建筑施工技术-05-1钢筋混凝土（钢筋工程）

第五章 混凝土结构工程,第五章 混凝土结构工程,混凝土结构：现浇、预制装配(构件层次为主)主要内容 (施工顺序) 模板工程 钢筋工程 混凝土工程,第一节 钢筋工程,一、钢筋的下料计算钢筋因弯曲或弯钩会使其长度变化，在配料中不能直接根据图纸中尺寸下料；必须了解对混凝土保护层、钢筋弯曲、弯钩等规定，再根据图中尺寸计算其下料长度。各种钢筋下料长度计算如下：钢筋下料长度外包尺寸两端弯钩尺寸弯曲调整值（量度差值）箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值上述钢筋需要搭接的话，还应增加钢筋搭接长度。,钢筋下料长度的计算及规定,1弯曲调整值钢筋弯曲后的特点：一是在弯曲处内皮收缩、外皮延伸、轴线长度不变；二是在弯曲处形成圆弧。钢筋的量度方法是沿直线量外包尺寸（图5-1）；因此，弯起钢筋的量度尺寸大于下料尺寸，两者之间的差值称为弯曲调整值。弯曲调整值，根据理论推算并结合实践经验，列于表5-1。图5-1 钢筋弯曲时的量度方法,即有900的弯钩时,应在外包尺寸的基础上扣除2d,900量度差值 外包尺寸为 AB +BC = 2*(2d + d) = 6d 量度差值为（实际工作中为计算简便常取2 d,2弯钩增加长度钢筋的弯钩形式有三种：半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩（图5-2 ）。半圆弯钩是最常用的一种弯钩。直弯钩只用在柱钢筋的下部、箍筋和附加钢筋中。斜弯钩只用在直径较小的钢筋中。图5-2 钢筋弯钩计算简图（a）半圆弯钩；（b）直弯钩；（c）斜弯钩,弯钩展开长度 在量外包尺寸时已考虑了,1）弯心直径（D） 1800钩，HPB235钢筋 ，D2.5d 弯钩平直长度3d 900 ,450 ,1350 D 4d2）混凝土的保护层 一般梁柱主筋取25mm，板取15mm。3）下料长度的计算（1）带1800弯钩的所以一个1800弯钩的下料长度为故带了1800弯钩的钢筋在量了其外包尺寸后再加6.25d为其下料长度,3弯起钢筋斜长弯起钢筋斜长计算简图，见图5-3。弯起钢筋斜长系数见表5-3。图5-3 弯起钢筋斜长计算简图（a）弯起角度30；（b）弯起角度45；（c）弯起角度60,注：h0为弯起高度。,弯起钢筋斜长系数 表5-3,4箍筋调整值箍筋调整值，即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内皮尺寸确定见图5-4与表5-4。图9-49 箍筋量度方法（a）量外包尺寸；（b）量内皮尺寸,第一种计算：1.抗震：2（B+H）-200+26.5d2.非抗震： 2（B+H）-200+16.5d（注：lp=max10d,75mm;非抗震：lp=5d）,第二种计算：箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值 箍筋调整值，为弯钩增加长度与弯曲量度差值两项之和。一般情况下，是按表值增加计算。,箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值箍筋个数,例1,解：1号筋 2根 l = 3900-2*25 =3850mm下料：3850+6.25*18=3963mm2号筋 2根 l = 3850+2*150 + 2*6.25*12+-2*2*12= 4252mm3号筋 1根S=（500-25*2）*1.41=635240-25+50=2653850-265*2-450*2=2420下料= 2420 + 2*265 +2*635+ 2*6.25*18 4*0.5*18 = 4409mm4号筋 根数 l = 2(250 + 500) 200 + 26.5*8= 1512mm,150,二、钢筋检验 （一） 钢筋的种类和规格1、按生产工艺分类分为热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋和碳素钢丝1.热轧钢筋分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种。