HRB500级钢筋的设计应用

【摘要】通过新疆维吾尔自治区的新建标【2012】10号文“关于印发《自治区推广应用高强钢筋实施方案》的通知”的学习及XJJ057-2013《建筑工程高强钢筋应用技术导则》的实施，高强钢筋将越来越多的应用在建筑工程建设中。本文通过工程实例的对比进行了具体分析，证明了HRB500级钢筋相较于HRB400级钢筋在大跨度、大空间结构中应用的优越性，针对高强钢筋的应用向大家提供参考。

【关键词】HRB500级钢筋；大跨度框架结构设计；优越性

一、高强钢筋的推广

新疆维吾尔自治区工程建设标准XJJ057-2013《建筑工程高强钢筋应用技术导则》第5.0.1条指出：在混凝土结构中宜优先采用具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRB400普通热轧带勒钢筋作为纵向受力的主导钢筋，积极推广HRB500普通热轧带勒钢筋的应用。

二、HRB500级钢筋的适用范围

根据XJJ057-2013《建筑工程高强钢筋应用技术导则》中的规定：HRB500级钢筋宜应用于受荷较大且由承载力控制截面配筋的纵向受力钢筋，如高层、超高层建筑、大型框架结构、高烈度区钢筋混凝土结构和大跨度及重荷载下梁、板，不宜应用于普通跨度的多层框架结构、基本上按构造配筋的多、高层框架-剪力墙和剪力墙结构及普通楼板、按构造要求配置的钢筋。

三、工程例举

新疆维吾尔自治区阿拉山口市某学校多功能厅，地上一层，层高7.8m，室内外高差1.5m，抗震设防烈度为7度（设计地震分组：第三组，设计基本地震加速度值：0.15g），抗震设防类别为乙类。本工程采用框架-抗震墙结构，框架抗震等级与抗震墙抗震等级均按二

级考虑。结构平面布置如下图：

1.设计方案的确定：由于本工程所在场地风荷载较大（按50年重现期考虑，基本风压达到1.35KN/m），屋面结构若采用钢网架，恐造成耐久性差、安全性能低、维护较困难等问题，且根据建设方意向，考虑设计为大跨度（30mX23.4m）井字梁结构屋面。与此同时，带来了井字梁截面大、配筋数量多等问题。考虑到大数量钢筋对施工质量及工程成本的影响，故在设计过程中对采用不同钢筋级别的框架梁、柱进行了对比，并作出了以下分析：

2.方案分析：本工程为对比采用不同钢筋框架梁、柱的配筋情况，建立模型一（HRB500级）和模型二（HRB400级）。

1）模型一、模型二基本概况：框架柱混凝土强度等级均为C40，截面为900X850（mm）；框架梁混凝土强度等级均为C35，截面为300X1500（mm）。

2）取中间一榀（D轴上）框架做对比，经PKPM系列建筑结构软件SATWE-8（2013年10月网络版）计算分析后，结果如下：

表1

KZ单边最大配筋面积 拟配钢筋 KL底部纵筋最大配筋面积 拟配钢筋 KL上部支座处最大配筋面积 拟配钢筋

HRB500级 5300mm 7D32 5500mm 12D25 3800mm 8D25

HRB400级 6400mm 8C32 6600mm 14C25 4600mm 10C25

分析：通过表1对比数据可以看出，采用HRB500级钢筋框架柱单边最大配筋面积减少了20.7%，根数减少1根；框架梁底部纵筋最大配筋面积减少了20%，根数减少2根；框架梁上部支座处最大配筋面积减少了21.1%，根数减少2根。并且当采用HRB400级钢筋时，框架梁上部支座钢筋间距

再来看HRB500级钢筋与HRB400级钢筋的强度比较：根据GB50010-2010《混凝土结构设计规范》，HRB400级钢筋与HRB500级钢筋相比屈服强度由400MPa提高到500MPa，强度提高了25%；抗拉、抗压强度由360MPa分别提高到435MPa和410MPa，强度分别提高了20.8%和13.9%。

4）结果：若本工程采用HRB400级钢筋作为框架梁、柱纵向受力筋，则用钢量较大，钢筋排列较密集，且部分框架梁上部支座钢筋间距不满足。故根据实际和理论的对比结果，认为采用HRB500级钢筋作为本工程框架梁、柱的纵向受力筋较为合理，且能够达到节约工程成本，提高工程质量的目的。

四、HRB500级钢筋的优点

HRB500级钢筋同普通钢筋相比的优点表现在以下方面：可减少钢筋的使用量，节约工程直接成本，减少钢筋的安装量，节约工程物资及人力的投入；显著改善梁、柱节点中钢筋密集的情况；具有强度高、延性好、碳含量低、可焊性优良等良好的力学性能；能在保证工程质量的同时，满足规范及设计要求。

五、结论

随着高强钢筋的推广，低强钢筋将很快退出建筑工程市场，未来市场的主导产品无疑是兼备以上各项优点的高强钢筋。再加上《建筑工程高强钢筋应用技术导则》作为技术支撑，采用高强钢筋不仅具有巨大的经济效益，也有着广泛的社会效益，符合创建节约型社会和可持续发展的建设思路。

但与此同时，不同钢筋级别有着不同的适用范围，我们在设计的过程中应科学合理的应用高强钢筋，不要盲目的采用高强钢筋。将高强钢筋应用于受力大、便于高强钢筋发挥高强度的构件与部位上。若HRB500级钢筋应用于低烈度区、普通小型多（单）层框架结构，个人认为会造成一定程度的工程成本浪费。故在进行结构设计中我们应在遵守规范要求、保证工程质量的同时，灵活设计，节约工程成本。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S]

[2]中华人民共和国国家标准.GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S]

[3]新疆维吾尔自治区工程建设标准.XJJ057-2013.建筑工程高强钢筋应用技术导则