第四章钢筋混凝土工程

1、 第四章第四章 钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程钢筋混凝土是土木工程结构中被广泛采用并占主钢筋混凝土是土木工程结构中被广泛采用并占主 导地位的一种复合材料，它以其性能优异、材料易获导地位的一种复合材料，它以其性能优异、材料易获 得、施工方便、经久耐用而显示其巨大生命力。今年得、施工方便、经久耐用而显示其巨大生命力。今年 来，随着钢筋工程、模版工程和混凝土工程新技术的来，随着钢筋工程、模版工程和混凝土工程新技术的 不断发展，钢筋混凝土在土木工程中更加广泛地被采不断发展，钢筋混凝土在土木工程中更加广泛地被采 用。用。钢筋混凝土工程分为装配式钢筋混凝土工程和现钢筋混凝土工程分为装配式钢筋混凝土工程和现 浇钢筋混凝土工程。装配式钢筋混凝土工程的施工工浇钢筋混凝土工程。装配式钢筋混凝土工程的施工工 艺是在构件预制厂或现场预制好结构构件，在再施工艺是在构件预制厂或现场预制好结构构件，在再施工 现场将其安装到设计位置现浇钢筋混凝土工程则是在现场将其安装到设计位置现浇钢筋混凝土工程则是在 结构物的设计位置现场制作结构构件，由钢筋工程、结构物的设计位置现场制作结构构件，由钢筋工程、 模版工程及混凝土工程三部

2、分组成，特点是结构整体模版工程及混凝土工程三部分组成，特点是结构整体 性好、抗震性能好、节约钢材、不需大型起重机械。性好、抗震性能好、节约钢材、不需大型起重机械。 但是模版消耗多、现场运输量大、劳动强度高、施工但是模版消耗多、现场运输量大、劳动强度高、施工 易受气候条件影响易受气候条件影响41 41 钢筋工程钢筋工程一、钢筋的验收和存放一、钢筋的验收和存放在钢筋混凝土结构工程中钢筋起着关键的作用在钢筋混凝土结构工程中钢筋起着关键的作用 。由于在混凝土浇筑后，其质量难于检查，因此。由于在混凝土浇筑后，其质量难于检查，因此 钢筋工程是隐蔽工程，需要在施工过程中进行严钢筋工程是隐蔽工程，需要在施工过程中进行严 格的质量控制，并建立起必要的检查和验收制度格的质量控制，并建立起必要的检查和验收制度 。钢筋混凝土工程中所用的钢筋均应进行现场检 查验收，合格后方能入库存放、待用。（1 1）钢筋的验收 钢筋出厂时应有出厂质量证明书或试验报告 单，每捆（盘）钢筋均应有标牌。钢筋进场后，应按现行国家有关标准的规定 抽取试件做力学性能检验，其质量必须符合有关 标准的规定。验收内容：查对标牌，检查外观，并按有

3、关 标准的规定抽取试样进行力学性能试验。钢筋的外观检查包括：钢筋应平直、无损伤，表 面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。钢筋 表面凸块不允许超过螺纹的高度；钢筋的外形尺 寸应符合有关规定。 力学性能试验时，从每批中任意抽出两根钢 筋，每根钢筋上取两个试样分别进行拉力试验(测 定其屈服点、抗拉强度、伸长率)和冷弯试验。(2) 钢筋的存放 钢筋运至现场后，必须严格按批分等级、牌 号、直径、长度等挂牌存放，并注明数量，不得 混淆。应堆放整齐，避免锈蚀和污染，堆放钢筋的 下面要加垫木，离地一定距离；有条件时，尽量 堆入仓库或料棚内。二、钢筋的冷加工钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，用以获 得冷拉钢筋和冷拔钢丝。 （一）钢筋的冷拉钢筋冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉 伸，使拉应力超过该钢筋屈服强度某一限值 ，迫使钢筋产生塑性变形，从而使内部结晶 产生滑动、弯曲、拉长、转动、扭曲甚至破 坏，再经过变形硬化和时效，达到调直钢筋 、提高强度和节约钢材的目的。经过冷拉的 钢筋屈服强度、硬度提高，但是其塑性、韧 性以及弹性模量有所降低。1、钢筋冷拉的控制方法钢筋冷拉的控制方法有冷拉率控制法和应力控 制法。 （1

