应用。扩大预应力筋的应用。（2 2）锚固锚固- -连接连接：普遍采用带肋钢筋，光园筋限作焊网和箍筋；粗：普遍采用带肋钢筋，光园筋限作焊网和箍筋；粗 钢筋不宜搭接；硬钢、粗钢筋不宜焊接；细钢筋不宜机械连接。钢筋不宜搭接；硬钢、粗钢筋不宜焊接；细钢筋不宜机械连接。（3 3）施工适应性施工适应性：考虑施工水平及条件，灵活选择，物尽其用。：考虑施工水平及条件

28、，灵活选择，物尽其用。（4 4）经济性经济性：考虑强度价格比，：考虑强度价格比，“精打细算，物尽其用精打细算，物尽其用”，避免片，避免片 面追求高强而或延性，能造成不必要的浪费。面追求高强而或延性，能造成不必要的浪费。（5 5）技术政策技术政策：“四节一环保四节一环保” ，减少能源资源消耗，保护环境。，减少能源资源消耗，保护环境。3.3.选择的范围选择的范围- -钢筋产品标准钢筋产品标准 规范不再强调钢筋组成成分，不再规范不再强调钢筋组成成分，不再“唯成分论唯成分论”但坚持但坚持“唯性能唯性能论论”。从下列钢筋产品标准中选择适当的混凝土结构用钢筋，。从下列钢筋产品标准中选择适当的混凝土结构用钢

29、筋，但要求品牌名实相符，并希望根据需要改进性能。但要求品牌名实相符，并希望根据需要改进性能。 混凝土结构用光面钢筋混凝土结构用光面钢筋GB 13013：光面：光面HPB。 混凝土结构用钢混凝土结构用钢GB 1499：月牙肋：月牙肋HRB 、HRBF。 钢筋混凝土用余热处理钢筋钢筋混凝土用余热处理钢筋GB 13014：月牙肋：月牙肋RRB。 预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝GB/T 5223：光面、螺旋肋。：光面、螺旋肋。 预应力混凝土用钢绞线预应力混凝土用钢绞线GB/T 5224：捻绞状。：捻绞状。 中强度预应力混凝土用钢丝中强度预应力混凝土用钢丝YB/T 156：光面、螺旋肋。：光面、螺

30、旋肋。 预应力混凝土用螺纹钢筋预应力混凝土用螺纹钢筋GB/T 20065：螺纹钢筋。：螺纹钢筋。四设计规范中高强钢筋的有关问题四设计规范中高强钢筋的有关问题1.1.钢筋的设计参数钢筋的设计参数（1）抗拉强度抗拉强度 屈服强度标准值用于使用状志验算；设计值用于承载力配筋计屈服强度标准值用于使用状志验算；设计值用于承载力配筋计算；极限（断裂）强度用于构件防连续倒塌验算。算；极限（断裂）强度用于构件防连续倒塌验算。（2）弹性模量弹性模量 是平均值而非特征值；由于基园面积率、自重负偏差；冷拉调是平均值而非特征值；由于基园面积率、自重负偏差；冷拉调直伸长以及钢绞线捻铰松紧程度的影响，实际弹性模量减小；直

31、伸长以及钢绞线捻铰松紧程度的影响，实际弹性模量减小； 必要时实必要时实 测确定。测确定。（3）钢筋的延性钢筋的延性 废除断口伸长率；首次提出用均匀伸长率废除断口伸长率；首次提出用均匀伸长率gt （最大力下总伸长（最大力下总伸长率率Agt ）作为延性指标。）作为延性指标。（4）几何参数几何参数 公称直径公称直径-公称截面积公称截面积-理论重量与实际差异；必要时实测确定理论重量与实际差异；必要时实测确定。2.2.配筋设计的合理修改配筋设计的合理修改 （1）并筋（钢筋束）并筋（钢筋束）：并筋视为截面积相等的单根钢筋：并筋视为截面积相等的单根钢筋等效等效钢筋；当量直径为等效直径；二并筋等效直径为钢筋；

32、当量直径为等效直径；二并筋等效直径为1.41d，三并，三并筋筋1.73d；锚固；锚固-搭接搭接-保护层保护层-裂缝宽度计算相同。裂缝宽度计算相同。（2）裂缝宽度计算裂缝宽度计算：改为荷载准永久组合；调整构件受力特征：改为荷载准永久组合；调整构件受力特征系数，减小裂缝宽度计算值。系数，减小裂缝宽度计算值。（3）刚度挠度验算刚度挠度验算：荷载准永久组合相应改变刚度计算，减小：荷载准永久组合相应改变刚度计算，减小受弯挠度计算值。受弯挠度计算值。（4）最小配筋率最小配筋率：基本维持，实际强度配筋率提高。：基本维持，实际强度配筋率提高。（5）大截面的最小配筋大截面的最小配筋：发挥高强钢筋优势，适当控制厚

