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从海内外标准比照看抗震钢筋未来生长趋势
来源: 时间:2012/06/18
    由住房和城乡建设部政策研究中心主办、建科机械(天津)股份有限公司协办的建筑钢筋生产加工配送工业生长与高强钢筋开发应用及焊网技术交流会于5月19日-20日在京举行 。
  集会指出 ,要进一步增强对高强钢筋应用技术的研发和应用 ,推动建筑钢筋加工配送行业技术进步和工业升级 。
  会上 ,来自业内的专家和相关企业代表就减量化用钢、生长建筑钢筋加工配送工业、推动上下游工业协同生长、做好高强度钢筋生产与应用技术的衔接事情等问题进行了广泛与深入的交流 ,并对日前宣布的《关于加速应用高强钢筋的指导意见》进行了详细的讲解 。
  深度海内外标准对钢筋性能要求的五大新变革《钢铁工业“十二五”生长计划》提出:到“十二五”末 ,400MPa及以上高强度螺纹钢筋使用比例要凌驾80%.如何实现这一目标 ?相关的设计规范要如何修改 ?我国推广400MPa钢筋保存哪些现实问题 ?从海内外钢筋标准的比照中 ,或许我们能够找到这些问题的谜底 。
  目前 ,国际标准化组织、美国、日本、欧洲、澳大利亚/新西兰(以下简称“澳/新”)、加拿大、新加坡等均有热轧带肋钢筋同类标准 。从具体内容来看 ,世界各国的标准都充分地体现了钢筋生产技术进步与建筑业的新要求 ,在标准的新版本中有许多新变革 。梳理这些要求与变革 ,可将其归纳为以下五个方面:
  基天性能要求的简化钢筋的五大基天性能是:屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后伸长率A.最大力总伸长率Agt、抗拉强度与屈服强度的比(Rm /Rel) 。近年来 ,许多外洋标准都简化为三大有代表性的要害性能要求:屈服强度、抗拉强度与屈服强度的比、最大力总伸长率 。
  钢筋屈服强度是决定钢筋混凝土结构承载力与结构设计的主要指标 ,世界各国都用屈服强度来命名钢的强度品级 。
  钢筋抗拉强度与屈服强度的比(强屈比)是评价钢材使用可靠性的一个参数 。强屈比越大 ,钢材受力凌驾屈服点事情时的可靠性越大 ,宁静性越高 。关于抗震性能钢筋 ,这个参数一般要求为1.25%以上 。可是 ,强屈比太大 ,钢材强度的利用率就会偏低 ,浪费质料 。
  最大力总伸长率体现在结构不绝裂的情况下钢筋能够蒙受塑性形变的能力 。通常 ,钢筋的断后伸长率仅反应钢筋的颈缩断口局部区域的剩余变形塑变形的能力 ,而最大力总伸长率不但反应了钢筋颈缩断口局部区域标距的剩余变形 ,还要加上回复的弹性变形 。
  由于钢筋的最大力总伸长率反应了钢筋在受力变形时的真实状态 ,并且完全可以取代断后伸长率 ,英国、新西兰与澳大利亚等国标准都取消了对断后伸长率的划定 ,仅划定了最大力总伸长率 。我国与日本等由于接纳国际标准 ,对最大力总伸长率和断后伸长率都作了划定 ,但可以选择 。而美国一直坚持自己的体系 ,照旧沿用伸长率的指标体系 。
  我国GB1499.2-2007划定的钢筋基天性能要求为屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力总伸长率四大指标 ,没有关于强屈比的划定 。从借鉴外洋标准与科学合理性的角度来看 ,接纳屈服强度、强屈比、最大力总伸长率三大指标更具有合理性 。
