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      《關(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見》解讀

      2012-04-14 00:29:09謝新宇康景文
      四川建筑 2012年4期
      關(guān)鍵詞:螺紋鋼筋高強(qiáng)抗震

      劉 宇,林 麗,謝新宇,康景文

      (1.中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川成都 610081;2.成都醫(yī)學(xué)院,四川成都 610500)

      自2011年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、工業(yè)和信息化部(簡稱住建部和工信部)聯(lián)合成立高強(qiáng)鋼筋協(xié)調(diào)組以來,經(jīng)過半年多時(shí)間的調(diào)研和完善,《關(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見》(簡稱《指導(dǎo)意見》[1])于2012年1月16日正式對(duì)外發(fā)布。這是住建部和工信部推動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展,實(shí)現(xiàn)減量化用鋼的重要舉措?!吨笇?dǎo)意見》提出推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的主要目標(biāo)是加速淘汰335 MPa 級(jí)螺紋鋼筋,優(yōu)先使用400 MPa級(jí)螺紋鋼筋,積極推廣500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋。到2013年底,在建筑工程中淘汰335 MPa 級(jí)螺紋鋼筋;到2015年底,在建筑工程中使用量達(dá)到建筑用鋼筋總量的65%以上。

      1 我國高強(qiáng)鋼筋與生產(chǎn)工藝

      高強(qiáng)鋼筋是指抗拉屈服強(qiáng)度達(dá)到400 MPa 級(jí)及以上的螺紋鋼筋,具有強(qiáng)度高、綜合性能優(yōu)的特點(diǎn)[2]。

      目前高強(qiáng)鋼筋主要有余熱處理、微合金化、超細(xì)晶粒三種生產(chǎn)工藝。余熱處理鋼筋是指普通鋼筋利用軋后高溫直接進(jìn)行淬火,然后利用鋼筋自身余熱進(jìn)行自回火,實(shí)現(xiàn)提高強(qiáng)度的目的。但其可焊性、機(jī)械連接性能和施工適用性能較低,應(yīng)用范圍受限制,一般只適用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件中,如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體及次要的中小結(jié)構(gòu)件等;微合金化鋼筋主要是指通過在鋼水中添加微量釩、鈮、鈦等合金化元素,通過這些微量元素的碳化物、氮化物在鋼中的沉淀析出,達(dá)到細(xì)化晶粒強(qiáng)化和沉淀析出強(qiáng)化的目的,改善鋼筋性能。通過微合金化工藝生產(chǎn)的鋼筋,具有強(qiáng)度高、焊接性能好、抗震性能好的特點(diǎn),是產(chǎn)品性能最好的高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)工藝,但由于需要添加釩、鈮、鈦等合金元素,相應(yīng)的會(huì)增加鋼筋的生產(chǎn)成本;細(xì)晶粒鋼筋是在超細(xì)晶粒鋼研究成果的基礎(chǔ)上開發(fā)的高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)工藝。在不需添加合金元素,通過控軋控冷,利用形變誘導(dǎo)相變技術(shù),獲得超細(xì)晶粒組織,達(dá)到提高鋼筋強(qiáng)度的目的。由于不需要添加一些微合金元素,生產(chǎn)成本相對(duì)較低,且節(jié)約資源,但因在焊接過程中,焊接熱影響區(qū)晶粒會(huì)長大,使焊接接頭區(qū)域出現(xiàn)軟化,強(qiáng)度降低,因此焊接性能較差。

      2 《指導(dǎo)意見》相關(guān)內(nèi)容

      2.1 推廣應(yīng)用指導(dǎo)思想、基本原則和主要目標(biāo)

      (1)指導(dǎo)思想。深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,以建筑鋼筋使用減量化、提高資源利用效率為目標(biāo),通過完善政策和標(biāo)準(zhǔn)配套,優(yōu)化建筑鋼筋生產(chǎn)、使用品種和結(jié)構(gòu),創(chuàng)新應(yīng)用建筑高強(qiáng)鋼筋工作機(jī)制,實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)與建筑業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和節(jié)材、節(jié)能。

