舊樓復(fù)建施工中冷彎調(diào)直后鋼筋力學(xué)性能試驗(yàn)研究

韓 俊 峰

(山西省清徐縣供熱公司，山西 清徐 030400)

舊樓復(fù)建施工中冷彎調(diào)直后鋼筋力學(xué)性能試驗(yàn)研究

韓 俊 峰

(山西省清徐縣供熱公司，山西 清徐 030400)

在舊樓復(fù)建的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到框架柱頭或鋼筋混凝土剪力端頭的縱向受力鋼筋被人為大角度彎折的情況，針對(duì)這類鋼筋經(jīng)人工調(diào)直后的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，從鋼筋屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、強(qiáng)屈比及伸長(zhǎng)率等參數(shù)角度分析了鋼筋的力學(xué)性能，為舊樓接建修復(fù)提供的參考數(shù)據(jù)可為同類工程參考。

冷彎調(diào)直，鋼筋，力學(xué)性能，強(qiáng)屈比

1 概述

在各類土木工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到需將被外力彎折后的受力鋼筋進(jìn)行人工調(diào)直后繼續(xù)接長(zhǎng)使用的情況。例如鋼筋混凝土灌注樁樁頭預(yù)留縱筋，舊樓復(fù)建中的框架柱頭或鋼筋混凝土剪力端頭的縱向受力鋼筋，以及懸挑陽(yáng)臺(tái)板或空調(diào)板的留頭鋼筋。這些鋼筋在經(jīng)歷了外力彎折后，尤其是大角度彎折后，彎折點(diǎn)處的鋼筋外緣受到拉伸作用，內(nèi)緣受到壓縮作用，局部鋼筋材料可能已經(jīng)進(jìn)入屈服階段，產(chǎn)生了不可恢復(fù)的塑性變形。而當(dāng)這些鋼筋被人工調(diào)直后，又經(jīng)歷了一次冷彎過(guò)程，彎折點(diǎn)處的鋼筋材料反復(fù)受力，其力學(xué)性能可能更加不利。因此有必要對(duì)此類經(jīng)受不同角度彎折后再調(diào)直的鋼筋的力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)分析研究。本文結(jié)合一工程實(shí)例，專門進(jìn)行了此項(xiàng)研究分析工作。

2 工程案例

2.1 工程概況

某8層民用建筑包括主樓和裙樓兩部分，主樓結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，裙樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主樓部分設(shè)計(jì)為地上8層，裙樓部分設(shè)計(jì)為地上1層，建筑平面呈矩形，東西長(zhǎng)為65.9 m，南北寬為22.75 m，共設(shè)置2個(gè)單元。第1層層高6.36 m，2層～8層每層層高均為2.95 m，主體結(jié)構(gòu)高度為26.9 m。房屋樓、屋蓋均為鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)和鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。

該建筑裙樓和主樓主體部分施工至地上1層頂面時(shí)因故停工。地下室頂面處框架柱頭和鋼筋混凝土剪力端頭的縱向受力鋼筋發(fā)生了人為的大角度外力彎折的情況，如圖1，圖2所示。

2.2 鋼筋人為彎折現(xiàn)狀

目前地下室頂板面上的柱頭及剪力墻端頭縱向受力鋼筋彎折嚴(yán)重。本文首先對(duì)彎折鋼筋現(xiàn)狀進(jìn)行檢測(cè)，將結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

這些受彎鋼筋主要為Φ16,Φ20,Φ25三種，鋼筋均為HRB400級(jí)鋼筋。由表1數(shù)據(jù)可知，受彎鋼筋與垂線間的彎折角度介于30°～90°之間。