  钢筋标准趋向高强化世界各国标准对钢筋的强度级别或牌号的设置不尽相同 ,但大致可分为300MPa(低)、400MPa(中)和500MPa(高)3组 ,考虑到各国的具体情况 ,又分为可焊与非可焊或者抗震与非抗震 。从强度级别来看 ,我国335MPa钢筋的实际用量为60%左右 ,主力强度是低强度级别;日本与美国的主力强度级别是400MPa(420MPa) ,属于中强度级别;欧洲、英国、澳大利亚与新西兰的主力强度级别是500MPa ,属于高强度级别 。尤其是在英国与欧洲的标准中 ,高强化的趋势越创造显 。英国原来标准中的强度品级为460MPa ,欧洲为450MPa ,在标准一体化的历程中 ,欧洲配合体接纳了英国标准 ,统一到500MPa ,提高了钢筋的应用强度 。
  同一级别质量品级的细化英国与欧洲标准将500MPa钢筋按质量品级分为A.B.C3个级别 ,“澳/新”标准将500MPa钢筋分为L、N、E3个质量品级 。这3个质量品级的差别主要是最大力总伸长率与强屈比差别 。钢筋的伸长率与强屈比、钢的化学身分有关 ,也与钢筋的加工工艺有关 。在英国和“澳/新”标准中 ,虽然没有明确对应的加工工艺 ,但钢筋伸长率与强屈比是表征钢筋轧制工艺的最有代表性的指标 。它不但反应了所接纳的轧制工艺的本钱要素 ,也反应了这一强度品级的质量要素 ,为简化设计与施工现场的治理带来了许多便当条件 。
  我国同一强度钢筋的差别质量品级是在差别的标准中划定的 ,如热轧HRB400钢筋按GB1499.2-2007交货 ,KL400余热处理钢筋按GB13014-1991交货 。但由于余热处理钢筋还没有被市场合接受 ,许多企业将余热处理钢筋按热轧钢筋交货 ,在市场上经常泛起鱼目混珠的现象 。
  生产工艺的隐性化世界各国钢筋标准划定的生产工艺大致可分为热轧不带后部处理、热轧后控制冷却并余热回火、冷加工3种 。原国际标准与英国等国家标准都划定了差别的生产工艺对应差别的性能要求 。近年来 ,世界各国在标准中都淡化了生产工艺 ,划定由生产者决定 。钢筋产品从其使用的角度考虑 ,主要考核的是力学性能、工艺性能、焊接性能 ,所以钢筋的生产工艺在标准中可以不作具体划定 。可是不作具体划定不即是没有要求 ,只是将生产工艺隐性化 ,具体都体现在对性能的要求中 。
  在我国 ,钢筋生产工艺一直都是关注的焦点 。近年来 ,由于资源制约与制造本钱的压力 ,以工艺强化为主的技术研究取得了许多新进展 ,如以低碳钢进行控制轧制和控制冷却的细晶粒高强度钢都有了实质性的进展 。为了固化这一结果 ,我国在新修订的GB1499.2-2007标准中除了划定热轧工艺外 ,还划定了控轧细晶粒工艺路线 。
  从海内外标准的表述与划定中剖析钢筋生产工艺对钢筋性能的影响 ,可看出两者的内涵差别 。解读欧洲的标准体系 ,他们认为钢筋的生产工艺无论是热轧照旧冷轧仅仅影响的是力学性能与疲劳性能 ,包括强度、延伸率尤其是屈强比 。屈强比是间接限定生产工艺的最合适的要领 ,因此 ,冷轧钢筋的屈强比高 ,热轧后余热处理钢筋介于热轧与冷轧之间 ,热轧钢筋屈强比低 。而我国标准太在意轧制工艺的问题 ,将差别的工艺路线分为差别的标准 ,有些人甚至将高强钢筋狭义化 ,认为只有微合金化的高强钢筋才华接受 。在这方面 ,建议借鉴欧洲等乐成经验 ,淡化工艺路线 ,强化有代表性指标的要求 。
  抗震钢筋要求的清晰化近年来 ,地动给许多国家带来的灾难十分惨重 。为了包管在地动爆发时建筑物在瞬间不被破坏 ,有一定的延迟时间 ,以包管人民生命与工业宁静 ,一些处于地动多发地带的国家在标准中对建筑钢筋的抗震性能提出了明确的要求 。如“澳/新”标准划定了E为抗震品级 ,即300E.500E为抗震品级 。
  为了体现抗震性能 ,我国在2007年修订GB1499.2时也参照外洋标准 ,明确地提出了抗震钢筋的要求 。在本次标准修订历程中 ,新标准明确划定:关于有较高要求的抗震结构适用牌号 ,在划定的钢筋牌号后加上E ,作为单独的牌号列出 ,如400E 。
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