,2.热处理钢筋热处理钢筋是经热轧后立即穿水，进行表面控制冷却，然后利用芯部余热自身完成回火处理所得的成品钢筋。余热处理钢筋的表面形状同热轧带肋钢筋 ，属于热轧钢筋一类。,3.冷轧钢筋分为冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋等。冷轧带肋钢筋是热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后在其表面冷轧成三面或二面有肋的钢筋,冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋是用低碳钢钢筋（含碳量低于0.25）经冷轧扭工艺制成，其表面呈连续螺旋形,2、按化学成分分类碳素钢钢筋普通低合金钢钢筋3、按外形分类光面圆钢筋变形钢筋竹节钢筋刻痕钢丝钢绞线,（二）钢筋原材料检验1、验收内容：查对标牌，检查外观，并按有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。,1.热轧钢筋检验 热轧钢筋进场时，应按批进行检查和验收。每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成，重量不大于60t。（1）外观检查 从每批钢筋中抽取5进行外观检查。钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠。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许偏差。,（2）力学性能试验 从每批钢筋中任选两根钢筋，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）和冷弯试验。 2.冷轧带肋钢筋检验 冷轧带肋钢筋进场时，应按批进行检查和验收。每批由同一钢号、同一规格和同一级别的钢筋组成，重量不大于50t。,（1）每批抽取5（但不少于5盘或5捆）进行外形尺寸，表面质量和重量偏差的检查。检查结果应符合规范的要求，如其中有一盘（捆）不合格，则应对该批钢筋逐盘或逐捆检查。 （2）钢筋的力学性能应逐盘。逐捆进行检验。从每盘或每捆取二个试件，一个作拉伸试验，一个作冷弯试验。试验结果如有一项指标不符合规范的要求，则该盘钢筋判为不合格；对每捆钢筋，尚可加倍取样复验判定。,3.冷轧扭钢筋检验冷轧扭钢筋进场时，应分批进行检查和验收。每批由同一钢厂、同一牌号、同一规格的钢筋组成，重量不大于10t。当连续检验10批均为合格时检验批重量可扩大一倍。（1）外观检查从每批钢筋中抽取5进行外形尺寸、表面质量和重量偏差的检查。 （2）力学性能试验 从每批钢筋中随机抽取3根钢筋，各取一个试件。其中，二个试件作拉伸试验，一个试件作冷弯试验。试件长度宜取偶数倍节距，且不应小于4倍节距，同时不小于500mm。,4. 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。,三、钢筋加工1、钢筋的冷拉钢筋冷拉：在常温下对钢筋进行强力拉伸，以超过钢筋的屈服强度的拉应力，使钢筋产生塑性变形，达到调直钢筋、提高强度的目的。(1) 冷拉原理钢筋冷拉原理如图所示。 冷拉后钢筋有内应力存在，内应力会促进钢筋内的晶体组织调整，使屈服强度进一步提高。该晶体组织调整过程称为“时效”。,(2) 冷拉控制钢筋冷拉控制可以用控制冷拉应力或冷拉率的方法。 冷拉后检查钢筋的冷拉率，如超过表中规定的数值，则应进行钢筋力学性能试验。用做预应力混凝土结构的预应力筋，宜采用冷拉应力来控制。对同炉批钢筋，试件不宜少于4个，每个试件都在万能试验机上测定相应的冷拉率，取平均值作为该炉批钢筋的实际冷拉率。不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的方法进行钢筋冷拉。,(3) 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。,2、钢筋冷拔的特点与应用 （1）钢筋冷拔的特点与应用 冷拔是使直径610mm的HPB235钢筋强力通过特制的钨合金拔丝模孔，使钢筋产生塑性变形，以改变其物理力学性能。