钢筋工程 课件

•预备知识•1.钢材的成分与性质;2.钢筋混凝土构件中钢筋的构造设计。•教学要求•1.了解钢筋冷拔方法及质量控制；2.掌握钢筋下料计算•3.熟悉钢筋的机械连接方法•4.掌握钢筋焊接的种类及其适用范围；§3.1钢筋工程3.1.1钢筋的种类与验收•1.钢筋的分类及性能：•（1）按粗细分:•钢丝（直径＜6mm），刻痕钢丝或碳素钢丝…（盘条）•钢筋（直径≥6mm），细筋ф6～10（盘圆或称盘条），•粗筋≥ф12（常6～9m直条）•（2）按生产工艺:热轧、热处理筋、冷拉筋、冷拔丝、冷轧筋•（3）按化学成分:•1)碳素（含碳量：低碳＜0.25%，中碳，高碳0.7%～1.4%）；•2)普通低合金（合金元素5%）。•（4）热轧钢筋按强度分：四级强度等级代号符号屈服点/抗拉强度伸长率δ5（%）牌号表面形状HPB235235/37025Q235光圆HRB335335/4901620MnSi月牙纹HRB400400/5701420MnSiVHRB500500/6301220MnTi“HRB”--是“热轧带肋钢筋”英文的缩写；“HPB”--是“热轧光圆钢筋”英文的缩写。实际使用中,这种钢筋主要是用于箍筋和胡子筋(拉筋)，也用于剪力墙的水平筋和站筋（竖直钢筋），在使用过程中，大多都需要做弯钩处理。•2.钢筋的验收•（1）进场：复验出厂合格证及标志、按批抽样检查验收。•（2）热轧钢筋：•检验内容(数量)：•外观检查、(每批抽取5%)力学性能试验(每批任选两根)•必要时做化学成分分析或其他专项检验。（加工中出现脆断、焊接性能试验不良、机械性能显著不正常）3.1.2钢筋冷拔•（1）冷拔原理及作用•是将φ6～8的HPB235级光圆钢筋在常温下强力拉过拔丝模孔，使其轴向伸、颈向缩，产生较大塑性变形，晶格大错位，提高抗拉强度50～90%。钢材抗拉强度伸长率HPB235370N/mm225%冷拔丝550～7002～3%(2)冷拔工艺过程：轧头→剥壳（辊除筋面硬渣壳）→润滑→拔丝（速0.2～0.3m/s）•立式卷筒拔丝机作业图•（3）冷拔丝使用范围•甲级——预应力筋乙级——骨架、箍筋等•（4）质量要求：•影响质量的因素：原材料的质量和冷拔总压缩率•1）总压缩率不宜过大：β=[（d02－d2）/d02]*100%，β越大则强度越高，但脆性越大。•一般φ8→φ5，或φ6.5→φ4、φ3•2）冷拔次数要适宜，每次压缩比：d0/d=1.1～1.15，次数少易断，多则脆。•一般φ8→φ7→φ6.3→φ5.7→φ5•3）冷拔低碳钢丝经调直机调直后，抗拉强度降低8%~10%，塑性有所改善，使用时应注意。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。•钢筋配料单的编制•钢筋下料长度的计算原则及规定•钢筋下料计算注意事项•钢筋配料计算实例4.2.3钢筋的配料钢筋配料单•钢筋料牌•根据钢筋配料单填写钢筋料牌，将每一编号的钢筋制作一块料牌，作为钢筋加工的依据，见图所示。钢筋料牌•2.下料长度计算钢筋下料长度=轴线长度=外包尺寸之和－中间弯折处量度差值＋端部弯钩增加值。1)钢筋外包尺寸——外皮至外皮尺寸2)中间弯折处的量度差值=弯折处的外包尺寸－弯折处的轴线长dDABCA'B'C'弯折角度计算量度差值经验取值α=30O0.306d0.35dα=45O0.543d0.5dα=60O0.9d0.85dα=90O2.29d2dα=135O2.83d2.5d3)端部弯钩增加值•规范规定：HPB235级钢筋端部应做180°弯钩，弯心直径≥2.5d，平直段长度≥3d。•HRB335、HRB400级钢筋：设计要求端部做135°弯钩时，弯心直径≥4d，平直段长度按设计要求。•一个弯钩增加长度：钢筋级别弯钩角度弯心最小直径平直段长度增加尺寸HPB235级180°2.5d3d6.25dHRB335级、HRB400级90°4d按设计1d＋平直段长135°4d按设计3d＋平直段长根据2010年新的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）“以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土的保护层厚度”。混凝土保护层最小厚度(mm)环境类别板、墙、壳梁、柱、杆一1520二a2025二b2535三a3040三b4050•混凝土结构的环境类别:•一类：室内正常环境•二类a：室内潮湿环境：非严寒和非寒冷地区的露天环境，与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境•二类b：严寒和寒冷地区的露天环境，与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境•三类：使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外环境•四类：海水环境•五类：受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境•注：严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建筑热工设计规程》JGJ24的规定。