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第6章 钢筋混凝土工程
混凝土结构：素混凝土结构，钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等；
钢筋混凝土结构是指按设计要求将钢筋和混凝土两种材料复合，利用模板浇制而成的建筑结构或构件；
混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等按一定比例拌和而成的混合物，经模板浇筑成型（可模性），再经养护硬化后所形成的一种人造石材；
钢筋混凝土结构工程：钢筋工程、模板工程、混凝土工程；
混凝土的分类：
素混凝土结构；钢筋混凝土结构；预应力混凝土结构
钢筋混凝土工程的施工包括：
钢筋工程；模板工程；混凝土工程
钢筋混凝土结构是指按设计要求将钢筋和混凝土两种材料复合，利用模板浇制而成的建筑结构或构件。混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等按一定比例拌和而成的混合物，经模板浇筑成型（可模性），再经养护硬化后所形成的一种人造石材。
钢筋混凝土结构的施工方法
整体现浇式结构；预制装配式结构；装配整体式结构
钢筋混凝土工程
=模板工程+钢筋工程+混凝土工程
钢筋混凝土结构工程施工工艺流程图
水泥、砂、石子、水、外加剂
配料、搅拌
钢筋加工、安装
模板制作、安装
浇筑混凝土
养 护
模板清理
概述 主要内容： 在模板工程中，模板的种类、构造、安装和发展方向；在钢筋工程中，钢筋的验收与存放、钢筋的冷拉、钢筋的连接技术以及钢筋的配料、代换和加工安装；在混凝土工程中，混凝土所需的原材料以及浇捣、养护和质量检查，特别强调对工程质量事故的防治。
·了解钢筋混凝土工程的特点及其发展方向； ·了解模板的种类、构造和安装； ·了解钢筋的种类、性能及验收要求； ·熟悉钢筋混凝土工程的施工过程、施工工艺； ·掌握钢筋的冷拉及钢筋的配料、代换的计算方法； ·掌握钢筋混凝土工程质量的检查和评定及质量事故的处理。
学习要求：
6.1 钢筋工程
6.2 模板工程
6.3 混凝土工程
6.1 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
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
1、钢筋的分类
钢筋按加工方法不同可分为：热轧钢筋冷轧钢筋、冷拉、冷拔、热处理钢筋等。
建筑工程常用热轧钢筋，冷轧钢筋正在推广中。
6.1 钢筋工程
按轧制外形
光面钢筋、变形钢筋(螺纹、人字纹及月牙纹)
供应方式
盘圆或盘条钢筋（直径为6～10mm） 、直条钢筋（直径大于12mm的钢筋轧成6～12m长一根）
按强度
I—Ⅳ级，为便于识别，在不同级别的钢材端头涂有不同颜色的油漆
按直径
钢丝(直径3～5mm)、细钢筋(直径6～10mm)、中粗钢筋(12～20mm)和粗钢筋(直径大20mm
6.1 钢筋工程
2.预应力钢筋分类
冷拔低碳钢丝
冷拔低碳钢丝是由直径6～10mm的I级钢筋在常温下通过拔丝模冷拔而成，一般拔至直径3～5mm。冷拔钢丝强度比原材料屈服强度显著提高，但塑性降低。
冷拉钢筋
冷拉钢筋是将Ⅱ～Ⅳ级热轧钢筋在常温下通过张拉到超过屈服点某一应力，使其产生一定的塑性变形后卸荷，再经时效处理而成。这样钢筋的塑性和弹性模量有所降低而屈服强度和硬度有所提高。
碳素钢丝
碳素钢丝是由高碳钢盘条经淬火、酸洗、拉拔制成。为了消除钢丝拉拔中产生的内应力，还需经过矫直回火处理。钢丝直径一般为3～8mm，最大为12mm。
6.1 钢筋工程
钢绞线
钢绞线一般是由6根碳素钢丝围绕一根中心钢丝在绞丝机上绞成螺旋状，再经低温回火制成。钢绞线的直径较大，一般为9～15mm，比较柔软，施工方便，但价格比钢丝贵。
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
6.1 钢筋工程
热处理钢筋
热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为6～10mm。 热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。
(a)带纵肋 (b)无纵肋
精轧螺纹钢筋
精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带纵肋的螺纹外形。钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。这种高强度钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前国内生产的精轧螺纹钢筋直径有25mm和 32mm，其屈服点为750MPa和900MPa两种。
精轧螺纹钢筋外形
6.1 钢筋工程
3、钢筋的进场管理
钢筋进入工地后需要做的管理工作有四件：
查收产品合格证和出厂检验报告；
（有时合并为质量证明书）
外观检查；
力学（物理）性能检查；
（对于进口钢材还需做化学性能检查）
妥善存放；
外观检查要求：从每批中抽取5%检查，钢筋表面不得有裂缝、结疤和折叠，外形尺寸准确。
6.1 钢筋工程
(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》(GB1499)等的规定抽取试件做力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。 (2)验收内容：查对标牌，检查外观，并按有关标准的规定抽取试样进行力学性能试验。 (3)钢筋的外观检查包括：钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。钢筋表面凸块不允许超过螺纹的高度；钢筋的外形尺寸应符合有关规定。 (4)力学性能试验时，从每批中任意抽出两根钢筋，每根钢筋上取两个试样分别进行拉力试验(测定其屈服点、抗拉强度、伸长率)和冷弯试验。
