第四章混凝土結(jié)構(gòu)工程--鋼筋工程

1、熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋，由低碳鋼和普通合金鋼在高溫狀態(tài)下壓制而成，主要用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一。直徑6.59毫米的鋼筋，大多數(shù)卷成盤條；直徑1040毫米的一般是 612米長的直條。熱軋鋼筋應(yīng)具備一定的強(qiáng)度，即屈服點和抗拉強(qiáng)度，它是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。分為熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋兩種。熱軋鋼筋為軟剛，斷裂時會產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，伸長率較大。 熱軋鋼筋外形熱軋鋼筋外形HRB335 RRB400 hot rolledribbed bar ribbed remained heat treatmentbar HPB300生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)

2、工藝： hot rolled 表面形狀：表面形狀：plain 鋼筋：鋼筋：bar 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋的進(jìn)場驗收鋼筋的進(jìn)場驗收 軟鋼的軟鋼的應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 a 比例極限比例極限b 彈性極限彈性極限d 極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度e 極限應(yīng)變極限應(yīng)變ob 彈性階段彈性階段bc 屈服階段屈服階段cd 強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段de 破壞階段破壞階段 硬鋼的應(yīng)力硬鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 b極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度c極限應(yīng)變極限應(yīng)變 條件屈服強(qiáng)度：條件屈服強(qiáng)度： 取殘余應(yīng)變?yōu)槿堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%0.2%所對應(yīng)的應(yīng)力作為無明顯所對應(yīng)的應(yīng)力作為無明顯流幅鋼筋的強(qiáng)度限值，通常稱為條件屈服

3、強(qiáng)度。流幅鋼筋的強(qiáng)度限值，通常稱為條件屈服強(qiáng)度。 鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變簡化模型應(yīng)變簡化模型 （1 1）理想彈塑性模型理想彈塑性模型（2 2）三段線性模型三段線性模型 鋼筋的塑性性能鋼筋的塑性性能 （1）延伸率：）延伸率：100%lll 延伸率越大，鋼筋的塑性延伸率越大，鋼筋的塑性和變形能力越好。和變形能力越好。（2）冷彎性能：）冷彎性能： 彎心直徑越小，彎過的角度彎心直徑越小，彎過的角度越大，冷彎性能越好，鋼筋的塑越大，冷彎性能越好，鋼筋的塑性性能越好。性性能越好。冷拉冷拉 在常溫下用機(jī)械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過在常溫下用機(jī)械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，然后卸

4、載至零。屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，然后卸載至零。1.1.鋼筋在冷拉后，未經(jīng)時效前，一般沒有明鋼筋在冷拉后，未經(jīng)時效前，一般沒有明顯的屈服臺階；顯的屈服臺階；2. 2. 經(jīng)過經(jīng)過停放或加熱停放或加熱后進(jìn)一步提高了屈服強(qiáng)度后進(jìn)一步提高了屈服強(qiáng)度并并恢復(fù)了屈服臺階恢復(fù)了屈服臺階，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為冷拉時效冷拉時效硬化。硬化。冷拉鋼筋的質(zhì)量檢查冷拉鋼筋的質(zhì)量檢查 將熱軋鋼筋將熱軋鋼筋強(qiáng)行拔過小于其直徑的硬質(zhì)合強(qiáng)行拔過小于其直徑的硬質(zhì)合金拔絲模具金拔絲模具。此工藝比純拉伸作用強(qiáng)烈，鋼筋。此工藝比純拉伸作用強(qiáng)烈，鋼筋不僅受拉，而且同時受到擠壓作用，經(jīng)過一次不僅受拉，而且同時受到擠壓作用，經(jīng)過一次或多次

5、冷拔后得到的冷拔低碳鋼絲其屈服點可或多次冷拔后得到的冷拔低碳鋼絲其屈服點可提高提高40%40%60%60%，抗拉強(qiáng)度提高，塑性降低，脆抗拉強(qiáng)度提高，塑性降低，脆性變大性變大，具有硬質(zhì)鋼材特點。，具有硬質(zhì)鋼材特點。鋼筋的連接方式可分為：鋼筋的連接方式可分為：綁扎連接、焊接和綁扎連接、焊接和機(jī)械連接。機(jī)械連接?？v向受力鋼筋的連接方式應(yīng)符合設(shè)計要求?？v向受力鋼筋的連接方式應(yīng)符合設(shè)計要求。機(jī)械連接接頭和焊接連接接頭的類型及質(zhì)量機(jī)械連接接頭和焊接連接接頭的類型及質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 鋼筋的焊接連接鋼筋的焊接連接鋼筋常用的焊接方法有鋼筋常用的焊接方法有閃光對焊閃光對焊、

