资源简介

(共55张PPT)
学习情境3
梁

掌握钢筋代换的原则与方法。
钢筋代换的原则、方法。
教学目标：
重 点
1.代换原则
（1）当构件受承载力控制时，钢筋可按强度相等原则代换，这种代换称为等强度代换；
（2）当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按截面面积相等原则进行代换，这种代换称为等面积代换；
（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。
2.代换方法
（1）等面积代换
* 钢筋代换
（2）等强度代换
式中 ——代换钢筋根数；
——原设计钢筋根数；
——代换钢筋直径；
——原设计钢筋直径；
——代换钢筋抗拉强度设计值；
（附3.1）
——原设计钢筋抗拉强度设计值。
注意：式（附3.1）有下列两种特例：
(1)强度设计值相同、直径不同的钢筋代换：
≥ （附3.2）
(2)直径相同、强度设计值不同的钢筋代换：
≥ （附3.3）
3. 钢筋代换后构件截面承载力复核
对矩形截面受弯构件，可按下式复核截面承载力：
（附3.4）
（1）钢筋代换时，必须充分了解设计意图和代换材料性能，并严格遵守《混凝土规范》的各项规定；凡重要结构中的钢筋代换，应征得设计单位同意。
式中 —— 原设计钢筋的截面面积；
—— 代换钢筋的截面面积；
—— 原设计构件截面有效高度；
—— 钢筋代换后构件截面的有效高度；
b ——构件截面宽度。
4. 代换注意事项
（2）对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等，不宜用HPB235级光圆钢筋代替HRB335和HRB400级带肋钢筋。
（3）钢筋代换后，应满足配筋构造规定，如钢筋的最小直径、间距、根数、锚固长度等。
（4）同一截面内，可同时配有不同种类和直径的代换钢筋，但每根钢筋的拉力差不应过大 (如同品种钢筋的直径差值一般不大于5mm)，以免构件受力不匀。
（5）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承载力。
（6）偏心受压构件(如框架柱、有吊车厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件进行钢筋代换时，不取整个截面配筋量计算，应按受力面(受压或受拉)分别代换。
（7）当构件受裂缝宽度控制时，如以小直径钢筋代换大直径钢筋，强度等级低的钢筋代替强度等级高的钢筋，则可不作裂缝宽度验算。
5.举例
某钢筋混凝土矩形梁，截面尺寸如附图3.1a所示，采用C20混凝土。原设计纵向受力钢筋采用 6 20HRB400级钢筋，单排布置，混凝土保护层厚25mm。现拟改用 22HRB335级钢筋，求所需根数及其布置。
【解】 As1 =1884 mm2， fy1=360N/mm2， fy2 =300
N/mm2， fc=11.9N/mm2
由式（附3.1）得代换后的钢筋根数为
取6根，As2 =2281 mm2。
代换后钢筋根数不变，但直径增大，故需复核钢筋
净距s:
需布置成两排。现按底层4根，上层2根布置。由于代换后构件截面有效高度减小，故需按式（附3.4）复核截面承载力。
原设计构件截面有效高度h01=600-35=565mm
代换后构件截面有效高度为:
Mu2 ＜ Mu1 ，承载力不满足要求。现将角部2 22改为2 25（附图3.1b），重新复核截面承载力。
经计算，As2=2502 mm2，h02=546mm， Mu2 =330.92kN m＞ Mu1 =318.78kN m，承载力满足要求。
