环境工程施工-3钢筋混凝土工程1(钢筋工程)

1、 第三章第三章 钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程 3-1 钢筋工程钢筋工程 一、组成简述 水泥 砂 混凝土（抗压） 碎石 混凝土拌合物，具有可塑性 钢筋 水 混凝 添加剂 土 钢筋（抗拉） 二、混凝土分类二、混凝土分类简述 1、特重混凝土、特重混凝土 27kN/m3，用特别密实和特别重，用特别密实和特别重 的骨料制成。如重晶石砼，钢屑砼。适于：特种的骨料制成。如重晶石砼，钢屑砼。适于：特种 用途。抗用途。抗x、射线。射线。 2、重混凝土、重混凝土 24kN/m3，用天然砂、石骨料制，用天然砂、石骨料制 成。如常见的混凝土工程。成。如常见的混凝土工程。 3、轻混凝土、轻混凝土 19kN/m3。适于：

2、隔热、保温及。适于：隔热、保温及 高层建筑。高层建筑。 1）轻骨料砼）轻骨料砼 =819kN/m3。用轻骨料制成，如。用轻骨料制成，如 浮石、陶粒、膨胀珍珠岩等。浮石、陶粒、膨胀珍珠岩等。 2）多孔砼）多孔砼 =312kN/m3。 泡沫砼泡沫砼由水泥砂浆与稳定的泡沫剂制成。由水泥砂浆与稳定的泡沫剂制成。 加气砼加气砼由水泥、水与发气剂制成由水泥、水与发气剂制成。 钢筋混凝土工程一般施工顺序钢筋混凝土工程一般施工顺序 水泥 骨料破碎筛分冲洗配 料拌制混凝土 水外加剂 养 护钢筋加工安装 模板制作安装 浇筑混凝土拆 模 模板修理 3-1 钢筋工程钢筋工程 一、钢筋规格及性能一、钢筋规格及性能简述

3、（一）分类（一）分类 1、按化学成分分：、按化学成分分： 1）碳素钢钢筋（以含碳量多少而定的钢筋）碳素钢钢筋（以含碳量多少而定的钢筋） 低碳素钢钢筋：（低碳素钢钢筋：（含碳量含碳量0.25%常用于普常用于普 通钢筋砼结构）；通钢筋砼结构）； 中碳素钢钢筋中碳素钢钢筋：（含碳量：（含碳量0.25%0.7%作作 合金钢的原料）；合金钢的原料）； 高碳素钢钢筋高碳素钢钢筋：（含碳量：（含碳量0.7%0.9% 常常 用于预应力钢筋砼结构）。用于预应力钢筋砼结构）。 2）合金钢钢筋：合金钢钢筋： 提高钢筋的强度提高钢筋的强度，改善钢筋的综合性能（如焊接性能），改善钢筋的综合性能（如焊接性能） 如如20锰

4、硅、锰硅、40硅硅2锰钒、锰钒、40硅硅2锰钛锰钛含合金量含合金量1.5%； 一般地，一般地，C高高强度高、塑性差、可焊性差；强度高、塑性差、可焊性差； Mn可以抵抗钢筋中可以抵抗钢筋中S（硫）影响、可焊性差；（硫）影响、可焊性差； Si高高强度高、塑性低，韧性低，可焊性低；强度高、塑性低，韧性低，可焊性低； 钒钒V可减少可减少Mn、C用量，且强度高，塑性、韧性好；用量，且强度高，塑性、韧性好； 钛钛Ti强度高，可焊性、韧性好，塑性约有降低；强度高，可焊性、韧性好，塑性约有降低； 铬铬Gr硬度高，抗腐蚀性好，且可提高强度（适量）；硬度高，抗腐蚀性好，且可提高强度（适量）； S极有害元素，它高极

5、有害元素，它高强度降低，塑性降低；强度降低，塑性降低； P极有害元素，冷脆性影响大极有害元素，冷脆性影响大 塑性降低；塑性降低； N有害杂质，冷脆性影响大有害杂质，冷脆性影响大 塑性降低塑性降低 2、按力学性能分：、按力学性能分： 1）级钢筋级钢筋（235/370级，屈服点级，屈服点235N/mm2， 抗拉强度抗拉强度370 N/mm2）。）。表示，同时表示级别表示，同时表示级别 和直径。和直径。 2）级钢筋级钢筋（335/510级）级） 3）级钢筋级钢筋（370/570级）级） 4）级钢筋级钢筋（540/835级）级） 3、按外形分：、按外形分： 1）光面园钢筋：）光面园钢筋：级钢筋级钢筋

