建筑施工钢筋工程

1、第二节第二节 钢筋工程钢筋工程一：钢筋的种类一：钢筋的种类1：钢筋的种类很多，建筑工程中常用的钢筋按化学成分可分为碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。 1）： 碳素钢钢筋按其含碳量多少又可分低碳钢钢筋(含碳量小于0.25)、中碳钢钢筋(含碳量为0.250.60)和高碳钢钢筋(含碳量大于0.60，一般不宜用在建筑工程中)。 2）：普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入某些合金元素(如钛、钒、锰等，其含量一般不超过总量的3)冶炼而成，可提高钢筋的强度，改善其塑性、韧性和可焊性。2：钢筋按轧制外形可分为光面钢筋和变形钢筋(螺纹、人字纹及月牙纹)。3：按生产加工工艺可分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、冷

2、轧扭钢筋、冷轧带肋钢筋和精轧螺旋钢筋等。4：按供应方式，为便于运输，610的钢筋卷成圆盘，称盘圆钢筋；大于12的钢筋轧成612m长一根，称为直条钢筋。5：钢筋按强度分为I级，而且级别越高，其强度及硬度越高。 其塑性逐渐降低。为便于识别，在不同级别的钢材端头涂有不同的油漆。6： 常用的钢丝有刻痕钢丝、碳素钢丝和冷拔低碳钢丝三类，而冷 拔低碳钢丝又分为甲级和乙级，一般皆卷成圆盘。 钢绞线一般由七根钢丝捻成，钢丝为高强钢丝。 二：钢筋的验收二：钢筋的验收1：验收内容包含钢筋出厂质量证明，外观检查，并按有关规定取样进行机械性能试验。2：钢筋进场应有出厂质量证明书或试验报告单，每捆(盘)钢筋均应有标牌，

3、并按品种、批号及直径分批验收。每批热轧钢筋重量不超过60t，钢绞线为20t。 做机械性能试验时应从每批外观尺寸检查合格的钢筋中任选两根，每根取两个试件分别进行拉力试验(包括屈服强度、抗拉强度和伸长率的测定)和冷弯或反弯次数试验。如有一项试验结果不符合规定，则应从同一批钢筋中另取双倍数量的试件重新作上述四项试验，如果仍有一个试件不合格，则该批钢筋为不合格品，应不予验收或降级使用。3：钢筋在加工使用中如发现机械性能或焊接性能不良，还应进行化学成分分析，检验其有害成分如硫(S)、磷(P)和砷(As)的含量是否超过规定范围。4：钢筋进场后在运输和储藏时，不得损坏标志，并应根据品种、规格按批分别挂牌堆放

4、，并标明数量。三：钢筋冷加工三：钢筋冷加工 为了提高钢筋的强度、节约钢材、满足预应力钢筋的需要，工程上常采用冷拉、冷拔的方法对钢筋进行冷加工，用以获得冷拉钢筋和冷拔钢丝。冷拉I级钢筋用于结构中的受拉钢筋，冷拉、级钢筋用作预应力筋。（一）：钢筋冷拉（一）：钢筋冷拉1：冷拉原理。 钢筋的冷拉原理是将钢筋在常温下进行强力拉伸，使拉应力超过屈服点b，达到图中的k点，然后卸荷。由于钢筋已产生塑性变形，卸荷过程中应力-应变曲线沿ko1下降至o1点。如再立即重新拉伸，应力-应变曲线将沿o1kde变化，并在高于k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b，这种现象叫做“变形硬化”(冷硬)。其原因是

