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【摘 要】 探讨抗震钢筋的开发与应用研究现状，提出了抗震钢筋存在的问题及改进措施。
【关键词】 抗震钢筋；高强；抗震性能
引言：
我国目前的房屋建筑是以钢筋混凝土结构为主的建筑形式，钢筋混凝土建筑是由钢筋和混凝土两部分组成。其中钢筋是韧性材料，混凝土是脆性材料。在地震发生时建筑物发生变形是不可避免的，发生变形时混凝土就会开裂，在混凝土开裂处钢筋将要承受巨大的局部应力和应变，此时钢筋的断裂与否对整个建筑物的安全性起着十分重要的作用。
一、抗震钢筋的研究现状
由于行业专家们一直是处在一个不断认识、不断研究的过程中，所以对抗震指标还没有形成一个统一的认识，国际ISO标准中的抗震指标也没有得到各国专家的认可。尽管如此，各国专家对建筑用抗震钢筋的要求也存在共性，主要包括：1.钢筋必须有较高的塑性；2.要求强屈比较高；3.对钢的实际屈服强度与名义强度的比值提出了一定限制。具体技术指标为：1.高应变低周疲劳抗力，高的钢筋疲劳寿命可以延长钢筋断裂时间，给人们留出更多的逃生时间；2.无应变时效脆化：减轻钢筋经过弯曲等加工后导致塑性和韧性降低而带来的在地震时对地震能量吸收的减少；3.无低温脆性：钢的韧性是随环境温度的下降而降低，当温度降到一定值时，钢就由韧性转变为脆性。韧脆转变温度的高低是评价建筑用钢抗震性能好坏的一个重要指标；4.良好的可焊性能：很多建筑钢结构都需要焊接，这些焊接处在承受地震载荷时容易开裂；5.适当的强度塑性配比：的强度和大的伸长率是获得长的疲劳寿命的基本条件。
二、抗震钢筋的开发与应用
1.高强抗震钢筋的开发
我国目前广泛使用低强度级别的钢筋，钢筋年产量维持在1亿吨左右，但是强度在400MPa以上的高强度钢筋仅占钢筋总产量的约1/3，而强度在500MPa以上的钢筋年产量不足100万吨。相比而言，国外钢筋高强化的趋势更明显，普遍应用500MPa级及以上钢筋。
作为抗震钢筋的纵向钢筋，我国已有335/400/500MPa级标准。在箍筋的开发与应用上，我国现在普遍使用的基本为235/335MPa的热轧钢筋。
2.高强抗震钢筋的应用性能研究
大学的司炳君等对屈服强度在400～1569MPa级高强箍筋约束高强混凝土柱抗震性能进行了研究综述，总结了包括日本、美国等以及国内的如清华大学、大连理工大学等高校在高强钢筋约束高强混凝土柱的抗震性能研究方面所做的工作。结果表明强烈地震作用下，高强箍筋对保证高强混凝土柱的抗震能力具有重要意义。
3.高强抗震钢筋的试点工程与应用
中国钢研科技集团有限公司联合天津大学、北京工业大学、西安建筑科技大学、郑州大学等高校，安阳龙腾特钢制造有限公司、河北丰达钢铁有限公司、武汉钢铁集团公司等钢铁企业，以及万科集团、清华控股等单位，建立起了高强热处理钢筋的“产、学、研、用”联盟，开展了相应的高强热处理钢筋的研发、生产与应用性能研究等工作，并已率先将600MPa以上抗震主筋以及785MPa以上抗震箍筋应用于试点工程建设。并有望通过多行业的紧密配合，真正做到“产、学、研、用”的运行模式，实现高强高性能钢筋全链条的整体创新，为我们的冶金行业与建筑行业的技术进步作出贡献。
三、存在的問题与改进措施
尽管高强钢筋在应用性能研究方面体现出明显的优越性，然而，由于受到建筑设计规范、钢筋企业生产以及高强钢筋应用与推广等多方面的原因，特别是在国内多数生产厂商不注重产品品质、追求低成本策略的大环境下，开拓抗震钢筋市场仍然是一项非常艰巨而又必须的任务，同时，它又将有助于提高建筑行业对产品品质的关注度，从而有利于引导整个行业向健康有序、良性竞争的方向发展。
随着我国进入地震高发期，高强度、高延性、低屈强比、高冲击吸收功的抗震钢材亟待推广使用。我国汶川、玉树大地震发生以后，国家有关部委明确要求在城乡建筑和基本建设中要大力采用抗震性能优良的建筑钢筋。为了加快抗震钢筋的升级换代，具体可从以下几个方面着手：