6、2）变形钢筋：）变形钢筋：钢筋表面有一定的纹路钢筋表面有一定的纹路 人字形人字形级、级、级级 螺纹形螺纹形级级 月牙形月牙形级、级、级、级、 3）刻痕钢筋：）刻痕钢筋：钢筋表面有一定的纹路。钢筋表面有一定的纹路。5 的钢丝经机械压痕而成。增加强度和摩擦阻力。的钢丝经机械压痕而成。增加强度和摩擦阻力。 4）绞线式钢筋：）绞线式钢筋： 5、7、9根钢筋绞在一起根钢筋绞在一起 形成。增加强度和柔韧性。形成。增加强度和柔韧性。 4、按生产工艺分：、按生产工艺分： 1）热轧钢筋热轧钢筋常用钢筋，热轧成材供应常用钢筋，热轧成材供应 2）冷拉钢筋冷拉钢筋将热轧钢筋，在常温下进行强力将热轧钢筋，在常温下进行强

7、力 拉伸而成，以提高强度。拉伸而成，以提高强度。 3）冷拔钢筋冷拔钢筋610mm低碳钢筋，在常温下低碳钢筋，在常温下 通过拔丝模多次强力拉拔而成，以提高强度。通过拔丝模多次强力拉拔而成，以提高强度。 4）热处理钢筋热处理钢筋将热轧螺纹钢筋经淬火和回火将热轧螺纹钢筋经淬火和回火 的调制热处理而成，以提高强度。的调制热处理而成，以提高强度。 5）碳素钢丝碳素钢丝高含碳量的钢筋。高含碳量的钢筋。 6）钢绞线钢绞线多股钢丝绞在一起形成。多股钢丝绞在一起形成。 5、按供应条件分：、按供应条件分： 1）圆盘钢筋）圆盘钢筋直径直径10mm钢筋，钢筋，25100kg/盘盘 2）直条钢筋）直条钢筋直径直径10m

8、m的钢筋，长度的钢筋，长度612米米 6、按直径大小分：、按直径大小分： 1）钢丝）钢丝直径直径35mm的钢筋，的钢筋， 2）细钢筋）细钢筋直径直径612mm的钢筋，的钢筋， 3）中粗钢筋）中粗钢筋直径直径1220mm的钢筋，的钢筋， 4）粗钢筋）粗钢筋直径直径20mm的钢筋，的钢筋， （二）机械性能（二）机械性能 1、强度性能、强度性能：用屈服强度：用屈服强度/抗拉强度表示。说抗拉强度表示。说 明钢筋的受力大小。明钢筋的受力大小。 2、塑性性能、塑性性能：用伸长率：用伸长率, 用冷弯性体现。用冷弯性体现。 说明在外力作用下产生较大的永久塑性变形说明在外力作用下产生较大的永久塑性变形 而不至于

9、发生破坏的性能。而不至于发生破坏的性能。 强度愈高，塑性愈低。强度愈高，塑性愈低。 3、冲击韧性、冲击韧性： 钢筋抵抗冲击作用能力的强弱。用冲击试验机测钢筋抵抗冲击作用能力的强弱。用冲击试验机测 定。一般不用。定。一般不用。 在寒冷地区、露天作业时受动荷载作用的构件中在寒冷地区、露天作业时受动荷载作用的构件中 的钢筋应考虑该指标。的钢筋应考虑该指标。 4、疲劳性能、疲劳性能： 受多次反复荷载作用的钢筋砼结构，即使其中钢受多次反复荷载作用的钢筋砼结构，即使其中钢 筋所受的应力远远低于抗拉强度，也可能发生破筋所受的应力远远低于抗拉强度，也可能发生破 坏。该现象叫做坏。该现象叫做“疲劳破坏疲劳破坏”

