第41章钢筋工程

第四章 混凝土结构工程施工概述1、混凝土的分类素混凝土；钢筋混凝土；预应力混凝土。2、钢筋与混凝土共同作用原因1）相互粘结好；2）常温下，两者线膨胀系数大致一样；3）混凝土是一种碱性环境，有利于保护钢筋。3、钢筋混凝土工程的施工包括：钢筋工程；模板工程；混凝土工程。第一节 钢筋工程一、钢筋分类1、按轧制外形：光面钢筋、变形钢筋(螺纹、人字纹及月牙纹)。2、按生产加工工艺：热轧钢筋、冷拉钢筋 l、冷拔低碳钢丝 b、热处理钢筋、冷轧扭钢筋、精轧螺旋钢筋、刻痕钢丝 k及钢绞线 j等。3、按供应方式：盘圆或盘条钢筋（直径为610mm）、直条钢筋（直径大于12mm的钢筋轧成612m长一根）。4、按强度：I级，为便于识别，在不同级别的钢材端头涂有不同颜色的油漆。5、按直径：钢丝(直径35mm)、细钢筋(直径610mm)、中粗钢筋(1220mm)和粗钢筋(直径大20mm)。二、钢筋的加工程序及施工要点1 加工程序（盘圆 调直、冷加工）剪切下料 弯曲成型 绑扎或焊接成钢筋骨架。调直方法 1）调直机调直 2）冷拉调直牵引轮钢筋调直机 钢筋的冷拉原理是将钢筋在常温下进行强力拉仲，使拉力超过屈服点6，达到如图中的A点，然后卸荷。由于钢筋产生塑性变形。曲线沿ko1下降至01点，ko1大致与ao平行。如立即重新加荷，应力应变曲线则沿o1kde变化，并在k点出现新的屈服点。这个屈服点明显地高于冷拉航的屈服点b，这种现象称为“变形硬化”(冷硬)。冷硬后的新屈服点并非保持不变，而是随时间有所提高，这种现象称为“时效硬化”。由于变形硬化和时效硬化的结果，其新的应力应变曲线则为o1kde，屈服点进一步提高到k，塑性再次降低。这是因为在冷拉过程图，钢筋内部的晶体沿着结合力最差的结晶面产生相对滑移，使滑移面上的品格歪扭变形，晶格遭到破碎构成滑移面的凸凹不平，阻碍着晶体的继续滑移，使钢筋内部组织产生变化的结果。这种变化随着时间的增长而逐渐稳定，也就是说要通过时效硬化后才有稳定的屈级强度。2 钢筋的冷加工1）冷拉（1）含义：将、级钢筋在常温下进行强力拉伸，使拉应力超过该钢筋的屈服点，使钢筋产生塑性变形，从而达到使其强度提高的目的。（2）应力应变曲线oo1bkKDdao2钢筋冷拉应力应变曲线图钢筋冷拉后，长度增加，强度增加，但塑性降低，脆性增大。(3）冷拉控制方法A 冷拉率控制法先确定冷拉率，再根据钢筋的长度L计算拉伸长度。即 L=*L。测定冷拉率时，钢筋的冷拉应力应符合下表的规定：730 1028 级 530 840 级 480 25 级 310 12 级 460 2840冷拉控制应力（MPa）钢筋直径（mm）钢筋级别冷拉率测定时钢筋的冷拉应力表B 控制应力法 在张拉钢筋时，控制钢筋中的实际应力。在张拉中若钢筋已达到下表中的 控制应力而冷拉率未超过下表中最大冷拉率则合格；相反，达到了下表中最大冷拉率而冷拉应力 没有达到控制应力，则认为不合格。钢筋级别 钢筋直径（mm）冷拉控制应力（Mpa）最大冷拉率（%）级 12 280 10.0 级 25 450 5.5 2840 430 级 840 500 5.0 级 1028 700 4.0冷拉控制应力及最大冷拉率例 冷拉一根IV级直径16mm长10m的钢筋，当冷拉力为120.6kN，伸长值为0.4m，用控制应力法判断此钢筋是否合格。)(201164122mmAS冷拉应力120.6103/201=600(N/mm2)冷拉率=0.4/10=4%查表，IV级钢筋的最大冷拉率为4；冷拉控制应力为700(Nmm2)。则：控制应力末达到要求，而冷拉率已达到最大值不合格，应降级使用解：钢筋总面积(4)冷拉质量控制:冷拉钢筋表面不应发生裂纹或局部颈缩现象，且拉伸和冷弯实验应符合规范规定。冷拉钢筋主要用作受拉钢筋,在冲击荷载的动力设备基础,吊环及负温度条件下,不得使用。