1.抗震钢筋的指标：国家质检总局和国家标准化委员会共同发布的GB1499.2—2007《钢筋混凝土用钢第2部份：热轧带肋钢筋》。明确了适用于有较高要求的抗震结构的钢筋的抗震结构牌号后加“E”，与普通热轧钢筋相比有着更高的强韧性指标，主要体现在3个方面：a.钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；b.钢筋的实测屈服强度与屈服强度特征值之比不大于1.30；c.钢筋的最大总伸长率不小于9%。钢筋混凝土用钢筋标准中仅针对热轧钢筋作出了明确说明，而对高强热处理钢筋等并没有作出规定。此外，标准中钢筋最高强度级别为500MPa级别，与国外还存在一定的差距，在其它性能指标上也需要进一步完善处理。
2.抗震钢筋的研发：抗震钢筋的设计应从以下几个方面着手：a.严格控制C、Si、Mn元素的含量，且C含量应该较低，以保证良好的强塑性匹配，同时具有良好的焊接性能，故一般应保持在0.2%～0.3%之间；b.合金元素含量不宜太多，应避免使用战略合金元素和贵重合金元素；c.需对工艺规程进行控制：有害杂质元素和非金属夹杂物含量应当尽量降低，以保证钢材洁净度与均匀度，防止钢水二次氧化，必要时可采用保护浇铸。轧钢工序要加强轧件温度控制和变形制度优化，保证各项性能指标波动范围小；d.缩短产业链条，降低钢筋的价格，减少建筑施工成本；e.为了使建筑用钢具有良好的抗震性能，还需要从组织调控与工艺过程研究入手，目前最广泛使用的建筑用抗震钢筋组织为先共析铁素体加珠光体，强度较低且韧性不高。
四、结语
建筑市场对工程质量要求的提高，建筑钢筋的升级换代势在必行，高强度化是其重要的方向。使用高强度钢筋，对于减少地震灾害造成的人员财产损失更具有积极作用，同时，可以促进国家节能减排目标的实现。在我国的建筑中广泛使用高强度抗震钢筋，需要钢铁冶金行业和建筑行业共同承担责任，做好本职工作。高强抗震钢筋的开发与应用，需要在材料上有所创新与突破，而高强钢筋恰恰在微合金化、超细晶粒、余热处理、热处理的工艺和性能上具备了这样的条件。
【关键词】 抗震钢筋；高强；抗震性能
引言：
我国目前的房屋建筑是以钢筋混凝土结构为主的建筑形式，钢筋混凝土建筑是由钢筋和混凝土两部分组成。其中钢筋是韧性材料，混凝土是脆性材料。在地震发生时建筑物发生变形是不可避免的，发生变形时混凝土就会开裂，在混凝土开裂处钢筋将要承受巨大的局部应力和应变，此时钢筋的断裂与否对整个建筑物的安全性起着十分重要的作用。
一、抗震钢筋的研究现状
由于行业专家们一直是处在一个不断认识、不断研究的过程中，所以对抗震指标还没有形成一个统一的认识，国际ISO标准中的抗震指标也没有得到各国专家的认可。尽管如此，各国专家对建筑用抗震钢筋的要求也存在共性，主要包括：1.钢筋必须有较高的塑性；2.要求强屈比较高；3.对钢的实际屈服强度与名义强度的比值提出了一定限制。具体技术指标为：1.高应变低周疲劳抗力，高的钢筋疲劳寿命可以延长钢筋断裂时间，给人们留出更多的逃生时间；2.无应变时效脆化：减轻钢筋经过弯曲等加工后导致塑性和韧性降低而带来的在地震时对地震能量吸收的减少；3.无低温脆性：钢的韧性是随环境温度的下降而降低，当温度降到一定值时，钢就由韧性转变为脆性。韧脆转变温度的高低是评价建筑用钢抗震性能好坏的一个重要指标；4.良好的可焊性能：很多建筑钢结构都需要焊接，这些焊接处在承受地震载荷时容易开裂；5.适当的强度塑性配比：的强度和大的伸长率是获得长的疲劳寿命的基本条件。
二、抗震钢筋的开发与应用
1.高强抗震钢筋的开发
我国目前广泛使用低强度级别的钢筋，钢筋年产量维持在1亿吨左右，但是强度在400MPa以上的高强度钢筋仅占钢筋总产量的约1/3，而强度在500MPa以上的钢筋年产量不足100万吨。相比而言，国外钢筋高强化的趋势更明显，普遍应用500MPa级及以上钢筋。
作为抗震钢筋的纵向钢筋，我国已有335/400/500MPa级标准。在箍筋的开发与应用上，我国现在普遍使用的基本为235/335MPa的热轧钢筋。
