摘要： 通過(guò)對(duì)各種鋼筋性能與經(jīng)濟(jì)效益的對(duì)比指標(biāo)——強(qiáng)度價(jià)格比的分析比較，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度探討在現(xiàn)澆及預(yù)應(yīng)力預(yù)制板類(lèi)構(gòu)件中鋼筋優(yōu)化的方向。

    關(guān)鍵詞： 鋼筋 建筑材料

    如何適應(yīng)市場(chǎng)需求，應(yīng)該發(fā)展什么鋼筋，是建筑、冶金部門(mén)共同關(guān)心的問(wèn)題。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以熱軋帶肋新Ⅲ級(jí)鋼筋（尤其是小直徑熱軋鋼筋），替代原Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)以及550級(jí)冷加工鋼筋作為主導(dǎo)鋼筋是發(fā)展的趨勢(shì)。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，以中、高強(qiáng)螺旋肋鋼絲以及三股鋼絞線(xiàn)代替低碳冷拔鋼絲、冷軋帶肋鋼筋及冷拉鋼筋，也是大勢(shì)所趨。

    1  鋼筋比較的主要特征——強(qiáng)度與價(jià)格的比值

    衡量鋼筋優(yōu)劣及其競(jìng)爭(zhēng)力，主要是看其強(qiáng)度與價(jià)格的比值，以及其延性、錨固性能和對(duì)施工的適應(yīng)性等要求。

    2  非預(yù)應(yīng)力板類(lèi)構(gòu)件鋼筋比較

    就非預(yù)應(yīng)力板類(lèi)構(gòu)件而言，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)不生產(chǎn)φ12以下的 Ⅱ級(jí)鋼筋，所以只能采用I級(jí)鋼筋，配筋率較高。550級(jí)的冷軋帶肋鋼筋、冷拔螺旋鋼筋強(qiáng)度較I級(jí)鋼筋增加，強(qiáng)度價(jià)格比提高26%，故配筋率降低，每噸鋼材可節(jié)約432元，因而得到了廣泛的應(yīng)用。如采用新Ⅲ級(jí)鋼筋，強(qiáng)度價(jià)格比較I級(jí)鋼筋提高44%，配筋率進(jìn)一步降低，每噸鋼材可節(jié)約642元。從綜合性能方面講，冷加工鋼筋是依靠大幅度犧牲延性來(lái)提高強(qiáng)度，各方面指標(biāo)自然比不上小直徑的新Ⅲ級(jí)鋼筋。經(jīng)濟(jì)方面也我支出一筆冷加工費(fèi)用。由此可見(jiàn)，在非預(yù)應(yīng)力板類(lèi)構(gòu)件中采用小直徑的新Ⅲ級(jí)鋼筋是最佳的選擇。

    3  預(yù)應(yīng)力預(yù)制板類(lèi)構(gòu)件鋼筋比較

    就預(yù)制板的預(yù)應(yīng)力鋼筋而言，以表1可以看出650級(jí)冷加工鋼筋強(qiáng)度價(jià)格比0.172是最差的。從錨固性能、延性（伸長(zhǎng)率）方面比冷拔低碳光圓鋼絲有改善，但多費(fèi)百余元，經(jīng)濟(jì)上不是最佳產(chǎn)品。又據(jù)國(guó)家建筑鋼材質(zhì)檢中心公布的《第三次冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)許可證檢查工作總結(jié)》，在12個(gè)省、市檢測(cè)申請(qǐng)生產(chǎn)許可證的73家企業(yè)，有三分之一強(qiáng)的企業(yè)力學(xué)性能不合格。究其原因，除了生產(chǎn)規(guī)模小、裝備水平低、管理不善以外，Q235盤(pán)條作為冷加工鋼筋母材，質(zhì)量不穩(wěn)定，不是統(tǒng)一的專(zhuān)用母材難以控制，也是主要原因。正是由于經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量上的這些問(wèn)題造成推廣上的阻力。

    從表1及上述討論可見(jiàn)，隨著鋼筋強(qiáng)度提高，強(qiáng)度價(jià)格比提高，綜合性能及經(jīng)濟(jì)效益也相應(yīng)提高，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的條件下（如最小配筋率、每肋必須布一根筋），采用中、高強(qiáng)度鋼絲及三股鋼絞線(xiàn)作預(yù)應(yīng)力鋼筋，無(wú)疑是較好的選擇。

    表3為預(yù)應(yīng)力空心板用鋼量及價(jià)格比較。由表3可見(jiàn)，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用較高強(qiáng)度的800級(jí)明顯優(yōu)于650級(jí)，而采用更高強(qiáng)度的1370、1570級(jí)將會(huì)有更好的效益。

    4  優(yōu)化錨固性能是優(yōu)化鋼筋的關(guān)鍵

    為了盡可能采用高強(qiáng)度鋼筋，必須從兩方面著手：一方面選好母材，優(yōu)化工藝，嚴(yán)格檢驗(yàn)，對(duì)出廠指標(biāo)留有余地，杜絕不合格產(chǎn)品。另一方面要解決好高強(qiáng)度鋼筋與混凝土錨固共同作用問(wèn)題，不致使混凝土滑脫、劈裂。

    為了加強(qiáng)錨固作用，采用的主要措施有以下幾點(diǎn)：

    （1） 采用較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土以及適應(yīng)高效預(yù)應(yīng)力鋼筋。

    （2） 選用錨固性能較好的鋼筋外形——螺旋肋形。

    （3） 改變?cè)瓉?lái)先張法驟然放松預(yù)應(yīng)力鋼筋的施工方法，采用緩慢放張預(yù)應(yīng)力的工藝，減少?zèng)_擊力，防止構(gòu)件端部裂縫。

    關(guān)于鋼筋外表與錨固性能之間的關(guān)系，中國(guó)建筑科學(xué)研究院對(duì)各類(lèi)鋼筋做過(guò)詳盡的分析研究，并將試驗(yàn)結(jié)果繪制成粘結(jié)應(yīng)力-滑移（τ-s）曲線(xiàn)，進(jìn)行比較。

    山東省建筑科學(xué)研究院和山東省建筑設(shè)計(jì)研究院1995年也對(duì)冷拔螺旋肋鋼絲進(jìn)行了24組試件錨固性能試驗(yàn)，得出了類(lèi)似結(jié)果。

    螺旋肋外表比較合理，一方面螺旋肋連續(xù)，基面積削弱較少，肋部面積仍可承受拉力；而帶肋鋼筋因橫肋不能受力，有效面積要損失6% -11%左右。另一方面螺旋肋鋼筋具有較高的錨固強(qiáng)度和剛度，且大滑移時(shí)仍具有較大承載力（錨固延性好），有利于抗震。螺旋肋鋼筋表面凸起多條螺旋肋，混凝土咬合齒寬厚且連續(xù)不間斷，不易破碎、剪斷。擠壓面積大，相對(duì)肋面積大，劈裂力均勻無(wú)方向性，因此早期滑移小而后期大變形時(shí)又具有較高的錨固延性，而一般帶肋鋼筋橫肋咬合齒分散易擠碎切斷，大滑移下即失去錨固力，錨固延性差。