1.提高鋼筋強度的途徑
提高鋼筋強度(du)是冶金及(ji)建(jian)筑部門的共同(tong)(tong)目標(biao)，但不同(tong)(tong)類型鋼筋的綜合效(xiao)果不盡相(xiang)同(tong)(tong)。
低(di)合金(jin)化：在碳鋼(gang)中加入錳(meng)（Mn）、硅（Si）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）等元素(su)可提高強度，并保持較好的(de)延性和施工適應性。其金(jin)相組織均勻，成(cheng)分為鐵素(su)體(ti)加珠光體(ti)，無影響使用性能的(de)其它組織存在。
細晶粒化(hua)：通過(guo)控軋、控冷工藝使晶粒度不粗于9級而(er)提高(gao)鋼筋強度，并保留一定延性。主要(yao)成分為鐵素(su)體-珠光體，外圍(wei)有不連續(xu)局部的(de)回火馬氏(shi)體。
余(yu)熱處理(li)：鋼(gang)筋軋制時淬水-余(yu)熱處理(li)而提高強(qiang)度，但延(yan)性(xing)損失且影響施工適應性(xing)。可以(yi)看(kan)出，硬脆的高強(qiang)回火(huo)馬氏體組織集中在鋼(gang)筋表層(ceng)。冷加工：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、冷鐓可以(yi)提高鋼(gang)筋的強(qiang)度，但延(yan)性(xing)、施工適應性(xing)變(bian)差。
綜合(he)處理(li)：對(dui)拔（軋）制鋼(gang)絲(si)進行短(duan)時熱處理(li)而獲得高強度并保留(liu)一(yi)定延性，常(chang)用作預應力鋼(gang)絲(si)；或捻制成預應力鋼(gang)絞線(xian)。
2.鋼筋外形的分析及優化
影響鋼筋性能的外形參數有：基圓面積(ji)率、相對肋(lei)(lei)(lei)高(gao)、相對肋(lei)(lei)(lei)間距(ju)、肋(lei)(lei)(lei)面積(ji)比(bi)(bi)、齒(chi)肋(lei)(lei)(lei)比(bi)(bi)、橫肋(lei)(lei)(lei)的圓周角、橫肋(lei)(lei)(lei)的對稱性等。
光圓鋼筋：基園面積率最大（1.00），但(dan)錨(mao)固性能(neng)差，須(xu)加彎鉤受力，將逐漸(jian)淘汰(tai)。
等高(gao)肋鋼筋(jin)：基園面(mian)積率不足0.90，強度削弱過多，外形(xing)不合理(li)，己被淘(tao)汰。
月牙肋鋼(gang)筋：基園面(mian)積率約0.94，錨固(gu)性能良好但有方(fang)向性，是目前(qian)受(shou)力鋼(gang)筋的主(zhu)要(yao)形式。
預(yu)應(ying)力鋼(gang)絞線及螺旋肋鋼(gang)絲：基園面積率大，且錨固性能(neng)好，是(shi)目前預(yu)應(ying)力筋的主要形式。
預應力螺(luo)旋槽鋼棒：混凝土(tu)咬(yao)合(he)齒薄弱，錨固性(xing)能差，應向螺(luo)旋肋(lei)外(wai)形靠攏(long)。
冷軋帶肋鋼筋：基園面積率有待提高，為改善(shan)錨固性能，應向螺旋肋外(wai)形靠(kao)攏。
冷(leng)軋扭鋼筋：外形(xing)也有待改進，應向螺(luo)旋肋外形(xing)靠攏(long)。
刻痕鋼絲(si)：削(xue)弱了截面，而咬合齒太淺，錨(mao)固性能(neng)不良，已趨于淘汰。
我國鋼筋的外(wai)形有待(dai)優化(hua)選擇，就基園面積率和(he)錨(mao)固(gu)性能而(er)言，螺旋肋外(wai)形最具優勢(shi)。
3.鋼筋的優化及選擇
面對我國混凝土結構用鋼(gang)筋的(de)現(xian)狀及汶川震(zhen)害調查(cha)分析的(de)結果，現(xian)有鋼(gang)筋應(ying)進一(yi)步(bu)優化(hua)。總的(de)趨勢是提高(gao)強度、延性和加工(gong)適應(ying)性，并根據各(ge)自(zi)特點(dian)選(xuan)擇(ze)適當的(de)應(ying)用范圍。
