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摘要：近年来，我国的建筑行业发展迅速，对钢筋的需求也在不断增加。本文介绍了热轧带肋钢筋力学性能的一般规定和具有抗震性能要求的钢筋力学性能的特殊规定，阐述了抗震钢筋强屈比、超屈比和最大力总伸长率的意义和作用，结合现场钢筋原材料抽样情况，指出了原材料监督管理工作中的缺失，并提出了改进意见。
关键词：抗震钢筋；强屈比；超屈比；最大力总伸长率
引言
钢筋混凝土结构件在地震发生时抗震性能的好坏，不仅与结构设计有关，也与钢筋混凝土用材密切相关。其中钢筋和混凝土都在各自的领域发挥着不同的积极作用，尤其对于钢筋混凝土结构件中的抗震钢筋，由于其生产工艺的不同，将会对材料的组织与性能产生显著地影响，进而直接影响到地震载荷条件下抗震性能的高低。目前，对于抗震钢筋的研究主要集中在热处理工艺、微合金化元素等的控制上，而对于生产过程中冷却路径控制的研究报道较少，研究不同轧后冷却工艺对钢筋组织与性能的影响，将为国产高性能抗震钢筋的研制与开发提供必要的参考并具有现实意义。
1抗震性能指标
①《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB/T1499.2-2018）。《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB/T1499.2-2018）7.4.1条规定有较高要求的抗震钢筋为：a)钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比R0m/R0eL（强屈比）不应小于1.25；b)钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值之比R0eL/ReL（超强比）不大于1.30；c)钢筋的最大力总伸长率Agt不小于9%。②《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008版）。《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008版）3.9.2条规定混凝土结构材料应符合下列规定：抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25（强屈比）；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3（超强比）；且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%（比普通钢筋的7.5%大）。
2抗震钢筋关键指标的意义与作用
①抗震建筑钢材的基本技术条件主要应包括:高应变低周疲劳性能要高;应变时效敏感性较低;韧脆转变温度要低;良好的可焊性;强度与塑性配比良好。地震时，在钢筋混凝土开裂处，钢筋承受极大的交变载荷，在水平方向产生很高的循环应变，其断裂过程与高应变低周疲劳行为极为相似。高应变低周疲劳主要是塑性应变，强震时应变范围较大，地震区建筑用钢，必须具有高的高应变低周疲劳性能，这就要求钢有高的强度、塑性与韧性，避免产生脆断，否则，必将导致建筑物的早期破坏。②强屈比:钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度特征值之比不小于1.25。提高钢筋的强屈比，有利于提高钢筋的安全储备，主要是为了保证纵向钢筋具有一定的延性，当构件某个部位出现塑性铰后，塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力。当建筑物受到地震破坏发生变形时，钢筋在延伸过程中吸收了能量而不断裂，建筑物的梁柱裂而不断，可有效地减少地震的危害。以有抗震要求的钢筋混凝土结构为例，屈强比太低则结构为脆性破坏，材料达到屈服强度后迅速进入强化阶段，脆性破坏在建筑工程中严禁发生，因为破坏时结构没有明显的变形产生即破坏，难以预防。受到地震力时，钢材首先达到屈服强度且强度不断发展，结构产生变形，这个变形为肉眼可见，且结构破坏的先兆出现，人们得以提前发现并预防。③超屈比:提高钢筋的抗震性能，主要是考虑提高下屈服强度的稳定性，控制钢筋的超屈比，将屈服强度实测值控制在一定的范围之内，可以使所有受力钢筋都能够比较均匀地承载力量，避免发生钢筋依次逐个断裂现象，起到抗震作用。在抗震设计中为了保证构件在地震中的破坏状态，并不希望实际的屈服强度比设计所采用的强度大得太多;在实际施工中框架梁纵向受力钢筋的屈服强度过高，将会造成框架梁正截面受弯承载力比设计承载力大很多，塑性铰发生转移或者会造成框架梁的剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服，即产生脆性破坏。④最大力总伸长率:钢筋的伸长率测定分为断后伸长率和最大力总伸长率两种。断后伸长率仅能表现断口处的变形程度，但是包括弹性变形在内的、在发生颈缩之前、整个试样的塑性变形程度则未充分反映出来。当建筑物在地震等灾害中破坏，钢筋在颈缩之前的伸长情况是有效的延性表现，出现颈缩之后则其承载力急剧下降，该阶段的延性对结构的支撑已无意义。
3优化炼钢工艺操作
①应用转炉无副枪自动化炼钢技术。一钢轧厂应用转炉炼钢在没有副枪及炉气检测装置前提下的静态控制自动化炼钢技术。该系统依托大数据，在吹炼前根据入炉原材料条件进行定量计算，确定最佳的冶炼方案，过程自修复校正数据可以实现终点最优化。2016年该系统运行后，终点碳达标率提高13．8%，钢水氧化性趋弱，合金吸收率稳定。②精准计算增碳物料。转炉炼钢长期依赖经验，操作粗放。实施窄成分控制后，要求岗位树立“半个碳”理念，由按炉增碳改为按吨钢计算的方法，提高碳控制的精准度。因此，终点钢样看碳、化验分析要求精确到千分位，物料加入按吨钢计算增碳量。③加强钢包管理。减少钢包周转个数，运用钢包加盖系统，提高包温，减少温降，保证到站钢水温度。加强钢包底吹管理，勤点检与维护，杜绝管路漏气，保证钢包透气效果。延长氩站处理时间，钢水到站后中吹时间控制在3．5min以上，保证合金充分吸收，成分均匀，出站取样要具有代表性。
4工程实际应用
某建筑工程，混凝土框架结构，二级抗震结构，抗震设防烈度为7度，框架梁柱纵向受力钢筋采用HＲB400级钢筋，当地质监站例行监督抽测HＲB400Φ20钢筋一组，检测结果见表1。
表1 HＲB400Φ20钢筋力学及工艺性能检测结果
从表1可以看出，该组钢筋各检测项目结果均符合表1中HＲB400级钢筋要求，但通过计算该组HＲB400Φ20钢筋的强屈比分别为:625/505=1.24＜1.25620/510=1.22＜1.25该组钢筋强屈比不满足《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204—2015)》第5.2.3规定要求，但施工单位以设计图纸中注明的是HＲB400而非HＲB400E为由拒绝复验。从该事例中可以看出，施工单位在组织生产中除了要严格照图施工，详细组织技术交底外，还需要不断提高质量管理意识，认真学习相关规范标准。
结束语
综上所述，建设工程质量水平也在不断提高，但不容置疑的是仍有一些施工单位将抗震钢筋与普通钢筋混为一谈，无视抗震钢筋在地震中发挥的重要作用。笔者在见证取样抽测过程中也时常发现监理单位和建设单位监督不严的现象。避免普通钢筋用于具有抗震要求的部位，首先在材料采购时应在合同中明确提出是否需要抗震性能，材料进场后要按照规范抽样复试，并严格按照要求计算抗震特征值。对于不符合抗震性能的钢筋要单独存放并明确标识，严禁用于有抗震设防要求的结构。
参考文献
［1］夏念恩，谭正清．对普通钢筋和抗震钢筋的比较分析［J］．河南科技，2010(2):11-12．
［2］聂雨青．HＲB335E和HＲB400E抗震钢筋开发［J］．金属材料与冶金工程，2009，37(5):10-12．
［3］中国建筑科学研究院．GB50204—2015混凝土结构工程施工质量验收规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2015．
论文作者:邵泽
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
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