《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2010(2015年局部修訂)

1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（2015年局部修訂）簡(jiǎn)介及高強(qiáng)鋼筋的工程應(yīng)用,鄭州大學(xué) 劉立新 2015年12月,,一.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（2015年局部修訂）簡(jiǎn)介（一）修訂背景和過(guò)程●根據(jù)“四節(jié)一環(huán)保”要求，提倡應(yīng)用高強(qiáng)、高性能鋼筋?！窀鶕?jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于同意國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010局部修訂的函”(建標(biāo)標(biāo)函[2013] 29號(hào)的要

2、求，于2013年啟動(dòng)，2015年8月通過(guò)審查、2015年9月頒布，目前正在出版社印刷。●根據(jù)我國(guó)鋼筋標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼 第1部分》GB1499.1、 《鋼筋混凝土用鋼 第2部分》GB1499.2的變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的品種進(jìn)行了調(diào)整，共涉及7條條文的修改，及部分條文的勘誤。,,（二）主要修訂內(nèi)容4.2.1混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)按下列規(guī)定選用： 1 縱向受力普通鋼筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF50

3、0、HRB335、RRB400、HPB300鋼筋；梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋。 2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋。 3 預(yù)應(yīng)力筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。 （原4款合并為3款）◆將400MPa、500MPa級(jí)高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋推廣應(yīng)用，尤

4、其是梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力配筋應(yīng)優(yōu)先采用400MPa、500MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋；◆淘汰直徑16mm及以上335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋，保留小直徑的HRB335鋼筋，主要用于中、小跨度樓板配筋以及剪力墻的分布筋配筋，還可用于構(gòu)件的箍筋與構(gòu)造配筋；,,◆ 用300MPa級(jí)光圓鋼筋取代235MPa級(jí)光圓鋼筋，將其規(guī)格限于直徑6mm～14mm，主要用于小規(guī)格梁柱的箍筋與其他混凝土構(gòu)件的構(gòu)造配筋。對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)時(shí)， 235MPa級(jí)光圓

5、鋼筋的設(shè)計(jì)值仍可按原規(guī)范取值；◆ 取消HRBF335牌號(hào)鋼筋；◆ 箍筋用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計(jì)時(shí)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值發(fā)揮受到限制(360MPa)，不宜采用強(qiáng)度高于400MPa級(jí)的鋼筋。當(dāng)用于約束混凝土的間接配筋（如連續(xù)螺旋配箍或封閉焊接箍等）時(shí)，鋼筋的高強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，采用500MPa級(jí)鋼筋具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。4.2.2鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95％的保證率。普通鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按表4.2.

6、2-1采用；預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋的極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按表4.2.2-2采用。,,,表4.2.2-1 普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）,,,,,,4.2.3 普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f y、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f y′ 應(yīng)按表4.2.3-1采用；預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f py、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f py′應(yīng)按表4.2.3-2采用。 當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

7、。,,對(duì)軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)采用HRB500、HRBF500鋼筋時(shí)，鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f y′應(yīng)取400 N/mm2。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f yv應(yīng)按表中 f y的數(shù)值采用；但用作受剪、受扭、受沖切承載力計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于360N/mm2時(shí)應(yīng)取360N/mm2。（強(qiáng)條）◆局部修訂中將500MPa級(jí)鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值從410N/mm2調(diào)整到435N/mm2，保持與抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一致；對(duì)軸心受壓構(gòu)件，由于受混凝土極限壓應(yīng)變

8、0.002的限制，當(dāng)采用500MPa級(jí)鋼筋時(shí)，其鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為400N/mm2。,表4.2.3-1 普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）,,,表4.2.3-2 預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）,注：當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不符合表4.2.3-2的規(guī)定時(shí)，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的比例換算。,◆按預(yù)應(yīng)力鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的取值原則，本次局部修訂將預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度由2010版規(guī)范中取值410MPa修改為400MPa。,,,

9、◆混凝土內(nèi)配有縱向鋼筋也可使混凝土的變形能力有一定提高，隨著縱筋配筋率的增大，混凝土的峰值應(yīng)力變化不大，但峰值應(yīng)變有較明顯增大，由于鋼筋和混凝土之間有很好的粘結(jié)，當(dāng)混凝土應(yīng)力接近或達(dá)到峰值時(shí)，縱筋起到了一定的卸載和約束作用。◆混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生徐變，變形增大（1.25）◆歐美等國(guó)的規(guī)范取 f y′ = f y,◆以往教科書(shū)：f y′ =Es×e 0=200000×0.002=400MPa,,●5

10、00MPa級(jí)鋼筋偏壓、軸壓構(gòu)件計(jì)算比較 fy=435N/mm2，fy‘=435N/mm2（軸壓400N/mm2），附加偏心距 ea =max（20mm，h/30) , b=400mm，h=400mm,C30混凝土，fc=14.3N/mm2，a1=1.0，b1=0.8, xb=0.482, l0/h=10,,,C50混凝土，fc=23.1N/mm2，a1=1.0，b1=0.8, xb=0.482, l0/h=15,,4.2.4

