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关于高强钢筋在桥梁工程中的应用之我见  

2013-06-06 11:54:22|  分类: 土木工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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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。各钢材生产厂家也积极响应,保证高强钢筋的生产,并淘汰一批旧的钢筋生产线。

几个月前本人也参加广州市一个关于高强钢筋推广使用的会议(当然是作为坐在台下听别人宣讲的人)。参加的大多数是各建筑设计院的同行,主讲的也来自建筑设计行业。作为从事市政和公路桥梁设计的人员,确实感觉高强钢筋在房屋建筑领域的推广应用很有必要性,其优越性也是显而易见的。但对桥梁工程而言,本人认为高强钢筋生搬硬套的用于在桥梁工程中,并无如此多的优越性,甚至在某种程度上是一种不必要的浪费。

无论是房屋建筑结构,还是桥梁工程结构。其构件设计都需要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。前者保证结构的安全性,后者保证结构的耐久性和适用性。

结构安全性的保证是第一要事,两套规范都有明确规定,计算方法和计算理论也大抵相同。因此,对同一个截面,相同的配筋,计算出来的抗弯承载力是基本相同的。(桥规的fcd比混规的fc略小,但混规有一个系数Alfa进行微调)

(1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)截面抗弯承载力计算公式

关于高强钢筋在桥梁工程中的应用之我见 - 土木老表 - 继续走 继续失去

(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)截面抗弯承载力计算公式

关于高强钢筋在桥梁工程中的应用之我见 - 土木老表 - 继续走 继续失去

从以上公式可以看出:钢筋混凝土构件承载力与钢筋强度和面积直接相关。因此,采用高强钢筋,提高钢筋强度,能直接提高构件的极限承载力。 

由于桥梁工程和房屋建筑工程所处的运营环境不同,(桥梁工程处于露天环境,并且承受动力荷载,而房屋建筑工程大部分构件是在室内环境,承受静力荷载。)桥梁工程相关规范对正常使用极限状态要求比房屋建筑工程要高。与钢筋关系最密切的是对裂缝宽度的要求。前者是不得大于0.2mm(III类和IV类环境下为0.15mm),而后者在一类环境下可以达到0.3mm甚至0.4mm(年平均相对湿度小于60%的地区)。

根据经验,裂缝宽度控制在0.2mm时,构件配筋计算是由裂缝控制的。满足裂缝宽度要求时,钢筋的抗弯承载力约为结构实际弯矩的1.3倍。裂缝宽度控制在0.3mm和0.4mm时,构件配筋计算是由承载力控制的。

(1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)截面裂缝计算公式

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 关于高强钢筋在桥梁工程中的应用之我见 - 土木老表 - 继续走 继续失去 

(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)截面裂缝计算公式 

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关于高强钢筋在桥梁工程中的应用之我见 - 土木老表 - 继续走 继续失去
 

从以上公式可以看出:裂缝宽度与钢筋应力有关,钢筋应力反映的是钢筋的工作状态,与钢筋本身抗拉强度标准值没有直接关联。正常状态下,当裂缝宽度控制为0.2mm,混凝土构件达到最大裂缝宽度时,钢筋应力低于其抗拉强度标准值。因此,对于以裂缝控制设计的构件而言,提高钢筋抗拉强度标准值是不能达到节约钢筋目的的。

当然,鉴于桥梁工程在土木工程领域所占比重很小,同时考虑到钢筋生产,技术更新及行业标准统一等方面因素。高强钢筋在桥梁工程中的应用也是大势所趋。

 

附件:

《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》


各省、自治区、直辖市住房和城乡建设厅(委)、工业和信息化主管部门,新疆生产建设兵团建设局、工业和信息化主管部门,有关单位:

为落实《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2011]26号)中有关工作部署,促进钢铁工业和建筑业转变发展方式,按照《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》的要求,现就建筑工程中加快应用400兆帕级及以上高强钢筋提出以下意见。

一、充分认识推广应用高强钢筋的重要性

高强钢筋是指抗拉屈服强度达到400兆帕级及以上的螺纹钢筋,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。

随着我国城镇化的快速发展,建筑规模不断增加,2010年建筑钢筋用量已达1.3亿吨,并仍将呈上升趋势。近年来,为推广应用高强钢筋,国务院有关部门和地方住房和城乡建设、工业和信息化主管部门做了大量工作,高强钢筋使用量已达到建筑用钢筋总量的35%左右。

与此同时,高强钢筋推广应用还存在着各地工作不平衡、政策法规和标准缺乏有效约束、推广应用工作机制不完善等问题,在“十二五”期间,有必要制定目标和措施,加快推广应用高强钢筋工作。

二、推广应用指导思想、基本原则和主要目标

(一)指导思想。深入贯彻落实科学发展观,以建筑钢筋使用减量化、提高资源利用效率为目标,通过完善政策和标准配套,优化建筑钢筋生产、使用品种和结构,创新应用建筑高强钢筋工作机制,实现钢铁行业与建筑业的技术进步和节材、节能。

