[原创资料]混凝土中方形钢筋优于圆形钢筋，值得推广 [复制链接]

在混凝土采用方形钢筋优于圆形钢筋。方形钢筋可以在不增加任何成本的前提下：（1）增加钢筋粘结力（因为接触面大）进而可减小锚固长度，节省钢材；（2）可增加构件截面有效高度进而提高构件抗弯能力；（3）方形钢筋制造不成问题（问题只是目前没有推广）；（4）方形钢筋间是面面接触便于施工，而圆形钢筋间是点点接触容易滚动、不易摆放；（5）方形钢筋有效尺寸较圆形钢筋小，贮存运输时占用空间小。


棱角圆滑后方形钢筋中的应力集中系数小于螺纹钢中的肋，所以推广没问题。因为螺纹钢中的肋与主截面间的夹角是（部分）包裹混凝土的方式，而方形钢筋两个边间的夹角是完全被混凝土包裹的方式。所以，螺纹钢中的肋将产生远大于方形钢筋的应力集中效应。既然螺纹钢在工程中应用没问题，则方形钢筋也没问题。当然，方形钢筋中也可以用螺纹钢。


类似工程实践也证明方形钢筋可行，其应力集中系数不大。如：（1）日本已于1986年成功将正方形钢筋（0.5mmX0.5mm)用于纤维混泥土中，其它类似的纤维混凝土中很多也是故意采用正方形或长方形细纤维。（2）我国过去农村盖房子时很多地方都将芦苇压扁后置于墙体内作为筋材，证明非圆形筋材的应力集中效应不明显。其原因是方形截面是混凝土包裹钢筋形式，其应力集中小于部分包裹混凝土的螺纹钢中的肋。


方形钢筋优势的理论推导：
假设筋材截面面积为A，如果采用圆形筋材，其直径1.128倍A的开放，筋材与混凝土间的交界面周长3.545倍A的开方；如果采用正方形筋材，则其边长A的开方，筋材与混凝土间的交界面周长4倍A的开方，即正方形筋材与混凝土接触面积比同等截面面积的圆形筋材增加12.83%，相应的同等截面面积方形筋材与混凝土间的粘结力比圆形筋材大12.83%。
同时，由于方形筋材截面边长a比圆形筋材直径d小12.83%，当钢筋形心处于同一位置时，方筋可使混凝土保护层厚度增加0.06415倍的直径。如圆筋直径为20mm，则改为方筋后，在其它条件不变的情况下可使混凝土保护层厚度增加1.283mm。当考虑箍筋或多根筋材叠加绑扎时，其保护层厚度增加更明显。或者，当取同等保护层厚度时，方筋可增大混凝土截面有效高度，进而提高构件抗弯承载力（对于双向板可增加3~5%）。


经与多人讨论，虽然大多数人开始都倾向于否定方形钢筋的优势和可行性，但经过深入讨论都被说服。所以，如有同行有兴趣请QQ联系：1374051435。

非常欢迎直接在论坛上讨论，也欢迎在朋友中讨论。如有朋友在其它网站或媒体中传播，本人也非常感激。

希望通过广泛宣传能够使工程界深入认识方形钢筋的优势。

前人都是傻子

“棱角圆滑后方形钢筋中的应力集中系数小于螺纹钢中的肋，所以推广没问题。”棱角具体怎么圆滑？圆滑后钢筋截面面积减少了多少？圆滑钢筋角部需不需要费用？？也许增加的成本比钢材用量节省的钱多，那么做成方形钢筋意义何在？？而且土木工程一般尺度比较大，设计和施工过程中钢筋用量也没计算和设计得那么精确，因为施工等各种因素可能会影响施工质量，一般设计会偏于保守，实际配筋率会比计算需求的多点，个人感觉做成方形钢筋意义不大。

先要更换生产线，轧制过程中边角的应力集中使材料性能下降

楼主这个想法不行
基本力学理论搞不清楚
另外，工程领域不是精确实验，你的这些优势工人会帮你实现吗？

首先，制成方形钢筋技术上不存在任何问题，你做成五边形，六边形，八边形都可以，问题是你做成这样有什么好处？从你的文章来看，做成方形的优点有两点：
1.面积相等的情况下，方形钢筋表面积增大，粘接力提高12.83%，好吧，我暂且认为这点是个优点，但前提只是用于锚杆之类的抗拔验算。其实目前已经有专用锚固钢带了，扁平钢带比方钢表面积更大。
2.方筋可增大混凝土截面有效高度，进而提高构件抗弯承载力（对于双向板可增加3~5%）。实际工程上提高3-5%，恐怕就类似于没有。因为你钢筋一般本来就要多配，计算面积需要1000，配下来绝对是超过1000的（我说这点的时候希望你做过实际的设计）
我的意思是你所谓的优点，其实没有什么实际意义。

还有，方钢的冷加工怎么弄？冷拉冷拔后方截面变成什么形状了，你能保证还是方形？要知道。冷拉后强度可提高20%左右。
目前小直径光圆钢筋都是圆盘，方钢盘成一圈，你觉得好盘么？工人制作钢筋笼时，每一根都要对齐，这样会好玩么？

7楼的问题：

1、不要说承载力能提高3~5%，就是1%也绝对有意义，这不仅在理论上成立，在实际工程中也成立。因为这是在不增加用钢量的前提下。要知道安全系数是必须的。如果安全系数是2的话，则1X2=2，而1.03X2=2.06。这3%可是白得的！！
2、我不知道为什么你说方钢不好盘。难道就是因为可以看出方钢在盘的过程中会出现扭吗？难道圆钢就没有扭吗？不能说圆形的扭看不到就没有。
3、增加粘结力对于梁柱节点非常有用，一来减少成本，二来减小钢筋密度以便于绑扎和浇筑。
4、冷拉我不太清楚。

6楼的问题：
方形钢筋的优势不需要工人可以配合，只要他们不故意捣乱即可。也就是说绑扎时面对面是很自然的。

4楼的问题：
轧制时磨具就是棱角圆滑的，所以不用后加工将棱角圆弧。而且这样也减少轧制时的应力集中。

5楼的问题：
棱角圆滑后的方形钢筋中应力集中绝对小于螺纹钢中的肋，所以没问题。
另外，棱角圆滑后的方形钢筋在混凝土中完全被混凝土包裹，而肋与主筋间部分包裹混凝土。所以，棱角圆滑后的方形钢筋应力集中大大小于螺纹钢中的肋。

另外，请各位看一下应用。
（1）方形钢筋已在日本用于纤维混凝土。
（2）过去农村房子中压扁的芦苇
（3）很多动物的骨头都是扁的，近似长方形。如我们的肋骨等