抗震建筑结构要求使用具有抗震性能的钢筋澳门新浦京app下载,下面是本网给大家带来关于高强钢筋应用技术的

2020-04-26 作者:供应商   |   浏览(53)

地震频发让抗震钢筋崛起  “十三五”期间,我国建筑业迎来绿色发展的新时代,微合金化高强钢筋将追求功能化,即向抗震、耐腐蚀、耐低温、耐火方向发展。尤其是近几年,我国地震频发,建筑物的抗震性能成为建筑设计中的重要内容,中国汶川、玉树地震,以及海地、智利、日本地震发生后,建筑物的抗震性能进一步引起了社会各界的关注。  抗震建筑结构要求使用具有抗震性能的钢筋,即在建筑物受到地震波冲击时,可延缓建筑物断裂发生的时间,避免建筑物在瞬间整体倒塌,从而提高建筑物的抗震性能。因此在抗震结构中,要求钢筋有一个较长的屈服平台,有很好的延性,同时钢筋实际屈服强度相对于屈服强度标准值不宜过高。  发达国家对抗震钢筋提出了明确的指标要求。首先,抗震钢筋需要有高强度。欧洲标准明确指出抗震钢筋强度要达到400MPa、500MPa级别。其次,对钢筋的塑性指标提出了更高要求,包括强屈比大于1.25、均匀伸长率大于10%。再次,要求钢筋性能的一致性,即要求屈服点波动范围窄,实际屈服点与指标值之比小于1.30。  参照国外标准,我国《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007标准明确地提出了抗震钢筋的要求。即与普通钢筋相比,抗震钢筋的性能指标增加了强屈比(R0m/R0eL)、屈标比(R0m/ReL)、最大力总伸长率(均匀伸长率)(Agt)三项质量特征值,即R0m/R0eL≤1.25,R0m/ReL≤1.30,Agt≥9%。如果抗震钢筋具有较高的强度和良好的塑韧性,那么就可以使钢筋从变形到断裂的时间间隔变长,有效达到“建筑结构发生变形到倒塌的时间间隔尽可能延长”“牺牲局部保整体”的抗震设计目的。  另外,由于钢材在强烈的地震作用下的高应变低周期疲劳性能和在静载下的性能是不同的,必须根据钢材在强震作用下的应力变形特征,提出抗震钢的性能指标。这些指标应包括高应变低周期疲劳性能、应变时效敏感性、冷脆转变温度、可焊接性、强度与塑性的配合。  近年来,在许多高层钢筋混凝土结构和钢混结构的设计中,均加大了抗高烈度地震的要求。地震中钢筋受到反复拉压的强力作用,必然产生变形,建筑楼层间的位移角可达到1/650~1/800,因此要求钢筋应具有对地震能量的吸收潜力。这一潜力往往以钢筋所受的最大应力、最大应变和持续时间三者的乘积来表征。其乘积值越大,表明钢筋对地震能量的吸收能力越强。  我国GB1499.2-2007规定抗震钢筋按屈服强度特征值分为355MPa、400MPa、500MPa级别(牌号分别为HRB335E、HRB400E、HRB500E),400MPa、500MPa强度级别为高强抗震钢筋,具有强度高、安全储备量大、节省钢材用量、施工方便等优越性,更适用于高层、大跨度和抗震建筑结构,是一种更节约、更高效的新型建筑材料。目前,在我国已修订完成的GB1499.2-2013中,335MPa强度级别尺寸规格限制为ф14mm以下,并增加了600MPa强度级别钢筋。  为了保证HRB400E、HRB500E抗震钢筋具有较为稳定的力学性能和组织形态,钢铁企业生产工艺中的化学成分设计要考虑两个方面:一方面是常规元素含量,另一方面是微合金元素含量。  在微合金元素的利用上,目前通常采用Ti(钛)、Nb(铌)、V(钒)元素,这些元素对C(碳)、N(氮)都具有很强的亲和力,可以形成碳氮化物。这些微合金碳氮化合物在轧制过程中析出,产生沉淀强化作用,使钢的强度提高。同时,这些碳氮化合物在铁素体基体、晶界、位错线上析出,可有效阻止铁素体晶粒的长大,起到细化晶粒的作用。再加上这些元素的固溶强化作用,就可以显著提高钢的强度。