11、普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率δgt不應(yīng)小于表4.2.4規(guī)定的數(shù)值。,表4.2.4 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率限值,4.2.5 普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量Es可(原應(yīng))按表4.2.5采用。,◆局部修訂中，刪除了HRBF335鋼筋脾牌號(hào)，取消了原表注，正文中的”應(yīng)”改為”可”。,◆由于制作偏差、基圓面積不同以及鋼絞線捻緊程度差異的影響，實(shí)際受力后的變形模量存在一定的不確定性，通常不同程度地偏小。因此，必要時(shí)可通過(guò)試

12、驗(yàn)測(cè)定鋼筋的實(shí)際彈性模量，用于設(shè)計(jì)計(jì)算。,,9.7.6 吊環(huán)應(yīng)采用HPB300鋼筋或Q235圓鋼，并應(yīng)符合下列規(guī)定；1 吊環(huán)錨入混凝土中的深度不應(yīng)小于30d并應(yīng)焊接或綁扎在鋼筋骨架上，d為吊環(huán)鋼筋或圓鋼的直徑。2 應(yīng)驗(yàn)算吊環(huán)在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的應(yīng)力。對(duì)HPB300鋼筋，吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于65N/mm2；對(duì)Q235圓鋼，吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于50N/mm2。當(dāng)在一個(gè)構(gòu)件上設(shè)有4個(gè)吊環(huán)時(shí)，應(yīng)按3個(gè)吊環(huán)進(jìn)行計(jì)算。,表4.2.5 鋼筋的彈性

13、模量 (×105 N/mm2),(取消原表注),,◆ 由于本次局部修訂將HPB300鋼筋的直徑限于不大于14mm，因此當(dāng)?shù)醐h(huán)直徑小于等于14mm時(shí)，可以采用HPB300鋼筋；當(dāng)?shù)醐h(huán)直徑大于14mm時(shí)，可采用Q235圓鋼。11.2.2 梁、柱、支撐以及剪力墻邊緣構(gòu)件中，其受力鋼筋宜采用熱軋帶肋鋼筋；當(dāng)采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼 第2部分： 熱軋帶肋鋼筋》GB 1499.2中牌號(hào)帶“E”的熱軋帶肋鋼筋時(shí)，其強(qiáng)度和彈性模量

14、應(yīng)按本規(guī)范第4.2節(jié)有關(guān)熱軋帶肋鋼筋的規(guī)定采用。【條文說(shuō)明】 ●結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的變形性能直接影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震力作用下的延性?？紤]地震作用的框架梁、框架柱、支撐、剪力墻邊緣構(gòu)件的縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HRB500牌號(hào)熱軋帶肋鋼筋；箍筋宜選用HRB400、HRB335、HPB300、HRB500牌號(hào)熱軋鋼筋。,,● 對(duì)抗震延性有較高要求的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如框架梁、框架柱、斜撐等），其縱向受力鋼筋應(yīng)采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

15、《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》GB 1499．2中牌號(hào)為HRB400E、 HRB500E、HRB335E、 HRBF400E、HRBF500E的鋼筋。這些帶“E”的鋼筋牌號(hào)鋼筋的強(qiáng)屈比、屈強(qiáng)比和極限應(yīng)變（延伸率）均符合本規(guī)范第11．2．3條的要求；這些鋼筋的抗拉指標(biāo)及彈性模量的取值與不帶“E”的同牌號(hào)熱軋帶肋鋼筋相同，應(yīng)符合本規(guī)范第4．2節(jié)的有關(guān)規(guī)定?！裎淖中薷募翱闭`,表G.0.12 深梁中鋼筋的最小配筋百分率(%),

16、,9.3.2（文字修改）5. 柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于3%時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm，d為縱向受力鋼筋的最小直徑。鋼筋末端應(yīng)做成135º彎鉤，且彎鉤末端平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。,●勘誤◆第191頁(yè) 第11.7.10條公式（11.7.10-3）中的 改為 ，即,（11.7.10-3）,◆第193頁(yè)第11.7.11條 5 剪力墻的水平分布鋼筋可作為連

17、梁的縱向構(gòu)造鋼筋在連梁范圍內(nèi)貫通。當(dāng)梁的腹板高度 hw 小于450mm時(shí)，其兩側(cè)面沿梁高范圍設(shè)置的縱向構(gòu)造鋼筋的直徑不應(yīng)小于8mm（原10mm），間距不應(yīng)大于200mm；對(duì)跨高比不大于2.5的連梁，梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋的面積配筋率尚不應(yīng)小于0.3%。,,二.《 500MPa級(jí)及以上高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用導(dǎo)則》概況●鋼筋品牌 HRB500、HRBF500、HTRB600、CRB600H（高延性冷軋帶肋鋼筋，用于板、墻類構(gòu)件）、PC棒（用

