水利钢筋混凝土工程

第三章钢筋混凝土工程

在水利土木工程施工中，钢筋混凝土工程占有非常重要的位置。钢筋混凝土工程包括钢筋、模板、砼三个工种工程，这是本章要介绍的主要内容，也是全教材的重点内容之一。

第一节钢筋工程

一.钢筋工程概述：

（一）常用钢筋：

Ⅰ—Ⅳ级。

（二）合格钢筋：

应有合格证明书，或者试验报告单。

（三）工地管理：

运到施工现场的钢筋，应按不同的等级、不同的型号、不同的规格、不同的生产厂家，分批分类堆放，并按施工规范做有关性能实验，不符合要求的，应重新分级。

（四）钢筋加工内容：

一般包括冷拉、冷拔、调直、剪切、弯曲、焊接等。

二.钢筋冷拉：

（一）钢筋冷拉概念：以节约钢材、提高钢筋屈服强度为目的，以超过屈服强度而又小于极限强度的拉应力拉伸钢筋，使其产生塑性变形的

做法叫钢筋冷拉。

（二）冷拉基本原理：（见27页图3—1）

1.第一次冷拉效果：

取一钢筋对其施加拉应力冷拉，钢筋会发生变形（并作应力——应变图）。随着拉应力增加，钢筋内部承受的拉应力逐渐增大。当钢筋内部产生的拉应力超过钢筋具有的屈服点A，而达到C后，停止冷拉，卸去荷载。此时可以看到，钢筋已产生塑性变形，在卸荷过程中，应力——应变图有一个变化，直线O1C比直线OA要缓。

2.第二次冷拉效果：

重新施加拉应力，将钢筋拉伸到破坏，应力——应变图出现新的变化，新的屈服点在C点附近，明显高于原来的屈服点A。这个变化说明，钢筋的塑性发生了变化，塑性小了，硬度大了，钢筋的强度得到提高，这一现象叫“变形硬化”。

3.钢筋内应力调整时效：

冷拉卸荷后的钢筋，有内应力存在，促使钢筋的晶体组织自行调整，屈服强度进一步提高。钢筋屈服强度提高调整的过程称为“时效”。显然，时效过后，钢筋的拉伸特性曲线就发生改变如图中O1CDE（一撇）。钢筋种类不同、温度条件不同，时效也不同。Ⅰ级、Ⅱ级钢筋，在常温下，15—20天完成，这叫“自然时效”；在温度100度下，2小时可完

成，（多用蒸汽加热或者电热方法），这叫“人工时效”。Ⅲ级、Ⅳ级钢筋，一般通过电加热到150—300度，经20分钟可以完成。

4.冷拉钢筋的使用：

冷拉钢筋一般不作受压钢筋使用，在受冲击荷载的构件中，在负温度条件下、在非预应力的水工砼中，都不能使用冷拉钢筋，对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级和5号钢的钢筋在冷拉以后，一般用作预应力钢筋。

（三）钢筋冷拉控制：

1冷拉率：

冷拉时，钢筋弹性变形的总伸长值与原有长度的百分比称冷拉率。（注意冷拉应力的概念）

2.冷拉控制目的：

钢筋的冷拉应力和冷拉率越大，则钢筋强度的提高和塑性的降低就越多，但是，冷拉后的钢筋应仍然具有一定的塑性，以保证结构在破坏前还会出现比较明显的变形，不至于形成突然的脆性破坏。这就是冷拉控制的目的。

3.冷拉控制指标：

冷拉控制可用冷拉应力，也可用冷拉率，要求尽量用冷拉应力。（其控制指标见教材28页表3——1和表3——2）

5.不同情况的冷拉控制：

1）冷拉应力控制的情况：

对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋和5号钢的钢筋，在冷拉后，作预应力钢筋使用的，要用冷拉应力控制。但钢筋冷拉后经检查，最大冷拉率超过了规范规定（表3——1）值，还要再进行机械能实验。

