土木工程施工金科-05(钢筋)

1、第二节第二节 钢筋工程钢筋工程1一、钢筋的品种与规格一、钢筋的品种与规格（化学成分和生产工艺）碳（C）钢中含碳量增加，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。锰（Mn）它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑性及韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5以下。硅（Si）它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4，但不能超过0.6，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。硫（S）它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求其含量不得超过0.045。磷（P）它也

2、是一种有害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化钢的焊接性能，尤其在200时，它可使钢材或焊缝出现冷裂纹。一般要求其含量低于0.045，即使有些低合金钢也必须控制在0.0500.120之间。2 一、钢筋的品种与规格 （一） 热轧钢筋 分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种。 34 （二）余热处理钢筋 余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 5 （三）冷轧带肋钢筋 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 67 （四） 冷轧扭钢筋 冷轧扭钢筋是用低碳钢钢筋（含碳量低于0.25）

3、经冷轧扭工艺制成，其表面呈连续螺旋形 8 二、钢筋性能 （一）钢筋力学性能9 (二)钢筋的冷拉性能10 （三）钢筋焊接性能 钢材的可焊性系指被焊钢材在采用一定焊接材料、焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，也就是钢材对焊接加工的适应性。它包括以下两个方面： （1）工艺焊接性，也就是接合性能，指在一定焊接工艺条件下焊接接头中出现各种裂纹及其他工艺缺陷的敏感性和可能性。这种敏感性和可能性越大，则其工艺焊接性越差。 （2）使用焊接性，是指在一定焊接条件下焊接接头对使用要求的适应性，以及影响使用可靠性的程度。这种适应性和使用可靠性越大，则其使用焊接性越好。 11 （三）钢筋焊接性能影响钢筋焊接质

4、量的因素：（1）与钢筋的化学成分有关；C、Mn、Si含量增加则可焊性差，Ti增加则可焊性好;（2）与原材料的机械性能有关；塑性越好，可焊性越好;（3）与焊接工艺及焊工的操作水平有关；（4）环境低于20不得焊接。12三、钢筋质量检验静力拉伸试验和冷弯试验。静力拉伸试验：得出应力一应变曲线，确定屈服强度、抗拉强度、伸长率。（软钢具有明显的屈服阶段，I级钢属于软钢；而硬钢没有明显的屈服阶段，如碳素钢丝、刻痕钢丝、冷拔低碳钢丝等。）13三、钢筋质量检验静力拉伸试验和冷弯试验。冷弯性能是指钢筋在经冷加工（即常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验

5、。试验时不应考虑应力的大小，而将直径为d的钢筋试件，绕直径为D的弯心（D规定有1d、3d、4d、5d）弯成180或90。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象，以鉴别其质量是否合乎要求，冷弯试验是一种较严格的检验，能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。14 三、钢筋质量检验 （一）检查项目和方法 1主控项目 （1）钢筋进场时，应按现行国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB I499等的规定抽取试件作为力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。 （2）对有抗震设防要求的框架结构，其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；当设计无具体要求时，对一、二级抗震等级，检验所得的强度实测值应符合下列规定： 1）钢

6、筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25； 2）钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。15 （3）当发现钢筋脆断，焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。 2一般项目 钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。 检查数量：进场时和使用前全数检查。 检查方法：观察。16 （二）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。允许由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批，但各炉罐号含碳量之差不得大于0.02%，含锰

7、量之差不大于0.15。 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。 17 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。 （三）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。18 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。检查结果应符合表4-9的要求，如其中有一盘（捆）不合格，则应

8、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。19 （四）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

9、于4倍节距，同时不小于500mm。 20 四、钢筋加工包括：冷拉、冷拔、调直、切断和弯曲（一）钢筋的冷拉与冷拔钢筋冷加工能提高强度的基本原理：“变形硬化”现象，即拉力超过屈服强度，钢筋内部晶粒产生压扁或拉长的不可恢复变形，随变形量增大，晶粒破碎，滑移面塑性变形抗力迅速增大，钢筋强度提高，但塑性下降。2122钢筋的冷拔在立体应力(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，呈硬钢性质。 冷拔丝的特点：抗拉强度高，但塑性低、脆性大。 冷拔工艺过程：轧头剥壳（辊除筋面硬渣壳）润滑拔丝（速0.20.3m/s）。23（二）钢筋调直、切断和弯曲调直机械调直直径10mm以下，采用调直机或卷