18、于約束箍筋）●需解決的主要問(wèn)題◆600MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋HTRB600（fy=500~520MPa）用于普通鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、裂縫控制；（目前可用于嵌固板，最小配筋率控制）◆約束箍筋應(yīng)力取值?！裼?jì)劃2015年底完成征求意見(jiàn)稿，2016年3月送審?！?00MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋用于連續(xù)板類構(gòu)件的計(jì)算分析。,,,◆計(jì)算說(shuō)明 （1）按連續(xù)板（中間區(qū)格板兩端嵌固）計(jì)算內(nèi)力，兩端彎矩和跨中彎矩相等），Mmid=Msup =(gG

19、gk+gQ qk)l02/16，相當(dāng)支座彎矩調(diào)幅25%（與教科書(shū)和設(shè)計(jì)手冊(cè)一致，如果考慮拱作用彎矩還可減?。豢紤]受壓鋼筋作用，選筋時(shí)滿足最小配筋率的要求；（2）按可變荷載準(zhǔn)永久組合彎矩驗(yàn)算最大裂縫寬度；（3）考慮支座彎矩的影響按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算跨中最大撓度，fmax=(gk+yQ qk)l04/192B?！羲憷?兩端嵌固板，l0=5m，h=160mm，cs=20mm，d=8mm，h0=h-cs-d/2=136mm；gk=6k

20、N/m2（板自重4kN/m2，面層2kN/m2），qk=3.5kN/m2，C30混凝土。,,表1-1 承載力及配筋計(jì)算（fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2，ft=1.43N/mm2，Ec=3×104N/mm2）,表1-2 最大裂縫寬度驗(yàn)算,表1-3 變形驗(yàn)算,,,◆算例2：兩端嵌固板，l0=3.6m，h=120mm，cs=20mm，d=6mm，h0=h-cs-d/2=97mm，gk=5kN/m2（板自重

21、3kN/m2，面層2kN/m2），qk=2.5kN/m2。,,三. 高強(qiáng)鋼筋的設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用1.常用高強(qiáng)鋼筋品種和牌號(hào)（1）微合金熱軋帶肋鋼筋：通過(guò)添加釩(V)、鈮(Nb)等合金元素提高屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度的熱軋帶肋鋼筋；牌號(hào)為HRB，其后的數(shù)字表屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），如HRB400、HRB500、HTRB600等。（2）細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋：通過(guò)特殊控軋和控冷工藝提高屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度的熱軋帶肋鋼筋，其金相組織主要是鐵素體加珠光

22、體，晶粒度不粗于9級(jí)；牌號(hào)為HRBF，其后的數(shù)字表屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），如HRBF400、HRBF500等。（3）余熱處理鋼筋：通過(guò)軋鋼時(shí)進(jìn)行淬水處理并利用芯部的余熱對(duì)鋼筋的表層實(shí)現(xiàn)回火，以提高強(qiáng)度避免脆性的熱軋帶肋鋼筋；牌號(hào)為RRB，其后的數(shù)字表屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），如RRB400。,,（4）牌號(hào)帶后綴“E”的熱軋帶肋鋼筋：有較高抗震性能的熱軋帶肋鋼筋，如HRB400E、HRB500E、HRBF400E和HRBF500E等。

23、其抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25，屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，且鋼筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率（均勻伸長(zhǎng)率）dgt實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于9%；（5）高延性冷軋帶肋鋼筋：經(jīng)回火熱處理，具有較高伸長(zhǎng)率的冷軋帶肋鋼筋，如CRB600H，用于板、墻類構(gòu)件。,,●鋼筋牌號(hào)的鑒別方法,產(chǎn)品規(guī)格為φ18,生產(chǎn)廠廠標(biāo),“4”代表HRB400,,,帶肋鋼筋表面的標(biāo)志,,,,(a)普通熱軋鋼筋（HRB)

24、(b)細(xì)晶粒熱軋鋼筋 （HRBF） (C)余熱處理鋼筋（RRB） 鋼筋品牌的判斷,根據(jù)金相組織觀感的不同，判斷鋼筋的品牌,,●鋼筋最大力下的總伸率（均勻伸長(zhǎng)率） ◆鋼筋斷后伸長(zhǎng)率 只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘

25、余變形的大?。徊煌瑯?biāo)距長(zhǎng)度l0得到的結(jié)果不一致；忽略了鋼筋的彈性變形，不能反映鋼筋受力時(shí)的總體變形能力；容易產(chǎn)生人為誤差?！糇畲罅ο碌目偵扉L(zhǎng)率（均勻伸長(zhǎng)率）dgt （Agt）,,,,2.當(dāng)前高強(qiáng)鋼筋在推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題●新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計(jì)規(guī)范中已明確將400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，以300MPa級(jí)等鋼筋作為輔助配筋，并規(guī)定了相應(yīng)的材料性能指