相比之下,Nb在沉淀强化及细化铁素体晶粒方面的作用更强一些。  我国GB1499.2-2007标准发布实施后,微合金化高强螺纹钢筋生产企业通过加强设备改造、工艺改进、技术创新等,积极开展技术攻关,提高产品质量,研发抗震钢筋,取得了很好的成绩。据统计,获抗震钢筋HRB335E、HRB400E、HRB500E钢筋许可证的厂家以大中型企业为主。随着《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的颁布,微合金化高强抗震钢筋用量将逐步增大,申请生产微合金化高强抗震钢筋的企业也会随之增加。从企业的装备来看,大部分钢铁企业都具备生产微合金化高强抗震钢筋的能力。  国家建筑钢材质量监督检验中心统计了近8年几千个微合金化高强抗震钢筋产品检测数据。数据表明,我国微合金化高强抗震钢筋产品的各项主要指标稳定,完全满足标准要求,实物质量处于较高的水平。  低温严寒离不开耐低温钢筋  在低温严寒地区,例如我国东北黑龙江等地,应该使用抗低温钢筋。另外,用于液化天然气地下储罐的水泥墙,其工作温度为-100℃~-125℃,也需要低温钢筋。这种超常性能的钢筋必须是用微合金化、控制轧制方法生产的细晶粒钢筋。  例如,0.1C~1.7Mn~0.03Nb的微合金化钢筋,就是一种耐低温螺纹钢筋。该钢筋采用了先进的控制轧制技术,在加热温度为940℃、终轧温度为725℃、97%的大压缩比的热轧条件综合作用下,可得到晶粒尺寸为5.5μm的细晶粒组织。其规格为D32,屈服强度为454MPa,缺口拉伸试验显示出,在-160℃环境中也没有脆性断裂迹象。这种具有超常性能的钢筋可用于低温环境,如做液态氮罐等结构材料。  目前,国内已可生产500MPa耐低温系列钢筋品种,其国标正在制定中。这类钢筋可用于-50℃低温的石油气储罐混凝土结构建设,亦可用于-105℃低温的乙基石油气储罐混凝土结构建设,还可用于-165℃低温的天然气气储罐温凝土结构建设。  预防火灾少不了耐火钢筋  在火灾发生时为保证建筑安全性,一些耐火等级高的大型厂房、民居、商务楼等建筑结构都需要耐火钢筋。在350℃的环境中,普通钢筋的屈服强度就下降到常温时的2/3,屈服强度为200MPa。因此,建筑结构要求覆盖耐火涂料以保护火灾时的钢结构。但是,为了削减建筑成本,改善施工环境,提高建筑物颜值,社会要求减少耐火、耐蚀被覆物。因此,耐火钢筋的开发成为必然,特别是在大型地下停车场的建设中使用耐火钢筋尤为必要。  耐火钢筋的开发要使用Cr(铬)、Mo(钼)合金元素,同时加入Nb(铌)、V(钒),提高钢的高温强度,其耐火能力的提高是微合金元素二次硬化产生的效果。耐火钢筋在600℃时的强度和普钢在350℃时的相当,也就是说,其耐火温度可提高到600℃。但当环境温度达到800℃时,耐火钢筋将完全失掉耐火能力。  腐蚀环境更需要耐腐蚀钢筋  为防止在海水等特殊场合使用的钢筋混凝土受到腐蚀而过早被破坏,在跨海桥梁、沿海码头等工程中需要用到耐腐蚀钢筋。  为加强耐蚀钢筋的研发、推广与应用,相关部门制定了YB/T4361-2014《钢筋混凝土用耐蚀钢筋》标准。目前,国内主要生产Cu-P系耐蚀钢筋和Cu-Cr-Ni系耐蚀钢筋两大类。前者适用于大气环境和非浪溅区的氯离子环境,后者适用于大气环境和氯离子环境。为了提高钢筋的性能,可以添加1种或1种以上的微量合金元素,如添加Nb0.015%~0.1%,V0.02%~0.12%,Ti0.02%~0.10%。此外,还可以添加下列合金元素提高耐腐蚀性能,如添加Mo(钼)≤0.2%,Re(铼)≤0.15%,Al(铝)≤0.55%。这两类钢筋皆可用于腐蚀环境,其设计工作年限为25年~50年。  还有一种已开发成功的耐腐蚀钢筋是耐蚀钢筋热轧碳素钢-不锈钢复合钢筋,其性能、强度、耐腐蚀性均达设计要求,且生产时可节约资源,生产成本也较低。

