第4章钢筋混凝土工程(钢筋)

4.2钢筋工程（Reinforcement EngineeringSteel Bar Engineering ）,钢筋的品种 常用的钢材有钢筋、钢丝和钢绞线三类。钢筋的直径一般为640mm，钢丝直径为35mm。钢绞线则由不同数量的钢丝制成。 钢筋分热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、冷轧带肋钢筋、余热处理钢筋和热处理钢筋五类。热轧钢筋按强度不同，分为四级，级别愈高，其强度和硬度愈高，但塑性则降低。钢筋外表为光圆和外表带肋(按形状分有月牙肋和等高肋，统称为带肋钢筋)。钢丝及直径69mm的钢筋一般卷成圆盘运至工地；直径大于12mm的钢筋一般轧成612m一根，运至工地。,4.2.1 钢筋进场与堆放1 场地要求 场地应做成混凝土硬化地面，设排水设施。,2 堆放要求 分批、分炉号、分级别、 分规格存放，下设垫木； 挂标志牌，标明级别、规 格、产地、进货日期等。,4.2.2 钢筋进场验收1 证、牌 产品合格证、出厂检验报告、标牌,2 验收 标牌、外观（表面、尺寸）、 力学性能（屈服点、抗拉 强度等）,3 抽样 每一批必须是同一牌号、同一炉号、同一规格； 也可以是同一牌号、同一炉号冶炼方法、不同炉号； 每一批重量不大于60t。 盘圆取3根（1根做抗拉试验，2根做抗弯试验） 直条取2根（1根做抗拉试验，1根做抗弯试验） 要由施工单位试验员和监理工程师现场取样。,4.2.3 钢筋连接 连接形式：绑扎、焊接、机械连接 轴心受拉和小偏心受拉的杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎连接。一、焊接优点：节约、连接质量高。,原理 将钢筋夹在两极之间，使端面轻微接触，通以低电压强电流，电转化成热，钢筋端头熔化，轴线施压（顶锻），两钢筋实现焊接。,1 闪光对焊,焊接方法：闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。,闪光对焊分类 连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热闪光焊 直径10mm40mm的圆钢和螺纹钢；连续闪光焊适宜的钢筋规格 连续闪光焊适用于直径18mm以下的一级、二级、 三级钢筋。,质量检查（1）外观：无裂痕，无明显烧伤，接头处弯折3，轴线偏移0.1d（或 2mm）；（2）力学每一批接头随机抽取其中6个（3拉，3弯）做力学实验。合格标准： ）全部钢筋的抗拉强度，至少两个断于焊缝之外； ）外表平直，作90弯曲的一侧不破裂。（3）检验批300个接头一批或一星期内的接头为一批。,原理 电阻点焊是将钢筋的交叉点放入点焊机两极之间，通电使加热到一定温度后，加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度（18%25%），将焊点焊牢。,2 电阻点焊,应用 适于钢筋骨架和钢筋网片的交叉钢筋。,质量检查（1）外观 无漏焊，开焊，网片长宽尺寸误差符合要求；（2）力学 每一批取3个试件，做剪切试验。（3）检验批300个接头一批或一星期内的接头为一批。,原理 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。,3 电弧焊,应用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。,焊接方式钢筋电弧焊的接头形式有四种：搭接接头、帮条接头、坡口接头及熔槽接头。,（1）搭接接头,要求：1）预弯，两根钢筋轴线同直线；2）焊口形式：双面焊，单面焊， 尽量采用双面焊；3）搭接长度：双面焊搭接长4d（5d），单面焊8d搭接长（10d），二级和二级以上钢筋取括号内数值。,（2）帮条焊接头,要求：1）帮条：与主筋同型号时， 可与主筋相同或小一个 规格；与主筋同直径时， 可与主筋相同或低一个牌号；2）主筋间隙为25mm；,3）帮条长：双面焊搭接长4d（5d），单面焊8d搭接长（10d），二级和二级以上钢筋取括号内数值。,（4）熔槽接头适用钢筋窄间隙焊接。,（3）坡口接头 适用于现场装配式结构的钢筋连结。,质量检查（1）焊缝厚度主筋直径的0.3倍， 焊缝宽度主筋直径的0.8倍；,（2）外观检查：焊缝表面平整，不得有凹陷或焊瘤，不得有裂纹，无咬边，偏差符合要求；,（3）力学实验：每批拉3个接 头，其平均强度钢筋的 抗拉强度，至少2个拉断 处在焊缝之外。,4 电渣压力焊 ( electroslag pressure welding ),原理 电流通过电渣池，利用电流通过渣池产生的电阻热使电渣燃烧，将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊接。,操作过程,适用 多用于现浇钢砼结构竖向钢筋（直径1432mm ）的接长，比电弧焊工效高，成本低，易于掌握。,质量检验（1）逐个检查接头外观，应符合下列要求：,（2）力学实验 1）接头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均该级别钢筋规定的抗拉强度。 2）至少2个拉断处在焊缝之外。,1）焊包凸出钢筋表面的高度4mm 2）无烧伤缺陷； 3）接头处的弯折角3； 4）轴线偏移钢筋直径的0.1倍，且 2mm。