中华人民共和国行业标准冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程JGJ 95-2003条文 说 明
前 言
《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ95-2003),经建设部2003年3月21日以第131号公告批准。发布。
为便于广大设计、施工、科研。学校等单位有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定,《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》编制组根据编制标准条文说明的有关规定,按本规程的章、节。条顺序,编制了本规程的条文说明,供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有欠妥之处,请将意见函寄(邮编: l00013)北京市北三环东路30号 中国建筑科学研究院结构所《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》管理组。
1 总 则
1.0.1~1.0.3 本规程主要适用于工业与民用房屋及一般构筑物采用冷轧带肋钢筋配筋的板类构件、墙体、梁柱箍筋等混凝土结构构件和先张法预应力混凝土中、小型结构构件的设计与施工。
本规程采用的冷轧带肋钢筋系指用普通低碳钢、高碳钢或低合金钢热轧圆盘条为母材,经冷轧减轻后在其表面冷轧成具有三面或二面月牙形横肋的钢筋。
自1995年以来,550 级冷轧带肋钢筋代替Ⅰ级钢筋在普通钢筋混凝土楼板。地面、屋面板等得到广泛的应用。同时在梁、柱的箍筋及墙体中也得到一定的应用,扩大了直径12mm 以下带肋钢筋的使用范围,取得了较好的经济效益。
冷轧带肋钢筋预应力混凝土中小型结构构件主要是指预应力空心板。这是国内近十多年来应用最普遍、量大面广的一种预应力构件。由于冷轧带肋钢筋与混凝土有很好的粘结锚固性能,钢筋延性的提高以及抗冲击性能的增加,使冷轧带肋钢筋预应力空心板的性能照比冷拔低碳钢丝预应力空心板有显著地改善。同时,由于制作预应力空心板几乎完全利用原有的工艺与设备,施工极为方便,具有很好的经济效益和社会效益。
预应力空心板在南方地区大多采用先张长线法生产,在北方地区长线法和短线钢模模外张拉工艺兼而有之,故本规程以先张法预应力中。小型结构构件的设计与施工为主。
800 级以上的冷轧带肋钢筋除用作预应力空心板外,在水管。电杆中也得到应用。
根据国内试验研究结果并参照国外的有关规定,本规程对于承受动力荷载引起钢筋应力变化幅度不大的板类构件,给出了在疲劳荷载作用下的设计参数,以满足某些板类构件承受疲劳荷载的要求。
2 术语、符号
2.1 术 语
本节所列的术语是参照冶金部门及建筑方面的有关标准术语制订的。
2.2 符 号
本节所列的符号是按照现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083规定的原则制订的。共分为四部分,即:作用和作用效应;材料性能;几何参数;计算系数及其他。其中大部分符号与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010(以下简称《规范》)所采用的相同。
钢筋的强度等级和伸长率方面的符号,与现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定相一致。
3 材 料
3.1 钢 筋
3.1.1 目前国内生产的冷轧带肋钢筋绝大部分采用被动式轧机经冷轧减经后在其表面冷轧成三面月牙形横肋的钢筋。另一种是采用主动式轧机经冷轧减经后冷轧成二面月牙形横肋的钢筋。冷轧带肋钢筋母材的选用应符合现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定。