5、冷拉过程中，钢筋内部结晶面滑移，晶格变化，因而屈服强度提高，塑性降低，弹性模量也降低。钢筋冷拉原理图 钢筋冷拉后有内应力存在，内应力会促进钢筋内的晶体组织调整， 经过调整，屈服强度又进一步提高，这种晶体组织调整过程称为 “时效硬化” 2：冷拉控制。 1）：钢筋冷拉后强度提高，塑性降低，但仍有一定的塑性，有明显的流幅，其屈服强度与抗拉强度应保持一定的比值，即使钢筋有一定的强度储备和保持软钢特性。钢筋的冷拉方法可采用控制冷拉应力或控制冷拉率的方法。 2）：对不能分清炉批号的热轧钢筋，不应采取冷拉率控制的方法。 3）：当采用控制应力的方法时，其冷拉控制应力下的最大冷拉率应符合规定。 4）： 当采用控

6、制冷拉率方法冷拉钢筋时，冷拉率必须由试验确定。对同炉批钢筋，测定的试件不宜少于4个。钢筋冷拉的冷拉控制应力和最大冷拉率钢筋级别冷拉控制应力(MPa)最大冷拉率(%)I级d12mm28010.0级d25mm4505.5d2840mm430级d840mm5005.0级d1028mm7004.03：钢筋冷拉设备 1）：冷拉设备主要由拉力装置、承力结构、钢筋夹具及测量装置等组成。拉力装置一般由卷扬机、张拉小车及滑轮组等组成。 2）：当缺乏卷扬机时也可采用普通液压千斤顶、长冲程千斤顶或预应力用的千斤顶等代替。但用千斤顶冷拉时生产率较低，且千斤顶容易磨损。 3）：承力结构可采用钢筋混凝土压杆；当拉力较小或

7、临时性工程中，可采用地锚。 4）：冷拉长度测量可用标尺，测力计可用电子秤或附有油表的液压千斤顶或弹簧测力计。 5）：测力计一般宜设置在张拉端定滑轮组处，若设置在固定端时，则应设防护装置，以免钢筋断裂时损坏测力计。 6):为安全起见，冷拉时钢筋应缓缓拉伸，缓缓放松，并应防止斜拉，正对钢筋两端不允许站人或跨越钢筋。 冷拉设备(四种方案)1卷扬机；2滑轮组；3冷拉小车；4夹具；5被冷拉的钢筋6地锚；7防护壁； 8标尺；9回程荷重架；10连接杆 11弹簧测力器；12回程滑轮组；13传力器； 14钢压柱 15槽式台座；16回程卷扬机；17电子秤；18液压千斤顶（二）钢筋的冷拔 1钢筋冷拔的特点与应用 （

8、1）钢筋冷拔的特点与应用 冷拔是使直径68mm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

9、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。 2钢筋冷拔质量的控制 1):影响钢筋冷拔质量的主要因素为原材料质量和冷拔总压缩率（）。为了稳定冷拔低碳钢丝的质量，要求原材料按钢厂、钢号、直径分别堆放和使用。甲级冷拔低碳钢丝应采用符合HPB235热轧钢筋标准的圆盘条拔制。 2):冷拔总压缩率（）是指：由盘条拔至成品

10、钢丝的横截面缩减率。若原材料钢筋直径为 d0 ，成品钢丝直径为 d ，则总压缩率 。总压缩率愈大，则抗拉强度提高愈多，塑性降低愈多。为了保证冷拔低碳钢丝强度和塑性相对稳定，必须控制总压缩率。通常b5由8盘条经数次反复冷拔而成，b3和b4由b6.5盘条拔制。冷拔次数过少，每次压缩过大，易产生断丝和安全事故；冷拔次数过多，易使钢丝变脆，且降低冷拔机的生产率，因此，冷拔次数应适宜。根据实践经验，前道钢丝和后道钢丝直径之比约以1:1.15为宜。 (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存放润滑剂的箱壁四: 钢筋焊接连接 1：钢筋连接有四

