国内外高强钢筋的研发与应用概况-山东工程建设标准造价信息网

国内外高强钢筋的研发与应用概况

一、国外高强钢筋应用情况

目前，国外混凝土结构所采用的钢筋等级基本上以300MPa级、400MPa级、500MPa级三个等级为主，工程中普遍采用400MPa级及以上高强钢筋，其用量一般达70%～80%，其中以400MPa级的应用为主。

对于国土面积比较小且非地震区的发达国家（如英国、德国）直接采用了一个品种的500MPa级钢筋。其主要原因是对钢筋不需要有抗震性能的要求，同时这些国家的总体建设量也不大。钢筋牌号种类少也方便了钢筋的生产加工、市场供应、工程设计与施工应用等环节。

澳大利亚采用250MPa级、500MPa级两个强度等级，新西兰则采用300MPa级、500MPa级钢筋。

欧洲的钢筋应用强度等级较高，欧盟规范EN1992钢筋强度规定为400～600MPa级，其主要原因是欧洲绝大部分地区属非地震区（只有南欧的意大利、西班牙等有抗震要求），对钢筋延性要求不高。而追求高强度，欧洲绝大部分地区采用余热处理的高强钢筋。为适应南欧地震区建筑抗震的要求，欧盟规范对钢筋也特别提出了延性指标，分为A、B、C三个等级，其中C级延性有极限应变大于等于7.5%的要求（这个极限应变性能与我国普通热轧带肋钢筋的均匀伸长率一致，但小于我国带E有抗震性能要求的钢筋）。欧盟规范中的S450高强钢筋（延性等级C），主要用于南欧地震区抗震构件的配筋。

日本钢筋混凝土结构用钢筋规范（JIS G3112）与我国目前钢筋标准比较一致，钢筋分为热轧光圆钢筋与热轧带肋钢筋，对于光圆钢筋有SR235（屈服强度235MPa以上）、SR295（屈服强度295MPa以上）；对

于热轧带肋钢筋有SD295（屈服强度295MPa）、SD345（屈服强度345MPa）、SD390（屈服强度390MPa）、SD490（屈服强度490MPa）。日本是一个地震多发国家，早期的高层建筑大多采用钢结构或型钢混凝土结构，从20世纪80年代末开始，为推广混凝土结构在高层建筑中的应用，从1988～1993年启动了“新钢筋混凝土（NewRC）”项目的应用研发工作。该项研发工作中用于柱纵向配筋的钢筋的强度等级为USD685（屈服强度为685MPa，但至今未列入JIS G3112标准），但所有研究工作没有涉及混凝土受弯构件在使用极限状态的裂缝、刚度等性能研究。研究成果应用于相关试点工程，这些试点工程中应用SD390钢筋占10.7%，SD490高强钢筋的占60.7%，USD685高强钢筋的比例为28.6%。USD685高强钢筋主要应用于高层建筑的柱，加强了箍筋的约束作用，并都采用强度为60MPa的高强混凝土。

美国钢筋混凝土房屋建筑规范（ACI 318）对混凝土结构用钢筋主要依据ASTM（American Society for Testing and Materials，美国材料与试验协会）标准。ASTM A706为混凝土配筋用低合金带肋钢筋，其强度等级为60级（屈服强度60000psi，420MPa），钢筋的均匀伸长率按不同直径分别为10%～14%；ASTM A615为钢筋混凝土配筋用碳钢带肋钢筋与光圆钢筋标准，钢筋的强度等级分别为40级（屈服强度40000psi，280MPa）、60级（屈服强度60000psi，420MPa）、75级（屈服强度75000psi，520MPa），40级钢筋作为结构的辅助配筋。对光圆钢筋，美国钢筋混凝土房屋建筑规范规定仅用于螺旋箍筋，大量箍筋与构造配筋要求采用带肋钢筋，这主要是考虑到带肋钢筋有较好的锚固性能，以控制裂缝与改善结构性能。美国西海岸加利福尼亚州为强地震区，为保证混凝土结构的抗震性能，美国混凝土结构规范（ACI 318）对地震区混凝土结构的钢筋提出了强度等级