6、電阻點焊電阻點焊、電弧焊、電渣壓力焊電弧焊、電渣壓力焊和和氣壓焊氣壓焊等。等。鋼筋焊接接頭質(zhì)量檢查與驗收應(yīng)滿足規(guī)定：鋼筋焊接接頭質(zhì)量檢查與驗收應(yīng)滿足規(guī)定：(1) (1) 鋼筋焊接接頭或焊接制品鋼筋焊接接頭或焊接制品( (焊接骨架、焊接焊接骨架、焊接網(wǎng)網(wǎng)) )應(yīng)按應(yīng)按鋼筋焊接及驗收規(guī)程鋼筋焊接及驗收規(guī)程 JGJ1896JGJ1896的規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗收。的規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗收。(2) (2) 鋼筋焊接接頭或焊接制品應(yīng)分批進(jìn)行質(zhì)量檢鋼筋焊接接頭或焊接制品應(yīng)分批進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗收。查與驗收。質(zhì)量檢查應(yīng)包括外觀檢查和力學(xué)性質(zhì)量檢查應(yīng)包括外觀檢查和力學(xué)性能試驗。能試驗。(3) (3) 外觀檢查首先

7、應(yīng)由焊工對所焊接頭或制品進(jìn)外觀檢查首先應(yīng)由焊工對所焊接頭或制品進(jìn)行自檢，然后再由質(zhì)量檢查人員進(jìn)行檢驗。行自檢，然后再由質(zhì)量檢查人員進(jìn)行檢驗。(4) (4) 力學(xué)性能試驗應(yīng)在外觀檢查合格后力學(xué)性能試驗應(yīng)在外觀檢查合格后隨機(jī)抽取隨機(jī)抽取試件進(jìn)行試驗。試件進(jìn)行試驗。(5) (5) 鋼筋焊接接頭或焊接制品質(zhì)量檢驗報告單中鋼筋焊接接頭或焊接制品質(zhì)量檢驗報告單中應(yīng)包括下列內(nèi)容：應(yīng)包括下列內(nèi)容： 工程名稱、取樣部位；工程名稱、取樣部位； 批號、批量；批號、批量； 鋼筋級別、規(guī)格；鋼筋級別、規(guī)格； 力力學(xué)性能試驗結(jié)果；學(xué)性能試驗結(jié)果； 施工單位。施工單位。 閃光對焊閃光對焊廣泛用于鋼筋連接及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端

8、桿的焊接。熱軋鋼筋的焊接宜優(yōu)先用閃光對焊。 452316鋼筋閃光對焊鋼筋閃光對焊 1焊接的鋼焊接的鋼筋；筋；2固定電極；固定電極；3可動電極；可動電極；4機(jī)座；機(jī)座；5變壓器；變壓器；6手動頂壓手動頂壓機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 鋼筋對焊機(jī)閃光焊工藝 閃光對焊接頭外觀檢查結(jié)果，應(yīng)符合下列要求：閃光對焊接頭外觀檢查結(jié)果，應(yīng)符合下列要求： 接頭處不得有橫向裂紋接頭處不得有橫向裂紋； 與電接觸處的鋼筋表面，與電接觸處的鋼筋表面，HPB235HPB235、HRB335HRB335和和HRB400HRB400鋼筋焊接時鋼筋焊接時不得有明顯燒傷不得有明顯燒傷；RRB400RRB400鋼筋鋼筋焊接時焊接時不得有燒傷不得有燒傷

9、； 接頭處的彎折角不得大于接頭處的彎折角不得大于3 3； 接頭處的接頭處的軸線偏移，不得大于鋼筋直徑的軸線偏移，不得大于鋼筋直徑的0.10.1倍，且不得大于倍，且不得大于2mm2mm。 電弧焊電弧焊是利用弧焊機(jī)使焊條與焊件之間產(chǎn)生高是利用弧焊機(jī)使焊條與焊件之間產(chǎn)生高溫電弧，使溫電弧，使焊條和電弧燃燒范圍內(nèi)的焊件熔化，焊條和電弧燃燒范圍內(nèi)的焊件熔化，待其凝固便形成焊縫或接頭待其凝固便形成焊縫或接頭。電弧焊廣泛用于鋼筋接頭與鋼筋骨架焊接、裝電弧焊廣泛用于鋼筋接頭與鋼筋骨架焊接、裝配式結(jié)構(gòu)接頭焊接、鋼筋與鋼板焊接及各種鋼配式結(jié)構(gòu)接頭焊接、鋼筋與鋼板焊接及各種鋼結(jié)構(gòu)焊接。結(jié)構(gòu)焊接?；『笝C(jī)有直流與交流之

