635MPa級熱軋帶肋高強鋼筋應用技術規(guī)程

UDC中國土木工程學會標準PT/CCESX－20XX635MPa級熱軋帶肋高強鋼筋應用技術規(guī)程Technicalspecificationfortheapplicationof635MPagradehot-rolledribbedhigh-strengthsteelbar（征求意見稿）20XX–XX–XX發(fā)布 20XX–XX–X實施中國土木工程學會發(fā)布中國土木工程學會標準635MPa級熱軋帶肋高強鋼筋應用技術規(guī)程Technicalspecificationfortheapplicationof635MPagradehot-rolledribbedhigh-strengthsteelbarT/CCESX－20XX批準單位：中國土木工程學會施行日期：20XX年X月X日20XX北京前言本規(guī)程是根據(jù)中國土木工程學會《關于發(fā)布<2023年中國土木工程學會標準計劃>的通知》（中土學標〔2023〕9號）的要求，由重慶市土木建筑學會、安徽吾興新材料有限公司會同有關單位編制完成。在本規(guī)程編制過程中，編制組廣泛調查研究和總結了工程實踐經驗，參考了國內外有關標準，并在廣泛征求意見基礎上，對具體內容進行了反復討論、協(xié)調和修改，最后經審查定稿。本規(guī)程的主要技術內容是：總則，術語、符號與參考標準，基本規(guī)定，材料，結構構件設計，施工，質量驗收。請注意本規(guī)程的某些內容可能涉及專利。本規(guī)程的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本規(guī)程由中國土木工程學會學術與標準工作委員會負責管理，由重慶市土木建筑學會負責具體技術內容的解釋。執(zhí)行過程中如有修改意見或建議，請寄送重慶市土木建筑學會（地址：重慶市渝中區(qū)人和街31號；郵政編碼：400015；電子郵箱：cq63676029@）。本規(guī)程主編單位：重慶市土木建筑學會安徽吾興新材料有限公司本規(guī)程參編單位：XXXX本規(guī)程主要起草人員：XXXX本規(guī)程主要審查人員：XXXX

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u161871總則 總則1.0.1通過系統(tǒng)的理論分析、實驗研究、工程設計和近年來工程實際應用案例分析，采用HRB635鋼筋與采用HRB400熱軋帶肋高強鋼筋的鋼筋混凝土構件，其兩者工作性能基本一致。在工程中運用HRB635鋼筋，符合當前國家倡導的綠色環(huán)保、節(jié)能降碳的要求，經濟、社會及環(huán)境效益顯著。

3基本規(guī)定3.0.1HRB635亦可用作抗剪、抗扭、抗沖切鋼筋混凝土構件的橫向鋼筋。但在地震等動力荷載下，結構中的塑性鉸機制對于耗散地震能量至關重要。低強度鋼筋在達到屈服點后能夠更好地形成塑性鉸，有助于結構的耗能和變形能力，而高強度鋼筋的塑性鉸形成能力較差。根據(jù)《混凝土結構設計標準》以及工程實踐，通常建議縱向受力鋼筋使用高強度鋼筋，如HRB635，以充分利用其高承載力，而對于抗剪、抗扭、抗沖切的橫向鋼筋，則更傾向于使用中等強度的鋼筋，如HRB400或HRB335鋼筋。3.0.3鋼筋的連接形式（搭接、機械連接、焊接）各自適用于一定的工程條件。各種類型鋼筋接頭的傳力性能（強度、變形、恢復力、破壞狀態(tài)等）均不如直接傳力的整根鋼筋，任何形式的鋼筋連接均會削弱其傳力性能。因此鋼筋連接的基本原則為：連接接頭設置在受力較小處；限制鋼筋在構件同一跨度或同一層高內的接頭數(shù)量；避開結構的關鍵受力部位，如柱端、梁端的箍筋加密區(qū)，并限制接頭百分率等。

4材料4.1鋼筋4.1.2根據(jù)《混凝土結構設計標準》GB/T50010的規(guī)定，要求鋼筋標準強度的保證率不應小于95％，本條給出了HRB635鋼筋的屈服強度標準值（特征值）、抗拉強度標準值（特征值）、鋼筋延性（最大力下的總伸長率）特征值以及彈性模量等設計參數(shù)。有抗震要求的鋼筋還給出了強屈比、屈屈比、在最大力下的總伸長率的設計參數(shù)要求。