与性能要求。用于有抗震性能要求的框架与剪力墙设计时，钢筋的强度等级应采用ASTM A706标准中的低合金钢（该标准仅为一种60级低合金钢）或采用ASTM A615中碳钢的40级与60级钢筋，同时必须满足实测屈服强度不高于标准屈服强度18000psi（屈服强度124MPa）、实测抗拉强度与实测屈服强度之比（强屈比）不小于1.25的要求。这主要是从结构的延性考虑，60级钢筋（屈服强度420MPa）比75级钢筋（屈服强度520MPa）有更好的延性，保证在梁端可以形成塑性铰，并能更好地消耗与吸收地震能量，实现结构抗震性能要求。

俄罗斯规范CΠ 52-101-2003中钢筋最高强度等级为600MPa，但保留了300MPa级钢筋。

国外发达国家在高强钢筋方面的研发与应用，除非地震区的欧洲从400MPa级起步外，其余国家均保留了300MPa级这一等级，并形成300MPa级、400MPa级、500MPa级完整的系列，主力配筋为400MPa级及500MPa级高强钢筋，辅助配筋为300MPa级钢筋。在抗震地区，有对钢筋的强度与延性要求，并按延性分级确定用途。有抗震性能要求构件的配筋，其强度等级均低于500MPa。只有非地震区欧盟与俄罗斯才采用600MPa级钢筋。

二、我国高强钢筋应用研发与推广情况

我国从第六个五年计划期间，冶金系统就通过微合金化及淬水余热处理两条途径开发了410MPa级高强钢筋。从1987年开始，建筑行业开始410MPa级高强钢筋应用技术的试验研究，主要解决该强度等级钢筋的粘结锚固性能与钢筋的连接技术（搭接、焊接、机械连接），进行了配置410MPa级高强钢筋的受弯、压弯构件性能试验（承载力、裂缝宽度、刚度）。

1991年冶金部公布冶金标准《410兆帕级可焊热轧钢筋应用技术规程》YB145，并开始了在北京燕莎中心（中国与德国联合设计）的试点应用，但随后未能进一步推广应用。

为在建筑行业启动推广高强钢筋，在上述试验研究的基础上，1996年完成了《混凝土结构设计规范》GB 50010的局部修订，列入了微合金化与余热处理的400MPa级高强钢筋（屈服强度400MPa，当时称为新Ⅲ级钢），以替代原Ⅲ级钢（25MnSi，屈服强度标准值370MPa）。原建设部于1997颁布了《中国建筑技术政策》（1996-2010），明确要求推广应用400MPa级新Ⅲ级钢筋，随后在相关的工程项目中积极进行试应用，这是我国高强钢筋在建筑结构工程中应用的起步。但当时由于该钢筋产量低、市场供应不足，同时高强钢筋的配套技术不完善，故400MPa级（新Ⅲ级钢筋）高强钢筋推广应用速度不快。

20世纪90年代后期，我国钢筋机械连接技术迅速发展，从早期的套筒冷挤压、锥螺纹连接技术迅速发展到等强的直螺纹连接技术，包括镦粗直螺纹、剥肋滚轧直螺纹、滚轧直螺纹。1997年我国颁布了《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107，这些直螺纹机械连接技术的进步，使钢筋连接端的螺纹加工设备更加成熟，性能更为可靠，成本也大幅度下降，除了绝大部分用于HRB335钢筋连接以外，也开始应用于400MPa级高强钢筋的连接。与此同时，钢筋的焊接技术也得到了发展，颁布了《钢筋焊接技术规程》JGJ 18，用于解决400MPa级高强钢筋焊接连接问题。

随着冶金行业HRB400钢筋生产技术日趋成熟，国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-1998正式颁布，明确规定采用HRB335、HRB400、HRB500三个热轧带肋钢筋牌号，替代了以前的Ⅱ级钢、Ⅲ级钢称呼，并新增了HRB500高强钢筋这一新品种，使我国的热轧钢筋品