《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010(2015年局部修訂)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010（2015年局部修訂）簡介 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)計規(guī)范GB50010-2010 （2015年局部修訂）簡介 （一）修訂背景和過程 根據(jù)“四節(jié)一環(huán)?！币?，提倡應(yīng)用高強(qiáng)、高性能鋼筋。 根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于同意國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010局部修訂的函”(建標(biāo)標(biāo)函2013 29號的要求，于2013年啟動，2015年8月通過審查、2015年9月頒布，目前正在出版社印刷。 根據(jù)我國鋼筋標(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的變化對混

2、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、HRBF500、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級高強(qiáng)熱

3、軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋推廣應(yīng)用，尤其是梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力配筋應(yīng)優(yōu)先采用400MPa、500MPa級高強(qiáng)鋼筋； 淘汰直徑16mm及以上335MPa級熱軋帶肋鋼筋，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級光圓鋼筋取代235MPa級光圓鋼筋，將其規(guī)格限于直徑6mm14mm，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。對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計時， 235MPa級光圓鋼筋的設(shè)計值仍可按原規(guī)范取值； 取消HRBF335牌號鋼筋； 箍筋用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計時，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值發(fā)揮受到限制(3

4、60MPa)，不宜采用強(qiáng)度高于400MPa級的鋼筋。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，鋼筋的高強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，采用500MPa級鋼筋具有一定的經(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4.2.2-1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)計值 f y、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 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)計值 f py、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值

5、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，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計值。,對軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)采用HRB500、HRBF500鋼筋時，鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f y應(yīng)取400 N/mm2。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值f yv應(yīng)按表中 f y的數(shù)值采用；但用作受剪、受扭、受沖切承載力計算時，其數(shù)值大于360N/mm2時應(yīng)取360N/mm2。（強(qiáng)條） 局部修訂中將500MPa級鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值從410N/mm2調(diào)整到435N/mm2，保持與抗拉強(qiáng)度設(shè)計值一致；對軸心受壓構(gòu)件，由于受混凝土極限壓應(yīng)變0.002的限制，當(dāng)采用500MPa級鋼筋時，其鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值取為400N/

6、mm2。,表4.2.3-1 普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2）,表4.2.3-2 預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計值（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，其強(qiáng)度設(shè)計值應(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)計強(qiáng)度由2010版規(guī)范中取值410MPa修改為400MPa。,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，縱筋起到了一定的卸載和約束作用。 混凝土在長期荷載作用下產(chǎn)生徐變，

7、變形增大（1.25） 歐美等國的規(guī)范取 f y = f y,以往教科書： f y =Ese 0 =2000000.002 =400MPa,500MPa級鋼筋偏壓、軸壓構(gòu)件計算比較 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 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋在最大力下的總伸長率

8、gt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，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，必要時可通過試驗測定鋼筋的實際彈性模量，用于設(shè)計計算。,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

9、徑。 2 應(yīng)驗算吊環(huán)在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的應(yīng)力。對HPB300鋼筋，吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于65N/mm2；對Q235圓鋼，吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于50N/mm2。 當(dāng)在一個構(gòu)件上設(shè)有4個吊環(huán)時，應(yīng)按3個吊環(huán)進(jìn)行計算。,表4.2.5 鋼筋的彈性模量 (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，可以采用HPB300鋼筋；當(dāng)?shù)醐h(huán)直徑大于14mm時，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

10、號帶“E”的熱軋帶肋鋼筋時，其強(qiáng)度和彈性模量應(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。考慮地震作用的框架梁、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牌號熱軋帶肋鋼筋；箍筋宜選用HRB400、HRB335、HPB300、HRB500牌號熱軋鋼筋。, 對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)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋GB 14992中牌號為HRB400E、 HRB500E、HRB335E、 HRBF400

11、E、HRBF500E的鋼筋。這些帶“E”的鋼筋牌號鋼筋的強(qiáng)屈比、屈強(qiáng)比和極限應(yīng)變（延伸率）均符合本規(guī)范第1123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”的同牌號熱軋帶肋鋼筋相同，應(yīng)符合本規(guī)范第42節(jié)的有關(guān)規(guī)定。 文字修改及勘誤,表G.0.12 深梁中鋼筋的最小配筋百分率(%),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，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135彎鉤，且彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。,勘誤 第191頁 第11.7.10條公式（11.7.10-3）中的

12、改為 ，即,（11.7.10-3）,第193頁第11.7.11條 5 剪力墻的水平分布鋼筋可作為連梁的縱向構(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，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（用于約束箍筋） 需解決的主要問題 600MPa級熱軋帶肋鋼筋HTRB600（fy=