2）冷拔（1）含义：在常温下，把 级钢筋用强力使其通过拔丝模，拔成直径比原来小的钢丝的过程称为冷拔。（2）作用 ：提高强度，节约钢材。（3）工艺及设备 工艺过程：轧头 剥壳 润滑 拔丝 剥壳机润滑设备拔丝模拔丝筒钢筋冷拔工艺示意图设备（4）注意事项：拔丝速度约为0.20.3m/s,速度过大易拔断；拔丝应经过几次反复拔成；6 4 拔过的钢丝冷弯时表面不得有裂纹。钢筋闪光对焊是将钢筋安放成对接形式，利用电阻热使接触点金属融化，产生强烈飞溅，形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。闪光对焊是钢筋接头焊接中操作工艺简单、效率高、施工速度快、质量好、成本低的一种焊接方法。闪光对焊广泛用于钢筋的纵向连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先选用闪光对焊，不可能时才用电弧焊。4）冷拉与冷拔的区别（1）冷拉后，钢筋有明显的屈服点，而冷拔没有明显的屈服点，呈一种硬钢的性质；（2）冷拉时，钢筋是单向受力，冷拔时钢筋是三向受力。3、钢筋的连接1）钢筋的焊接（1）闪光对焊钢筋闪光对焊工艺常用的有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊三种工艺，根据钢筋品种、直径和所用焊机功率大小等选用。工艺名称工艺过程适用范围连续闪光焊连续闪光、顶锻适于焊接直径25mm以内的级钢筋焊接直径较小的钢筋最适宜预热闪光焊预热、连续闪光、顶锻适于钢筋端面较平整，且直径20mm以上的级钢筋闪光-预热-闪光焊一次闪光、预热、二次闪光、顶锻适于端面不平整，且直径20mm以上的级钢筋及级钢筋 质量检验：、接头外观检查：无裂纹和烧伤接头弯折不大于40接头轴线偏移不大于0.1d(d为钢筋直径)，也不2mm、抗拉试验和冷弯试验钢筋点焊将两钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接，如用来焊接钢筋网片、钢筋骨架等，特别适于预制厂大量使用。它生产效率高、节约材料，应用广泛。（2）点焊 利用点焊机进行纵横交错的钢筋网片焊接，多用于小型预制构件的钢筋网片的成型。接变压器电极电极钢筋点 焊（3）电弧焊：搭接焊、帮条焊、坡口焊电渣压力焊是将钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。这种方法比电弧焊易于掌握、工效高、节省钢材、成本低、质量可靠，适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围内）钢筋的接长连接，但不宜用于热轧后余热处理的钢筋。适用于竖向钢筋接长上钢筋下钢筋电极电极焊药包电渣压力焊示意图（4）电渣压力焊2）机械连接（1）套筒连接；（2）螺纹连接 ：锥螺纹连接 直螺纹连接3）钢筋绑扎连接 钢筋绑扎的施工要点主要有：钢筋绑扎的施工要点主要有：（1）钢筋混凝土保护层的厚度应符合设计要求；当设计无具体）钢筋混凝土保护层的厚度应符合设计要求；当设计无具体要求时，不应小于钢筋直径，并符合规范的规定。要求时，不应小于钢筋直径，并符合规范的规定。（2）钢筋的交叉点应用铁丝扎牢，钢筋绑扎应注意位置是否正）钢筋的交叉点应用铁丝扎牢，钢筋绑扎应注意位置是否正确。确。（3）板和墙的钢筋网，除靠近外围两行钢筋的相交点全部绑牢）板和墙的钢筋网，除靠近外围两行钢筋的相交点全部绑牢外，其它部分的交叉点可间隔交错绑牢；当必须保证受力钢筋不产外，其它部分的交叉点可间隔交错绑牢；当必须保证受力钢筋不产生位置偏移，双向受力钢筋必须全部绑牢。生位置偏移，双向受力钢筋必须全部绑牢。