混凝土结构工程钢筋工程.ppt

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1、土木工程施工,授课教师：赵全斌山东建筑大学土木工程学院2010.03,2,2005-10,建筑施工技术赵全斌,第四章 混凝土结构工程,概述 钢筋工程 模板工程 混凝土工程,3,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4-1 概述,水泥、砂石、水、外加剂,配制、搅拌,钢筋加工、安装,模板制作、安装,浇筑砼,养护,拆模,清理,4,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4-2 钢筋工程,4.2.1 钢筋的检验 4.2.1.1 钢筋的分类 1)圆钢(钢号Q235)级钢,即普通碳素钢,10为盘圆，2)螺纹钢等级钢,长度612m;如：、等。3）化学成分 低碳钢：C0.25 中碳钢：C0.250.6 以上两种为普

2、通碳素钢。普通低合金钢：合金元素0.3（钛，钒，锰）等,5,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4）加工方法 热轧钢筋大部分钢筋都是热轧钢筋；冷拉钢筋是一种现场的钢筋加工方法；冷拔钢筋加工厂对钢丝的一种加工方法，预应力钢丝基本上都要进行冷拔。,4-2 钢筋工程,6,2005-10,建筑施工技术赵全斌,HRB400级之所以称之为新级钢筋，是因历史上曾经有过级钢筋。当时的牌号是25MnSi，其碳当量偏高且可焊性较差，强度也较低（370Mpa）。HRB400级是一种低合金热轧钢筋，低合金钢筋是在碳素钢基础上，在冶炼时根据钢筋性能要求和生产条件加入适量合金元素，可使含碳量较低钢筋的获得较高强度，并能保

3、证足够的塑性和良好的焊接性能。建设部把推广HRB400级作为十大新技术之一。,附：HRB400（新级）钢筋,4-2 钢筋工程,7,2005-10,建筑施工技术赵全斌,HRB400级是指屈服强度为400Mpa（抗拉强度为570Mpa）的钢筋。它可应用于非抗震和抗震设防地区的工业与民用建筑和一般构筑物，可适用于做纵向受力钢筋和箍筋、构造钢筋，以及预应力混凝土结构中的非预应力筋。HRB400级钢筋的主要力学性能 HRB400级钢筋与目前普遍应用的级钢(335Mpa）相比具有以下优点：(1)强度高 性能稳定并具有优良的工艺性,4-2 钢筋工程,8,2005-10,建筑施工技术赵全斌,能，可适用各种施工

4、工艺。(2)碳当量低 焊接方便，焊接性能好。由于强度设计值提高，在一般钢筋混凝土结构中可节约钢材12%14%。主要指标 化学成分 HRB400级中化学元素C、P、S含量分别不大于0.25%、0.050%、0.050%；HRB400级钢筋的主要化学成分,4-2 钢筋工程,9,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4.2.1.2 钢筋的检验 1）原因*钢材进货来源渠道多；出厂的标牌容易丢失；对工程质量负责。*钢筋到现场必须有出厂质量证明书 2)检查项目*常进行机械性能检查，拉力试验屈服强度,抗拉强度,伸长率 冷弯试验注意弯心直径 3)检查方法:一批(60吨)取2根,一根做拉力试验,一根做冷弯试验。,

5、4-2 钢筋工程,10,2005-10,建筑施工技术赵全斌,判断：若有一项试验不合格,则取双倍试样再做.若仍有不合格?检验合格的钢筋应分别堆放,不得混放。4.2.2 钢筋翻样和配料 加工顺序：冷拉调直切断焊接弯曲成型绑扎 4.2.2.1 钢筋翻样 1)将混凝土结构分解成柱、梁、墙、板和楼梯等构件，以一种构件为主，画出其各种配筋。应注明钢筋的编号、数量、强度等级、直径、间距、锚固长度及搭接长度和接头位置等。2)对形状复杂和结构接点密度大的钢筋绘出细部大样图(加工和安装图)。,4-2 钢筋工程,11,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4.2.2.2 钢筋配料单 1）根据结构构件混凝土保护层、钢筋