10、分，弧焊機(jī)有直流與交流之分，常用的是常用的是交流弧焊交流弧焊機(jī)。機(jī)。 焊條的種類很多，根據(jù)焊條的種類很多，根據(jù)鋼材等級和焊接接鋼材等級和焊接接頭形式頭形式選擇焊條。選擇焊條。 焊接電流和焊條直徑應(yīng)根據(jù)鋼筋級別、直焊接電流和焊條直徑應(yīng)根據(jù)鋼筋級別、直徑、接頭形式和焊接位置進(jìn)行選擇。徑、接頭形式和焊接位置進(jìn)行選擇。鋼筋電弧焊的接頭形式主要有三種：鋼筋電弧焊的接頭形式主要有三種：搭接搭接接頭、幫條接頭及坡口接頭接頭、幫條接頭及坡口接頭。252d0(2.5d0)8d0(10d0)4d0(5d0)4d0(5d0)b)25d)3 5604 58d0(10d0)4d0(5d0)a)c)a） 搭接焊；搭接焊；

11、 b） 幫條焊；幫條焊； c） 立焊的剖口焊；立焊的剖口焊； d） 平焊的剖口焊平焊的剖口焊鋼筋電弧焊的接頭形式鋼筋電弧焊的接頭形式 電渣壓力焊電渣壓力焊電渣壓力焊電渣壓力焊是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，然后施加壓力使鋼筋焊熱將鋼筋端部熔化，然后施加壓力使鋼筋焊合。合。鋼筋電渣壓力焊分鋼筋電渣壓力焊分手工操作和自動控制手工操作和自動控制兩種。兩種。采用自動電渣壓力焊時，主要設(shè)備是自動電采用自動電渣壓力焊時，主要設(shè)備是自動電渣焊機(jī)。渣焊機(jī)。 電渣壓力焊的焊接參數(shù)為電渣壓力焊的焊接參數(shù)為焊接電流、渣池電焊接電流、渣池電壓和通電時間壓和通電時間等，可根據(jù)鋼

12、筋直徑選擇。等，可根據(jù)鋼筋直徑選擇。 端部除銹 夾具夾牢在下部鋼筋上 上部鋼筋夾牢于活動電極中 裝上藥盒 接通電路 引燃電弧（引?。?鋼筋熔化（穩(wěn)?。?加壓頂鍛 形成接頭。 引弧、穩(wěn)弧、頂鍛三個過程連續(xù)進(jìn)行。 63457128電渣壓力焊構(gòu)造原電渣壓力焊構(gòu)造原理圖理圖1 鋼筋；鋼筋； 2監(jiān)控監(jiān)控儀表；儀表；3焊劑盒；焊劑盒； 4焊焊劑盒扣環(huán)；劑盒扣環(huán)；5活動夾具；活動夾具；6固定夾具；固定夾具； 7操作手柄；操作手柄；8控制電纜控制電纜 氣壓焊氣壓焊接鋼筋是利用乙炔-氧混合氣體燃燒的高溫火焰對已有初始壓力的兩根鋼筋端面接合處加熱，使鋼筋端部產(chǎn)生塑性變形，并促使鋼筋端面的金屬原子互相擴(kuò)散，當(dāng)鋼筋加

13、熱到約12501350（相當(dāng)于鋼材熔點的0.800.90倍）時進(jìn)行加壓頂鍛，使鋼筋焊接在一起。 氣壓焊設(shè)備氣壓焊設(shè)備 氣壓焊接設(shè)備主要包括加熱系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)兩部分。氣壓焊接設(shè)備主要包括加熱系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)兩部分。 137426589乙炔；乙炔；2氧氣；氧氣；3流量計；流量計； 4固定卡具；固定卡具；5活動卡具；活動卡具；6壓接器；壓接器；7加熱器與焊炬；加熱器與焊炬；8被焊接的鋼筋；被焊接的鋼筋； 9加壓油泵加壓油泵 氣壓焊操作工藝：氣壓焊操作工藝：v施焊前，鋼筋施焊前，鋼筋端頭用切割機(jī)切齊端頭用切割機(jī)切齊，壓接面應(yīng)與鋼筋，壓接面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，如稍有偏斜，兩鋼筋間距不得大于軸線垂直，如稍有偏