6.1 钢筋工程
钢筋的存放
(1)钢筋运至现场后，必须严格按批分等级、牌号、直径、长度等挂牌存放，并注明数量，不得混淆。
(2)应堆放整齐，避免锈蚀和污染，堆放钢筋的下面要加垫木，离地一定距离；有条件时，尽量堆入仓库或料棚内
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
二、钢筋加工
1、冷拉
6.1 钢筋工程
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。
6.1 钢筋工程
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。
6.1 钢筋工程
对于粗钢筋，可采用专用钢筋切断机切断。
6.1 钢筋工程
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。
6.1 钢筋工程
工地加工的各种规格箍筋、梁筋、板筋等应分类堆放整齐。
6.1 钢筋工程
冷拉控制应力及最大冷拉率
6.1 钢筋工程
测定冷拉率时钢筋的冷拉应力
6.1 钢筋工程
2、冷拔
6.1 钢筋工程
3、钢筋的连接
——焊接、机械连接、绑扎
（1）焊接
闪光对焊
电阻点焊
电弧焊
电渣压力焊
气压焊
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
1）闪光对焊
原理
常用的工艺
连续闪光焊
预热闪光焊
闪光-预热-闪光焊
直径小（22mm以下）的钢筋
直径较大、端面较平的钢筋
直径较大、端面不平的钢筋
6.1 钢筋工程
（1）闪光对焊的质量检查
①外观检查
取样：同一焊工一周内200个为一批，每批抽查10%。
检查：用眼睛看，凭经验。
②物理（力学）性能physical qualities试验：
取样：从每批(300个)随机切取6个试件。
检查：送试验室。其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验。
（2）应用：主要用于Ⅰ～Ⅲ级钢接长及预应力筋与螺丝端杆锚具的连接。
目前这种方式仍为主要的钢筋连接方式。
6.1 钢筋工程
(3)闪光对焊接头外观检查结果，应符合下列要求：
①接头处不得有横向裂纹；
②与电接触处的钢筋表面，HPB235、HRB335和HRB400钢筋焊接时不得有明显烧伤；RRB400钢筋焊接时不得有烧伤；
③接头处的弯折角不得大于4°；
④接头处的轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。
6.1 钢筋工程
(4)闪光对焊接头拉伸试验结果应符合下列要求：
①3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；余热处理HRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧HRB400钢筋规定的抗拉强度570MPa。
②应至少有2个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。
(5)预应力钢筋与螺丝端杆闪光对焊接头拉伸试验结果，3个试件应全部断于焊缝之外，呈延性断裂。
(6)模拟试件的试验结果不符合要求时，应从成品中再切取试件进行复验，其数量和要求应与初始试验时相同。
(7)闪光对焊接头弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分消除，且与母材的外表齐平。
6.1 钢筋工程
过程：
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
2）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，加压完成的一种焊接方法。
6.1 钢筋工程
电渣压力焊是将钢筋安放成竖向对接形式，接通电路，用手柄使电弧引燃，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，加压完成的一种压焊方法。引弧、稳弧、顶锻三个过程连续进行。
这种方法比电弧焊易于掌握、工效高、节省钢材、成本低、质量可靠。
适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围内）钢筋的接长，不宜用于热轧后余热处理的钢筋
6.1 钢筋工程
图 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
6.1 钢筋工程
电渣压力焊的接头应按规范规定的方法检查外观质量和进行试样拉伸试验。
(1)电渣压力焊接头应逐个进行外观检查。
(2)电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求： ①四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于 4mm； ②钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷； ③接头处的弯折角不得大于4°； ④接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。
(3)电渣压力焊拉头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。
6.1 钢筋工程
3）电阻点焊
利用点焊机进行纵横交错的钢筋网片焊接，多用于小型预制构件的钢筋网片的成型。
钢筋点焊将两钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，使钢筋通电发热至一定温度后，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。电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接，如用来焊接钢筋网片、钢筋骨架等，特别适于预制厂大量使用。它生产效率高、节约材料，应用广泛。
