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在我國的房屋建筑中,鋼筋混凝土結構仍將會是主要的建筑結構形式。鋼筋能為混凝土提髙必要的強度和穩定性。因此,鋼筋混凝土結構中盤螺鋼筋的一些性能指標必須符合相關標準,如強度等級、延伸性能、以及循環應變能力等。由我國標準化委員會和質檢總局共同發布的 GB1499,2-2007《鋼筋混凝土用鋼第2 部分:熱軋帶肋鋼筋》,明確提出抗震鋼筋的牌號后要加“E”,抗震結構鋼筋與普通熱軋帶肋鋼筋相比有著更高的強韌性指標聞,主要體現在以下3方面:
(1)鋼筋抗拉強度的實測值(Rm實)與屈服強度實測值(Rel實)的比值(即強屈比)必須大于或等于 1.25,即 Rm實/Rel 實≥1.25;
(2)鋼筋屈服強度實測值(Rel實)與標準要求的屈服強度(Rel標)之間的比值(即比)必須小于或等于 1.30,即 Rel實/Rel 標≤1.30;
(3)鋼筋的均勻伸長率 Agt 必須大于或等于 9%,即Agt≥9%。
高強度建筑用盤螺鋼常見力學性能缺陷:高強度建筑用盤螺鋼在出廠前需要檢測的性能指標主要包括屈服強度(Rel)、抗拉強度(Rm)、延伸率(Agt)、強屈比(Rm實/el實)和比(Rel實/Rel標)。
屈服強度、抗拉強度不足
通常將材料發生屈服現象所對應的屈服極限稱為屈服強度。當金屬材料沒有明顯屈服現象時,規定屈服極限為產生0.2%殘余變形時的應力值。當外力超過此屈服極限時零件便會性的失效,無法在恢復。原子的本性、原子的結合鍵、原子的結構和組織是影響屈服強度的內在因素溫度、應變速率和應力狀態是影響屈服強度的外在因素。材料的屈服強度隨著溫度的降低及應變速率的增加而升高,體心立方金屬對應變速率和溫度的敏感性更為顯著。屈服強度雖是反映材料內在性能的一個重要指標,但屈服強度值會隨著應力狀態的不同而不同。我國規定HRB400E盤螺鋼筋的屈服強度Rel≥400Mpa,HRB50E盤螺鋼筋的屈服強度Rel≥500MPa。
抗拉強度是用來表征材料在發生大均勻塑性變形時所能承受的力,當材料所承受的力未達到大拉應力之前,發生的是均勻一致的變形,當所承受的力大于大拉應力之后,金屬便會出現縮頸現象,也就是產生集中變形;它一方面反映了材料的斷裂抗力,另一方面表示在靜拉伸條件作用下材料的大承載能力,材料能夠承受的大載荷就是抗拉強度Rm所對應的外載荷。我國規定hRB400E盤螺鋼筋的抗拉強度Rm≥540MPa,hRB500E盤螺鋼筋的抗拉強度Rm≥630MPa。
延伸率不足
延伸率包括總延伸率和均勻延伸率,總延伸率是指拉伸試樣在拉斷之前的延伸率,均勻延伸率是指產生不均勻變形之前的延伸率。通常材料的塑性變形程度與延伸率有直接的關系,延伸率越大則材料的塑性變形程度也越大,材料就具有較好的加工和成型性。一般材料的成型都在其均勻變形范圍內進行的,因此材料成型的極限變形程度直接受均勻延伸率的影響。我國規定HRB00E和HRB500E盤螺鋼的均勻延伸率Agt≥9%。
強屈比不足
強屈比是用來衡量盤螺鋼抗震性能的重要指標,通常用鋼筋的抗拉強度實測值(Rm實)與屈服強度實測值(Rel實的比值(即Rm實el實)來表示,它反映了鋼筋的強度儲備。常用于確保縱向鋼筋具有一定的延性,當構件局部出現塑性鉸后,塑性鉸處便會有充足的轉動能力和耗能能力我國規定HRB400E和HRB500E盤螺鋼的強屈比Rm實/Rel實≥1.25。但當結構構件有延性要求時,鋼筋的強屈比也并非越大越好,否則將會導致預期屈服構件因承載力過高而無法實現其預期的延性屈服機制。
國內圓鋼尺寸規格:Φ6,Φ6.5,Φ8,Φ10,Φ12,Φ14,Φ16,Φ18,Φ20,Φ22,Φ25,Φ28,Φ32等。
碳結鋼主要是鎮靜鋼,含碳量低的(<0.25%)也有沸騰鋼,按鋼中含錳量的不同,碳結鋼還分為普通含錳量(0.25-0.80%)鋼和較高含錳量(0.70-1.20%)鋼兩組。與普通含錳量的碳結鋼相比,較高含錳量的碳結鋼具有較好淬透性以及較高的強度和硬度。碳結鋼的主要缺點是淬透性較差,因為不適于制造對性能要求較高的、截面尺寸較大的或形狀較復雜的零件。
圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆的供應,常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件;大于25毫米的圓鋼,主要用于制造機械零件、不銹鋼圓棒、無縫鋼管的管坯等。
低碳鋼又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。
中碳鋼碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產品質量分為普通碳素結構鋼和碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的高硬度約為HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到廣泛的應用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機械零件。
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