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鋼筋冷拉的原理、工藝和控制

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鋼筋冷拉是在常溫下對熱軋鋼筋進(jìn)行強力拉伸。拉應(yīng)力超過鋼筋的屈服強度，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到調(diào)直鋼筋、提高強度、節(jié)約鋼材的目的，對焊接接長的鋼筋亦檢驗了焊接接頭的質(zhì)量。冷拉HPB235級鋼筋多用于結(jié)構(gòu)中的受拉鋼筋，冷拉HRB335，HRB400，RRB400級鋼筋多用作預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋。 1.冷拉原理 冷拉時，拉應(yīng)力超過屈服點b達(dá)到c點，然后卸荷。由于鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，卸荷過程中應(yīng)力應(yīng)變沿co1降至o1點。如再立即重新拉伸，應(yīng)力應(yīng)變圖將沿o1cde變化，并在高于c點附近出現(xiàn)新的屈服點，該屈服點明顯高于冷拉前的屈服點b，這種現(xiàn)象稱“變形硬化”。其原因是冷拉過程中，鋼筋內(nèi)部結(jié)晶面滑移，晶格變化，內(nèi)部組織發(fā)生變化，因而屈服強度提高，但塑性降低，彈性模量也降低。 鋼筋冷拉后內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會促進(jìn)鋼筋內(nèi)晶體組織調(diào)整，經(jīng)過調(diào)整，屈服強度又進(jìn)一步提高。該晶體組織調(diào)整過程稱為“時效”。鋼筋經(jīng)冷拉和時效后的拉伸特性曲線即改為o1c’d’e’。HPB235，HRB335級鋼筋的自然時效在常溫下需15—20d，但在100℃溫度下需2h即完成，因而為加速時效可利用蒸汽、電熱等手段進(jìn)行人工時效。HRB400，RRB400級鋼筋在自然條件下一般達(dá)不到時效的效果，更宜用人工時效，一般通電加熱150—200℃，保持20min左右即可。 2.鋼筋冷拉工藝 鋼筋冷拉工藝有兩種：一種是采用卷揚機帶動滑輪組作為冷拉動力的機械式冷拉工藝；另一種是采用長行程(1500mm以上)的專用液壓千斤頂(如YPD—60S型液壓千斤頂)和高壓油泵的液壓冷拉工藝。目前我國仍以前者為主，但后者更有發(fā)展前途。 機械式冷拉工藝的冷拉設(shè)備，主要由拉力設(shè)備、承力結(jié)構(gòu)、回程裝置、測量設(shè)備和鋼筋夾具組成。拉力設(shè)備為卷揚機和滑輪組，多用30—50KN的慢速卷揚機，通過滑輪組增大牽引力。設(shè)備的冷拉能力要大于所需的拉力，所需的拉力等于進(jìn)行冷拉的拉力，同時還要考慮滑輪與地面的摩擦阻力及回程裝置的阻力。 承力結(jié)構(gòu)可采用地錨，冷拉力大時宜采用鋼筋混凝土冷拉槽?；爻萄b置可用荷重架回程或卷揚機滑輪組回程。測力設(shè)備常用液壓千斤頂或用裝傳感器和示力儀的電子秤。如在負(fù)溫下進(jìn)行冷拉，溫度不宜低于-20℃。如用冷拉應(yīng)力控制時，由于鋼筋的屈服強度隨溫度降低而提高，冷拉控制應(yīng)力應(yīng)較常溫時提高30N/mm2。如用冷拉率控制則與常溫相同。 3.冷拉控制 鋼筋冷拉，可利用冷拉應(yīng)力控制法或冷拉率控制法。對不能分清爐批號的熱軋鋼筋，不應(yīng)采取冷拉率控制。 (1)冷拉應(yīng)力控制法 對抗拉強度較低的熱軋鋼筋，如拉到符合標(biāo)準(zhǔn)的冷拉應(yīng)力時，其冷拉率已超過限值，將對結(jié)構(gòu)使用非常不利，故規(guī)定冷拉率限值。加工時按冷拉控制應(yīng)力進(jìn)行冷拉，冷拉后檢查鋼筋的冷拉率，如小于規(guī)定數(shù)值時，則為合格；如超過規(guī)定的數(shù)值，則應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能試驗。 (2)冷拉率控制法 鋼筋冷拉以冷拉率控制時，其控制值由試驗確定。對同爐批鋼筋，測定的試件不宜少于4個，每個試件都按規(guī)定的冷拉應(yīng)力值在試驗機上測定相應(yīng)的冷拉率，取其平均值作為該爐批鋼筋的實際冷拉率。如鋼筋強度偏高，平均冷拉率低于1%時，仍按1%進(jìn)行冷拉。 不同爐批的鋼筋，不宜用控制冷拉率的方法進(jìn)行鋼筋冷拉。多根連接的鋼筋，用控制應(yīng)力的方法進(jìn)行冷拉時，其控制應(yīng)力和每根的冷拉率均應(yīng)符合規(guī)定；當(dāng)用控制冷拉率的方法進(jìn)行冷拉時，冷拉率可按總長計，但冷拉后每根鋼筋的冷拉率不得超過規(guī)定。鋼筋的冷拉速度不宜過快。(圖/文www.gynyjd.cn)

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