（4）梁和柱的箍筋，除设计有特殊要求外，应与受力钢筋垂直）梁和柱的箍筋，除设计有特殊要求外，应与受力钢筋垂直设置；箍筋弯钩叠合处，应与受力钢筋方向错开设置。设置；箍筋弯钩叠合处，应与受力钢筋方向错开设置。（5）钢筋绑扎时，受拉区内）钢筋绑扎时，受拉区内级钢筋的末端应做弯钩，级钢筋的末端应做弯钩，、级钢筋可不做弯钩；直径不大于级钢筋可不做弯钩；直径不大于12mm的受压的受压级钢筋的末端以及级钢筋的末端以及轴心受压构件的末端，可不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径轴心受压构件的末端，可不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径的的35倍；钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。钢筋搭接长度倍；钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。钢筋搭接长度应符合规范的规定，受压钢筋的搭接长度，应取受拉钢筋搭接长度应符合规范的规定，受压钢筋的搭接长度，应取受拉钢筋搭接长度的的0.7倍。倍。（6）各受力钢筋之间的接头位置应相互错开。）各受力钢筋之间的接头位置应相互错开。从任一绑扎接头中心至搭接长度的从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段范围内，有绑扎接头的倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积百分率，在受拉区不得超受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积百分率，在受拉区不得超过过25%；在受压区不得超过；在受压区不得超过50%；绑扎接头钢筋的横向净间距不应；绑扎接头钢筋的横向净间距不应小于钢筋直径且不小于小于钢筋直径且不小于25mm。（7）焊接骨架和焊接网在构件宽度内，其接头位置应错开。）焊接骨架和焊接网在构件宽度内，其接头位置应错开。在绑扎接头区段内，受力钢筋的截面面积不得超过受力钢筋总截面在绑扎接头区段内，受力钢筋的截面面积不得超过受力钢筋总截面面积的面积的50%。（8）在绑扎骨架中非焊接的搭接接头长度范围内，当搭接钢筋）在绑扎骨架中非焊接的搭接接头长度范围内，当搭接钢筋为受力钢筋时，其箍筋的间距不应大于为受力钢筋时，其箍筋的间距不应大于5d（d为钢筋直径），且不为钢筋直径），且不大于大于100mm；当为受压钢筋时，其箍筋的间距不应大于；当为受压钢筋时，其箍筋的间距不应大于10d，且不，且不大于大于200mm。（9）在梁板结构中，板、次梁与主梁交叉处，板的钢筋在上，）在梁板结构中，板、次梁与主梁交叉处，板的钢筋在上，次梁的钢筋居中，主梁的钢筋在下。当有圈梁或垫梁时，主梁的钢次梁的钢筋居中，主梁的钢筋在下。当有圈梁或垫梁时，主梁的钢筋在上。板上部的负筋，要防止被踩下，特别是雨篷、挑梁、阳台筋在上。板上部的负筋，要防止被踩下，特别是雨篷、挑梁、阳台等悬臂梁，要严格控制负筋的位置，以保证梁的抗弯能力。等悬臂梁，要严格控制负筋的位置，以保证梁的抗弯能力。1、热轧钢筋检验、热轧钢筋检验热轧钢筋运至工地后，应按规格、品种进行检查和热轧钢筋运至工地后，应按规格、品种进行检查和验收。每批由同牌号、同炉罐号、同规格、同交货验收。每批由同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋组成，重量不大于状态的钢筋组成，重量不大于60t。对容量不大于。对容量不大于30t的冶炼炉冶炼的钢锭和连续坯轧制的钢筋，允许由的冶炼炉冶炼的钢锭和连续坯轧制的钢筋，允许由同牌号、同冶炼方法、同浇注方法的不同炉罐号组同牌号、同冶炼方法、同浇注方法的不同炉罐号组成混合批，但每批不多于成混合批，但每批不多于6个炉罐号。