钢筋冷拔后横向压缩纵向拉伸，内部晶格产生滑移，抗拉强度可提高50%90%；塑性降低，硬度提高。这种经冷拔加工的钢丝称为冷拔低碳钢丝。与冷拉相比，冷拉是纯拉伸线应力，而冷拔既有拉伸应力又有压缩应力。冷拔后冷拔低碳钢丝没有明显的屈服现象，它分甲、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。 （2）钢筋冷拔工艺 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。 常用的拔丝机有卧式和立式两类，其鼓筒直径一般为450600mm，拔丝速度为0.41m/s。常用的润滑剂由生石灰、动植物油、肥皂、水和石蜡组成。,(a)拔丝模构造,(b)拔丝模装在喇叭管内,钢筋冷拔示意图,1钢筋；2拔丝模；3螺母；4喇叭管,5排渣孔；6存放润滑剂的箱壁,3、 除锈 钢筋的除锈，一般可通过以下两个途径：一是在钢筋冷拉或钢丝调直过程中除锈，对大量钢筋的除锈较为经济省力；二是用机械方法除锈，如采用电动除锈机除锈，对钢筋的局部除锈较为方便。此外，还可采用手工除锈（用钢丝刷、砂盘）、喷砂和酸洗除锈等。4、 调直 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。,5、切断 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。钢筋切断可用钢筋切断机或手动剪切器。注意：1）将同规格钢筋根据不同长度长短搭配，统筹排料；一般应先断长料，后断短料，减少短头，减少损耗。2）断料时应避免用短尺量长料，防止在量料中产生累计误差。为此，宜在工作台上标出尺寸刻度线并设置控制断料尺寸用的挡板。4）在切断过程中，如发现钢筋有劈裂、缩头或严重的弯头等必须切除；如发现钢筋的硬度与该钢种有较大的出入，应及时向有关人员反映，查明情况。5）钢筋的断口，不得有马蹄形或起弯等现象。,6、弯曲成型 钢筋弯曲的顺序是画线、试弯、弯曲成型。画线主要根据不同的弯曲角在钢筋上标出弯折的部位，以外包尺寸为依据，扣除弯曲量度差值。 钢筋弯曲有人工弯曲和机械弯曲。,7、钢筋连接钢筋连接有三种常用的连接方法：绑轧连接、焊接连接、套筒连接。（一）钢筋焊接钢筋常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。,钢筋焊接接头质量检查与验收应满足下列规定：(1) 钢筋焊接接头或焊接制品(焊接骨架、焊接网)应按JGJ 182003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。,1. 闪光对焊（1）闪光对焊工艺连续闪光焊。 预热闪光焊。 闪光预热闪光焊。,（2）焊后通电热处理焊后进行通电热处理，对焊接接头进行一次退火或高温回火处理，以消除热影响区产生的脆性组织，改善接头的塑性。 （3）注意事项a）两根直径不同的钢筋焊接时，其截面比不宜超过1.5，焊接参数按大直径选择并减少大直径钢筋的调伸长度，并先对大直径钢筋预热，以使两筋温度相近。b）负温下焊接，应减小温度梯度和冷却速度。以免产生淬硬现象、焊口根部出现裂纹。因此应增大调伸长度1020，变压器级数可降低12级，应使加热缓慢而均匀，降低烧化速度，焊后红区应比常温时长。,(4)闪光对焊质量检验： 每300个同类型接头为一批，进行外观检查和强度检验，不足300个也按一批计算。外观检查：外观检查每批随机抽查10%的接头，并不得少于10个，外观检查的要求如下：、接头处不得有横向裂纹；、钢筋与电极接触处不得有明显烧伤；、接头处弯折不得大于4；、接头处钢筋轴线偏移不得大于0.1d，且不应大于2 mm。外观检查时，如有一个接头不合格，则应对全部接头进行检查，剔除不合格品，不合格接头经切除重焊，可提交二次验收。,强度检验：每批接头取6个试样，3个进行拉伸试验，3个进行弯曲试验。、拉伸试验应符合以下要求：三个试样的拉伸强度均不得低于该级别钢筋的抗拉强度标准值，至少有两个试样断于焊缝之外，且呈塑性断裂，否则，应双倍取样复检，复检结果仍有一个试样抗拉强度低于规定指标，或有三个试样脆断，则该批接头为不合格品。