“标准使世界更安全”是本届世界标准日的祝词。标准涉及到生活的方方面面,从高科技产品到衣食住行,无处不在。我们的生活离不开建筑,建筑物的安全关系到千家万户,关系到国家的财产安全,制定先进与科学的标准将使我们的建筑更安全,生活更美好。
建筑结构主要有钢筋混凝土结构和钢结构,目前,我国的工业和民用建筑仍以混凝土结构为主,有关专家指出,“我国建筑结构包括高层建筑,目前及今后相当长一段时期,都以钢筋混凝土结构为主”。有关分析还表明,我国的建筑结构安全度总体上比欧美等发达国家偏低,尤其是钢筋混凝土结构偏低较多。为适当提高我国钢筋混凝土结构的安全度, 新的混凝土设计规范GB50010-2002《混凝土结构设计规范》提倡以400MPa(Ⅲ级)钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。因而钢筋产品标准及作为钢筋混凝土建筑结构中的筋骨——钢筋的质量更是至关重要,其对建筑物的安全起到了举足轻重的作用。为完成钢筋混凝土结构安全度的调整并与国际接轨的战略任务,制定先进与科学的“钢筋”产品标准,并大力推广400Mpa、500Mpa钢筋的生产和应用至关重要。GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》标准的修订工作充分体现了这一理念,该标准的修订为节约资源,降低成本,提高钢筋的综合性能和400Mpa、500Mpa钢筋的推广应用将起到重要作用。
GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》修订工作的综旨为:积极采用国际、国外先进标准,在总体框架上主要参照国际标准,在具体技术指标上既要参考欧洲、澳大利亚/新西兰等先进标准又要充分考虑400Mpa、500Mpa钢筋在国内生产现状及使用要求。从而促进钢筋的产业与产品结构调整与升级换代,提高建筑物的安全度,保证抗震的要求,标准修订过程中汲取了各国标准的优点,并最大限度地满足各种不同使用要求,并保证安全。经修订的GB1499标准的先进性与科学性主要体现在以下几点:
1.充分体现技术进步
在国家973项目“新一代钢铁材料的重大基础研究”课题中,新一代钢铁材料的理论研究取得了重大突破,同时对“细晶粒钢筋”的工业化生产与应用也进行了试验,取得了一定的试验数据。要将这一成果进一步应用到工业化大生产中,标准起到了不可替代的作用。在GB1499标准修订过程中,对目前国内“细晶粒钢筋”的试验、生产和应用情况进行了调研,并组织进行了必要的试验验证,在此基础上将“控轧细晶粒钢筋”纳入了标准,并单独设HRBF335、HRBF400、HRBF500三个牌号,其化学成分、力学性能等主要技术指标与HRB系列牌号完全相同。其生产工艺是通过在热轧过程中进行控制轧制温度和冷却速度,得到细晶粒组织,最终获得满足要求的使用性能。可通过对钢材化学成分进行适当调整,不加或少加合金及微合金化元素(Nb、V、Ti)并与控轧控冷技术相结合而获得预期的目标。“细晶粒钢筋”的特点是在强度相当的情况下延性有较大提高,伸长率A和最大力下的总伸长率Agt通常优于一般的热轧钢筋。目前,钢铁工业面临资源紧缺,原材料价格上涨,钢筋价格下跌的形势下,控轧细晶粒钢筋的问世,为在我国大力推广和应用400Mpa、500Mpa钢筋开辟了新的途径,同时也提出了新的挑战。生产“控轧细晶粒钢筋”可节约资源,降低成本,减少合金和微合金元素的用量,与此同时对轧制工艺也有了新的更高的要求,要求企业要根据现有设备和生产条件的状况,对现有设备进行适当调整和改造,通过对热轧过程中轧制温度和冷却速度的摸索和研究,取得最佳的工艺路线,而获得性能价格比最高的产品。
2.调整强度指标使其科学合理
