钢筋混凝土结构用钢筋主要有热轧钢筋、冷轧带肋钢筋等,钢棒有预应力混凝土用钢棒,钢丝主要有不同规格的预应力混凝土钢丝及钢绞线。
6.6.2.1 热轧钢筋
钢筋混凝土用热轧钢筋有热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋和余热处理钢筋。经热轧成型并自然冷却的成品光圆钢筋,称为热轧光圆钢筋;其成品为带肋钢筋,称为热轧带肋钢筋。经热轧成型后立即穿水,进行表面控制冷却,然后利用芯部余热完成回火处理所得的成品钢筋,称为余热处理钢筋。
国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499-2007)规定,热轧带肋钢筋牌号见表6.9;钢筋的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后伸长率A、最大力总伸长率Agt等力学性能和工艺性能特征应符合表6.10的规定。
表6.9 热轧带肋钢筋牌号定义 (GB 1499—2007)
国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 1499.1-2008)规定,热轧光圆钢筋牌号见表6.11;钢筋的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后伸长率A、最大力总伸长率Agt等力学性能特征应符合表6.12的规定。
235级、335级、300级、400级光圆及带肋钢筋,适用于普通钢筋混凝土结构用钢筋(简称普通钢筋)。其中235级钢筋强度较低,塑性及可焊性好,主要用于一般钢筋混凝土结构的受力筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋。335级、300级、400级钢筋强度较高,塑性及可焊性也较好,适用于大、中型钢筋混凝土结构的受力筋,以及有抗震要求的结构。而在《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2013)中规定,建筑主体钢筋混凝土结构中的受力钢筋400级、500级若占到70%以上是较好水平。
表6.10 热轧带肋钢筋力学特性和工艺性能 (GB 1499—2007)
表6.11 热轧光圆钢筋牌号定义 (GB 1499.1—2008)
表6.12 热轧光圆钢筋力学特性 (GB 1499.1—2008)
应当指出的是,有较高抗震要求的结构用热轧带肋钢筋,其牌号应在原有牌号后加E,如HRB400E、HRBF400E等。该类钢筋的技术性能除满足表6.10要求外,还应满足以下几点要求:
1)钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25;
2)钢筋实测屈服强度与表6.10中规定的屈服强度特征值之比不大于1.30;
3)钢筋的最大力总伸长率Agt不小于9%。
HRB500带肋钢筋,强度高但塑性较差,适用于预应力钢筋混凝土结构中施加预应力的钢筋(简称预应力钢筋)。
6.6.2.2 冷轧带肋钢筋
冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经冷轧而成,其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或两面月牙形横肋。国家标准《冷轧带肋钢筋》(GB 13788-2008)规定,冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970等4个牌号,其力学性能和工艺性能应符合表6.13、表6.14中的规定。
表6.13 力学性能和工艺性能 (GB 13788—2008)
注 1.表中D 为弯心直径,d为钢筋公称直径。
2.应力松弛初始应力相当于公称抗拉强度的70%。
表6.14 反复弯曲试验的弯曲半径 (GB 13788—2008) 单位:mm
冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好、综合力学性能优良及握裹力强等优点,既可节约钢材,又可提高结构的整体强度和抗震能力。CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋,其他牌号为预应力混凝土用预应力钢筋。(www.xing528.com)
6.6.2.3 预应力混凝土用钢棒
根据国家标准 《预应力混凝土用钢棒》(GB/T 5223.3—2005)的规定,这类钢棒按表面形状分为光圆、螺旋槽、螺旋肋和带肋等4种。钢棒的公称直径、横截面积、重量和性能见表6.15。
表6.15 钢棒的公称直径、横截面积、重量及性能 (GB/T 5223.3—2005)
续表
预应力混凝土用钢棒的强度高,与混凝土黏结性好,应力松弛率低。这种钢棒不允许存在焊接的电接头。
6.6.2.4 预应力混凝土用钢丝及钢绞线
(1)预应力混凝土用钢丝。
预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢热轧盘条,经淬火、回火等调质处理后,再冷拉加工制得的钢丝,简称为预应力钢丝。国家标准 《预应力混凝土用钢丝》(GB/T 5223—2002)规定,按钢丝加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类;消除应力钢丝又分为低松弛钢丝和普通松弛钢丝。按钢丝外形分为光圆 (代号P)、螺旋肋 (代号H)及刻痕(代号I)三种。
冷拉钢丝是用调质处理的盘条,通过拔丝模或轧辊冷加工制成的成品钢丝 (代号为WCD)。
低松弛钢丝(代号为WLR)是在冷拉过程中钢丝处于塑性变形下进行短时热处理,以消除内应力,使其晶体结构更稳定,松弛率更小。
普通松弛钢丝(代号WNR),是在冷拉并通过矫直工序后,在适当温度下进行短时热处理而得的钢丝(一般不推荐使用)。
冷拉钢丝的直径及力学性能,见表6.16。
消除应力钢丝的直径及力学性能,见表6.17。
预应力钢丝强度高、柔性好、无接头、质量稳定、施工简便、安全可靠,主要用于大型预应力混凝土结构、压力管道、轨枕及电杆等。
表6.16 冷拉钢丝的公称直径及力学性能 (GB/T 5223-2002)
表6.17 消除应力钢丝公称直径及力学性质 (GB/T 5223-2002)
(2)预应力混凝土用钢绞线。
预应力混凝土用钢绞线是用冷拉光圆钢丝或冷拉刻痕钢丝捻制而成的钢绞线。国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)规定,钢绞线按结构分为五类:两根光圆钢丝捻制的钢绞线,代号1×2;3根光圆钢丝捻制的钢绞线,代号1×3;3根刻痕钢丝捻制的钢绞线,代号1×3Ⅰ;7根光圆钢丝捻制的标准型钢绞线[2],代号1×7;7根光圆钢丝捻制又经模拔的钢绞线,代号(1×7)C。钢绞线的结构及公称直径见表6.18。
表6.18 钢绞线的结构及公称直径 (GB/T 5224-2003)
制造钢绞线用钢材的牌号和化学成分及其抗拉强度级别与 《预应力混凝土用钢丝》(GB/T 5223—2002)相同。钢绞线捻制后,均在一定张力下进行短时热处理,使其结构稳定化,使绞线切断后不松散,并减少使用时的应力松弛 (达到低松弛率)。规范规定,各种规格的钢绞线在最大力下的总伸长率(L0≥400mm)不小于3.5%;初始荷载相当于公称最大力60%时的1000h应力松弛不大于1.0%;相当于70%时,应力松弛率不大于2.5%;相当于80%时,应力松弛率不大于4.5%。规定非比例延伸力Fp0.2值不小于钢绞线公称最大力Fm的90%。钢绞线以盘卷状供货,每盘一根,其质量不少于1000kg。
钢绞线主要用于大型预应力混凝土结构以及山体、岩洞等岩体锚固工程等。
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