3.1.2 对于550 级钢筋主要用于钢筋混凝土结构,特别是板类构件的受力主筋及预应力混凝土结构中的非预应力钢筋,可采用绑扎,焊接网或焊接骨架型式;也可用作箍筋和构造钢筋。对于650 级及其以上级别的钢筋主要用于先张法预应力构件的受力主筋。根据近年一些厂家生产和工程应用情况,在国标GB 13788中增加了970级和1170 级二种预应力钢筋。
根据工程需要和材料实际情况,冷轧带肋钢筋在直径4~12mm范围内可采用0.5mm进级。
4mm的钢筋,由于直径偏细,从构件的长期耐久性考虑,不建议作为受力主筋。
3.1.3 冷轧带肋钢筋的强度标准值与现行国标《冷轧带肋钢筋》GB 13788中的抗拉强度σb 相一致。对于无明显屈服点的冷轧带肋钢筋,从总体大子样统计,强度标准值取实际抗拉强度平均值减1.645倍标准差后取整确定的,即具有不小于95%的保证率。
550 级钢筋作受力主筋直径为5~12mm ,目前国内大量应用在钢筋混凝土现浇板中多为6mm 以上。650级主要用于预应力空心板中,以5mm为主,小部分地区有6mm。800级钢筋,系采用直径6.5mm ,强度为550N/mm2的低合金钢盘条轧制,由于盘条直径为6.5mm 一种规格,因此钢筋直径定为5mm一种。
根据近年国内的生产和工程应用情况,增加了直径5mm的970级和1170级二种预应力钢筋,主要用于较大跨度的预应力空心板和电杆。水管等构件。
.1.4 冷轧带肋钢筋的强度设计值仍按原规程的规定取用。对于无明显屈服点的冷轧带肋钢筋,在构件强度设计时取0.8倍抗拉强度标准值作为设计上取用的条件屈服强度,在此基础上再除以1.2钢筋材料分项系数。例如,对于fptk=650N/mm2的冷轧带肋钢筋,强度设计值fy=650×0.8/l.2 =433N/mm2,取整为430N/mm2。由于盘条质量的提高和轧制工艺的改进,多年生产实践表明,550级钢筋经过机械调直后,抗拉强度仍可满足550N/mm2的要求。因此,取消了原规程550级钢筋经机械调直后,抗拉强度设计值应降低20N/mm2的规定。
钢筋抗压强度设计值(f'y或f'py) 的取值原则仍以钢筋压应变ε′s = 0.002作为取值条件,并按f'y=ε′sEs 和f'y=fy二者的较小值确定。
3.1.5 根据五种强度级别、直径4~12mm ,总共500 多个试件的实测结果,冷轧带肋钢筋的弹性模量变化范围为(1.89~2.06 × 10 5 N/mm2 之间,规程取弹性模量Es=1.9×l05 N/mm2。
3.1.7 冷轧带肋钢筋的疲劳性能,国外很早就开始进行试验研究。早在1972年德国钢筋产品标准DIN488(1)中规定,当满足200万次疲劳次数时,冷轧带肋钢筋(直条形式应用)的疲劳应力幅值不超过230N/mm2。1978年德国钢筋混凝土结构规范DIN1045规定,在满足200万次疲劳情况下,冷轧带肋钢筋(直条)的应力幅不超过180N/mm2 。直至1988年,在相应的设计手册中一直采用此值。近些年,由于手工绑扎直条钢筋应用很少,而改用冷轧带肋钢筋焊接网,故在相应标准中直接给出冷轧带肋钢筋焊接网的疲劳设计指标。
国内的试验结果表明,冷轧带肋钢筋具有很好的抗疲劳性能,当考虑一些可能的不利影响因素后,取95%的保证率,满足200万次疲劳次数的条件下,钢筋的应力幅值仍可达200N/mm2 以上。
根据国外有关标准规定和大量试验研究结果以及国内的试验指出,冷轧带肋钢筋可用于疲劳荷载,主要限制疲劳应力幅值。为稳妥起见,仅限用于板类构件,且为同号应力、应力比ρfs>0.3,同时限定钢筋的最大应力不超过300 N/mm2 的情况下,冷轧带肋钢筋疲劳应力幅值规定不超过120N/mm2是安全可靠的。
3.2 混凝土
3.2.1 根据国内多年工程实践表明,对于正常使用条件下的冷轧带肋钢筋混凝土结构,要求混凝土的强度等级不得低于C20。对于冷轧带肋钢筋预应力结构构件,考虑混凝土强度与钢筋强度的匹配以及预应力构件放张时避免端部裂缝,要求混凝土的强度等级不得低于C30 。
多年工程使用经验表明,对于一类环境条件下的普通混凝土板、墙类结构构件,当混凝土强度等级不低于C20 以及处于二、三类环境条件下的混凝土强度等级不低于C30 且混凝土耐久性设计符合要求时,结构构件的耐久性可以满足使用要求。一、二、三类环境类别的具体条件与《规范》的规定相同。