10、。 耐疲劳性耐疲劳性即疲劳强度由试验测得。即疲劳强度由试验测得。 （三）钢筋工程的内容（三）钢筋工程的内容 1、钢筋的加工钢筋的加工 钢筋冷处理，调直，除钢筋冷处理，调直，除 锈，焊接接长等；锈，焊接接长等； 2、钢筋的制备、钢筋的制备 下料划线，剪切，弯曲下料划线，剪切，弯曲 等等 3、钢筋的安装成型、钢筋的安装成型 绑扎及焊接等。绑扎及焊接等。 二、钢筋冷处理二、钢筋冷处理重点重点 包括钢筋的冷拉、冷拔、冷轧三种冷处理工艺。包括钢筋的冷拉、冷拔、冷轧三种冷处理工艺。 （一）钢筋冷处理原理（一）钢筋冷处理原理 目的是提高钢筋单位断面积的强度。目的是提高钢筋单位断面积的强度。 分两步，冷加工增

11、强、时效增强。以冷拉为例。分两步，冷加工增强、时效增强。以冷拉为例。 1、冷加工增强：、冷加工增强： 钢筋经过冷加工后发生塑性变形，塑性变形后其强钢筋经过冷加工后发生塑性变形，塑性变形后其强 度和硬度都会提高。度和硬度都会提高。 这种提高仅仅是屈服强度的提高而不是抗拉强度的这种提高仅仅是屈服强度的提高而不是抗拉强度的 提高。见图提高。见图3-2，Pg83。 将钢筋在常温下进行强将钢筋在常温下进行强 力拉伸，使拉应力超过力拉伸，使拉应力超过 屈服点屈服点b，达到图中的，达到图中的k 点，然后卸荷。点，然后卸荷。 由于钢筋已产生塑性变由于钢筋已产生塑性变 形，卸荷过程中应力形，卸荷过程中应力-应应

12、 变曲线沿变曲线沿ko1下降至下降至o1点点 如再立即重新拉伸，应如再立即重新拉伸，应 力力-应变曲线将沿应变曲线将沿o1kde 变化，并在高于变化，并在高于k点附近点附近 出现新的屈服点，该屈出现新的屈服点，该屈 服点明显高于冷拉前的服点明显高于冷拉前的 屈服点屈服点b，这种现象叫做，这种现象叫做 “变形硬化变形硬化”(冷硬冷硬)。 钢筋冷拉原理图 2、时效增强：时效增强： 钢筋在冷加工后和重新承受荷载之间有一定的时钢筋在冷加工后和重新承受荷载之间有一定的时 间间隔，在这期间，冷加工后钢筋强度又会增加。间间隔，在这期间，冷加工后钢筋强度又会增加。 这种提高不仅是屈服强度的提高，还包括抗拉强这

13、种提高不仅是屈服强度的提高，还包括抗拉强 度的提高。但它的塑性降低、颈缩和断裂提前。度的提高。但它的塑性降低、颈缩和断裂提前。 时效方法：时效方法： 天然时效天然时效常温下，常温下，、级钢筋约级钢筋约20天；天； 人工时效人工时效100的水蒸气中，的水蒸气中，、级钢筋约级钢筋约 2小时小时 钢筋通电加热到钢筋通电加热到150200时，时，、级钢筋约级钢筋约 20分钟。分钟。 3、还原：还原： 200时，钢筋会产生时效效应；时，钢筋会产生时效效应； 450时，钢筋强度有所降低；时，钢筋强度有所降低； 700时，钢筋失去冷处理增强值，恢复到时，钢筋失去冷处理增强值，恢复到 冷处理前的力学性质。冷处

14、理前的力学性质。 在钢筋连接时，一定应先焊接、后冷处理。在钢筋连接时，一定应先焊接、后冷处理。 （二）钢筋冷处理方法（二）钢筋冷处理方法 1、冷拉：、冷拉：常温下，对钢筋进行拉伸，以常温下，对钢筋进行拉伸，以 达到钢筋冷处理的目的。达到钢筋冷处理的目的。 1）应力控制）应力控制：为了精确地控制加工后钢筋强：为了精确地控制加工后钢筋强 度，在冷拉时需进行应力控制。根据应力度，在冷拉时需进行应力控制。根据应力- 应变曲线图可知，屈服点应变曲线图可知，屈服点k，可通过应力，可通过应力k 和应变和应变OO2来控制。来控制。 单控：只控制拉伸应力或控制拉伸长度单控：只控制拉伸应力或控制拉伸长度 双控：同