      (2)基本原則。在遵循政策引導(dǎo)、行業(yè)服務(wù)、技術(shù)支撐、典型示范、市場(chǎng)配置和供需平衡等原則基礎(chǔ)上,積極推進(jìn)應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的各項(xiàng)工作。

      (3)主要目標(biāo)。2013年底,淘汰335 MPa 螺紋鋼筋。2015年底,高強(qiáng)鋼筋的產(chǎn)量占螺紋鋼筋總產(chǎn)量的80%,在建筑工程中使用量達(dá)到建筑用鋼筋總量的65%以上。

      在應(yīng)用400 MPa 級(jí)螺紋鋼筋為主的基礎(chǔ)上,對(duì)大型高層建筑和大跨度公共建筑,優(yōu)先采用500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋,逐年提高500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋的生產(chǎn)和使用比例。對(duì)于地震多發(fā)地區(qū),重點(diǎn)應(yīng)用高強(qiáng)屈比、均勻伸長率高的高強(qiáng)抗震鋼筋。

      2.2 重點(diǎn)工作

      (1)保障高強(qiáng)鋼筋產(chǎn)品的供應(yīng)。鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)要通過技術(shù)改造,保證高強(qiáng)鋼筋各品種規(guī)格產(chǎn)品的供應(yīng),擴(kuò)大符合抗震要求的400 MPa 級(jí)螺紋鋼筋的生產(chǎn),提高400 MPa 級(jí)螺紋鋼筋生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性,并提高500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋產(chǎn)量。

      (2)加快混凝土用鋼的標(biāo)準(zhǔn)修訂。2012年上半年完成鋼筋混凝土用鋼的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(GB 1499)修訂,取消GB 1499標(biāo)準(zhǔn)中的235 MPa 光圓鋼筋和335 MPa 螺紋鋼筋,將光圓鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)從235 MPa 提高到300 MPa,鋼筋強(qiáng)度等級(jí)設(shè)置為300 MPa、400 MPa、500 MPa。

      (3)貫徹實(shí)施新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)。建筑結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋要優(yōu)先采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋,其中,梁、柱縱向受力鋼筋應(yīng)采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋。梁、柱箍筋推廣采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋。適時(shí)修訂相關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),淘汰335 MPa 級(jí)螺紋鋼筋,進(jìn)一步推廣500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋。

      (4)加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施監(jiān)督工作。積極開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)工作,加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)單位和施工圖審查機(jī)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的監(jiān)督,完善實(shí)施工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)措施。

      (5)加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的質(zhì)量管理。建設(shè)、施工、監(jiān)理企業(yè)要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)鋼筋及鋼筋加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查。工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)要做好相應(yīng)的監(jiān)管工作。

      (6)加快高強(qiáng)鋼筋產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。研究鋼筋連接新工藝和新技術(shù),降低工程施工中鋼筋加工成本。加強(qiáng)高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能的研究,開展600 MPa級(jí)及以上螺紋鋼筋產(chǎn)品研發(fā)。

      (7)工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門,提高下游行業(yè)工程建設(shè)用鋼標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)在水利、交通、鐵路等建設(shè)工程中淘汰235 MPa 光圓鋼筋、335 MPa 螺紋鋼筋工作。

      2.3 保障措施

      (1)成立高強(qiáng)鋼筋推廣應(yīng)用協(xié)調(diào)組,統(tǒng)籌生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)節(jié),協(xié)調(diào)解決應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋中的問題,完善推廣應(yīng)用機(jī)制。

      (2)研究制定相關(guān)扶持政策,將高強(qiáng)鋼筋推廣應(yīng)用納入國家開展的節(jié)能減排、綠色建筑行動(dòng)等工作中。

      (3)在部分省市組織開展高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用項(xiàng)目和生產(chǎn)企業(yè)的示范工作。

      (4)在住房城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域開展的工程評(píng)獎(jiǎng)、評(píng)定和示范項(xiàng)目以及鋼鐵行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品評(píng)優(yōu)活動(dòng)中,將采用高強(qiáng)鋼筋的情況作為參評(píng)或獲獎(jiǎng)的條件之一,鼓勵(lì)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位使用高強(qiáng)鋼筋。