33、板、：发挥高强钢筋优势，适当控制厚板、筏基的最小配筋。筏基的最小配筋。 3 3高强钢筋的锚固高强钢筋的锚固（1）机械锚固形式机械锚固形式 9090弯折、弯折、135135弯钩、一侧贴焊锚筋、两侧贴焊锚筋、焊弯钩、一侧贴焊锚筋、两侧贴焊锚筋、焊端锚板、螺栓锚头端锚板、螺栓锚头（2）控制锚固长度控制锚固长度 锚固长度修正系数：机械锚固方向性；群锚的影响。锚固长度修正系数：机械锚固方向性；群锚的影响。 4 4高强钢筋的高强钢筋的连接连接（1）连接形式连接形式：绑扎搭接、机械连接、焊接的特点、：绑扎搭接、机械连接、焊接的特点、 应用范围。应用范围。（2）传力性能传力性能：强度、刚度、恢复力、破坏形态。

34、：强度、刚度、恢复力、破坏形态。（3）控制要求控制要求：接头不如整筋；应避让关键位置；限制接头数量：接头不如整筋；应避让关键位置；限制接头数量、限制接头面积百分率。、限制接头面积百分率。 scr0sEcE 5.5.抗震钢筋的延性要求抗震钢筋的延性要求（1）机理机理：地震是强迫位移；需要钢筋的变形能力：地震是强迫位移；需要钢筋的变形能力延性；震害延性；震害调查表明调查表明:延性是不亚于强度的重要性能。延性是不亚于强度的重要性能。（2）限制范围限制范围：抗震三级以上梁、柱、杆构件的纵向受力钢筋；：抗震三级以上梁、柱、杆构件的纵向受力钢筋； 不得任意扩大范围。高强不等于延性；强度提高不得任意扩大范围

35、。高强不等于延性；强度提高-延性降低。延性降低。（3）延性指标延性指标：实测均匀仲长率不小于：实测均匀仲长率不小于9%；强屈比不小于；强屈比不小于1.25 ； 超强比不大于超强比不大于1.30。 “高强高强”影响影响“强剪弱弯强剪弱弯”和和“塑性铰塑性铰”形成。形成。（4）牌号牌号：带后缀：带后缀“ E ”的热轧带肋钢筋；保证上述延性性能。的热轧带肋钢筋；保证上述延性性能。（5）锚固锚固- -搭接长度搭接长度：修正系数：修正系数:一二级一二级1.15；三级；三级1.05；四级；四级1.0 ；采用机械连接；采用机械连接-焊接；避让关键受力区焊接；避让关键受力区-箍筋加密区。箍筋加密区。五高强钢筋

36、工程设计要点五高强钢筋工程设计要点1.推广中可能出现的问题推广中可能出现的问题(1)(1)不熟悉钢筋品种规格适用及供应，不能合理选用。不熟悉钢筋品种规格适用及供应，不能合理选用。(2)(2)高强筋锚固长度及节奌布筋困难，高强筋锚固长度及节奌布筋困难，500MPa500MPa筋更突出。筋更突出。(3)(3)高强受裂缝宽度及最小配筋制约，节约效果不明显。高强受裂缝宽度及最小配筋制约，节约效果不明显。(4)(4)剪扭冲切强度受限制，剪扭冲切强度受限制， 500MPa 500MPa筋易脆断不宜配箍。筋易脆断不宜配箍。(5)400MPa(5)400MPa筋适应性强，应作梁板主力钢筋筋适应性强，应作梁板主

37、力钢筋- -纵筋及箍筋。纵筋及箍筋。(6)RRB400(6)RRB400宜作基础及轻载宜作基础及轻载- -小跨板类构件配筋。小跨板类构件配筋。(7)500MPa(7)500MPa筋宜大跨重载梁柱配筋。高强混凝土筋宜大跨重载梁柱配筋。高强混凝土C50C50配配筋。筋。(8)(8)低强低强300(335)MPa300(335)MPa筋及筋及RRBRRB筋宜作分布筋宜作分布- -架立架立- -防裂等构造钢筋防裂等构造钢筋。2.2.应用中注意的向题应用中注意的向题( (1)1)不顾具体条件，盲目强迫推广高强钢筋，造或浪费。不顾具体条件，盲目强迫推广高强钢筋，造或浪费。( (2)2)混淆高强钢筋混淆高强