26、標(biāo)和構(gòu)造要求，為高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 ◆目前反映高強(qiáng)鋼筋在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中存在的問(wèn)題主要有以下方面：（1）部分設(shè)計(jì)和施工人員對(duì)高強(qiáng)鋼筋的品種、性能、規(guī)格和應(yīng)用范圍不夠熟悉，對(duì)當(dāng)?shù)馗邚?qiáng)鋼筋的供貨狀況不夠了解，不能合理的選用不同品種的高強(qiáng)鋼筋，有的還擔(dān)心高強(qiáng)鋼筋供貨渠道不暢造成設(shè)計(jì)變更，不敢貿(mào)然采用高強(qiáng)鋼筋（尤其是500MPa級(jí)鋼筋）。,,（2）高強(qiáng)鋼筋設(shè)計(jì)中的錨固和梁、柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造較難處理。鋼筋的強(qiáng)度越高，所

27、需要的錨固長(zhǎng)度就越大，400MPa級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360MPa，比335MPa級(jí)鋼筋（fy=300MPa）高20%，500MPa級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=435MPa，比335MPa級(jí)鋼筋高45%，在其他條件相同時(shí)所需的錨固長(zhǎng)度也將分別增加20%和45%，將給梁、柱節(jié)點(diǎn)以及主、次梁交接處的構(gòu)造設(shè)計(jì)帶來(lái)一定困難。（3）采用高強(qiáng)鋼筋后在正常使用極限狀態(tài)下鋼筋的工作應(yīng)力增大，裂縫寬度也相應(yīng)增大，使得某些受彎構(gòu)件的鋼筋用量受裂縫寬

28、度限值的控制，節(jié)約鋼筋效果并不與強(qiáng)度成比例。（4）新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計(jì)規(guī)范頒布時(shí)間不長(zhǎng)，某些設(shè)計(jì)人員對(duì)其中有關(guān)高強(qiáng)鋼筋條款規(guī)定的理解不夠，尚不能合理的使用高強(qiáng)鋼筋，做到“精打細(xì)算，物盡其用”。,,3.高強(qiáng)鋼筋設(shè)計(jì)中錨固長(zhǎng)度和裂縫寬度分析 （1）錨固長(zhǎng)度分析 laE為縱向受拉鋼筋的抗震錨固長(zhǎng)度；zaE為縱向受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)，對(duì)一、二級(jí)

29、抗震等級(jí)取zaE =1.15，對(duì)三級(jí)抗震等級(jí)取zaE =1.05，對(duì)四級(jí)抗震等級(jí)取zaE =1.00；la為縱向受拉鋼筋的（非抗震）錨固長(zhǎng)度，za為錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)，lab為受拉鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度；a為錨固鋼筋的外形系數(shù)，對(duì)熱軋帶肋鋼筋取a =0.14；fy和ft分別為鋼筋和混凝土抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，d為錨固鋼筋的直徑。 ● 鋼筋的強(qiáng)度越高，所需要的錨固長(zhǎng)度就越大；抗震等級(jí)越高或鋼筋的直徑越大，所需的錨固長(zhǎng)度也越大。,,,,,（a）抗

30、震等級(jí)為四級(jí),（b）抗震等級(jí)為三級(jí),（c）抗震等級(jí)為一、二級(jí),圖1 C30混凝土構(gòu)件水平段錨固長(zhǎng)度比較,,（a）抗震等級(jí)為四級(jí),（b）抗震等級(jí)為三級(jí),（c）抗震等級(jí)為一、二級(jí),圖2 C40混凝土構(gòu)件水平段錨固長(zhǎng)度比較,,（a）抗震等級(jí)為四級(jí),（b）抗震等級(jí)為三級(jí),（c）抗震等級(jí)為一、二級(jí),圖3 C50混凝土構(gòu)件水平段錨固長(zhǎng)度比較,,●梁、柱邊節(jié)點(diǎn)或主、次梁交接處設(shè)計(jì)為剛結(jié)點(diǎn)時(shí)，為保證受拉鋼筋的錨固承載力和錨固剛度，采用鋼筋彎折或加

31、端錨板等機(jī)械錨固措施后，梁縱向受力鋼筋伸入節(jié)點(diǎn)的水平錨固長(zhǎng)度仍需大于或等于0.4labE?！癞?dāng)混凝土強(qiáng)度等為C30或C40時(shí)，400MPa級(jí)鋼筋在節(jié)點(diǎn)處的錨固長(zhǎng)度較容易滿足要求，而500MPa級(jí)鋼筋在節(jié)點(diǎn)處的錨固長(zhǎng)度較難滿足要求。由于C30或C40混凝土多用于中、小型多層框架結(jié)構(gòu)，因此這類結(jié)構(gòu)宜采用400MPa級(jí)鋼筋，而不宜采用500MPa級(jí)鋼筋。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等為C50或以上時(shí)，500MPa級(jí)鋼筋在節(jié)點(diǎn)處的錨固長(zhǎng)度才容易滿足要求，C

