第四章 第一节 钢筋工程

（一）代换原则及方法
1、等强代换 • 当构件受强度控制时，钢筋可按强度相等原则 代换，即代换后的强度大于代换前的强度：
fy2As2≥fy1As1
• 当计算代换钢筋根数时，可用下式：
n2 ≥n1d12 fy1/d22fy2
注意：（1）代换时，在同一批构件中要分纵向 与弯起、受拉与受压钢筋分别进行。 （2）当h0变化时，还必须对截面强度进行复 核，对矩形截面可根据弯矩相等原则进行复核。
4、电渣压力焊
• 用于现浇钢筋砼结构构件内竖向钢筋的焊接接 长。 • 焊接工艺如课本P79图4.7。 • 工艺流程：安装药箱→通电→卸掉药箱→接头 处理（敲掉多余焊渣）。 • 原理：利用电流通过渣池（药箱）产生的电阻 热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊合。
五、钢筋的机械连接
• 钢筋的机械连接是通过机械手段将两根 钢筋进行对接。 • 方法：钢筋冷挤压连接、锥形螺纹钢筋 连接。
１
３ 3.钢筋工程隐蔽工程验收要点： ４ （1）按施工图核查纵向受力钢筋，检查钢筋品种、直 径、数量、位置、间距、形状； （2）检查混凝土保护层厚度，构造钢筋是否符合构造要 求； （3）钢筋锚固长度，箍筋加密区及加密间距； （4）检查钢筋接头：如检查搭接长度，接头位置和数量 ；焊接接头或机械连接，要检查外观质量，取样试件力学 性能试验是否达到要求，接头位置（相互错开）数量（接 头百分率）。 ４．隐蔽验收工程的后果： 虽然监理工程师签署验收单，同意隐蔽，但并不能消除 承包商应承担的质量责任。如果工程师有必要认为需对已 隐蔽验收合格的部件重新进行检验，施工单位负责剥露。 如果重新检验仍合格，则剥露、重新覆盖所需的费用由业 主负担，工期应顺延；如果不合格，则费用、工期均由承 包商自行负责。
1 、钢筋冷挤压连接
• 作法：将两根待连接的钢筋插入一个金属套管，然后 采用挤压机和压模在常温下对金属套管加压，使两根 钢筋紧固成一体。 • 优点：操作简单，对中度高，钢筋连接质量优于钢筋 母材的力学性能，连接速度快，安全可靠，无明火作 业，不污染环境等。 • 分类：径向挤压套管连接和轴向挤压套管连接。 • 径向挤压套管与轴向挤压套管连接不同之处在于，前 者沿套管直径方向从套管中间依此向两端挤压套管， 使之冷塑性变形，把插入套管里的两根钢筋紧紧咬合 在一起；后者是沿钢筋轴线方向冷挤压金属套管，把 两根待连接的热轧带肋钢筋紧固在一起。
• 与冷拉原理相似，钢筋冷拉是钢筋受纯拉应力， 是单轴应力，而冷拔是拉伸与压缩兼有的立体 应力，即双轴应力，结果是既有拉应力，又有 压应力。 • 定义：钢筋的冷拔是在强力作用下，以强力拉 拔的方法，使直径为6-10mm的热轧光圆钢筋， 在常温下通过比其直径小0.5-1.0mm的特制钨 合金拔丝模孔，拔成比原钢筋直径小的钢丝。
三、钢筋的冷加工（简介）
• 目的：改变或改善材料性能，提高强度（fy）， 改变或改善材料性能，提高强度（ ）， 节约钢材，满足预应力钢筋的需要， 节约钢材，满足预应力钢筋的需要，同时完成 调直除锈作用。 调直除锈作用。 钢筋冷拉（ 建筑材料》 （一）钢筋冷拉（《建筑材料》） 1 原理 （1）定义：将热轧钢筋在常温下用强力拉伸， ）定义：将热轧钢筋在常温下用强力拉伸， 使应力超过屈服点（ ）， ），使钢筋产生一定的 使应力超过屈服点（fy），使钢筋产生一定的 塑性变形，以提高屈服强度，节约钢材。 塑性变形，以提高屈服强度，节约钢材。
• 1、对某些重要构件，如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦， 不宜用光圆钢筋代替螺纹钢筋，以免裂缝展开过大。 • 2、代换后，应满足配筋构造要求，如钢筋的最小直径、 间距、根数、锚固长度等。
• 3、同一截面内可同时配有不同种类和直径的代换钢筋， 但每根钢筋的拉力差不应过大，如同品种的钢筋直径 差值一般不在于5mm。 • 4、梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋自学成才分别代换， 以保证正截面强度与斜截面强度。 • 5、偏心受压构件如柱、桁架上弦等，或偏心受拉构件， 钢筋代换时，不取整个截面配筋计算，应按受力面 （受拉、受压）分别代换。 • 6、当构件受裂缝宽度或挠度控制时，如用同品种粗钢 筋等强代换细钢筋或用光圆钢筋代替螺纹钢筋，应重 新检查裂缝宽度，如代换后的总截面面积减小，同时 检查裂缝宽度和挠度。 • 7、签证。
