混凝土结构工程-钢筋工程

,*,2005-10,建筑施工技术,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,土木工程施工,授课教师：赵全斌,山东建筑大学土木工程学院,2010.03,2005-10,1,建筑施工技术,第四章 混凝土结构工程,概述,钢筋工程,模板工程,混凝土工程,2005-10,2,建筑施工技术赵全斌,4-1 概述,水泥、砂石、,水、外加剂,配制、,搅拌,钢筋加工、安装,模板制作、安装,浇筑砼,养护,拆模,清理,2005-10,3,建筑施工技术赵全斌,4-2 钢筋工程,4.2.1 钢筋的检验,4.2.1.1 钢筋的分类,1)圆钢(钢号Q235),级钢,即普通碳素钢,10为盘圆，,2)螺纹钢等,级钢,长度6,12m;,如：、等。,3）化学成分,低碳钢：C,0.25,中碳钢：C,0.25,0.6,以上两种为普通碳素钢。,普通低合金钢：合金元素,0.3,（钛，钒，锰）等,2005-10,4,建筑施工技术赵全斌,4）加工方法,热轧钢筋大部分钢筋都是热轧钢筋；,冷拉钢筋,是一种现场的钢筋加工方法；,冷拔钢筋加工厂对钢丝的一种加工方法，预应力钢丝基本上都要进行冷拔。,品种,牌号,公称,直径,（mm）,屈服强度,s,(N/mm,2,),抗拉强度,b,(N/mm,2,),伸长率,s,(%),冷弯,d=弯心直径,a=钢筋直径,外形,强度,等级,不小于,光圆钢筋,Q235,825,340,380,25,180d=a,2850,180d=2a,变形钢筋,20M,n,S,i,825,340,520,16,180d=3a,20M,n,Nb,2850,320,500,180d=4a,25M,n,Nb,2850,380,580,14,180d=3a,40S,N,MnV,1025,550,850,10,180d=5a,45S,N2,MnV,2832,180d=5a,4-2 钢筋工程,2005-10,5,建筑施工技术赵全斌,HRB400级之所以称之为新级钢筋，是因历史上曾经有过级钢筋。当时的牌号是25MnSi，其碳当量偏高且可焊性较差，强度也较低（370Mpa）。,HRB400级是一种低合金热轧钢筋，低合金钢筋是在碳素钢基础上，在冶炼时根据钢筋性能要求和生产条件加入适量合金元素，可使含碳量较低钢筋的获得较高强度，并能保证足够的塑性和良好的焊接性能。,建设部把推广HRB400级作为十大新技术之一。,附：HRB400（新级）钢筋,4-2 钢筋工程,2005-10,6,建筑施工技术赵全斌,HRB400级是指屈服强度为400Mpa（抗拉强度为570Mpa）的钢筋。它可应用于非抗震和抗震设防地区的工业与民用建筑和一般构筑物，可适用于做纵向受力钢筋和箍筋、构造钢筋，以及预应力混凝土结构中的非预应力筋。,HRB400级钢筋的主要力学性能,HRB400级钢筋与目前普遍应用的级钢(335Mpa）相比具有以下优点：,(1)强度高 性能稳定并具有优良的工艺性,牌号,直径,屈服强度,抗拉强度,延伸率%,HRB400,650,400MPa,570,14,4-2 钢筋工程,2005-10,7,建筑施工技术赵全斌,能，可适用各种施工工艺。,(2)碳当量低 焊接方便，焊接性能好。,由于强度设计值提高，在一般钢筋混凝土结构中可节约钢材12%14%。,主要指标,化学成分,HRB400级中化学元素C、P、S含量分别不大于0.25%、0.050%、0.050%；,HRB400级钢筋的主要化学成分,牌号,化学成分（不大于）%,C,Si,Mn,P,S,Ceg,HRB400,0.25,0.80,1.60,0.045,0.045,0.54,4-2 钢筋工程,2005-10,8,建筑施工技术赵全斌,4.2.1.2 钢筋的检验,1）原因,*钢材进货来源渠道多；出厂的标牌容易丢失；对工程质量负责。,*钢筋到现场必须有出厂质量证明书,2)检查项目,*常进行机械性能检查，,拉力试验屈服强度,抗拉强度,伸长率,冷弯试验注意弯心直径,3)检查方法:,一批(60吨)取2根,一根做拉力试验,一根做冷弯试验。