朱 華 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230000）

1 引言

高強(qiáng)鋼筋的使用作為建筑業(yè)的一項(xiàng)新技術(shù)，在2017年被住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部列為國家重點(diǎn)推廣的十項(xiàng)新技術(shù)之一。本文從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度，通過分別建立梁、板結(jié)構(gòu)模型，用600MPa級高強(qiáng)鋼筋來代替400MPa級鋼筋在梁、板中的應(yīng)用，分析鋼筋用量與鋼筋強(qiáng)度的關(guān)系，以及600MPa級高強(qiáng)鋼筋的經(jīng)濟(jì)性。

2 計(jì)算模型

2.1 梁計(jì)算模型

2.1.1 結(jié)構(gòu)布置

通過建立各種跨度的一層模型來對比6m、9m、12m、15m和18m跨的梁，在分別采用HRB400和HTRB600鋼筋時(shí)，其鋼筋用量情況。為保證各種跨度梁截面的合理性和分析結(jié)果的可比性，梁高均取為梁跨的1/15，梁寬度取為梁高的1/3～1/2，混凝土強(qiáng)度等級均為C30。各模型平面布置圖如圖1所示，各種跨度的梁截面見表1所示。

圖1 各種跨度梁平面布置圖

2.1.2 荷載條件

梁上樓板厚度取120mm計(jì)算，樓面恒載（裝修荷載）取1.5kN/m2,樓面活載取2.0kN/m2，次梁間距均取為3m。不考慮地震和風(fēng)荷載的作用。

2.2 板計(jì)算模型

2.2.1 結(jié)構(gòu)布置

通過建立4m～9m跨的板來對比分析分別采用HRB400和HTRB600鋼筋時(shí)，板中鋼筋用量的情況。同樣，為保證數(shù)據(jù)的可比性，板厚統(tǒng)一取為板跨的1/40,混凝土強(qiáng)度等級均為C30。板跨與板厚的對應(yīng)關(guān)系見表2所示。各種跨度板的平面示意圖如圖2所示。

各種跨度板與板厚對應(yīng)關(guān)系 表2

2.2.2 荷載條件

板面荷載條件取兩種工況計(jì)算，工況一為樓面恒載（裝修荷載）取1.5kN/m2,樓面活載取2.0kN/m2；工況二為樓面恒載（裝修荷載）取1.5kN/m2,樓面活載取3.5kN/m2。樓板四周均按固支計(jì)算。本模型中樓板均以雙向板進(jìn)行分析計(jì)算。

圖2 4m～9m板跨示意圖

3 設(shè)計(jì)計(jì)算分析

3.1 梁計(jì)算結(jié)果

本模型計(jì)算軟件采用PKPM V3.1.6版進(jìn)行分析計(jì)算，PKPM軟件中可直接選取HRB400級鋼筋和HTRB600級鋼筋進(jìn)行模型的配筋計(jì)算，對各種跨度梁分別計(jì)算出采用兩種不同強(qiáng)度等級鋼筋時(shí)，其支座和跨中的最大配筋率情況，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

3.2 板計(jì)算結(jié)果

兩種工況下各種跨度樓板按四周固支的雙向板模型進(jìn)行計(jì)算的配筋結(jié)果見表4和表5所示，其中當(dāng)板的計(jì)算配筋率不足0.2%時(shí)，則取0.2%為其構(gòu)造配筋率。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 梁經(jīng)濟(jì)性比較

對梁中采用HRB400和HTRB600兩種級別鋼筋時(shí)，其用鋼量進(jìn)行對比，對比結(jié)果見表6所示。表中鋼筋節(jié)約量計(jì)算公式如下：（HTRB600鋼筋用量-HRB400鋼筋用量）/HRB400鋼筋用量×100%。由表6中可知，與HRB400鋼筋相比，采用HTRB600鋼筋后，梁的支座鋼筋與跨中鋼筋的用鋼量均可節(jié)約30%～40%之間。

不同跨度梁分別采用兩種級別鋼筋時(shí)配筋率計(jì)算結(jié)果 表3

工況一下板配筋計(jì)算結(jié)果 表4

工況二下板配筋計(jì)算結(jié)果 表5

梁鋼筋用量對比表 表6

板鋼筋用量對比表 表7

4.2 板經(jīng)濟(jì)性比較

對于樓板的支座鋼筋而言，支座鋼筋主要為計(jì)算配筋。在工況一下，由于活載較小，部分支座處仍為構(gòu)造配筋，當(dāng)采用HTRB600級鋼筋后，板支座鋼筋用鋼量相比于HRB400級鋼筋可節(jié)約10%～30%，在工況二下，活載較大，支座處都為計(jì)算配筋，其用鋼量可節(jié)約30%以上。然而對于板底鋼筋而言，無論是采用HRB400級鋼筋還是HTRB600級鋼筋，板底鋼筋均為構(gòu)造配筋，故板底采用HTRB600級高強(qiáng)鋼筋并不比采用HRB400級鋼筋節(jié)省。板鋼筋用量對比見表7所示。

5 結(jié)語

本文通過建立34個(gè)模型來對比分析采用HTRB600級與HRB400級鋼筋在梁板中其用鋼量的區(qū)別。通過對比分析可知，HTRB600級高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用于梁中，可比普通HRB400級鋼筋節(jié)約30%左右的用鋼量。在樓板中，用HTRB600級高強(qiáng)鋼筋代替普通HRB400級鋼筋，對于樓板支座處鋼筋鋼用量也可節(jié)約10%～30%，而對于樓板板底處鋼筋用量，由于板底鋼筋在采用普通HRB400級鋼筋時(shí)，一般已是構(gòu)造配筋，此時(shí)則無需再采用HTRB600級高強(qiáng)鋼筋來代替。