4 基本设计规定
4.1 一般规定
4.1.1 通过对二跨连续板和二跨连续梁的试验表明,冷轧带肋钢筋混凝土连续板具有较好的塑性性能,有明显的内力重分布现象,可以按塑性内力重分布理论进行内力计算。结合控制连续板在正常使用阶段裂缝宽度的限制条件,提出了冷轧带肋钢筋混凝土连续板的弯矩调幅限值定为不超过按弹性体系计算值的15%。
4.1.3~4.1.4 对于650级及以上级别的冷轧带肋钢筋预应力构件,不允许构件受拉边缘混凝土产生裂缝,根据使用要求不同,裂缝控制等级分为二级。
一级:对于严格要求不出现裂缝的构件,如露天或室内高湿度环境的构件,要求构件受拉边缘混凝土在荷载效应标准组合作用下,不出现拉应力(零应力或压应力),与原规程的规定相同。
二级:一般要求不出现裂缝的构件,即大量应用的二级抗裂构件,原规程规定的混凝土拉应力限制系数αct.s=0.6,αct.l=0.25 。根据近些年各地编制冷轧带肋钢筋预应力空心板标准图的经验及有关的试验结果表明,预应力空心板按原规程计算的抗裂能力实际上有较大富裕。反算求得的拉应力限制系数可以增加,即αct.s可由0.60 增至0.65 ;αct.l可由0.25 增至0.30 。而且原规程空心板的截面抵抗矩塑性影响系数γ是按1.5考虑的。根据十多年国内大面积的工程实践经验,冷轧带肋钢筋预应力空心板的抗裂性能十分良好,而且空心板卸载后具有很好的裂缝闭合能力。因此规定,在荷载效应标准组合下,构件受拉边缘混凝土拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度标准值。此时构件出现裂缝的概率较低,即使出现裂缝,一般裂缝宽度也非常小。在荷载效应准永久组合下,构件受拉边缘混凝土拉应力不应超过0.4倍混凝土轴心抗拉强度标准值。这样,混凝土拉应力限值基本与原规程一致,裂缝控制可以满足使用要求,构件的用钢量也维持在原来水平。
4.2 预应力混凝土结构构件
4.2.1 预应力钢筋的张拉控制应力值σcon在满足抗裂要求的前提下,尽量采用较低的张拉控制应力值,以改善构件的塑性工作性能,张拉控制应力过高将导致最小配筋率的增加,并降低构件的延性。目前,用量最大的预应力空心板的张拉控制应力一般不超过0.7fptk,基本满足使用要求。结合国内近些年对预应力空心板的设计,使用经验,给出本条建议的张拉控制应力上、下限值。
4.2.2 混凝土强度偏低,过早地放松预应力筋会造成较大的预应力损失,同时也可能因局部压力过大造成混凝土顺筋裂缝和损伤。工程实践表明,一般情况下,对于混凝土强度等级不低于C30 的预应力构件,75%设计混凝土强度放松预应力筋,构件受力状态和粘结锚固性能均满足要求。
4.2.3~ 4.2.4 预应力冷轧带肋钢筋的应力损失可按表4.2.3的规定计算。但考虑到有些损失估计不准,偏于安全考虑,当预应力构件计算出的预应力总损失值小于100N/mm2 时,应按100N/mm2 取用。
预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1以及由于混凝土收缩。徐变引起的预应力损失值σl5仍按原规程规定。
对直径5mm 的650级。800 级和1170级冷轧带肋钢筋(20±1℃,1000h)应力松弛损失σl4试验结果表明,当钢筋的控制应力为(0.5~0.8)σb时,1000h的应力松弛损失大致在(4~7.4)%σcon的范围。
对三个强度级别20 组试验结果,不同时间预应力冷轧带肋钢筋的应力松弛值与1000h松弛值的比值,大致是:
1h 10h 24h 100h 1000h
38% 60% 70% 80% 100%
据上述三种冷轧带肋钢筋在控制应力σcon=0.7σb 时的试验结果,偏于安全,取应力松弛损失值为0.08σcon。
4.2.5 根据棱柱体拔出试验得出的锚固长度较短,去掉端部搁置长度后,在支座外的锚固区更短,在一般情况下,端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力可不必计算。如需进行计算,可按本规程附录A的规定。
