舊樓復建施工中冷彎調直后鋼筋力學性能試驗研究

韓 俊 峰

(山西省清徐縣供熱公司，山西 清徐 030400)

舊樓復建施工中冷彎調直后鋼筋力學性能試驗研究

韓 俊 峰

(山西省清徐縣供熱公司，山西 清徐 030400)

在舊樓復建的施工過程中，經常會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，針對這類鋼筋經人工調直后的力學性能進行了試驗研究，從鋼筋屈服強度、抗拉強度、強屈比及伸長率等參數角度分析了鋼筋的力學性能，為舊樓接建修復提供的參考數據可為同類工程參考。

冷彎調直，鋼筋，力學性能，強屈比

1 概述

在各類土木工程項目的施工過程中，有時會遇到需將被外力彎折后的受力鋼筋進行人工調直后繼續接長使用的情況。例如鋼筋混凝土灌注樁樁頭預留縱筋，舊樓復建中的框架柱頭或鋼筋混凝土剪力端頭的縱向受力鋼筋，以及懸挑陽臺板或空調板的留頭鋼筋。這些鋼筋在經歷了外力彎折后，尤其是大角度彎折后，彎折點處的鋼筋外緣受到拉伸作用，內緣受到壓縮作用，局部鋼筋材料可能已經進入屈服階段，產生了不可恢復的塑性變形。而當這些鋼筋被人工調直后，又經歷了一次冷彎過程，彎折點處的鋼筋材料反復受力，其力學性能可能更加不利。因此有必要對此類經受不同角度彎折后再調直的鋼筋的力學性能進行試驗分析研究。本文結合一工程實例，專門進行了此項研究分析工作。

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，主樓結構形式為剪力墻結構，裙樓采用鋼筋混凝土框架結構。主樓部分設計為地上8層，裙樓部分設計為地上1層，建筑平面呈矩形，東西長為65.9 m，南北寬為22.75 m，共設置2個單元。第1層層高6.36 m，2層～8層每層層高均為2.95 m，主體結構高度為26.9 m。房屋樓、屋蓋均為鋼筋混凝土現澆樓板，基礎形式為鋼筋混凝土筏形基礎和鋼筋混凝土獨立基礎。

該建筑裙樓和主樓主體部分施工至地上1層頂面時因故停工。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重。本文首先對彎折鋼筋現狀進行檢測，將結果匯總如表1所示。

這些受彎鋼筋主要為Φ16,Φ20,Φ25三種，鋼筋均為HRB400級鋼筋。由表1數據可知，受彎鋼筋與垂線間的彎折角度介于30°～90°之間。

表1 人為彎折鋼筋現狀檢測結果

2.3 彎折后再調直鋼筋的力學性能測試

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重彎折。為滿足結構后續接建工程的要求，需對彎折鋼筋進行人工調直。為評定受力筋經彎折再調直后的基本力學性能是否滿足國家相關規范的要求，本文在現場隨機抽取了不同規格的鋼筋并進行了室內力學性能試驗。考慮到該區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接建使用，故取樣時不直接針對該批鋼筋頭進行取樣，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行類比試驗，避免現場取樣對其再次造成損傷。鋼筋取樣部位包括柱D/(1/01)、柱E/5、剪力墻B-D/1以及一些樓板區域；鋼筋取樣包括Φ8,Φ12,Φ16,Φ20,Φ25等5種規格。鋼筋彎折后再調直的力學性能試驗結果如表2所示。

表2 鋼筋彎曲后的力學性能測試表

由表2數據分析，并與已有的完好鋼筋的力學性能檢驗報告數據進行對比，可得如下規律：

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

2)各規格鋼筋的斷后伸長率有明顯下降，下降幅度在28.1%～56.7%之間。目前實測斷后伸長率最小為12.5%。Φ25鋼筋的斷后伸長率介于12.8%～14.4%之間，相比完好鋼筋的試驗斷后伸長率減小至約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，鋼筋屈服強度的提高幅度越大，強屈比數據越小。依據GB 50011—2010建筑抗震設計規范3.9.2第2條(2)規定：鋼筋抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25，鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度的標準值的比值不應大于1.3，且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%。其中有2根Φ25的鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值(簡稱強屈比)為1.22，略小于1.25，已不滿足規范要求；其余Φ25鋼筋的強屈比分別為1.26,1.27,1.28，也接近規范限值1.25。而其他直徑規格的鋼筋的強屈比最小為1.33。由此可知，直徑較粗(Φ25)的鋼筋在人為彎折后再調直，其力學性能受到不利影響程度較大。

3 結語

由彎折鋼筋的力學性能試驗可知，直徑較粗(Φ25)的鋼筋在經歷人為彎折再調直的過程后，強屈比和斷后延伸率降低較多，其力學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《建筑抗震設計規范》的有關規定。在后續調直使用后應采用補救措施。補救措施可考慮以彎折調直點為中心上下一定長度范圍內綁扎搭接短鋼筋。

[1] GB 50011—2010,建筑抗震設計規范[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