表1 人為彎折鋼筋現(xiàn)狀檢測(cè)結(jié)果

2.3 彎折后再調(diào)直鋼筋的力學(xué)性能測(cè)試

該樓地下室頂板面以上的柱頭及剪力墻端頭縱向受力鋼筋被人為嚴(yán)重彎折。為滿足結(jié)構(gòu)后續(xù)接建工程的要求，需對(duì)彎折鋼筋進(jìn)行人工調(diào)直。為評(píng)定受力筋經(jīng)彎折再調(diào)直后的基本力學(xué)性能是否滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范的要求，本文在現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取了不同規(guī)格的鋼筋并進(jìn)行了室內(nèi)力學(xué)性能試驗(yàn)。考慮到該區(qū)域柱頭或墻端頭縱向受力鋼筋均需保留鋼筋端頭以便后續(xù)接建使用，故取樣時(shí)不直接針對(duì)該批鋼筋頭進(jìn)行取樣，而在其他損傷部位截取了大致相同彎折程度的縱向受力鋼筋進(jìn)行類比試驗(yàn)，避免現(xiàn)場(chǎng)取樣對(duì)其再次造成損傷。鋼筋取樣部位包括柱D/(1/01)、柱E/5、剪力墻B-D/1以及一些樓板區(qū)域；鋼筋取樣包括Φ8,Φ12,Φ16,Φ20,Φ25等5種規(guī)格。鋼筋彎折后再調(diào)直的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 鋼筋彎曲后的力學(xué)性能測(cè)試表

由表2數(shù)據(jù)分析，并與已有的完好鋼筋的力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可得如下規(guī)律：

1)各規(guī)格鋼筋的屈服強(qiáng)度值提高，提高幅度在11.4%～26.8%之間，而鋼筋抗拉強(qiáng)度值沒(méi)有明顯的變化。

2)各規(guī)格鋼筋的斷后伸長(zhǎng)率有明顯下降，下降幅度在28.1%～56.7%之間。目前實(shí)測(cè)斷后伸長(zhǎng)率最小為12.5%。Φ25鋼筋的斷后伸長(zhǎng)率介于12.8%～14.4%之間，相比完好鋼筋的試驗(yàn)斷后伸長(zhǎng)率減小至約50%，下降幅度較大，表明鋼筋延性性能損失較多。

3)隨著鋼筋直徑的增大，鋼筋屈服強(qiáng)度的提高幅度越大，強(qiáng)屈比數(shù)據(jù)越小。依據(jù)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范3.9.2第2條(2)規(guī)定：鋼筋抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25，鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，且鋼筋在最大拉力下的總伸長(zhǎng)率實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于9%。其中有2根Φ25的鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值(簡(jiǎn)稱強(qiáng)屈比)為1.22，略小于1.25，已不滿足規(guī)范要求；其余Φ25鋼筋的強(qiáng)屈比分別為1.26,1.27,1.28，也接近規(guī)范限值1.25。而其他直徑規(guī)格的鋼筋的強(qiáng)屈比最小為1.33。由此可知，直徑較粗(Φ25)的鋼筋在人為彎折后再調(diào)直，其力學(xué)性能受到不利影響程度較大。

3 結(jié)語(yǔ)

由彎折鋼筋的力學(xué)性能試驗(yàn)可知，直徑較粗(Φ25)的鋼筋在經(jīng)歷人為彎折再調(diào)直的過(guò)程后，強(qiáng)屈比和斷后延伸率降低較多，其力學(xué)性能受到不利影響程度較大，鋼筋材料的抗震性能不能滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。在后續(xù)調(diào)直使用后應(yīng)采用補(bǔ)救措施。補(bǔ)救措施可考慮以彎折調(diào)直點(diǎn)為中心上下一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)綁扎搭接短鋼筋。

[1] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Coldstraighteningsteelmechanicalpropertiestestinoldbuildingreconstruction

HanJunfeng

(ShanxiQingxuHeatingCompany,Qingxu030400,China)

In the process of rebuild old constructions, often encountered the high-angle artificial bending of longitudinal carrying bar in the column head of the frame structure or the tip of shear reinforced concrete. In this paper, the mechanical properties after manual straightening were experimentally studied. The mechanical properties of steel bars were analyzed from yield strength, tensile ratio, flexural strength and elongation. Reference data provided for the repair of old constructions and some similar projects.

cold straightening, steel, mechanical properties, tensile ratio

2017-10-02

韓俊峰(1982- )，男，助理工程師

1009-6825(2017)35-0046-03

TU311

A