(二)基本原则。在遵循政策引导、行业服务、技术支撑、典型示范、市场配置和供需平衡等原则基础上,积极推进应用高强钢筋的各项工作。

(三)主要目标。加速淘汰335兆帕级螺纹钢筋,优先使用400兆帕级螺纹钢筋,积极推广500兆帕级螺纹钢筋。

2013年底,在建筑工程中淘汰335兆帕级螺纹钢筋。

2015年底,高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的80%,在建筑工程中使用量达到建筑用钢筋总量的65%以上。

在应用400兆帕级螺纹钢筋为主的基础上,对大型高层建筑和大跨度公共建筑,优先采用500兆帕级螺纹钢筋,逐年提高500兆帕级螺纹钢筋的生产和使用比例。对于地震多发地区,重点应用高强屈比、均匀伸长率高的高强抗震钢筋。

三、重点工作

(一)保障高强钢筋产品的市场供应。钢铁生产企业要通过技术改造,保证高强钢筋各品种规格产品的供应,扩大符合抗震要求的400兆帕级螺纹钢筋的生产,提高400兆帕级螺纹钢筋生产质量稳定性,并逐步提高500兆帕级螺纹钢筋产量。

(二)加快混凝土用钢的标准修订。2012年上半年完成钢筋混凝土用钢的产品标准(GB1499)修订,取消GB1499标准中的235兆帕级光圆钢筋和335兆帕级螺纹钢筋,将光圆钢筋的强度等级从235兆帕提高到300兆帕,钢筋强度等级设置为300兆帕、400兆帕、500兆帕。

(三)开展高强钢筋产品的分类认证。加强产品质量检测,严格按照规定对微合金化、超细晶粒、余热处理等不同工艺生产的钢筋进行认证和标识,保证产品质量,避免施工使用中的混淆,规范钢材市场。

(四)贯彻实施新修订的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。建筑结构中的纵向受力钢筋要优先采用400兆帕级及以上螺纹钢筋,其中,梁、柱纵向受力钢筋应采用400兆帕级及以上螺纹钢筋。梁、柱箍筋推广采用400兆帕级及以上螺纹钢筋。适时修订相关工程建设标准,淘汰335兆帕级螺纹钢筋,进一步推广500兆帕级螺纹钢筋。

(五)加强相关标准的实施监督工作。积极开展相关标准宣贯培训工作,加强对设计单位和施工图审查机构执行相关标准规范的监督,完善实施工程建设标准的技术措施。

(六)加强对高强钢筋应用的质量管理。建设、施工、监理企业要加强施工现场进场钢筋及钢筋加工环节的质量检查。工程质量监督机构要做好相应的监管工作。

(七)加快高强钢筋产品及应用技术研发。研究钢筋连接新工艺和新技术,降低工程施工中钢筋加工成本。加强高强钢筋和高强混凝土结构构件抗震性能的研究,开展600兆帕级及以上螺纹钢筋产品研发。

(八)工业和信息化部会同有关部门,提高下游行业工程建设用钢标准,加强在水利、交通、铁路等建设工程中淘汰235兆帕级光圆钢筋、335兆帕级螺纹钢筋工作。

四、保障措施

(一)住房和城乡建设部、工业和信息化部成立高强钢筋推广应用协调组,统筹生产和应用环节,协调解决应用高强钢筋中的问题,完善推广应用机制。

(二)住房和城乡建设部、工业和信息化部会同有关部门研究制定相关扶持政策,将高强钢筋推广应用纳入国家开展的节能减排、绿色建筑行动等工作中。

(三)住房和城乡建设部、工业和信息化部在部分省市组织开展高强钢筋应用项目和生产企业的示范工作。

(四)在住房城乡建设领域开展的工程评奖、评定和示范项目以及钢铁行业相关产品评优活动中,将采用高强钢筋的情况作为参评或获奖的条件之一,鼓励建设单位、设计单位使用高强钢筋。

(五)工业和信息化部支持企业技术改造,对企业采用先进适用技术生产高强钢筋的技术改造项目给予支持。

(六)工业和信息化部会同有关部门加强对淘汰落后生产能力的管理,淘汰落后工艺设备和235兆帕级光圆钢筋、335兆帕级螺纹钢筋。

(七)各级政府投资建设的公共建筑和保障性住房应率先采用高强钢筋。

(八)有关主管部门、协会和企业要完善信息沟通机制,加强高强钢筋推广应用的宣传,在社会上形成用好钢筋、节约用钢筋的氛围,促进全社会节能减排。

各级住房和城乡建设、工业和信息化主管部门要加强对高强钢筋推广应用的领导,建立协同工作机制,制定和完善相关措施,落实好指导意见的要求。 

中华人民共和国住房和城乡建设部

中华人民共和国工业和信息化部

二〇一二年一月四日

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