1.提高鋼筋強(qiáng)度的途徑
提高鋼筋強(qiáng)度是冶金及建筑部門(mén)的共同目標(biāo)，但不同類(lèi)型鋼筋的綜合效果不盡相同。
低合金化：在碳鋼中加入錳（Mn）、硅（Si）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）等元素可提高強(qiáng)度，并保持較好的延性和施工適應(yīng)性。其金相組織均勻，成分為鐵素體加珠光體，無(wú)影響使用性能的其它組織存在。
細(xì)晶粒化：通過(guò)控軋、控冷工藝使晶粒度不粗于9級(jí)而提高鋼筋強(qiáng)度，并保留一定延性。主要成分為鐵素體-珠光體，外圍有不連續(xù)局部的回火馬氏體。
余熱處理：鋼筋軋制時(shí)淬水-余熱處理而提高強(qiáng)度，但延性損失且影響施工適應(yīng)性。可以看出，硬脆的高強(qiáng)回火馬氏體組織集中在鋼筋表層。冷加工：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、冷鐓可以提高鋼筋的強(qiáng)度，但延性、施工適應(yīng)性變差。
綜合處理：對(duì)拔（軋）制鋼絲進(jìn)行短時(shí)熱處理而獲得高強(qiáng)度并保留一定延性，常用作預(yù)應(yīng)力鋼絲；或捻制成預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
2.鋼筋外形的分析及優(yōu)化
影響鋼筋性能的外形參數(shù)有：基圓面積率、相對(duì)肋高、相對(duì)肋間距、肋面積比、齒肋比、橫肋的圓周角、橫肋的對(duì)稱(chēng)性等。
光圓鋼筋：基園面積率最大（1.00），但錨固性能差，須加彎鉤受力，將逐漸淘汰。
等高肋鋼筋：基園面積率不足0.90，強(qiáng)度削弱過(guò)多，外形不合理，己被淘汰。
月牙肋鋼筋：基園面積率約0.94，錨固性能良好但有方向性，是目前受力鋼筋的主要形式。
預(yù)應(yīng)力鋼絞線及螺旋肋鋼絲：基園面積率大，且錨固性能好，是目前預(yù)應(yīng)力筋的主要形式。
預(yù)應(yīng)力螺旋槽鋼棒：混凝土咬合齒薄弱，錨固性能差，應(yīng)向螺旋肋外形靠攏。
冷軋帶肋鋼筋：基園面積率有待提高，為改善錨固性能，應(yīng)向螺旋肋外形靠攏。
冷軋扭鋼筋：外形也有待改進(jìn)，應(yīng)向螺旋肋外形靠攏。
刻痕鋼絲：削弱了截面，而咬合齒太淺，錨固性能不良，已趨于淘汰。
我國(guó)鋼筋的外形有待優(yōu)化選擇，就基園面積率和錨固性能而言，螺旋肋外形最具優(yōu)勢(shì)。
3.鋼筋的優(yōu)化及選擇
面對(duì)我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的現(xiàn)狀及汶川震害調(diào)查分析的結(jié)果，現(xiàn)有鋼筋應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。總的趨勢(shì)是提高強(qiáng)度、延性和加工適應(yīng)性，并根據(jù)各自特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)用范圍。
縱向受力鋼筋宜采用強(qiáng)度400MPa、500MPa的HRB普通熱軋帶肋鋼筋，以及HRBF細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋。抗震結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋宜采用帶后綴“E”的高延性抗震鋼筋，其最大力下的總伸長(zhǎng)率不小于9％；強(qiáng)屈比不低于1.25。余熱處理的RRB鋼筋延性較差，可用于對(duì)延性要求不高的次要構(gòu)件、基礎(chǔ)或大體積結(jié)構(gòu)中，以節(jié)約合金資源。低強(qiáng)的HPB235MPa光面鋼筋應(yīng)予淘汰，代之以300MPa鋼筋，并進(jìn)一步合并強(qiáng)度335MPa級(jí)而改成帶肋鋼筋，用作輔助配筋。最終形成300MPa、400MPa、500MPa級(jí)的合理強(qiáng)度級(jí)差。
