鋼混結構中的鋼筋選擇

李金濤

（河海大學，江蘇 南京 210098）

1 我國鋼筋產品的發展現狀

我國鋼筋的發展歷程經歷了從建國初期低強度的Ⅰ級光面碳素鋼Q235，到低合金鋼種鋼筋、20MnSiⅡ級鋼筋、20MnTi 微合金化Ⅲ級鋼筋、余熱處理Ⅲ級鋼筋、V-N 微合金化HRB500高強鋼筋，直至21世紀初的熱軋微合金帶肋鋼筋、余熱處理帶肋鋼筋和細晶帶肋鋼筋，以及我國目前已研制出的HRB400E抗震鋼筋。我國的鋼筋產業得到了良好的發展，在工藝、技術和品種上取得了重大的進步。

2 混凝土結構對鋼筋性能的要求

2.1 規格

鋼筋應當具有多樣化的規格，以滿足不同的建設施工需要。

2.2 強度

鋼筋的強度是影響鋼混結構承載力的重要因素。一般受力鋼筋的強度越高，性能越好，但當強度過高時高應力將會導致鋼筋過大的變形和裂縫。故普通混凝土結構中鋼筋的設計強度限為360MPa。

2.3 延性

延性代表鋼筋的變形能力，影響該指標的因素有很多，材質是主要因素。提高碳的含量雖然可以大大提高鋼筋強度，但是延性會降低。熱軋低碳鋼筋強度很低但延性最好。冷加工和熱處理可提高鋼筋強度，但延性會大幅降低。抗震鋼筋要求具有良好的延性，強屈比≥1.30。

2.4 剛度

鋼筋骨架網鋪的剛度是影響施工的重要因素。剛度較小，施工現場的踩踏、振搗等擾動會引起鋼筋移位，影響鋼混結構性能。

2.5 錨固性能

鋼筋能夠和混凝土共同受力，是因為有錨固的作用。錨固作用由咬合力、膠結力和摩擦力組成，旋扭鋼絞線和等高肋鋼筋以咬合作用為主，錨固性能高。光面鋼筋滑移較大，主要靠膠結力和摩擦力作用，錨固性能低。

2.6 耐久性

耐久性的主要表現是鋼筋的抗銹蝕性。要在高應力狀態下受力的預應力鋼筋，受到的銹蝕影響較大。直徑較細的鋼筋，易收到銹蝕影響。此外，用于水工、市政、港工及化工的鋼筋具有更高的耐久性要求。

2.7 疲勞性能

鋼筋的疲勞性能對承受動力荷載的結構有較大影響。表面平滑的鋼筋康疲勞性較好，對于表面變化較大的鋼筋，疲勞破壞主要發生在容易集中應力的表面突變出。

2.8 冷彎性能

冷彎性是鋼筋在加工時的一種表現，鋼筋在做彎鉤、彎折時，應具有不折斷、不裂縫的性能。冷加工鋼筋的冷彎性能最差，低強度的熱軋鋼筋較好。

2.9 焊接性能

焊接性是影響鋼筋在應用時的因素。鋼筋中碳含量較高時焊接性能較差，超過0.55%則不可焊接。應當注意的是，對于利用冷加工或熱處理強化過的鋼筋，焊接會導致焊接處強度降低。

2.10 經濟性

鋼筋的綜合性能價格比、材料的價格及后期維護費用都是鋼混結構中鋼筋經濟性的體現。

3 我國鋼筋的發展趨勢

隨著我國綜合國力的日益增強，建筑業更加注重結構的安全系數，用鋼量顯著增加。鋼混結構對鋼筋性能的要求已由單純的追求強度到鋼筋的綜合性能指標。均勻伸長率和強屈比已成為衡量鋼筋延性的重要指標。

我國房地產業的蓬勃發展，直徑小于12mm的構造筋、分布筋、墻配筋的需求將大幅增加。高層建筑、海洋平臺、水壩、橋墩等大型土建工程需要直徑40mm以上的粗鋼筋，該市場需求也將明顯增多。

現代鋼混結構趨向大跨重載，高強鋼筋能有效節約鋼筋用量，減少鋼筋加工和物流運輸，節約煤、水、土地等能源的消耗。2013年底，我國建筑工程中將淘汰335MPa級鋼筋，2015年底，高強鋼筋的使用量將大于建筑用鋼筋總量的65%。鋼筋半成品、防腐技術、鏈接技術將大大減少現場工作量和維護工作，擁有廣闊的市場。

4 鋼混結構用鋼筋的合理選擇

4.1 預應力鋼筋

在預應力預制版類結構始終的鋼筋中，650級冷加工鋼筋的延性和錨固性能都優于冷拔低碳光圓鋼絲，但加工費用偏高，并且其強度價格比最低，因此不是最佳的選擇。冷軋帶肋鋼筋的母材為Q235盤條，很難控制質量的穩定性，導致該鋼筋的應用受限。在選擇預應力預制版類結構中的鋼筋時，綜合性能和經濟效益為考慮的主要因素，在滿足每肋至少置一根鋼筋、最小配筋率等基本設計要求的情況下，最好選擇三股鋼絞線或中、高強度的鋼絲。

4.2 非預應力鋼筋

長期以來，我國不生產φ12 以下的Ⅱ級鋼筋，只能用配筋率較高的I 級鋼筋。550級的冷拔螺旋鋼筋和冷軋帶肋鋼筋比I 級鋼筋的強度大，配筋率低，強度價格比增加了26%，因此應用廣泛。新Ⅲ級鋼筋的配筋率進一步降低，較 I 級鋼筋的強度價格比提高了44%。從綜合指標來看，冷加工鋼筋提高強度的方法是大幅度降低其延性，綜合性能不如新Ⅲ級鋼筋。綜上，鋼筋在非預應力結構中的應用，應以新Ⅲ級鋼筋為主。

4.3 強錨固性鋼筋

增強鋼筋與混凝土結構的錨固作用，防止混凝土的裂縫與滑脫。螺旋肋鋼筋的表面有凸起的多條螺旋肋，與混凝土以咬合作用進行錨固，不易滑移和破裂。該鋼筋基面積削弱較少，肋面積大，并且具有較高的強度和剛度，延性好，在強拉伸時仍可承受大的載力，可用于抗震建筑。

5 結語

目前，我國建筑業正在大力發展節能、環保、可持續發展的循環經濟產業鏈。高強鋼筋的推廣和鋼筋綜合指標的追求更有助于工程建設的科學發展。

[1]龍莉，羅安智.國內外高強鋼筋發展和現狀分析[J].冶金管理，2012（11）:38-43.

[2]黃偉，張麗，王平，疏偉.建筑用鋼筋的應用發展研究[J].建筑技術，2010, 41（3）:242-245.