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第七章 钢筋混凝土工程
1、钢筋混凝土工程：包括 钢筋工程
模板工程
混凝土工程
2、工艺过程：
浇筑混凝土
模板制作安装
钢筋制作安装
配料、拌制混凝土
养护
拆模
模板修理
3、结构施工方法：现浇；
预制装配；
装配整体式。
第一节 钢 筋 工 程
一、概述
（一）钢筋的分类：
1、按粗细：
钢丝（直径＜6mm），
钢筋（直径≥6mm），细钢筋ф6～10（盘条），
中粗钢筋ф12～20
粗钢筋≥ф20（常6～12m直条）
2、按照生产工艺：热轧、冷拉、冷拔、冷轧钢筋等
3、按化学成分：
1)碳素（低碳0.25%中碳0.6%高碳）；
2)普通低合金（合金元素<3%）。
4、按照轧制外形分：光圆钢筋、变形钢筋
5、热轧钢筋按强度分－－四级
（二）检验：
1、出厂证明书或试验报告单，每捆钢筋均应有标牌
2、进场时按批号及直径分批验收
3、验收内容：查标牌、外观检查、取样复检
热轧钢筋－－同规格、同批号不超过60t为一批，每批任取2根进行拉伸和冷弯试验，如有一项试验不合格，则取双倍试样检验，如仍有 一个试样不合格，则该批不合格，应降级使用。
4、取样规则
冷拉钢筋－－20t为一批
冷轧带肋钢筋－－50t为一批，每批抽查5％但不少于5盘
二、钢筋冷加工（冷拉、冷拔、冷轧）
（一）钢筋冷拉
概念：常温下，以超过钢筋屈服点的拉应力对钢筋进行强力拉伸，使钢筋产生塑性变形，达到调直、提高钢筋的强度，节约钢材的目的。
适用范围 ： 冷拉I 级钢筋适用于混凝土结构中的受拉钢筋
冷拉II、III、IV钢筋用于预应力混凝土中预应力筋
1、冷拉原理
2、冷拉控制：
有控制冷拉率和控制冷拉应力两种方法
A. 应力控制法（双控）：质量高，常用于制作预应力筋
B. 冷拉率控制法（单控）：施工效率高，设备简单
冷拉率δ由试验确定（同炉批取试件≮4个，取平均值）。
3、冷拉设备
动力：液压设备
卷扬机滑轮组
装置：夹具、承力装置、回程装置、测力装置
4、冷拉注意事项：
测力器需定期校核；
拉速不能过快，一般0.5～1m /min；
达到控制应力或冷拉率后，稍停再放松；
安全：端头不站人，不跨越，设防护设备；
注意： 不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的方法。
钢筋冷拉速度不宜过快，控制在5mm/s
拉至控制值时，停车2～3min
5、冷拉筋的质量控制：
表面无裂纹颈缩；
拉力试验达标；
冷弯试验无裂纹、起层。
（二）冷拔：
是将φ6～8的HPB235级光圆钢筋在常温下强力拉过拔丝模孔，使其轴向伸、颈向缩，产生较大塑性变形，晶格大位错，提高强度50～90%。
1、冷拔丝的特点：抗拉强度高，但塑性低、脆性大。
3、冷拔工艺过程：轧头→剥壳→润滑→拔丝（速0.2～0.3m/s）。
卧式卷筒拔丝机
2、拔丝设备
－－拔丝机
立式卷筒拔丝机作业图
4、冷拔丝使用范围：
甲级——预应力筋
乙级——骨架、箍筋等
5、质量要求：
外观——无裂纹和机械损伤；
机械性能——符合各项标准, 抗拉强度600～700，180度弯4次。
影响质量的因素：
（1）总压缩率：β=（d02－d2）/ d02 ，β越大则强度越高，但脆性越大。
一般φ8→φ5，或φ6（6.5）→φ4、φ3
（2）每次压缩比：d0/d=1.1～1.15，次数少易断，多则脆。
一般φ8→φ7→φ6.3→φ5.7→φ5
三、钢筋的焊接
1、焊接目的：接长（钢筋）
成型（网片、箍筋）
连接构件（由铰接变固定端）。
2、焊接点位置：
不在最大弯矩处及弯折处（距弯折点≮10d）；
不宜在框架梁端、柱端箍筋加密区内；
不宜用于直接承受动力荷载的结构构件中。
3、影响钢筋焊接质量的因素：
（1）与钢筋的化学成分有关；C、Mn、Si含量增加则可焊性差，Ti增加则可焊性好
（2）与原材料的机械性能有关；塑性越好，可焊性越好
（3）与焊接工艺及焊工的操作水平有关；
（4）环境低于－20℃不得焊接。
（一）闪光对焊：
1、原理：通电后，两钢筋轻微接触，通过低电压的强电流，产生高温，熔化后顶锻，形成镦粗结点。
2、适用：HPB235级筋——直径8～20mm；
HRB335、HRB400——6～40mm
HRB500级筋——10～40mm等。
3、工艺：
①连续闪光焊——适于焊接直径<25的钢筋；