縱向受(shou)力(li)鋼(gang)(gang)筋(jin)宜(yi)采用(yong)強度(du)(du)400MPa、500MPa的(de)(de)HRB普通熱(re)(re)軋(ya)帶肋(lei)鋼(gang)(gang)筋(jin)，以及HRBF細晶粒熱(re)(re)軋(ya)帶肋(lei)鋼(gang)(gang)筋(jin)。抗震結構(gou)的(de)(de)主要受(shou)力(li)鋼(gang)(gang)筋(jin)宜(yi)采用(yong)帶后綴“E”的(de)(de)高(gao)延(yan)(yan)性(xing)抗震鋼(gang)(gang)筋(jin)，其最大力(li)下的(de)(de)總(zong)伸長率(lv)不小(xiao)于(yu)9％；強屈比不低于(yu)1.25。余(yu)熱(re)(re)處理的(de)(de)RRB鋼(gang)(gang)筋(jin)延(yan)(yan)性(xing)較差，可用(yong)于(yu)對(dui)延(yan)(yan)性(xing)要求不高(gao)的(de)(de)次(ci)要構(gou)件、基礎(chu)或(huo)大體(ti)積結構(gou)中，以節約合金(jin)資(zi)源(yuan)。低強的(de)(de)HPB235MPa光面鋼(gang)(gang)筋(jin)應予(yu)淘汰(tai)，代之以300MPa鋼(gang)(gang)筋(jin)，并進一(yi)步(bu)合并強度(du)(du)335MPa級而改成(cheng)帶肋(lei)鋼(gang)(gang)筋(jin)，用(yong)作輔助配筋(jin)。最終形成(cheng)300MPa、400MPa、500MPa級的(de)(de)合理強度(du)(du)級差。
預(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)筋宜(yi)采用(yong)強(qiang)度1570MPa及以上的高強(qiang)螺旋(xuan)肋鋼(gang)(gang)絲(si)及鋼(gang)(gang)絞線，最大力(li)(li)(li)(li)下(xia)(xia)的總(zong)伸長率不應(ying)低于3.5％。刻痕鋼(gang)(gang)絲(si)應(ying)予以淘汰(tai)。預(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)（PC）鋼(gang)(gang)棒應(ying)提高延性(xing)并(bing)改進外形。此(ci)外，應(ying)發展用(yong)作中(zhong)小(xiao)跨預(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)構件的強(qiang)度1000MPa及以下(xia)(xia)的中(zhong)強(qiang)鋼(gang)(gang)絲(si)；并(bing)且應(ying)通過試驗研究及工程應(ying)用(yong)探討其作為約束混(hun)凝土配箍(gu)的可行性(xing)。
冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)鋼筋(jin)(jin)作為(wei)細直徑受力(li)鋼筋(jin)(jin)以(yi)及輔助(zhu)配(pei)(pei)筋(jin)(jin)，應予以(yi)保留并進行優(you)化。外形上擬向(xiang)螺(luo)旋肋靠攏以(yi)提高基圓面積率(lv)并改善(shan)錨固性(xing)(xing)(xing)能(neng)；同時減小冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)面縮率(lv)，盡(jin)量降低(di)延性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)損失。鑒(jian)于汶川震害及過去脆斷事故的(de)(de)(de)(de)(de)教訓，冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)鋼筋(jin)(jin)不宜作預應力(li)配(pei)(pei)筋(jin)(jin)，不宜考慮塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)內(nei)力(li)重分布設計，因(yin)為(wei)預應力(li)及塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)鉸需要(yao)鋼筋(jin)(jin)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形性(xing)(xing)(xing)能(neng)—延性(xing)(xing)(xing)。最(zui)根本的(de)(de)(de)(de)(de)解決辦(ban)法是通過適當的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)（回火）消除“冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)”的(de)(de)(de)(de)(de)影響，恢復必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)延性(xing)(xing)(xing)。當然這(zhe)本身就是對“冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)”的(de)(de)(de)(de)(de)否(fou)定而(er)應稱之(zhi)為(wei)“熱處理(li)”鋼筋(jin)(jin)了。本質上其當屬細晶粒(li)鋼筋(jin)(jin)之(zhi)列。