6.1 钢筋工程
(2)机械连接
介绍：
通过连接件直接或间接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。
类型： 1）套筒挤压连接
2）锥螺纹连接
3）直螺纹连接
特点：
冷作业、环保型，工艺简单
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
1）套筒挤压连接
①原理：利用液压压制钳径向挤压钢套筒，使套筒产生塑性变形，套筒内壁变形嵌入钢筋变形处，由此产生抗剪力来传递钢筋连接处的轴向力。
6.1 钢筋工程
③特点
容易掌握，对中度高；但需专门的压制钳和液压设备。
④应用
用于直径为18～40mm的变形钢筋。
⑤质量检验
《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-96
主要包括外观质量检验和拉伸试验
6.1 钢筋工程
2）锥螺纹连接
6.1 钢筋工程
①原理
是把钢筋的连接端加工成锥形螺纹（套丝），通过锥螺纹连接套把两根钢筋按规定的力矩连接成一体的连接方法。
②特点
可实现异径连接；工作面安装速度快。
③应用
适用于16～40mm的HPB235、HRB335级钢。
6.1 钢筋工程
3）直螺纹连接
6.1 钢筋工程
钢筋机械连接——螺纹套筒连接
锥螺纹加工
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。
6.1 钢筋工程
已加工的滚轧直螺纹
6.1 钢筋工程
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对接。 1)等强直螺纹接头的制作工艺及其优点
①等强直螺纹接头制作工艺分下列几个步骤：钢筋端部镦粗；切削直螺纹；用连接套筒对接钢筋 ②直螺纹接头的优点：强度高；接头强度不受扭紧力矩影响；连接速度快；应用范围广；经济；便于管理。
2)接头性能
为充分发挥钢筋母材强度，连接套筒的设计强度大于等于钢筋抗拉强度标准值的1.2倍，直螺纹接头标准套筒的规格、尺寸见表
6.1 钢筋工程
表 标准型套筒规格、尺寸
6.1 钢筋工程
钢筋的加工与安装
钢筋的加工有除锈、调直、下料剪切及弯曲成型。钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求，其偏差应符合下表的规定。
6.1 钢筋工程
(1)除锈 钢筋除锈一般可以通过以下两个途径： 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少量的钢筋局部除锈可采用电动除锈机或人工用钢丝刷、砂盘以及喷砂和酸洗等方法进行。
(2)调直 钢筋调直宜采用机械方法，也可以采用冷拉。对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋在使用前应加以调直。钢筋调直方法很多，常用的方法是使用卷扬机拉直和用调直机调直。
(3)切断 ①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，以减少短头和损耗。 ②钢筋切断可用钢筋切断机或手动剪切器。
(4)弯曲成型 ①钢筋弯曲的顺序是画线、试弯、弯曲成型。 ②画线主要根据不同的弯曲角在钢筋上标出弯折的部位，以外包尺寸为依据，扣除弯曲量度差值。 ③钢筋弯曲有人工弯曲和机械弯曲。
6.1 钢筋工程
三、钢筋下料计算
1．结构施工图的平法表示法
平法有3种表达方式，分别是平面注写、列表注写和截面注写。
（1）柱的平法施工图
1）列表注写
2）截面注写
（2）梁的平法施工图
1）平面注写
2）截面注写
6.1 钢筋工程
2．钢筋下料长度的计算原则及规定
(1)钢筋长度 结构施工图中所指钢筋长度是钢筋外缘之间的长度，即外包尺寸，这是施工中量度钢筋长度的基本依据。
(2)混凝土保护层厚度
1)混凝土结构的耐久性，应根据表5－11的环境类别和设计使用年限进行设计。混凝土保护层是指受力钢筋外缘至混凝土构件表面的距离，其作用是保护钢筋在混凝土结构中不受锈蚀。
无设计要求时应符合表规定。
6.1 钢筋工程
表 混凝土结构的环境类别
6.1 钢筋工程
2)混凝土的保护层厚度，一般用水泥砂浆垫块或塑料卡垫在钢筋与模板之间来控制。塑料卡的形状有塑料垫块和塑料环圈两种。塑料垫块用于水平构件，塑料环圈用于垂直构件。
表6－12 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)
注：基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；
当无垫层时不应小于70mm。
6.1 钢筋工程
钢筋弯钩增加值
弯钩形式最常用的是半圆弯钩，即180°弯钩。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列要求： 1)HPB235钢筋末端应作180°弯钩，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍，弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍. 2)当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时，HRB335、HRB400钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍，弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。 3)钢筋作不大于90°的弯折时，弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。 除焊接封闭环式箍筋外，箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求，当无具体要求时，应符合下列要求： ① 箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足上述要求外，尚应不小于受力钢筋直径。 ② 箍筋弯钩的弯折角度：对一般结构不应小于90°；对于有抗震等要求的结构应为135°。 ③ 箍筋弯后平直部分长度：对一般结构不宜小于箍筋直径的5倍；对于有抗震要求的结构，不应小于箍筋直径的10倍。