32、50或以上強(qiáng)度混凝土多用于高層建筑的下部或需要較大承載力的構(gòu)件，梁、柱的截面尺寸也較大，在這類結(jié)構(gòu)或件中采用500MPa級(jí)鋼筋，不僅可獲得更好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的錨固設(shè)計(jì)也較容易處理。,,（2） 裂縫寬度分析 acr為構(gòu)件受力特征系數(shù)，對(duì)受彎構(gòu)件取acr =1.9；y 為裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，ssq為準(zhǔn)永久組合彎矩Mq作用下裂縫截面鋼筋的應(yīng)力，Es為鋼筋彈性模量；cs 為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受

33、拉區(qū)底邊的距離（mm），deq為縱向受拉鋼筋的等效直徑（mm）?！皲摻钤诤奢d效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的工作應(yīng)力ssq越大，裂縫寬度也越大；此外鋼筋直徑、混凝土強(qiáng)度以及保護(hù)層厚度對(duì)裂縫寬度也有一定的影響。,,,①梁裂縫寬度分析,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,（c）C50混凝土,相當(dāng)于一類環(huán)境下（保護(hù)層厚度c=20mm，cs=30mm，d=20mm），混凝土強(qiáng)度分別為C30、C40和C50,圖4 梁裂縫寬度比較,,●梁的混凝土多為C30

34、或C40級(jí)，在大多數(shù)情況下采用400MPa級(jí)鋼筋作為梁的受力主筋，其裂縫寬度容易滿足要求。只有當(dāng)梁承受的荷載較大（配筋率較大）或采用高強(qiáng)度混凝土（如高層建筑轉(zhuǎn)換層大梁）時(shí)，才宜采用500MPa級(jí)鋼筋作為梁的受力主筋。 ②板裂縫寬度分析（相當(dāng)于一類或二a類環(huán)境，保護(hù)層厚度15~20mm，cs=20mm）,,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,圖5 d=14mm鋼筋板裂縫寬度比較,,（a）C30混凝土,（b）C40混凝土,圖6

35、d=12mm鋼筋板裂縫寬度比較,●一類環(huán)境（wlim=0.3mm）板受力鋼筋直徑不大于d=14mm或d=12mm時(shí)，335MPa、400MPa和500MPa級(jí)鋼筋的計(jì)算裂縫寬度均小于規(guī)定的限值；二a類環(huán)境下（wlim=0.2mm），335MPa和400MPa級(jí)鋼筋在各種配筋率下的計(jì)算裂縫寬度均小于規(guī)定的限值；500MPa級(jí)鋼筋當(dāng)配筋率大于1.5%以后計(jì)算裂縫寬度才小于規(guī)定的限值。,,配CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)的板類構(gòu)件當(dāng)鋼

36、筋直徑不大于12mm、混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20時(shí)，其最大計(jì)算裂縫寬度wmax均小于0.3mm，滿足一類環(huán)境裂縫寬度限值的要求 。,◆CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋板類構(gòu)件裂縫分析,,4.應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的設(shè)計(jì)原則 ●中小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的截面尺寸不很大，混凝土強(qiáng)度等級(jí)多為C30或C40時(shí)，400MPa級(jí)鋼筋的錨固長(zhǎng)度和裂縫限值均容易滿足要求，具有較廣泛的適用性。 ●500MPa級(jí)鋼筋在混凝土強(qiáng)度較高（C50或以上）、配筋率

37、較大時(shí)，錨固長(zhǎng)度和裂縫限值才容易滿足要求，適用于需要較大承載力的構(gòu)件。 ◆在現(xiàn)階段推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先采用400MPa級(jí)鋼筋作為受力鋼筋。但同時(shí)應(yīng)積極推廣應(yīng)用500MPa級(jí)鋼，尤其在一些采用高強(qiáng)度混凝土、需要較大承載力配筋率較大的結(jié)或構(gòu)件中，應(yīng)用500MPa級(jí)鋼筋不僅適用性較好、節(jié)約鋼筋效果更明顯，而且還能有效改善節(jié)點(diǎn)鋼筋密集現(xiàn)象提高工程質(zhì)量。,,●要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的科學(xué)合理應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋，首先要將高強(qiáng)鋼筋用于按承載

38、力配筋的構(gòu)件中，因?yàn)樵谶@種構(gòu)件中鋼筋的強(qiáng)度能夠充分發(fā)揮，鋼筋的強(qiáng)度越高，節(jié)省鋼筋的效果越明顯。其次是在選用鋼筋（400MPa級(jí)或500MPa級(jí)）時(shí)，要兼顧錨固、裂縫控制、梁端塑性鉸功能以及抗震的延性要求；如按一、二、三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的框架和斜撐構(gòu)件，其縱向受力鋼筋最大力下的總伸長(zhǎng)率實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于9%，還應(yīng)選用牌號(hào)帶“E”的HRB400E或HRB500E鋼筋。此外還要理解和合理運(yùn)用規(guī)范中有關(guān)高強(qiáng)鋼筋的構(gòu)造規(guī)定（如最小配筋率等），以達(dá)到節(jié)約

