00修改后的引言
预埋吊环在结构设计中很关键,设计图纸通常要求采用HPB300级钢筋,但是否可以使用HRB400、HRB500或CRB钢筋呢?
如果现场没有HPB300钢筋,是否可以考虑使用HRB400或HRB500替代呢?
从强度角度来看,似乎可以替换,因为高强度钢筋替代低强度钢筋会提高安全系数。
事实并非如此。主要问题在于这些高强度钢筋的延性不符合要求。
01修改后的吊环设计要求
吊环必须选用具有足够强度和良好延展性的材料,以确保在各种负载情况下不发生断裂,特别是避免脆性断裂。需要考虑“承载能力、延性、安装或使用方式、使用环境和经济性等因素”。
相关规范要求如下:
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)第9.7.6条要求,“吊环应采用HPB300钢筋或Q235B圆钢”;《混凝土结构构造手册(第五版)》第十四章第六节指出,“吊环...严禁使用冷加工钢筋...”。
虽然HRB400级和HRB500级钢筋的强度高于HPB300级,但其碳含量也相对较高(HRB400级钢筋碳含量不大于0.54%,HPB300级不大于0.25%),高碳含量会降低延性。HPB300级钢筋的延性明显优于HRB400级。HRB400级钢筋容易在弯折后产生裂纹。
02修改后的吊环使用要求
吊环通常用于检修,所以外形要光滑,方便使用。由于吊环通常与钢丝绳或其他吊钩连接,使用带肋钢筋(如HRB)可能导致连接部位出现顿挫或卡住的问题,存在安全隐患。
虽然《混凝土结构构造手册(第五版)》第十四章第六节未明确规定,但工程经验表明,应避免使用带肋钢筋。但如何证明具有工程经验呢?
同样,吊环可采用Q235B钢棒而不采用Q335B的原因在于Q235B钢材的低碳含量,使其具有更好的延性,尽管强度略低于Q335B。至于CRB钢筋,因其低延性和带肋特性,不适用于吊环制作。
吊环设计原则:选择具有足够强度和良好延性的圆形材料,并兼顾经济性。
03修改后的吊环安全性
另一个关于吊环的疑问是:“吊环所用的HPB300钢筋的抗拉强度设计值为270Mpa,是否仅考虑了安全冗余量?”
《混凝土结构设计规范》中解释道:“吊环钢筋的抗拉强度设计值应乘以折减系数,如构件自重荷载分项系数取1.2,超载系数1.2,钢筋弯折应力集中对强度的折减系数1.4,动力系数1.