13、500520MPa）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。 計劃2015年底完成征求意見稿，2016年3月送審。 600MPa級熱軋帶肋鋼筋用于連續(xù)板類構(gòu)件的計算分析。,計算說明 （1）按連續(xù)板（中間區(qū)格板兩端嵌固）計算內(nèi)力，兩端彎矩和跨中彎矩相等），Mmid=Msup =(gG gk+gQ qk)l02/16，相當(dāng)支座彎矩調(diào)幅25%（與教科書和設(shè)計手冊一致，如果考慮拱作用彎矩還可減?。?，不考慮受壓鋼筋作用，選筋時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)方法計算跨中最大

14、撓度，fmax=(gk+yQ qk)l04/192B。 算例1 兩端嵌固板，l0=5m，h=160mm，cs=20mm，d=8mm，h0=h-cs-d/2=136mm；gk=6kN/m2（板自重4kN/m2，面層2kN/m2），qk=3.5kN/m2，C30混凝土。,表1-1 承載力及配筋計算（fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2，ft=1.43N/mm2，Ec=3104N/mm2）,表1-2 最大裂縫寬度驗算,表1-3 變形驗算,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3kN/

15、m2，面層2kN/m2），qk=2.5kN/m2。,三. 高強(qiáng)鋼筋的設(shè)計及工程應(yīng)用 1.常用高強(qiáng)鋼筋品種和牌號 （1）微合金熱軋帶肋鋼筋：通過添加釩(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體，晶粒度不粗于9級；牌號為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：通過軋鋼時進(jìn)行淬水處理并利用芯部的余

16、熱對鋼筋的表層實現(xiàn)回火，以提高強(qiáng)度避免脆性的熱軋帶肋鋼筋；牌號為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。其抗拉強(qiáng)度實測值與屈服強(qiáng)度實測值的比值不應(yīng)小于1.25，屈服強(qiáng)度實測值與屈服強(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率（均勻伸長率）dgt實測值不應(yīng)小于9%； （5）高延性冷軋帶肋鋼筋：經(jīng)回火熱處理，具有較高伸長率的冷軋帶肋鋼筋，如CRB600H，用于板、墻類構(gòu)件。,鋼筋牌號的鑒別方法,產(chǎn)品規(guī)格為18,生產(chǎn)廠廠標(biāo),

17、“4”代表HRB400,帶肋鋼筋表面的標(biāo)志,(a)普通熱軋鋼筋（HRB) (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（均勻伸長率） 鋼筋斷后伸長率 只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘余變形的大??；不同標(biāo)距長度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的總體變形能力；容易產(chǎn)生人為誤差。 最大力下的總伸長率（均勻伸長率）dgt （Agt）,2.當(dāng)前高強(qiáng)鋼筋在推廣應(yīng)用中存在的問題 新修訂的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計規(guī)范中已明確將400MPa級和500MPa

18、級鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，以300MPa級等鋼筋作為輔助配筋，并規(guī)定了相應(yīng)的材料性能指標(biāo)和構(gòu)造要求，為高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了依據(jù)。 目前反映高強(qiáng)鋼筋在結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用中存在的問題主要有以下方面： （1）部分設(shè)計和施工人員對高強(qiáng)鋼筋的品種、性能、規(guī)格和應(yīng)用范圍不夠熟悉，對當(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)計變更，不敢貿(mào)然采用高強(qiáng)鋼筋（尤其是500MPa級鋼筋）。,（2）高強(qiáng)鋼筋設(shè)計中的錨固和梁、柱節(jié)點的構(gòu)造較難處理。鋼筋的強(qiáng)度越高，所需要的錨固長度就越大，400MPa級鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy=360MPa，比33

19、5MPa級鋼筋（fy=300MPa）高20%，500MPa級鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy=435MPa，比335MPa級鋼筋高45%，在其他條件相同時所需的錨固長度也將分別增加20%和45%，將給梁、柱節(jié)點以及主、次梁交接處的構(gòu)造設(shè)計帶來一定困難。 （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)計規(guī)范GB50010-2010以及相關(guān)的配套設(shè)計規(guī)范頒布時間不長，某些設(shè)計人員對其中有關(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”。

