第三章 钢筋混凝土工程-钢筋工程

第三章钢筋混凝土工程2023/2/5太原学院环境工程系砼结构工程施工

工艺流程图水泥砂/石(粗细骨料)外加剂拆模养护浇筑砼拌制砼配料水钢筋制作钢筋安装模板制作模板安装模板修理共62页

第3页第一节

钢筋工程

一、钢筋的种类与级别热轧钢筋生产工艺冷加工钢筋余热处理钢筋（RRB）热轧带勒钢筋（HRB）热轧光圆钢筋（HPB）冷轧冷拔冷拉32023/2/541）按力学性质分级

2）按外形分：光圆钢筋带肋钢筋

月牙形螺旋纹人字形

2023/2/552023/2/56HPB300生产工艺：hotrolled

表面形状：plain

钢筋：bar

屈服强度HRB335hotrolledribbed

bar

HRB400HRB500※新《砼结构设计规范》GB50010-2010中淘汰了HPB235低强钢筋。HRB400E：抗震性能要求钢筋型号余热处理钢筋普通热轧钢筋经淬火、回火调制处理。特点：强度提高。其可焊性、机械连接性能及施工适应性均稍差，须控制其应用范围。一般可在对延性及加工性能要求不高的构建中使用，如基础、大体积砼及跨度及荷载不大的楼板、墙体中应用。RRB400remainedheattreatmentribbed

bar

R粗钢筋（＞φ20）中粗钢筋（φ12~φ20）细钢筋（φ6~φ10）钢丝（φ3~φ5）3）按直径大小分：2023/2/59钢绞线：以一根钢丝为中心，其他钢丝螺旋绞合。一般由7根圆钢丝捻成，钢丝为高强钢丝。优点：强度高，与砼粘接性好，断面面积大，易于锚固预应力钢绞线截面图

D－钢绞线直径；d0－中心钢丝直径；d－外层钢丝直径2023/2/510二、钢筋的冷处理钢筋冷加工概念：在常温下，对钢筋进行机械加工，产生塑性变形，使其内部结晶发生变化，从而改变金属的物理－力学性质。冷加工方法：冷拉、冷拔、冷轧冷拉、冷拔的目的：提高钢筋的设计强度，节约钢材，满足预应力筋的需要。2023/2/511（一）钢筋冷拉

概念：是在常温下，以超过钢筋屈服强度s的拉应力拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形，以提高强度，节约钢材。

作用：不但可提高强度，还可同时完成调直、除锈原理：

变形硬化：由于钢筋已产生塑性变形，卸载过程中应力－应变曲线将沿o1cde变化，并在c点附近出现新的屈服点，该屈服点明显高于冷拉前的屈服点

时效硬化：冷拉后的新屈服点并非保持不变，而是随时间延长提高2023/2/512比较：

应力-应变曲线

屈服点s

抗拉强度b

冷拉前：oabcde

b点

d点

冷拉后：o1cdec点d点

时效后:oc′d′e′c′点d′点2023/2/513图中c点对应的应力即为冷拉钢筋的控制应力，oo2即为相应的冷拉率。冷拉控制①控制应力法：冷拉时以规定的控制应力对钢筋进行冷拉。冷拉后检查钢筋的实际冷拉率，如不超过规定的数值，则认为合格；如超过则应对钢筋进行机械性能试验或降级使用。②控制冷拉率法：先确定试验冷拉率，作为实际冷拉率。

用做预应力混凝土结构的预应力筋，宜采用控制应力法。不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的方法进行钢筋冷拉。预应力钢筋应先对焊后冷拉。钢筋冷拉速度不宜过快。2023/2/514冷拉控制应力及最大冷拉率

2023/2/515测定冷拉率时钢筋的冷拉应力

2023/2/516（3）冷拉设备

由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋夹具等组成。2023/2/5171.卷扬机2.滑轮组3.冷拉小车4.夹具5.钢筋6.地锚7.防护璧8.标尺9.回程荷重架

冷拔是使6～10的光圆钢筋通过钨合金的拔丝模进行强力冷拔，使钢筋产生塑性变形，其轴向拉伸，径向压缩，内部晶格变形φ3～φ5mm冷拔低碳钢丝。。光圆钢筋冷拔低碳钢丝冷拔18（二）钢筋的冷拔轧头剥壳通过润滑剂进入拔丝模冷拔19钢筋冷拔工艺及装置——拔丝机（三）钢筋的冷轧冷轧带肋钢筋是用热轧圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成具有三面或两面月牙形横肋的钢筋。优点：强度高；与混凝土粘结锚固性能好；伸长率较其他冷加工钢材大。冷轧带肋钢筋是规范推荐使用的钢筋冷轧带肋钢筋代号用CRB表示，冷轧带肋钢筋按抗拉强度划分为五级：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170。冷拔低碳钢丝的更新换代产品三种连接方法：绑扎连接、焊接连接和机械连接。