38、钢筋- -抗震钢筋，强迫应用，效果相反。抗震钢筋，强迫应用，效果相反。(3)(3)同类构件应用同类钢筋，不同品牌同类构件应用同类钢筋，不同品牌- -强度的钢筋不能混用。强度的钢筋不能混用。(4)(4)设计软件己给出全部配套的结构构件设计设计软件己给出全部配套的结构构件设计- -构造方法。构造方法。(5)(5)软件不能代替设计人员对钢筋品牌软件不能代替设计人员对钢筋品牌- -强度作合理选择。强度作合理选择。(6) (6) 综合考虑，统筹兼顾，物尽其用的配筋原则。综合考虑，统筹兼顾，物尽其用的配筋原则。3 3钢筋的合理应用钢筋的合理应用（1）纵向受力钢筋纵向受力钢筋主力配筋主力配筋：400400、

39、500MPa500MPa钢筋宜作大跨、重载结构及梁、柱、杆类钢筋宜作大跨、重载结构及梁、柱、杆类构件的受力钢筋；构件的受力钢筋；400400、300(335)MPa300(335)MPa钢筋作中跨、轻载结构及板钢筋作中跨、轻载结构及板、墙、壳面状件的受力钢筋。、墙、壳面状件的受力钢筋。延性配筋延性配筋：HRBHRB及及HRBFHRBF钢筋可考虑塑性设计，带后缀钢筋可考虑塑性设计，带后缀-E-E的钢筋可作的钢筋可作抗震钢筋。抗震钢筋。基础配筋基础配筋：RRBRRB钢筋作基础钢筋作基础- -大体积混凝土等延性要求不高的配筋。大体积混凝土等延性要求不高的配筋。次要配筋次要配筋；细直径的；细直径的30

40、0(335)MPa300(335)MPa钢筋及钢筋及RRBRRB钢筋作小跨、轻载结构钢筋作小跨、轻载结构的配筋：过梁、圈梁、构造柱、农房的配筋。的配筋：过梁、圈梁、构造柱、农房的配筋。（2）预应力钢筋预应力钢筋长跨连续长跨连续配筋配筋：集束高强钢丝、钢绞线作后张预应力配筋。集束高强钢丝、钢绞线作后张预应力配筋。中小跨中小跨预制构件配筋预制构件配筋：中强钢丝、高强钢丝、钢绞线作先张预应中强钢丝、高强钢丝、钢绞线作先张预应力配筋。力配筋。大跨大跨构件构件拉杆拉杆：预应力螺纹钢筋、钢绞线作拉杆配筋。：预应力螺纹钢筋、钢绞线作拉杆配筋。（3）横向钢筋横向钢筋 箍筋箍筋：300(335)、400MPa钢

41、筋；钢筋；500 MPa钢筋不能弯折而宜钢筋不能弯折而宜作连续螺旋配箍。作连续螺旋配箍。 弯筋弯筋；400、500MPa钢筋钢筋。 约束配筋约束配筋：400、500MPa钢筋作局压荷载下的网片。钢筋作局压荷载下的网片。 约束配箍约束配箍：400、500MPa钢筋及中强钢丝作连续螺旋配箍或钢筋及中强钢丝作连续螺旋配箍或 “一笔画箍一笔画箍”。（4）构造钢筋构造钢筋 架立筋架立筋：RRB及及300MPa钢筋钢筋。 分布筋分布筋：小直径：小直径RRB钢筋及钢筋及300(335)MPa钢筋钢筋(网片网片)。 防裂筋防裂筋：小直径：小直径RRB钢筋及钢筋及300(335)MPa钢筋钢筋(网片网片)。 (

42、5)合理的合理的钢筋消耗钢筋消耗 1）强度等级比例强度等级比例： 300:400:500MPa约为约为0.25:0.55:0.20。 2）应用范围调整应用范围调整：大型公共工程高强钢筋比例增加；住宅、农：大型公共工程高强钢筋比例增加；住宅、农房高强钢筋比例减少。房高强钢筋比例减少。 3）土木工程其它结构土木工程其它结构：水工、港工、公路、铁路、市政、人防水工、港工、公路、铁路、市政、人防等混凝土结构高强钢筋比例不同，不可强求一律。等混凝土结构高强钢筋比例不同，不可强求一律。六推广应用中应注意的问题六推广应用中应注意的问题1. 1. 高强钢筋的生产问题高强钢筋的生产问题（1）延性延性- -综合性

