HRB500級鋼筋的設計應用

徐穎

【摘要】通過新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)布的新建標【2012】10號文“關于印發(fā)《自治區(qū)推廣應用高強鋼筋實施方案》的通知”的學習及XJJ057-2013《建筑工程高強鋼筋應用技術導則》的實施，高強鋼筋將越來越多的應用在建筑工程建設中。本文通過工程實例的對比進行了具體分析，證明了HRB500級鋼筋相較于HRB400級鋼筋在大跨度、大空間結(jié)構中應用的優(yōu)越性，針對高強鋼筋的應用向大家提供參考。

【關鍵詞】HRB500級鋼筋；大跨度框架結(jié)構設計；優(yōu)越性

一、高強鋼筋的推廣

新疆維吾爾自治區(qū)工程建設標準XJJ057-2013《建筑工程高強鋼筋應用技術導則》第5.0.1條指出：在混凝土結(jié)構中宜優(yōu)先采用具有較好的延性、可焊性、機械連接性能及施工適應性的HRB400普通熱軋帶勒鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋，積極推廣HRB500普通熱軋帶勒鋼筋的應用。

二、HRB500級鋼筋的適用范圍

根據(jù)XJJ057-2013《建筑工程高強鋼筋應用技術導則》中的規(guī)定：HRB500級鋼筋宜應用于受荷較大且由承載力控制截面配筋的縱向受力鋼筋，如高層、超高層建筑、大型框架結(jié)構、高烈度區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構和大跨度及重荷載下梁、板，不宜應用于普通跨度的多層框架結(jié)構、基本上按構造配筋的多、高層框架-剪力墻和剪力墻結(jié)構及普通樓板、按構造要求配置的鋼筋。

三、工程例舉

新疆維吾爾自治區(qū)阿拉山口市某學校多功能廳，地上一層，層高7.8m，室內(nèi)外高差1.5m，抗震設防烈度為7度（設計地震分組：第三組，設計基本地震加速度值：0.15g），抗震設防類別為乙類。本工程采用框架-抗震墻結(jié)構，框架抗震等級與抗震墻抗震等級均按二

級考慮。結(jié)構平面布置如下圖：

1.設計方案的確定：由于本工程所在場地風荷載較大（按50年重現(xiàn)期考慮，基本風壓達到1.35KN/m），屋面結(jié)構若采用鋼網(wǎng)架，恐造成耐久性差、安全性能低、維護較困難等問題，且根據(jù)建設方意向，考慮設計為大跨度（30mX23.4m）井字梁結(jié)構屋面。與此同時，帶來了井字梁截面大、配筋數(shù)量多等問題。考慮到大數(shù)量鋼筋對施工質(zhì)量及工程成本的影響，故在設計過程中對采用不同鋼筋級別的框架梁、柱進行了對比，并作出了以下分析：

2.方案分析：本工程為對比采用不同鋼筋框架梁、柱的配筋情況，建立模型一（HRB500級）和模型二（HRB400級）。

1）模型一、模型二基本概況：框架柱混凝土強度等級均為C40，截面為900X850（mm）；框架梁混凝土強度等級均為C35，截面為300X1500（mm）。

2）取中間一榀（D軸上）框架做對比，經(jīng)PKPM系列建筑結(jié)構軟件SATWE-8（2013年10月網(wǎng)絡版）計算分析后，結(jié)果如下：

表1

KZ單邊最大配筋面積 擬配鋼筋 KL底部縱筋最大配筋面積 擬配鋼筋 KL上部支座處最大配筋面積 擬配鋼筋

HRB500級 5300mm 7D32 5500mm 12D25 3800mm 8D25

HRB400級 6400mm 8C32 6600mm 14C25 4600mm 10C25

分析：通過表1對比數(shù)據(jù)可以看出，采用HRB500級鋼筋框架柱單邊最大配筋面積減少了20.7%，根數(shù)減少1根；框架梁底部縱筋最大配筋面積減少了20%，根數(shù)減少2根；框架梁上部支座處最大配筋面積減少了21.1%，根數(shù)減少2根。并且當采用HRB400級鋼筋時，框架梁上部支座鋼筋間距<30且<1.5d，即無法滿足框架梁上部鋼筋間距的最小要求。

再來看HRB500級鋼筋與HRB400級鋼筋的強度比較：根據(jù)GB50010-2010《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》，HRB400級鋼筋與HRB500級鋼筋相比屈服強度由400MPa提高到500MPa，強度提高了25%；抗拉、抗壓強度由360MPa分別提高到435MPa和410MPa，強度分別提高了20.8%和13.9%。

4）結(jié)果：若本工程采用HRB400級鋼筋作為框架梁、柱縱向受力筋，則用鋼量較大，鋼筋排列較密集，且部分框架梁上部支座鋼筋間距不滿足。故根據(jù)實際和理論的對比結(jié)果，認為采用HRB500級鋼筋作為本工程框架梁、柱的縱向受力筋較為合理，且能夠達到節(jié)約工程成本，提高工程質(zhì)量的目的。

四、HRB500級鋼筋的優(yōu)點

HRB500級鋼筋同普通鋼筋相比的優(yōu)點表現(xiàn)在以下方面：可減少鋼筋的使用量，節(jié)約工程直接成本，減少鋼筋的安裝量，節(jié)約工程物資及人力的投入；顯著改善梁、柱節(jié)點中鋼筋密集的情況；具有強度高、延性好、碳含量低、可焊性優(yōu)良等良好的力學性能；能在保證工程質(zhì)量的同時，滿足規(guī)范及設計要求。

五、結(jié)論

隨著高強鋼筋的推廣，低強鋼筋將很快退出建筑工程市場，未來市場的主導產(chǎn)品無疑是兼?zhèn)湟陨细黜梼?yōu)點的高強鋼筋。再加上《建筑工程高強鋼筋應用技術導則》作為技術支撐，采用高強鋼筋不僅具有巨大的經(jīng)濟效益，也有著廣泛的社會效益，符合創(chuàng)建節(jié)約型社會和可持續(xù)發(fā)展的建設思路。

但與此同時，不同鋼筋級別有著不同的適用范圍，我們在設計的過程中應科學合理的應用高強鋼筋，不要盲目的采用高強鋼筋。將高強鋼筋應用于受力大、便于高強鋼筋發(fā)揮高強度的構件與部位上。若HRB500級鋼筋應用于低烈度區(qū)、普通小型多（單）層框架結(jié)構，個人認為會造成一定程度的工程成本浪費。故在進行結(jié)構設計中我們應在遵守規(guī)范要求、保證工程質(zhì)量的同時，靈活設計，節(jié)約工程成本。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.GB50010-2010.混凝土結(jié)構設計規(guī)范[S]

[2]中華人民共和國國家標準.GB50011-2010.建筑抗震設計規(guī)范[S]

[3]新疆維吾爾自治區(qū)工程建設標準.XJJ057-2013.建筑工程高強鋼筋應用技術導則