高强钢筋应用标准技术

一、高强钢筋应用技术

（一）前言

HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一，推广应用HRB400等高强钢筋对有效利用自然资源，降低消耗，对提高钢筋混凝土结构安全储备等具有十分重要的意义。多年来，为推广应用HRB400等高强钢筋有关部门采取了修订规范，开展试点工程等多种措施。本文通过实际调研，找到制约HRB400级钢筋推广应用的原因，通过理论分析，找到问题的根本；通过工程实例，切实地论证合理地应用HRB400级钢筋所带来的经济效益。

（二）工程概况

本工程为高级办公楼，其中车库要求空间大跨度大，主楼的办公室、会议室和裙楼的餐厅较多对跨度也有要求，根据这个特点，本工程在整体设计时，轴线布置跨度均较大，大部分跨度为8.4米。HRB400级钢筋在这个工程里得到了很好的应用，所有框架梁主筋均采用HRB400级钢筋。

图 1 HRB400 钢筋用量

地下室和裙楼部位结构大量的使用了HRB400级钢筋，达到设计要求并满足房间的使用功能。

图2 HRB400级钢筋现场码放

（三）HRB400级钢筋的特点

HRB400级钢筋是在对HRB335级钢筋化学成分作了微调，调整了钢材C、Si、Mn元素的含量。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用，细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。HRB400级钢筋产品的直径为6mm～50 mm，标准推荐直径为6mm、8mm、 10mm、 12mm、 16mm、 20mm、 25mm、 32mm、40mm、 50 mm，虽未推荐仍保留的公称直径有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm几种。但目前设计和施工中一般均在钢筋直径较大时（如大于等于16mm或18mm）采用HRB400级钢筋，较小时采用HRB335级钢筋（一般直径在12mm到18mm之间）或HPB235级钢筋（一般为12mm以下，并在各种结构箍筋和板筋及剪力墙结构主筋中大量使用）。

1、强度高、安全储备大

利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全可靠度水

准是一项经济合理的选择。从表1可以看出，HRB400级钢筋的设计强度为360 MPa，屈服强度为400MPa，抗拉强度为570MPa，比HRB335级钢筋的强度高16％。而HRB335级钢筋强度相对较低，尺寸效应大，直径25mm以上强度大幅度下降。如细直径（6mm～10mm）HRB400级钢筋取代HPB235级钢筋，其强度设计值由210MPa 提高到360MPa，可大大降低配筋率。

表1 各种级别钢筋物理力学性能指标

2、机械性能好

HRB400级钢筋显著改善了其他类型钢筋力学性能方面的不足，避免了尺寸效应大以及应变时延伸率下降20%-29%的弊病，其具有优良的冷弯性能，克服了弯折钢筋部位出现的微细裂纹、有明显的屈服台阶、且应变时效敏感性低的缺点，加入钒的HRB400级钢筋对低碳钢应变时效具有强烈的抑制作用，更有利于消除结构质量隐患。

3、焊接性能好

HRB400级钢筋采用微合金化工艺，碳当量较低，且微合金元素能够阻止焊接后晶粒的长大，焊接性能良好，电弧焊、闪光对焊及电渣压力焊的合格率均为100%。

4、抗震性能良好

HRB400级钢筋伸长率≥14％；均匀伸长率为14％左右；屈强比σb/σs≥1.25；屈服强度与强度标准值比≤1.3。故延性很好，在遭遇地震灾害时，能发挥良好的抗震作用，有利于结构抗震和结构的塑性内力重分布，提高建筑结构的抗震性和安全性。

5、经济效益明显

表2 各种热轧钢筋强度价格比

钛（Ti）含量仅为0.04%左右，故成本较低。目前，同等规格HRB400级钢筋与HRB335级钢筋仅相差不足100元/t，按强度价格比计算，具有明显的优势。

5.2、应用成本较低：相关资料研究表明，HRB400级钢筋较HRB335级钢筋节材10％～15％，节约钢筋资金约5％～8％。细直径（6mm～10mm）HRB400级钢筋较HPB235级钢节材42％。

本文以工程使用的各种规格钢筋的强度价格比分析。工程应用时，总是希望钢筋强度较高，价格较低，强度价格比是不同级别钢筋设计强度与价格的比值结果，综合反映了钢筋强度和价格的相互关系，比值越大，综合性能越好。从表2可以看出，本工程中HPB235级钢筋强度价格比最低，HRB335级钢筋强度价格比居中，HRB400级钢筋强度价格比最高，故使用HRB400级钢筋经济效益明显。（四）HRB400级钢筋的一般应用

在HRB400级钢筋现场应用实践方面，我们就钢筋加工、连接、绑扎、锚固等问题进行了认真的实践和总结。

1、钢筋进场

所有运至现场的钢筋，其品种、规格、牌号、质量等级均应符合设计要求并分类码放，进厂时应有出厂质量证明或厂家的试验报告单，钢筋表面或每捆钢筋均应有标志，且与报告单中批号吻合，否则不得进场。

2、钢筋加工

施工前技术人员和钢筋工长认真审图，核对结点配筋，经校核无误后由总工程师批准钢筋下料单。由工长对钢筋的加工、焊接存放进行详细的交底，加工成型的钢筋经验收合格后分类码放，挂标识牌。采用滚轧直螺纹连接的钢筋采用无齿锯切割，然后进行套丝。HRB400级钢筋塑性较好，要按照《混凝土结构施工图－平面整体表示方法制图规则和构造措施》（11G101-1）图集和相关规范要求

进行加工，并采用相应直径的转轴。

3、钢筋连接和绑扎

本工程所有HRB400级钢筋（直径≥16钢筋）均采用滚轧直螺纹连接。套筒分标准型（正丝型）、正反丝型、异径型、扩口型、加锁母型几种，实际应用以前三种为主，本工程套筒根据应用部位选用标准型和正反丝型两种。水平连接接头采用正反丝扣型套筒，有效解决了梁板水平钢筋末端拐铁不能旋转施工的难题。

顶板的横向、纵向钢筋均用白色涂料弹出钢筋排放线，放线严格按照长城杯标准进行，如边线离构件边缘50mm等等。墙体纵横向钢筋绑扎时设置竖向和横向梯形筋或双F卡控制钢筋间距，柱子钢筋绑扎时设置定位框控制钢筋间距。柱子上口根据柱子钢筋数量设置定位框。

图3 F卡控制钢筋间距

4、保护层控制

楼板、基础底板、地梁、梁底采用大理石垫块（高度同保护层厚度，隔1米布置）；柱、墙体、梁侧等部位采用不同厚度的专用高强度塑料定位卡具做垫块。柱筋保护层垫块卡在主筋外皮上并绑扎牢固，间距800mm，矩形截面柱每面设两列，圆柱沿圆周均匀设置六排。墙体主筋保护层采用塑料卡具卡在钢筋外皮上。塑料卡具按600×600mm间距梅花形布置。梁底钢筋保护层采用大理石垫块，