直径大于12mm以上的钢筋,应优先采用焊接接头或机械连接接头。直径d＞28的受拉钢筋、直径d＞32的受压钢筋不得采用绑扎搭接接头。直接承受动力荷载的构件，纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。三、钢筋连接2023/2/521（一）钢筋焊接连接钢筋焊接的分类：钢筋焊接压焊熔焊闪光对焊电阻点焊气压焊电弧焊电渣压力焊221.闪光对焊

定义：利用对焊机使钢筋成对接形式，通过低电压强电流，利用电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞溅形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。应用：各种钢筋连接；预应力钢筋与螺丝端杆的焊接钢筋闪光对焊适用范围：1）连续闪光焊：d＜25mm的钢筋2）预热闪光焊：d≥25mm且端面较平整的钢筋3）闪光—预热—闪光焊：d≥25mm且端面不够平整的钢筋23242526272.电阻点焊

将钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。施工现场常采用手提式点焊机。适用范围：主要用于小直径钢筋的交叉连接，如用来焊接近年来推广应用的钢筋网片、钢筋骨架等。电阻点焊的优点（代替绑扎）：生产效率高；节约材料；降低成本；保证质量28接变压器电极电极钢筋点焊293.电弧焊

电弧焊：电焊机送出低压强电流，以焊条作为一极，钢筋为另一极，使焊条与焊件之间产生高温电流，将焊条与焊件金属熔化，凝固后形成一条焊缝的一种熔焊方法。应用范围：钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。钢筋电弧焊的接头形式有：1）搭接焊接头（单面焊缝或双面焊缝）2）帮条焊接头（单面焊缝或双面焊缝）3）剖口焊接头（平焊或立焊）30帮条焊宜采用双面焊，不能双面焊时方可单面焊。帮条牌号与主筋相同时，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，帮条牌号可与主筋相同或低一个牌号。帮条长度l：被焊钢筋为Ⅰ级钢时，单面焊≥8d，双面焊≥4d；被焊钢筋为Ⅱ、Ⅲ级钢时，单面焊≥10d，双面焊≥5d(d为主筋直径)。搭接焊时，焊接端钢筋应预弯，并应使两钢筋的轴线在一直线上。搭接焊宜采用双面焊搭接焊的搭接长度l与帮条长度相同。焊缝长度不应小于搭接长度，焊缝厚度和宽度适用于在施工现场焊接装配现浇式构件接头中φ16～40mm的钢筋。施工前在焊接钢筋端部切口形成坡口。坡口坡口角度要求钢筋根部间距要求加强焊缝的宽度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。

分类：自动和手工电渣压力焊两类。特点：与电弧焊比较，它工效高、成本低，可进行竖向连接，故在工程中应用较普遍。适用范围：现浇混凝土结构构件内竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围内）钢筋的焊接接长。34

电渣焊构造

1、2-钢筋；3-固定电极；4-活动电极；5-药盒；6-导电剂；7-焊药；8-滑动架；9-手柄；10-支架；11-固定2023/2/5352023/2/536373839(二）钢筋机械连接（补充）又称为“冷连接”，是继绑扎、焊接之后的第三代钢筋接头技术。具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材20％等优点。1.套筒挤压连接适用范围：适用于竖向、横向及其他方向的较大直径变形钢筋的连接。分类：径向套管挤压连接和轴向套管挤压连接设备：挤压机连接件：钢筋套筒压接顺序：应从中间逐道向两端压接

2023/2/54041纵向钢筋套筒径向挤压连接

竖向钢筋套筒径向挤压连接2023/2/5422.钢筋螺纹套筒连接

设备：套丝机，力矩扳手连接件：螺纹套筒适用：连接Φ14～40mm的同径、异径的竖向、水平或任何倾角的钢筋。可用于一、二级抗震设防的工业与民用建筑的梁、板、柱、墙、基础的施工。但不得用于预应力钢筋或承受反复动荷载及高应力疲劳荷载的结构。

2023/2/5432023/2/544钢筋直螺纹接头保护套管2023/2/545(三）钢筋的绑扎连接d﹤25mm

绑扎连接：一般用20～22号铁丝，其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。绑扎工具:钢筋钩子；钢筋绑扎接头：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2023/2/546四、钢筋的制备与安装（一）钢筋配料与代换1.钢筋配料：看懂构件配筋图→绘出单根钢筋简图→编号→计算下料长度和根数→填写配料表→申请加工。外包尺寸：结构施工图中注明的加工后的钢筋外轮廓尺寸。钢筋外包尺寸=构件外形尺寸-砼保护层厚度下料长度：钢筋加工所需截取的直钢筋中心线长度端部弯钩和中部弯曲会造成下料长度和外包尺寸的偏差。2023/2/547纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)