,5 气压焊 ( gas pressure welding ),原理 钢筋气压焊是利用乙炔、氧气 混合气体燃烧的高温火焰， 加热钢筋结合端部，不待钢筋 熔融使其高温下加压接合。,适用 竖向钢筋接长，直径1632mm。,二、机械连接,1 原理通过钢筋与连结件的机械咬合或端面的承压作用，将一根钢筋的力传递给另一根钢筋。,2 特点 接头质量可靠，现场操作简单，施工速度快，无明火作业，可用于钢筋的竖向、横向接长。,3 接头的设置位置 应力较小处； 不应设置在梁端、柱端箍筋加密区； 同一连接区域内的接头率要符合要求。,4 接头与检验 钢质。进场检验、施工中检验。,5 常用机械连接形式, 套筒挤压连接( pressed sleeve splicing ) 套筒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。,锥螺纹连接( taper thread connection ) 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。,直螺纹连接( straight thread connection ) 原理 与锥螺纹连接相同（1）加工工艺（端头钢筋等强技术） 1）先把钢筋端部镦粗，然后再切削直螺纹（墩粗切削直螺纹接头）； 2）先将钢筋端部采用对辊滚轧，使端部材质硬化强度增加，然后用冷压螺纹工艺加工成钢筋直螺纹接头（滚轧直螺纹接头）。 3）剥肋滚压直螺纹连接,（2）加工工艺特点 增强母材（钢筋端头）强度， 基本没有削弱螺纹处钢筋强度。,（3）直螺纹接头的优点 强度高，连接速度快，适用范围广，经济，便于管理，加工设备简单。,（4）接头类型,（5)质量检查与验收 每500个接头为一个检验批，随即抽取3个接头做拉伸试验。 3个试件的抗拉强度均该级别钢筋规定的抗拉强度（A级），或1.15倍抗拉强度（SA级） 。,三、绑扎连接,1 形式三段固定：两端、中间。使用20、22铁丝，其中22只能用于直径12mm的钢筋绑扎。,2 最小搭接长度纵向受拉筋,纵向受拉钢筋的最小搭接长度,d为钢筋直径（两根不同直径的钢筋搭接长度，以较细钢筋直径计算）v 取值：纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率25%时，v=1.0；纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率25%且50%时v=1.2；纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率 50%时，v=1.35。 另：有抗震要求的，搭接长度要乘系数1.15或1.05； 任何情况下，受拉筋的搭接长度不应 300mm。,纵向受压钢筋搭接时，最小搭接长度按纵向受拉钢筋搭接长度乘以0.7取用，当不应200mm。,1 同一根钢筋的接头数2个；2 接头宜设置在受力较小处；3 接头距离钢筋弯起点10d；4 焊接、机械连结区域内（35d且500mm，d为钢筋较粗者直径）应符合以下规定：,受拉区的接头率50%；避开框架梁端、柱端箍筋加密区，无法避开时采用高质量机械连接接头，不应大于50%；直接承受动荷载的构件中不宜采用焊接，采用机械连接接头率50% 。,四、纵向钢筋连接要求,5 绑扎连接区域1.3L1（L1为搭接长度）接头率： 梁、板、墙25%； 柱50%； 必须增大接头面积百分率时，梁50%。,6 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开，如图所示。,重点与考点： 钢筋进场的验收项目， 常见的钢筋焊接方法有哪些， 电弧焊的焊接方式， 电弧焊的搭接接头的长度， 电渣压力焊的适用范围， 直螺纹连接的特点， 绑扎连接的搭接长度要求， 钢筋纵向连结的要求。,4.2.4 钢筋配料,钢筋配料：根据结构施工图和平法表示图集（03G101-1,2,3,4）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。,1 熟悉图纸编制钢筋配料单之前必须熟悉图纸，把结构施工图中钢筋的品种、规格列成钢筋明细表，并读出钢筋设计尺寸；2 计算钢筋的下料长度；3 填写和编写钢筋配料单根据钢筋下料长度，汇总编制钢筋配料单。在配料单中，要反映出工程名称，钢筋编号，钢筋简图和尺寸，钢筋直径、数量、下料长度、质量等；,一、钢筋配料单的编制步骤,4 填写钢筋料牌根据钢筋配料单，将每一编号的钢筋制作一块料牌，作为钢筋加工的依据，见图所示。,二、钢筋尺寸规定,1 钢筋长度结构施工图和标准图集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 下料长度钢筋经过加工，尺寸发生变化，轴线不变，外包尺寸延长，内皮缩短，轴线长不变，故应按轴线长下料。,3 钢筋中部弯曲处的量度差值 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。,下料长度=外包尺寸-中间弯曲部位量度差 +末端弯钩增长值,直钢筋下料长度=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,混凝土保护层厚度混凝土保护层是指受力钢筋外缘至混凝土构件表面的距离，其作用是保护钢筋在混凝土结构中不受锈蚀。