冷軋帶肋鋼筋的發(fā)展概況及應用前景
一、國外發(fā)展情況
冷軋帶肋鋼筋是用熱軋盤條經多道冷軋減徑，一道壓肋并經消除內應力后形成的一種帶有二面或三面月牙形的鋼筋。1968年由德國、荷蘭、比利時研制成功，1973年起在歐州（德國、奧地利、意大利、美國、英國等）就得到了大量發(fā)展應用。并有國家標準。國際標準化組織（ISO）也制定了國際標準。作為一種建筑鋼材，納入了各國的混凝土結構規(guī)范，在這些國家，冷軋帶肋鋼筋已廣泛用于建筑工程、高速公路、機場、市政、水電管線中。1994年，歐共體年產量450萬噸。在中國周邊國家，新加坡和馬來西亞也早已在建筑工程和市政工程中廣泛應用，僅新加坡冷軋帶肋鋼筋的年使用量就在15萬噸以上。
冷軋帶肋鋼筋的強度級別各國大致相同，均在550N/mm[~2]上下，規(guī)格4─9mm。用于普通鋼筋混凝土結構，如現(xiàn)澆的樓板、基礎底板的受力筋與分布筋，剪力墻的分布筋，梁柱的箍筋等。國際標準ISO10544─1992（E）規(guī)定的鋼筋力學性能如下：屈服強度500N/mm[~2]，抗拉強度550N/mm[~2]，伸長率（標距5倍直徑）為12%（注：我國設定的延伸率δ10≥ 8%代替δ5≥12%）。
拉伸性能至少應有試驗總數(shù)的 90%等于或大于規(guī)定特性值，單項試驗結果應不小于規(guī)定特性值的95%。
冷軋帶肋鋼筋各國大都以焊網的形式用于工程中，少量用直條鋼筋在現(xiàn)場綁扎，其中德國有19家焊網廠，分屬6個集團。不論是直條鋼筋還是焊網，都實行工廠化生產，按TRANBBS施工進度要求分批送到施工現(xiàn)場，鋼筋工只需按圖鋪放，不需再作任何加工。
二、國內發(fā)展概況
我國自八十年代后期起，開始引進冷軋帶肋鋼筋生產設備。先后有南京、蘇州、上海、青島、滄州、昆明等地分別從德國、意大利等國引進11套設備。九十年代中期又有安徽、廣東、江蘇等省的合資或外商獨資企業(yè)，從國外引進幾條生產線。與此同時。國內有些科研單位和企業(yè)著手研制或仿制冷軋設備。迄今已有十多個單位在生產和銷售冷軋帶肋鋼筋全套設備，分布于北京、遼寧、江蘇、河北、天津等地。還有一些設備生產企業(yè)，在幾年來激烈的市場競爭中，由于產品性能不良或質量低劣被淘汰。
迄今國內已建冷軋帶肋鋼筋生產線約有400多條，年生產能力200萬噸，分布在26個省、市。
從所了解的各省情況看，近幾年來，在建設部和各省市建委的大力推動下，冷軋帶肋鋼筋的推廣工作有了很進展。一些省取得了突出的成績，其中江蘇、遼寧兩省的推廣面最大，在預制構件中已淘汰了冷拔低碳鋼絲；在現(xiàn)澆混凝土結構中也有了數(shù)量較大的應用，四川、福建省的在這方面推廣工作很有成績。此外，河北、湖南、安徽、山西、山東、廣東、北京、浙江、上海等省市也陸繼開始推廣應用。據不完全統(tǒng)計。僅1998年全國的推廣量已超過60萬噸。用于城鄉(xiāng)住宅及公共建設的建筑面積達1.5億平方米，今后還將有較大的增長。
在生產和應用TRANBBS技術方面，我國在引進的基礎上有了發(fā)展，如鋼材抗拉強度由國外一個強度級別發(fā)展到三個級別：LL550、LL650和LL800；應用范圍也由國外的非預應力混凝土結構構件擴大到預應力混凝土構件。為推廣應用冷軋帶肋鋼筋，國家和一些省市主管部門組織編制了有關標準和圖集。國家標準《冷軋帶肋鋼筋》GB13788─92已經實施。行業(yè)標準《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》JGJ95─95已于1995年7月1日起施行。江蘇、遼寧、四川、安徽、浙江等省都已編制了冷軋帶肋鋼筋預應力空心板標準圖集。其它構件的圖集也將發(fā)行。
國家科委已將冷軋帶肋鋼筋列入國家重點推廣項目。建設部將它納入“九五”期間建筑業(yè)重點推廣的10項新技術之一（包含在“高效鋼筋和預應力混凝土技術”項目內）。1997年8月，建設部將國家跨世紀重大技術推廣工作命名為“廣廈工程”，冷軋帶肋鋼筋的推廣作為“廣廈工程”的先期啟動項目最先開始實施。足見國家對冷軋帶肋鋼筋推廣的重視。
三、冷軋帶肋鋼筋的技術性能