5 结构构件设计
5.1 正截面承载力计算
5.1.1~5.1.2 冷轧带肋钢筋混凝土受弯构件基本性能试验表明,试件的正截面应变分布基本符合平截面假定,试件破坏特征与配置普通钢筋的混凝土构件相近。在进行正截面承载力计算时,可按《规范》的正截面承载力计算的有关规定执行。
对于板类受弯构件,考虑其常用混凝土强度等级一般不超过C50,为了简化计算,在求相对界限受压区高度ξb时,本条给出了简化计算公式。当超过C50时,可按《规范》的相应公式计算。
5.1.5 冷轧带肋钢筋用于疲劳荷载作用时,仅限于板类构件,对钢筋应力幅借鉴国外标准的有关规定和国内试验结果作了限制,且有较大的安全储备。
5.2 斜截面承载为计算
5.2.1~5.2.2 矩形,T形和I形截面的受弯构件,其受剪截面限制条件、斜截面受剪承载力计算和有关配置箍筋的构造要求等按《规范》的有关规定。
根据国内试验结果,当箍筋的强度设计值为360MPa,其斜截面的裂缝宽度满足正常使用状态的要求。
5.3 裂缝控制验算
5.3.1 根据本规程第4.1.3条和第4.1.4条的规定,给出了钢筋混凝土和预应力混凝土构件裂缝控制的验算条件。
为简化计算,规程给出了在一类环境(室内正常环境)条件下板类受弯构件可不必作最大裂缝宽度验算的条件。
5.3.2 为解决裂缝宽度计算问题,规程编制组曾组织几个单位总共进行了70多个梁板构件试验,结果表明,冷轧带肋钢筋混凝土梁板构件具有很好的正常使用性能,本次修订最大裂缝宽度的基本公式仍采用原规程的计算公式:
其中,反映裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度影响的系数αc取为0.85;短期裂缝宽度扩大系数τs,根据试验结果分析取为1.5;考虑长期作用影响的裂缝宽度扩大系数τ1 取为1.5。因此,构件受力特征系数αcr=αcτsτl= 0.85×1.5×1.5≈1.9。
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数按公式(5.3.2-2 )计算,根据试验结果分析,式中系数α,对于一般钢筋混凝土梁取1.1,对于板类构件取1.05 。这样在进行裂缝宽度和挠度验算时均可取得与试验值较好的符合。
对配置冷轧带肋钢筋混凝土受弯构件的平均裂缝问距可按下列公式计算:
当配置不同直径、不同钢种的钢筋时,式中d应改为等效直径deq,可按规程公式(5.3.2-4)进行计算。
根据板类受弯构件试验,当公式(5.3.2-1)中的c值取实际值时,计算的裂缝宽度更接近试验结果。
5.4 受弯构件挠度验算
5.4.1~5.4.3 冷轧带肋钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件的长期刚度和短期刚度计算与普通钢筋混凝土构件基本相同。仅将冷轧带肋钢筋混凝土受弯构件短期刚度计算式中的系数值作了调整,采用与裂缝宽度计算公式相同的ψ值。
冷轧带肋钢筋受弯构件的挠度限值仍按原规程的允许值取用。
5.5 施工阶段验算
5.5.1 冷轧带肋钢筋先张法预应力构件施工阶段验算规定与《规范》第6章的有关规定相同。
6 构造规定
6.1 一般规定
6.1.1 混凝土保护层最小厚度的规定,主要取决于构件耐久性和受力钢筋粘结锚固的要求。本条规定的混凝土保护层厚度比原规程略有增加,混凝土强度等级范围也稍有扩大。其中对一类及二a类环境即相当原规程的"室内正常环境"及"露天及室内潮湿环境"所定的混凝土保护层厚度与原规定基本接近。二b类环境及三类环境考虑严寒冻融及除冰盐等条件的影响保护层厚度稍有增加。预制构件中预应力钢筋的保护层厚度经国内多年大面积工程实践表明是合适的。增加了基础保护层厚度,系根据多年工程经验确定的。