預(yù)應(yīng)力筋宜采用強(qiáng)度1570MPa及以上的高強(qiáng)螺旋肋鋼絲及鋼絞線，最大力下的總伸長(zhǎng)率不應(yīng)低于3.5％。刻痕鋼絲應(yīng)予以淘汰。預(yù)應(yīng)力（PC）鋼棒應(yīng)提高延性并改進(jìn)外形。此外，應(yīng)發(fā)展用作中小跨預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的強(qiáng)度1000MPa及以下的中強(qiáng)鋼絲；并且應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用探討其作為約束混凝土配箍的可行性。
冷加工鋼筋作為細(xì)直徑受力鋼筋以及輔助配筋，應(yīng)予以保留并進(jìn)行優(yōu)化。外形上擬向螺旋肋靠攏以提高基圓面積率并改善錨固性能；同時(shí)減小冷加工的面縮率，盡量降低延性的損失。鑒于汶川震害及過(guò)去脆斷事故的教訓(xùn)，冷加工鋼筋不宜作預(yù)應(yīng)力配筋，不宜考慮塑性?xún)?nèi)力重分布設(shè)計(jì)，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力及塑性鉸需要鋼筋很大的變形性能—延性。最根本的解決辦法是通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚ɑ鼗穑┫袄浼庸ぁ钡挠绊懀謴?fù)必要的延性。當(dāng)然這本身就是對(duì)“冷加工”的否定而應(yīng)稱(chēng)之為“熱處理”鋼筋了。本質(zhì)上其當(dāng)屬細(xì)晶粒鋼筋之列。
4.含釩鋼筋的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
綜上所述，采用低合金化改善鋼筋的綜合性能最為有效。在熱軋鋼筋中摻入萬(wàn)分之幾的釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）作為合金元素，就足以大幅度提高其強(qiáng)度并保持優(yōu)良的延性及施工適應(yīng)性（焊接、冷彎、機(jī)械連接等）。這應(yīng)成為我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋的主要發(fā)展方向。
我國(guó)攀枝花及承德?lián)碛胸S富的釩土資源，發(fā)展含釩（V）熱軋帶肋鋼筋具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即使是靠控軋、控冷工藝的細(xì)晶粒鋼筋（HRBF），少量摻釩（V）也可明顯地改善綜合性能。而作為結(jié)構(gòu)抗震的主要承載材料的抗震鋼筋（HRB400E、HRB500E），需要較高的強(qiáng)度及優(yōu)良的延性（最大力下的總伸長(zhǎng)率及強(qiáng)屈比），則最宜采用含釩（V）的熱軋帶肋鋼筋。
5.設(shè)計(jì)規(guī)范修訂的措施
新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010體現(xiàn)了對(duì)鋼筋性能的要求和優(yōu)化選擇。 首先，增加了強(qiáng)度500MPa級(jí)的高強(qiáng)鋼筋；淘汰235MPa級(jí)光圓鋼筋，代之以300MPa級(jí)鋼筋。同時(shí)準(zhǔn)備合并335MPa級(jí)鋼筋為300MPa級(jí)的帶肋鋼筋。形成強(qiáng)度等級(jí)為300MPa、400MPa、500MPa的系列熱軋帶肋鋼筋，與國(guó)際接軌。
對(duì)預(yù)應(yīng)力筋，除增加強(qiáng)度為1960MPa級(jí)的高強(qiáng)鋼絞線外，還增加了粗直徑（18mm~50mm）的預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋作大跨、重載的預(yù)應(yīng)力配筋。填補(bǔ)強(qiáng)度1000MPa左右的空缺，列入中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲作中小跨度及輕載構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力配筋。同時(shí)淘汰性能較差的刻痕鋼絲。
其次，明確提出對(duì)鋼筋延性的要求：鋼筋不僅按強(qiáng)度分級(jí)，而且按延性分級(jí)。表現(xiàn)為提出鋼筋最大力下總伸長(zhǎng)率鋑t(均勻伸長(zhǎng)率)的指標(biāo)；以及對(duì)抗震鋼筋強(qiáng)屈比（ft/fy）的限值。這對(duì)于在偶然作用下避免構(gòu)件斷裂和結(jié)構(gòu)倒塌，保證安全具有實(shí)際意義。