冷軋帶肋鋼筋在預應力混凝土構件中，是冷拔低碳鋼絲的更新?lián)Q代產品，在現(xiàn)澆混凝土結構中，則可代換Ⅰ級鋼筋，以節(jié)約鋼材，是同類冷加工鋼材中較好的一種。其性能及應用效果如下：
我國國家標準《冷軋帶肋》GB13788─92中LL550級的力學性能指標是參照國際標準及發(fā)達國家標準制訂的，抗拉強度550N/ mm[~2]，伸長率按德國標準化δ[_10] 8%（相當于δ[_5]為12─13%），從這兩項指標對照，我國冷軋帶肋鋼筋的標準并不比國際標準低。
冷軋帶肋鋼筋有如下優(yōu)點：
1、鋼材強度高，可節(jié)約建筑鋼材和降低工程造價。LL550級冷軋帶肋鋼筋與熱軋光圓鋼筋相比，用于現(xiàn)澆結構（特別是樓屋蓋中）可節(jié)約35%─40%的鋼材。如考慮不用彎鉤，鋼材節(jié)約量還要多一些。根據目前鋼材市場價格，每使用一噸冷軋帶肋鋼筋，可節(jié)約鋼材費用800元左右。
2、冷軋帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結錨固性能良好。因此用于構件中，從根本上杜絕了構件錨固區(qū)開裂、鋼絲滑移而破壞的現(xiàn)象，且提高了構件端部的承載能力和抗裂能力；在鋼筋混凝土結構中，裂縫寬度也比光圓鋼筋，甚至比熱軋螺紋鋼筋還小。
3、冷軋帶肋鋼筋伸長率較同類的冷加工鋼材大。
四、生產應用中的幾個具體問題
1、關于保證鋼筋質量和提高合格率問題：
所有冷軋帶肋鋼筋都宜采用高速線材軋制。據江蘇省98年省建委對有證企業(yè)年度復查，抽檢LL550、LL650級冷軋帶肋鋼筋的質量看，共78家企業(yè)390個樣品，強度合格率為99%；伸長合格率為95.1%；冷彎全部合格。
2、加強檢測保證工程質量
為了保證不合格鋼材不用在工程上去，應注意鋼材的檢測：一是不得采用冷拔刻痕工藝生產的偽劣產品；二是未通過生產許可證和使用認可證檢查的企業(yè)的產品不準使用；三是加強生產廠家建立一質保體系，不合格品不得出廠。
關于冷軋帶肋鋼筋的連續(xù)板能否考慮內力重分布的問題
結論是肯定的，LL550級冷軋帶肋鋼筋配筋的連續(xù)板TRANBBS設計計算時可以考慮塑性內力重分布，理由有二：
a、正如前述，LL550級冷軋帶肋鋼筋的伸長率δ[_10] 8%（比現(xiàn)在正在使用的冷軋扭鋼筋δ[_10] 4.5%要大得多），其最大均勻伸長率在2%以上。
b、據規(guī)程編制組對二跨連續(xù)板的試驗，結果表明冷軋帶肋鋼筋混凝土連續(xù)板具有較好的塑性性能，有明顯的內力重分布現(xiàn)象（需要說明該試驗構件中所有的冷軋帶肋鋼筋還不是專用盤條軋制的，否則試驗結果將更為理想）。
基于上述理由，正在修訂中的《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》JGJ95─95將對有關條文作出修改，增加連續(xù)板設計時考慮塑性內力重分布的內容。
4、關于箍筋的應用
按《冷軋帶
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肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》JGJ95─95和規(guī)范GBJ10─89的96年局部修訂稿的規(guī)定，LL550級冷軋帶肋鋼筋可用作箍筋。
采用冷軋帶肋鋼筋會不會影響鋼筋砼框架的延性？框架結構在地震效應作用下，梁、柱會有較大的彎曲變形，但剪切變形比起彎曲變形來要小得多，因此在梁、柱配筋時，對縱向受力鋼筋的塑性要求應比箍筋的塑性要求更重要。即要求縱向鋼筋的伸長率應較箍筋更大一些。在規(guī)范中既然規(guī)定Ⅲ級鋼筋適宜用作縱向受力鋼筋，Ⅲ級鋼筋的伸長率為δ[_5] 14%，LL550級冷軋帶肋鋼筋僅比Ⅲ級鋼筋略小一點（前面已談到δ[_10] 8%，相當于δ[_12] 12─13%），用作箍筋，其塑性當能滿足梁、柱的剪切變形要求。
