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第四章 钢筋混凝土工程. 第二节 钢 筋 工 程. 钢筋的种类及性能 1 、按 化学成分 : 1 ）碳素钢筋 低碳钢钢筋 ( 含碳量 0.25 ) ， 中碳钢钢筋 ( 含碳量为 0.25 ％ 0.6 ) ， 高碳钢钢筋 ( 含碳量大于 0.6 ％ ) 2) 普通低合金（合金元素 <5% ） 2 、按轧制外形分：光圆钢筋 变形钢筋－－螺纹、月牙纹 3 、按作用分：受拉（压）钢筋、架立钢筋、分布钢 筋、箍筋、吊筋、腰筋、构造筋、锚固筋等.
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第四章 钢筋混凝土工程
钢筋的种类及性能 1、按化学成分: 1）碳素钢筋 低碳钢钢筋(含碳量0.25)， 中碳钢钢筋(含碳量为0.25％0.6)， 高碳钢钢筋(含碳量大于0.6％) 2)普通低合金（合金元素<5%） 2、按轧制外形分：光圆钢筋 变形钢筋－－螺纹、月牙纹 3、按作用分：受拉（压）钢筋、架立钢筋、分布钢 筋、箍筋、吊筋、腰筋、构造筋、锚固筋等
4、按其加工方法分为：热轧钢筋、热处理钢筋热轧钢 筋φ 、冷拉钢筋φl、冷拔低 碳钢丝φb、热处理钢筋、刻 痕钢丝φk及钢绞线φj等； 5、按供应形式分：盘圆钢筋（直径为6～10mm）和直 条钢筋（直径大于12mm的钢筋轧成 6～12m长一根） 6、按直径大小分：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) 7、根据屈服点和抗拉强度不同分为：Ⅰ～Ⅴ级
一、钢筋检验 1、钢筋外观检验 钢筋出厂时应有出厂质量证明书或实验报告单。 验收内容： ①查对每捆（盘）的标牌 标牌上印有厂标、钢号、炉罐（批）号、直径等标记； ②外观检查 表面不得有裂缝、结疤和折叠。 2、钢筋机械性能试验 ①抽样检查 做力学性能试验（包括屈服强度、抗拉强度、生产率）；
②进口钢筋、加工过程中脆断、焊接性能或机械性质不正常时，应进化学成分检验或其它专项检验。②进口钢筋、加工过程中脆断、焊接性能或机械性质不正常时，应进化学成分检验或其它专项检验。 3、钢筋的存放 (1)钢筋必须严格分类、分级、分牌号堆放，并注明数量不得混淆，不合格钢筋另作标记分开堆放。 (2)尽量放入有盖仓库，存放时钢筋下面加垫木，离地20cm以上。 (3)钢筋不要和酸、盐，油这一类的物品放在一起，要远离有害气体的地方堆放、以免腐蚀。
有盖仓库 钢筋下面有垫木 图4-20 钢筋的现场存放
二、钢筋的加工 钢筋加工过程一般有冷拉、冷拔、调直、剪切、除锈、弯曲成型，绑扎、焊接等。 钢筋加工目的：充分发挥材料的效用、节约钢材、提高钢筋的强度设计值，满足预应力钢筋的要求，检验焊接接头质量。 （一）钢筋的冷拉 钢筋的冷拉就是在常温下对钢筋进行强力拉伸，拉应力超过钢筋的屈服强度，使钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋，提高强度的目的。
1、冷拉方法 • 钢筋冷拉参数 • 冷拉应力：单位钢筋横截面面积上所受的冷拉力。 • 冷拉率：冷拉时包括其弹性和塑性变形的总伸长 值与钢筋原长之比值。 （1）、控制应力法（双控，既控制冷拉应力，又控制 冷拉率） 质量高，常用于制作预应力筋 钢筋达到规定应力值，冷拉率未达到最大值－合格。 冷拉率达到最大值，应力未达到规定值－不合格。
（2）控制冷拉率法（单控，只控制冷拉率） 施工效率高，设备简单。 先由试验按规定的冷拉应力值测定相应的冷拉率δ （同炉批取试件≮4个，取平均值） ，再根据钢筋的长度求出冷拉时的伸长值。
（3）两种方法的优缺点 控制应力的方法： 优点：冷拉后屈服点较稳定，不合格钢筋易于发现。 缺点：冷拉后，钢筋长短不一，对要求等长或定长 的预应力筋难以满足要求。 控制冷拉率的方法： 优点：设备简单，并能做到等长或定长。 缺点：对不同炉批或材质不均匀的冷拉应力不易保证。
2、冷拉设备动力：液压设备、卷扬机滑轮组装置：拉力设备、承力装置、回程装置、测力 装置、钢筋夹具等。 1-卷扬机 2-滑轮组 3-冷拉小车 4-夹具 5-被冷拉钢筋 6-地锚 7-防护壁 8-标尺 9-回程荷重架 10-回程滑轮组 11-传力架 12-冷拉槽 13-液压千斤顶图4-21 冷拉设备
冷拔 冷拔低碳钢丝 光圆钢筋 （二）钢筋的冷拔 1、定义 冷拔是使 6～ 8的光圆钢筋在常温下通过钨合金的拔丝模进行强力拉拔，钢筋轴向被拉伸，径向被压缩，产生较大的塑性变形，抗拉强度提高，塑性和韧性降低，硬度提高。经过多次强力拉拔 的钢筋，称为冷拔低碳钢丝。 图4-22