4.含釩鋼筋的特點及優勢
綜上所(suo)述，采(cai)用低合金化(hua)改善鋼(gang)筋的(de)綜合性(xing)能(neng)最為(wei)有效。在熱軋鋼(gang)筋中摻(chan)入萬(wan)分之幾(ji)的(de)釩(fan)（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）作為(wei)合金元素，就(jiu)足(zu)以大幅度(du)提高其強度(du)并保持優良(liang)的(de)延性(xing)及(ji)施工適應性(xing)（焊接(jie)、冷彎、機(ji)械連接(jie)等(deng)）。這應成為(wei)我國(guo)混(hun)凝土結構用鋼(gang)筋的(de)主要(yao)發展(zhan)方向。
我國攀枝(zhi)花及(ji)承(cheng)德擁(yong)有豐富的(de)釩(fan)土(tu)資源，發展含釩(fan)（V）熱軋(ya)帶肋鋼筋具有獨特的(de)優勢，即使是(shi)靠控(kong)軋(ya)、控(kong)冷工藝的(de)細晶粒鋼筋（HRBF），少量摻釩(fan)（V）也可明顯地改善綜合性能(neng)。而作為(wei)結構抗震(zhen)的(de)主要承(cheng)載材(cai)料的(de)抗震(zhen)鋼筋（HRB400E、HRB500E），需要較高(gao)的(de)強度及(ji)優良的(de)延(yan)性（最大力下(xia)的(de)總(zong)伸(shen)長率及(ji)強屈比），則最宜采用含釩(fan)（V）的(de)熱軋(ya)帶肋鋼筋。
5.設計規范修訂的措施
新修訂的《混凝土結構設計規范》GB50010-2010體(ti)現了對(dui)鋼筋(jin)性能的要求和優化選擇。 首先(xian)，增加了強(qiang)度(du)500MPa級的高強(qiang)鋼筋(jin)；淘(tao)汰235MPa級光(guang)圓鋼筋(jin)，代之以300MPa級鋼筋(jin)。同時準(zhun)備合并335MPa級鋼筋(jin)為300MPa級的帶(dai)肋(lei)鋼筋(jin)。形成強(qiang)度(du)等級為300MPa、400MPa、500MPa的系列熱軋帶(dai)肋(lei)鋼筋(jin)，與(yu)國際接軌。
對(dui)預(yu)(yu)應(ying)力(li)筋，除增加強度(du)為1960MPa級的高強鋼(gang)絞(jiao)線外(wai)，還增加了粗直徑（18mm~50mm）的預(yu)(yu)應(ying)力(li)螺紋鋼(gang)筋作大跨(kua)、重(zhong)載(zai)的預(yu)(yu)應(ying)力(li)配筋。填補強度(du)1000MPa左右的空缺(que)，列(lie)入中(zhong)強度(du)預(yu)(yu)應(ying)力(li)鋼(gang)絲作中(zhong)小跨(kua)度(du)及輕載(zai)構件(jian)的預(yu)(yu)應(ying)力(li)配筋。同時淘汰性能(neng)較差的刻痕鋼(gang)絲。
其(qi)次，明確提出(chu)(chu)對鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)(jin)延(yan)性的要求：鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)(jin)不(bu)僅按(an)強(qiang)度分級，而且按(an)延(yan)性分級。表(biao)現為提出(chu)(chu)鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)(jin)最大力下總(zong)伸長率鋑t(均勻伸長率)的指標；以(yi)及對抗震鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)(jin)強(qiang)屈比（ft/fy）的限值。這對于在(zai)偶(ou)然作用下避免構件斷裂和結構倒塌(ta)，保證安全具有實際(ji)意(yi)義。