20、,3.高強(qiáng)鋼筋設(shè)計中錨固長度和裂縫寬度分析 （1）錨固長度分析 laE為縱向受拉鋼筋的抗震錨固長度；zaE為縱向受拉鋼筋抗震錨固長度修正系數(shù)，對一、二級抗震等級取zaE =1.15，對三級抗震等級取zaE =1.05，對四級抗震等級取zaE =1.00；la為縱向受拉鋼筋的（非抗震）錨固長度，za為錨固長度修正系數(shù)，lab為受拉鋼筋的基本錨固長度；a為錨固鋼筋的外形系數(shù)，對熱軋帶肋鋼筋取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，所需要的錨固長度就越大；抗震等級越高或鋼筋的直徑越大，所需的錨固長度也越大。,（a）抗震等級為四級,（b）抗震

21、等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖1 C30混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,（a）抗震等級為四級,（b）抗震等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖2 C40混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,（a）抗震等級為四級,（b）抗震等級為三級,（c）抗震等級為一、二級,圖3 C50混凝土構(gòu)件水平段錨固長度比較,梁、柱邊節(jié)點或主、次梁交接處設(shè)計為剛結(jié)點時，為保證受拉鋼筋的錨固承載力和錨固剛度，采用鋼筋彎折或加端錨板等機(jī)械錨固措施后，梁縱向受力鋼筋伸入節(jié)點的水平錨固長度仍需大于或等于0.4labE。 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等為C30或C40時，400MPa級鋼筋在節(jié)點處的錨固長度較容易滿足要求，而500MPa級鋼筋

22、在節(jié)點處的錨固長度較難滿足要求。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級鋼筋，而不宜采用500MPa級鋼筋。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等為C50或以上時，500MPa級鋼筋在節(jié)點處的錨固長度才容易滿足要求，C50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級鋼筋，不僅可獲得更好的社會經(jīng)濟(jì)效益，構(gòu)件節(jié)點的錨固設(shè)計也較容易處理。,（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

23、筋彈性模量；cs 為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離（mm），deq為縱向受拉鋼筋的等效直徑（mm）。 鋼筋在荷載效應(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)層厚度對裂縫寬度也有一定的影響。,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或C40級，在大多數(shù)情況下采用400MPa級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

24、）或采用高強(qiáng)度混凝土（如高層建筑轉(zhuǎn)換層大梁）時，才宜采用500MPa級鋼筋作為梁的受力主筋。 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1520mm，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 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，335MPa、400MPa和500MPa級鋼筋的計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級鋼筋在各種配筋率下的計算裂縫寬度均小于規(guī)定

25、的限值；500MPa級鋼筋當(dāng)配筋率大于1.5%以后計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)鋼筋直徑不大于12mm、混凝土強(qiáng)度等級不低于C20時，其最大計算裂縫寬度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)度等級多為C30或C40時，400MPa級鋼筋的錨固長度和裂縫限值均容易滿足要求，具有較廣泛的適用性。 500MPa級鋼筋在混凝土強(qiáng)度較高（C50或以上）、配筋率較大時，錨固長度和裂縫限值才容易滿足要求

26、，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)計中，應(yīng)優(yōu)先采用400MPa級鋼筋作為受力鋼筋。但同時應(yīng)積極推廣應(yīng)用500MPa級鋼，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)點鋼筋密集現(xiàn)象提高工程質(zhì)量。,要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的科學(xué)合理應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋，首先要將高強(qiáng)鋼筋用于按承載力配筋的構(gòu)件中，因為在這種構(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級或500MPa級）時，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

27、級抗震等級設(shè)計的框架和斜撐構(gòu)件，其縱向受力鋼筋最大力下的總伸長率實測值不應(yīng)小于9%，還應(yīng)選用牌號帶“E”的HRB400E或HRB500E鋼筋。此外還要理解和合理運用規(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)約鋼筋的效果。 （1）柱類構(gòu)件 由于抗震設(shè)計軸壓比限值的要求，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級鋼筋代替335MPa級鋼筋，按最小配筋百分率計算的鋼筋用量可減小4%7%；用500MPa級鋼筋代替335MPa級鋼筋，按最小配筋百分率計算的鋼筋用量可減小8%17

28、%。由于在按承載力計算配筋的柱中，鋼筋強(qiáng)度越高，節(jié)約鋼筋的效果也越明顯，因此對于柱類構(gòu)件無論是按計算配筋還是最小配筋百分率配筋，縱向受力鋼筋采用500MPa級鋼筋的節(jié)材效果最好，縱向受力鋼筋采用400MPa級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)計值；fyv為箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。當(dāng)采335MPa、400MPa和500MPa級鋼筋做柱的箍筋時，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值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400

