冷軋帶肋鋼筋:消除内應力後形成的鋼筋-中文百科頻道

基本介紹

冷軋帶肋鋼筋是用熱軋盤條經多道冷軋減徑，一道壓肋并經消除内應力後形成的一種帶有二面或三面月牙形的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋在預應力混凝土構件中，是冷拔低碳鋼絲的更新換代産品，在現澆混凝土結構中，則可代換Ⅰ級鋼筋，以節約鋼材，是同類冷加工鋼材中較好的一種。

牌号

冷軋帶肋鋼筋牌号由CRB和鋼筋的抗拉強度最小值構成。C、R、B分别為冷軋（Cold-rolled）、帶肋（ribbed）、鋼筋（Bars）三個詞的英文首位字母。冷軋帶肋鋼筋分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四個牌号。CRB550為普通鋼筋混凝土用鋼筋，其他牌号為預應力混凝土鋼筋。

發展概況

新型冷軋設備成品生産線在2008年在安陽順利投産，與之對應的GB13788-2008國家标準也與此時正式發布。新型冷軋帶肋鋼筋不同于過去冷軋帶肋鋼筋，新品鋼筋生産線有回火處理，使産品強度，延展性和屈服點都增加了。新型生産線出廠的鋼筋，其強度已達到550MPA。可與熱軋鋼的III鋼媲美，甚至說要不熱軋III鋼好。目前此生産線僅有國内數家廠具備。市場上随大肆叫賣冷軋帶肋鋼筋生産設備，多數是以次充好，假設備居多。如何你急于上設備、上生産線還請多參觀其他有規模的生産廠商。擦亮你的眼睛，看清設備。

我國自八十年代後期起，開始引進冷軋帶肋鋼筋生産設備。先後有南京、蘇州、上海、青島、滄州、昆明等地分别從德國、意大利等國引進11套設備。九十年代中期又有安徽、廣東、江蘇等省的合資或外商獨資企業，從國外引進幾條生産線。與此同時。國内有些科研單位和企業着手研制或仿制冷軋設備。迄今已有十多個單位在生産和銷售冷軋帶肋鋼筋全套設備，分布于北京、遼甯、江蘇、河北、天津等地。還有一些設備生産企業，在幾年來激烈的市場競争中，由于産品性能不良或質量低劣被淘汰。

迄今國内已建冷軋帶肋鋼筋生産線約有400多條，年生産能力200萬噸，分布在26個省、市。

從所了解的各省情況看，近幾年來，在建設部和各省市建委的大力推動下，冷軋帶肋鋼筋的推廣工作有了很進展。一些省取得了突出的成績，其中江蘇、遼甯兩省的推廣面最大，在預制構件中已淘汰了冷拔低碳鋼絲；在現澆混凝土結構中也有了數量較大的應用，四川、福建省的在這方面推廣工作很有成績。此外，河北、湖南、安徽、山西、山東、廣東、北京、浙江、上海等省市也陸繼開始推廣應用。據不完全統計。僅1998年全國的推廣量已超過60萬噸。用于城鄉住宅及公共建設的建築面積達1.5億平方米，今後還将有較大的增長。

在生産和應用技術方面，我國在引進的基礎上有了發展，如鋼材抗拉強度由國外一個強度級别發展到三個級别：LL550、LL650和LL800；應用範圍也由國外的非預應力混凝土結構構件擴大到預應力混凝土構件。為推廣應用冷軋帶肋鋼筋，國家和一些省市主管部門組織編制了有關标準和圖集。國家标準《冷軋帶肋鋼筋》GB13788─92已經實施。行業标準《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》JGJ95─95已于1995年7月1日起施行。江蘇、遼甯、四川、安徽、浙江等省都已編制了冷軋帶肋鋼筋預應力空心闆标準圖集。其它構件的圖集也将發行。

國家科委已将冷軋帶肋鋼筋列入國家重點推廣項目。建設部将它納入“九五”期間建築業重點推廣的10項新技術之一（包含在“高效鋼筋和預應力混凝土技術”項目内）。1997年8月，建設部将國家跨世紀重大技術推廣工作命名為“廣廈工程”，冷軋帶肋鋼筋的推廣作為“廣廈工程”的先期啟動項目最先開始實施。足見國家對冷軋帶肋鋼筋推廣的重視。

技術性能

性能及應用效果

冷軋帶肋鋼筋在預應力混凝土構件中，是冷拔低碳鋼絲的更新換代産品，在現澆混凝土結構中，則可代換Ⅰ級鋼筋，以節約鋼材，是同類冷加工鋼材中較好的一種。其性能及應用效果如下：

我國國家标準《冷軋帶肋》GB13788─2000中LL550級的力學性能指标是參照國際标準及發達國家标準制訂的，抗拉強度550N/mm[~2]，伸長率按德國标準化δ[_10]8%（相當于δ[_5]為12─13%），從這兩項指标對照，我國冷軋帶肋鋼筋的标準并不比國際标準低。

