HRB635级高强钢筋在加固设计中的经济分析

吴素瑶 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

1 综述

与发达国家相比，我国建筑行业所用钢筋强度普遍较低。近年来，随着高强钢筋的大力推广，GB 50010-2010明确了将400、500MPa级高强钢筋作为纵向受力的主导钢筋，我国对高强钢筋的研究和应用逐步展开。高强钢筋与普通钢筋相比具有强度高、延伸性好、抗震性优、安全储备大、混凝土易于振捣、防腐蚀性能更佳及综合成本低等诸多优点，可节省用钢量，明显降低布筋密度。但是由于现阶段，高强钢筋没有很好地解决钢筋的延性、构件的裂缝控制等问题；其次规范对HRB500级以上高强钢筋的说明较少，相关经验较少，国内设计人员普遍采取保守态度；再加上现阶段对结构中采用高强钢筋的经济效益缺乏定量分析，使得高强钢筋距在实际中广泛应用还有一定的差距。

本文结合一个实际加固案例，采用两种加固配筋方案，一种全部采用HRB400级钢筋，另一种使用HRB635级高强钢筋部分替代HRB400级钢筋，对比分析两种加固方案在材料消耗、运输、应用等方面的经济性。

2 工程概况

本工程为安徽省合肥市一个球馆的加固改造项目，现改造为酒吧，结构形式为地上两层框架结构。因使用功能差距较大，现需拆除所有原结构梁板及原网架屋面全部重建，根据检测结果决定保留原结构柱进行加固。该项目层高均为5m，二层楼板中庭22.6m×30.7m大开洞，中庭上方屋面为钢结构组合楼盖，屋面钢梁主梁跨度较大为23.4m。该工程二层模板图见图1。

图1 二层模板图

3 HRB635级高强钢筋的基本力学性质

HRB635级高强钢筋力学性能较好的同时性能也更加稳定，由生产厂家提供数据，其基本力学性能详见表1，其屈服强度635MPa，极限抗拉强度795MPa。根据 GB 50010-2010，具有95%保证率的钢筋，材料强度分项系数取1.15，抗拉强度设计值取550MPa。

钢筋的基本力学性质 表1

4 HRB635级高强钢筋与HRB400级钢筋的经济分析

HRB635级高强钢筋虽然抗拉强度大，但根据GB 50367-2013[7]计算得出高强钢筋植筋锚固深度也比普通钢筋植筋锚固深度大，同时高强钢筋价格比普通钢筋高。用于架立筋、箍筋等构造配筋或钢筋强度要求不高的地方不经济，钢筋的性能不能充分发挥，反而造成资源浪费。由于使用功能特殊，该工程荷载较大，梁端支座处负筋的计算配筋较大，框架梁的纵向钢筋需要植筋锚入原框架柱，支座处钢筋过密会影响植筋。考虑植筋方便，将框架梁的支座附加钢筋用HRB635级高强钢筋替换HRB400级钢筋，对比全部使用HRB400级钢筋两种配筋方案的经济性。

4.1 用钢量

HRB635级高强钢筋抗拉强度设计值比HRB400级钢筋高，在进行配筋的时候可以减少用钢量。但是由于抗拉强度设计值提高，植筋的锚固深度加大会增加一部分用钢量。本工程利用HRB635级高强钢筋替代HRB400级钢筋梁的支座附加钢筋，框架梁钢筋用量结果见表2。屋面层由于荷载较大，节约钢筋量也较大，节材率达到10%以上。结构自重减小，水平地震力减小，使结构更加轻便，提高结构抗震性。两层框架梁共节约钢筋2.9吨，框架梁支座处钢筋根数减少，有利于植筋方便。加固设计中合理搭配使用高强钢筋可有效节约用钢量，提高结构抗震性，便于施工，节能减排，提高经济效益。

两种配筋方案框架梁钢筋用量 表2

4.2 材料成本

由于两种钢筋出厂价格不同，HRB400级钢筋出厂价为每吨3900元，HRB635级高强钢筋为每吨4700元，比HRB400级钢筋价格每吨高800元。高强钢筋使用量达不到一定程度，反而会增加材料成本。由表3可知，本工程可节约材料成本共8766元。用量合适的情况下，使用高强钢筋替代普通钢筋可节约用钢量，降低材料成本。因此高强钢筋应用于加固设计要先进行初步预算再确定加固方案，小型项目加固量达不到的情况不建议使用。

两种框架梁配筋方案价格 表3

4.3 综合成本分析

用钢量和材料成本的降低，同时还会影响综合成本。除了材料，综合成本还包括运输及应用。如表4，由于用钢量的降低，运费可节约290元，现场的管理、施工、损耗也可节约2320元。本工程综合成本可节约11440元，综合成本节约率为7.5%。在用钢量及材料成本均降低的情况下，钢筋的综合成本也大大降低。

两种框架梁配筋方案经济分析 表4

5 结论

HRB635级高强钢筋替代HRB400级钢筋可以有效节约钢材，提高结构抗震性能。减小钢筋用量及根数，也有利于加固的施工。由于锚固长度的增加及单价较高，HRB635级高强钢筋不适合用于构造配筋，一方面不能充分发挥性能，同时也会造成资源浪费，建议与HRB400级钢筋搭配使用。其应用在加固设计中需先进行概算，再确定加固方案，加固用量太少反而会造成成本上升。计算配筋越大，节材率越高。在合理应用的情况下，可以在采购、应用等各个阶段均可不同程度降低工程成本，提高经济效益。