高强钢筋在土木工程中心的应用_开题报告

一、文献综述

（一）国内高强钢筋应用研发情况

为在建筑行业启动推广高强钢筋，1996年完成了《混凝土结构设计规范》GB 50010的局部修订，列入了微合金化与余热处理的400MPa级高强钢筋（屈服强度400MPa，当时称为新Ⅲ级钢），以替代原Ⅲ级钢（25MnSi，屈服强度标准值370MPa）。2002年颁布的《混凝土结构设计规范》GB 50010- 2002，倡导将400MPa级高强钢筋作为混凝土结构的主力钢筋。

在《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010中进一步明确了“以400MPa级钢筋作为主力钢筋，并积极推广500MPa级钢筋，用HPB300钢筋取代HPB235钢筋，逐步限制、淘汰 335MPa级钢筋”的原则。为扩大HRB400钢筋的应用，并提前推广应用HRB500钢筋，由住房和城乡建设部标准定额司主持、中国建筑科学研究院负责完成了《热轧带肋高强钢筋在混凝土结构中应用技术导则》RISN-TG007-2009的编制，并于2009年开始实施。

（二）国外高强钢筋应用研发情况

    目前，国外混凝土结构所采用的钢筋等级基本上以300MPa级、400MPa级、500MPa级三个等级为主，工程中普遍采用400MPa级及以上高强钢筋，其用量一般达70%～80%，其中以400MPa级的应用为主。

欧洲的钢筋应用强度等级较高，欧盟规范EN1992钢筋强度规定为400～600MPa级。

日本钢筋混凝土结构用钢筋规范（JIS G3112）与我国目前钢筋标准比较一致，钢筋分为热轧光圆钢筋与热轧带肋钢筋。美国钢筋混凝土房屋建筑规范（ACI 318）对混凝土结构用钢筋主要依据ASTM（American Society for Testing and Materials，美国材料与试验协会）标准。俄罗斯规范CΠ 52-101-2003中钢筋最高强度等级为600MPa，但保留了300MPa级钢筋。    国外发达国家在高强钢筋方面的研发与应用，除非地震区的欧洲从400MPa级起步外，其余国家均保留了300MPa级这一等级，并形成300MPa级、400MPa级、500MPa级完整的系列，主力配筋为400MPa级及500MPa级高强钢筋，辅助配筋为300MPa级钢筋。（三）论述意义: 

建筑业是国民经济的支柱产业之一。如何在保证建筑物安全的前担下，节约建筑材料，一直是需要广大科技工作者解决的重要课题。在建筑工程中采用高强钢筋，是减少建筑工程中钢筋用量的一个便捷途径。这对贯彻落实科学发展观，创建节约型社会具有重要意义。

因我国高强钢筋应用比例偏小，推广进展缓慢，推广和加大高强钢筋在土木工程方面的应用，不仅是钢铁行业节能减排、结构调整的重要手段，也是推动技术进步、提高经济效益、加强建筑行业的安全可靠性的重要保证。

^范文提纲

（一）概念及意义

1、高强钢筋的概念

高强钢筋：是指强度级别为400MPa及以上的钢筋，其抗拉屈服强度达到400兆帕级。

高强钢筋强度高、塑性不低，目前在建筑工程的规范标准中为400MPa级、500MPa级的热轧带肋钢筋。 

2、提高和加大高强钢筋在土木工程中运用的意义.

自两部委2012年初发布《住房和城乡建设部 工业和信息化部关于加快应用高强钢筋的指导意见》以来，高强钢筋在土木工程领域的推广应用取得了巨大的成效。

高强钢筋具有强度高、综合性能优的特点，用高强钢筋替代目前大量使用的335兆帕级螺纹钢筋，平均可节约钢材12%以上。高强钢筋作为节材节能环保产品，在建筑工程中大力推广应用，是加快转变经济发展方式的有效途径，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重大意义。