在規(guī)范中規(guī)定梁、柱端部箍筋要加密，其目的是保證在地震和垂直荷載作用下框架梁塑性鉸區(qū)和柱端部有足夠的受剪承載力，同時也增加箍筋對砼的約束作用，以保證梁鉸機構的實現(xiàn)，保證柱端的延性，防止柱縱向鋼筋壓屈。從這些目的看，是要求箍筋有足夠的數(shù)量和密度，以提高梁柱的抗剪承載力彎曲延性。采用LL550級冷軋帶肋鋼筋作箍筋在保證最小配筋率、最大間距的條件下是可以達到上述目的的。
從國外大量應用的實踐看也說明LL550級冷軋帶肋鋼筋可以用作框架梁、柱的箍筋。
5、裂縫寬度驗算
鋼筋砼結構構件不論用什么鋼筋配筋都是允許出現(xiàn)裂縫的，但對裂縫的寬度有限制，因此規(guī)范規(guī)定鋼筋砼結構構件設計時應進行裂縫寬度驗算。
規(guī)程JGJ95─95也給出了裂縫寬度計算公式。為減少設計人員麻煩，規(guī)程中還明確規(guī)定：“對在室內正常環(huán)境下的鋼筋混凝土受彎構件，當混凝土強度等級不低于C20，鋼筋直徑不大于是10mm且混凝土保護層厚度不大于25mm時，可不作最大裂縫寬度驗算”。這樣一般情況下用LL550級配筋的樓板都不必進行裂縫寬度驗算。規(guī)程編制組曾進行過74個梁、板試件的試驗，結果表明冷軋帶肋鋼筋砼構件有較好的鋼度，裂縫也較Ⅰ、Ⅱ級鋼筋配筋的裂縫小。所以用冷軋帶肋鋼筋在樓板中等強代換Ⅰ級鋼筋，原設計裂縫如果滿足要求，則代換后肯定也能滿足要求，不必再去驗算，當然這種等強代換必須滿足最小配筋率的要求。
在此還順便說一說鋼筋混凝土結構的裂縫問題
從理論上說，混凝土結構尤其是受彎構件總是帶裂縫工作的，但在使用荷載不大的情況下，沒有裂縫隙或這類結構性裂縫隙非常細微，不易為肉眼所察覺。在現(xiàn)實的建筑中，混凝土結構會出現(xiàn)各種各樣的裂縫，在此無法一一細說，以現(xiàn)澆混凝土樓板而言，有可能出現(xiàn)的裂縫的原因大致有如下幾類：
a、砼收縮（水泥用量太大，用細砂，養(yǎng)護不及時或時間太短，砼振搗不密實等）；
b、水泥安全性不良；
c、溫度差；
d、基礎不均勻沉降；
e、板周邊約束，板面四角負彎矩構造筋配得太少；
f、施工中拆模過早；
g、板中預埋管線造成斷面減損太多或管線下砼不密實；
h、設計配筋過少，低于最小配筋率或板太薄等；
具體情況應具體分析，采取相應對策。
五、應用前景
國內外的實踐說明，作為高效鋼筋的一種，冷軋帶肋鋼筋具有廣闊的應用前景。
在預制構件方面，LL650和LL800級冷軋帶肋鋼筋可全面取代冷拔低碳鋼絲作為預應力構件的主筋，在預應力電桿中亦可應用。
在住宅和各類公共建筑的現(xiàn)澆混凝土結構中，LL550級冷軋帶肋鋼筋可以有如下用途：
1、現(xiàn)澆樓板、屋面板的主筋和分布筋。鋼筋直徑一般為5─10mm，由于現(xiàn)澆樓板的剛度一般較大，若以冷軋帶肋鋼筋代換Ⅰ級鋼筋時，一般只需等強代換，不必作裂縫寬度驗算。需要指出，按規(guī)程JGJ95─95的規(guī)定，LL550級冷軋帶肋鋼筋調直后的抗拉強度設計值可取得360N/mm[~2]，為此工地現(xiàn)場對調直后鋼筋抽樣檢驗時，直條鋼筋的抗拉強度必須達到550N/mm[~2]。
2、剪力墻中的水平和豎向分布筋。[c]由于LL550級冷軋帶肋鋼筋的伸長率較大，因此用于剪力墻，能滿足抗震要求。這一點國外數(shù)十年的應用實踐當可證明，在鋼筋焊接網混凝土結構技術規(guī)程JGJ/T114─97中，已作出了明確規(guī)定。
3、梁柱中的箍筋，當箍筋按受力箍筋計算時，其抗拉強度設計值按310N/mm[~2]取值。
4、圈梁、構造柱的配筋。
此外，LL550級冷軋帶肋鋼筋尤其是焊接網片，適用于高速公路路面、機場跑道、大直徑排水管、排水渠、隧道等。
正如前面所說，冷軋帶肋鋼筋在國外的應用大都以網片的形式出現(xiàn)。我國的行業(yè)標準《鋼筋焊接網混凝土結構技術規(guī)程》JGJ/T114─97已經實施。在廣東、江蘇、上海和北京已開始應用。廣東、江蘇、安徽等省已由奧地利、瑞士、新加坡等國引進了近十條鋼筋焊接網生產線。國內也已研制成功焊網生產線，有十多條已投入使用。可以預計，隨著我國建筑工業(yè)化水平的提高，鋼筋焊接網的應用會逐步增多。
可以相信，在“廣廈工程”的推動下，冷軋帶肋鋼筋必將加速在全國的推廣應用。
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