15、时控制拉伸应力和拉伸长度双控：同时控制拉伸应力和拉伸长度 2）适用范围）适用范围：所有规格的热轧钢筋：所有规格的热轧钢筋 2、冷拔：、冷拔：常温下，对钢筋进行拔拉，达到常温下，对钢筋进行拔拉，达到 钢筋冷处理目的。钢筋受拉、受压。钢筋冷处理目的。钢筋受拉、受压。 1）装置）装置： 见图见图33，Pg84。 2）方法）方法：多次冷拔，每次断面积缩小：多次冷拔，每次断面积缩小 10%； 拔拔34次后，应将钢筋退火一次，以保证钢筋次后，应将钢筋退火一次，以保证钢筋 的塑性和韧性。的塑性和韧性。 3）适用范围）适用范围：直径：直径610的的级热轧光园钢筋。级热轧光园钢筋。 3、冷轧：、冷轧：常温下，对

16、钢筋进行轧压成有规常温下，对钢筋进行轧压成有规 律的变形钢筋，以达到钢筋冷处理的目的。方律的变形钢筋，以达到钢筋冷处理的目的。方 法是利用双滚轧机进行压轧。法是利用双滚轧机进行压轧。 适用范围：适用范围：级热轧光园钢筋。级热轧光园钢筋。 三、钢筋的调直、除锈和焊接三、钢筋的调直、除锈和焊接简述简述 （一）钢筋调直（一）钢筋调直 对圆盘钢筋和运输、保管等过程中弯曲的钢筋，对圆盘钢筋和运输、保管等过程中弯曲的钢筋， 在使用前应进行调直。在使用前应进行调直。 1、方法：、方法： 一般采用冷拉法、调直机、手工调直。一般采用冷拉法、调直机、手工调直。 2、冷拉调直控制：、冷拉调直控制： 一般地，钢筋受力

17、在屈服强度范围内时，应力与一般地，钢筋受力在屈服强度范围内时，应力与 应变呈线性关系，且取消受力后钢筋不存在应变。应变呈线性关系，且取消受力后钢筋不存在应变。 要求，拉力要求，拉力 屈服强度屈服强度钢筋断面积；钢筋断面积； 拉长拉长 钢筋的回弹长度；一般为钢筋的回弹长度；一般为0.7%1%。 （二）（二）钢筋除锈钢筋除锈 1、方法、方法： 一是通过钢筋加工的其他工序同时解决除锈，一是通过钢筋加工的其他工序同时解决除锈， 如在钢筋冷拉或钢丝调直过程中除锈，这是一种如在钢筋冷拉或钢丝调直过程中除锈，这是一种 最合理、最经济的方法；最合理、最经济的方法； 二是通过机械除锈，其中较普通的是使用电二是通

18、过机械除锈，其中较普通的是使用电 动除锈机除锈。动除锈机除锈。 此外，还可采用手工除锈此外，还可采用手工除锈( (用钢丝刷、砂轮用钢丝刷、砂轮) )、 酸洗除锈、喷砂除锈等。酸洗除锈、喷砂除锈等。 2、控制、控制：保证钢筋表面无老锈、陈锈，可有少：保证钢筋表面无老锈、陈锈，可有少 量浮锈。量浮锈。 （三）钢筋焊接（三）钢筋焊接 1、目的：目的： 连接、绑轧钢筋，可改善结构受力性能，节约连接、绑轧钢筋，可改善结构受力性能，节约 钢材和提高工效。钢材和提高工效。 2、方法：、方法： 1）对焊）对焊原理是将两钢筋成对接形式水平安置在原理是将两钢筋成对接形式水平安置在 对焊机夹钳中，使两钢筋接触，通以