故代换钢筋可采用4 22+2 25
经上述计算可知，代换钢筋可采用4
子情境3.5 梁钢筋的连接
钢筋加工、绑扎安装与验收
钢筋加工包括调直、除锈、下料、接长、弯曲等工作。随着现代施工技术的发展，钢筋加工已逐步实现机械化和联动化。
钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。钢筋的表面应洁净、无损伤，油渍、漆污和铁锈等应在使用前清洗干净。带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。
1、钢筋调直
钢筋的调直利用冷拉进行，采用冷拉方法调直钢筋时，HPB235级钢筋的冷拉率不宜大于4%；HRN335、HRB400、RRB400级钢筋的冷拉率不宜大于1%；冷拔低碳钢丝在调直机上调直后，其表面不得有明显擦伤，抗拉强度不得低于设计要求。粗钢筋还可采用锤直和扳直的方法调直；直径为4~14mm的钢筋可采用调直机进行调直。目前定型的钢筋调直机主要有GJ4-4/14（TQ4-14）和GJ4-4/8（TQ4-8）两种型号，它具有钢筋除锈、调直和切断三项功能。
2、钢筋除锈
钢筋除锈可用钢丝刷、砂盘和酸洗等方法，目前常用电动除锈机除锈或喷砂除锈。经冷拉或机械调直的钢筋，一般不必再除锈，如保管不良，产生鳞片状锈蚀时，仍应进行除锈。
3、钢筋切断
钢筋下料时须按下料长度进行剪切。钢筋剪切可采用手动切断器或钢筋切断机。前者一般只用于切断直径小于12mm的钢筋；后者可切断40mm的钢筋；直径大于40mm的钢筋需用氧气乙炔火焰或电弧割切，也可用锯断。钢筋下料长度应力求准确，其允许偏差为±10mm。
4、钢筋弯曲(钢筋弯曲加工、粗钢筋弯曲加工)
钢筋弯曲时，应按弯曲设备的特点及工地习惯进行划线，以便弯曲成所规定的（外包）尺寸。当弯曲形状比较复杂的钢筋时，可先放出实样，再进行弯曲。钢筋弯曲宜采用弯曲机进行。当直径小于25mm时，现场也可采用板钩弯曲。
5、钢筋绑扎安装要求
1）钢筋的钢号、直径、根数、间距及位置符合图纸要求。
2）搭接长度及接头位置应符合设计及施工规范要求。
（1）受拉筋搭接长度：
扎梁筋
扎板筋
注：
①接头面积百分率为25％～50％时，乘1.2系数；
大于50％时，乘1.35系数。
②带肋筋直径>25mm时，乘1.1的系数。
③有抗震要求时：一、二级抗震者乘1.15系数。
④受压筋搭接长度按受拉筋×0.7，且≮200mm；
⑤搭接区内箍筋间距：受拉区≯5d且≯100mm，
受压区≯10d且≯200mm；
（2）接头位置：
距弯折处≮10d；不在最大弯矩处；
相互错开：在1.3倍搭接长度范围内，梁板墙类≯25%，
柱类 ≯50%。
钢筋净距S不小于钢筋直径d，且不小于25mm。
4）保证混凝土保护层的厚度：
受弯构件端头一般为10mm；
室内：梁、柱为25mm（箍筋15mm），
板、墙为15mm（分布筋为10mm）；
露天或室内高温：
3）绑扎、安装牢固。
基础：有垫层——35mm；无垫层——70mm。
5）钢筋表面清洁。
砂浆垫块
上皮钢筋
撑脚
方法：
垫块（砂浆、混凝土、塑料）
支架（撑脚）。
间距≯1m
钢筋安装完毕后，应检查下列方面：
①根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、形状、尺寸、根数、间距和锚固长度是否正确，特别是要注意检查负筋的位置；
②检查钢筋接头的位置及搭接长度、接头数量是否符合规定；
③检查混凝土保护层是否符合要求；
④检查钢筋绑扎是否牢固，有无松动变形现象；
⑤钢筋表面不允许有油渍、漆污和颗粒状（片状）铁锈；
⑥安装钢筋时的允许偏差，是否在规范规定范围内。
