635MPa级热轧带肋高强钢筋在工程项目中的应用探讨

屈创，李新俊

（1.安徽同济建设集团有限责任公司，安徽 合肥 230000；2.合肥宇信龙置业有限公司，安徽 合肥 230001）

1 项目概况及材料

伟杰夫医疗科技厂区工程2#厂房，位于安徽省合肥市庐江县高新区，抗震一般性场地，采用钢筋混凝土框架结构，结构使用年限50年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，II类场地，基础类型采用柱下独立基础。

抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10g，地震分组第1组，特征周期0.35s。抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级。

2 材料性能及结构参数

本工程梁板纵向受力钢筋采用635MPa级别高强钢筋，钢筋牌号HRB635及HRB635E，钢筋最大力下总伸长率、屈强比、超强比均满足抗震、非抗震工况下材料指标，其抗拉强度设计值 fy及抗压强度设计值 fy’均为550MPa，实际中抗拉强度及抗压强度设计值均取500MPa作为结构安全富裕储备。

根据承载力替换原则，采用635MPa级别钢筋替代HRB400级钢筋（抗拉强度及抗压强度均为360MPa）理论上可节省钢材1-360/500=28%。如取三级钢筋4000元/t，635MPa级别高强钢筋按4750元/t进行计算，钢筋价格提升了（4750-4000）/4000=18.75%，理论上结构最大可节省钢材造价（4000-360/500×4750）/4000=14.5%。

结构计算除满足承载力极限状况外，仍需满足正常使用极限状态，包括梁板挠度变形、裂缝宽度等要求。根据《混凝土结构设计规范》3.4.5，按混凝土结构裂缝最小宽度0.30mm控制。板的最小配筋率可根据《混凝土结构设计规范》8.5.1对于板类受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，当采用强度等级400MPa、500MPa、600MPa和 630MPa的钢筋时，其最小配筋百分率应允许采用0.15和45ft/fy的较大值，低于普通钢筋混凝土板类受弯构件中最小配筋百分率采用0.20和45ft/fy的较大值（0.20%）的要求。且根据635MPa级别高强钢筋企业技术标准，楼板负筋最小直径可选用6mm，低于《混凝土结构设计规范》9.1.6中钢筋直径不宜小于8mm的要求。本工程楼板最小配筋率采用0.15%，楼板板底板顶钢筋最小直径均选用6mm，均通过业内专家审查认可。

3 结构布置及钢筋经济性比较

结构布置采用2种柱网尺寸，梁、板纵向受力钢筋采用 HRB635（E）及HRB400（E）钢筋，采用盈建科结构设计软件2.0.1进行结构计算，并将2种结构布置的工程量进行统计，详见图1（以标准层2层、3层做对比）。

结构布置采用方案1大柱网时，二、三层梁、板纵向受力钢筋使用量比值平均值为0.77和0.765，考虑价格因素4750/4000=1.18，梁板纵向受力钢筋采用HRB635（E）直接成本仅为 HRB400（E）的0.91及0.90。

图1 结构方案1：Y向大柱网9m，Y向梁300×600

图2 结构方案2：Y向小柱网6m，Y向梁250×450

方案1钢筋含量对比表 表1

方案2钢筋含量对比表 表2

结构布置采用方案2小柱网时，二、三层梁、板纵向受力钢筋使用量比值平均值为0.82和0.79，考虑价格因素4750/4000=1.18，梁板纵向受力钢筋采用 HRB635（E）直接成本为 HRB400（E）的 0.97及0.93。

对比2种方案，采用大柱网时，采用高强钢筋直接成本指标为0.91及0.90；采用小柱网时，因梁跨度降低，钢筋含量有降低趋势，而楼板网格划分无明显变化导则楼板钢筋含量变化不大，采用高强钢筋直接成本指标为0.97及0.93。也说明当梁板跨度较大，采用高强钢筋时，经济性较好。

当采用高强钢筋时，钢筋的搭接长度和锚固长度相应增加，以三级抗震，HRB635E，接头百分率50%，直径20抗震搭接长度为：

搭接长度的成本（15～18元）远远大于钢筋机械套筒连接接头成本（5元左右）。本工程高强钢筋连接均采用套筒连接，且接头成本与普通钢筋相同，梁端锚固长度增加成本较小，本工程暂未考虑。

采用高强钢筋代替普通钢筋时，钢筋重量可以降低10～30%，这不仅仅只是材料成本的减少，还减少了仓储成本、运输成本、搬运成本等，同样因为钢筋数量的减少，方便浇筑，保证施工质量，尤其是梁柱核心区等。

4 结语

本工程采用大柱网，梁板纵向受力钢筋中采用HRB635代替HRB400级钢筋，直接成本降低10%左右，未达到理论最大节省量14%。笔者认为部分梁板构件为构造配筋非计算配筋，采用高强钢筋后仍需按构造配置降低了经济性；部分梁截面跨度大，虽采用高强钢筋后降低了配筋率，但考虑其正常使用极限状态，如挠度，裂缝控制等因素需提高其配筋率满足规范要求等。

高强钢筋应用于实际工程中，需考虑其经济适用性，如大跨度，重荷载、超高层、（非）人防地下室等。采用高强钢筋减少钢筋用量，降低工程成本，提高建筑工程质量，资源合理化，节能减排。既有经济优势又有安全性优势，在实际工程中具有非常辽阔的应用前景。