39、鋼筋的效果。（1）柱類構(gòu)件●由于抗震設(shè)計(jì)軸壓比限值的要求，在多高層結(jié)構(gòu)的框架柱和框支柱中有相當(dāng)比例柱的縱向受力鋼筋按最小配筋百分率配筋。,,表1 不同強(qiáng)度鋼筋最小配筋百分率比較（%）,●在柱類構(gòu)件中縱筋用400MPa級(jí)鋼筋代替335MPa級(jí)鋼筋，按最小配筋百分率計(jì)算的鋼筋用量可減小4%~7%；用500MPa級(jí)鋼筋代替335MPa級(jí)鋼筋，按最小配筋百分率計(jì)算的鋼筋用量可減小8%~17%。由于在按承載力計(jì)算配筋的柱中，鋼筋強(qiáng)度越高，

40、節(jié)約鋼筋的效果也越明顯，因此對(duì)于柱類構(gòu)件無(wú)論是按計(jì)算配筋還是最小配筋百分率配筋，縱向受力鋼筋采用500MPa級(jí)鋼筋的節(jié)材效果最好，縱向受力鋼筋采用400MPa級(jí)鋼筋也有較明顯的節(jié)材效果。,,,●柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配箍率r v應(yīng)符合下式的規(guī)定：,,式中l(wèi)v為與軸壓比、抗震等級(jí)以及箍筋形式有關(guān)的系數(shù)，fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fyv為箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)采335MPa、400MPa和500MPa級(jí)鋼筋做柱的箍筋時(shí)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)

41、值fyv可分別取300MPa、360MPa和435MPa，箍筋強(qiáng)度越高，所需的體積配箍率r v也越小。因此在柱中用400MPa和500MPa級(jí)鋼筋代替335MPa級(jí)鋼筋做箍筋，也可明顯減少箍筋用量，有利于混凝土澆筑。,●在柱中采用高強(qiáng)鋼筋節(jié)材效果顯著，且柱中受力鋼筋的錨固構(gòu)造比梁中容易處理，也基本不存在裂縫寬度超過(guò)限值的問(wèn)題。在柱類構(gòu)件中應(yīng)大力推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋，有條件時(shí)應(yīng)積極采用500MPa級(jí)鋼筋，節(jié)約鋼筋的效果將更為顯著。,,（2）板

42、類構(gòu)件●板類構(gòu)件中受力鋼筋的直徑較小，錨固構(gòu)造等問(wèn)題較容易處理；●按承載力計(jì)算時(shí)，在一類環(huán)境下400MPa和500MPa級(jí)鋼筋的裂縫寬度均能滿足要求，在二a類環(huán)境下400MPa級(jí)鋼筋的裂縫寬度能滿足要求；●按最小配筋率配筋時(shí)，規(guī)范規(guī)定板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當(dāng)采用400MPa和500MPa級(jí)鋼筋時(shí)，其最小配筋百分率允許采用0.15和45ft/fy的較大值。對(duì)于一般民用建筑的現(xiàn)澆混凝土樓板，其受力鋼筋的用量大多

43、由最小配筋百分率確定，當(dāng)樓板混凝土等級(jí)為C30時(shí)，采用335MPa級(jí)、400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋的最小配筋率分別為0.215%、0.179%和0.15%；與335MPa級(jí)鋼筋相比，采用400MPa和500MPa級(jí)鋼筋后按最小配筋率計(jì)算的鋼筋用量分別減少16.7%和30% 。,,●縱向受力鋼筋的最小配筋率,縱向受力鋼筋的最小配筋百分率ρmin (%),注：1.受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋最小配筋百分率，當(dāng)采用C60及 以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝

44、土?xí)r，應(yīng)按表中規(guī)定增加0.10； 2.板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當(dāng)采用強(qiáng)度級(jí)別400N/mm2、500 N/mm2的鋼筋時(shí)，其最小配筋百分率應(yīng)允許采用0.15和45f t /fv中的較大值。,,●板類構(gòu)件中采用高強(qiáng)鋼筋無(wú)論是按承載力計(jì)算配筋，還是按最小配筋率配筋均可顯著減少用鋼量。 有條件時(shí)在某些對(duì)延性要求不高的板類構(gòu)件（如基礎(chǔ)厚板）中還可采用價(jià)格較低的RRB400級(jí)鋼筋，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)