钢筋工程属于隐蔽工程，在浇筑混凝土前应对钢筋及预埋件进行验收，并作好隐蔽工程记录。
5 钢筋工程
钢筋进场检验
钢筋翻样配料
钢筋加工
钢筋安装与检查
下料长度计算
配料单
调直、冷拉、冷拔、弯曲、对焊连接、螺纹加工等
钢筋绑扎安装、焊接或机械连接等
钢筋工程施工工艺流程
梁柱中的箍筋、住宅楼板中的分布钢筋通常采用圆钢筋。进入工地的盘圆钢筋需要进行调直处理，用卷扬机进行冷拉调直。
工地上也可采用钢筋调直机对盘圆钢筋调直，并完成定长切断下料。
钢筋调直机调直
对于粗钢筋，可采用专用钢筋切断机切断。
工地加工的各种规格箍筋、梁筋、板筋等应分类堆放整齐。
以往箍筋的弯曲通常采用人工弯曲，现采用专用的箍筋弯曲机机械弯曲，提高了工效，降低了劳动强度。
梁板钢筋的绑扎安装要求整齐，符合设计图的配筋要求。
钢筋马凳，保证板上层钢筋网的高度
保证柱、墙主筋保护层厚度的塑料卡具
钢筋的保护层厚度直接影响了混凝土结构的耐久性，国外对钢筋保护层的厚度控制很严，国内也开始重视，使用了专用塑料卡具。
电渣压力焊是粗钢筋焊接连接的一种方法。其接头费用低，经济实用，适用于Φ18～28的竖向钢筋连接。
钢筋焊接连接——电渣压力焊
将被连接钢筋插入夹钳
向焊剂盒内倒入焊剂
将电极钳夹住被连钢筋
摇动手柄轻提上钢筋引弧
引弧后连续通电，钢筋端面在渣池中熔化，熔化到一定量时加压挤压。
打开焊接盒，回收焊剂
渣壳包裹着钢筋接头，并保温
敲除渣壳，露出具有金属光泽的电渣压力焊接头。
　钢筋气压焊是一种经济不用电的钢筋连接方法，图为日本在多层住宅楼的梁中将气压焊应用于水平钢筋的连接。
钢筋焊接连接——气压焊
　图为在南京古南都饭店工程地下室施工工地上，进行钢筋气压焊应用的表演。操作工人将夹钳夹住上、下钢筋端部，点燃气压焊的焊炬。
　 焊炬点燃后，套入钢筋连接部位，先用强焰对连接部位上下轻微移动加热。
　　用强焰对钢筋端面加热后，集中用中焰。加热，使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。
　待钢筋两连接端面加热至热塑状态后，连接手动液压加压器，逐渐对上、下两钢筋加压。
边加压边加热，两钢筋连接端面紧密接触在一起，金属原子互相扩散，形成有效的连接。
　加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状，夹钳的刚度很重要。
钢筋机械连接的方法之一为螺纹套筒连接。早期多为车销锥螺纹套筒连接，后改进为与母材等强的滚轧（或镦粗）直螺纹套筒连接。
锥螺纹加工
钢筋机械连接——螺纹套筒连接
钢筋机械接头的加工及现场安装多采用专业分包的形式，图为滚轧钢筋直螺纹的机械加工。
已加工的滚轧直螺纹
钢筋连接时，先将套筒旋入钢筋一端，并将另一根被连钢筋的一端旋入套筒
用专用钢筋扳手拧紧，并检查钢筋端部旋入套筒的螺牙量
柱子钢筋连接时，顶部的工人将钢筋插入柱箍内侧，底部工人将加工的钢筋端部螺牙对准套筒，中部的工人用专用扳手旋紧螺纹，形成三人基本组合作业组。
钢筋机械连接——冷压套筒连接
冷压套筒钢筋连接是利用钢套筒的变形，与变形钢筋咬合在一起形成良好的连接。由于钢套筒的长度相对长，其经济指标比滚轧直螺纹套筒连接差，现逐渐被直螺纹套筒连接取代。
冷压套筒采用液压千斤顶作为压接钳，操作时对钢筋的间距有一定要求，图为南京玄武湖隧道主体结构施工时钢筋的连接采用冷压套筒连接，后改为直螺纹套筒连接。
冷压套筒连接主要为径向冷压技术。图为当年南京古南都饭店的地下室底板 40钢筋的8000个接头应用了该技术。
冷压套筒连接的接头质量可靠，特别适用于大直径钢筋的连接以及受疲劳荷载的结构钢筋连接。

展开更多......

收起↑