6.1.2 冷轧带肋钢筋的粘结锚固主要靠钢筋的月牙形横肋与混凝土的咬合作用,锚固强度也与混凝土强度、保护层厚度、配箍约束情况等因素有关。考虑国内设计上的习惯规定与施工上的方便,仍按混凝土强度等级分档,以表格形式给出最小锚固长度。原规程的锚固长度值是根据国内多个单位进行的大量棱柱体拔出试验结果确定的。近些年,国内一些单位又对较大直径(10mm 、12mm)的冷轧带肋钢筋进行了系统的试验研究。根据拔出试验的临界锚固长度值,在此基础上乘以1.8~2.2倍左右的增大系数作为设计上采用的最小锚固长度。
6.1.3 处于较强地震作用下的冷轧带肋钢筋配筋的构件,如剪力墙底部截面的墙面中的分布钢筋,可能处于交替拉、压状态下工作。此时,钢筋与其周围混凝土的粘结锚固性能将比单调受拉时不利,因此,对不同抗震等级给出了增加钢筋受拉锚固长度的规定。在此基础上乘以1.25 倍增大系数,得出搭接接头面积百分率不超过25%时的纵向受拉钢筋绑扎接头的抗震搭接长度。
6.1.5 我国房屋建筑混凝土结构构件受拉钢筋的最小配筋率与国外相比明显偏低,这次修订按《规范》关于混凝土结构对最小配筋率修订的有关规定给出。
6.1.6~6.1.8 冷轧带肋钢筋预应力受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率的规定是个较复杂的问题,它与构件截面的几何特征,构件混凝土的抗拉强度。预应力钢筋的强度设计值以及钢筋的张拉控制应力值等因素有关。
对于无明显屈服点的冷轧带肋钢筋预应力受弯构件,当构件的配筋率过低时,在使用或施工过程中有可能出现构件脆断事故。为了防止出现这种情况,在设计中应考虑构件的最小配筋率问题。最小配筋率的确定原则是:在此配筋率下,预应力混凝土受弯构件的正截面受弯承载力设计值应不低于该构件的正截面开裂弯矩值。根据冷轧带肋钢筋预应力空心板十多年在国内大面积使用经验,当钢筋材性指标、设计及施工工艺符合相关标准要求的情况下,冷轧带肋钢筋预应力空心板一裂即断的情况已经解决,构件裂缝出现荷载与破坏荷载有较长一段距离。特别是由于高线盘条的普遍采用和冷轧工艺的完善,使钢筋的延性有较大的提高,钢筋的最大均匀伸长率在2.5%左右,比冷拔低碳钢丝的延性有显著提高。当采用较高强度的预应力冷轧带肋钢筋以及构件跨度稍大的情况,空心板的最终破坏形态多为裂缝或挠度控制。根据冷轧带肋钢筋预应力空心板多年的设计使用经验,对预应力受弯构件和轴拉构件在最小配筋率验算时采用一个配筋率调整系数;实质上即是钢筋应力提高系数,使用钢量维持在与目前实际用量大致相当的水平。仍采用原规程的最小配筋率验算公式,但应指出,公式(6.1.6-1)和(6.1.8)中钢筋应力增大系数1.05仅在验算最小配筋率时才考虑,在正截面强度设计时是不考虑的。
在满足构件抗裂要求的前提下,尽量降低张拉控制应力,有条件时宜优先采用强度级别较高的钢筋,对于提高预应力构件的延性都是有利的。
根据原规程第5.7.5条规定,当构件的强度安全储备较高时,可不考虑最小配筋率的规定,本规程仍维持原规程的折算承载力系数相当1.4的规定,即公式(6.1.7) 。
6.2 梁柱箍筋
6.2.1~6.2.4 CRB550级冷轧带肋钢筋作梁柱箍筋,国内一些单位已进行过系统试验研究,结果表明,采用冷轧带肋钢筋作柱的箍筋,改善高强混凝土构件的延性,具有较好的塑性变形能力,提高抗震性能,尤其在高轴压比下更具优点。在反复周期荷载作用下,构件具有较好的滞回特性,当高强混凝土柱截面变形较大时,冷轧带肋箍筋具有较大的变形能力,充分发挥其约束效应。在各种条件相同的情况下冷轧带肋箍筋柱的延性不低于HPB235级箍筋柱,且具有较好的节材效果。
冷轧带肋钢筋作箍筋对构件斜裂缝的约束作用明显优于HPB235级钢筋,根据梁抗剪试验结果,在承载能力阶段和正常使用阶段箍筋的作用均满足要求。
梁、柱箍筋的配筋构造要求应与《规范》的规定相同。
6.2.5 多层砌体房屋构造柱的箍筋配置系参照现行行业标准《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程》JGJ/Tl3及现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 500ll的有关规定。
6.3 板和墙
6.3.1 板中受力钢筋最小直径和钢筋间距的规定,基本与原规程规定相同。
