摘要：近年来，随着建筑行业的不断火热，在工程中高强钢筋的应用十分广泛。国内近年来研制开发的新型冷轧带肋钢筋，由于它具有屈服点明显、塑性好、强度高、混凝土握裹力强等优点，因此成为国家促进钢筋省级换代的重点新型材料。从应用范围分析，高强钢筋主要应用于高层建筑设计中；从应用特点分析，高强钢筋具有弹性模量高、抗腐蚀性能高的优势，提高高强钢筋在工程设计中的应用效率，保证建筑工程的设计质量。
关键词：高强钢筋；建筑工程；工程设计；应用效率
引言
高强钢筋是指在钢筋中混合某些合金而制成的高强度高延展性的钢筋。在实际建筑应用中主要是指HRB400和HRB500两种高强钢筋。目前我国经济社会不断发展，城市基础建设也在如火如荼地进行。这就对混凝土的各项强度提出了更高的要求。因此，为了使混凝土与钢筋的各项性能符合建筑设计要求，同时与建筑行业先进技术接轨，我国正在大力推广使用高强钢筋。
1浅析高强钢筋的概念及特点
为了贯彻落实节能减排、绿色低碳的发展需求，国家重点对建筑领域进行了整治，印发了很多指导意见，要加快高强钢筋的推广及应用进程，有利于提高工程质量、降低钢材的消耗量，以满足“绿色建筑”的发展需求。因此，高强钢筋应运而生，并迅速占据市场，有良好的经济效益价值。目前市场应用量最大的是400兆帕级钢筋（一般称为III级钢），而500兆帕级（一般称为IV级钢）以上的高强钢筋市场使用占比不到10%。虽然高强钢筋具备很多优势性特点，一是强度高。高强钢筋的强度比较高，要求IV级钢筋最低屈服强度标准为500MPa，且抗拉强度要在630MPa以上，高出传统钢筋很多。二是性能好。高强钢筋抗应变能力较好，能降低内外部因素的影响，为钢筋存储工作带来了便利的条件。三是焊接性能好。这类钢筋对焊接工艺没有过高的要求，几乎适用于所有焊接方法，能保障焊接质量等。
2高强钢筋应用技术
2.1设计要点
并不是建筑工程中的所有钢筋都适用高强钢筋，大部分受力较小的构件的箍筋采用ＨＰＢ300钢筋即可，500ＭＰａ级钢筋适用于高层建筑等大承载力的柱和部分梁的配筋，大量的构造钢筋没必要采用高强钢筋。HRB500钢筋的推荐应用范围：1）不需要进行正常使用极限状态验算的工程，如人防工程（战时荷载工况）、基坑支护工程等。2）由强度控制配筋的荷载较大、地震烈度高的工程，如主厂房除氧煤仓间框架柱的纵向钢筋、支撑煤斗的框架大梁的纵向钢筋等。3）根据计算，梁柱节点配筋较多，因钢筋拥挤造成施工困难或混凝土浇筑质量难以保证的工程，通过使用HRB500高强钢筋可以减小相应构件的配筋，以解决钢筋拥挤问题。4）预应力构件中的非预应力钢筋。5）HRB500热轧带肋钢筋尚未进行充分的疲劳试验研究，因此，不宜将其应用于需进行疲劳验算的钢筋混凝土构件中，如钢筋混凝土吊车梁等。承受疲劳作用的钢筋建议应选用HRB4OO热轧带肋钢筋。6）当应用于楼板设计时，楼板板厚宜不小于150ｍｍ。高强钢筋与高强混凝土的配合使用，可以明显提高结构的承载力，并与原结构有着相近的变形能力，因此，配置HRB500钢筋的混凝土强度等级不应低于Ｃ30。由于HRB500钢筋的强度较高，相应的计算配筋量较少，在楼板等有些受弯和受拉构件设计时应特别注意对裂缝宽度的验算。设计中可以通过尽量选配直径较小的钢筋或采取其他构造措施来控制裂缝的宽度。
2.2高强冷轧带肋钢筋应用技术
CRB600H高强冷轧带肋钢筋（简称“CRB600H高强钢筋”）是国内近年来开发的新型冷轧带肋钢筋。CRB600H高强钢筋是在传统CRB550冷轧带肋钢筋的基础上，经过多项技术改进，从产品性能、产品质量、生产效率、经济效益等多方面均有显著提升。CRB600H高强钢筋的最大优势是以普通Q235盘条为原材，在不添加任何微合金元素的情况下，通过冷轧、在线热处理、在线性能控制等工艺生产，生产线实现了自动化、连续化、高速化作业。CRB600H高强钢筋与HRB400钢筋售价相当，但其强度更高，应用后可节约钢材达10%；吨钢应用可节约合金19kg，节约9.7kg标准煤。目前CRB600H高强钢筋在河南、河北、湖北、湖南、安徽、山东、重庆等十几个省市建筑工程中广泛应用，节材及综合经济效果十分显著。《河北、山东》混凝土连续板配置CRB600H高强钢筋时，其内力计算可考虑塑性内力重分布，其支座弯矩调幅幅度不宜大于按弹性体系计算值的20%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注意：行标JGJ95-2011《冷轧带肋钢筋混凝土技术规程》及CECS458:2016《CRB600H高延性高强钢筋应用技术规程》，冷轧带肋钢筋混凝土连续板支座弯矩调幅幅度不应大于15%。