,4-2 钢筋工程,2005-10,9,建筑施工技术赵全斌,判断：若有一项试验不合格,则取双倍试样再做.若仍有不合格?,检验合格的钢筋应分别堆放,不得混放。,4.2.2 钢筋翻样和配料,加工顺序：冷拉调直切断焊接弯曲成型绑扎,4.2.2.1 钢筋翻样,1)将混凝土结构分解成柱、梁、墙、板和楼梯等构件，以一种构件为主，画出其各种配筋。应注明钢筋的编号、数量、强度等级、直径、间距、锚固长度及搭接长度和接头位置等。,2)对形状复杂和结构接点密度大的钢筋,绘出细部大样图(加工和安装图)。,4-2 钢筋工程,2005-10,10,建筑施工技术赵全斌,4.2.2.2 钢筋配料单,1）根据结构构件混凝土保护层、钢筋弯曲和弯钩等计算下料长度，编制配料单。,2）钢筋应按图施工或按有关构造要求配料，如遇钢筋规格不全时应按下列规定代换：,（1）按强度控制的截面或构件按钢筋等强代换；,（2）按最小配筋率控制的截面或构件按钢筋的,最小配筋率代换。,4.2.2.3 量度差值,-钢筋外包尺寸与轴线长度的差值,其值与被弯钢筋的直径和钢筋的弯心直径,有关。,4-2 钢筋工程,2005-10,11,建筑施工技术赵全斌,弯曲角度,45,60,90,135,180,弯心直径,5.0d,5.0d,5.0d,5.0d,2.5d,量度差值,0.5d,1.0d,2.0d,0,6.25d,4-2 钢筋工程,2005-10,12,建筑施工技术赵全斌,4.2.3 钢筋加工,主要讲冷拉，简单地讲冷拔。,钢筋的冷拉,钢筋（,级钢）在常温下（,450,C），强力拉伸超过钢筋的,屈服点,，使钢筋产生永久变形，提高钢筋屈服强度的一种钢筋的加工方法。,1）冷拉过程-基本上没有改变钢材的形态，经过冷拉的钢筋（称冷拉钢筋）仍具有明显的屈服点属于软钢。,2）冷拉特点,一定要拉过钢筋的屈服强度！,4-2 钢筋工程,2005-10,13,建筑施工技术赵全斌,提高钢筋的屈服强度（20,25,）；塑性和弹性模量都降低;,增加钢筋的长度;,经时效后：屈服应力进一步提高，塑性进一步降低，弹性模量基本恢复。,时效：自然时效：在常温下，停放15,18天；,人工时效：在100,C温度下，二小时,级钢自然时效无效，需通电时效。,3）冷拉原理-变形硬化,（1）变形，滑移钢筋拉伸时，内部晶粒在拉力的作用下产生旋转，变形，滑移，晶粒的排列的更加有序、有规则；,4-2 钢筋工程,2005-10,14,建筑施工技术赵全斌,（2）破碎已经变形的晶粒，随着拉力的不断增大而破碎，产生更多的晶粒。,（3）晶界的特性晶粒增多，晶面（称晶界）也就增多，使钢材呈显出晶界的特性。,晶界的特性强度高，塑性低。,（4）经时效后破碎的晶粒在内应力的作用下，又重新得到排列。,其结果是：屈服应力进一步提高，,塑性进一步降低，,弹性模量基本恢复。,4）冷拉方法 P114,（1）控制应力法,4-2 钢筋工程,2005-10,15,建筑施工技术赵全斌,a 钢筋冷拉，应有二个参数，主要控制其中一个参数，另一个作为参考。,*冷拉应力,*冷拉率（伸长率）,b 从应力应变图中可以看出：,冷拉钢筋未经时效时的屈服点=,=钢筋的冷拉应力；,冷拉钢筋经过时效时的屈服点,钢筋的冷拉应力；（此时的强度提高 值一般不利用，趋于安全）;,c 为保证冷拉钢筋的设计强度（屈服应力），则：,4-2 钢筋工程,2005-10,16,建筑施工技术赵全斌,钢筋的冷拉应力=冷拉钢筋的屈服强度；,即：,d 也就是说：保证了钢筋的冷拉应力也就保证冷拉钢筋的设计强度；,控制冷拉力法的保证率是比较高的！,e 注意几个问题,*钢筋的冷拉应力越高，即冷拉钢筋的屈服强度越高？-屈强比的问题！,所谓屈强比,4-2 钢筋工程,2005-10,17,建筑施工技术赵全斌,为了使冷拉钢筋具有一定的强度储备且满足一定的塑性要求，即保证结构和构件的使用安全，冷拉钢筋的屈强比不能太小（,1.07），即冷拉应力不能取得太大。