四、钢筋焊接（课本P75）
（一）焊接目的： 代替绑扎，节约钢材；改善结构受力性能 （减小偏心），提高工效，降低成本。 • 为达到焊接目的，一般施工过程中应“双试”。 • 双试：（1）根据施工条件试焊达到工艺要求， 才能施焊。 （2）焊接施工人员要有考试合格证，持证上 岗。
（二）焊接方法
• 对焊、点焊、电弧焊和电渣压力焊 1、对焊（闪光对焊、钢筋接触对焊） 工艺：（课本P77图4.2）。 • 原理：利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电 压的强电流，使钢筋加热到一定温度变软后， 进行加压顶锻，使两根钢筋焊合在一起。 • 因为在钢筋通电加热过程中，接触面很小，电 流密度高，电阻很大，接触点很快熔化，产• 按照规范规定的控制应力拉伸钢筋，当 按照规范规定的控制应力拉伸钢筋， 冷拉率未超过规范规定的最大冷拉率时， 冷拉率未超过规范规定的最大冷拉率时， 则认为该冷拉钢筋合格。 则认为该冷拉钢筋合格。 • 若钢筋已达最大冷拉率，而冷拉应力未 若钢筋已达最大冷拉率， 达到规定的控制应力，则认为不合格。 达到规定的控制应力，则认为不合格。 • 不合格的冷拉钢筋降级使用。 不合格的冷拉钢筋降级使用。
（三）箍筋的下料长度、弯钩增加值
1、规定： 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；当设计无要求 时，应符合下列规定： （1）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° ； （2） 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；对有抗震要求的结 构，不应小于箍筋直径的10倍。
5、钢筋冷设备
（1）冷拉设备的组成 ）
卷扬机或千斤顶 拉力装置 张拉小车及滑轮组
承力结构： 承力结构：钢筋砼压杆或地锚 钢筋夹具：楔块式、月牙式、 钢筋夹具：楔块式、月牙式、偏心式夹具 测力装置（测力器）：弹簧测力器、 测力装置（测力器）：弹簧测力器、液压 ）：弹簧测力器 千斤顶、 千斤顶、电子称等
（2）原理 ）
冷拉钢筋应力-应变图 冷拉钢筋应力 应变图 Ⅰ阶段：弹性阶段 阶段： 阶段： Ⅱ阶段：屈服阶段 阶段： Ⅲ阶段：强化阶段 阶段： Ⅳ阶段：破坏阶段
2、冷拉适用范围
• 适用于Ⅰ-Ⅳ级热轧钢筋和 号钢筋。 适用于Ⅰ Ⅳ级热轧钢筋和5号钢筋 号钢筋。 • 冷拉Ⅰ级钢筋一般用于非预应力砼中的受拉钢 冷拉Ⅰ 筋。 • 冷拉Ⅱ-Ⅳ级钢筋一般用于预应力砼中的受拉 冷拉Ⅱ Ⅳ 钢筋。 钢筋。 • 冷拉钢筋一般不用作受压钢筋，即便是受压构 冷拉钢筋一般不用作受压钢筋， 件使用冷拉后钢筋，也不用其冷拉后的强度； 件使用冷拉后钢筋，也不用其冷拉后的强度； 在吊环或承受冲击荷载的动力设备基础中， 在吊环或承受冲击荷载的动力设备基础中，负 温条件下不宜采用冷拉钢筋。 温条件下不宜采用冷拉钢筋。
（一）钢筋末端弯钩或弯折时长度增加值
1、规范规定 • （1）HPB235级钢筋末端应作180°弯钩，其 弯弧内直径（D）不应小于钢筋直径（d0）2.5 倍，弯钩的弯后平直长度不应小于钢筋直径的 3 倍。 （图示解释） • （2）当设计要求钢筋末端需作135°弯折时， HRB335、HRB400级钢筋的弯弧内直径（D） 不应小于钢筋直径（d0）的4倍，平直长度应按 设计要求确定。（图示解释） • （3）钢筋作不大于90°的弯折时，（如中间 弯起）弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径 的5倍。
2、点焊（电阻点焊） • 主要用于钢筋交叉连接处，如网片、钢 筋骨架，用它代替绑扎，在钢筋砼预制 构件厂中多采用点焊机进行点焊。 • 原理：将钢筋交叉放在点焊机的两电极 之间，接触点处电阻很大，产生热量很 大，交叉点钢筋迅速熔化，加压使焊接 点金属焊合。
3、电弧焊
用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，使焊条 与焊件熔化、冷却凝固后的接头。 常用于钢筋骨架焊接、钢筋与钢板焊接、装配式结构 接头焊接，以及各种钢结构的焊接。 钢筋电弧焊的接头分：搭接焊接头、帮条焊接头、 坡口焊接头以及钢筋与预埋件的焊接接头。 搭接焊接头形式（图） 帮条焊接头形式（图） 坡口焊接头形式（课本P78图4.5） 钢筋与预埋件焊接接头形式（课本P78图4.6)