②预热闪光焊——适于焊接直径大且端面较平的钢筋；
③闪光—预热—闪光焊——适于焊接直径大且端面不平整的钢筋；
④对HRB500级钢筋，焊后需热处理，以提高接头塑性，防止脆断。
4、主要参数：
调伸长度、烧化留量和预热留量（10～20mm）、顶锻留量（4～10mm）、顶锻速度、顶锻压力、变压器次级（电流大小选择）。
5、质量检查：
外观—应有镦粗，无裂纹和烧伤，接头弯曲≯3°，轴线偏移≯0.1d、且≯2mm。
机械性能—每批（300个接头）取6个试件，3个做拉力试验，3个做冷弯试验。
(二)电弧焊：
1、原理：利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，熔化焊条及电弧范围内的焊件金属，凝固后形成焊缝或接头。
2、四种接头形式与要求：
（1）搭接焊：用于直径10mm以上的HPB235～HRB400及10～25的RRB400级钢筋。焊缝要求：无裂纹、气孔、夹渣、烧伤
（2）帮条焊：用于直径≥10mm的HPB235～HRB400及10～25mm的RRB400级钢筋
帮条要求：
①帮条级别或直径：级别同主筋时，直径可同主筋或小一规格；直径同主筋时，级别可同主筋或低一级。
②两帮条相同。
③位置居中；
④帮条长=焊缝长。
焊缝要求：同搭接焊。
（3）坡口焊：有平焊和立焊，较少用。
3、设备及材料：
弧焊机（直流BX，交流AX）；焊枪；焊把线；焊条
焊条规格：E4301、E4324、E5016、……
E ——表示焊条；
43、50——熔敷金属抗拉强度的最小值（430、500N/mm2）。
第三位数字——焊接的位置[0、1适用于全方位（平、立、仰、横）焊接]
第三位和四位数字组合——适用电流种类及药皮类型。
药皮的作用：覆盖保温、保证电弧稳定、防止焊缝氧化。
焊条强度选择：
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。
（三）电渣压力焊：
1、用于：现场结构、构件中14～32mm的HPB235～HRB400级竖向粗筋的接长。
2、特点：可节约钢筋，焊接速度快，成本低，质量高。
3、原理：电弧熔化焊剂形成空穴，继而形成渣池，上部钢筋潜入渣池中，电弧熄灭，电渣形成的电阻热使钢筋全断面熔化，断电同时向下挤压，排除熔渣与熔化金属，形成结点。
用电渣压力焊焊接的墙体钢筋
4、质量要求：
机械性能――每两个楼层、每300个同类型接头为一批，切取三个试件做拉伸试验。应均不低于该级钢筋的抗拉强度，否则加倍取。
外观——纵肋对正，焊包均匀（凸出≮4mm）,无烧伤；轴线偏移≯0.1d和2mm；弯曲角度≯3°。
（四）电阻点焊：
1、用于：8～16mmHPB235，6～16mmHRB335、400级钢筋，4～5mm冷拔钢丝的交叉连接，以制作网片、骨架等。
2、原理：
利用电阻热熔化钢筋接触点，加压形成结点。
3、机械：点焊机（单头、多头、悬挂式、手提式—现场用）
4、要求：焊点压入深度：较小筋直径的18～25%；
气压传动式点焊机
（五）气压焊：
1、用于：14mm以上的HPB235、HRB335、HRB400级钢筋,竖向、水平、斜向连接的现场焊接接长。
2、原理：利用氧、乙炔火焰加热钢筋接头处，使之达到塑性状态，在初压作用下，端头金属原子互相扩散，表面熔融后（1250～1350℃，桔黄色有白亮闪光出现），加压形成结点。
3、主要设备：
加热器——混合气管、喷头；
加压油泵、油缸等；卡具。
气压焊设备及工作简图
4、施工要点：
（1）钢筋用切割机下料，端部磨平、磨光，喷焊接活化剂保护；
（2）卡具装牢，上下钢筋同心（旁隙≯3mm），并加初压30～40MPa ；
（3）加热初期用强碳化焰（防氧化），缝隙闭合后用中性焰（提温），温度达到1250～1350℃时边加热边加压，终压达到34～40MPa；
（4）焊点红色消失后拆卡具。
四、钢筋的机械连接
（一）套管冷挤压连接
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。
1、特点：强度高、速度快、准确、安全、不受环境限制。
2、适用： （带肋粗筋）
HRB335、HRB400、 RRB400级直径18～40d的钢筋，异径差≯5mm。
3、方法：径向挤压；
轴向挤压。
套管冷挤压连接的钢筋
4、要求：
套管材料、规格合格，屈服、极限强度比钢筋大10％以上；
钢筋无污、肋纹无损；