45、更明顯。（3）梁類構(gòu)件●梁類構(gòu)件中由于縱向受力鋼筋錨固的需要以及受剪計(jì)算中箍筋抗拉強(qiáng)度的限制（≤360MPa），在多數(shù)情況下宜采用400MPa級(jí)鋼筋作為梁的受力主筋和箍筋，一般不宜采用500MPa級(jí)鋼?！裨诹撼惺艿暮奢d較大、截面尺寸和配筋率均較大、混凝土強(qiáng)度等級(jí)也較高（≥C50）時(shí)（如轉(zhuǎn)換層大梁），采用500MPa級(jí)鋼筋的裂縫寬度可滿足要求，節(jié)點(diǎn)的錨固設(shè)計(jì)也較容易處理。在這種情況下可結(jié)合結(jié)構(gòu)總體的配筋情況（如柱或板也采用500MP

46、a級(jí)鋼筋），在梁中也采用500MPa級(jí)鋼筋，不僅節(jié)約鋼筋的效果明顯，還可方便施工管理。,,5.設(shè)計(jì)中選用高強(qiáng)鋼筋的有關(guān)要求（1）合理選用400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋以及300MPa級(jí)鋼筋，提高鋼筋應(yīng)用的性價(jià)比。400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋主要用于受力鋼筋，梁中的箍筋宜用400MPa級(jí)鋼筋；而構(gòu)造鋼筋和輔助鋼筋如架立筋、防裂網(wǎng)片鋼筋、吊鉤等則可采用價(jià)格較低但延性很好的300MPa級(jí)等鋼筋，做到精打細(xì)算、物盡其用，以取得更的

47、效益。（2）為方便施工防止差錯(cuò)，同一類構(gòu)件中的縱向受力鋼筋不宜將400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋混用。我國(guó)目前生產(chǎn)的335MPa、400MPa和500MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋均為兩面縱肋、月牙形橫肋外形，其差主要在于鋼筋表面的標(biāo)識(shí)，僅從外形上不易區(qū)分，在調(diào)查中曾發(fā)現(xiàn)有將400MPa和500MPa級(jí)鋼筋混淆的情況。因此在同一類構(gòu)件中不宜將不同級(jí)別的縱向受力鋼筋混用，以免出現(xiàn)差錯(cuò)。,,5.應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋案例比較與分析 （1）某框剪結(jié)構(gòu)商

48、住樓 工程概況（鄭州華林都市家園）◆建筑面積14300m2，地下一層，地上十二層，建筑高度40.30m。地下一層為附建式人防建筑兼作停車場(chǎng)，地上一、二層為商場(chǎng)，三層以上為公寓式住宅。上部采用鋼筋混凝土框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土梁板式筏板基礎(chǔ)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速速值0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場(chǎng)地類別為III類，設(shè)計(jì)特征周期為0.45s?；A(chǔ)梁、板及三層以下框架柱、剪力墻

49、和梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，三層以上構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30?；A(chǔ)梁、板、剪力墻邊緣構(gòu)件、框架柱及梁的縱向受力鋼筋均采用HRB500級(jí)鋼筋，由首鋼總公司提供；梁中箍筋及樓板鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋。,,表3 鋼筋用量比較表(t),◆HRB400級(jí)鋼筋用量與采用HRB335級(jí)鋼筋用量之比(②/③)為0.851，即可節(jié)約鋼筋用量14.9%，接近按鋼筋強(qiáng)度計(jì)算的理論節(jié)約鋼筋量16.7%。,◆HRB500級(jí)鋼筋用量與采用HRB335級(jí)鋼

50、筋用量之比(①/③)為0.761，即可節(jié)約鋼筋用量23.9%，大于HRB400級(jí)鋼筋，但小于按鋼筋強(qiáng)度計(jì)算的理論節(jié)約鋼筋量比率31%較多。,HRB500級(jí)鋼筋用量與采用HRB400級(jí)鋼筋用量之比(①/②)為0.894，即可節(jié)約鋼筋用量10.6%；基礎(chǔ)板和框架柱節(jié)約鋼筋的比率分別為15%和13.9%，接近理論節(jié)材比率?？蚣芰河娩摿孔疃?，但節(jié)約鋼筋的比率最低僅為6.9%。,,(2)鄭州市某高層住宅,◆工程概況,,●用HRB400鋼筋代替HR

51、B335鋼筋可節(jié)約鋼筋用量10.8%。其中板的鋼筋用量減少14.8%，接近按鋼筋強(qiáng)度計(jì)算的理論節(jié)約鋼筋量16.7%；墻和基礎(chǔ)的鋼筋用量分別減少11.2%和11.8%；而梁的鋼筋用量減少僅為5.5%，這是因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)中梁的跨度及承受的荷載均較小，較多鋼筋的用量是由構(gòu)造或最小配筋率控制的。,表4 剪力墻結(jié)構(gòu)（高層住宅）鋼筋用量比較（t）,◆鋼筋用量比較與分析,,(3)洛陽(yáng)市某大型商業(yè)建筑,◆工程概況,,◆鋼筋用量比較與分析,表5 框架

