高强钢筋是指
钢筋混凝土用和
预应力钢筋混凝土用钢材,其
横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。包括
光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。
结构
钢筋按按
力学性能分
Ⅰ级钢筋(235/370级);Ⅱ级钢筋(335/510级);Ⅲ级钢筋(370/570)和Ⅳ级钢筋(540/835) 。后两种钢筋即为高强钢筋。
钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为
光圆钢筋和
变形钢筋两种,
交货状态为直条和
盘圆两种。
光
圆钢筋实际上就是普通
低碳钢的小圆钢和盘圆。变形钢筋是
表面带肋的钢筋,通常带有2道纵肋和沿长度方向
均匀分布的
横肋。
用
公称直径的毫米数表示。变形钢筋的公称直径相当于
横截面相等的
光圆钢筋的公称直径。
钢筋的公称直径为6-50毫米,推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。钢种:
20MnSi、
20MnV、25MnV、25MnSi、BS20MnSi。钢筋在混凝土中主要承受
拉应力。
变形钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的粘结能力,因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各种
建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和
高层建筑结构。
种类
为落实国务院关于
节能减排的工作部署,住房和城乡建设部、工业和信息化部联合出台《关于加快应用高强钢筋的指导意见》,要求在
建筑工程中加速淘汰335兆帕级钢筋,优先使用400兆帕级钢筋,积极推广500兆帕级钢筋。
高强钢筋种常见种类如下:
hot rollde ribbed bars of alloy
通过添加钒(V)、
铌(NB)等
合金元素提高
屈服强度和极限强度的
热轧带肋钢筋。
通过添加钒(V)、铌(NB)等合金元素,可以显著提高钢筋的屈服强度和极限强度、同时
延性和施工适应性能较好。其牌号为HRB,如标注为HRB400、HRB500的高强钢筋,就分别代表为
微合金化的屈服强度
标准值为400MPA级、500Mpa级的热轧带肋钢筋。
总结:
1.由于要增加微合金,原料成本较高,国内钒(V)、铌(NB)等合金元素储量不足,后期要依靠进口。
2.二次回炉成本高,由于加入了合金元素,回炉后,钢水中含有大量合金,二次使用轧制质量不稳定。分离合金技术不成熟,分离成本高。
cold-rollde ribbed steel wires and bars with improved elongation
热轧圆盘条经冷轧成型及回火热处理获得的具有较高
延性的
冷轧带肋钢筋。
CRB600H
高延性冷轧带肋钢筋,是国内近年来研制开发的新型高强带肋钢筋,其
生产工艺增加了回火热处理过程,有明显的
屈服点,强度和
伸长率指标均有显著提高列入了国家
行业标准《
冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》
JGJ95-2011中。CRB600H高延性冷轧带肋钢筋
抗拉强度标准值为600Mpa。
屈服强度标准值520Mpa。抗拉强度设计值415MPA,
最大力下总伸长率(
均匀伸长率)≧5%,
总结:
可加工性能良好,而价格却较低,用作板类构件的
受力钢筋和
分布钢筋以及梁、柱中的
箍筋构造钢筋,既可减少钢筋用量,又可降低造价,
社会效益和
经济效益均十分明显。2012年国家
住房建设部开始推广,起步较晚,各地产能有待增加。
hot rollde ribbed bars treated by remaining heat
以
轧钢时进行淬水处理并利用芯部的余热对钢筋的表层实现回火,提高钢筋强度并避免脆性,
余热处理钢筋的牌号为RRB。如标注为RRB400的高强钢筋,就代表为余热处理的
屈服强度标准值为400Mpa级的
热轧带肋钢筋。
总结:
只需在轧钢最后过程中以淬水方式进行热处理,其成本最低,强度能达到高强钢筋的要求,但
延性、
可焊性及施工适应性相对较差。
(4)细晶粒热轧带肋钢筋
hot rollde ribbed bars of fine grains
通过轧钢是进行淬水处理并利用芯部的余热对钢筋的表层实现回火,以提高强度避免脆性的热轧带肋钢筋。
轧钢是采用特殊的控扎和控冷工艺,是钢筋
金相组织的
晶粒细化、强度提高。该工艺既能提高强度又保持了较好的延性,达到了混凝土结构中使用高强钢筋的要求。细晶粒钢筋的其牌号为
HRBF,如标注为HRBF400、HRBF500的高强钢筋,就代表为细晶粒化的
屈服强度标准值为400MPA级、500MPA级的
热轧带肋钢筋。
总结:
需要较大的设备投入与较高的
工艺要求,钢筋的强度指数与
延性性能都能满足要求,可焊性一般。
hot rollde ribbed bars with suffix“E”for mark of bars
有较高抗震性能的热轧带肋钢筋,如HRB400E、HRB500E、HRBF400E和HRBF500E等。其
抗拉强度实测值鱼
屈服强度实测值的比值不应小于1.25,屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3,且钢筋在最大力下的总
伸长率(
均匀伸长率)实测值不应小于9%。
研究进展
我国混凝土
结构工程普遍应用的非
预应力钢筋强度为300~400MPa,比
发达国家低1~2个等级。《
混凝土结构设计规范》
GB50010-2002[5]及《
建筑抗震设计规范》GB50011-2001[6]中规定在非
预应力混凝土结构中采用的钢筋强度分别为fyk=235MPa(HRB235)、fyk=335MPa(HRB335 级)和fyk=400MPa(HRB400 级或RRB400 级),而其中400MPa 级的钢筋用量仅占钢筋总用量的10%左右。对于更高强度的fyk=500MPa(
HRB500 级或超细晶粒500级)的钢筋尚未列入规范。为节约资源,实现我国经济可持续发展,尽快使我国混凝土结构用钢筋实现与国际接轨,在我国工程界中急需推广和应用更高强度的钢筋。
2004年,国家“863”课题“高性能钢铁材料的应用与
超级钢应用
技术规范” 成立,
项目编号:2004AA33G050。该课题已完成了HRB500钢筋的研制开发,为将该种钢筋尽快纳入
工程建设标准中,还需对配有HRB500钢筋的各类
钢筋混凝土构件的受力及抗震性能进行检验。这部分检验工作也将做为
中国建筑科学研究院主持对现行《
混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)进行修订的配套研究课题。