无设计要求时应符合表规定。混凝土的保护层厚度，一般用水泥砂浆垫块或塑料卡垫在钢筋与模板之间来控制。塑料卡的形状有塑料垫块和塑料环圈两种。塑料垫块用于水平构件，塑料环圈用于垂直构件。,表纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm),表钢筋弯曲量度差值,弯钩直径与量度差值,注：折弯处弯曲内径5d,弯钩末端增长值,（1）180HPB235级钢筋末端应作180弯钩，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍，弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍，所以每个增长值为6.25d。,（2）135作135弯钩时，HRB335、HRB400钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍，弯曲增加值2.5d，弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。（3）90钢筋作不大于90的弯折时，弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。,箍筋弯钩的弯弧内直径不小于受力钢筋直径；箍筋弯钩的弯折角度：对一般结构不应小于90；对于有抗震等要求的结构应为135；箍筋弯后平直部分：一般结构，平直部分5d；有抗震要求的结构，平直部分10d。,4 箍筋末端弯钩要求（除焊接封闭环式箍筋外）：,5 钢筋下料计算注意事项,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；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；配料时，还要考虑施工需要的附加钢筋。,6 钢筋配料计算实例,【例】某建筑物简支梁配筋如所示，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 绘出各种钢筋简图见下表,钢筋配料单,2 计算钢筋下料长度号钢筋下料长度 (6240+2200-225)-2225+26.2525=6802(mm)号钢筋下料长度 6240-225+26.2512=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(500-225)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+3760-40.525+26.2525 =6824(mm),号钢筋下料长度计算为6824mm。号箍筋下料长度 宽度200-225+26=162(mm) 高度500-225+26=462(mm) 下料长度=箍筋外包周长210d135度折弯重叠处弧长 390弯钩度量度差值2135弯钩度量度差值(162+462)2+2610+(R+d/2)3/4326 22.56=1330(mm) R =2.5d,4.2.4 钢筋代换,当施工中遇到钢筋品种或规格与设计要求不符时，可参照以下原则进行钢筋代换。,一、代换原则及方法,1 等强度代换方法当构件配筋受强度控制时，可按代换前后强度相等的原则代换，称作“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：,2 等面积代换方法 当构件按最小配筋率配筋时，可按代换前后面积相等的原则进行代换，称“等面积代换” 。代换时应满足下式要求：,3 验算当构件配筋受裂缝宽度或挠度控制时，代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。,二、代换注意事项,钢筋代换应办理设计变更文件，并应符合下列规定：1 重要受力构件(如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等)不宜用HPB235钢筋代换变形钢筋，以免裂缝开展过大；,2 钢筋代换后，应满足混凝土结构设计规范中所规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数等配筋构造要求；3 梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换，以保证正截面与斜截面强度；,4 有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以强度等级较高的钢筋代换原设计中的钢筋；如必须代换时，其代换的钢筋检验所得的实际强度，尚应符合抗震钢筋的要求；5 当构件受裂缝宽度或挠度控制时，钢筋代换后应进行刚度、裂缝验算。,一、加工1 工作内容 节点放样梁柱节点、梁梁节点、梁板节点之间钢筋穿插顺序； 确定钢筋连接方式、位置及连接、锚固结构； 钢筋代换。2 具体操作 调直、除锈、剪切、弯曲3 允许偏差,4.2.5 钢筋的加工、绑扎与安装,除锈 （1）通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过程中完成；（2）局部除锈采用电动除锈机或人工用钢丝刷、砂盘以及喷砂和酸洗等方法进行。,调直 钢筋调直也