(二)目前制约高强钢盘广泛应用的因素 

（1）政策和标准的配套不完善。 

（2）应用技术相对滞后

（3）经济发展不平衡

（4）行业原有习惯带来的不良影响

(三)推广高强钢筋应用的改进措施

（1）贯彻实施新修订的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。

（2）加快混凝土用钢的标准修订。

（3）开展高强钢筋产品的分类认证。

（4）加强相关标准的实施监督工作。

（5）加强对高强钢筋应用的质量管理。

（6）加快高强钢筋产品及应用技术研发。

（7）保障高强钢筋产品的市场供应。

(四)案例分析

温州南庭国际娱乐中心裙房地上一层,层高610m,室内外 高差016m,柱网1210m×1110m,建筑功能为游泳池。工程设计使用年限为50年,设计基本风压为 0135kNΠm2 ,地面粗糙度为C类。设计基本雪压为 0155kNΠm2 ,抗震设防烈度为六度,设计基本地震加 速度值为0105g,近震,Ⅱ类场地,特征周期值0135s。地基基础形式为钻孔灌注桩加独立承台,上部抗侧力结构体系为全现浇框架结构,楼盖为井字梁楼盖,结构平面布置图详见图1。框架结构抗震等级为三 级,混凝土强度等级均为C30,恒载标准值8kNΠm2 , 活载标准值20kNΠm2 ,梁柱钢筋分别采用HRB400、HRB500级钢筋计算。

辅助设计计算软件采用中国建筑科学研究院CAD工程部开发的PKPM系列软件,只是在程序中 应将钢筋抗拉强度设计值改为420NΠmm2 ,钢筋弹性模量改为2110×105 NΠmm2 ,其余设计计算参数值依旧按原程序进行处理,这样计算的结果能满足极限承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。梁、柱配筋量(仅计算纵向受力筋)及造价见表1。

按市场价格HRB400级钢筋单价为3300元Πt,HRB500级钢筋单价为3600元Πt计算。由表1的对比可以看出使用HRB500级钢筋具有很好的经济效益:

(1)梁的钢筋用量虽然减少了610%,但由于钢筋单价高,所以造价却增加了215%。

(2)柱的钢筋用量减少了1311%,造价减少了5115%。

(3)梁、柱的钢筋总用量减少了7186%,总造价减少了0151%。

(4)由于钢筋数量的减少,钢筋加工、绑扎、焊接量得到减少,并在一定程度上降低了垂直运输和交通运输的费用。

(5)由于钢筋数量的减少,改善了梁、柱节点和框架柱、梁中钢筋密集的状况,可以提高工程质量。分析梁、柱钢筋用量及造价比理论值节省量少的原因主要有:梁的配筋较多为裂缝宽度控制,而HRB500级钢筋的挠度和裂缝宽度计算及限制仍与HRB400级相同;HRB500级钢筋的锚固和搭接长度均大于HRB400级钢筋,增加了一些钢筋用量。柱的最小配筋率仍采用现行规范对HRB400级钢筋的要求,使有些按最小配筋率控制的柱的配筋没有减少。同时HRB500级钢筋单价高于HRB400级钢筋。

(五)结语和展望

通过以上分析,可以看出在普通钢筋混凝土结构中用HRB500级钢筋取代HRB400级钢筋不仅可以节约钢材,降低造价,同时在相同受力条件下减少了钢筋数量,增大了钢筋的间隙,提高了各种配筋的焊接、绑扎及混凝土浇灌空间,给施工过程带来 方便,保证了钢筋混凝土的施工质量。试点工程钢筋用量的减少值远低于理论上钢筋用量的减少值,其主要原因是设计采用现行规范标准裂缝控制和裂缝宽度的计算方法,限制了HRB500级钢筋高强度的发挥;现行规范最小配筋率的规定也是使HRB500级实际钢筋用量减小值低于理论减小值的原因之一。

由此可见,推广应用高强钢筋HRB500级钢筋不仅能满足建筑行业科技飞速发展的需用,还具有明显的经济效益和社会效益,符合我国可持续发展的战略目标。

三、参考文献

[1] 吕书斌、张薇《我国推广应用高强钢筋存在的问题及对策建议》；2013年

[2] 刘永泰等《提高热轧钢筋质量满足市场需求》；2000年12期

[3]王丽敏《从国内外钢筋标准的对比分析看高强钢筋应用中的问题》；2009年

[4]《住房和城乡建设部、工业和信息化部关于加快应用高强钢筋的指导意见》;2012年1月