冷加工后的钢材随时间延长逐渐硬化的倾向，称为时效。常温下产生的时效称为自然时效，人工加热后出现的时效称为人工时效。冷加工钢筋经人工时效后，不仅强度得到提高，弹性模量也可恢复到冷加工之前的数值。光圆钢筋冷拔后称为冷拔低碳钢丝。相较而言，冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，冷拔则可同时提高抗拉及抗压强度。......
2023-09-19
钢筋种类及化学成分-混凝土结构设计计算
【摘要】：钢筋是由铁、碳、锰、硅、硫、磷等元素组成的合金，其主要成分是铁元素。1)按化学成分分钢材按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢两大类。图1.1热轧钢筋的外形热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋是经热轧成型并自然冷却的表面平整、截面为圆形的钢筋[图1.1]。热轧带肋钢筋按牌号分为HRB335、HRB400、HRB500 3种。冷轧带肋钢筋牌号由CRB和钢筋的抗拉强度最小值组成。钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类。
钢筋是由铁、碳、锰、硅、硫、磷等元素组成的合金，其主要成分是铁元素。碳元素含量越高，钢筋的强度越高，但塑性和可焊性越低。
1)按化学成分分
钢材按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢两大类。
(1)碳素钢
碳素钢为铁碳合金。根据含碳量的多少，可分为低碳钢(俗称“软钢”)、中碳钢和高碳钢(俗称“硬钢”)。一般把含碳量小于0.25%的称为低碳钢；含碳量为0.25%～0.6%的称为中碳钢；含碳量大于0.6%的称为高碳钢。
(2)普通低合金钢
在碳素钢的成分中加入少量合金元素就成为普通低合金钢，如20MnSi、20MnSiV、20MnTi等，其中名称前面的数字代表平均含碳量(以万分之一计)。由于加入了合金元素，普通低合金钢虽含碳量高、强度高，但是其拉伸应力-应变曲线仍具有明显的流幅。
2)按生产工艺、机械性能和加工条件分
根据生产工艺、机械性能和加工条件的不同，钢筋可分为热轧钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋及钢丝。热轧钢筋按照外形特征可分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋(图1.1)。
图1.1 热轧钢筋的外形
(1)热轧光圆钢筋
热轧光圆钢筋是经热轧成型并自然冷却的表面平整、截面为圆形的钢筋[图1.1(a)]。其牌号为Q235，强度等级代号为R235。
(2)热轧带肋钢筋
热轧带肋钢筋是经热轧成型并自然冷却且其圆周表面通常带有两条纵肋和沿长度方向有均匀分布横肋的钢筋。其中，横肋斜向一个方向而成螺纹形的，称为螺纹钢筋[图1.1(b)]；横肋斜向不同方向而成“人”字形的，称为人字形钢筋[图1.1(c)]；纵肋与横肋不相交且横肋为月牙形状的，称为月牙纹钢筋[图1.1(d)]。
热轧带肋钢筋按牌号分为HRB335、HRB400、HRB500 3种。H、R、B分别为热轧(Hotrolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)3个词的英文首字母。钢筋的牌号由HRB和钢筋的下屈服点组成。
(3)冷轧带肋钢筋
冷轧带肋钢筋是用热轧盘条经多道冷轧减径，一道压肋并经消除内应力后形成的一种带有两面或三面月牙形的钢筋。冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构件中，是冷拔低碳钢丝的更新换代产品；在现浇混凝土结构中，则可代换Ⅰ级钢筋，以节约钢材，是同类冷加工钢材中较好的一种。
冷轧带肋钢筋牌号由CRB和钢筋的抗拉强度最小值组成。C、R、B分别为冷轧(Coldrolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)3个词的英文首字母。冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800和CRB970 4个牌号。CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土钢筋。
(4)余热处理钢筋
余热处理钢筋是利用热处理原理进行表面控制冷却，并利用芯部余热自身完成回火处理所得的成品钢筋。余热处理钢筋有多种牌号，需要焊接时，应选用RRB400WK可焊接余热处理钢筋。
(5)钢丝
钢丝是钢材的板、管、型、丝四大品种之一，是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品。
钢丝按外形分为光圆、螺旋肋、刻痕3种，代号分别为P、H、I。
钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝(WCD)和消除应力钢丝两类。消除应力钢丝按照松弛性能又分为低松弛级钢丝(WLR)和普通松弛级钢丝(WNR)。钢丝的直径越小，极限强度越高，其均可用于预应力混凝土结构。
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