本次标准修订将原HRB335、HRB400两牌号的抗拉强度适当下调,使其更趋科学合理,原HRB335、HRB400两牌号的屈服强度分别为335MPa和400MPa而其抗拉强度分别为490MPa和570MPa,其强屈比分别为1.46和1.42,国际上对有较高延性要求的牌号的强屈比一般是在1.15~1.35之间,而我国标准对强屈比的要求为1.25,如按原标准规定,为达到强屈比要求,无形中提高了两牌号的屈服强度,这是不尽合理的。此次修订分别将两牌号的抗拉强度调整为:455MPa和540MPa其强屈比仍可达到1.35,可免于为追求高抗拉强度而投入的资源,使该两牌号的抗拉强度指标更趋合理。
3.保证抗震要求提高安全度
近年来地震给世界上处于地震多发地带国家带来的灾难是十分惨重的。为了保证地震发生时建筑物在瞬间能够延时破坏,从而最大限度地保证人的生命与财产安全。国际及国外多数发达国家都在标准中对建筑用钢筋的抗震性能提出了更严格的要求。由于我国处于地震多发地带,全国有87%的城镇需要抗震设防。在此次标准修订中,对标准的延性指标进行了调整,提高了400Mpa、500Mpa钢筋的伸长率A,以及各牌号的最大力下的总伸长率Agt指标,伸长率A提高到16%~17%。最大力下的总伸长率Agt规定不小于7.5%,使钢筋的延性指标整体得到提高,尤其是最大力下的总伸长率Agt有了大幅度提高,基本达到国际、欧洲标准中最高延性等级的要求,其可适用于有高延性要求的配筋结构。标准中对于有较高要求的抗震结构用牌号,规定在HRB或HRBF系列后加E,且加E的牌号还应满足以下要求: a) 钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25。 b) 钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特性值之比不大于1.30。 牌号后加E的钢筋可满足各类结构(包括一、二级抗震结构)的设计和使用要求,大大提高了建筑物的安全度。
4.合理的规定确保连接安全
钢筋的连接方式主要有两种,即焊接连接和机械连接,我国目前建筑施工中仍以焊接连接为主,机械连接在近年来也发展较快,但由于其成本比焊接连接相对要高,还没有得到广泛的应用。GB1499标准规定的钢筋均为可焊接钢筋,所有牌号均规定了碳当量的要求。同时也可进行机械连接。HRB系列牌号钢筋的可焊性经过长期的生产和应用是毋庸置议的。对于HRBF系列牌号即“控轧细晶粒钢筋”的可焊性,在973课题的研究中钢铁研究院做了焊接接头拉伸、弯曲试验和疲劳试验,检验了接头纵剖面宏观形貌和显微组织等全面的焊接试验研究。结果表明:该产品焊接性能优良,适合于各种焊接工艺(电渣压力焊、闪光对焊、搭接焊等),试验结果符合标准规定要求。福建三明闽光股份有限公司对经工业化生产的“细晶粒钢筋”进行了“电渣压力焊”、“闪光对焊”、“搭接焊”试验,其焊接接头抗拉强度达到标准要求,断口特征均为延性。为确保“细晶粒钢筋”的焊接性能,本标准规定:“钢筋的焊接工艺及接头性能要求应符合JGJ18《钢筋焊接技术及验收规程》的规定。HRBF335、HRBF400、HRBF500钢筋的焊接工艺应经试验确定。”以确保焊接质量。
GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的修订,充分体现了标准的先进性、科学性、安全性、合理性。从钢的牌号、力学性能、延性、抗震性、可焊性等方面进行了调整,全面提高了钢筋产品的综合性能。同时为节约资源,降低成本开辟了新的途径。该标准即将审定,新的GB1499的问世,将为400Mpa、500Mpa钢筋的生产及在钢筋混凝土建筑结构中的广泛应用将起到不可替代的作用。同时,钢筋强度的提高和质量的保证也将为建筑物安全度的进一步提高奠定了扎实的基础,这将使我们的生活,我们的建筑变得更安全。
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