14、斜，兩鋼筋間距不得大于3mm3mm；v鋼筋切平后，端頭周邊用砂輪磨成小八字角，并將鋼筋切平后，端頭周邊用砂輪磨成小八字角，并將端頭附近端頭附近5050100mm100mm范圍內(nèi)鋼筋表面的鐵銹、油漬和范圍內(nèi)鋼筋表面的鐵銹、油漬和水泥清除干凈水泥清除干凈。v施焊時，先將鋼筋固定于壓接器上，并加以適當(dāng)?shù)氖┖笗r，先將鋼筋固定于壓接器上，并加以適當(dāng)?shù)膲毫κ逛摻罱佑|，然后將火鉗火口對準(zhǔn)鋼筋接縫處，壓力使鋼筋接觸，然后將火鉗火口對準(zhǔn)鋼筋接縫處，加熱鋼筋端部至加熱鋼筋端部至1100110013001300C C，表面發(fā)深紅色時，表面發(fā)深紅色時，當(dāng)即加壓油泵，對鋼筋施以當(dāng)即加壓油泵，對鋼筋施以40MPa40MP

15、a以上的壓力。以上的壓力。鋼筋配料：鋼筋配料：根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖，先繪，先繪出各種形狀和規(guī)格的出各種形狀和規(guī)格的單根鋼筋簡圖單根鋼筋簡圖并加以并加以編號編號，然后分別，然后分別計算計算鋼筋下鋼筋下料長度、根數(shù)及質(zhì)量，填寫料長度、根數(shù)及質(zhì)量，填寫配料單配料單，申請加工。申請加工。 鋼筋下料長度的計算原則及規(guī)定鋼筋下料長度的計算原則及規(guī)定 (1)(1) 鋼筋長度鋼筋長度結(jié)構(gòu)施工圖中所指鋼筋長度是結(jié)構(gòu)施工圖中所指鋼筋長度是鋼筋鋼筋外緣之間的長度外緣之間的長度，即外包尺寸，這是施，即外包尺寸，這是施工中量度鋼筋長度的基本依據(jù)。工中量度鋼筋長度的基本依據(jù)。(2) (2) 混凝土保護(hù)層厚度混凝土

16、保護(hù)層厚度構(gòu)件受力鋼筋的保護(hù)層厚度構(gòu)件受力鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋的公不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑稱直徑d d；設(shè)計使用年限為；設(shè)計使用年限為5050年的混凝土結(jié)構(gòu)，最年的混凝土結(jié)構(gòu)，最外層鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)符合下表規(guī)定，設(shè)計使外層鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)符合下表規(guī)定，設(shè)計使用年限為用年限為100100年年的混凝土結(jié)構(gòu)，最外層鋼筋的保護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)，最外層鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于表中數(shù)據(jù)的層厚度不應(yīng)小于表中數(shù)據(jù)的1.41.4倍倍?；炷帘Ｗo(hù)層最小厚度c(mm)(3) (3) 彎曲量度差值彎曲量度差值 鋼筋長度的度量方法鋼筋長度的度量方法系指外包尺寸，因此鋼系指外包尺寸，因此鋼筋彎曲以后，存在一個量度差

17、值，在計算下料長筋彎曲以后，存在一個量度差值，在計算下料長度時必須加以扣除。度時必須加以扣除。(4) (4) 鋼筋彎鉤增加值鋼筋彎鉤增加值 彎鉤形式最常用的是彎鉤形式最常用的是半圓彎鉤半圓彎鉤，即，即180180彎鉤。彎鉤。 (5) (5) 箍筋調(diào)整值箍筋調(diào)整值為了箍筋計算方便，一般將為了箍筋計算方便，一般將箍筋彎鉤增長值箍筋彎鉤增長值和量度差值兩項合并和量度差值兩項合并成一項為箍筋調(diào)整值。計算成一項為箍筋調(diào)整值。計算時，將箍筋外包尺寸或內(nèi)皮尺寸加上箍筋調(diào)整值時，將箍筋外包尺寸或內(nèi)皮尺寸加上箍筋調(diào)整值即為箍筋下料長度。即為箍筋下料長度。 箍筋調(diào)整值箍筋調(diào)整值 (6) (6) 鋼筋下料長度計算鋼

