我国推广应用高强钢筋存在的问题及对策建议

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(重庆市勘测院，重庆 400020)

引言

随着我国城镇化建设的快速发展和工业化进程的加快，建筑业作为国民经济的支柱产业之一也得到了长足发展。与此同时，钢材产量和消耗量也直线攀升。2005年，我国钢筋总产量为5 800万t，2012年钢筋产量达到1.75亿t，7年间增长近3倍。巨大的资源消耗和长期以来形成的粗放式的经济发展模式，使得我国的资源供给难以支持，环境难以承受，发展难以持续。因此，钢铁工业的转型升级和建筑业发展模式的转变势在必行。

1 目前推广应用高强钢筋存在的问题

高强度钢筋是指抗拉屈服强度达到400 MPa级及400 MPa级以上的螺纹钢筋，它具有强度高、综合性能优的特点，用高强钢筋替代目前大量使用的335 MPa级螺纹钢筋，平均可节约钢材12%以上[注]中华人民共和国住房和城乡建设部，等.关于加快应用高强钢筋的指导意见，2012.。我国高强钢筋在工程中的应用比例在缓慢提高，以2010年为例，我国钢筋总产量为1.4亿t，400 MPa级以上钢筋的用量占40.4%，其中400 MPa级钢筋占到总量的35%以上，500 MPa级钢筋占到总量的5%左右，600 MPa级钢筋也在少数的重点工程中应用[注]冶金工业信息标准研究院.GB1499.2国家标准宣讲教材 第1部分：推广高强钢筋政策及背景，2013.。但是，长期以来，尽管采取了许多措施，但与日本、美国、德国等发达国家相比，在国内推广应用400 MPa级及400 MPa级以上高强钢筋的进展比较缓慢，存在着许多影响高强钢筋推广应用的因素。

1.1 建筑用钢标准和设计规范的选取是关键因素

在我国除了房屋建筑业以外，铁路、交通、港口、水利、电力、煤矿等行业也是钢筋应用大户，现行的建筑设计规范有GB 50010—2011《混凝土结构设计规范》、GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》等，也有许多行业设计规范，如GB 50157—2003《地铁设计规范》、TB 10002.3—2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等。在这些规范中，已经有一部分列入了高强钢筋品种，但TB 10002.3—2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》、GB 50157—2003《地铁设计规范》中均无400 MPa级及400 MPa级以上钢筋品种；JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、TB 10002.3—2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中，对螺纹钢筋的使用只规定了HRB335和HRB400两种牌号；2009年新编制的《高强钢筋在混凝土结构中应用技术导则》，也只规定了最高强度级别为HRB500[1]。由于没有相关规范的强制要求和技术规程的详细指导，设计单位对使用高强度钢筋没有明确依据，这些均从根本上制约了高强钢筋在各类工程建设中的应用。

1.2 有些混凝土结构应用高强度钢筋不够经济

根据GB 50010—2011《混凝土结构设计规范》的规定，HRB400、HRB500级钢筋的延性、抗疲劳性能、锚固性能、可焊性、冷弯性能、热稳定性等主要技术指标与HRB335级钢筋接近。因此，对于由裂缝控制的混凝土结构，采用HRB400级及HRB400级以上的高强钢筋并不能达到有效减少钢筋用量或减小断面厚度的目的。目前，国内铁路、市政、交通、水利、民用建筑等工程项目，由于现行规范的要求和最小配筋率的规定，主要采用裂缝宽度要求来控制配筋。因此，在进行这些工程的结构设计时，基本上采用HRB235和HRB335级钢筋，较少使用高强钢筋。

在高层建筑中，采用高强钢筋可以在相同受力条件下减少钢筋用量，增大钢筋间隙，增加钢筋焊接、绑扎和混凝土浇筑空间，保证了混凝土浇筑质量，同时也减少了“肥梁胖柱”现象，降低了工程造价。但是，应用高强钢筋对于中低层建筑的经济效益并不明显。由于规范对最小配筋率、裂缝控制、裂缝宽度等要求，在建筑结构的某些部位应用高强钢筋并未体现出高强度的优势，反而因使用高强钢筋而增加成本。

1.3 设计人员的设计理念和使用习惯尚难转变

有些行业设计规范对使用高强钢筋无明确的强制性要求，设计人员也就依照固有的设计理念进行工程设计。此外，随着城镇化的推进和对各类基础设施的持续投入，设计院承担的任务也日益繁重，设计人员已经习惯于采用335 MPa钢筋，若在图纸设计中全面推广应用高强钢筋，则整套设计思路需要改变，对各种应力、强度、安全系数等参数要重新进行计算、试验和验证，因此，设计人员在主观上不愿投入精力将高强钢筋的应用研究融入到设计工作中。

1.4 高强钢筋的供应与需求存在脱节现象

一方面，工程建设对钢筋的需求量大，同一项工程对钢筋产品的型号、规格要求较多，同一批次所需的供货量多少不一，施工企业又希望能及时供货，这对于希望批量供货的钢铁企业来讲难以满足；另一方面，随着国家对产能过剩产业结构调整力度的加大，一些大型钢厂退出了建筑用钢的生产，而小钢厂又由于资金和技术限制，不愿意投入高强钢筋的研发。