2、冷拔工艺过程： 轧头（轧头机将端头压细）→剥壳（辊除筋面硬渣壳）→通过润滑剂（生石灰、动植物油、肥皂等）→拔丝（速0.2～0.3m/s）。 卧式卷筒拔丝机 图4-23 立式单鼓筒冷拔机
3、冷拉与冷拔的区别： （1）冷拉是纯拉伸线应力； 冷拔则是拉伸与压缩兼有的立体应力。 （2）冷拉后，钢筋仍有明显的屈服点； 冷拔后，则没有明显的屈服点。
机械调直：直径10mm以下，采用调直机或卷扬机机械调直：直径10mm以下，采用调直机或卷扬机 调直 人工调直：直径10mm以上。 （三）钢筋的调直与切断 1、钢筋的调直机械 钢筋调直剪切机是用来调直细钢筋和冷拔钢丝的机械，能自动的调直和切断钢筋。
2、钢筋的调直施工要求 采用机械方法冷拉调直时，若冷拉仅起调直作用时，最大冷拉率Ⅰ级钢为4﹪，Ⅱ、Ⅲ级钢为1﹪。 细钢筋及钢丝还可采用调直机调直；粗钢筋还可采用锤直和扳指的方法。
3、钢筋切断机械 钢筋切断机械是将钢筋原材料或已调直的钢筋按施工所需要的尺寸进行切断的专用机械。 图4-25 GQ—40 型钢筋切断机
（四）钢筋的除锈 为了保证钢筋与混凝土之间的握裹力，在钢筋使用前，应将其表面的油、漆污、铁锈等清除干净。 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。
(五)钢筋的弯曲成型 钢筋弯曲有人工弯曲和机械弯曲。 钢筋弯曲机主要利用工作盘的旋转对钢筋进行各种 弯曲、弯钩、半箍、全箍等作业的设备。 当前工程主要使用GW—40型钢筋弯曲机和钢筋弯箍 机等。 钢筋弯箍机 图4-27 GW—40型钢筋弯曲机
绑扎连接——绑扎搭接接头； 焊接连接——闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣 压力焊接头、电阻电焊、气压焊接 头； 机械连接——套筒冷压接头、螺纹套管钢筋接头。 钢筋连接 三、钢筋连接机械与连接技术
（一）、焊接连接 1、闪光对焊 ①基本原理：利用对焊机，将两根钢筋安放成对接形 式，压紧于两电极之间，通过低压的强电流，待钢筋 被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，产生 强烈飞溅，形成闪光，使两根钢筋焊合在一起。 ②适用范围：广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与 螺丝端杆的焊接。 ③类型：连续闪光焊、预热闪光焊、闪光—预热—闪 光。 ④机械：常用UN1 —75型对焊机。
图4-29 钢筋闪光对焊机 动画演示 1-焊接的钢筋 2-固定电极 3-可动电极4-机座 5-变压器 6-手动顶压机构 图4-28 钢筋闪光对焊原理图
2、电弧焊 ①基本原理：利用弧焊机使焊条（作为一极）与焊件（另一极）之间产生高温电弧，使焊条和电弧燃烧范 围内的焊件熔化，待其凝固便形成焊缝或接头。 ②适用范围：广泛用于钢筋接头与钢筋骨架焊接、装 配式结构接头焊接、钢筋与钢板焊接及各种钢结构 焊接。 ③接头形式：有搭接焊、帮条焊、坡口焊。 ④机械：弧焊机有直流与交流之分，常用的是交流弧 焊机。
3、电渣压力焊 ①基本原理：将钢筋安放成竖向对接形式，利用电 流通过渣池产生的电阻热和电弧热将钢筋端部熔 化，然后加压使两根钢筋焊合在一起。 ②适用范围：多用于现浇钢筋混凝土结构构件内竖 向或斜向钢筋的焊接接长。 ③操作方式：有分手工操作和自动控制两种。 ④工艺流程：包括电弧引燃过程、造渣过程、挤压 过程。 ⑤特点：与电弧焊比较，工效高、成本低，应用广 泛。
4、电阻点焊 ①工作原理：当钢筋交叉点焊时，接触点只有一点，且 接触电阻较大，在接触的瞬间，电流产生的全部热量 都集中在一点上，因而使金属受热而熔化，同时在电极 加压下使焊点金属得到焊合。 ②适用范围：主要用于钢筋的交叉连接，如用于焊接钢 筋网片、钢筋骨架等。 ③常用点焊机：①单点点焊机 ②多头点焊机 ③悬挂式点焊机 ④手提式点焊机（现场用）
5、气压焊 ①工作原理：利用乙炔-氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热，待其达到热塑状态时对钢筋进行加压顶锻，使钢筋焊接在一起。 ②适用范围：适合于各种方向钢筋的连接，宜于焊接直径16-40mm的HPB235、HRB335级钢筋。不同直径钢筋焊接时，两者直径差不得大于7mm。 ③气压焊接设备：加热系统与加压系统。
1-乙炔 2-氧气 3-流量计 4-固定卡具 5-活动卡具6-压接器 7-加热器与焊炬 8-被焊接钢筋 9-电动油泵1-乙炔 2-氧气 3-流量计 4-固定卡具 5-活动卡具6-压接器 7-加热器与焊炬 8-被焊接钢筋 9-电动油泵 图4-31 气压焊接设备示意图