43、能综合性能：提高强度时保证延性施工适应性。：提高强度时保证延性施工适应性。（2）比例生产各种钢筋比例生产各种钢筋：不能只生产高强筋：不能只生产高强筋 ，应根据工程需要生，应根据工程需要生产不同牌号及强度的钢筋。产不同牌号及强度的钢筋。（3）钢筋的标志钢筋的标志；希望以钢筋外形（纵筋；希望以钢筋外形（纵筋-旋向）区别牌号及强度旋向）区别牌号及强度，方便施工识别。，方便施工识别。（4）控制尺寸偏差控制尺寸偏差：减少自重偏差；控制不园度及错半园；保证：减少自重偏差；控制不园度及错半园；保证安全及连接质量。安全及连接质量。（5）淘汰落后产能淘汰落后产能：淘汰落后工艺、不成熟工艺，实现规模生产：淘汰落后

44、工艺、不成熟工艺，实现规模生产，稳定钢筋质量。，稳定钢筋质量。（6）品牌名实相符品牌名实相符：行业自律，遵守职业道德。：行业自律，遵守职业道德。2 2净化钢筋市场净化钢筋市场（1）物流环节多物流环节多 钢筋以订定产，滞后工程需求。造成物流环节太多，价格升高。钢筋以订定产，滞后工程需求。造成物流环节太多，价格升高。（2）价格不合理价格不合理 钢筋价格混乱，应整顿净化市场，合理分配各环节的应有利润。钢筋价格混乱，应整顿净化市场，合理分配各环节的应有利润。（3）供求脱节供求脱节 为利润垄断生产，早期高强钢筋设计后无货；近期低强筋无货造为利润垄断生产，早期高强钢筋设计后无货；近期低强筋无货造 成浪费。

45、成浪费。（4）提倡直购提倡直购 实现产实现产-需见面直购，可降低价格，还可避免钢筋代换的浪费需见面直购，可降低价格，还可避免钢筋代换的浪费。（5）诚信缺失诚信缺失 假冒伪劣、以次充好、牌号假冒伪劣、以次充好、牌号-性能不符、瘦身钢筋。性能不符、瘦身钢筋。3 3钢筋的合理应用钢筋的合理应用（1）设计优化选择设计优化选择 高强高强-高性能综合考虑，不片面追求高强，适当选择高性能综合考虑，不片面追求高强，适当选择-物尽其用。物尽其用。（2）防止混料错批防止混料错批 牌号及强度多样化后，施工现场必须加强管理，防止混料错批。牌号及强度多样化后，施工现场必须加强管理，防止混料错批。（3）发展配套技术发展配

46、套技术 高强引起的锚固高强引起的锚固-连接问题，应以机械锚固连接问题，应以机械锚固-连接及焊接方式解决。连接及焊接方式解决。（4）提倡深加工提倡深加工 调直、切断、弯折、箍筋、焊接、网片调直、切断、弯折、箍筋、焊接、网片以半成品形式供货。以半成品形式供货。（5）专业加工配送专业加工配送 在有条件处实现钢筋的专业加工配送，实现钢筋工程产业化。在有条件处实现钢筋的专业加工配送，实现钢筋工程产业化。4 4政策导向问题政策导向问题（1）防止片面高强防止片面高强 盲目追求高强；不顾延性及其他性能，可能会影响安全。盲目追求高强；不顾延性及其他性能，可能会影响安全。（2）避免扩大范围避免扩大范围 不顾实际扩

47、大高强钢筋应用范围；影响结构性能，造成浪费。不顾实际扩大高强钢筋应用范围；影响结构性能，造成浪费。（3）混淆高强混淆高强- -抗震抗震 混淆钢筋高强混淆钢筋高强-抗震不同要求；强迫推广影响安全且造成浪费。抗震不同要求；强迫推广影响安全且造成浪费。（4）不盲目追求比例不盲目追求比例 不盲目追求高强钢筋比例；并非越高越好；应物尽其用。不盲目追求高强钢筋比例；并非越高越好；应物尽其用。（5）大力整顿市场大力整顿市场 打击缺乏诚信投机行为；净化市场；保障生产打击缺乏诚信投机行为；净化市场；保障生产-用户实际利益。用户实际利益。（6）部门间协调部门间协调 冶金冶金-建筑加强合作建筑加强合作-交流，各自作出努力，满足结构安全的合理交流，各自作出