4、）控制冷拉率法 在一定限度内，冷拉率越大，钢筋强度提高越多， 但塑性降低越多 以冷拉率控制钢筋的冷拉时，冷拉率必须由试验确 定。在将要冷拉的同炉钢筋中取不少于4根的试件 ，按施工规范中规定的冷拉力分别做拉伸试验， 取其伸长率的平均值，作为该批钢筋实际采用的 冷拉率。 冷拉率确定后，根据钢筋的长度，求出拉长值，作 为冷拉的依据。冷拉伸长值L为：L=L（2）控制应力法这种方法以控制钢筋冷拉应力为主，钢筋冷 拉时，如果钢筋已达到规定的控制应力，而冷拉 率未超过最大冷拉率，则认为合格。如果钢筋已 达到规定的最大冷拉率而应力还小于控制应力则 认为不合格，应进行机械性能试验，按其实际级 别使用。采用应力控制法，易于保证冷拉钢筋质量， 可避免因材质不匀对应力产生的影响。对于重要 结构，如预应力混凝土的带肋钢筋的冷拉，应采 用控制应力法，以确保质量。但由于冷拉率是随 被冷拉钢筋的抗压强度而变化，有时没根钢筋即 使在相同的控制应力下冷拉，冷拉后的钢筋长度 也是不一致的，这对于有等长要求的预应力钢筋 不利。2、冷拉设备冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋夹具等部分组成，如图4.15所示。 （二）钢

5、筋的冷拔钢筋冷拔是将68的级光圆钢筋在常温下 强力拉拔使其通过特制的钨合金拔丝模孔，使钢筋 轴向被拉伸，径向被压缩，使钢筋产生较大的塑性 变形，其抗拉强度提高50%90%。钢筋冷拔主要用来生产冷拔低碳钢丝，冷拔低 碳钢丝分甲、乙两级，甲级钢丝适用于作预应力筋 ，乙级钢丝适用于作焊接网，焊接骨架、箍筋和构 造钢筋。钢筋冷拔的工艺流程为轧头剥皮拔丝。轧 头是用一对轧辊将钢筋端部轧细，以便钢筋通过拔 丝模孔口。剥皮是使钢筋通过36个上下排列的辊 子，剥除钢筋表面的氧化铁渣壳，使铁渣不致进入 拔丝模孔口，以提高拔丝模的使用寿命，并消除因拔丝模孔存在铁渣，使钢丝表面擦伤的现象。剥 皮后，钢筋再通过润滑剂盒润滑，进入拔丝模进行 冷拔。 影响钢筋冷拔质量的主要因素为原材料质量和 冷拔总压缩率（）。为了稳定冷拔低碳钢丝的质 量，要求原材料按钢厂、钢号、直径分别堆放和使 用。甲级冷拔低碳钢丝应采用符合HPB235热轧钢 筋标准的圆盘条拔制。 冷拔总压缩率（）是指：由盘条拔至成品钢 丝的横截面缩减率。若原材料钢筋直径为 d0 ，成 品钢丝直径为 d ，则总压缩率 。总压缩率愈大，则抗拉强度提高愈多，塑性

6、降低愈多。为了保证冷拔低碳钢丝强度和塑 性相对稳定，必须控制总压缩率。通常b5 由8盘条经数次反复冷拔而成，b3和b4 由b6.5盘条拔制。冷拔次数过少，每次压 缩过大，易产生断丝和安全事故；冷拔次数 过多，易使钢丝变脆，且降低冷拔机的生产 率，因此，冷拔次数应适宜。根据实践经验 ，前道钢丝和后道钢丝直径之比约以1:1.15 为宜。 二、钢筋的加工钢筋的加工工艺包括除锈、调直、下料剪切、 连 接及弯曲成型等工序。单根钢筋需经过一系列的 加 工过程，才能成型为所需的形式和尺寸。（一）除锈、调直与切断 1、 钢筋除锈一般可以通过以下两个途径：大量钢筋除锈可通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过 程中完成；少量的钢筋局部除锈可采用电动除锈机 或人工用钢丝刷等方法进行。2、钢筋调直宜采用机械方法，也可以采用冷拉。 对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋在使用前应加以调 直。钢筋调直方法很多，常用的方法是使用卷扬机 拉直和用调直机调直。3、钢筋切断可用钢筋切断机或手动剪切器。切断前 ，应将同规格钢筋长短搭配，统筹安排，一般先 断长料，后断短料，以减少短头和损耗。（三）钢筋的连接钢筋接长的方法有三种：绑扎连接、焊接