強屈比（即抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值）要求不小于1.25，目的是當構件出現(xiàn)較大塑性變形或塑性鉸后，鋼筋仍具有必要的強度潛力，即塑性鉸處有足夠的轉動能力與耗能能力，保證構件的基本抗震承載力；屈屈比（即屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值）要求不大于1.30，目的是在保證“強柱弱梁”、“強剪弱彎”設計要求的同時，不因鋼筋屈服強度離散性過大而受到干擾；最大力下的總伸長率要求不小于9％，主要為了保證在抗震大變形條件下，要求框架柱、框架梁、框支柱、框支梁、伸臂桁架的斜撐、樓梯的梯段縱向鋼筋具有足夠的延性和塑性變形能力。4.1.3鋼筋的強度設計值由強度標準值除以材料分項系數(shù)得到，為了適當提高安全儲備，取1.15，故HRB635鋼筋強度取為550N/mm2。混凝土軸心受壓構件中HRB635鋼筋抗壓強度設計值取400N/mm2，與現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010一致。根據(jù)安徽寰宇建筑設計院朱華教授級高工、陳安英博士研究團隊課題組關于HRB635鋼筋數(shù)十組梁的受彎實驗和數(shù)十組柱子的偏壓、軸壓試驗、合肥工業(yè)大學2018年完成的19根偏心受壓柱承載力試驗結果，驗證了HRB635鋼筋在混凝土中具有良好的工作性能，從實驗構件的受力機理與破壞形態(tài)來看，構件在實驗過程中沒有異常。實驗研究結論表明，偏心受壓構件受壓鋼筋均能達到甚至超過屈服應變，因而其強度得到了充分利用。實測受壓邊緣混凝土極限壓應變在0.3%～0.5%之間，多數(shù)超過0.33%，因而受壓鋼筋多數(shù)能夠屈服。實驗研究結論表明：1梁等受彎構件受拉區(qū)鋼筋強度設計值取550N/mm2、受壓區(qū)鋼筋強度設計值取490N/mm2；2對于柱子等受壓構件，偏心受壓取490N/mm2、軸壓取400N/mm2；3對于鋼筋受剪、受扭、受沖切設計取值360N/mm2，由于高強鋼筋并未能在這些受力條件下充分發(fā)揮作用，也和國內相關標準取值一致。4.1.4本條明確了對鋼筋延性的要求，將最大力下的總伸長率作為控制鋼筋延性的指標，尤其對于縱向鋼筋，最大力下的總伸長率是控制鋼筋延性的重要性能指標。同時HRB635鋼筋在最大力下的總伸長率大于9%的要求，與《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011對鋼筋總伸長率的要求相一致。4.1.6對按一、二、三級抗震等級設計的各類框架構件(包括斜撐構件)，要求縱向受力鋼筋檢驗所得的抗拉強度實測值(即實測最大強度值)與受拉屈服強度的比值(強屈比)不小于1.25，目的是使結構某部位出現(xiàn)較大塑性變形或塑性鉸后，鋼筋在大變形條件下具有必要的強度潛力，保證構件的基本抗震承載力；要求鋼筋受拉屈服強度實測值與鋼筋的受拉強度標準值的比值(超強比)不應大于1.3，主要是為了保證“強柱弱梁”、“強剪弱彎”設計要求的效果不致因鋼筋屈服強度離散性過大而受到干擾；鋼筋最大力下的總伸長率不應小于9%，主要為了保證在抗震大變形條件下，鋼筋具有足夠的塑性變形能力。牌號HG6E/C熱軋帶肋高強鋼筋為帶“E”的鋼筋，應符合本條要求。4.1.7為方便采購、使用HRB635鋼筋，對其公稱直徑和常用的公稱直徑進行了規(guī)定。4.2鋼筋連接4.2.2高強鋼筋的機械連接套筒：機械連接套筒的材質宜用45號優(yōu)質碳素結構鋼或合金結構鋼。套筒生產質量控制應符合以下要求：①套筒生產企業(yè)應發(fā)布包括本企業(yè)產品規(guī)格、型式、尺寸及偏差、質量控制方法、檢驗項目及制度、不合理品處理規(guī)則等內容的企業(yè)標準，并應經質量技術監(jiān)督部門備案。②套筒生產企業(yè)宜取得有效的GB/T19001、ISO9001質量管理體系認證證書和建設工程產品認證證書。4.2.3為確保鋼筋機械連接接頭的塑性，嚴禁采用簡單的淬火等熱處理及冷拉工藝提高套筒強度，犧牲塑性。4.3混凝土4.3.2為更好利用高強鋼筋強度高的材料性能，發(fā)揮配置HRB635高強鋼筋的鋼筋混凝土構件的承載力優(yōu)勢，本條對混凝土的強度等級提出最低要求。4.3.3根據(jù)目前鋼筋混凝土結構常見質量問題，如混凝土結構構件開裂，編制組經過現(xiàn)場調研，查勘分析，由混凝土自身收縮引起的開裂問題占絕大多數(shù)。采用HRB635鋼筋后，構件的常用配筋率會有所下降，因此控制混凝土的水膠比，在滿足泵送工藝要求的條件下，選用中粗砂、控制含泥量以及坍落度、選擇聚羧酸系高效減水劑對減少混凝土自身收縮，保證混凝土質量尤為重要。