应用效果:使用高强钢筋可以减少构件自重,使结构设计更趋合理,可减少钢筋运输、加工与连接工作量,同时可保证混凝土施工质量,提高安全储备等,对提高建筑物的安全性、耐久性提供了保障。

CRB600H高强钢筋的直径范围为5~12mm,抗拉强度标准值为600N/mm2,屈服强度标准值为520N/mm2,断后伸长率14%,最大力均匀伸长率5%,强度设计值为415N/mm2(比HRB400钢筋的360N/mm2提高15%)。

汽车工业用热轧和冷轧薄钢板在70年代初第一次石油危机之后,微合金化热轧和冷轧薄钢板在汽车工业获得了广泛应用。用高强度钢代替低强度钢过去是现在依然是降低汽车车重的有效方法,以节省燃料。安全方面的需要也激发了高强度钢的应用。热轧薄钢板热轧低合金高强度钢薄钢板主要用于卡车的底盘部分,也用于大客车的车轮,轮毂等部件。传统的屈服强度水平在350MPa到550MPa之间,具有铁素体加少量珠光体组织。表6列出了一些典型的化学成分。过去,这些钢也用Ti作为主要微合金化元素来生产,尤其是在过去钢的含硫水平比较高。加入钛的另外一个主要作用是控制硫化物的形状。但是由于其碳化物形成的动力学原因,轧制工艺十分复杂,大部分情况下是不允许的,以避免出现典型的最终产品性能大范围的分散,图18。在铁素体-少量珠光体钢中,当薄板的厚度方向需要使用两种微合金化元素来获得更高的强度时,Nb和V的结合将使性能分散范围小些。以上考虑涉及到Ti的碳化物沉淀强化作用。如果只用来固定N,则Ti很有效。在含Nb钢中,强度进一步提高,因为更多的Nb将使铸造性能也得到改善。最近,开发出690MPa级卡车大梁用钢,它利用了在由热带轧机直接轧出的贝氏体钢中所有的强化机理,图19。表7列出了两种欧洲产品的合金设计。铁素体-贝氏体钢,含10~30%的贝氏体,用于车轮、轮毂和底盘,它比铁素体-珠光体钢具有更优越的凸缘压边延伸性能。与铁素体-马氏体——双相钢相反,当焊接的轮毂轮箍被拉伸时,使用这种钢不会出现局部颈缩。如图20所示,当合金设计、轧制参数——卷取温度——得到控制从而第二相主要为贝氏体相时,就可达到强度和成型性的最优配合。冷轧薄钢板传统的微合金高强度冷轧薄板用钢在汽车工业已使用了25年,但部分汽车零件不需要高的成型性。图21显示了罩式退火钢板的典型化学成分。传统的微合金钢也可在连续退火线上生产,此时,对于给定的钢种,可以获得更高的强度。例如,如图22所示的用于汽车侧挡板的双相钢。更复杂形状的产品——汽车车体的开发以及传统钢达不到罩式退火同样的成型性而引入连续退火生产薄钢板,需要开发一种新的类型钢,即无间隙钢——超低碳IF钢。无间隙钢添加Ti、Nb或Ti+Nb生成无间隙原子。尤其在镀锌产品中,TiNb无间隙钢可获得最优配合的机械性能以及更好的表面质量,如图23、24、25、26、27、28所示。仅添加Ti的无间隙钢易于产生表面缺陷。匹兹堡大学的最新研究工作已经表明,当铌在铁素体晶界溶解时,它能起到重要的作用。晶界处溶解的铌改善冷加工脆性,并能降低镀锌产品的粉化趋势。用于锻造的微合金钢微合金化技术在锻造汽车零件钢中的应用允许除掉传统的淬回火热处理生产汽车零件,从而显著节省生产成本。表8列出了一些在市场上出现的钢种。现已生产了仅含微合金元素V、仅含Nb以及Nb、V复合微合金钢。研究表明,复合添加Nb和V对提高强度比单独添加这两种微合金元素中的任何一种更有效。Nb提高了V的析出潜能。在这种产品上,最新成果包括有直接淬火或空冷获得的低碳马氏体+贝氏体或贝氏体钢,它们表现出韧性得到改善。表9给出了一个例子。高强度紧固件与悬挂弹簧传统的冷锻高强度紧固件用钢为中碳钢,由淬回火得到最终产品所需的性能。用低碳微合金钢替代中碳钢,不需要热处理就能得到最终所需的机械性能,并且消除了在收线过程中的中间球化处理。表10给出了8.8级钢与10.9级钢的化学成分。悬挂弹簧是另一种使用微合金化技术而达到减重的产品。北美生产出热处理后抗拉强度为2000MPa级、HRc为53-55的钢。化学成分与机械性能在表11中列出。渗碳钢在渗碳处理钢中,尤其在温锻条件下,晶粒非正常长大较为普遍。这些钢中加入铌抑制晶粒非正常长大,这项技术已在日本使用多年,最近在北美也取得应用。微合金元素添加到这些钢中而带来的另一个好处是通过更高的加热温度而有可能减少渗碳时间。铌的加入抑制晶粒长大,因而使在更高温度渗碳成为可能。结构用型钢在结构用型钢技术上的最新主要进展是仅使用一种化学成分就可满足几种技术条件的含铌结构型钢/横梁钢已工业化。这种由Chaparral钢铁公司开发的“多级别”钢,典型的成分仅含0.01-0.02%Nb,这足够将ASTM A36的屈服强度提高到345MPa以上而抗拉强度限制在550MPa以下,从而既能满足ASTM A36又能满足 ASTM A572-50的技术条件。铌是选择性添加微量元素,因为为了满足50级钢的最低屈服强度要求,可能要多添加一些V,为0.02-0.03%,这会提高结构型钢的抗拉强度,使它接近或超过550MPa,而当满足A572-50的技术要求时,又超过了A36所允许的要求。其它ASTM钢的技术要求可由A572-42、A572-50、A529-42、A5290-50、A709-36与A709-50等多级别钢满足。钢筋该产品用于大型混凝土结构以提高抗拉能力。大直径高强度级别钢筋添加了V和Nb。一些现代轧钢厂采用水冷技术取代微合金化提高强度。图29为V和Nb在焊接用钢筋中的强化效果。世界微合金化钢的发展世界微合金化钢的发展可由Nb的总消耗量来描述,因为Nb是一种主要微合金化元素,并且75%的Nb用于微合金化钢,见图30。70年代Nb的消耗量急剧上升。当时控轧工艺在全世界范围内被采用,同时汽车工业使用量也在增加。80年代是稳定期,但微合金化钢产量继续增加。Nb消耗量的稳定是因为钢铁厂效率的提高,如连铸设备的安装、加速冷却,对给定量的最终产品,这可节省原材料。然而在Nb消耗量达到饱和点后,在90年代Nb的需求又显著增加。这是受许多重要的钢铁公司产品结构调整的影响,他们的品种集中在附加值产品,包括微合金化钢。图31很好的显示出在欧洲微合金化钢增加情况。从图中明显看出,在该地区,与粗钢相比,FeNb的消耗量显著增加。在欧洲,每吨钢中的FeNb为60g。除了微合金钢产量增加外,Nb使用领域也在增加。如图32所示,在70年代中期,Nb主要用在管线钢产品。为开发该产品中而发展起来的微合金化技术在随后的时间里被应用在其他领域,如该图所示的2000年情况。结论微合金化技术是一条生产高强度和其它所需性能的高质量产品的经济有效途径。世界范围内的微合金化钢的产量不断增加。新的钢种已开发出来,并应用在许多领域,保持着钢在材料领域的良好竞争能力。(end)