52、結(jié)構(gòu)（大型商場(chǎng)）鋼筋用量比較（t）,●用HRB400鋼筋代替HRB335級(jí)鋼筋可節(jié)約鋼筋用量10.4%。其中梁的鋼筋用量減少10.8%，板的鋼筋用量減少11.8%，柱的鋼筋用量減少7.8%，墻和基礎(chǔ)的鋼筋用量分別減少11.7%和9.5%。,,(4)鄭州某高校餐廳,◆工程概況,表6 餐廳框架結(jié)構(gòu)用鋼量比較,,(5)鄭州某寫(xiě)字樓,◆工程概況,,◆鋼筋用量比較與分析,表7 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（寫(xiě)字樓）鋼筋用量比較（t）,●用HRB400鋼筋

53、代替HRB335鋼筋可節(jié)約鋼筋用量12.7%。其中梁的鋼筋用量減少12.3%，板的鋼筋用量減少15.1%，柱的鋼筋用量減少10.7%，墻的鋼筋用量減少9.0%，基礎(chǔ)的鋼筋用量減少18.5%。,,●工程實(shí)例鋼筋用量比較結(jié)論及建議(1) 總體看來(lái)，采用HRB400級(jí)鋼筋代替HRB335級(jí)鋼筋的節(jié)材比率約為10%，采用HRB500級(jí)鋼筋代替HRB335級(jí)鋼筋的節(jié)材比率約為20%，采用HRB500級(jí)鋼筋代替HRB400級(jí)鋼筋后鋼筋用量減少

54、也約為10%，即鋼筋強(qiáng)度提高一個(gè)級(jí)別，鋼筋用量減少約10%。CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋用于板類構(gòu)件節(jié)材效果明顯。(2) 500MPa、400MPa和335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的外形基本相同,在目前鋼筋加工大多在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的情況下，為防止施工中不同強(qiáng)度等級(jí)鋼筋混淆，同一類構(gòu)件中的縱向受力鋼筋不宜將400MPa級(jí)和500MPa級(jí)鋼筋混用。(3) 為了使不同強(qiáng)度等級(jí)鋼筋的應(yīng)用各得其所，建議發(fā)展鋼筋的專業(yè)化加工配送，不僅可避

55、免施工中不同強(qiáng)度等級(jí)鋼筋混淆的現(xiàn)象，提高鋼筋加工質(zhì)量，還可有效減少鋼筋加工過(guò)程中的損耗和浪費(fèi)。,,四.鋼筋專業(yè)化加工配送1.發(fā)展鋼筋專業(yè)化加工配送的必要性●我國(guó)建筑工程用鋼筋目前大部分是在建筑工地用簡(jiǎn)單的加工設(shè)備，依靠大量人力進(jìn)行加工，造成了能源消耗大、材料浪費(fèi)多、加工質(zhì)量差并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染?！皲摻顚I(yè)化加工是以線材、棒材為主要原料，實(shí)現(xiàn)鋼筋加工自動(dòng)化、集約化、商品化的生產(chǎn)模式，使用先進(jìn)的成套設(shè)備與加工技術(shù)，根據(jù)用戶的需要，

56、通過(guò)對(duì)鋼筋的調(diào)直、剪切、彎曲、焊接及其它加工手段，制成鋼筋部品，配送到工地進(jìn)行安裝?！皲摻顚I(yè)化加工配送的優(yōu)點(diǎn)（1）降低工程成本。,,◆可進(jìn)行綜合優(yōu)化套裁，減少鋼材浪費(fèi)(廢料率可從10%降到 2%)；大大降低人工費(fèi)用，使每個(gè)工人的生產(chǎn)效率平均提高8-10倍；實(shí)現(xiàn)向終端用戶提供鋼筋加工配送一體化服務(wù)，供應(yīng)鏈運(yùn)作成本大幅度降低。（2）減少了現(xiàn)場(chǎng)的綁扎、焊接，鋼筋部品規(guī)格和尺寸準(zhǔn)確，工程質(zhì)量提高。 （3）簡(jiǎn)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理、不

57、需要在施工現(xiàn)場(chǎng)堆積大量建筑材料，減少工地施工占地面積，加快施工進(jìn)度。（4）減少工地的燥聲和擾民現(xiàn)象，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高文明施工程度?！褡〗ú亢秃幽鲜∽〗◤d為推進(jìn)我國(guó)鋼筋集中加工配送產(chǎn)業(yè)已制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)成型鋼筋應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》、《建筑工程鋼筋專業(yè)化加工應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 》。,,2.成型鋼筋及加工設(shè)備●成型鋼筋,傳統(tǒng)式人工綁扎,(工廠生產(chǎn))格網(wǎng)組合鋼筋籠,,鋼筋籠及現(xiàn)場(chǎng)安裝,,鋼筋焊接網(wǎng),預(yù)制鋼筋焊接網(wǎng)片—加工、