、弯曲试验：做弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分去掉，与母材的外表平齐，焊缝应位于弯曲的中心点，弯曲至90时，接头外侧不得出现宽度大于0.15mm的横向裂纹。弯曲试样如有两个达不到上述要求，应取双倍数量的试样进行复检，复检结果如果仍有三个试样不符合要求，该批接头即为不合格品。,闪光对焊异常现象及缺陷防治措施,2. 电弧焊电弧焊的常见接头型式有以下几种（表4-11）(1)搭接焊接头。有单面焊缝和双面焊缝两种。,(2)帮条焊接头。有单面焊缝和双面焊缝两种,当采用帮条或搭接焊时，焊缝长度不应小于帮条或搭接长度，焊缝高度h0.3d，并不得小于4mm； 焊缝宽度b0.7d，并不得小于10mm。在现场安装条件下，以300个同类型接头为一批（不足300个仍为一批），每批切取三个接头进行拉伸试验，如有一个不合格，取双倍试件复验，如仍有一个不合格，则该批接头为不合格品。,(3)剖口焊接头。有平焊和立焊两种。,(4)溶槽帮条焊接头。,(5)预埋铁件焊头。,(6)成品保护1）焊接接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋；2）焊接后不得往焊完的接头浇水冷却，不得敲钢筋接头；3）运输装卸焊接钢筋，不能随意抛掷。(7)安全措施1）弧焊机必须接地良好，露天放置的焊机应有遮盖措施，焊接施工场所不能使用易燃材料搭设；2）焊工操作要配戴防护用品，高空作业必须戴安全带；3）焊接用电线应保持绝缘良好，焊条应保持干燥，大雨天应禁止作业；,(8)施工注意事项1）根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置，选择适宜的焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋融合良好；2）焊接时要保持焊条干燥，如受潮应先在150-350摄氏度下烘1-3小时；3）钢筋电弧焊接应注意防止钢筋的焊后变形，应采取对称、等速施焊，分层轮流施焊，选择合理的焊接顺序、缓慢冷却等措施，减少变形；4）焊接过程中若发现接头有弧坑、未填满、气孔及咬边焊瘤等质量缺陷，应立即修整补焊。,3. 电渣压力焊 电渣压力焊是利用电流将埋在渣池中的两钢筋端头熔化，然后施加压力使钢筋焊接 。常用于竖向钢筋的接长，有自动与手工加压两种。,(1)工艺流程,(2)施焊操作要点：闭合回路、引弧：通过操纵杆或操纵盒上的开关，先后接通焊机的焊接电流回路和电源的输人回路，在钢筋端面之间引燃电弧，开始焊接。电弧过程：引燃电弧后，应控制电压值。借助操纵杆使上下钢筋端面之间保持一定的间距，进行电弧过程的延时，使焊剂不断熔化而形成必要深度的渣池。电渣过程：随后逐渐加快下送钢筋的速度，使上钢筋端部插入渣池，电弧熄灭，进入电渣过程的延时，使钢筋全断面加速熔化。,挤压断电：电渣过程结束，迅速下送上钢筋，使其端面与下钢筋端面相互接触，趁热排除溶渣和溶化金属。同时切断焊接电源。接头焊毕，应停歇20-30s后(在寒冷气候施焊时，停歇时间应适当延长)，才可回收焊剂和卸下焊接夹具。质量检查：在钢筋电渣压力焊的焊接生产中，焊工应进行自检，若发现偏心、弯折、烧伤、焊包不饱满等焊接缺陷，应切除接头重焊，并查找原因，及时消除。切除接头时，应切除热影响区的钢筋，即离焊缝中心约为1.1倍钢筋直径的长度范围内的部分应切除。,(3)应注意的质量问题在钢筋电渣压力焊生产中，应重视焊接全过程中的任何一个环节。接头部位应清理干净；钢筋安装应上下同心；夹具紧固，严防晃动；引弧过程，力求可靠；电弧过程，延时充分；电渣过程，短而稳定；挤压过程，压力适当。若出现异常现象，应参照表查找原因，及时清除。电渣压力焊可在负温条件下进行，但当环境温度低于-20时，则不宜进行施焊。雨天、雪天不宜进行施焊，必须施焊时，应采取有效的遮盖措施。焊后未冷却的接头，应避免碰到冰雪。,电渣压力焊接头不得有裂纹和明显的烧伤缺陷，轴线偏移不得大于0.1倍钢筋直径，同时不得超过2mm；接头弯折不得超过4o。