專利名稱：混凝土用的變形的增強鋼筋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及增強混凝土結構用的鋼筋增強元件。更具體地，本發(fā)明涉及變形的增強鋼筋。
背景技術：
已知變形的增強鋼筋，具有一個橢圓形橫截面芯子，并帶有均勻間距的、月牙形的橫向凸起設置在它的表面上，在一個橫剖面圖內，月牙形的頂部(凸起的最凸出點)內接一個圓形，其直徑等于橢圓形芯子的一個主軸，月牙形的橫向凸起以一個角度40至60°傾斜至鋼筋的縱軸線[1]。
此解決方案的一個缺點是，當在工地或預制廠加工中經(jīng)受彎曲時，帶有橢圓形芯子的增強鋼筋加工的復雜性。
還已知一種增強鋼筋，具有一個圓形芯子，并帶有傾斜的月牙形橫向凸起，全部上述月牙形凸起的頂部定位在鋼筋的一個軸向平面上。橫向凸起的規(guī)定的最小相對支承面積為0.056[2]。
還已知一種增強鋼筋，同時具有縱向肋條和月牙形橫向凸起，它們在頂部的高度不相等[3]。
與本發(fā)明最相似的是變形的增強鋼筋，具有圓形芯子，并帶有(或不帶有)縱向肋條和均勻間距的、傾斜的月牙形橫向凸起。這些凸起定位在芯子的相對的側面，以及與縱向的肋條不相交。月牙形橫向凸起的最大高度與凸起的間距范圍的比率對于大多數(shù)市場銷售的鋼筋在0.12至0.14的范圍內。全部月牙形橫向凸起的頂部定位在垂直于通過縱向肋條的一個軸向平面上[4]。
以上所述的全部現(xiàn)有建議的增強鋼筋的共同的缺點是與混凝土的結合強度較低。它導致增加要求的增強鋼筋的固定長度，以及隨后增加混凝土結構元件內鋼筋的消耗。
借助增加月牙形橫向凸起的高度改進增強鋼筋的接合性能強烈地受到通常使用于軋鋼廠以制造增強鋼筋的高速熱軋機生產(chǎn)過程可行性的限制。此外，增加凸起的高度已知會在周圍的混凝土內產(chǎn)生撕裂力的危險的生長。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是相對現(xiàn)代軋鋼廠內普遍使用的熱軋生產(chǎn)的現(xiàn)有狀態(tài)，改進增強鋼筋的接合性能，而且保持它們的加工性。
此問題的解決方式是，相鄰的橫向月牙形凸起的最高的凸起點(頂部)交錯排列在鋼筋的兩個相互垂直的軸向平面上。接觸角(在鋼筋的一個橫截面上測量時上述凸起與芯子的接觸角)在140至180°的范圍內，凸起的頂部高度與它們的間距的比率在0.12至0.3范圍內，凸起的相對支承面積等于或大于0.07。
按照本發(fā)明，增強鋼筋的特點是具有傾斜的月牙形橫向凸起設置為帶有接觸角在140和180°之間，上述月牙形橫向凸起的頂部(最大凸起點)定位不在一個軸向平面上，而是交錯排列在彼此成一直角的兩個軸向平面上。作為一個結果，增強鋼筋的接合性能改進，這是由于混凝土粗大的凝結顆粒與鋼筋芯子的較緊密的接觸，此外，橫向凸起的交錯排列的位置有利向于徑向劈開力分布更均勻地越過鋼筋的周邊，以及因此減少在增強件的一個固定長度內混凝土開裂的危險。此外，橫向凸起的相對支承面積預定為等于或大于0.07，以及因此提供最佳的接合強度。


圖1是按照本發(fā)明的一個變形的增強鋼筋的總貌圖；圖2是沿圖1中直線A-A切取的橫剖面圖；圖3是徑向劈開力分布的示意圖，劈開力在混凝土內圍繞一個增強鋼筋產(chǎn)生，增強鋼筋帶有月牙形橫向凸起，橫向凸起的頂部定位在鋼筋的兩個彼此垂直的軸向平面上；圖4是與圖3相同的示意圖，但鋼筋具有的月牙形橫向凸起的頂部定位在一個軸向平面上。
一個增強鋼筋包括其直徑以d表示的圓芯子1、多個縱向凸起(肋條)2和橫向凸起3。橫向凸起3是月牙形的并以接觸角β＝140-180°包住芯子。這些凸起沿著鋼筋的長度均勻隔開，在相鄰的凸起之間的間距為t。每個橫向月牙形凸起的最大高度可以下式表示h＝(d1-d)/2，而比率h/t在0.12至0.3范圍內。
具體實施例方式
通常認為，變形的增強鋼筋的接合效率可以用橫向凸起(肋條)的相對支承面積值fr很好地評價，此值是在垂直于鋼筋軸線的一個平面上凸起在鋼筋芯子上面的鋼筋肋條的面積與鋼筋的公稱表面面積的比率，以及由下列公式限定fr＝Fr/π·dn·t式中Fr-橫向肋條的支承面積，mm2；dn-鋼筋的公稱直徑(尺寸)，mm；t-相鄰橫向凸起(肋條)之間的間距，mm.