检验内容包括个炉罐号。检验内容包括外观检查和力学性能试验等。外观检查和力学性能试验等。三、钢筋工程检验与验收三、钢筋工程检验与验收（一）原材料的检查（一）原材料的检查外观检查：表面不得有裂纹，颜色均匀，外形尺寸符合规定。钢筋必须有出厂证明和材质报告。抽样送检，符合规范要求后才能使用。（1）外观检查）外观检查1）从每批钢筋中抽取）从每批钢筋中抽取5进行外观检查。钢筋表面不得有进行外观检查。钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠。裂纹、结疤和折叠。2）钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋）钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差。钢筋每许偏差。钢筋每1m弯曲度不应大于弯曲度不应大于4mm。3)当钢筋按实际重量交货时，应随机抽取当钢筋按实际重量交货时，应随机抽取10根（根（6m长）长）钢筋称重，重量偏差不得大于允许偏差。钢筋称重，重量偏差不得大于允许偏差。（2）力学性能试验）力学性能试验从每批钢筋中任选两根钢筋，每根取两个试样分别进行拉伸从每批钢筋中任选两根钢筋，每根取两个试样分别进行拉伸试验（包括屈服点、抗拉强度和伸长率）、冷弯试验和反弯试验（包括屈服点、抗拉强度和伸长率）、冷弯试验和反弯试验。试验。（3）合格判别）合格判别钢筋经各项检验（包括外形尺寸及偏差）均达到标准要求时即钢筋经各项检验（包括外形尺寸及偏差）均达到标准要求时即为合格。为合格。如有某一项检验不合格，可从同批钢筋中再任取双倍数量试样如有某一项检验不合格，可从同批钢筋中再任取双倍数量试样进行不合格项目的复验，复验结果如仍有一个试样不合格，就进行不合格项目的复验，复验结果如仍有一个试样不合格，就认为该批不合格。认为该批不合格。热轧钢筋在加工过程中发现脆断、焊接性能不良或机械性能显热轧钢筋在加工过程中发现脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常等现象时，应进行化学成分分析或其他专项检验。著不正常等现象时，应进行化学成分分析或其他专项检验。（二）（二）质量检查与验收质量检查与验收隐蔽工程验收隐蔽工程验收：（钢筋的规格和级别，根数，间距，接头位置，锚固长（钢筋的规格和级别，根数，间距，接头位置，锚固长度，搭接长度，钢筋位置等）度，搭接长度，钢筋位置等）钢筋安装完毕后，应检查下列方面：钢筋安装完毕后，应检查下列方面：1）根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、根数、间距是否正确；根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、根数、间距是否正确；特别是要注意检查负筋的位置；特别是要注意检查负筋的位置；2）检查钢筋接头的位置及搭接长度是否符合规定；检查钢筋接头的位置及搭接长度是否符合规定；3）检查混凝土保护层是否符合要求；检查混凝土保护层是否符合要求；4）检查钢筋绑扎是否牢固，有无松动变形现象；检查钢筋绑扎是否牢固，有无松动变形现象；5）钢筋表面不允许有油渍、漆污和颗粒状（片状）铁锈；）钢筋表面不允许有油渍、漆污和颗粒状（片状）铁锈；6）钢筋位置的允许偏差，不得大于下表的规定。）钢筋位置的允许偏差，不得大于下表的规定。