建筑钢材22

第八章建筑钢材第五节钢筋混凝土结构用钢目前混凝土结构用钢主要有：热轧钢筋、冷拉热轧钢筋、冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、热处理钢筋和预应力混凝土用钢丝及钢绞线等。一、热轧钢筋混凝土结构用热轧钢筋应有较高的强度，具有一定的塑性、韧性、可焊性。按《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499—91)和《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013—91)规定：热轧钢筋根据屈服强度和抗拉强度分为四级，即：I级、Ⅱ级、班级、Ⅳ级。其中I级钢筋为碳素结构钢，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级钢筋为低合金结构钢。各级钢筋的力学性质和化学成分见表7—9和表7—10。表7—9钢筋混凝土用钢筋的力学性能和工艺性能（略）P135、136热轧钢筋的级别越高，强度越高，塑性韧性越差。在热轧钢筋中，I级钢筋为光圆钢筋，强度较低，塑性好，易于加工成型，可焊性好；Ⅱ级、Ⅲ级为月牙肋钢筋(图7—8)，强度较高，塑性、可焊性好，为钢筋混凝土结构的主要用筋；Ⅳ级钢筋为等高肋钢筋(图7—9)，强度高，塑性韧性有保证，但可焊性较差。I级、Ⅱ级、Ⅲ级钢筋在钢筋混凝土中作受力筋及构造筋，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级钢筋经冷拉后可作为预应力筋。(二)冷拉钢筋为提高钢材强度、节约钢材，可采用冷加工强化和时效方法对钢材进行加工。冷加工强化是指在常温下对钢材进行加工，使其产生塑性变形，屈服极限提高，而塑性韧性降低。常用的冷加工方法有冷拉、冷拔、冷轧等。冷拉是对钢材进行拉伸，使应力超过屈服点(如图7-10中N点)，然后将荷载卸去，σ-ε曲线沿NO’下降至O’点，钢材产生塑性变形(OO’)。如此时对钢材再进行拉伸，形成新的σ-ε曲线(O’NDK)，屈服极限在N点附近。由图可见，钢材冷拉后屈服极限提高，抗拉强度基本不变，而塑性、韧性降低。产生此现象是由于钢材内部晶格在外力作用下产生歪扭、破碎，对晶面的进一步滑移起阻碍作用。冷拔是常温下使钢筋通过比它直径小的钨合金拔丝孔进行强力拉拔，使其强度大幅度提高的一种方法。冷加工后的钢材，通常须经时效处理后再使用。即将经过冷加工的钢材，放置一段时间(或进行加热)，使其强度、硬度进一步提高，塑性韧性降低，弹性模量基本恢复(图7—11)。时效处理分自然时效和人工时效两种方法。自然时效是将冷加工后的I级、Ⅱ级钢筋在常温下放置15～20d即可1人工时效是将冷加工后的钢材加热至100～200℃保持2h左右即达时效效果。根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204—92)规定，冷拉钢筋的力学性能应符合表7—11的要求。冷拉I级钢筋适用于钢筋混凝土结构中的受拉钢筋，冷拉Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级钢筋可用作预应力混凝土结构的预应力筋。由于冷拉钢筋塑性、韧性降低，故不宜用于负温或承受冲击振动或重复荷载作用的结构。(三)热处理钢筋热处理钢筋以热轧中碳低合金钢筋经淬火和回火调质处理而成。热处理钢筋具有强度高、预应力值稳定、韧性好、粘结力高等特点，适用于预应力混凝土构件如吊车梁等。其力学性能应符合表7—12的要求。表7—12热处理钢筋的力学性能指标(四)冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋是将热轧盘条经冷轧或冷拔减径后，在其表面冷轧成三面带肋的钢筋。按抗拉强度分为LL550、LL650、LL800三个等级。级别代号中第一个符号“L”表示“冷轧”，第二个符号“L”表示“肋”，数字表示抗拉强度等级数值。冷轧带肋钢筋的推荐公称直径为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm，其力学性能和工艺性能应符合表7—13的要求。表7—13冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能指标冷轧带肋钢筋将逐步取代冷拔低碳钢丝的应用，其中LL55d级钢筋宜用作钢筋混凝土构件的受力主筋、架立筋和构造钢筋。LL650和LL800级钢筋宜用作中、小预应力混凝土结构构件的受力主筋。(五)冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝用直径为6．5～8mm的碳素结构钢盘条(主要以Q235为主)，通过拔丝机强力拉拔而成。其按力学性能分为甲级、乙级二级，其中的甲级钢筋主要用作预应力钢筋；乙级钢筋用作非预应力筋，或作箍筋、构造筋、钢筋网片、骨架等。冷拔低碳钢丝的力学性能应符合表7—14的要求。表7—14冷拔低碳钢丝力学性能指标的低限(六)碳素钢丝碳素钢丝(矫直回火钢丝，代号J)由含碳量不低于0．8%的优质碳素结构钢盘条，经冷拔回火而制成。是生产刻痕钢丝和钢绞线的母材。其力学性质应符合表7—15的要求。表7—15矫直回火钢丝力学性能指标(七)刻痕钢丝刻痕钢丝(矫直回火刻痕钢丝，代号JK)是将碳素钢丝沿长度方向在表面辊压刻痕而成。它与混凝土的粘结力较好，其力学性能见表7—16。表7—16刻痕钢丝的力学性能指标碳素钢丝和刻痕钢丝主要用于大跨度的屋架、薄腹梁及吊车梁、桥梁、电杆、轨枕等的预应力钢筋。(八)钢绞线钢绞线是用七根钢丝在绞线机上，经绞捻后，再经低温回火处理而成。钢绞线具有强度高、柔性好、与混凝土粘结力好、易锚固等特点。主要用于大跨度、重荷载的预应力混凝土结构。其力学性能见表7—17。表7—17预应力钢绞线的力学性能指标