（二）机械连接 • 1、套筒冷压接头（也称钢筋挤压接头） • 原理：将需连接的变形钢筋插入特制钢套筒内，利用 挤压机使钢套筒产生塑性变形，使它紧紧咬住变形钢筋 以实现连接。 • 适用范围：竖向、横向及其他方向的较大直径（直径 18～40mm，异径差≯5mm ）变形钢筋的连接。 • 方法：径向挤压；轴向挤压。
特点：节省电能，无明火、安全，不受钢筋可焊性 及气候影响，施工简单、速度快，接头准确强度高。 • 工艺流程： 钢筋、套筒验收→钢筋段料、划套筒套入长度的定长标记→套筒套入钢筋、安装压接钳→开动液压泵、逐扣挤压套筒至接头成型→卸下压接钳→接头外形检查。
套筒冷压接头 压痕 套筒 图4-32 套筒冷压接头 图4-33 压接钳
2、锥形螺纹钢筋接头（钢筋锥螺纹套筒接头）2、锥形螺纹钢筋接头（钢筋锥螺纹套筒接头） 锥螺纹连接是用锥形纹套筒将两根端头已加工有锥形螺纹的钢筋对接在一起，按规定的力矩值将两根钢筋咬合在一起的方法。 锥形纹套筒是在工厂专用机床上加工，钢筋端部锥形螺纹在专用套丝机上套丝加工。 图4-34 锥形螺纹钢筋接头
3、直螺纹钢筋接头（钢筋直螺纹套筒接头） 直螺纹连接是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。 图4-35 直螺纹套筒接头
钢筋套管螺纹连接（包括锥螺纹和直螺纹两种）钢筋套管螺纹连接（包括锥螺纹和直螺纹两种） • 特点： 速度快、准确、安全、工艺简单、不受环境、钢筋种类限制。 • 适用： HPB235～HRB400级直径16～40的竖向、水平、斜向钢筋，异径差≯9mm。
（三）钢筋连接技术要求 纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。 施工现场，应按有关标准的规定抽取钢筋机械连接接头、焊接接头试件作力学性能检验，质量应符合规定。 当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设置在同 一构件内的接头宜相互错开。 纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为 35d(d为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段，同 一连接区段内，纵向受力钢筋机械连接及焊接的接头面积百分率为该区段内有接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。
同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定： ① 在受拉区不宜大于 50％； ② 接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，对等强度高质量机械连接接头，不应大于 50％； ③ 直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于 50％。
四、钢筋的配料与代换 钢筋配料：钢筋配料是根据构件配筋图，先绘出各种形状和规格的单根钢筋图，并加以编号，然后分别计算各钢筋的直线下料长度、根数及重量，然后编制配料单，作为钢筋备料加工的依据。 由于结构受力上的要求，许多钢筋需在中间弯曲和两端弯成弯钩。钢筋弯曲时，其外壁伸长，内壁缩短，而中心线长度并不改变。但是简图尺寸或设计图中注明的尺寸是根据外包尺寸计算，且不包括端头弯钩长度。显然外包尺寸大于中心线长度，它们之间存在一个差值，称为“量度差值”。
钢筋的下料长度＝各段外包尺寸（设计尺寸）之和﹢钢筋的下料长度＝各段外包尺寸（设计尺寸）之和﹢ 端部弯钩增长值﹣弯曲处的量度差值 箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值 （一）钢筋配料 1、钢筋中部弯曲处的量度差值 钢筋弯曲量度差值
2、钢筋末端弯钩时下料长度的调整值 ： 钢筋的弯钩形式有三种：半圆（180°）弯钩、直 （90°）弯钩、斜（135°）弯钩。 一个弯钩增加长度为： 半圆弯钩：6.25d 直弯钩：1d+平直段长 斜弯钩：3d +平直段长
3、箍筋调整值 量外皮尺寸 量内皮尺寸 构件高 构件宽 图4-36 箍筋量度方法
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，见下表。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。 箍筋调整值
4、混凝土保护层厚度 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。无设计要求时应符合下表规定。 混凝土的保护层厚度，一般用水泥砂浆（或混凝土）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。