每300个接头为一批（不足300个也为一批），切取三个试件做强度检验，如有一根不合格，则加倍取样，重作试验，如仍有一根不合格则该批接头为不合格品。,4. 气压焊此种方法可进行竖向、水平、斜向等全方位焊接。,质量检验时，在现浇钢筋混凝土房屋结构中，同一楼层中以300个同类型接头为一验收批（不足300个仍为一批），随机切取3个接头做拉伸试验，在梁板的水平钢筋连接中应另外随机切取3个接头做弯曲试验。外观检查镦粗区最大直径不应小于钢筋公称直径的1.4倍，镦粗区的长度应不小于钢筋公称直径的1.2倍，并且凸起部分要平缓圆滑。压焊区两钢筋轴线的相对偏心量，不得大于钢筋公称直径的0.15倍，同时不得大于4mm。,焊炬点燃后，套入钢筋连接部位，先用强炎对连接部位上下轻微移动加热。,用强炎对钢筋端面加热后，集中用中炎加热，使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。,边加压边加热，两钢筋连接端面紧密接触在一起，金属原子互相扩散，形成有效的连接。,加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状，夹钳的刚度很重要。,5. 电阻点焊点焊主要用于钢筋的交叉连接，常用来焊接钢筋网片。 点焊的主要工艺参数为：电流强度、通电时间和电极压力。 焊点应有一定的压入深度，对于热轧钢筋，压入深度为较小钢筋直径的2545；点焊冷拔光圆钢丝、冷轧带肋钢筋时，压人深度为较小钢筋直径的2540。 同一厂家生产的同一钢筋直径、同一级别的钢筋每20t为一检验批，应随机抽取一张网片，在纵、横向钢筋上各截取2根试件，分别进行拉伸和冷弯试验。并在同一根非受拉钢筋上随机截取3个抗剪试件进行抗剪试验。,6.钢筋焊接常见的质量通病焊工无证上岗，钢筋及接头未送检；焊条、焊剂不符合要求；闪光对焊电弧焊电渣压力焊气压焊连接接头错开规定焊接连接接头 总的要求抽样接头抗拉试验，其 3 个试件均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度值。闪光对焊和气压焊均要求做冷弯试验。竖向钢筋电渣压力焊只做拉伸试验。,(二)机械连接钢筋机械连接方法分类及适用范围,机械连接接头 将接头根据单向拉伸性能、接头变形能力及反复拉压性能的差异分为 、 、 三个等级：(一般规定) 级 接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或 1.10 倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能； 级 接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。； 级 接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的 1.35 倍，并具有一定的延性及反复拉压性能。,1. 钢筋套筒挤压连接,2. 锥形螺纹连接,3. 筋镦粗直螺纹套筒连接,4. 钢筋滚压直螺纹套筒连接钢筋滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度的特性，使接头与母材等强的连接方法。根据滚压直螺纹成型方式，又可分为直接滚压螺纹、挤压肋滚压螺纹、剥肋滚压螺纹三种类型。 （1）滚压直螺纹加工与检验 1）直接滚压螺纹加工 2）挤肋滚压螺纹加工 3）剥肋滚压螺纹加工,（2）现场连接施工,（三）钢筋的绑扎连接 1 纵向受力钢筋的最小搭接长度（1）在任何情况下，受拉钢筋的搭接长度不应小于300mm。受压钢筋的搭按长度不应小于200mm。（2）当纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积百分率不大于25时，其最小搭接长度应符合表4-14的规定。,（3）纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率大于25，但不大于50时，其最小搭接长度应按中的表4-14中的数值乘以系数1.2取用；当接头面积百分率大于50时，应按表4-14中的数值乘以系数1.35取用。（4）符合下列条件时