5結構構件設計5.1構件計算5.1.4超靜定混凝土結構在出現(xiàn)塑性鉸的情況下，會發(fā)生內力重分布。利用這一特點進行構件截面之間的內力調幅，以達到簡化構造、節(jié)約配筋的目的，經濟性明顯。本條規(guī)定給出了可以采用塑性調幅設計的構件或結構類型。本條提出了考慮塑性內力重分布分析方法設計的條件，按考慮塑性內力重分布的計算方法進行構件或結構的設計時，由于塑性鉸的出現(xiàn)，構件的變形和抗彎能力調小部位的裂縫寬度均較大。故進一步明確允許考慮塑性內力重分布構件的使用環(huán)境，并強調應進行構件變形和裂縫寬度驗算，以滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。5.1.5本條規(guī)定相對于傳統(tǒng)裂縫計算公式增加了裂縫寬度修正系數(shù)。由安徽省建筑科學研究設計院教授級高工朱華牽頭，會同合肥工業(yè)大學陳安英博士、安徽建筑大學劉運林教授組成聯(lián)合課題組，對采用HRB635鋼筋混凝土梁的裂縫寬度開展了研究工作。選用16組48根混凝土梁分別由合肥工業(yè)大學和安徽建筑大學開展實驗工作。實驗變化參數(shù)：梁的配筋率、混凝土強度等級、鋼筋直徑、鋼筋保護層厚度等，梁截面200×400，跨高比9:1，加載方式采用兩點加載。加載至設計荷載值的80%、90%、100%、110%、120%時分別對相應的梁的裂縫寬度進行量測。由實驗結果，經分析研究，提出裂縫寬度修正系數(shù)1當鋼筋保護層厚度取值50mm及以上，同時配置鋼筋網(wǎng)片，則取0.7，2其他情況，取0.82。構件最大裂縫寬度的基本計算公式如下：（1）式中：——平均裂縫寬度，按下式計算：（2）根據(jù)對各類受力構件的平均裂縫間距的試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，當最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離不大于65mm時，對配置帶肋鋼筋混凝土構件的平均裂縫間距仍按《混凝土結構設計標準》GB/T50010的公式：（3）此處，對軸心受拉構件，取=1.1；對其他受力構件，均取=1.0。當配置不同鋼筋牌號、不同直徑的鋼筋時，式（3）中應改為等效直徑，可按本規(guī)程式(5.1.5-3)進行計算確定，其中考慮了鋼筋混凝土和預應力混凝土構件配置不同的鋼種、鋼筋表面形狀以及預應力鋼筋采用先張法或后張法(灌漿)等不同的施工工藝，它們與混凝土之間的粘結性能有所不同，這種差異將通過等效直徑予以反映。為此，對鋼筋混凝土用鋼筋，根據(jù)國內有關試驗資料，對預應力鋼筋，參照《混凝土結構設計第二部分：混凝土橋梁》ENV1992-2：1996的規(guī)定，給出了本規(guī)程表5.1.5-2的鋼筋相對粘結特性系數(shù)。對有粘結的預應力筋的取值，可按照求得，其中本應取為預應力筋與混凝土的實際接觸周長；分析表明，按照上述方法求得的值與按預應力筋的公稱直徑進行計算，兩者較為接近。為簡化起見，對統(tǒng)一取用公稱直徑。對環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的相對粘結特性系數(shù)是根據(jù)試驗結果確定的。根據(jù)試驗研究結果，受彎鋼筋裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)的基本公式可表述為：（4）式（4）可作為規(guī)范簡化公式的基礎，并擴展應用到其他構件。式中系數(shù)與鋼筋和混凝土的握裹力有一定關系，對光圓鋼筋，則較接近1.1。根據(jù)偏拉、偏壓構件的試驗資料，以及為了與軸心受拉構件的計算公式相協(xié)調，將統(tǒng)一為1.1。同時，為了簡化計算，并便于與偏心受力構件的計算相協(xié)調，將上式展開并作一定的簡化，就可得到以鋼筋應力為主要參數(shù)的本規(guī)程式(5.1.5-2)。為反映裂縫間混凝土伸長對裂縫寬度影響的系數(shù)。根據(jù)試驗資料綜合分析，現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010對受彎、偏心受壓構件統(tǒng)一取=0.77，其他構件取=0.85。短期裂縫寬度的擴大系數(shù)，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析，對受彎構件和偏心受壓構件，取=1.66；對偏心受拉和軸心受拉構件，取=1.9。