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一、钢筋的验收和存放一、钢筋的验收和存放钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：普通钢筋即用于钢筋混凝土结构中的钢筋及预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，宜采用HRB400和HRB335，也可采用HPB235和RRB400钢筋； 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。钢筋混凝土工程中所用的钢筋均应进行现场检查验收，合格后方能入库存放、待用。 (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。 (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。 1 1冷拉原理冷拉原理 2 2冷拉控制冷拉控制 3 3冷拉设备冷拉设备 4 4钢筋冷拉计算钢筋冷拉计算 (1)钢筋冷拉原理如图5-22所示。图中o a b c d e为钢筋的拉伸特性曲线。冷拉时，拉应力超过屈服点b达到c点，然后卸载。由于钢筋已产生塑性变形，卸载过程中应力应变曲线将沿o1cde变化，并在c点附近出现新的屈服点，该屈服点明显高于冷拉前的屈服点b，这种现象称为“变形硬化”。冷拉后的新屈服点并非保持不变，而是随时间延长提高至c/点，这种现象称为“时效硬化”。由于变形硬化和时效硬化的结果，其新的应力应变曲线则为oc/d/e/，此时，钢筋的强度提高了，但脆性也增加了。图中c点对应的应力即为冷拉钢筋的控制应力，oo2即为相应的冷拉率。 (2)冷拉后钢筋有内应力存在，内应力会促进钢筋内的晶体组织调整，使屈服强度进一步提高。该晶体组织调整过程称为“时效”。图5-22 钢筋冷拉原理 (1)钢筋冷拉控制可以用控制冷拉应力或冷拉率的方法。 (2)冷拉控制应力值如表59所示。 (3)冷拉后检查钢筋的冷拉率，如超过表中规定的数值，则应进行钢筋力学性能试验。 (4)用做预应力混凝土结构的预应力筋，宜采用冷拉应力来控制。 (5)对同炉批钢筋，试件不宜少于4个，每个试件都按表表510规定的冷拉应力值在万能试验机上测定相应的冷拉率，取平均值作为该炉批钢筋的实际冷拉率。 (6)不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的方法进行钢筋冷拉。 冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋夹具等部分组成，如图523所示。 图5-23 冷拉设备 1-卷扬机；2-滑轮组；3-冷拉小车；4-夹具；5-被冷拉的钢筋；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 钢筋的冷拉计算包括冷拉力、拉长值、弹性回缩值和冷拉设备选择计算。(1)冷拉力Ncon计算冷拉力计算的作用：一是确定按控制应力冷拉时的油压表读数；二是作为选择卷扬机的依据。冷拉力应等于钢筋冷拉前截面积As乘以冷拉时控制应力con，即Ncon=Ascon(2)计算拉长值L钢筋的拉长值应等于冷拉前钢筋的长度L与钢筋的冷拉率的乘积，即L=L(3)计算钢筋弹性回缩值L1根据钢筋弹性回缩率1(一般为0.3%左右)计算，即L1=(L+L)1则钢筋冷拉完毕后的实际长度为：L=L+L-L1(4)冷拉设备的选择及计算冷拉设备主要选择卷扬机，计算确定冷拉时油压表的读数。式中：Ncon钢筋按控制应力计算求得的冷拉力，N；F千斤顶活塞缸面积，mm2；P油压表的读数，N/mm2。 钢筋配料：根据结构施工图，先绘出各种形状和规格的单根钢筋简图并加以编号，然后分别计算钢筋下料长度、根数及质量，填写配料单，申请加工。 1钢筋配料单的编制 2钢筋下料长度的计算原则及规定 3钢筋下料计算注意事项 4.钢筋配料计算实例 (1)编制钢筋配料单之前必须熟悉图纸，把结构施工图中钢筋的品种、规格列成钢筋明细表，并读出钢筋设计尺寸。 (2)计算钢筋的下料长度。 (3)根据钢筋下料长度填写和编写钢筋配料单，汇总编制钢筋配料单。在配料单中，要反映出工程名称，钢筋编号，钢筋简图和尺寸，钢筋直径、数量、下料长度、质量等。 (4)填写钢筋料牌根据钢筋配料单，将每一编号的钢筋制作一块料牌，作为钢筋加工的依据，见图5-24所示。图5-24钢筋料牌 (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511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512规定。 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512纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)注注：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。 钢筋长度的度量方法系指外包尺寸，因此钢筋弯曲以后，存在一个量度差值，在计算下料长度时必须加以扣除。根据理论推理和实践经验，列于表513。表513 钢筋弯曲量度差值 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： 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。 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。 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。 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514。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。 表514箍筋调整值 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 (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。 