7、连接 及机械连接。 1、钢筋的绑扎连接钢筋绑扎一般用2022号铁丝，按规范规定 的最小搭接长度，绑扎在一起而成的钢筋接头。为了确保结构的安全度，钢筋绑扎接头应符合 如下规定： （1）搭接长度的末端距钢筋弯折处，不得小于港机 直径的10倍，接头不宜位于构架的最大弯矩处。 （2）在受拉区内的一级钢筋绑扎接头的末端，应做 弯钩；热轧带肋钢筋可不做。 （3）直径不大于12mm的受压一级钢筋的末端，以 及轴心受压构件中任意直径的受力钢筋末端，可 不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径的35倍 。（4）钢筋搭接处，应在接头的两端、中部用铁丝绑 扎牢固。 （5）各受力钢筋之间绑扎接头位置应相互错开。 （6）绑扎接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径 且不小于25mm。 （7）钢筋的保护层厚度要符合施工验收规范的有关 规定，施工中要在钢筋下或外侧设置混凝土或砂 浆垫块。 （8）任何情况下，纵向受拉钢筋搭接长度不应小于 300mm和1.2倍锚固长度；受压钢筋的搭接长度 不应小于200mm和0.85倍锚固长度。 （）有抗震要求的受力钢筋搭接长度，对一、二 级抗震设防应增加50%。（10）轻骨料混凝土中的钢筋绑

8、扎接头搭接长度应 比普通混凝土中的钢筋搭接长度增加50%，对冷 拔低碳钢丝增加50%。 （11）22号铁丝只能绑扎直径12mm以下的钢筋。 （12）当混凝土在凝固过程中受力钢筋易受扰动时 ，如滑模施工，其搭接长度宜适当增加 2、钢筋焊接连接钢筋常用的焊接方法有对焊、电弧焊、电渣压 力焊、埋弧压力焊和气压焊等。 （1）对焊闪光对焊的原理如图4.19所示。根据钢筋级别、直径和所用焊机的功率，闪光对 焊工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光 预热闪光焊三种（2）点焊 （3）电弧焊电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生 高温电弧，使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化 ，待其凝固便形成焊缝或接头。电弧焊广泛用于钢筋接头与钢筋骨架焊接、 装配式结构接头焊接、钢筋与钢板焊接及各种钢 结构焊接。 弧焊机有直流与交流之分，常用的是交流弧 焊机。钢筋电弧焊的接头形式有三种：搭接接头、 帮条接头及坡口接头，如图4.20所示。搭接接头的长度、帮条的长度、焊缝的宽度和高 度，均应符合规范的规定。(1) 电弧焊接头外观检查时，应在清渣后逐个进行目测 或量测。 (2) 钢筋电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求： 焊缝

9、表面应平整，不得有凹陷或焊瘤； 焊接接头区域不得有裂纹； 咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允 许偏差，应符合规范规定坡口焊、熔槽帮条焊和窄 间隙焊接头的焊缝余高不得大于3mm。(3) 钢筋电弧焊接头拉伸试验结果应符合下列要求：3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级 别钢筋规定的抗拉强度；3个接头试件均应断于焊缝之外，并应至少有2个 试件呈延性断裂。（4）电渣压力焊电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻 热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊 合。钢筋电渣压力焊分手工操作和自动控制两种 。采用自动电渣压力焊时，主要设备是自动 电渣焊机，电渣焊构造如图4.21所示。 电渣压力焊的焊接参数为焊接电流、渣池电 压和通电时间等，可根据钢筋直径选择。 电渣压力焊的接头应按规范规定的方法检查外 观质量和进行试样拉伸试验。(1) 电渣压力焊接头应逐个进行外观检查。(2) 电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求 ： 四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm ； 钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷； 接头处的弯折角不得大于4； 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且 不得大于2mm。(3) 电渣压力焊拉头拉伸试验结果，3个试件的抗 拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。 （5）埋弧压力焊埋弧压力焊是利 用焊剂层下的电 弧，将两焊件相 邻部位熔化，然 后加压顶锻使两 焊件焊合，如图 4.22所示。 具有焊后钢板 变形小、抗拉强 度高的特点。3、钢筋的机械连接钢筋机械连接有挤压连接和锥螺纹连接。 （1）挤压连接 挤压连接是把两根待接钢筋的端头先插入一 个优质钢套管，然后用挤压机在侧向加压数道， 套筒塑性变形后即与带肋钢筋紧密咬合达到连接 的目的。挤压连接分为径向挤压连接和轴向挤压连接 。 （2）锥螺纹连接 锥螺纹连接是用锥形纹套筒将两根钢筋端头 对接在一起，利用螺纹的机械咬合力传递拉力或 压力。所用的设备主要是套丝机，通常安放在现 场对钢筋端头进行套丝钢筋机械连接接头质量检查与验收 工程中应用钢筋机械连接时，应由该技术提供单 位提交有效的检验报告。 钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对

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