3、冷拉后的性能 、
冷拉后： 冷拉后： • 钢筋长度增加，强度提高，但塑性降低， 钢筋长度增加，强度提高，但塑性降低， 脆性增大， 脆性增大，在砼结构工程中一般可节约 10-20%的钢材。 的钢材。 的钢材
4、冷拉方法
控制冷拉率法 控制应力法
（1）控制冷拉率法 ）
• 控制冷拉率时，只需将钢筋拉长到一定长度即 控制冷拉率时， 可。 • 冷拉率应事先确定：由试验确定。 冷拉率应事先确定：由试验确定。 • Ⅰ级钢筋不需试验，选用 级钢筋不需试验，选用8%的冷拉率；测定 的冷拉率； 的冷拉率 冷拉率时，按照规定的冷拉应力拉伸，按规范 冷拉率时，按照规定的冷拉应力拉伸， 规定取值。 规定取值。 • 冷拉多根连接的钢筋，冷拉率可按总长计。 冷拉多根连接的钢筋，冷拉率可按总长计。 • 冷拉率不应超过规范规定的最大冷拉率。 冷拉率不应超过规范规定的最大冷拉率。 • 对测定的冷拉率不足 对测定的冷拉率不足1%时，取1%进行冷拉。 进行冷拉。 时 进行冷拉
2、锥形螺纹钢筋连接
• 作法：将两根待连接钢筋的端部和套管预先加 工成锥形螺纹，然后用手和力矩扳手将两根钢 筋端部旋入套筒形成机械式钢筋接头。 • 优点；同前述方法的优点。 • 要求：锥形螺纹加工套筒的抗拉强度必须大于 钢筋的抗拉强度。
• 计算公式如下：
• （1）直钢筋下料长度=外包尺寸+末端弯钩或 弯折增加的长度 • =外包尺寸+末端弯钩或弯折长度-量度差值 • （2）弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度中间弯折处量度差值+末端弯钩或弯折增加长 度 • （3）箍筋下料长度=箍筋外包尺寸-3个弯折处 量度差值+两个弯钩增加长度 （书上为经验公 式，本式为理论计算公式）
十一、隐蔽验收
． 1.概念： 隐蔽工程是指被其后工程施工所隐蔽的分项、 分部工程，在隐蔽前所进行的检查验收，由于一旦覆盖，给以后的 检查整改造成障碍。因此他是质量控制的一个关键过程。 2．程序： （ 1 ）施工单位自检，自检合格后填写《报验申请表》，并附上 相应的工程检查证及有关材料证明、试验报告、复试报告、报送项 目监理机构； （2）监理工程师收到申请后对质量资料进行审查，并约定时间 与承包单位的质检员一同现场检验； （3）检查合格，在〈〈报验申请表〉〉上签字确认，准予施工 下一道工序；不合格，签发“不合格项目通知”，指令承包单位整 改，整改后重复上述程序。
（1）闪光对焊按工艺不同分： • 连续闪光对焊、预热闪光焊、闪光→预 热→闪光焊。 • 闪光对焊广泛应用于钢筋接长及预应力 筋与螺丝端杆的焊接，热轧钢筋的焊接 宜优先采用闪光对焊。 • 闪光对焊参数：调伸长度、闪光留量、 闪光速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻 压力、变压器级次，在施工中很重要。 （参看有关手册等资料）
（2）钢筋冷拉过程（演示） ）钢筋冷拉过程（演示）
（3）冷拉设备的计算
• 主要计算设备能力Q、冷拉速度V、测力 器负荷P等。 • ①设备能力计算Q 即钢筋冷拉前，首先计算一下设备的 拉力是否大于所需的最大拉力，只有满 足设备的拉力大于钢筋冷拉所需的最大 拉力才能满足要求。
• （二）钢筋的冷拔 • 1、冷拔原理：
2、等面积代换 • 当构件按最小配筋率配筋时，可按钢筋 面积相等的原则代换。如柱子配筋、构 造配筋。 • 满足：As2≥As1 即可。 As1——原设计钢筋的计算面积 As2——代换后（或拟代换）钢筋的计算面积
• （二）代换注意的问题
• 钢筋代换时必须充分了解设计意图，钢筋是受 力筋，还是构造筋，是受拉筋 ，不还是受压筋； 以及代换材料性能，严格遵守设计规范的各项 规定。一般情况下，钢筋代换属于工程变更事 宜，应征得设计单位、业主、监理单位的同意。
2、箍筋弯钩增加值 • 弯135°时：3/8π（D+d0）-（D/2+ d0）+ 平直长度 3、箍筋下料长度： • 下料长度=图示外包尺寸-3个弯折处量度 差值+两个弯钩的增加值 + • 其中：高度方向的外包尺寸=构件长度两个保护层+2倍的箍筋直径
七、钢筋的代换
• 实际工程项目施工过程中，所供应的钢 筋品种、直径等经常与图纸要求不一致， 就必须用不同品种或直径的钢筋代换设 计图纸要求的。 • 代换时必须充分了解设计意图和代换钢 材的性能，严格遵守规范的规定。