11、种常用的连接方法：绑轧连接、焊接连接、冷压连接和螺旋连接。除个别情况（如不准出现明火）应尽量采用焊接连接，以保证质量、提高效率和节约钢材。钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊；熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。此外，钢筋与预埋件T形接头的焊接应采用埋弧压力焊等。 2：钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。可焊性与含碳量、合金元素的数量有关，含碳、锰数量增加，则可焊性差；而含适量的钛可改善可焊性。焊接工艺（焊接参数与操作水平）亦影响焊接质量，即使可焊性差的钢材，若焊接工艺合宜，亦可获得良好的焊接质量。当环境温度低于-5，即为钢筋低温焊接，此时应调整焊接工艺参数，使焊

12、缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级时，应有挡风措施。环境温度低于-20时不得进行焊接。 （一）对焊 钢筋对焊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，通以低电压的强电流，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），便形成对焊接头。 (二)电阻点焊 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为直径614mm的热轧HPB235、HRB335钢筋，直径35mm的冷拔低碳钢丝和直径412mm的冷轧带肋钢筋。所用的点焊机有单点点焊机（用以焊接较粗的钢筋）、多头点焊机（一次焊数点，用以焊钢筋网）和悬挂式点焊机（可得平

13、面尺寸大的骨架或钢筋网）。现场还可采用手提式点焊机。 （三）气压焊 钢筋气压焊，是采用一定比例的氧气和乙炔焰为热源，对需要连接的两钢筋端部接缝处进行加热，使其达到热塑状态，同时对钢筋施加3040MPa的轴向压力，使钢筋顶锻在一起。该焊接方法使钢筋在还原气体的保护下，发生塑性流变后相互紧密接触，促使端面金属晶体相互扩散渗透，再结晶，再排列，形成牢固的焊接接头。这种方法设备投资少、施工安全、节约钢材和电能，不仅适用于竖向钢筋的连接，也适用于各种方向布置的钢筋连接。适用范围为直径1440mm的HPB235、HRB335和HRB400钢筋（25MnSi HRB400钢筋除外）；当不同直径钢筋焊接时，两

14、钢筋直径差不得大于7mm。 （四）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。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构的焊接等。 （五）电渣压力焊 钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成连接的一种焊接方法。具有操作方便、效率高、成本低、工作条件好等特点，适用于高层建筑现浇混凝土结构

15、施工中直径为1440mm、种类为HPB235、HRB335竖向或斜向（倾斜度在4 1范围内）钢筋的连接。但不得在竖向焊接之后，再横置于梁、板等构件中作水平钢筋之用。 五: 钢筋机械连接 钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。具有施工简便、工艺性有良好、接头质量可靠、不受钢筋焊接性的制约、可全天候施工、节约钢材和能源等优点。 常用的机械连接接头类型有：挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直螺纹套筒接头、熔融金属充填套筒接头、水泥灌浆充填套筒接头和受压钢筋端面平接头等。 （一）带肋钢筋套筒挤压连接 带肋钢筋套筒挤压连接是将需要连接的带肋钢

16、筋，插于特制的钢套筒内，利用挤压机压缩套筒，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套筒与带肋钢筋之间的紧密咬合来实现钢筋的连接。它适用于钢筋直径为1640mm的HRB335、HRB400带肋钢筋的连接。 钢筋挤压连接有钢筋径向挤压连接和钢筋轴向挤压连接。 1.带肋钢筋套筒径向挤压连接 带肋钢筋套筒径向挤压连接，是采用挤压机沿径向（即与套筒轴线垂直）将钢套筒挤压产生塑性变形，使之紧密地咬住带肋钢筋的横肋，实现两根钢筋的连接（图示）。当不同直径的带肋钢筋采用挤压接头连接时，若套筒两端外径和壁厚相同，被连接钢筋的直径相差不应大于5mm。 2.带肋钢筋套筒轴向挤压连接 钢筋轴向挤压连接，是采用挤压机和压模对钢