6.1 钢筋工程
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
6.1 钢筋工程
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
钢筋下料计算注意事项
(1)在设计图纸中，钢筋配置的细节问题没有注明时，一般按构造要求处理。
(2)配料计算时，要考虑钢筋的形状和尺寸，在满足设计要求的前提下，要有利于加工。
(3)配料时，还要考虑施工需要的附加钢筋。
6.1 钢筋工程
[例1]已知抗震等级为一级的框架楼层连续梁，选用HRB400级钢筋，直径d=24，C35混凝土，梁全长30.5m，两端柱宽度均为500mm，求下料尺寸。
解：L1=梁全长-左端柱宽度-右端柱宽度＋2×0.4×37d
=30500-500-500＋2×0.4×37×24
=30210.4mm
L2=15d=15×24=360mm
下料尺寸=L1＋2×L2-2×量度差值
=30210＋2×360-2×2.931×24
≈30789mm
6.1 钢筋工程
[例2]已知抗震等级为三级的框架楼层连续梁，C35混凝土，选用HRB335级钢筋，直径d=22mm，边净跨长度为5.5m，求其边跨上部一排直角筋下料尺寸。
解：L1=边净跨长度/3＋0.4 LaE
=5500/3＋0.4×31×22≈2106mm
L2=15d=15×22=330mm
下料长度= L1＋L2－量度差值
=2106＋330-2.391×22
≈2372mm
6.1 钢筋工程
练习：已知抗震等级为一级的框架3跨连续梁，如图，C35混凝土，柱断面500×500，请对其进行下料计算，并填写钢筋下料单。（保护层厚度取25mm，钢筋的容重7850kg/m3)
2 25
4 φ 25
＊4 φ 18
4φ25
＊4 18
6φ25 4/2
6φ25 4/2
6φ25 4/2
6φ25 4/2
6000
6000
5000
KL1（3）
250×700
φ10-100/200（2）
2φ25
6.1 钢筋工程
构件
名称 钢筋编号 钢筋形状简图 直径
(mm) 钢号 下料长度 单位根数 合计根数 重量（㎏）
KL1梁共5根 ①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
备注
6.1 钢筋工程
四、钢筋代换
（1）等强代换
（2）等面积代换
当构件按最小配筋率配筋时，可按代换前后面积相等的
原则进行代换，称“等面积代换”。代换时应满足下式
（3）代换后须进行裂缝宽度验算并满足构造要求
6.1 钢筋工程
2.代换注意事项
钢筋代换时，应办理设计变更文件，并应符合下列规定：
(1)重要受力构件(如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等)不宜用HPB235钢筋代换变形钢筋，以免裂缝开展过大。
(2)钢筋代换后，应满足混凝土结构设计规范中所规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数等配筋构造要求。
(3)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强度。
(4)有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以强度等级较高的钢筋代换原设计中的钢筋；如必须代换时，其代换的钢筋检验所得的实际强度，尚应符合抗震钢筋的要求。
(5)预制构件的吊环，必须采用未经冷拉的HPB235钢筋制作，严禁以其他钢筋代换。
(6)当构件受裂缝宽度或挠度控制时，钢筋代换后应进行刚度、裂缝验算。
6.1 钢筋工程
五、钢筋绑扎
6.1 钢筋工程
钢筋绑扎连接
钢筋绑扎安装前，应先熟悉施工图纸，核对钢筋配料单和料牌，研究钢筋安装和与有关工种配合的顺序，准备绑扎用的铁丝、绑扎工具、绑扎架等。 钢筋绑扎一般用18～22号铁丝，其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。
(1)钢筋绑扎要求
1)钢筋的交叉点应用铁丝扎牢。 2)柱、梁的箍筋，除设计有特殊要求外，应与受力钢筋垂直；箍筋弯钩叠合处，应沿受力钢筋方向错开设置。 3)柱中竖向钢筋搭接时，角部钢筋的弯钩平面与模板面的夹角，矩形柱应为45°，多边形柱应为模板内角的平分角。 4)板、次梁与主梁交叉处，板的钢筋在上，次梁的钢筋居中，主梁的钢筋在下；当有圈梁或垫梁时，主梁的钢筋应放在圈梁上。主筋两端的搁置长度应保持均匀一致。
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
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。
6.1 钢筋工程
钢筋马凳，保证板上层钢筋网的高度
梁板钢筋的绑扎安装要求整齐，符合设计图的配筋要求。
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
6.1 钢筋工程
梁板钢筋的绑扎安装要求整齐，符合设计图的配筋要求。
6.1 钢筋工程

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