混凝土结构工程--钢筋工程.ppt

钢筋工程 按外形分类圆钢和螺纹钢按照生产工艺分类热轧钢筋 HPB300 HRB335 HRBF335HRB400 HRBF400 HRB500 HRBF500余热处理钢筋 消除应力钢丝 光面螺旋肋 刻痕热处理钢筋冷处理钢筋预应力钢绞线 钢筋种类 HRBF细晶粒热轧带肋钢筋 细晶粒热轧带肋钢筋 通过控温轧制工艺 使钢筋组织晶粒细化 强度提高 钢中微合金元素通过析出质点在冶炼凝固过程到焊接加热冷却过程中影响晶粒成核来影响晶粒尺寸 细晶强化的特点是在提高强度的同时 还能提高韧性或保持韧性和塑性基本不下降 RRB余热处理钢筋 RRB系列余热处理钢筋由轧制钢筋经过高温淬水 余热处理后提高强度 其延性 可焊性 机械连接性能及施工适应性降低 一般可用于对变形性能以及加工性能要求不高的构件中 如基础 大体积混凝土 楼板 墙体以及次要的中小结构构件中 热轧钢筋 热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋 由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成 主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋 是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一 直径6 5 9毫米的钢筋 大多数卷成盘条 直径10 40毫米的一般是6 12米长的直条 热轧钢筋应具备一定的强度 即屈服点和抗拉强度 它是结构设计的主要依据 分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种 热轧钢筋为软刚 断裂时会产生颈缩现象 伸长率较大 热轧钢筋外形 HRB335 RRB400 hotrolled ribbed bar ribbed remainedheattreatment bar HPB300 生产工艺 hotrolled 表面形状 plain 钢筋 bar 屈服强度 预应力钢筋 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF500钢筋 也可采用HPB300 HRB335 HRBF335 RRB400钢筋 梁 柱纵向受力普通钢筋应该采用HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF500钢筋 箍筋用于抗剪 抗扭以及抗冲切设计时 不宜采用强度等级高于400Mpa级的钢筋 当用于约束混凝土的间接配筋 其高强度可以得到充分发挥 采用500Mpa级钢筋具有一定的经济效益 预应力筋宜采用预应力钢丝 钢绞线和预应力螺纹钢筋 钢筋的进场验收 钢筋运到工地时 应有出厂质量证明书或试验报告单 并按品种 批号及直径分批验收 每批重量热轧钢筋不超过60t 钢绞线为20t 验收内容包括钢筋标牌和外观检查 并按有关规定取样进行机械性能试验 钢筋的性能包括化学成分及力学性能 屈服点 抗拉强度 伸长率及冷弯指标 机械性能检验 以200个对焊接头为一批 每批取三个试样作拉力试验 三个试验做90 冷弯试验 经试验合格后方可使用 冷弯试验能反映试件弯曲处的塑性变形 能揭示钢材是否存在内部组织不均匀 内应力和夹杂物等缺陷 冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验 能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合 裂缝及杂物等缺陷 外观检查应对钢筋进行全数外观检查 检查内容包括钢筋是否平直 有无损伤 表面是否有裂纹 油污及锈蚀等 弯折过的钢筋不得敲直后作受力钢筋使用 钢筋表面不应有影响钢筋强度和锚固性能的锈蚀或污染 力学性能试验 在力学性能试验时 应从每批的钢筋中任选两根 每根取两个试件分别进行拉伸试验 包括屈服点 抗拉强度和伸长率的测定 和冷弯试验 如有一项试验结果不符合规定 则应从同一批钢筋另取双倍数量的试件重做各项试验 如果仍有一个试件不合格 则该批钢筋为不合格品 应不予验收或降级使用 钢筋在加工使用中如发现焊接性能或机械性能不良 还应进行化学成分分析或其它专项检验 验收有害成分如硫 s 磷 P 砷 As 的含量是否超过规定范围 进场后钢筋在运输和储存时 不得损坏标志 并应根据品种 规格按批分别挂牌堆放 并标明数量 钢筋的堆放当钢筋运进施工现场后 必须严格按批分等级 牌号 直径 长度挂牌分别堆放 并注明数量 不得混淆 钢筋应尽量堆入仓库或料棚内 条件不具备时 应选择地势较高 土质坚实 较为平坦的露天场地存放 在仓库或场地周围挖排水沟 以利泄水 堆放时钢筋下面要加垫木 离地不宜少于200mm 以防钢筋锈蚀和污染 钢筋成品要分工程名称和构件名称 