2.高强抗震钢筋的应用性能研究
大学的司炳君等对屈服强度在400～1569MPa级高强箍筋约束高强混凝土柱抗震性能进行了研究综述，总结了包括日本、美国等以及国内的如清华大学、大连理工大学等高校在高强钢筋约束高强混凝土柱的抗震性能研究方面所做的工作。结果表明强烈地震作用下，高强箍筋对保证高强混凝土柱的抗震能力具有重要意义。
3.高强抗震钢筋的试点工程与应用
中国钢研科技集团有限公司联合天津大学、北京工业大学、西安建筑科技大学、郑州大学等高校，安阳龙腾特钢制造有限公司、河北丰达钢铁有限公司、武汉钢铁集团公司等钢铁企业，以及万科集团、清华控股等单位，建立起了高强热处理钢筋的“产、学、研、用”联盟，开展了相应的高强热处理钢筋的研发、生产与应用性能研究等工作，并已率先将600MPa以上抗震主筋以及785MPa以上抗震箍筋应用于试点工程建设。并有望通过多行业的紧密配合，真正做到“产、学、研、用”的运行模式，实现高强高性能钢筋全链条的整体创新，为我们的冶金行业与建筑行业的技术进步作出贡献。
三、存在的問题与改进措施
尽管高强钢筋在应用性能研究方面体现出明显的优越性，然而，由于受到建筑设计规范、钢筋企业生产以及高强钢筋应用与推广等多方面的原因，特别是在国内多数生产厂商不注重产品品质、追求低成本策略的大环境下，开拓抗震钢筋市场仍然是一项非常艰巨而又必须的任务，同时，它又将有助于提高建筑行业对产品品质的关注度，从而有利于引导整个行业向健康有序、良性竞争的方向发展。
随着我国进入地震高发期，高强度、高延性、低屈强比、高冲击吸收功的抗震钢材亟待推广使用。我国汶川、玉树大地震发生以后，国家有关部委明确要求在城乡建筑和基本建设中要大力采用抗震性能优良的建筑钢筋。为了加快抗震钢筋的升级换代，具体可从以下几个方面着手：
1.抗震钢筋的指标：国家质检总局和国家标准化委员会共同发布的GB1499.2—2007《钢筋混凝土用钢第2部份：热轧带肋钢筋》。明确了适用于有较高要求的抗震结构的钢筋的抗震结构牌号后加“E”，与普通热轧钢筋相比有着更高的强韧性指标，主要体现在3个方面：a.钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；b.钢筋的实测屈服强度与屈服强度特征值之比不大于1.30；c.钢筋的最大总伸长率不小于9%。钢筋混凝土用钢筋标准中仅针对热轧钢筋作出了明确说明，而对高强热处理钢筋等并没有作出规定。此外，标准中钢筋最高强度级别为500MPa级别，与国外还存在一定的差距，在其它性能指标上也需要进一步完善处理。
2.抗震钢筋的研发：抗震钢筋的设计应从以下几个方面着手：a.严格控制C、Si、Mn元素的含量，且C含量应该较低，以保证良好的强塑性匹配，同时具有良好的焊接性能，故一般应保持在0.2%～0.3%之间；b.合金元素含量不宜太多，应避免使用战略合金元素和贵重合金元素；c.需对工艺规程进行控制：有害杂质元素和非金属夹杂物含量应当尽量降低，以保证钢材洁净度与均匀度，防止钢水二次氧化，必要时可采用保护浇铸。轧钢工序要加强轧件温度控制和变形制度优化，保证各项性能指标波动范围小；d.缩短产业链条，降低钢筋的价格，减少建筑施工成本；e.为了使建筑用钢具有良好的抗震性能，还需要从组织调控与工艺过程研究入手，目前最广泛使用的建筑用抗震钢筋组织为先共析铁素体加珠光体，强度较低且韧性不高。
四、结语
建筑市场对工程质量要求的提高，建筑钢筋的升级换代势在必行，高强度化是其重要的方向。使用高强度钢筋，对于减少地震灾害造成的人员财产损失更具有积极作用，同时，可以促进国家节能减排目标的实现。在我国的建筑中广泛使用高强度抗震钢筋，需要钢铁冶金行业和建筑行业共同承担责任，做好本职工作。高强抗震钢筋的开发与应用，需要在材料上有所创新与突破，而高强钢筋恰恰在微合金化、超细晶粒、余热处理、热处理的工艺和性能上具备了这样的条件。