6、弯曲和弯钩等计算下料长度，编制配料单。2）钢筋应按图施工或按有关构造要求配料，如遇钢筋规格不全时应按下列规定代换：（1）按强度控制的截面或构件按钢筋等强代换；（2）按最小配筋率控制的截面或构件按钢筋的最小配筋率代换。4.2.2.3 量度差值-钢筋外包尺寸与轴线长度的差值 其值与被弯钢筋的直径和钢筋的弯心直径有关。,4-2 钢筋工程,12,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4-2 钢筋工程,13,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4.2.3 钢筋加工 主要讲冷拉，简单地讲冷拔。钢筋的冷拉 钢筋（级钢）在常温下（450C），强力拉伸超过钢筋的屈服点，使钢筋产生永久变形，提高钢筋屈服强度的一种钢

7、筋的加工方法。1）冷拉过程-基本上没有改变钢材的形态，经过冷拉的钢筋（称冷拉钢筋）仍具有明显的屈服点属于软钢。2）冷拉特点 一定要拉过钢筋的屈服强度！,4-2 钢筋工程,14,2005-10,建筑施工技术赵全斌,提高钢筋的屈服强度（2025）；塑性和弹性模量都降低;增加钢筋的长度;经时效后：屈服应力进一步提高，塑性进一步降低，弹性模量基本恢复。时效：自然时效：在常温下，停放1518天；人工时效：在100C温度下，二小时 级钢自然时效无效，需通电时效。3）冷拉原理-变形硬化（1）变形，滑移钢筋拉伸时，内部晶粒在拉力的作用下产生旋转，变形，滑移，晶粒的排列的更加有序、有规则；,4-2 钢筋工程,1

8、5,2005-10,建筑施工技术赵全斌,（2）破碎已经变形的晶粒，随着拉力的不断增大而破碎，产生更多的晶粒。（3）晶界的特性晶粒增多，晶面（称晶界）也就增多，使钢材呈显出晶界的特性。晶界的特性强度高，塑性低。（4）经时效后破碎的晶粒在内应力的作用下，又重新得到排列。其结果是：屈服应力进一步提高，塑性进一步降低，弹性模量基本恢复。4）冷拉方法 P114（1）控制应力法,4-2 钢筋工程,16,2005-10,建筑施工技术赵全斌,a 钢筋冷拉，应有二个参数，主要控制其中一个参数，另一个作为参考。*冷拉应力*冷拉率（伸长率）b 从应力应变图中可以看出：冷拉钢筋未经时效时的屈服点=钢筋的冷拉应力；冷拉

9、钢筋经过时效时的屈服点钢筋的冷拉应力；（此时的强度提高 值一般不利用，趋于安全）;c 为保证冷拉钢筋的设计强度（屈服应力），则：,4-2 钢筋工程,17,2005-10,建筑施工技术赵全斌,钢筋的冷拉应力=冷拉钢筋的屈服强度；即：d 也就是说：保证了钢筋的冷拉应力也就保证冷拉钢筋的设计强度；控制冷拉力法的保证率是比较高的！e 注意几个问题*钢筋的冷拉应力越高，即冷拉钢筋的屈服强度越高？-屈强比的问题！所谓屈强比,4-2 钢筋工程,18,2005-10,建筑施工技术赵全斌,为了使冷拉钢筋具有一定的强度储备且满足一定的塑性要求，即保证结构和构件的使用安全，冷拉钢筋的屈强比不能太小（1.07），即冷

10、拉应力不能取得太大。如：冷拉级钢：冷拉级钢：*如果钢筋冷拉后，冷拉应力已经达到，但伸长太大该冷拉钢筋是否合格？（不合格！）*最大冷拉率 在保证屈强比的前提下，剔除不合格的冷拉钢筋。,4-2 钢筋工程,19,2005-10,建筑施工技术赵全斌,所以，采用控制应力法冷拉钢筋，并不能保证冷拉钢筋100合格，主要屈强比太低。为此，还必须控制最大冷拉率。原因：施工实践表明，钢筋在出厂时的保证率一般为95，也就是说，钢筋在出厂时就有5的钢筋强度就比较低（不合格），从表面上是发现不了的。这些钢筋冷拉后，虽然冷拉应力也能达到，钢筋也未拉断，但这些钢筋冷拉后的屈强比接近1，使用阶段不安全，必须剔除。即以最大冷拉

