探秘钢筋的倔强:工程建筑中不可或缺的材料
钢筋和人一样,也有自己倔强的一面,它们挺拔而又灵活,承担着支撑混凝土结构的重任。在基础工程中,钢筋是桩基础的主要受力点,成为建筑本体舒适的“鞋子”。在基础工程中,筏板基础、箱形基础等处处可见钢筋的身影,这些钢筋构成了建筑本体的坚强“双脚”,承受着整个本体的重量。在主体结构中,受力钢筋、框架钢筋、箍筋、分布钢筋纵横交错,构成了不同类型的柱、梁、板、墙,构成了建筑结构的“躯干”。
在每个建筑工人的日常工作中,最常接触的就是钢筋和混凝土这对兄弟。而对于钢筋,它的“倔强”又在何处,我们对它的行为又了解多少呢?
让我们拨开迷雾,看清真相,获得实用的东西。
工程建设中使用的钢筋,根据工程人员的“手感”,分为光圆钢筋和带肋钢筋(螺纹钢)。光圆钢筋表面光滑,犹如亭亭玉立的少女伸出的纤纤玉手,滑溜溜的,凉凉的,摸上去却略带硬感。初次触摸,令人心旷神怡,久久触之,令人心寒不已。

带肋钢筋摸起来凹凸不平,俗称螺纹钢。它们就像一个经常干搬运工的人,粗犷、坚硬却让人安心。有了它们,世界才存在,有了它们,混凝土结构才不会摇摇欲坠。

看到上图大家可能会好奇钢筋上的数字和字母代表什么意思,下面就来为大家讲解一下带肋钢筋编号的代号。

从左到右是数字+字母+一个或两个字母+两个数字的四部分组合。
第一部分的数字为“3、4、5”之一,分别代表钢筋屈服强度的强度等级为300MPa、400MPa、500MPa。
第二部分字母描述钢筋种类,此位置字母若为空,则表示热轧钢筋,K表示残余热处理钢筋,C表示细晶粒钢筋,E表示抗震钢筋,W表示可焊接钢筋。
第三部分的一个或两个字母代表生产该钢材的钢厂。例如,AY代表安阳钢铁,CG代表成都钢铁,T代表唐山钢铁,X代表宣化钢铁,HG代表邯郸钢铁。上图中的“JY”是河北敬业钢铁的代码。
第四部分两位数字代表钢筋直径,6至50mm。
认识了钢筋之后,我们还需要掌握钢筋应该具备的几个硬性指标,包括屈服强度、抗拉强度、拉伸伸长率、冷弯伸长率、重量偏差等,其记忆法如下:

(1)屈服强度和抗拉强度是钢筋拉伸试验中表征钢筋弹性变形和塑性变形的两个重要拐点值,分别是下图中的B和D。

屈服强度B表示钢筋由弹性变形进入塑性变形阶段,从此点开始钢筋的变形不可逆(在达到此点之前,钢筋受力产生的变形在应力消除后可以完全恢复)。抗拉强度D表示钢筋在塑性变形阶段所能承受的极限值,如果超过此极限值的应力作用在钢筋上,钢筋就会发生破坏。以上两个特殊点的取值,可以引出强度屈强比、超屈强比的概念。


(2)拉伸伸长率。它是表征钢筋延展性的参数。伸长率越大,钢筋的延展性越好,能承受的变形量越大。在钢筋混凝土构件中,钢筋的延展性越好,构件从出现裂缝到构件断裂倒塌的时间越长,因而建筑物内人员逃生的机会就越大。

(3)冷弯伸长率。这是用来考核钢筋塑性的,也是钢筋加工时要求的指标之一。钢筋的冷弯性能一般随强度等级的提高而下降。圆钢冷弯伸长率不得超过4%,带肋钢筋冷弯伸长率不得超过1%。
(4)重量偏差:钢筋厂家在生产过程中是否偷工减料,可以通过实际称重与理论重量的对比来判断。钢筋重量偏差是一个比较直观的检测,也比较容易得到数据。《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015中对钢筋重量的“负偏差”有规定,如下所示:

有两点需要特别说明:
首先,为了消除单根钢筋重量变化的随机性,选取三根钢筋称量其总重量进行比较;
第二,钢筋偏差测量的结果是一个百分比,而且是负偏差,也就是说重量偏差有一个下限。钢筋厂家可以把钢筋做成无限重,但是轻度只能在10%以内。这就好比一个股票交易员在接受投资者的资金时被告知只能损失10%的本金,否则将被迫卖掉所有股票;但如果是盈利百分比,就没有上限。
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