强度检验：500个取3个，1个不合格，加倍抽样复验；满足A级（母材极限、高延性、反复拉压）或B级（1.35倍屈服）抗拉强度要求
（二）螺纹套筒连接
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。
4、要求：
套筒材料、尺寸、丝扣合格（塞规检查、盖帽）；
钢筋丝扣合格（卡规、牙规检查）、洁净、无锈，套保护帽；
锥螺纹连接需用力矩扳手拧紧至出声；
正式连接前，每300取3个试样，
锥螺纹连接：达到B级接头标准（屈服强度≮筋屈强度；极限强度≮1.35筋屈强度）；
直螺纹连接：达到A级接头标准（ ≮ 钢筋抗拉强度）
镦粗直螺纹连接
五、钢筋绑扎与安装
在搭接处的中心及两端用20号～22号铁丝扎牢
注意：1、受拉钢筋绑扎连接的搭接长度要符合要求（见下表）
2、受压钢筋绑扎搭接长度取受拉搭接长度的0.7倍
3、受拉区I 级钢筋绑扎末端应做弯钩
4、搭接长度的末端距钢筋弯折处，不得小于钢筋直径的10倍
5、受力钢筋之间绑扎接头位置应相互错开，错开长度L为35d
绑扎接头截面积占受力钢筋总截面积百分率 受拉区不得超过25％
受压区不得超过50％
绑扎接头时钢筋横向净距≥ d且不应小于25mm
搭接长度
项次 钢筋类型 混凝土强度等级
C20 C25 ≥C30
1 I级钢筋 35d 30d 25d
2 II级钢筋 45d 40d 35d
3 III级钢筋 55d 50d 45d
4 低碳冷拔钢丝 300mm
≥10d
6、保证混凝土保护层的厚度：
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。
室内：梁、柱为25mm（箍筋15mm），
板、墙为15mm（分布筋为10mm）；
露天室内高温：
基础：有垫层——35mm；无垫层——70mm。
方法：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。
垫块（砂浆、混凝土、塑料）
支架（撑脚）。间距≯1m
连接方法比较：
绑扎：浪费、不可靠，只在细小钢筋使用；较粗钢筋限制使用。
焊接：优先考虑，接头质量好。
机械连接：无明火、节约能源、可全天候施工。
六、钢筋加工与安装的质量通病及其防治措施
（1）弯曲成型的质量通病及其防治
（2）钢筋骨架外形尺寸不准
（3）保护层厚度不准
（4）墙、柱主筋位移
（5）拆模后露筋
（6）钢筋的搭接长度不够
（7）钢筋接头位置错误或接头过多
（8）钢筋网主副筋位置放反
七、钢筋代换
1、原则：按抗拉设计值相等原则，并满足最小配筋率及构造要求。
2、方法：
（1）等强度代换――用于计算配筋或不同级别钢筋的代换
As2fy2≥As1fy1
或根数n2≥(n1d12fy1)/(d22fy2)
（2）等面积代换――用于构造配筋或同级别钢筋的代换
As2≥As1
或根数n2≥(n1d12)/(d22)
（3）代换后须进行裂缝宽度验算并满足构造要求。
3、注意问题
（1）重要构件，不宜用HPB235级光圆筋代替HRB335级带肋钢筋；
（2）代换后应满足配筋构造要求（直径、间距、根数、锚固长度…）；
（3）代换后直径不同时，各筋直径差不应过大（同级直径差≯5mm）；
（4）受力不同的钢筋分别代换；
（5）有抗裂要求的构件应做抗裂验算；
（6）重要结构的钢筋代换应征得设计单位同意；
（7）预制构件的吊环，必须用未冷拉的HPB235级筋，不得以其它筋代换。
八、钢筋下料计算
1．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)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。
4)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，不应小于箍筋直径的10倍。
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
(4)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)在图纸，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。

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