6.3.3 板下部纵向钢筋伸入支座的锚固长度值是根据冷轧带肋钢筋多年工程实践经验,考虑到冷轧带肋钢筋直径偏细,在原规程的锚固长度基础上进行了调整,符合现场的实际施工情况。
6.3.4~6.3.6 参照《规范》的有关规定制订的。
6.3.7~6.3.9 同原规程的规定,工程实践证明是合适的。
6.3.10~6.3.11 规程修订组专门组织了对冷轧带肋钢筋剪力墙的试验。结果表明,合理设置端部约束边缘构件,板面配筋满足规范要求,冷轧带肋钢筋作为剪力墙的分布筋,按现行规范计算的受剪承载力和受弯承载力与试验结果符合良好,具有较好的抗震性能,可用于高层建筑剪力墙墙面的分布筋。房屋的适用高度较混凝土结构设计规范中规定的适用最大高度作适当的降低。
试验指出,当矩形截面剪力墙设计轴压比为0.5及I形墙体设计轴压比为0.67 时,位移延性比均不小于4.0。试件破坏时,剪力墙纵向分布钢筋的最大拉应变不超过0.011。结合试验,对4m和6m长的冷轧带肋钢筋焊接网剪力墙的计算结果表明,设置约束边缘构件的墙,轴压比不小于0.3、层间位移角不大于1/120时,受拉区最外侧冷轧带肋竖向分布钢筋的拉应变一般不超过0.015,最大达0.018。目前国内CRB550级冷轧带肋钢筋,当伸长率δ10不低于8%时,最大均匀伸长率可达0.025以上。为慎重起见,当冷轧带肋钢筋用于一、二级剪力墙底部加强区且轴压比分别小于0.2、0.3时,对底部加强部位及相邻上一层墙两端和洞口两侧边缘构件沿墙肢的长度及配箍特征值都作了适当的加强。
6.3.13 CRB550级冷轧带肋钢筋宜优先以焊接网型式用作剪力墙的分布筋,具有显著提高工程质量、大量降低现场人工绑扎量及加快施工速度等优点。
7 施工工艺
7.1 钢筋的检查验收
7.1.1 冷轧带肋钢筋的各项技术要求应符合现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定。
生产550级和650级冷轧带肋钢筋的母材应符合现行国家标准《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701的有关规定。生产800 级及以上级别钢筋的盘条应符合现行国家标准《优质碳素钢热轧盘条》GB/T4354或其他有关标准的规定。
650级及以上级别钢筋一般为成盘供应。最近若干年,国内大量应用的550级钢筋,一般都是根据施工图要求定尺直条成捆供货,以达到经济合理利用钢材的效果。但有时也可成盘供应。
7.1.2 冷轧带肋钢筋应分类堆放,不宜长时间在露天储存,以免过分锈蚀。钢筋表面的轻微浮锈是允许的。
7.1.3 进入现场的钢筋应成批验收。钢筋的外形尺寸。表面质量及重量偏差等,可按每批抽取一定的数量进行检验。对650 级及以上级别钢筋的强度和伸长率应逐盘检验。对直条成捆供应的550级钢筋的力学性能和工艺性能,按符合本条第一款要求的钢筋以不大于10t 为一批进行抽样检验。近些年,由于国内普遍应用性能优良的高线盘条为母材以及轧制工艺的不断完善改进,冷轧带肋钢筋的质量有较大提高,为了减少现场复检工作量,对于直条成捆供应的550级钢筋增大至10t为一检验批,符合当前的质量状况及现场的施工技术水平。
7.2 钢筋的加工
7.2.1 冷轧带肋钢筋经机械调直后表面常有轻微伤痕,一般不影响使用。当有明显伤痕时,应对调直机进行检修。弯曲度限值仍按原规程的规定。
7.2.2~7.2.4 工程实践表明,对钢筋弯折的有关规定,箍筋弯折及钢筋加工形状。尺寸的要求等,原规程的规定是可行的。本规程增加了对箍筋内净尺寸的要求。
7.3 钢筋骨架的制作与安装
7.3.1~7.3.2 仍按原规程的规定,是切实可行的。
7.3.3 受拉钢筋绑扎接头的搭接长度基本按原规程的规定,仍按混凝土强度等级分档,钢筋绑扎接头长度相当锚固长度的1.25 倍左右。
7.4 预应力钢筋的张拉工艺
7.4.1~7.4.2 国内预应力混凝土构件生产厂家很多,各厂的张拉机具质量水平不一。本规程根据各生产单位设备的实际情况和技术管理水平,本着既严格要求,又切实可行的原则,规定了长线法、短线法生产用张拉设备的技术指标要求和校验规定。长线法锚定后钢筋的滑移限值与原规程相同,取5mm。
