葉建民

河北大城縣第二建筑工程有限公司（06590 0）

1 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)受力鋼筋性能的要求

1）強(qiáng)度是鋼筋最基本的性能。但強(qiáng)度過(guò)高時(shí)高應(yīng)力引起的大變形（伸長(zhǎng)）將影響正常使用（撓度、裂縫）。故規(guī)范中鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度限為360 MPa，強(qiáng)度過(guò)高沒(méi)有意義。提高強(qiáng)度主要靠改進(jìn)材質(zhì)（低合金化）；也可通過(guò)熱處理或冷加工提高強(qiáng)度，但延性損失太大。

2）延性是鋼筋的變形能力，通常用伸長(zhǎng)率計(jì)強(qiáng)屈出來(lái)表達(dá)。目前以量測(cè)斷口區(qū)域確定的伸長(zhǎng)率（δ5，δ10，δ100）難以真正反映鋼筋的延性。

3）鋼筋質(zhì)量的穩(wěn)定性對(duì)受力承載十分重要。規(guī)模生產(chǎn)的鋼筋產(chǎn)品均質(zhì)性好，質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。

4）鋼筋的錨固性能是其與混凝土共同受力的基礎(chǔ)。光面鋼筋靠膠結(jié)及摩擦受力，錨固性能差；變形鋼筋以咬合作用持力,錨固性能與其外形有關(guān)，取決于鋼筋的橫肋高度、肋面積比（橫肋投影面積與表面積之比）以及混凝土咬合齒的形態(tài)。

5）承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋有疲勞性能的要求。表面凹凸變化大的鋼筋易在形狀突變處應(yīng)力集中而誘發(fā)疲勞破壞。

6）焊接性能影響鋼筋的應(yīng)用。碳當(dāng)量超過(guò)0.55%時(shí)不可焊。通過(guò)熱處理、冷加工而強(qiáng)化的鋼筋，焊接引起焊區(qū)鋼筋強(qiáng)度降低，應(yīng)予以注意。

7）耐久性影響結(jié)構(gòu)的工作壽命，在港工、水工、化工、市政工程中尤為重要。

8）冷彎性能是為滿(mǎn)足鋼筋加工的要求。在彎折、彎鉤或反復(fù)彎曲時(shí)，鋼筋應(yīng)避免裂縫和折斷。延性好的鋼筋弧內(nèi)徑小，施工適應(yīng)性強(qiáng)。

9）鋼筋骨架網(wǎng)片剛度對(duì)施工影響很大。如剛度小，在施工現(xiàn)場(chǎng)因擾動(dòng)（沖擊、振搗、踩踏）而造成鋼筋移位，有可能影響結(jié)構(gòu)性能，甚至釀成事故。

10）鋼筋規(guī)格應(yīng)多樣化。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)缺乏直徑40 mm以上的粗鋼筋及12 mm以下的細(xì)鋼筋，后者只能靠地施工單位自行冷加工解決。

2 建筑市場(chǎng)對(duì)鋼筋需求的變化

1）對(duì)鋼筋性能的要求已由單純追求強(qiáng)度到考慮綜合性能，特別是延性要求。事故和震害調(diào)查表明，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)患往往是延性太差（脆斷）。

2）均勻伸長(zhǎng)率和強(qiáng)屈比已成為衡量鋼筋延性的重要指標(biāo)。若干國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)鋼筋不僅按強(qiáng)度分級(jí)，而且已明確提出延性分級(jí)的要求。受力鋼筋的最低要求是δgt≥2%～2.5%，高延性鋼筋δgt≥5%～6%。均勻伸長(zhǎng)率的簡(jiǎn)易測(cè)定方法已列入我國(guó)的鋼筋標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)規(guī)范也對(duì)抗震結(jié)鋼的鋼筋提出強(qiáng)屈比的要求。

3）對(duì)高強(qiáng)鋼筋的要求將明顯增強(qiáng)?，F(xiàn)代結(jié)構(gòu)趨向大跨重載,配盤(pán)密集難以施工的矛盾日益突出，加上混凝土強(qiáng)度普遍提高，要求受力鋼筋具有更高的強(qiáng)度,發(fā)達(dá)國(guó)家I級(jí)鋼筋已淘汰,普遍采用400 MPa。級(jí)鋼筋的應(yīng)用也已開(kāi)始。而我國(guó)的主導(dǎo)鋼筋仍以低強(qiáng)度的 I，II級(jí)鋼筋（235,355 MPa）為主，差距甚大。