11、率指标来剔除。(2）控制冷拉率法-,4-2 钢筋工程,20,2005-10,建筑施工技术赵全斌,a 冷拉率的测定*对于同一根钢筋，应力与应变理论上应保持不变的关系，*对于同一批钢筋，应力与应变的关系必定在一定的范围内保持波动，即：有可能：*钢筋的冷拉率已经达到，但该根冷拉钢筋不一定是合格的！*钢筋的冷拉率未达到，-但该根冷拉钢筋不一定不合格！因此，为保证冷拉钢筋的合格率达95以上，测定该批钢筋冷拉率时冷拉力要适当提高！根据数理统计：,4-2 钢筋工程,21,2005-10,建筑施工技术赵全斌,当保证率为95以上时：式中：SN-钢材的标准离差，该值各厂不同，与钢筋的类型和生产厂的管理水平有关，一

12、般取2050MPa，一般取30Mpa。,4-2 钢筋工程,22,2005-10,建筑施工技术赵全斌,（3）冷拉的质量检验和注意事项-速度不能过快(1m/min),-变形更充分；先焊后拉,对焊接接头进行考验；最多拉2次,拉断一次可以，多了不行；拉紧时量伸长不能卸力后量测。（4)注意：a 冷拉钢筋在承受动力荷载的结构或构件时慎用，如吊车梁，预制构件吊钩等。b 冷拉仅起调直作用时，其最大冷拉率：对于级钢为4；对于、级钢为1。4.2.3.2 钢筋的冷拔,4-2 钢筋工程,23,2005-10,建筑施工技术赵全斌,1)冷拔原理-立体应力(拉伸与压缩)的作用下变形更充分强度增加更大，塑性降低也更多。2)总

13、压缩率:()冷拔总压缩率越大，冷拔钢丝的强度越高，但塑性越低。一般：后道钢丝的直径约是前道钢丝直径的0.850.8。5冷拔钢丝用8盘条拔制，4和5冷拔钢丝用6.5盘条拔制。,4-2 钢筋工程,24,2005-10,建筑施工技术赵全斌,3)冷拔方法 钢筋扎头除皮拔丝 冷拔次数少-效率高,钢丝易拉断,拔丝模易坏;冷拔次数多-效率低,钢丝更脆;4.2.3.4 钢筋的调直、切断和弯曲 1）调直 机械调直-10mm以下 人工敲直-10mm以上 冷拉调直-4%(级)1%2）切断和弯曲-一般用机械进行切断和弯曲,4-2 钢筋工程,25,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4.2.4 钢筋连接 4.2.4.1

14、 绑扎连接 搭接长度和位置应满足规范和有关构造要求。4.2.4.2 焊接连接 1）碳当量是表示钢材可焊性的一个指标，它是根据钢材的化学成分与热影响区的淬硬性之间的关系。影响钢材可焊性的因素主要是：含碳量：塑性、韧性、可焊性、强度 含锰量：强度、当C0.8，可焊性 合金元素（TI,V等）：强度，可焊性,4-2 钢筋工程,26,2005-10,建筑施工技术赵全斌,则：碳当量一般：级钢：0.21%0.33%，0.6%难焊 如级钢 平均含碳量为：0.18，含锰量为0.65 则：,4-2 钢筋工程,27,2005-10,建筑施工技术赵全斌,2）闪光对焊-利用低电压强电流产生的热量进行焊接（1)连续闪光对