3 板，墙，壳板，墙，壳 5 梁，柱梁，柱 +3，0 水平高差水平高差 10 焊接骨架焊接骨架 基础基础 中心位置中心位置 绑扎骨架绑扎骨架 10 5 20 20 5允许偏差允许偏差 基础保护层基础保护层 预埋件位置预埋件位置 箍筋，横向箍筋，横向 钢筋钢筋 位置位置 钢筋弯起点的位置钢筋弯起点的位置 受力钢筋排距受力钢筋排距 项目项目 5 4 3 2 1 序序四、钢筋料单的编制1、下料长度的计算1）钢筋下料：根据结构施工图分别计算出每根钢筋切断时的直线长度。2）量度差值：量度差值：钢筋弯曲时，外壁伸长内壁缩短，中心长度不变，其外包尺寸大于中心线长度，它们之间存在一个差值，这个差值称为“量度差值量度差值”。钢筋的下料长度应按简图的外包尺寸，增加两端弯钩尺钢筋的下料长度应按简图的外包尺寸，增加两端弯钩尺寸，再扣除钢筋弯曲时引起的量度差值。寸，再扣除钢筋弯曲时引起的量度差值。1234 82003900240240505011223）混凝土的保护层 一般梁柱主筋取25mm，板取15mm。4）下料长度的计算（1）半园弯钩外包长度弯钩长度3dD=2.5dd2.25d 弯钩展开长度 在量外包尺寸时已考虑了dddd5.832)5.2(所以一个1800半圆弯钩的下料长度为ddd25.625.25.8半园弯钩的钢筋在量了其外包尺寸后再加半园弯钩的钢筋在量了其外包尺寸后再加6.25d为其下料长度为其下料长度ddd25.225.2(2)900量度差值量度差值为 ddd2645ABCABC4dd即有即有900的弯钩时的弯钩时,应在应在外包尺寸的基础上扣除外包尺寸的基础上扣除2d（3）对其它度数的弯钩扣减值如下：300 扣 0.3d 450 扣 0.5d 600 扣 0.9d 1350 扣 2.5dBH内包尺寸外包尺寸箍筋主筋调整值见下表(4)箍筋的下料长度用箍筋的外包尺寸或内包尺寸加其相应的调整值。箍筋的下料长度内包尺寸量内包尺寸相应调整值其中：内包尺寸=2（HB ）2（H+B）200或箍筋的下料长度外包尺寸量外包尺寸相应调整值其中：外包尺寸=2（H+B）200+8d箍筋调整值（mm）箍筋度 量方法 箍筋直径（mm）45 6 8 1012外包尺寸 40 50 60 70内包尺寸 80 100 1201501702 例题：某现浇混凝土梁的结构施工图如下，试计算每根钢筋的下料长度。（5）箍筋个数1Ln 1234 8200390024024015050501122134211221811882002505001-1143211221811882002505002-2解：1号筋 2根 l=3900-2 25=3850mm2号筋 2根 l=3850+2 6.25 12=4000mm3号筋 1根l=2420+2 265+2 636+2 150 2 2 18(90）4 0.5 18(）=4414mm4号筋 根数 l=2(250225+500 225)+120（内包调整值）=1420mm38503850265265150150450636636242021120039001Ln内包尺寸外包尺寸箍筋三、钢筋的代换1、代换的原则1）构件按强度设计时，用“等强代换”；2）按最小配筋率min配筋时，用“等面积代换”；3）若构件有抗裂要求，代换时应进行抗裂验算。2、注意的问题1）有抗裂要求时，不允许用 级钢筋代替 级钢筋；2）代换后，钢筋应符合有关的构造要求；3）纵向钢筋与弯起钢筋应分别代换；4）偏心构件中的拉压钢筋应分别代换；5）同一截面中，钢筋代换直径差不大于5mm。sysyAfAfssAA 例已知粱的截面面积尺寸如图所示，梁的混凝土强度等级为C20，原设计的纵向受力钢筋采用620，中间四根分别在二处弯起。现拟用I级钢筋25代换；求所需钢筋根数。解：弯起钢筋与纵向受力钢筋分别代换，以220为单位按公式计算 代换后的钢筋根数虽不变，但需要复核钢筋的净间S需要将钢筋排成两排。根取根2 9.12102531020222nmm25205256252300小于钢筋直径S