      (5)各級(jí)政府投資建設(shè)的公共建筑和保障性住房應(yīng)率先采用高強(qiáng)鋼筋。

      3 《指導(dǎo)意見》相關(guān)內(nèi)容解讀

      3.1 推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的可行性

      目前,在我國已具備了全面推廣、應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的現(xiàn)實(shí)條件。我國獲得熱軋鋼筋生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)約有356 家,其中具有400 MPa 級(jí)高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)為289 家,500 MPa 級(jí)高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)60 家。近年來,國家加強(qiáng)了對(duì)400 MPa 級(jí)高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)的研發(fā),其應(yīng)用技術(shù)已基本成型。鋼鐵企業(yè)已具備滿足市場(chǎng)需求的高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)能力,且在鋼筋產(chǎn)能支撐、政策引導(dǎo)和市場(chǎng)調(diào)節(jié)作用下,高強(qiáng)鋼筋價(jià)格浮動(dòng)在可控范圍之內(nèi)。

      3.2 推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的必要性

      鋼筋是鋼鐵材料中單個(gè)品種數(shù)量比例最高的,約占全國鋼產(chǎn)量的20% 以上。在建筑工程中用高強(qiáng)鋼筋替代335 MPa 級(jí)鋼筋,可節(jié)約鋼材12%以上。按照《指導(dǎo)意見》中確定的目標(biāo),到2015年末高強(qiáng)鋼筋占建筑用鋼筋總量的比例提高到65%,當(dāng)年可減少使用鋼筋約1000×104t,相應(yīng)減少鐵礦石消耗1600×104t、節(jié)約能源600×104t 標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放2000×104t,這將為節(jié)能減排做出重要貢獻(xiàn)。同時(shí),在施工中使用高強(qiáng)鋼筋,可減少鋼筋加工與連接工作量,方便混凝土澆筑,有利于保證混凝土施工質(zhì)量。

      3.3 與國外鋼筋標(biāo)準(zhǔn)比較

      目前美國、英國、德國、日本、俄羅斯、澳大利亞/新西蘭(簡稱澳/新)等均有熱軋螺紋鋼筋同類標(biāo)準(zhǔn),且以澳/新標(biāo)準(zhǔn)最為先進(jìn),代表了當(dāng)今國外熱軋螺紋鋼筋的發(fā)展趨勢(shì)。國外鋼筋標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度級(jí)別設(shè)置不盡相同,但總的來看,國外鋼筋高強(qiáng)化發(fā)展的趨勢(shì)明顯,普遍應(yīng)用500 MPa 級(jí)及以上鋼筋。歐洲國家專有500 MPa 級(jí)鋼筋標(biāo)準(zhǔn),美國標(biāo)準(zhǔn)也增加了高強(qiáng)鋼筋的牌號(hào)。地震多發(fā)國家在標(biāo)準(zhǔn)中明確了抗震要求,如澳大利亞/新西蘭明確提出了采用300E 與500E 抗震要求的鋼筋。美國、日本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及延伸率的要求也比較嚴(yán)格,且規(guī)定只能采用熱軋工藝生產(chǎn)。從發(fā)達(dá)國家的鋼筋標(biāo)準(zhǔn)可以看出,各國標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)建筑鋼筋的高強(qiáng)度和安全性。因此,我國須加快鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)范的修訂,使我國在鋼筋使用方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。

      3.4 我國高強(qiáng)鋼筋發(fā)展方向

      我國高強(qiáng)鋼筋開發(fā)的方向:一是加強(qiáng)500 MPa 級(jí)及以上的高強(qiáng)鋼筋的研發(fā)、推廣與應(yīng)用;二是加強(qiáng)抗震鋼筋的生產(chǎn)與應(yīng)用;三是加強(qiáng)耐蝕鋼筋的研發(fā)、推廣與應(yīng)用;四是加強(qiáng)低成本高性能鋼筋的研發(fā)、推廣與應(yīng)用;五是加強(qiáng)高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用技術(shù)的研究。