29、MPa和500MPa級鋼筋代替335MPa級鋼筋做箍筋，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限值的問題。在柱類構(gòu)件中應(yīng)大力推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋，有條件時應(yīng)積極采用500MPa級鋼筋，節(jié)約鋼筋的效果將更為顯著。,（2）板類構(gòu)件 板類構(gòu)件中受力鋼筋的直徑較小，錨固構(gòu)造等問題較容易處理； 按承載力計算時，在一類環(huán)境下400MPa和500MPa級鋼筋的裂縫寬度均能滿足要求，在二a類環(huán)境下400MPa級鋼筋的裂縫寬度能滿足要求； 按最小配筋率配筋時，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40

30、0MPa和500MPa級鋼筋時，其最小配筋百分率允許采用0.15和45ft/fy的較大值。對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由最小配筋百分率確定，當(dāng)樓板混凝土等級為C30時，采用335MPa級、400MPa級和500MPa級鋼筋的最小配筋率分別為0.215%、0.179%和0.15%；與335MPa級鋼筋相比，采用400MPa和500MPa級鋼筋后按最小配筋率計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min (%),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)度等級的混凝土?xí)r，應(yīng)按表中規(guī)定增加0

31、.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)度級別400N/mm2、500 N/mm2的鋼筋時，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)鋼筋無論是按承載力計算配筋，還是按最小配筋率配筋均可顯著減少用鋼量。 有條件時在某些對延性要求不高的板類構(gòu)件（如基礎(chǔ)厚板）中還可采用價格較低的RRB400級鋼筋，經(jīng)濟(jì)效益會更明顯。 （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級鋼筋作為梁的受力主筋和箍筋，一般不宜采用500MPa級鋼。 在梁承受的荷載較大、截面

32、尺寸和配筋率均較大、混凝土強(qiáng)度等級也較高（C50）時（如轉(zhuǎn)換層大梁），采用500MPa級鋼筋的裂縫寬度可滿足要求，節(jié)點的錨固設(shè)計也較容易處理。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500MPa級鋼筋），在梁中也采用500MPa級鋼筋，不僅節(jié)約鋼筋的效果明顯，還可方便施工管理。,5.設(shè)計中選用高強(qiáng)鋼筋的有關(guān)要求 （1）合理選用400MPa級和500MPa級鋼筋以及300MPa級鋼筋，提高鋼筋應(yīng)用的性價比。400MPa級和500MPa級鋼筋主要用于受力鋼筋，梁中的箍筋宜用400MPa級鋼筋；而構(gòu)造鋼筋和輔助鋼筋如架立筋、防裂網(wǎng)片鋼筋、吊鉤等則可采用價格較低但延性很好的300MPa級等

33、鋼筋，做到精打細(xì)算、物盡其用，以取得更的效益。 （2）為方便施工防止差錯，同一類構(gòu)件中的縱向受力鋼筋不宜將400MPa級和500MPa級鋼筋混用。我國目前生產(chǎn)的335MPa、400MPa和500MPa級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，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級鋼筋混淆的情況。因此在同一類構(gòu)件中不宜將不同級別的縱向受力鋼筋混用，以免出現(xiàn)差錯。,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

34、兼作停車場，地上一、二層為商場，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)計基本地震加速速值0.15g，設(shè)計地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場地類別為III類，設(shè)計特征周期為0.45s?；A(chǔ)梁、板及三層以下框架柱、剪力墻和梁的混凝土強(qiáng)度等級為C35，三層以上構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級為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級鋼筋，由首鋼總公司提供；梁中箍筋及樓板鋼筋采用HRB400級鋼筋。,表3 鋼筋用量比較表(t),HRB400級鋼筋用量與采用HRB335級鋼筋用量之比(/)

35、為0.851，即可節(jié)約鋼筋用量14.9%，接近按鋼筋強(qiáng)度計算的理論節(jié)約鋼筋量16.7%。,HRB500級鋼筋用量與采用HRB335級鋼筋用量之比(/)為0.761，即可節(jié)約鋼筋用量23.9%，大于HRB400級鋼筋，但小于按鋼筋強(qiáng)度計算的理論節(jié)約鋼筋量比率31%較多。,HRB500級鋼筋用量與采用HRB400級鋼筋用量之比(/)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HRB335鋼筋可節(jié)約鋼筋用量10.8%。其中

36、板的鋼筋用量減少14.8%，接近按鋼筋強(qiáng)度計算的理論節(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%，這是因為剪力墻結(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 框架結(jié)構(gòu)（大型商場）鋼筋用量比較（t）,用HRB400鋼筋代替HRB335級鋼筋可節(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)（寫字樓）鋼筋用量比較（t