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600 MPa。屈服强度标准值520 MPa。抗拉强度设计值415 MPa,最大拉力作用下的总伸长率(均匀伸长率)≧5%。

CRB600H高强钢筋与HRB400钢筋售价相当,但其强度更高,应用后可节约钢材达10%;吨钢应用可节约合金19kg,节约9.7kg标准煤。目前CRB600H高强钢筋在河南、河北、湖北、湖南、安徽、山东、重庆等十几个省市建筑工程中广泛应用,节材及综合经济效果十分显著。

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有较高抗震性能的热轧带肋钢筋,如HRB400E、HRB500E、HRBF400E和HRBF500E等。其抗拉强度实测值与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,且钢筋在最大拉力作用下的总伸长率(均匀伸长率)实测值不应小于9%。

二高强冷轧带肋钢筋应用技术内容

高强度钢筋技术是绿色建筑在施工建设过程中常常使用到的一种技术手段。其中,什么是高强度钢筋技术?有哪些特点?下面是本网带来的关于高强度钢筋技术的内容介绍以供参考。

主要应用于各类公共建筑、住宅及高铁项目中。比较典型的工程有:河北工程大学新校区、武汉光谷之星城市综合体、宜昌新华园住宅区、郑州河医大一附院综合楼、新郑港区民航国际馨苑大型住宅区、安阳城综合商住区等住宅和公共建筑;郑徐客专、沪昆客专、宝兰客专、西成客专等高铁项目中的轨道板中。

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高强钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》GB1499.2中规定的屈服强度为400MPa和500MPa级的普通热轧带肋钢筋(HRB)以及细晶粒热轧带肋钢筋(HRBF)。

通过添加钒、铌等合金元素,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400 MPa级、500MPa级的热轧带肋钢筋。

CRB600H高强冷轧带肋钢筋(简称“CRB600H高强钢筋”)是国内近年来开发的新型冷轧带肋钢筋。CRB600H高强钢筋是在传统CRB550冷轧带肋钢筋的基础上,经过多项技术改进,从产品性能、产品质量、生产效率、经济效益等多方面均有显著提升。CRB600H高强钢筋的最大优势是以普通Q235盘条为原材,在不添加任何微合金元素的情况下,通过冷轧、在线热处理、在线性能控制等工艺生产,生产线实现了自动化、连续化、高速化作业。

余热处理钢筋 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400 MPa级的热轧带肋钢筋。

400MPa和500MPa级高强钢筋的技术指标应符合国家标准GB1499.2的规定,钢筋设计强度及施工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土结构工程施工规范》GB50666及其他相关标准。

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