優點

冷軋帶肋鋼筋有如下優點：　

1、鋼材強度高，可節約建築鋼材和降低工程造價。LL550級冷軋帶肋鋼筋與熱軋光圓鋼筋相比，用于現澆結構（特别是樓屋蓋中）可節約35%─40%的鋼材。如考慮不用彎鈎，鋼材節約量還要多一些。根據目前鋼材市場價格，每使用一噸冷軋帶肋鋼筋，可節約鋼材費用800元左右。　

2、冷軋帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結錨固性能良好。因此用于構件中，從根本上杜絕了構件錨固區開裂、鋼絲滑移而破壞的現象，且提高了構件端部的承載能力和抗裂能力；在鋼筋混凝土結構中，裂縫寬度也比光圓鋼筋，甚至比熱軋螺紋鋼筋還小。

3、冷軋帶肋鋼筋伸長率較同類的冷加工鋼材大。

具體問題

質量和提高合格率問題

所有冷軋帶肋鋼筋都宜采用高速線材軋制。據江蘇省98年省建委對有證企業年度複查，抽檢LL550、LL650級冷軋帶肋鋼筋的質量看，共78家企業390個樣品，強度合格率為99%；伸長合格率為95.1%；冷彎全部合格。

加強檢測保證工程質量

為了保證不合格鋼材不用在工程上去，應注意鋼材的檢測：一是不得采用冷拔刻痕工藝生産的僞劣産品；二是未通過生産許可證和使用認可證檢查的企業的産品不準使用；三是加強生産廠家建立一質保體系，不合格品不得出廠。

關于冷軋帶肋鋼筋的連續闆能否考慮内力重分布的問題結論是肯定的，LL550級冷軋帶肋鋼筋配筋的連續闆設計計算時可以考慮塑性内力重分布，理由有二：

a、正如前述，LL550級冷軋帶肋鋼筋的伸長率δ[_10]8%（比現在正在使用的冷軋扭鋼筋δ[_10]4.5%要大得多），其最大均勻伸長率在2%以上。

b、據規程編制組對二跨連續闆的試驗，結果表明冷軋帶肋鋼筋混凝土連續闆具有較好的塑性性能，有明顯的内力重分布現象（需要說明該試驗構件中所有的冷軋帶肋鋼筋還不是專用盤條軋制的，否則試驗結果将更為理想）。

基于上述理由，正在修訂中的《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》JGJ95─95将對有關條文作出修改，增加連續闆設計時考慮塑性内力重分布的内容。

關于箍筋的應用

按《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》JGJ95─95和規範GBJ10─89的96年局部修訂稿的規定，LL550級冷軋帶肋鋼筋可用作箍筋。

采用冷軋帶肋鋼筋會不會影響鋼筋砼框架的延性？框架結構在地震效應作用下，梁、柱會有較大的彎曲變形，但剪切變形比起彎曲變形來要小得多，因此在梁、柱配筋時，對縱向受力鋼筋的塑性要求應比箍筋的塑性要求更重要。即要求縱向鋼筋的伸長率應較箍筋更大一些。在規範中既然規定Ⅲ級鋼筋适宜用作縱向受力鋼筋，Ⅲ級鋼筋的伸長率為δ]14%，LL550級冷軋帶肋鋼筋僅比Ⅲ級鋼筋略小一點（前面已談到δ[_10]8%，相當于δ12─13%），用作箍筋，其塑性當能滿足梁、柱的剪切變形要求。

在規範中規定梁、柱端部箍筋要加密，其目的是保證在地震和垂直荷載作用下框架梁塑性鉸區和柱端部有足夠的受剪承載力，同時也增加箍筋對砼的約束作用，以保證梁鉸機構的實現，保證柱端的延性，防止柱縱向鋼筋壓屈。從這些目的看，是要求箍筋有足夠的數量和密度，以提高梁柱的抗剪承載力彎曲延性。采用LL550級冷軋帶肋鋼筋作箍筋在保證最小配筋率、最大間距的條件下是可以達到上述目的的。

從國外大量應用的實踐看也說明LL550級冷軋帶肋鋼筋可以用作框架梁、柱的箍筋。

裂縫寬度驗算

鋼筋砼結構構件不論用什麼鋼筋配筋都是允許出現裂縫的，但對裂縫的寬度有限制，因此規範規定鋼筋砼結構構件設計時應進行裂縫寬度驗算。

冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程JGJ95─2011[3]也給出了裂縫寬度計算公式。為減少設計人員麻煩，規程中還明确規定：“對在室内正常環境下的鋼筋混凝土受彎構件，當混凝土強度等級不低于C20，鋼筋直徑不大于是10mm且混凝土保護層厚度不大于25mm時，可不作最大裂縫寬度驗算”。這樣一般情況下用LL550級配筋的樓闆都不必進行裂縫寬度驗算。規程編制組曾進行過74個梁、闆試件的試驗，結果表明冷軋帶肋鋼筋砼構件有較好的鋼度，裂縫也較Ⅰ、Ⅱ級鋼筋配筋的裂縫小。所以用冷軋帶肋鋼筋在樓闆中等強代換Ⅰ級鋼筋，原設計裂縫如果滿足要求，則代換後肯定也能滿足要求，不必再去驗算，當然這種等強代換必須滿足最小配筋率的要求。