18、筋下料長度計算 直鋼筋下料長度直鋼筋下料長度= =直構(gòu)件長度直構(gòu)件長度- -保護(hù)層厚度保護(hù)層厚度+ +彎鉤增加長度彎鉤增加長度 彎起鋼筋下料長度彎起鋼筋下料長度= =直段長度直段長度+ +斜段長度斜段長度- -彎彎折量度差值折量度差值+ +彎鉤增加長度彎鉤增加長度 箍筋下料長度箍筋下料長度= =直段長度直段長度+ +彎鉤增加長度彎鉤增加長度- -彎彎折量度差值折量度差值 或或箍筋下料長度箍筋下料長度= =箍筋周長箍筋周長+ +箍筋調(diào)整值箍筋調(diào)整值 鋼筋下料計算注意事項鋼筋下料計算注意事項 (1) (1) 在設(shè)計圖紙中，鋼筋配置的細(xì)節(jié)問題沒有在設(shè)計圖紙中，鋼筋配置的細(xì)節(jié)問題沒有注明時，一般按注明

19、時，一般按構(gòu)造要求構(gòu)造要求處理。處理。(2) (2) 配料計算時，要考慮鋼筋的形狀和尺寸，配料計算時，要考慮鋼筋的形狀和尺寸，在在滿足設(shè)計要求滿足設(shè)計要求的前提下，要的前提下，要有利于加工有利于加工。(3)(3) 配料時，還要考慮施工需要的配料時，還要考慮施工需要的附加鋼筋附加鋼筋。鋼筋配料計算實例鋼筋配料計算實例 【例】【例】某建筑物簡支梁配筋如某建筑物簡支梁配筋如圖圖4.174.17所示，試計所示，試計算鋼筋下料長度。鋼筋保護(hù)層取算鋼筋下料長度。鋼筋保護(hù)層取25mm25mm。( (梁編號梁編號為為L L1 1共共1010根根) ) 【解】1.繪出各種鋼筋簡圖鋼筋配料單 2.2.計算鋼筋下料

20、長度計算鋼筋下料長度號鋼筋下料長度號鋼筋下料長度 (6240+2(6240+2200-2200-225)-25)-2 22 22525+2+26.256.252525=6802(mm)=6802(mm)號鋼筋下料長度號鋼筋下料長度 6240-26240-225+225+26.256.251212=6340(mm)=6340(mm)號彎起鋼筋下料長度號彎起鋼筋下料長度 上直段鋼筋長度上直段鋼筋長度240+50+500-25=765(mm)240+50+500-25=765(mm) 斜段鋼筋長度斜段鋼筋長度(500-2(500-225)25)1.414=636(mm)1.414=636(mm) 中

21、間直段長度中間直段長度6240-26240-2(240+50+500+450)=3760(mm)(240+50+500+450)=3760(mm) 下料長度下料長度(765+636)(765+636)2+3760-2+3760-4 40.50.52525+2+26.256.252525 =6824(mm) =6824(mm)號鋼筋下料長度號鋼筋下料長度計算為計算為6824mm6824mm。號箍筋下料長度號箍筋下料長度 寬度寬度200-2200-225=150(mm)25=150(mm) 高度高度500-2500-225=450(mm)25=450(mm) 下料長度為下料長度為(150+450)

22、(150+450)2+2+5050=1250(mm)=1250(mm)1122sysyAfAf如設(shè)計圖中所用的鋼筋設(shè)計強(qiáng)度為如設(shè)計圖中所用的鋼筋設(shè)計強(qiáng)度為f fy1y1，鋼鋼筋總面積為筋總面積為A AS S1 1，代換后的鋼筋，代換后的鋼筋設(shè)計強(qiáng)度為設(shè)計強(qiáng)度為fy2，鋼筋總面積為，鋼筋總面積為AS2，則應(yīng)使：，則應(yīng)使： 21112222yyn d fnd f即21 .10172112mmffAAyySS221 .145415201 .38042mmmmAS鋼筋的加工與安裝鋼筋的加工與安裝鋼筋的加工有鋼筋的加工有除銹、調(diào)直、除銹、調(diào)直、下料下料剪切剪切及及彎彎曲曲成型。鋼筋加工的形狀、尺