从国家和行业政策导向来判断，逐步限制、禁止使用，低强度建筑材料，推广应用高强度建筑材料将是大势。以规范为基础，结合若干标准户型为算例，梳理出关键点，看看四级钢究竟该如何使用。在专业内，我们把HRB400（400MPa级钢筋）成为三级钢，HRB500（500MPa级钢筋）称为四级钢。

规范已明确将三级钢（400MPa级钢筋）作为主力钢筋，提倡应用四级钢（500MPa级钢筋）。

截止2015年4月，市场四级钢主要厂家分布情况如下，很直观可以看到，目前四级钢在华北、华东、华南各地均有生产，但产地分布不均、运输受限。

目前市面上主流使用三级钢（400MPa级钢筋），极少数构件会使用二级钢（335MPa级钢筋），《北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录（2014年版）》明确提出，禁止使用335MPa级钢筋，推广500MPa级钢筋。

【推广使用的建筑材料】

【禁止使用的建筑材料】

四级钢（500MPa级钢筋）与三级钢（400MPa级钢筋）性能及价格对比：

▲《混凝土结构设计规范 GB 50010-2010》，抗拉强度提高21%；抗剪强度无提高；抗压强度提高14%

▲钢材价格提高5~10%

四级钢：易用？难用？1、强度高、延性好。2、解决混凝土构件中的钢筋拥挤问题，提高混凝土浇筑质量

▲梁纵筋根数减少

▲剪力墙纵筋根数减少

3、材料绝对单价比传统钢材高4、使用不当会引发裂缝过大、挠度不易控制

▲楼板裂缝加大（图二为500MPa级钢筋）

▲梁裂缝加大（图二为500MPa级钢筋）

▲梁挠度加大（图二为500MPa级钢筋）5、受目前国内市场的生产能力、运输条件影响显著

构造特点与强度利用

1.抗拉强度：强度取四级钢数值2.受剪、受扭、受冲切计算时：强度取三级钢数值（并未发挥四级钢材料特性）3.抗压强度：取值并未完全达到四级钢强度（并未充分发挥四级钢材料特性）以上可见只有在受拉时完全发挥材料特性4.钢筋强度越高，相应的锚固、搭接长度越长

▲lab为钢筋锚固长度，与钢筋强度fy成正比▲ll为钢筋搭接长度，与钢筋强度fy成正比

以多栋标准楼型为例进行构件使用分析

▲1T4、十字标准户型

▲板楼、塔楼标准户型

楼型资料：层高2.9~3.0m，建筑总高度80m~110m，抗震设防烈度6度~8度，结构抗震等级一~三级，剪力墙结构体系

a)梁（节省4~10%梁钢筋用量）

结论：

纵向受力筋适用，构造筋（箍筋、腰筋、拉筋、吊筋、附加箍筋）不适用

原因：1．纵向受力筋：使用高强钢筋可有效减小配筋面积，同时解决钢筋拥挤问题，提高混凝土浇筑质量2．构造筋：抗剪计算时强度同三级钢，可能会加大锚固搭接长度

受力筋与构造筋全替换

★受力筋占梁钢筋60%~70%，理论节省钢筋12%★两种级别构造钢筋差异不大★只替换纵向受力筋，节省钢筋4~8%

b)板（节省10%板钢筋用量）

板钢筋最小配筋率★最小配筋率控制配筋时，理论节省钢筋16%★考虑施工因素，面筋最小规格8@200，配筋大于最小配筋率

▲最小配筋率控制时，标准板块配筋图（上图为400MPa，下图为500MPa）★最小配筋率控制配筋时，常用板跨3~5m，实际节省钢筋4~5%★非最小配筋率控制配筋时，实际节省钢筋会大于4~5%，理论可达极限值约20%

▲某案例板配筋总面积：400MPa-77109mm²,500MPa-64463mm²，节省16.4%★此案例需考虑最小配筋率控制的边界，板面筋实配会比统计稍大

结论：板可使用500MPa级钢筋，会有效减小配筋面积c)墙（节省5~8%墙钢筋用量）

▲钢筋全替换

★边缘构件占墙钢筋50%~65%★两种级别墙身钢筋差异不大★墙梁越多，节省越明显（同梁配筋）★钢筋等级全替换，节省钢筋3.8%~5.2%

▲边缘构件组成分析（单位：kg）

★两种级别纵筋差异不大

结论：边缘构件中箍筋、连梁中纵向受力筋适用（同梁配筋），且连梁越多，节省效果越明显

原因：1.连梁配筋如梁（适用受力筋）2.高强钢筋使体积配箍率有效降低，以10为模数的箍筋间距可有效减少箍筋配筋量

d)柱（节省4~5%柱钢筋用量）

▲钢筋全替换（单位：kg）

★两种级别箍筋差异不大

结论：地下室柱子中的纵向钢筋适用，箍筋不适用

原因：1.高强钢筋可有效降低纵向钢筋配筋率2.箍筋受加密区间距、直径等构造要求，效果不显著

总结

1、梁纵向受力筋可使用500MPa级钢筋，节省钢筋用量约0.5~1.5kg2、板钢筋均可使用500MPa级钢筋，节省钢筋用量约1.2kg3、剪力墙边缘构件中箍筋、连梁中纵向受力筋可使用500MPa级钢筋，节省钢筋用量约1~1.7kg，综合用钢量可节省6~10%，约2.7~4.4kg4、500MPa级高强材料是未来应用趋势。

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