10、扬机。人工敲直直径10mm以上。注：当采用机械方法冷拉调直时，若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%。242526 五、钢筋的焊接 （一） 钢筋焊接方法分类及适用范围 钢筋焊接方法分类及适用范围见表所示 （二）一般规定 1钢筋的接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头未端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍。 2在施工现场，应按国家现行标准钢筋机械连接通用技术规程JGJ I07、钢筋焊接及验收规程JGJ18的规定对钢筋机械连接接头，焊接接头的外观进行检查，其质量应符合有关规程的规定。 27 3当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接

11、头时，设置在同一构件内的接头宜相互错开。 同一连接区段内，纵向受力钢筋机械连接及焊接的接头面积百分率为该区段内有接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。 同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定： 1） 在受拉区不宜大于50； 2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，可采用等强度高质量机械连接接头，但不应大于50； 3）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于50。 28（三）闪光对焊 （录象）l闪光对焊工艺将两钢筋安放成对接形式，利用低电压强电流

12、产生的电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞溅形成闪光，闪平钢筋端面并加热，最后迅速施加顶锻力，完成焊接。29（1）连续闪光焊适用于：直径25mm的级钢筋。连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，闭合电源使两钢筋端面轻微接触，此时端面接触点很快熔化并产生金属蒸气飞溅，形成闪光现象；接着徐徐移动钢筋，形成连续闪光过程，同时接头被加热；待接头烧平、闪去杂质和氧化膜、白热熔化时，立即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢。（2）预热闪光焊适用于：直径较大的级钢筋预热闪光焊的工艺过程包括预热、连续闪光及顶锻过程，即在连续闪光焊前增加了一次预热过程，使钢筋预热后再连续闪光烧化进行加压顶锻。（3

13、）闪光预热闪光焊适用于：直径大于25mm，且端部不平整的钢筋。即在预热闪光焊前面增加了一次闪光过程，使不平整的钢筋端面烧化平整，预热均匀，最后进行加压顶锻。302闪光对焊参数 包括：调伸长度、闪光留量、预热留量、顶锻留量、变压器级数等。L1、L2调伸长度；blb2预热留量；a1a2烧化留量；a1.1a2.1一次烧化留量；a1.2a2.2二次烧化留量；c1c2顶锻留量；c1c2有电顶锻留量；c1c2无电顶锻留量。31 3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。 4注意事项 1）两根直径不同的钢筋焊接时，其截面比不宜超

14、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。 2）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。 32 5质量检验 在同一台班内，由同一焊工，按同一焊接参数完成的300个同类型接头作为一批。从每批成品中切取6个试件，3个进行拉伸试验，3个进行弯曲试验。 钢筋闪光对焊接头的外观检查，每批抽查10的接头，且不得少于10个。接头处不得有横向裂纹；与电极接触处的钢筋表面，不得有明显的烧伤；接头处的弯折，不得大于4o

15、；接头处的钢筋轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。33 （四）电渣压力焊电渣压力焊 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。适用直径1632mm的、级竖向或斜向钢筋的焊接 34 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。 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

16、根据钢筋直径选择。 过程：引弧稳弧顶锻3536（五）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。电弧焊的常见接头型式有以下几种表6-2-4：1搭接焊接头。有单面焊缝和双面焊缝两种。 3738392帮条焊接头。有单面焊缝和双面焊缝两种当帮条钢筋级别与主筋相同时，帮条直径可与主筋相同或小一个规格；当帮条直径与主筋相同时；帮条钢筋级别可与主筋相同或低一个级别。40 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

17、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。 41 3剖口焊接头。有平焊和立焊两种。 施工前在焊接钢筋端部切口形成坡口。坡口面应平顺，切口边缘不得有裂纹、钝边和缺棱。424质量检测 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：v焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；v焊接接头区域不得有裂纹；v咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合表4.11的规定；

18、434质量检测v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：v3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；v3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。44 （六）气压焊 此种方法可进行竖向、水平、斜向等全方位焊接。 45 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

19、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。 46 （七）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。 4748 （