19、低电压的强电对焊机夹钳中，使两钢筋接触，通以低电压的强电 流，把电能转化为热能（电阻热），当钢筋加热到流，把电能转化为热能（电阻热），当钢筋加热到 一定程度后，即施加轴向压力挤压（称为顶锻），一定程度后，即施加轴向压力挤压（称为顶锻）， 便形成对焊接头。便形成对焊接头。见见 P85 图图34。 分为：连续闪光焊；预热闪光焊；闪光分为：连续闪光焊；预热闪光焊；闪光-预热预热-闪光焊闪光焊 2）点焊）点焊钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋的焊接钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋的焊接 宜采用电阻点焊，其所适用的钢筋直径和种类宜采用电阻点焊，其所适用的钢筋直径和种类 为直径为直径614mm的热轧钢筋，直径的热轧钢筋

20、，直径35mm的冷的冷 拔低碳钢丝和直径拔低碳钢丝和直径412mm的冷轧带肋钢筋。的冷轧带肋钢筋。 采用点焊代替人工绑扎，可提高工效。成品刚采用点焊代替人工绑扎，可提高工效。成品刚 性好，运输方便。点焊原理，性好，运输方便。点焊原理，见见 P87 图图36。 3）电弧焊）电弧焊 电弧焊系利用弧焊机使焊条与焊件之间产生 高温电弧（焊条与焊件间的空气介质中出现强 烈持久的放电现象叫电弧），使焊条和电弧燃 烧范围内的焊件金属熔化，熔化的金属凝固后， 便形成焊缝或焊接接头。见见 P88 图图38。 电弧焊应用范围广，如钢筋的接长、钢筋骨 架的焊接、钢筋与钢板的焊接、装配式结构接 头的焊接及其他各种钢结

21、构的焊接等。 钢筋电弧焊接头主要形式有：钢筋电弧焊接头主要形式有： 绑条焊接头与搭接焊接头（见绑条焊接头与搭接焊接头（见 P89 图图39） 绑条焊接头：绑条焊接头： 搭接焊接头：搭接焊接头： 坡口焊（见坡口焊（见 P8990 图图311） 适用于在施工现场焊接装配现浇式构件接头中直适用于在施工现场焊接装配现浇式构件接头中直 径为径为1640mm的钢筋。的钢筋。 预埋件预埋件T形接头的钢筋焊接（见形接头的钢筋焊接（见 P90 图图312） 贴角焊：贴角焊： 穿孔塞焊：穿孔塞焊： 四、钢筋的制备四、钢筋的制备 重点 （一）钢筋的下料划线（一）钢筋的下料划线 1 1、钢筋的图例、钢筋的图例 * 无

22、弯钩的钢筋端部； * 无弯钩的钢筋绑扎搭接； * 代半圆弯钩的钢筋端部； * 代半圆弯钩的钢筋绑扎搭接； * 带直钩的钢筋端部； * 带直钩的钢筋绑扎搭接； * 带斜钩的钢筋端部； * 带斜钩的钢筋绑扎搭接； * 单面搭接焊钢筋接头； * 双面搭接焊钢筋接头； * 绑条单面焊接头； * 绑条双面焊接头； * 对焊接头； 2 2、钢筋的度量方法、钢筋的度量方法 内皮度量法：内皮度量法： 适于：连系两侧纵筋的“挂 钩筋”和箍筋 外皮度量法：外皮度量法： 适于：除上述外的其它钢筋 中线法：中线法： 适于：所有钢筋 为了施工方便往往把内皮尺寸和中线尺寸都换 算成外皮尺寸。它既便于计算下料，又便于成型

23、钢筋的度量。 注意：注意：钢筋成型加工时，在弯曲处的内皮长度 缩短，外皮长度延伸，中线长度不变。 3 3、钢筋弯钩（钢筋端钩）增长值、钢筋弯钩（钢筋端钩）增长值 钢筋弯钩形式有三种：半圆弯钩、直弯钩、斜弯钩。 1）半圆弯钩（）半圆弯钩（180o弯钩）弯钩） 用于光面园钢筋在受拉状态下，埋在砼中能起锚固作用。 其增长尺寸： lz = 6.25d 2）直弯钩（）直弯钩（90o弯钩）弯钩） 用于光面园钢筋在受压状态下，埋在砼中能起锚固作用或 封闭式箍筋。 其增长尺寸： lz = 3.5d 3）斜弯钩（）斜弯钩（135o弯钩）弯钩） 用于抗震结构上的钢筋或开口式箍筋。 其增长尺寸： lz = 4.9d