4）土木工程（水壩、橋墩、海洋平臺(tái)等）要求用直徑大于40 mm的粗鋼筋。住宅產(chǎn)業(yè)成為建筑市場(chǎng)主體以后，墻、板配及分布筋、構(gòu)造筋的需求將大幅增加，直徑12 mm以下的細(xì)鋼筋市場(chǎng)將明顯擴(kuò)大。

3 各種鋼筋的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 光面鋼筋

光面（I級(jí)）鋼筋延性最好（δgt＞20%），但強(qiáng)度太低（233 MPa），強(qiáng)度價(jià)格不足于 0.10 t·MPa/元，故用作受力鋼筋不經(jīng)濟(jì)；且錨固性能差，末端需做彎鉤。

3.2 月牙肋鋼筋

熱軋?jiān)卵览叩?II，III級(jí)鋼筋延性較好 （δgt＞10%，15%），強(qiáng)度較高（355，400 MPa），強(qiáng)度價(jià)格比0.12～0.13 t·MPa/元。 可焊性、抗疲勞性能、冷彎性能、錨固性能均勻優(yōu)良。其咬舍齒較寬厚，故錨固延性好。通過(guò)修訂標(biāo)準(zhǔn)和改進(jìn)技術(shù),小直徑（6，8，10 mm）鋼筋的規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。因此，這類(lèi)鋼筋（特別是III級(jí)鋼筋）將作為混凝土的主導(dǎo)鋼筋大量應(yīng)用；而細(xì)直徑鋼筋則將廣泛用于住宅建設(shè)中。

3.3 高強(qiáng)鋼筋

在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，強(qiáng)度500 MPa的鋼筋已開(kāi)始應(yīng)用,我國(guó)鋼筋標(biāo)準(zhǔn)修訂也以IV級(jí)月牙鋼筋形式列入。應(yīng)用的困難在于高應(yīng)力條件下大變形（撓曲）和寬裂縫難以解決。使用狀態(tài)（撓度、裂縫）將取代承載力（強(qiáng)度）而成為控制設(shè)計(jì)的主要因素，使其高強(qiáng)度難以發(fā)揮。

3.4 冷加工鋼筋

冷加工鋼筋的強(qiáng)度價(jià)格比為0.10～0.12 T·MPa/元，相對(duì)細(xì)直徑的III級(jí)鋼筋已無(wú)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。其最致命的弱點(diǎn)是延性太差且質(zhì)量不穩(wěn)定。大量缺乏管理的軋機(jī)進(jìn)行作坊式的生產(chǎn)，加上母材質(zhì)量波動(dòng)（我國(guó)盤(pán)條多超粗且不規(guī)律）,冷加工后面縮率往往上冷,加工鋼筋不能作預(yù)應(yīng)力鋼筋而只作輔助配筋，且均勻伸長(zhǎng)率（95%保證率）不小于2%～2.5%。我國(guó)大多冷加工鋼筋尚有不小差距。

4 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的合理選擇

1）混凝土結(jié)構(gòu)以400 MPa的III級(jí)鋼筋為主導(dǎo)鋼筋；以中高強(qiáng)鋼絲鋼絞線(xiàn)為預(yù)應(yīng)力主導(dǎo)鋼筋。

2）小直徑（6，8，10 mm）的 II，III級(jí)鋼筋將取代I級(jí)鋼筋及冷加工鋼筋，得到廣泛應(yīng)用。

3）對(duì)500 MPa（IV級(jí)）鋼筋可在不引起使用狀態(tài)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件中試點(diǎn)應(yīng)用，以增加安全度。

4）冷加工鋼筋必須嚴(yán)格保證質(zhì)量，且限用于非預(yù)應(yīng)力輔助配筋。

5）盡量選用網(wǎng)片、骨架等工廠(chǎng)化產(chǎn)品；采用各種機(jī)械連接；在惡劣環(huán)境中的結(jié)構(gòu)應(yīng)用防腐鋼筋。