裂縫出現的原因

在此還順便說一說鋼筋混凝土結構的裂縫問題

從理論上說，混凝土結構尤其是受彎構件總是帶裂縫工作的，但在使用荷載不大的情況下，沒有裂縫隙或這類結構性裂縫隙非常細微，不易為肉眼所察覺。在現實的建築中，混凝土結構會出現各種各樣的裂縫，在此無法一一細說，以現澆混凝土樓闆而言，有可能出現的裂縫的原因大緻有如下幾類：

a、砼收縮（水泥用量太大，用細砂，養護不及時或時間太短，砼振搗不密實等）；

b、水泥安全性不良；

c、溫度差；

d、基礎不均勻沉降；

e、闆周邊約束，闆面四角負彎矩構造筋配得太少；

f、施工中拆模過早；

g、闆中預埋管線造成斷面減損太多或管線下砼不密實；

h、設計配筋過少，低于最小配筋率或闆太薄等；

具體情況應具體分析，采取相應對策。

應用前景

國内外的實踐說明，作為高效鋼筋的一種，冷軋帶肋鋼筋具有廣闊的應用前景。

預制構件方面

LL650和LL800級冷軋帶肋鋼筋可全面取代冷拔低碳鋼絲作為預應力構件的主筋，在預應力電杆中亦可應用。

住宅和公共建築

在住宅和各類公共建築的現澆混凝土結構中，LL550級冷軋帶肋鋼筋可以有如下用途：

1、現澆樓闆、屋面闆的主筋和分布筋。鋼筋直徑一般為5─10mm，由于現澆樓闆的剛度一般較大，若以冷軋帶肋鋼筋代換Ⅰ級鋼筋時，一般隻需等強代換，不必作裂縫寬度驗算。需要指出，按規程JGJ95─95的規定，LL550級冷軋帶肋鋼筋調直後的抗拉強度設計值可取得360N/mm[~2]，為此工地現場對調直後鋼筋抽樣檢驗時，直條鋼筋的抗拉強度必須達到550N/mm[~2]。

2、剪力牆中的水平和豎向分布筋。[c]由于LL550級冷軋帶肋鋼筋的伸長率較大，因此用于剪力牆，能滿足抗震要求。這一點國外數十年的應用實踐當可證明，在鋼筋焊接網混凝土結構技術規程JGJ/T114─97中，已作出了明确規定。

3、梁柱中的箍筋，當箍筋按受力箍筋計算時，其抗拉強度設計值按310N/mm[~2]取值。

4、圈梁、構造柱的配筋。

基礎設施方面

此外，LL550級冷軋帶肋鋼筋尤其是焊接網片，适用于高速公路路面、機場跑道、大直徑排水管、排水渠、隧道等。

正如前面所說，冷軋帶肋鋼筋在國外的應用大都以網片的形式出現。我國的行業标準《鋼筋焊接網混凝土結構技術規程》JGJ/T114─97已經實施。在廣東、江蘇、上海和北京已開始應用。廣東、江蘇、安徽等省已由奧地利、瑞士、新加坡等國引進了近十條鋼筋焊接網生産線。國内也已研制成功焊網生産線，有十多條已投入使用。可以預計，随着我國建築工業化水平的提高，鋼筋焊接網的應用會逐步增多。

如何區分

從生産鋼筋的廠家來看，我國主要是以華北和東北，華北地區東北地區三個主要的分布，那麼，對于光圓鋼筋和帶肋鋼筋如何區分呢？

光圓鋼筋與帶肋鋼筋的區别主要在于表面是否有肋，這種肋可以是縱力也可以是橫肋，如果是帶有兩條縱力的鋼筋或是沿長度方采取均勻分布的橫肋。然而，對于小型型鋼材來說，冷輪帶肋的鋼筋屬于這個範疇，主要可以應用于鋼筋混凝土建築構件的骨架使用。如果是具有一琮的機械強度或是彎曲變形的鋼筋，如果工藝焊接性能比較強，主要用于國産冷軋帶肋的鋼筋其橫肋多采用螺旋形、人字形、月牙形的鋼筋三種情況。從規格以及外觀來看，其規格是标準的牌号，鋼筋的直徑是以公稱來進行表示，質量的角度來說是以公稱的重量來進行表示，如果在規定的長度以及相應的指标允差來說，其差值也有所不同，大多是以國标的标準來進行衡量，一般都會有6、8、10、12毫米的不同直徑的冷軋帶肋的鋼筋組成。從表面的質量上來看，在鋼筋的端頭可以看出切得很平直，表面不會存在一定的裂縫，或是說有結疤的現場，更不會存在任何的有害的物質缺陷。除了對規格以及表面質量有所不同以外，在外形尺寸的偏差等方面還存在一定區别，都要在差允許值之間。