擴大系數(shù)的取值保證率約為95%。根據(jù)試驗結果，給出了考慮長期作用影響的擴大系數(shù)=1.5。試驗表明，對偏心受壓構件，當≤0.55時，裂縫寬度較小，均能符合要求，故規(guī)定不必驗算。在計算平均裂縫間距和時引進了按有效受拉混凝土面積計算的縱向受拉配筋率，其有效受拉混凝土面積取，由此可達到計算公式的簡化，并能適用于受彎、偏心受拉和偏心受壓構件。經試驗結果校準，尚能符合各類受力情況。鑒于對配筋率較小情況下的構件裂縫寬度等的試驗資料較少，采取當時，取的辦法，限制計算最大裂縫寬度的使用范圍，以減少對最大裂縫寬度計算值偏小的情況。當混凝土保護層厚度較大時，雖然裂縫寬度計算值也較大，但較大的混凝土保護層厚度對防止鋼筋銹蝕是有利的。因此,對混凝土保護層厚度較大的構件，當在外觀的要求上允許時，可根據(jù)實際經驗，對現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010表3.4.5中所規(guī)定的裂縫寬度允許值作適當放大?？紤]到本條鋼筋應力計算對鋼筋混凝土構件和預應力混凝土構件分別采用荷載準永久組合和標準組合，符號取。對沿截面上下或周邊均勻配置縱向鋼筋的構件裂縫寬度計算，研究尚不充分，現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010未作明確規(guī)定。在荷載的標準組合或準永久組合下，這類構件的受拉鋼筋應力可能很高，甚至可能超過鋼筋抗拉強度設計值。為此，當按公式(5.1.5-1)計算時，關于鋼筋應力及的取用原則等應按更合理的方法計算。對混凝土保護層厚度較大的梁，國內試驗研究結果表明表層鋼筋網(wǎng)片有利于減少裂縫寬度。本條建議可對配置表層鋼筋網(wǎng)片梁的裂縫計算結果乘以折減系數(shù)，并根據(jù)試驗研究結果提出折減系數(shù)可取0.7。經查閱資料東南大學在2011年完成的19根混凝土梁的受彎性能試驗報告表明，采用高強鋼筋的梁的平均裂縫寬度試驗值與現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010規(guī)定計算方法的計算結果基本一致(該批試驗未對短期裂縫寬度的擴大系數(shù)、考慮長期作用影響的擴大系數(shù)進行研究，可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010取用)?！陡邔咏ㄖY構概念設計》（高立人、方鄂華、錢家茹編，中國計劃出版社，2005）一書收集了國內外多個工程實測資料，顯示測得的筏（或底）板鋼筋應力一般都在20~30N/mm2，個別內力較大的工程也幾乎沒有超過70N/mm2。對處于二a類環(huán)境下的地下室底板，迎水面混凝土保護層厚度較大，對裂縫控制可略為放松，這里通過裂縫寬度計算作適當折減?？蓮膬蓚€方面考慮裂縫寬度計算值的折減：考慮薄膜或拱作用，在計算裂縫寬度時降低支座及跨中彎矩（可根據(jù)不同情況取1.0～0.8）；設計工作年限50年、二a環(huán)境下底板不小于50mm的混凝土保護層厚度雖然裂縫寬度計算值也較大，但較大的混凝土保護層厚度對防止鋼筋銹蝕是有利，且設計工作年限50年、二a環(huán)境下防水底板按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010表8.2.1最小保護層為20mm仍能滿足要求，故底板鋼筋混凝土保護層厚度較大引起的裂縫寬度計算值可適當折減。5.1.6縫寬度限制是影響高強鋼筋使用的主要問題，本條提出了幾種符合實際受力狀況的可以較為合理地計算裂縫寬度的建議，設計人員可以結合具體情況采用。梁的有效翼緣寬度按《混凝土結構設計標準》GB/T50010的規(guī)定確定。5.1.7配置HRB635鋼筋作受力鋼筋的混凝土受彎構件的撓度驗算按《混凝土結構設計標準》GB/T50010進行。5.1.8HRB635鋼筋混凝土結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值沿用現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計標準》GB/T50010的規(guī)定。安徽寰宇建筑設計院朱華教授級高工、陳安英博士研究團隊課題組做了HRB635鋼筋數(shù)十組梁裂