24、 4、钢筋弯曲调整值（减少下料长度）钢筋弯曲调整值（减少下料长度） 在钢筋成形时，钢筋在弯曲处不能做在钢筋成形时，钢筋在弯曲处不能做 成硬弯（一是做不到，二是对受力不成硬弯（一是做不到，二是对受力不 利），而是做成慢弯，即弯曲处形成利），而是做成慢弯，即弯曲处形成 圆弧。因此，量度尺寸便与下料长度圆弧。因此，量度尺寸便与下料长度 不同。不同。 弯曲调整值弯曲调整值 = 量度尺寸下料长度；量度尺寸下料长度； 一般地，其值为一般地，其值为：（：（P91表表33） a b c d A B D A 弯曲弯曲 程度程度 30o45o60o90o135o 调整调整 值值 0.35d0.5d0.85d2.0

25、d2.5d 5、钢筋加长接头（搭接）钢筋加长接头（搭接） 由于工程需要或节约材料（短料接长），要求成型的钢筋由于工程需要或节约材料（短料接长），要求成型的钢筋 总长超过原材料长度，由此产生钢筋有接头。总长超过原材料长度，由此产生钢筋有接头。 钢筋接长的方法有：绑扎、焊接钢筋接长的方法有：绑扎、焊接 1）绑扎：）绑扎：利用利用2022#铁丝、钢筋钩进行人工绑扎。铁丝、钢筋钩进行人工绑扎。 规范对搭接长度有详细的规定。规范对搭接长度有详细的规定。 2）焊接：）焊接： 电弧焊接头电弧焊接头 斜搭接：单面焊斜搭接：单面焊级钢筋级钢筋lD 8d；、级钢筋级钢筋lD10d 双面焊：双面焊：级钢筋级钢筋lD

26、 4d；、级钢筋级钢筋lD 5d 绑条搭接：规范对搭接长度有详细的规定。绑条搭接：规范对搭接长度有详细的规定。 对焊：烧损长度：一个对焊：烧损长度：一个d 。 6、钢筋下料长度钢筋下料长度 1）直钢筋下料长度直钢筋下料长度= 构件长度保护层厚构件长度保护层厚 度弯钩增加长度度弯钩增加长度 2）箍筋下料长度）箍筋下料长度= 箍筋周长箍筋调整值箍筋周长箍筋调整值 3）弯起钢筋下料长度直段长度斜段长）弯起钢筋下料长度直段长度斜段长 度钢筋弯曲调整值弯钩增加长度度钢筋弯曲调整值弯钩增加长度 上述钢筋需要搭接时，还应加上钢筋搭接上述钢筋需要搭接时，还应加上钢筋搭接 长度。长度。 7、弯起钢筋斜长和箍筋调

27、整值计算、弯起钢筋斜长和箍筋调整值计算 见书，见书，P92表表34和表和表35。 矩形箍筋下料长度计算公式矩形箍筋下料长度计算公式 箍筋下料长度箍筋下料长度=箍筋周长箍筋周长+箍筋调整值（表）箍筋调整值（表） 式中：式中： 箍筋周长箍筋周长=2（外包宽度（外包宽度+外包长度）；外包长度）； 外包宽度外包宽度=b2c2d； 外包长度外包长度=h2c2d； bh构件横截面宽构件横截面宽高；高； c纵向钢筋的保护层厚度；纵向钢筋的保护层厚度； d箍筋直径。箍筋直径。 计算实例计算实例 1 某抗震框架梁跨中截面尺寸bh=250mm500mm， 梁内配筋箍筋6150，纵向钢筋的保护层厚度护层厚度 c=25mm，求一根箍筋的下料长度。 解解1：外包宽度：外包宽度 b2c2d 25022526212（mm） 外包长度外包长度h2c2d 500222526462（mm） 箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值 2（外包宽度（外包宽度+外包长度）外包长度）50（调整值）（调整值） 2（212+462）501398（mm） 1400（mm） 解