1.5 钢筋施工技术的适用性问题

在建筑工程施工现场，受高强钢筋产品特点的影响，对高强钢筋的加工、焊接等技术还存在一定的难度，工人操作有困难，特别是细晶钢筋焊接区域的强度降低较多。这就需要钢材生产企业与建筑施工企业共同加快技术研发，在施工技术和管理水平上逐渐改进和适应[1]。当然由此还会带来相关钢筋加工设备的更新换代、施工人员的技术培训等问题。

2 加快推广应用高强钢筋的对策建议

2.1 尽快开展产品标准和建筑设计规范的编制修订

对钢铁行业的用钢标准和建筑工程设计规范应进行修订和完善，将400 MPa级、500 MPa级和600 MPa级钢筋纳入相关的结构设计和施工验收规范中，使相关条文具有强制性。同时，要加强与交通、铁路、水利等行业的协调，使各行业的设计规范有效衔接，纳入高强钢筋生产和应用的新工艺、新技术，进行配套修订，从而推进高强钢筋在工程建设中的应用。

2.2 合理应用高强钢筋

不是所有的建筑结构和构件都要使用高强钢筋，在某项建设工程的不同部位，也不是使用钢筋的强度越高就越好，要坚持以节材为核心，以结构安全为前提，科学可靠、经济合理地使用。

由于部分混凝土结构是根据规范规定的配筋率要求来确定钢筋，如果这些配筋都使用高强钢筋，将造成极大的浪费。因此，在进行结构设计时，应根据所需要的强度，合理选用相应规格、型号的钢筋，做到物尽其用。

高强钢筋的强度较高，相应的计算配筋量较少，因此在楼板等一些受弯和受拉构件中应用时，应注意对裂缝宽度的验算。在设计中，可以尽量选配直径较小的钢筋或采取其他措施来控制裂缝的宽度。

2.3 加强政策支持

一是强化示范引导。各级政府投资建设的公共建筑、保障性住房和铁路建设、水利设施工程、交通工程等，应率先采用高强钢筋。

二是建立财税激励制度。政府部门应列支专项资金重点支持高强钢筋生产技术改造项目和配套应用技术研发，同时，制定高强钢筋生产、机钢筋加工、配送技术应用财政补贴和税收优惠政策，加大政策扶持力度。

三是在工程建设领域开展的评奖和示范项目以及钢铁行业相关产品评优活动中，将高强钢筋的应用情况作为参评或获奖的条件之一，由此促进工程建设的各参与主体使用高强钢筋。

2.4 加强高强高性能钢筋产品及应用技术的研发

400 MPa级钢筋在工程实践中的应用已逐步增多，目前要加强500 MPa级及500 MPa级以上高强钢筋和抗震钢筋的研发、推广和应用，突破生产、市场和应用过程中的对接瓶颈，保证钢筋产品的质量稳定、可靠地满足工程实践的要求。

目前，我国的钢铁生产水平还比较低，附加值也很低，很多高性能的产品依赖进口，制约了高性能钢材在建筑、桥梁、隧道、煤矿等领域的应用，因此钢铁行业的结构调整已刻不容缓。“高强高性能”不仅指材料的强度和延性，还包括实际工程应用中对钢铁产品的抗疲劳、抗松弛、抗冲击、耐腐蚀性、抗震、耐低温等具体性能指标的要求。例如用作铁路隧道支护的锚杆钢筋，要求具有较高的抗冲击性能来抵御突发冲击地压；铁路大桥桥墩中的高强度箍筋，由于具体的使用要求，必须具有良好的弯曲性能[2]。这些都需要钢铁企业加大研发投入，开发适应不同行业需求的高强高性能钢筋产品。

针对高强高性能钢筋的施工和加工难题，钢铁企业和施工单位要不断总结经验，研究新工艺和新技术，探索开发低成本的高强度钢筋的技术应用路线，解决高强钢筋在工程中的应用难题，降低钢筋加工成本，加快高强钢筋的应用推广。

2.5 积极开展新技术的宣传推广和技术培训

充分发挥舆论的导向和监督作用，大力宣传推广在工程建设中应用高强钢筋的重大意义，对示范企业、示范工程的高强钢筋应用技术和管理经验要积极宣传，努力营造有利于高强钢筋规模化应用的社会氛围。

对于工程建设的相关规范、标准的编制和修订，建设行政主管部门和行业协会要积极组织建设、设计、施工、监理单位进行宣贯学习和技术培训。特别是设计单位，要更新观念，积极进行相关软件的研发升级，将高强钢筋应用的相关标准、规范纳入到工程实践中。

2.6 完善钢筋深加工及物流配送体系

目前，我国建筑钢筋加工、配送产业的发展还比较滞后，人员素质、流程管理和质量控制体系还不完善，加工配送技术的质量和水平还有待改进。作为推广应用高强钢筋的重要措施，建立高强钢筋加工配送中心，不但可以促使钢铁企业向建筑施工领域延伸产业链，提高产品的附加值，而且可以确保建设工程的质量安全。

3 结语

高强度钢筋的推广应用，既有利于推动钢铁行业的转型升级和产品结构调整，又能促进我国各类建筑和基础设施的质量升级，推动建筑业的技术进步和装备水平的提高，具有显著的经济效益和环境效益，这也是我国建筑业和钢铁行业可持续发展的迫切要求。

参考文献：

[1] 高强钢筋推广有待“突围”[N].中国冶金报，2012-04-28.

[2] 范玫光，林双平，赵军.节约型绿色建筑用高强高性能钢筋应用关键技术[J].施工技术，2011(6)：16-19.