      目前,我國鋼鐵工業(yè)將重點(diǎn)推行低成本、高效化潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)平臺(tái),為提高鋼筋等量大面廣鋼材產(chǎn)品質(zhì)量、檔次和穩(wěn)定性提供了技術(shù)支撐。如中國建筑科學(xué)研究院組織開展了500 MPa 級(jí)鋼筋基本性能與構(gòu)建力學(xué)性能的研究,并與鋼鐵企業(yè)聯(lián)合,在部分省市開展500 MPa 級(jí)鋼筋工程試應(yīng)用工作;2011年開發(fā)研制了500 MPa 和700 MPa 級(jí)高強(qiáng)度螺紋鋼筋、40 mm 的HRB500 E 熱軋螺紋抗震鋼筋和25 mm 的HRB600 E 高強(qiáng)抗震鋼筋。

      3.5 推廣和應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

      鋼筋的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為性能價(jià)格比,通常為強(qiáng)度價(jià)格比,即每元經(jīng)費(fèi)能夠買到單位質(zhì)量鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。根據(jù)有關(guān)資料的測(cè)算,高強(qiáng)鋼筋比普通鋼筋具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

      按照到“十二五”末,我國高強(qiáng)鋼筋使用比例達(dá)到建筑用鋼的80%計(jì)算,每年可在2010年的基礎(chǔ)上,再減少鋼材消耗1000×104t,減少鐵礦石消耗1600×104t,減少能源消耗600×104t 標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放2000×104t。

      4 貫徹《指導(dǎo)意見》主要措施

      4.1 加強(qiáng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配套和質(zhì)量檢測(cè)

      《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB 1499-2007)、《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》(GB 13014),均已將400 MPa、500 MPa 強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)鋼筋納入標(biāo)準(zhǔn),但同時(shí)保留了335 MPa等低強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。按計(jì)劃開展《混凝土用鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(GB 1499)》的修訂工作,在該標(biāo)準(zhǔn)中取消335 MPa 級(jí)鋼筋。2012年底將正式實(shí)施,為2013年底淘汰335 MPa 級(jí)鋼筋做好技術(shù)準(zhǔn)備;同時(shí),嚴(yán)格規(guī)定對(duì)微合金化、超細(xì)晶粒、余熱處理等不同工藝生產(chǎn)的鋼筋進(jìn)行標(biāo)識(shí)和檢驗(yàn),保證產(chǎn)品質(zhì)量,避免施工使用中的混淆,規(guī)范鋼材市場(chǎng)。

      4.2 新修訂《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010 實(shí)施

      目前執(zhí)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2010)已明確將400 MPa 級(jí)高強(qiáng)鋼筋作為主力受力鋼筋,但仍保留了對(duì)335 MPa 級(jí)箍筋等的使用。新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》首次將500 MPa 級(jí)鋼筋(Ⅳ級(jí))列入了使用規(guī)范,要求優(yōu)先使用400 MPa 級(jí)鋼筋(Ⅲ級(jí)),積極推廣500 MPa 級(jí)鋼筋,用HPB 300 光圓鋼筋取代HPB 235 光圓鋼筋(Ⅰ級(jí)),逐漸減少使用335 MPa 級(jí)鋼筋(Ⅱ級(jí)),并最終取消該品種。建筑結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋要優(yōu)先采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋。其中梁、柱縱向受力鋼筋應(yīng)采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋,梁、柱箍筋推廣采用400 MPa 級(jí)及以上螺紋鋼筋。適時(shí)修訂相關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),淘汰335 MPa 級(jí)螺紋鋼筋,進(jìn)一步推廣500 MPa 級(jí)螺紋鋼筋。

      4.3 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督和應(yīng)用管理

      積極開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)工作,加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)單位和施工圖審查機(jī)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的監(jiān)督,完善實(shí)施工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)措施。建設(shè)、施工、監(jiān)理企業(yè)要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)鋼筋及鋼筋加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查。同時(shí),在開展工程評(píng)獎(jiǎng)、評(píng)定和示范項(xiàng)目以及鋼鐵行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品評(píng)優(yōu)活動(dòng)中,將采用高強(qiáng)鋼筋的情況作為參評(píng)或獲獎(jiǎng)的條件之一,鼓勵(lì)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位使用高強(qiáng)鋼筋。

      [1][2012]1號(hào)關(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見[S]

      [2]加快推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋實(shí)現(xiàn)減量化用鋼[N].世界金屬導(dǎo)報(bào),2012-01-30

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