20、八）埋弧压力焊 预埋件埋弧压力焊是将钢筋与钢板安放成T形连接形式，利用焊接电流通过，在焊剂层下产生电弧，形成渣池，加压完成的一种压焊方法 49质量检验以300件同类型预埋件作为一批，随机抽取3个试件进行拉伸试验。其抗拉强度应符合下列要求。（1）HPB235级钢筋接头均不得小于350Nmm2；（2）HRB335级钢筋接头均不得小于490Nmm2。外观检查：四周焊包凸出钢筋表面的高度应不小于4mm；钢筋咬边深度不得超过0.5mm；钢筋相对钢板的直角偏差不得大于4o；钢筋间距偏差不应大于10mm。50 六、钢筋的机械连接特点与电焊相比，效率高，连接可靠，无明火作业，设备简单，不受气候影响等。51 （

21、一） 钢筋套筒挤压连接（录象） 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。 适用竖向、横向及其他方向的直径1840mm的,级钢筋，操作净距大于50mm。5253（二）锥形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。适用直径大于20mm的变形(、)钢筋。 54 （三） 筋镦粗直螺纹套筒连接（录象） 直螺纹连接是近年来开发的一种新的螺纹连接方式。它先把钢筋端部镦粗，然后再切削直螺纹，最后用套筒实行钢筋

22、对接。5556 （四）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57 2现场连接施工 58钢筋机械连接接头分级钢筋机械连接接头根据抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压形成的差异，接头可分为三个等级：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

23、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。59 七、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，受拉钢筋的搭按长度不应小于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。6061 （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。

24、 （4）符合下列条件时，纵向受拉钢筋的最小搭接长度应根据上述（2）、（3）条确定后，按下列规定进行修正。 1）当带肋钢筋的直径大于25mm时，其最小搭接长度应按相应数值乘以系数1.1取用； 2) 对环氧树脂涂层的带肋钢筋，其最小搭接长度应按相应数值乘以系数1.25取用；62 3) 当在混凝土凝固过程中受力钢筋易受扰动时(如滑模施工)，其最小搭接长度应按相应数值乘以系数1.1取用； 4）对未端采用机械锚固措施的带肋钢筋，其最小褡接长度可按相应数值乘以系数0.7取用； 5）当带肋钢筋的混凝土保护层厚度大于搭接钢筋直径的3倍且配有箍筋时，其最小搭接长度可按相应数值乘以系数0.8取用； 6）对有抗震设

25、防要求的结构构件，其受力钢筋的最小搭接长度，对一、二级抗震等级应按相应数值乘以系数1.15采用；对三级抗震等级应按相应数值乘以系数1.05采用。 63 （5）纵向受压钢筋搭按时，其最小搭接长度应根据上述（2）、（3）、（4）条规定确定相应数值后，乘以系数0.7取用， （二）搭接位置的要求 1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。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。 2钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3 ll（ll为搭接长度），凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。 6465 同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率

26、应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定： 1）对梁类。板类及墙类构件，不宜大于25； 2）对柱类构件，不宜大于50 ； 3)当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件不应大于50；对其他构件，可根据实际情况放宽 66 （一） 对箍筋的要求 在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内，应按设计要求配置箍筋。当设计无具体要求时，应符合下列规定： 1筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍； 2受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm； 3受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm； 4当柱中纵向受力钢筋直径大于

27、25mm时，应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋，其间距宜为50mm。67 八、钢筋下料长度计算：钢筋下料长度计算： 钢筋的下料长度应为各段外包尺寸之和减去各弯曲处的量度差值，再加上两端弯钩的增长值。 （一）弯起钢筋中间部位弯折处的量度差值 钢筋作不大于90o的弯折时，弯折处的弯弧内直径D不应小于钢筋直径d的5倍， 68 同理，当弯折30o时，量度差值为0.306d，取0.3d 当弯折60o时，量度差值为0.9d，取1d； 当弯折90o时，量度差值为2.29d，取2d 当弯折135o时，量度差值为3d。 (二) 钢筋未端弯钩或弯折时下料长度增长值计算 （1） HPB235级钢筋180o弯钩增长值 每一弯钩增加长度为6.25d （2）HRB335级 和HRB400级钢筋弯折时下料长度的增长值计算 未端为90o弯折时，每一弯折处的增长值为0.925d平直长度，计算时取1d平直长度。 未端为135o弯折时，每一弯折处的增长值为2.9d平直长度，计算时取3d平直长度。 69 （三）箍筋弯钩增长值 箍筋未端的弯钩形式应符合设计要求，当设计无具体要求时，用HPB235级钢筋制作的箍筋，其弯钩