建筑结构中采用T63高强钢筋节材效果分析

建筑结构采用T63高强钢筋节材效果分析
  摘要:建筑结构中采用高强钢材,以达到节省钢材的目的,这是一项即符合国策,也利于建设单位的事情。本文通过实际工程,定量分析对比建筑结构中采用T63钢筋与HRB400级钢筋时的用量,为T63钢筋的推广提供数据参考。
        关键词:节材效果;T63高强钢筋
        1 前言
        建筑结构中采用高强钢材,以达到节省钢材的目的,这是一项即符合国策,也利于建设单位的事情。江苏天舜金属材料集团有限公司可生产T63热处理带肋高强钢筋,为推广这一材料在建筑工程中使用,已制定企业标准《T63热处理带肋高强钢筋混凝土结构技术规程》(Q/321182KBC001-2016),目前该标准已通过专家审核,且已实施。本文通过实际工程,定量分析对比建筑结构中采用T63钢筋与HRB400级钢筋时的用量,为T63钢筋的推广提供数据参考。文中分别计算了高层剪力墙结构、多层纯框架结构中采用T63钢筋、采用HRB400钢筋时的钢筋用量,通过对比钢筋用量,来分析采用T63高强钢筋的节材效果。
        2 T63、HRB400钢筋强度对比
        图1 抗震等级为一级时约束边缘构件配筋
        3 高层剪力墙结构采用T63高强钢筋节材效果分析
        3.1竖向构件节材效果分析
费德勒        剪力墙结构为目前高层住宅中最为常用的结构形式,剪力墙为主要抗侧力构件,其含钢量对整个结构的含钢梁起控制作用。高层剪力墙结构中,剪力墙分布钢筋、构造边缘区、以及约束边缘区的纵筋,配筋多为构造控制,采用T63钢筋,本身没有节材效果;底部加强区设置约束边缘构件时,约束边缘构件的箍筋为计算控制,可采用T63高强钢筋,有节材效果。
        通过对比标准约束边缘构件的钢筋用量,以下结论:1.抗震等级为一级的剪力墙,采用T63高强钢筋节材效果不明显,究其原因,由于构造原因,箍筋采用HRB400可满足规范要求;2.抗震等级为二级的剪力墙,根据剪力墙厚度及约束边缘构件的形式可以达到10%~20%的节材效果,具体见下表一。所用于对比的约束边缘构件形式详见图1~图2。
        3.2楼板节材效果分析
        剪力墙结构为目前高层住宅中最为常用的结构形式,楼板为必需构件。本次对比,随机抽取一个工程的板配筋,采用T63钢筋重新设计板配筋。
        楼板混凝土强度等级为C30,设计时,根据规范相关要求,混凝土楼板最小配筋率为0.15%,而采用HRB400时,楼板最小配筋率为0.178%;由于T63钢筋刚度较HRB400大,支座构造钢筋最小直径采用φ6,最小配筋率采用0.15%,采用HRB400时,最小采用φ8;对比屋面板时,板顶钢筋均采用 ,板底钢筋分别采用最小配筋率(T63:0.15%,HRB400,0.178%)。人类工效学
        高层剪力墙结构中,楼板采用T63钢筋,楼板支座构造钢筋采用φ6时,楼板钢筋用量为5.17kg/m2,采用HRB400钢筋时,楼板钢筋用量为5.94kg/m2,5.17/5.94=0.87;屋面板采用T63钢筋,楼板钢筋用量为8.21kg/m2,采用HRB400钢筋时,楼板钢筋用量为9.13kg/m2,8.21/9.13=0.90。由此可见,楼板采用T63高强钢筋,节材效果不明显。
 
        图2 抗震等级为二级时约束边缘构件配筋
        表一 约束边缘构件钢筋用量对比
        4一级纯框架结构钢筋用量分析
        高烈度区,采用纯框架结构时,框架梁、框架柱多为计算控制配筋,且多为抗震控制的配筋,配筋量较大,采用高强钢筋节材效果明显。本次对比,采用一栋五层纯框架结构,设防烈度为8度(0.20g),Ⅱ类场地,乙类设防,框架结构设防类别为乙类,抗震等级为一级。分别采用HRB400和T63钢筋设计,其余参数均相同,施工图采用软件自动生成,在此基础上统计含钢梁。限于篇幅,本文示出部分楼层的SATWE计算配筋结果(图3~图4)。由图3~图4,可以直观的看出采用T63钢筋时,梁柱配筋梁明显减少。
会计研究 
        图1a 一级框架结构配筋计算结果(HRB400)
 
        图1b 一级框架结构配筋计算结果(T63)
城市乌托邦 
        图2a 一级框架结构配筋计算结果(HRB400)
 
        图2b 一级框架结构配筋计算结果(HRB400)
        一级纯框架结构梁柱用钢量比较,采用T63高强钢筋时,柱的钢筋用量为14.49kg/m2,梁的钢筋用量为18.59kg/m2;采用HRB400钢筋时,柱的钢筋用量为18.55kg/m2,梁的钢筋用量为21.66kg/m2。柱含钢量14.49/18.55=0.78;梁含钢量18.89/21.66=0.87。节材效果明显,建议可以在高烈度地区多层纯框架结构中推广使用。
        5 总结巴克尔
        5.2.高烈度区,采用纯框架结构时,框架梁、框架柱采用T63高强钢筋,节材效果明显,可以推广使用。
        5.2.剪力墙结构中,抗震等级为二级时,约束边缘区箍筋采用T63高强钢筋,节材效果明显,建议在此类构件中推广使用;其它情况采用T63高强钢筋节材效果不明显。
        参考文献:
        [1] 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)。北京:中国建筑工业出版社,2015
        [2] 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010。北京:中国建筑工业出版社,2011
        [3] 《T63热处理带肋高强钢筋混凝土结构技术规程》(Q/321182KBC001-2016),2016
氧化铟        [4]  《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)。北京:中国建筑工业出版社,2015

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