17、套筒及插入的两根对接钢筋，沿其轴向方向进行挤压，使套筒咬合到带肋钢筋的肋间，使其结合成一体。 （二）钢筋锥螺纹接头连接 钢筋锥螺纹接头是把钢筋的连接端加工成锥形螺纹（简称丝头），通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋，按规定的力矩值连接成一体的钢筋接头。适用于直径为1640的HRB335、HRB400钢筋的连接。 六：钢筋配料六：钢筋配料 1：钢筋的配料就是根据施工图纸，分别计算出各根钢筋切断时的直线长度，也称为下料长度，然后加以编号，分别计算钢筋的下料长度及根数，填写配料单，申请加工。 2：施工图中注明的钢筋尺寸是钢筋的外轮廓尺寸(即从钢筋的外皮到外皮量得的尺寸)，称为钢筋的外包尺寸，在钢筋制备

18、安装后，也是按外包尺寸验收。 3：钢筋在制备前是按直线下料，如果下料长度按外包尺寸总和进行计算，则加工后钢筋的尺寸必然大于设计要求的外包尺寸，这是因为钢筋在弯曲时，外皮伸长，内皮缩短而中心轴线长度不变。因此，只有按中心线长度来下料制备，才能使钢筋外包尺寸符合设计要求。 4：钢筋外包尺寸和中心线长度之间存在一个差值，称作量度差值。若施工图中的钢筋是直线形，钢筋外包尺寸即等于中心线尺寸，二者间没有量度差值。 5：因此钢筋的下料长度应为： 钢筋下料长度外包尺寸端头弯钩长度量度差值 当钢筋弯心的直径为2.5d时(d为钢筋直径)，半圆弯钩的增加长度和各种弯曲角度的量度差值计算方法如下： （1）弯曲90时

19、的量度差值：外包尺寸：2.25d2.25d4.5d 中心线长度：3.5d/42.75d 量度差值：4.5d2.75d1.75d(实际工作中取2d)同理，可得其他常用弯曲角度的量度差值，见表。 （2）半圆弯钩的增加长度：弯钩全长： 3d+3.5d/28.5d 弯钩增加长度(包括量度差值)：8.5d 2.25d6.25d钢筋弯曲量度差值钢筋弯曲角度 30 45 60 90 135 量度差值 0.35d 0.5d 0.85d 2d 2.5d (a)半圆弯钩 (b)弯曲90钢筋弯钩及弯曲计算 箍筋下料长度 箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值 （3）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

20、下，是按表值增加计算。最后，将钢筋编号、应用部位、规格、数量、形状（简图）、加工尺寸（下料长度）等汇总，制成钢筋下料通知单，交付给工人使用。箍筋调整值箍筋量度方法箍筋直径(mm)45681012量外包尺寸40506070量内包尺寸80100120150170七：钢筋代换七：钢筋代换 施工中如供应的钢筋品种和规格与设计图纸不符时，在征得设计单位同意后，可以进行代换。 1：钢筋代换应注意如下事项： 1）必须充分了解设计意图和代换钢筋的性能； 2）某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等，不宜用I级钢筋代替螺纹钢筋。以免使用时裂缝宽度开展过大。 3）梁中纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换，以保证正截

21、面与斜截面强度。 4）偏心受压、偏心受拉构件的钢筋代换时，不取整截面配筋量计算，应按受拉或受压钢筋分别代换。 5）.同一截面内用不同直径、不同种类钢筋代换时，各钢筋间拉力差不宜过大，同品种钢筋直径差不大于5mm，以防构件受力不均。 6）钢筋代换后，应满足构造要求(如钢筋间距、最小直径、最少根数、锚固长度、对称性等)及设计中提出的特殊要求(如冲击韧性、抗腐蚀性等)。 7）钢筋代换后，其用量不宜大于原设计用量的5，亦不低于2。2：钢筋代换的方法有以下三种： （1）当结构是按强度控制时，可按强度相等的原则进行代换，称为“等强代换”，即： 式中 As1、fy1原设计钢筋的计算面积和设计强度； As2、