,如：冷拉级钢：,冷拉级钢：,*如果钢筋冷拉后，冷拉应力已经达到，,但伸长太大该冷拉钢筋是否合格？（不合格！）,*最大冷拉率,在保证屈强比的前提下，剔除不合格的冷,拉钢筋。,4-2 钢筋工程,2005-10,18,建筑施工技术赵全斌,所以，采用控制应力法冷拉钢筋，并不能保证冷拉钢筋100,合格，主要屈强比太低。为此，还必须控制最大冷拉率。,原因：施工实践表明，钢筋在出厂时的保证率一般为95,，也就是说，钢筋在出厂时就有5,的钢筋强度就比较低（不合格），从表面上是发现不了的。这些钢筋冷拉后，虽然冷拉应力也能达到，钢筋也未拉断，但这些钢筋冷拉后的屈强比接近1，使用阶段不安全，必须剔除。,即以最大冷拉率指标来剔除。,(2）控制冷拉率法-,4-2 钢筋工程,2005-10,19,建筑施工技术赵全斌,a 冷拉率的测定,*对于同一根钢筋，应力与应变理论上应保持不变的关系，,*对于同一批钢筋，应力与应变的关系必定在一定的范围内保持波动，,即：有可能：,*钢筋的冷拉率已经达到，但该根冷拉钢筋不一定是合格的！,*钢筋的冷拉率未达到，-但该根冷拉钢筋不一定不合格！,因此，为保证冷拉钢筋的合格率达95,以上，测定该批钢筋冷拉率时冷拉力要适当提高！根据数理统计：,4-2 钢筋工程,2005-10,20,建筑施工技术赵全斌,当保证率为95,以上时：,式中：S,N,-钢材的标准离差，该值各厂不同，与钢筋的类型和生产厂的管理水平有关，一般取20,50MPa，一般取30Mpa。,钢筋,级别,钢筋,直径,控制冷拉力法,控制冷拉率法,冷拉应力,最大冷拉率,冷拉应力,级,12,280,10.0,310,级,25,450,5.5,480,28,40,430,460,级,8,40,500,5.0,530,级,10,28,700,4.0,730,4-2 钢筋工程,2005-10,21,建筑施工技术赵全斌,（3）冷拉的质量检验和注意事项-,速度不能过快(1m/min),-变形更充分；,先焊后拉,对焊接接头进行考验；,最多拉2次,拉断一次可以，多了不行；,拉紧时量伸长不能卸力后量测。,（4)注意：,a 冷拉钢筋在承受动力荷载的结构或构件时慎用，如吊车梁，预制构件吊钩等。,b 冷拉仅起调直作用时，其最大冷拉率：,对于级钢为4,；,对于、级钢为1,。,4.2.3.2 钢筋的冷拔,4-2 钢筋工程,2005-10,22,建筑施工技术赵全斌,1)冷拔原理-立体应力(拉伸与压缩)的作用下变形更充分强度增加更大，塑性降低也更多。,2)总压缩率:,(),冷拔总压缩率越大，冷拔钢,丝的强度越高，但塑性越低。,一般：后道钢丝的直径,约是前道钢丝直径的0.85,0.8。,5冷拔钢丝用,8盘条拔制，,4和,5冷拔钢丝用,6.5盘条拔,制。,4-2 钢筋工程,2005-10,23,建筑施工技术赵全斌,3)冷拔方法,钢筋扎头除皮拔丝,冷拔次数少-效率高,钢丝易拉断,拔丝模易坏;,冷拔次数多-效率低,钢丝更脆;,4.2.3.4 钢筋的调直、切断和弯曲,1）调直 机械调直-10mm以下,人工敲直-10mm以上,冷拉调直-4%(级)1%,2）切断和弯曲-一般用机械进行切断和弯曲,4-2 钢筋工程,2005-10,24,建筑施工技术赵全斌,4.2.4 钢筋连接,4.2.4.1 绑扎连接,搭接长度和位置应满足规范和有关构造要求。,4.2.4.2 焊接连接,1）碳当量是表示钢材可焊性的一个指标，它是根据钢材的化学成分与热影响区的淬硬性之间的关系。,影响钢材可焊性的因素主要是：,含碳量：塑性、韧性、可焊性、,强度,含锰量：强度、当C,0.8,，,可焊性,合金元素（T,I,V等）：强度，可焊性,4-2 钢筋工程,2005-10,25,建筑施工技术赵全斌,则：碳当量,一般：级钢：0.21%0.33%，0.4%,好焊,级钢:0.37%0.52%,0.6%难焊,如级钢 平均含碳量为：0.18,，含锰量为0.65,则：,可焊性,对焊,电弧焊,良好,0.5