【例5.2】某建筑物简支梁配筋如图5-25所示，试计算钢筋下料长度。钢筋保护层取25mm。(梁编号为L1共10根) 图5-25 某建筑物简支梁配筋图【解】1.绘出各种钢筋简图(见表515)。表515钢筋配料单 号钢筋下料长度(6240+2200-225)-2225+26.2525=6802(mm) 号钢筋下料长度6240-225+26.2512=6340(mm) 号弯起钢筋下料长度 上直段钢筋长度240+50+500-25=765(mm) 斜段钢筋长度(500-225)1.414=636(mm) 中间直段长度6240-2(240+50+500+450)=3760(mm) 下料长度(765+636)2+3760-40.525+26.2525=6824(mm) 号钢筋下料长度计算为6824mm。 号箍筋下料长度 宽度200-225+26=162(mm) 高度500-225+26=462(mm) 下料长度为(162+462)2+50=1298(mm) 1.1.代换原则及方法代换原则及方法 当施工中遇到钢筋品种或规格与设计要求不符时，可参照以下原则进行钢筋代换。 (1)等强度代换方法 1)当构件配筋受强度控制时，可按代换前后强度相等的原则代换，称作“等强度代换”。 2)如设计图中所用的钢筋设计强度为fy1，钢筋总面积为As1，代换后的钢筋设计强度为fy2，钢筋总面积为As2，则应使： 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”。代换时应满足下式要求：(3)当构件配筋受裂缝宽度或挠度控制时，代换后应进行裂缝宽度或挠度验算。 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。 钢筋的连接方式可分为两类：绑扎连接、焊接或机械连接。 纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。 机械连接接头和焊接连接接头的类型及质量应符合国家现行标准的规定。 1.钢筋绑扎连接 2.钢筋机械连接 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1822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。 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开，如图5-26所示。图5-26 钢筋绑扎搭接接头 (1)(1)套筒挤压连接套筒挤压连接 套筒挤压连接是把两根待接钢筋的端头先插入一个优质钢套管，然后用挤压机在侧向加压数道，套筒塑性变形后即与带肋钢筋紧密咬合达到连接的目的。 (2)(2)锥螺纹连接锥螺纹连接 锥螺纹连接是用锥形纹套筒将两根钢筋端头对接在一起，利用螺纹的机械咬合力传递拉力或压力。所用的设备主要是套丝机，通常安放在现场对钢筋端头进行套丝。 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 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 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。 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516。表516 标准型套筒规格、尺寸 根据不同应用场合，接头可分为表517所示的6种类型。表517 接头的类型 工程中应用钢筋机械连接时，应由该技术提供单位提交有效的检验报告。 钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头工艺检验，工艺检验应符合设计图纸或规范要求。 现场检验应进行外观质量检查和单向拉伸试验。 接头的现场检验按验收批进行。 对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个试件作单向拉伸试验，按设计要求的接头性能等级进行检验与评定。 在现场连续检验10个验收批。 外观质量检验的质量要求、抽样数量、检验方法及合格标准由各类型接头的技术规程确定。 钢筋常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。 钢筋焊接接头质量检查与验收应满足下列规定： (1)钢筋焊接接头或焊接制品(焊接骨架、焊接网)应按JGJ 1896的规定进行质量检查与验收。 (2)钢筋焊接接头或焊接制品应分批进行质量检查与验收。质量检查应包括外观检查和力学性能试验。 (3)外观检查首先应由焊工对所焊接头或制品进行自检，然后再由质量检查人员进行检验。 (4)力学性能试验应在外观检查合格后随机抽取试件进行试验。 工程名称、取样部位； 批号、批量； 钢筋级别、规格； 力学性能试验结果； 施工单位。1.闪光对焊 2.电弧焊 3.电渣压力焊 4埋弧压力焊 5钢筋气压焊 闪光对焊的原理如图5-27所示。 根据钢筋级别、直径和所用焊机的功率，闪光对焊工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光预热闪光焊三种。图5-27钢筋闪光对焊原理1-焊接的钢筋；2-固定电极；3-可动电极；4-机座；5-变压器；6-平动顶压机构；7-固定支座；8-滑动支座 1)连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，闭合电源使两钢筋端面轻微接触，此时端面接触点很快熔化并产生金属蒸气飞溅，形成闪光现象；接着徐徐移动钢筋，形成连续闪光过程，同时接头被加热；待接头烧平、闪去杂质和氧化膜、白热熔化时，立即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢。 2)连续闪光焊宜用于焊接直径25mm以内的HPB235、HRB335和HRB400钢筋。 1)预热闪光焊的工艺过程包括预热、连续闪光及顶锻过程，即在连续闪光焊前增加了一次预热过程，使钢筋预热后再连续闪光烧化进行加压顶锻。 2)预热闪光焊适宜焊接直径大于25mm且端部较平坦的钢筋。 即在预热闪光焊前面增加了一次闪光过程，使不平整的钢筋端面烧化平整，预热均匀，最后进行加压顶锻。它适宜焊接直径大于25mm，且端部不平整的钢筋。 (4)闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能试验，并应按下列规定抽取试件。 在同一台班内，由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足300个接头，应按一批计算。 外观检查的接头数量，应从每批中抽查10%，且不得少于10个。 力学性能试验时，应从每批接头中随机切取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲验。 焊接等长的预应力钢筋(包括螺丝端杆与钢筋)时，可按生产时同等条件制作模拟试件。 螺丝端杆接头可只做拉伸试验。 接头处不得有横向裂纹； 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； 接头处的弯折角不得大于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。 应至少有2个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。 (7)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。 (8)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。 (9)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。 电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，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。 电弧焊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。 弧焊机有直流与交流之分，常用的是交流弧焊机。 焊条的种类很多，根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条，如结420、结500等。 焊接电流和焊条直径应根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置进行选择。 钢筋电弧焊的接头形式有三种：搭接接头、帮条接头及坡口接头。 搭接接头的长度、帮条的长度、焊缝的宽度和高度，均应符合规范的规定。 1)电弧焊接头外观检查时，应在清渣后逐个进行目测或量测。 (2)钢筋电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求： 焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤； 焊接接头区域不得有裂纹； 咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合相关的规定； 坡口焊、熔槽帮条焊和窄间隙焊接头的焊缝余高不得大于3mm。 (3)钢筋电弧焊接头拉伸试验结果应符合下列要求： 3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； 3个接头试件均应断于焊缝之外，并应至少有2个试件呈延性断裂。 电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊合。 钢筋电渣压力焊分手工操作和自动控制两种。采用自动电渣压力焊时，主要设备是自动电渣焊机，电渣焊构造如图5-28所示。 电渣压力焊的焊接参数为焊接电流、渣池电压和通电时间等，可根据钢筋直径选择。图5-28 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 (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： 四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm； 钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷； 接头处的弯折角不得大于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。 (1)埋弧压力焊是利用焊剂层下的电弧，将两焊件相邻部位熔化，然后加压顶锻使两焊件焊合，如图5-29所示。 (2)具有焊后钢板变形小、抗拉强度高的特点。图5-29 埋弧压力焊示意图 1-钢筋；2-钢板；3-焊剂盒；4-431焊剂；5-电弧柱；6-弧焰 (1)钢筋气压焊是利用乙炔、氧气混合气体燃烧的高温火焰，加热钢筋结合端部，不待钢筋熔融使其高温下加压接合。 (2)气压焊的设备包括供气装置、加热器、加压器和压接器等。 (3)气压焊操作工艺： 施焊前，钢筋端头用切割机切齐，压接面应与钢筋轴线垂直，如稍有偏斜，两钢筋间距不得大于3mm； 钢筋切平后，端头周边用砂轮磨成小八字角，并将端头附近50100mm范围内钢筋表面上的铁锈、油渍和水泥清除干净。 施焊时，先将钢筋固定于压接器上，并加以适当的压力使钢筋接触，然后将火钳火口对准钢筋接缝处，加热钢筋端部至11001300，表面发深红色时，当即加压油泵，对钢筋施以40MPa以上的压力。 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，其偏差应符合表518的规定。 表518 钢筋加工的允许偏差 (1)除锈 钢筋除锈一般可以通过以下两个途径： 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； 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 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。 钢筋切断可用钢筋切断机或手动剪切器。 (4)弯曲成型 钢筋弯曲的顺序是画线、试弯、弯曲成型。 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。 钢筋弯曲有人工弯曲和机械弯曲。 钢筋安置位置的偏差应符合表519的规定。 表519 钢筋安置位置的允许偏差和检验方法