22、fy2拟代换钢筋的计算面积和设计强度。 （2）当构件按最小配筋率控制时,可按钢筋面积相等的原则代换，称为“等面积代换”，即： （3）当结构构件按裂缝宽度或抗裂性要求控制时，钢筋的代换需进行裂缝及抗裂性验算。 钢筋代换后，有时由于受力钢筋直径加大或根数增多而需要增加排数，则构件截面的有效高度h0减小，截面强度降低，此时需复核截面强度。八：钢筋现场加工八：钢筋现场加工 钢筋现场加工过程取决于成品种类，一般的加工过程包括：除锈、调直、剪切、弯曲等。（一）钢筋除锈 钢筋的除锈，一般可通过以下两个途径：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，这是一种最合理、最经济的方法

23、；二是通过机械除锈，其中较普通的是使用电动除锈机除锈。常用的电动除锈机圆盘钢丝刷直径为2030cm，厚度为515mm，转速为1000rmin左右，电动机功率为1.01.5kW。为了减少除锈时灰尘飞扬，应装设排尘罩和排尘管道。 此外，还可采用手工除锈(用钢丝刷、砂轮)、酸洗除锈、喷砂除锈等。(二)钢筋调直 盘圆钢筋在使用前必须经过放圈和调直，而以直条供应的粗钢筋在使用前也要进行一次调直处理，才能满足规范要求的“钢筋应平直，无局部曲折”的规定。 采用钢筋调直机可同时完成除锈、调直和切断三道工序。调直机的调直筒内有五个调直块，他们不在同一中心线上旋转，需根据钢筋性质和调直块的磨损程度调整偏移值大小，

24、以使钢筋能得到最佳调直效果。调直筒出入两端的两个调直块必须调至位于调直 采用冷拉方法(如卷扬机等)调直钢筋时，级钢筋的冷拉率不宜大于4；、级钢筋的冷拉率不宜大于1。如用于一般受拉钢筋，不利用其受拉后的强度，冷拉调直时的冷拉率可适当提高，但级钢筋不宜超过6，、级钢筋不宜超过2；对不准采用冷拉钢筋的结构，钢筋调直冷拉率不得大于1。(三)钢筋切断 1：钢筋下料时须按计算的下料长度切断。钢筋切断可采用钢筋切断机或手动切断器。手动切断器只是用于切断直径小于16mm的钢筋，钢筋切断机可切断40mm的钢筋。当钢筋直径大于40mm时,应用氧-乙炔焰或砂轮机切割。 2：在大中型建筑工程施工中，提倡采用钢筋切断机

25、，他不仅生产效率高，操作方便，而且确保钢筋端面垂直钢筋轴线，不出现马蹄形或翘曲现象，便于钢筋进行焊接或机械连接。钢筋的下料长度力求准确，其允许偏差为10mm。(四)钢筋弯曲成型 1：钢筋按下料长度切断后，应按弯曲设备特点及钢筋直径、弯曲角度进行划线，以便弯曲成设计的尺寸和形状。如弯曲钢筋两边对称时，划线工作宜从钢筋中线开始向两边进行；当弯曲形状比较复杂的钢筋时，可先放出实样(足尺放样)，再进行弯曲。 2：钢筋弯曲宜采用钢筋弯曲机或钢筋弯箍机；当钢筋直径小于25mm时，少量的钢筋(或箍筋)弯曲，也可以采用人工扳钩弯曲。九：钢筋的绑扎安装九：钢筋的绑扎安装 1.钢筋绑扎的一般要求： (1)钢筋的交叉点应采用2022号铁丝绑扣，绑扎不仅要牢固可靠，而且铁丝长度要适宜。 (2)板和墙的钢筋网，除靠近外围两行钢筋的交叉点全部扎牢外，中间部分交叉点可间隔交错绑扎，但必须保证受力钢筋不产生位置偏移；对双向受力钢筋，必须全部绑扎牢固。 (3)梁和柱的箍筋，除设计有特殊要求外，应与