2）冷拉率测定控制要求：

以冷拉率控制钢筋冷拉时，控制值要由试验确定。试验测定时要求：同炉同批的测定试件，不能少于4个，每个试件都要按规范规定的冷拉应力测定相应的冷拉率，并取试件的平均值作为该炉该批钢筋的实际冷拉率。如果钢筋强度偏高，，平均的冷拉率低于1%时，在钢筋冷拉时，仍要按1%的冷拉率控制。

3）不同炉批的冷拉控制：

对于混杂，分不清炉批的钢筋，冷拉时，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根连接的钢筋，每根的冷拉率和控制应力都要符合规范规定（表3——1）。

4）冷拉速度控制：

要使钢筋充分变形，就要适当控制冷拉速度，一般以0.5——1.0为宜。同时要求，冷拉到规定的应力和冷拉率以后，随即停拉2——3以后，再放松钢筋，结束冷拉，以给钢筋充分变形的时间。

5）冷拉控制方法：

冷拉时只用冷拉率或者冷拉应力控制叫单控，冷拉时冷拉率和冷拉应力同时应用，称为双控。采用单控，施工简单方便。但对于材质不均匀的钢筋，不可能逐根试验（逐根试验，费工费料，不可能这样做，有的同一根钢筋冷拉率也不一样）冷拉质量得不到保证。双控方法可以避免上述问题。冷拉时，对于控制应力已经达到，冷拉率没有超过允许值的，可以认为合格。但是，如果冷拉率已经达到，而冷拉应力还达不到控制应力，这种钢筋要降低强度使用。对于预应力钢筋必须采用双控方法。

（四）冷拉设备简说：（如29页图3——2）

冷拉设备一般都有拉力装置（给钢筋施加拉力的设备）、承力装置（固定受力的设备）、钢筋夹具（固定连接钢筋的设备）、测量设备（测量冷拉长度的设备）组成。各种用途的设备，都有许多类型，在施工实习或者今后的实际工作中注意了解掌握。

三.钢筋冷拔：

（一）钢筋冷拔的概念：

这是将直径6——8的1级钢筋冷拔成低碳钢丝的一种钢筋加工手段。特点是，与受纯拉伸应力比，冷拔是同时受纵向拉伸和横向压缩的立体应力。因此，钢筋冷拔后的强度提高更多，可达40%——90%，但冷拔后塑性大大降低，应力应变的屈服阶段基本不再存在。（硬度提高了，塑性降低了）。

（二）冷拔低碳钢丝分级和用途：

它分甲级和乙级。甲级主要作预应力钢筋使用；乙级可以用于焊接钢筋网、焊接骨架、焊接箍筋、焊接构造钢筋。

（三）冷拔基本工艺：（基本过程是）

轧头：固定钢筋端部的工序；

剥皮：清楚钢筋表层硬渣壳的工序（钢筋表层的硬渣壳，容易损坏拔丝模具）；

润滑：减少拔丝过程磨阻力的工序（润滑剂一般用甲级石灰、动物油、白蜡、水，按适当比例配置而成，经验比例为1：0.3：0.1：2）； 拔丝：将钢筋通过特制的钨合金拔丝模孔强力拉拔成小直径钢丝的工序。

（四）冷拔影响因素：

主要影响因素是钢筋本身的质量和冷拔的总压缩率。例如：对于质量的要求，甲级冷拔低碳钢丝要用符合Ⅰ级热轧钢筋的光圆盘条进行拔制。总压缩率一般按下式控制：%100/)(20220⨯-=d d d β 式中：d0 —原料钢筋直径（mm ）； d —成品钢丝直径（ mm ）；β越大，抗拉强度提高越大，同时，塑性降低也越多。因此β不宜过大或过小，一般控制在60—80%。所以直径5 mm 的钢丝由φ8钢筋拔制；直径3.5—4 mm 的钢丝由φ

6.5的钢筋拔制。

（五）冷拔次数控制：