15、焊-适用于25mm的级钢 闪光 移动钢筋 顶煅钢筋 闪光的作用：闪平钢筋端面、加热（2)预热闪光对焊-适用于直径较大的级钢过程：一次连续闪光暂短的闭合，少量闪光 闪平断面 预热,4-2 钢筋工程,28,2005-10,建筑施工技术赵全斌,二次连续闪光顶煅 继续加热 顶煅焊接适用：大直径的级钢；难焊的级钢-焊接技术相当重要（通电热处理）！（3)对焊参数:调伸长度:能均匀加热又不旁弯 2535mm 闪光留量(烧化):=严重压伤部分+8mm 810mm 预热留量(烧化):47mm 顶锻留量:47mm,其中有电顶锻为1/3,无电为2/3,4-2 钢筋工程,29,2005-10,建筑施工技术赵全斌,其他

16、：闪光速度、顶煅速度、顶煅压力（4)质量检查:外观检查-无裂纹,无明显烧伤,不移不偏 机械性能检查-一批取2根,拉伸-强度不低于同级钢筋；弯曲-有一定的弯曲直径，弯90后不能有0.15mm的裂缝。2）电弧焊 是利用电弧产生的热量进行焊接（1)搭接焊 P118 适用于级钢,单面焊时焊缝应达 810d,双面焊时的焊缝可减少一半。,4-2 钢筋工程,30,2005-10,建筑施工技术赵全斌,（2)帮条焊-适用于级钢（3)坡口焊-适用于直径为1840mm的级钢（4)窄间隙焊接头-适用于直径为20mm以上的水平钢筋,4-2 钢筋工程,31,2005-10,建筑施工技术赵全斌,3）电渣压力焊-压焊 是利用

17、电流通过渣池产生的热量来溶化母材,达一定程度时施加压力特点:(与电弧焊比)效率高(56倍);成本低;质量好。适用:1632mm的,级钢筋的竖向或斜向钢筋的焊接。,4-2 钢筋工程,32,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4）气压焊-非电焊 特点:设备简单,效率高;成本低;适用:1640mm的,级钢筋的竖向或斜向钢筋的焊接,气压焊,电渣压力焊,4-2 钢筋工程,33,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4.2.4.3 机械连接 特点:(与电焊比)效率高;连接可靠;无明火作业;设备简单;不受气候影响等 1）套筒冷压接头-用外力使套筒变形,以摩擦力来传递拉力 适用:1840mm的,级钢筋 2）锥形

18、螺纹钢筋接头-适用:大于20mm的变形(,)钢筋,4-2 钢筋工程,4.2.4.4 接头的质量检验与评定 1)外观检查-按钢筋焊接及验收规程检查 2)拉伸和弯曲检查,4-2 钢筋工程,35,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4）内容,钢筋弯曲机,36,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4）内容,钢筋冷拉设备,37,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4）内容,钢筋点焊机,38,2005-10,建筑施工技术赵全斌,柱子钢筋笼倒塌现场,4-2 钢筋工程,39,2005-10,建筑施工技术赵全斌,（一）钢筋的配料 钢筋加工前应根据图纸按不同构件先编制配料单，然后进行备料加工。为了使工作方便和不漏

19、配钢筋，配料应该有顺序地进行。下料长度计算是配料计算中的关键。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”。因此钢筋的下料长度应为：钢筋下料长度=外包尺寸+端头弯钩度-量度差值；箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值；,4-2 钢筋工程,40,2005-10,建筑施工技术赵全斌,当弯心的直径为2.5 d（d 为钢筋的直径），半圆弯钩的增加长度和各种弯曲角度的量度差值，其计算方法如下：1半圆弯钩的增加长度：在实践中由于实际弯心直径与理论直径有时不一致、钢筋粗细和机具条件不同等而影响长短，所以在实际配料时，对弯钩增加长度常根据具体条件采用经验数据，见表,4-2 钢筋工程,41,2005-10,建筑施工技术赵全斌,42,2005-10,建筑施工技术赵全斌,43,2005-10,建筑施工技术赵全斌,箍筋调整值：为弯钩增加长度与弯曲度量差值两项之和。需根据箍筋外包尺寸或内包尺寸确定,4-2 钢筋工程,44,2005-10,建筑施工技术赵全斌,钢筋代换,4-2 钢筋工程,45,2005-10,建筑施工技术赵全斌,4-2 钢筋工程,46,2005-10,建筑施工技术赵全斌,