钢筋弯曲后特点：一是外壁伸长、内壁缩短，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，因此弯起钢筋的量度尺寸大于下料尺寸(见右图)，两者之间的差值称为弯曲调整值。不同弯曲角度的钢筋调整值见下表：钢筋弯曲时的量度尺寸弯曲调整值钢筋弯曲量度差值共62页

第13页弯钩增加长度钢筋弯钩有1800、900和1350弯钩三种。1800弯钩常用于Ⅰ级钢筋；900弯钩常用于柱立筋的下部、附加钢筋和无抗震要求的箍筋中；1350弯钩常用于Ⅱ、Ⅲ级钢筋和有抗震要求的箍筋中。当弯弧内直径为2.5d(Ⅱ、Ⅲ级钢筋为4d)、平直部分为3d时，其弯钩增加长度的计算值为：半圆弯钩为6.25d，直弯钩为3.5d（Ⅱ级为4.25d）、斜弯钩为4.9d。见下图：钢筋弯钩计算简图共62页

第14页弯起钢筋斜长弯起钢筋斜长计算简图弯起钢筋斜长系数表共62页

第15页箍筋长度调整值

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，见下表。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。

箍筋量度方法（a）量外包尺寸；（b）量内皮尺寸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+箍筋调整值某梁钢筋如图所示，Φ20，图示尺寸均为外包尺寸，mm。求：钢筋的下料长度（㎜）解：L下=外包尺寸－弯曲调整值＋弯勾增长值=（300＋600＋800＋900＋3000＋900＋1500＋700＋500）-（3×2×20＋4×0.5×20+2.5×20）＋6.25×2×20钢筋配料计算实例【例2】某建筑物简支梁配筋如图所示，试计算钢筋下料长度。钢筋保护层取25mm。(梁编号为L1共10根)

2023/2/556【解】1.分析钢筋种类、位置、形状，绘出各种钢筋简图。

(见表4-16钢筋配料单第三栏)。

2023/2/5572.计算各钢筋下料长度①号钢筋下料长度

(6240+2×200-2×25)-2×2×25+2×6.25×25=6802(mm)②号钢筋下料长度

6240-2×25+2×6.25×12=6340(mm)③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)④号钢筋下料长度计算为6824mm。⑤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）2023/2/558BH外包尺寸箍筋主筋箍筋的下料长度计算：箍筋的下料长度＝内包尺寸＋量内包尺寸相应调整值箍筋的下料长度＝外包尺寸＋量外包尺寸相应调整值箍筋的个数＝（构件长-两端保护层厚）÷箍筋间距

+1箍筋调整值表内包尺寸受力钢筋保护层厚箍筋的计算梁宽梁高2023/2/5593.填写钢筋料牌，如图所示4.钢筋质量计算查表钢筋每米质量φ6:0.222Kg/m

φ10:0.617Kg/mφ25:3.853375Kg/mG1=6.315×10×0.617=39.0KgG1=6.575×10×3.85=253.1KgG1=6.962×10×3.85=266.1KgG1=1.651×160×0.222=58.6Kg

钢筋质量列于表4-16中。补充内容2023/2/560钢筋的标牌与标识2023/2/561钢筋配料单2.钢筋代换当施工中遇有钢筋品种或规格与设计要求不符时，可进行钢筋代换。(1)等强度代换:不同强度等级钢筋代换，应按抗拉强度值相等原则。(2)等面积代换:相同强度等级钢筋代换，应按面积相等原则。(3)当构件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。等强度代换换后的钢筋拉力大于等于代换前的钢筋拉力fy1，fy2—原设计和代换后钢筋抗拉强度设计值（N/mm2)AS1，As2—原设计和拟代换钢筋的计算截面积（mm2）n1，n2—原设计和拟代换钢筋的根数d1，d2—原设计和拟代换钢筋的直径（mm）等面积代换等面积代换，应满足代换后的钢筋截面面积大于等于代换前的钢筋截面面积钢筋代换注意事项1.重要结构中的钢筋代换，设计单位要书面同意2.抗裂要求高构件，不宜用HPB300代换HRB335,HRB4003.代换后，满足配筋构造规范（最小直径，间距，锚固长度）调直、除锈切断、接长弯曲、成型绑扎、焊接调直切断弯曲（二）钢筋的加工、绑扎与安装

钢筋的加工过程：2023/2/5661、调直（1）钢筋调直机。直径6～14的钢筋可用钢筋调直机进行调直，兼有除锈、调直、切断三项功能（2）卷扬机调直设备(冷拉进行调直)。

2、除锈

钢筋除锈一般可以通过以下三个途径：

①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；

②机械除锈：少量的钢筋局部除锈可采用电动除锈机。

③人工（用钢丝刷、砂轮盘）喷砂和酸洗等方法

2023/2/5673、切断

①钢筋切断可用钢筋切断机（φ＜40）或手动切断器（φ＜12）。②当钢筋直径大于40mm时，应用氧乙炔焰或砂轮机切割。

③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，减少短头，减