这样确定的原因是将CRB550（δgt≈2%）和CRB600H（δgt≥5%）统一考虑，未进行区分。由于CRB600H的延性明显优于CRB550冷轧带肋钢筋，均匀伸长率与现行《混凝土结构设计规范》GB50010中的RRB400钢筋（δgt≥5%）相同，而《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定“钢筋混凝土连续板负弯矩的调幅幅度不宜大于20%”。所以，本规程将采用CRB600H钢筋的混凝土连续板支座弯矩调幅幅度限值改为20%。
2.3控轧控冷工艺
棒材轧机轧制分粗轧、中轧和精轧，直径12-14mm三切分轧制，16-18mm两切分轧制，20mm以上单线轧制。加热炉温度1180-1200℃以确保钢坯加热通调均匀，开轧温度1160-1180℃以确保钢筋晶粒细化，回火温度在贝氏体、马氏体温度以上，控冷终止温度750-770℃以避免钢筋二次氧化锈蚀而影响外观质量。对于采用切分轧制技术生产小规格产品时，每线的温度差异应≤10℃。
2.4抗腐蚀能力高
与一般的钢筋相比，高强钢筋由于其内部结构的优化，具备更好的抵抗化学腐蚀的能力和耐久性。甚至在在比较恶劣的环境里，也能正常使用高清钢筋，例如企业厂房或者车库中，其杂质含量是非常高的，不利于钢筋耐压性的保持，但高强钢筋可以轻松应用于这类场所，通过对高强钢筋内部结构的优化，使其抗腐蚀能力逐渐提高。现阶段，随着我国高强钢筋的应用越来越广泛，继续提高其抗腐蚀能力成了人们关注的重点，为此，技术人员要不断学习关于高强钢筋优化的内容，提高自身的专业素质，以便研发出抗腐蚀性能更高的钢筋。
2.5炼钢工艺
转炉冶炼——实行定量装入，严格控制富氮合金、钒氮合金、铌铁等加入时机和加入量，出钢全程吹氩，确保钢水成分和温度均匀一致，促进夹杂物上浮排除。V、Nb元素平均回收率92.0%以上。连铸控制——为防止铌钢铸坯产生裂纹，连铸控制的关键包括结晶器液面稳定性和振动参数、水量、铸坯矫直温度等，其中结晶器水量135-145m3/h，二冷比水量1.40-1.70L/kg，钢水过热度20-30℃，拉速浇注2.3-2.4m/min。
3高强钢筋的发展前景
第一，推广高强钢筋的应用，符合节约型社会的发展需求。当前在满足同样建筑设计要求的前提下，使用HRB500要比运用HRB400节约大约14%的用量。以2014年为例，我国400兆帕级螺纹钢生产量约1.9亿吨，如果这1.9亿吨400兆帕级钢筋能全部被HRB500钢筋所取代，那么每年将至少节约2700万吨钢筋，相应减少4320万吨铁矿石、1620万吨标准煤、1.1亿吨新水的消耗，同时减排5400万吨二氧化碳、5400万吨污水和4万吨粉尘。第二，与传统钢材相比，高强钢筋不仅具备绿色环保的优点，还能有效提高建筑物的性能，保障工程的安全性，推广高强钢筋具有十分重要的意义。例如，高强钢筋属于环保型产品，该产业的发展，必然会带动上下游企业转型，加快节约型社会的建设效果。第三，由于高强钢筋具有多元价值，在各行业领域中得到了广泛应用，使其具备良好的发展前景，有利于实现经济效益。但在实际发展中，市场上很多的“瘦身钢筋”的质量和性能并不过关，很多建筑施工企业在采购材料时，经常会采购到假冒伪劣产品，对建筑质量造成了影响，也打击了社会对建筑行业的信心。而高强钢筋生产工艺复杂、技术要求高，普通企业难以仿造，有利于形成品牌效应，提高社会识别度，从而提高工程质量，降低工程造价，拥有广阔的发展前景。
结语
综上所述，本文对高强钢筋在工程施工中的应用进行分析，高强钢筋可以应用到工程施工的各个范围，包括高层建筑、城市建设工程等；由于高强钢筋具有良好的弹性模量和抗腐蚀性能，能够提高高强钢筋在工程施工中的应用效率。希望本文的研究能够为我国高强钢筋的发展提供理论依据和参考。
参考文献
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论文作者:艾林涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
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