Fr值通常同時與橫向凸起的高度h和接觸角β成正比。因此明顯的是，增強鋼筋的接合效率可以借助增加參數(shù)h和β和/或減小參數(shù)t而提高。
增加肋條高度h受到高速熱軋機生產(chǎn)過程可行性的限制。接觸角β不能夠超過180°，因為變形鋼筋通常是在對稱的軋輥間軋制，其中每個軋輥設有凹槽形成一條鋼筋的半截面。對于具有月牙形橫向凸起的變形的鋼筋并且橫向凸起的頂部設置在一個軸向平面上，減少間距t低于0.5dn有害地影響接合性能，因為相鄰凸起的太緊密的間距防止?jié)沧r粗大的凝結顆粒滲透在它們之間，并與芯子接觸。作為結果，在結構混凝土元件內，鋼筋的應力不是通過由接觸的凝結顆粒形成的剛性骨架傳遞，而是通過較易彎曲的混凝土-砂基體傳遞。
交錯地排列相鄰的橫向凸起頂部在兩個垂直的軸向平面上，提供了凝結顆粒與芯子更好的接觸，即使在間距值t較小時也如此。這樣使有可能僅借助縮小t增加h/t比率至0.3，以及因此與帶有以往使用的月牙形肋條圖案的并帶有相同肋條高度h的變形的鋼筋比較，增加fr達40-60％。如已知，變形的增強鋼筋的接合強度隨著fr的增加增長至某個臨界水平，超過此水平接合強度保持恒定。對于普通生產(chǎn)的增強鋼筋，h/t比率通常在0.12至0.3之間變化，fr的臨界極限在0.07-0.08范圍內[5]。fr值為0.07預定為本發(fā)明的變形的增強鋼筋最小值。除此之外，由圖3和4可以看出，如果肋條頂部在兩個彼此垂直的軸向平面上交錯地排列，與全部肋條頂部排列在相同平面上的劈開力分布比較，圍繞此鋼筋的徑向劈開力分布更均勻。劈開力分布的均勻性顯著地降低在增強件固定長度時由于混凝土開裂引起的結構元件失效的幾率。
因此，本發(fā)明的變形的增強鋼筋的特點是具有獨特的尺寸形狀特性，它改進結構元件內鋼筋和混凝土的相互作用，以及提供經(jīng)受彎曲時良好的工作能力。鋼筋的一個形狀符合于增強鋼筋制造工廠內使用的高速熱軋技術的現(xiàn)有狀態(tài)。
工業(yè)可行性一系列的工業(yè)生產(chǎn)批號的直徑16和25mm的變形的增強鋼筋已在鋼廠中制造。按照規(guī)范RILEM/CEB/FIP Recommendations[6]對直徑16mm的變形增強鋼筋進行了標準拉出試驗，該增強鋼筋具有兩種變形圖案，即本發(fā)明建議的帶有h/t＝0.2和fr＝0.078以及按歐洲標準ENV 100801995D[2]帶有h/t＝0.12和fr＝0.057。結果的比較表明，本發(fā)明的增強鋼筋的接合強度超過普通標準變形鋼筋達18-20％。
參考文獻[1]RU No.2035 564，cl.E04C/03，14期，1995年5月20日。
ENV 100801995D。
DT申請No.2622 524，cl.E04C5/03，1977年11月24日。
TOCT 10884-94(原版)。
Mayer，U.(2002)，Zum Einfluss der Oberflachengestalt vonRippenstahlen auf das Trag-und Verformungsverhalten vonStahlbetonbauteilen，Dissertation，Universitat Stuttgart，Institut furWerkstoffe im Bauwesen，IWB-Mitteilungen 2002/1。
RILEM/CEB/FIP Recommendations on reinforcement steelfor reinforced concrete.RC 6 Bond test for reinforcement steel2.Pull-out test(1983年5月修訂版)。
權利要求
1.一種混凝土用的變形的增強鋼筋，具有一個圓形橫截面芯子，以及突起在芯子的表面上的、均勻間隔的、傾斜的月牙形橫向凸起，其特征在于，相鄰的橫向凸起的頂部定位在兩個彼此垂直的軸向平面上。
2.按照權利要求1的混凝土用的變形的增強鋼筋，其特征在于，上述安排在芯子表面上的傾斜的月牙形橫向凸起帶有接觸角范圍為140至180°。
3.按照權利要求1的混凝土用的變形的增強鋼筋，其特征在于，每個上述橫向凸起的最大高度與凸起的間距的比率在0.12至0.3范圍內。
4.按照權利要求3的混凝土用的變形的增強鋼筋，其特征在于，上述橫向凸起的相對支承面積等于或大于0.07。
全文摘要
本發(fā)明的混凝土用的變形的增強鋼筋具有埋在其表面上的、間隔的、傾斜的月牙形橫向凸起。相鄰的橫向凸起的頂部定位在兩個彼此垂直的軸向平面上。橫向凸起的最大高度與它的間距的比率在0.12至0.3范圍內。每單位長度橫向凸起的相對支承面積等于或大于0.07。月牙形橫向凸起的接觸角的范圍為140至180°。
文檔編號E04C5/01GK1836077SQ200480022778
公開日2006年9月20日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者I·N·吉洪諾夫, A·I·茲韋茲多夫, G·N·蘇達科夫, T·A·穆罕默迪夫, V·Z·梅什科夫, N·V·安德里阿諾夫, A·N·邦達連科, V·A·馬托奇金, V·A·蒂申科 申請人:聯(lián)邦國營企業(yè)“建筑科研中心”, 股份公司“扎巴特諾－希比爾斯基鋼鐵公司”, I·N·吉洪諾夫