按号码顺序存放 同一项工程与同一构件的钢筋要存放在一起 按号挂牌排列 牌上注明构件名称 部位 钢筋类型 尺寸 钢号 直径 根数 不能将几项工程的钢筋混放在一起 同时不要和产生有害气体的车间靠近 以免污染和腐蚀钢筋 补充 钢筋的冷加工钢筋的冷加工是充分发挥材料的效用 节约钢材和满足预应力钢筋要求的重要途径 最常用的冷加工方法有冷拉和冷拔两种 软钢的应力 应变曲线 a 比例极限 b 弹性极限 d 极限抗拉强度 e 极限应变 ob 弹性阶段 bc 屈服阶段 cd 强化阶段 de 破坏阶段 硬钢的应力 应变曲线 b 极限抗拉强度 c 极限应变 条件屈服强度 取残余应变为0 2 所对应的应力作为无明显流幅钢筋的强度限值 通常称为条件屈服强度 钢筋的应力 应变简化模型 1 理想弹塑性模型 2 三段线性模型 钢筋的塑性性能 1 延伸率 延伸率越大 钢筋的塑性和变形能力越好 2 冷弯性能 弯心直径越小 弯过的角度越大 冷弯性能越好 钢筋的塑性性能越好 冷拉 在常温下用机械方法将有明显流幅的钢筋拉到超过屈服强度的某一应力值 然后卸载至零 1 钢筋在冷拉后 未经时效前 一般没有明显的屈服台阶 2 经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台阶 这种现象称为冷拉时效硬化 冷拉钢筋的质量检查 冷拉钢筋的质量验收 应符合下列规定 1 应分批进行验收 每批由不大于20t的同级别 同直径冷拉钢筋组成 2 钢筋表面不得有裂纹和局部颈缩 当用作预应力筋时 应逐根检查 3 从每批冷拉钢筋中抽取两根钢筋 每根取两个试样分别进行拉拉伸和冷弯试验 当有一项试验结果不符合规定时 应另取双倍数量的试样重做各项试验 当仍有一个试样不合格时 则该批冷拉不合格 冷拔 将HPB235级热轧钢筋强行拔过小于其直径的硬质合金拔丝模具 经过几次冷拔的钢丝 抗拉 抗压强度均大大提高 但塑性降低 钢筋的连接 钢筋的连接方式可分为 绑扎连接 焊接和机械连接 纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求 机械连接接头和焊接连接接头的类型及质量应符合国家现行标准的规定 钢筋的焊接连接 钢筋常用的焊接方法有闪光对焊 电阻点焊 电弧焊 电渣压力焊和气压焊等 钢筋焊接接头质量检查与验收应满足规定 1 钢筋焊接接头或焊接制品 焊接骨架 焊接网 应按 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 96的规定进行质量检查与验收 2 钢筋焊接接头或焊接制品应分批进行质量检查与验收 质量检查应包括外观检查和力学性能试验 3 外观检查首先应由焊工对所焊接头或制品进行自检 然后再由质量检查人员进行检验 4 力学性能试验应在外观检查合格后随机抽取试件进行试验 5 钢筋焊接接头或焊接制品质量检验报告单中应包括下列内容 工程名称 取样部位 批号 批量 钢筋级别 规格 力学性能试验结果 施工单位 闪光对焊闪光对焊广泛用于钢筋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用闪光对焊 钢筋闪光对焊1 焊接的钢筋 2 固定电极 3 可动电极 4 机座 5 变压器 6 手动顶压机构 钢筋对焊机 闪光焊工艺 闪光对焊接头外观检查结果 应符合下列要求 接头处不得有横向裂纹 与电接触处的钢筋表面 HPB235 HRB335和HRB400钢筋焊接时不得有明显烧伤 RRB400钢筋焊接时不得有烧伤 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 闪光对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 余热处理HRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧HRB400钢筋规定的抗拉强度 应至少有2个试件断于焊缝之外 并呈延性断裂 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 焊条的种类很多 根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条 焊接电流和焊条直径应根据钢筋级别 直径 接头形式和焊接位置进行选择 钢筋电弧焊的接头形式主要有三种 搭接接头 帮条接头及坡口接头 a 搭接焊 b 帮条焊 c 立焊的剖口焊 d 平焊的剖口焊钢筋电弧焊的接头形式 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 端部除锈 夹具夹牢在下部钢筋上 上部钢筋夹牢于活动电极中 装上药盒 接通电路 引燃电弧 引弧 钢筋熔化 稳弧 加压顶锻 形成接头 引弧 稳弧 顶锻三个过程连续进行 