7.4.4 根据规程编制组及施工单位对直径5mm 的650级和800级钢筋辙头的试验结果,钢筋经冷辙后在镦头附近3~6mm 区域强度略有降低。650级钢筋镦头强度相当原材强度的96%以上;800级钢筋镦头强度相当原材强度的98%。上述二种钢筋的镦头强度均远超过90%钢筋强度标准值。表明冷轧带肋钢筋镦头的强度满足标准要求,且具有较大富裕。
7.4.5 根据国内多年工程实践表明,冷轧带肋钢筋采用一次张拉,可以满足设计要求。一般情况下不宜采用超张拉。当施工中确实产生设计未考虑的预应力损失时,可根据具体情况适当提高少量张拉值,但提高值不宜超过0.05σcon。超张拉值过高将影响预应力构件的延性,不宜提倡。
7.4.6 短线生产时,一个构件中钢筋镦头后有限长度的极差控制在2mm 比较合适,符合目前大部分构件厂的生产水平。
7.4.7 钢筋预应力值抽检数量,根据冷轧带肋钢筋预应力空心板多年生产经验总结,本条规定比较切实可行,除了规定最低抽检数量外,又根据生产量按一定比例增加抽检数量,对大厂或小厂均具有适当的宽严程度。检测时间也明确定为张拉完毕后lh进行。
7.4.8 本条仍采用原规程的规定值。预应力筋检测时的预应力规定值系按设计的张拉控制应力σcon减去锚夹具变形损失和lh的钢筋松弛损失后确定的。锚夹具变形损失与钢筋长度有关,松弛损失与检测时间有关。规程表7.4.8主要根据上述二项损失计算结果并考虑适当的裕度而确定的。
7.5 结构构件检验
7.5.1~7.5.2 对冷轧带肋钢筋预应力混凝土构件进行检验评定时,构件的承载力。构件的挠度检验应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。构件的抗裂检验应按本条的有关规定进行。主要考虑对某些小跨度构件按国标GB 50204计算的抗裂检验系数允许值过高,因此本规程作了适当修正,即增加了公式(7.5.2-1)。
对大量的产品生产性检验,可按公式(7.5.2-1)进行检验;当有专门要求时,可按公式(7.5.2-2)进行检验。在有些情况下,按公式(7.5.2-2)计算的[γcr]值小于公式(7.5.2-1)的计算值时,应取用公式(7.5.2-1)的计算值。这样得出的计算结果,符合目前设计及构件检验的实际情况。
附录A 预应力混凝土构件端部锚固区计算
A.0.1~A.0.2 当需对冷轧带肋钢筋先张法预应力构件端部锚固区的正截面和斜截面进行受弯承载力计算及抗裂验算时,本附录给出了预应力冷轧带肋钢筋最小锚固长度和在锚固区内钢筋抗拉强度取值的有关规定以及预应力钢筋在传递长度范围内有效预应力的变化。
原规程对预应力冷轧带肋钢筋的锚固长度和传递长度是根据直径5mm 和4mm 的650级和800 级(包括三面肋和二面肋)钢筋在c20~C40混凝土棱柱体拔出试验和C20~C30混凝土传递长度试件的实测结果,考虑1.8~2.0倍左右的增大系数后取整确定的。
近期,根据对强度1170N/mm2。直径5mm的冷轧带肋钢筋在C30~C40混凝土中的粘结锚固试验结果,补充了1170级和970级预应力冷轧带肋钢筋的锚固长度和传递长度值。
附录B 冷轧带肋钢筋的技术性能指标
本附录包括对三面肋和二面肋冷轧带肋钢筋的外形尺寸、重量及允许偏差等要求,应符合现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB 13788的有关规定。钢筋伸长率值维持原标准不变。根据金属拉伸试验法中对测定数值修约的规定,将伸长率8% 、4%分别修改为8.0% 和4.0% 。钢筋混凝土用的550级钢筋,应检验其弯曲性能,指标与原规程同。预应力混凝土结构用的650级及以上级别的钢筋,应检验其反复弯曲性能,反复弯曲次数为3次,反复弯曲半径随钢筋直径不同而变化。
根据近年国内大量工程应用和试验表明,对成盘供应的各级别钢筋经调直后,其抗拉强度仍可满足标准值的要求。特别是550级钢筋,国内绝大部分为定尺直条供货,其抗拉强度均按550N/mm2要求。