电渣压力焊构造原理图1 钢筋 2 监控仪表 3 焊剂盒 4 焊剂盒扣环 5 活动夹具 6 固定夹具 7 操作手柄 8 控制电缆 气压焊气压焊接钢筋是利用乙炔 氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热 使钢筋端部产生塑性变形 并促使钢筋端面的金属原子互相扩散 当钢筋加热到约1250 1350 相当于钢材熔点的0 80 0 90倍 时进行加压顶锻 使钢筋焊接在一起 气压焊设备气压焊接设备主要包括加热系统与加压系统两部分 乙炔 2 氧气 3 流量计 4 固定卡具 5 活动卡具 6 压接器 7 加热器与焊炬 8 被焊接的钢筋 9 加压油泵 气压焊操作工艺 施焊前 钢筋端头用切割机切齐 压接面应与钢筋轴线垂直 如稍有偏斜 两钢筋间距不得大于3mm 钢筋切平后 端头周边用砂轮磨成小八字角 并将端头附近50 100mm范围内钢筋表面的铁锈 油渍和水泥清除干净 施焊时 先将钢筋固定于压接器上 并加以适当的压力使钢筋接触 然后将火钳火口对准钢筋接缝处 加热钢筋端部至1100 1300 C 表面发深红色时 当即加压油泵 对钢筋施以40MPa以上的压力 钢筋配料 钢筋配料 根据结构施工图 先绘出各种形状和规格的单根钢筋简图并加以编号 然后分别计算钢筋下料长度 根数及质量 填写配料单 申请加工 钢筋下料长度的计算原则及规定 1 钢筋长度结构施工图中所指钢筋长度是钢筋外缘之间的长度 即外包尺寸 这是施工中量度钢筋长度的基本依据 2 混凝土保护层厚度构件受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径d 设计使用年限为50年的混凝土结构 最外层钢筋的保护层厚度应符合下表规定 设计使用年限为100年的混凝土结构 最外层钢筋的保护层厚度不应小于表中数据的1 4倍 混凝土保护层最小厚度c mm 规范条文说明 混凝土保护层厚度不小于受力钢筋直径 单筋的公称直径或并筋的等效直径 的要求 是为了保证握裹层混凝土对受力钢筋的锚固 从混凝土碳化与钢筋锈蚀的耐久性角度考虑 不再以纵向受力钢筋的外缘 而以最外层钢筋的外缘计算保护层厚度 3 弯曲量度差值钢筋长度的度量方法系指外包尺寸 因此钢筋弯曲以后 存在一个量度差值 在计算下料长度时必须加以扣除 根据理论推理和实践经验 列于下表 4 钢筋弯钩增加值弯钩形式最常用的是半圆弯钩 即180 弯钩 受力钢筋的弯钩和弯折应符合教材P134要求 5 箍筋调整值为了箍筋计算方便 一般将箍筋弯钩增长值和量度差值两项合并成一项为箍筋调整值 计算时 将箍筋外包尺寸或内皮尺寸加上箍筋调整值即为箍筋下料长度 箍筋调整值 6 钢筋下料长度计算直钢筋下料长度 直构件长度 保护层厚度 弯钩增加长度弯起钢筋下料长度 直段长度 斜段长度 弯折量度差值 弯钩增加长度箍筋下料长度 直段长度 弯钩增加长度 弯折量度差值或箍筋下料长度 箍筋周长 箍筋调整值 钢筋下料计算注意事项 1 在设计图纸中 钢筋配置的细节问题没有注明时 一般按构造要求处理 2 配料计算时 要考虑钢筋的形状和尺寸 在满足设计要求的前提下 要有利于加工 3 配料时 还要考虑施工需要的附加钢筋 钢筋配料计算实例 例 某建筑物简支梁配筋如图4 17所示 试计算钢筋下料长度 钢筋保护层取25mm 梁编号为L1共10根 解 1 绘出各种钢筋简图 钢筋配料单 2 计算钢筋下料长度 号钢筋下料长度 6240 2 200 2 25 2 2 25 2 6 25 25 6802 mm 号钢筋下料长度6240 2 25 2 6 25 12 6340 mm 号弯起钢筋下料长度上直段钢筋长度240 50 500 25 765 mm 斜段钢筋长度 500 2 25 1 414 636 mm 中间直段长度6240 2 240 50 500 450 3760 mm 下料长度 765 636 2 3760 4 0 5 25 2 6 25 25 6824 mm 号钢筋下料长度计算为6824mm 号箍筋下料长度宽度200 2 25 2 6 162 mm 高度500 2 25 2 6 462 mm 下料长度为 162 462 2 50 1298 mm 补充 钢筋代换 代换原则在施工过程中 当施工单位缺乏设计所要求的钢筋品种 级别或规格时 可进行钢筋代换 进行钢筋代换时应办理设计变更文件 以确保满足原结构设计要求 钢筋代换由设计单位负责 当构件按最小配筋率配筋时 钢筋可按面积相等的原则进行代换 当构件受强度控制时 钢筋可按强度相等的原则进行代换 等强度代换 如设计图中所用的钢筋设计强度为fy1 钢筋总面积为AS1 代换后的钢筋设计强度为fy2 钢筋总面积为AS2 则应使 代换注意事项 不同种类的钢筋代换 应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行 当构