4)箍筋下料长度•箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值箍筋度量方法箍筋直径4~56810~12量外包尺寸40506070量内包尺寸80100120150~170箍筋调整值见下表某建筑物简支梁配筋如图所示，试计算钢筋下料长度并绘制钢筋配料单。钢筋保护层取20mm。(梁编号为L1共10根)某建筑物简支梁配筋图•①225•外包尺寸之和•=6240-20*2+200*2=6600•中间弯折处量度差值(90°)•=2d*2=2*25*2=100•端部弯钩增加值(180°)•=6.25d*2=6.25*25*2=312.5•钢筋下料长度=轴线长度•=外包尺寸之和－中间弯折处量度差值＋端部弯钩增加值。•=6600-100+312.5=6812.520062002004.2.3钢筋的连接1.焊接连接•焊接目的：接长（钢筋）•成型（网片、箍筋）；•连接构件（由铰接变固定端）。•焊接点位置：•不在最大弯矩处及弯折处（距弯折点≮10d）；•在35d和500mm范围内；受拉筋接头数≯50％；•不宜在框架梁端、柱端箍筋加密区内；•不宜用于直接承受动力荷载的结构构件中。钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊；熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。•3、影响钢筋焊接质量的因素：•（1）与钢筋的化学成分有关；C、Mn、Si含量增加则可焊性差，Ti增加则可焊性好•（2）塑性越好，可焊性越好•（3）与焊接工艺及焊工的操作水平有关；•（4）环境低于－20℃不得焊接。（1）闪光对焊•1）原理：通电后，两钢筋轻微接触，通过低电压的强电流，产生高温，熔化后进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。闪光对焊动画钢筋对焊机钢筋对焊加工2）工艺：闪光焊适用条件•1)连续闪光焊25mm以内（HPB235、HRB335和HRB400）•2)预热闪光焊25mm且端部较平坦的钢筋•3)闪光-预热-闪光焊25mm，且端部不平整•闪光对焊接头外观检查结果，应符合下列要求•①接头处不得有横向裂纹；•②HPB235、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；•③接头处的弯折角不得大于4°；•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钢筋冷拔•冷拔原理及作用•是将φ6～8的HPB235级光圆钢筋在常温下强力拉过拔丝模孔，使其轴向伸、颈向缩，产生较大塑性变形，晶格大错位，提高抗拉强度50～90%。钢材抗拉强度伸长率HPB235370N/mm225%冷拔丝550～7002～3%•影响质量的因素：原材料的质量和冷拔总压缩率内容回顾钢筋下料长度=轴线长度•主筋下料长度•=外包尺寸之和－中间弯折处量度差值＋端部弯钩增加值中间弯折处的量度差值=弯折处的外包尺寸－弯折处的轴线长dDABCA'B'C'弯折角度计算量度差值经验取值α=30O0.306d0.35dα=45O0.543d0.5dα=60O0.9d0.85dα=90O2.29d2dα=135O2.83d2.5d某建筑物简支梁配筋如图所示，试计算钢筋下料长度并绘制钢筋配料单。钢筋保护层取25mm。(梁编号为L1共10根)某建筑物简支梁配筋图•③125•外包尺寸之和•=765*2+636*2+3760=6562•中间弯折处量度差值(45°)•=0.5d*4=0.5*25*4=50•端部弯钩增加值(180°)•=6.25d*2=6.25*25*2=312.5•钢筋下料长度=轴线长度•=外包尺寸之和－中间弯折处量度差值＋端部弯钩增加值。•=6562-50+312.5=6824.54503760765765636636箍筋下料长度•箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值箍筋度量方法箍筋直径4~56810~12量外包尺寸40506070量内包尺寸80100120150~170箍筋调整值见下表热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊闪光对焊动画工艺参数：调伸长度、烧化留量与预热留量、顶锻留量及变压器级数（1）闪光对焊•1）原理：通电后，两钢筋轻微接触，通过低电压的强电流，产生高温，熔化后进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。1)连续闪光焊25mm以内2)预热闪光焊大于25mm且端部较平坦的钢筋。3)闪光-预热-闪光焊大于25mm且端部不平整的钢筋。（2）电弧焊•原理：利用电弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，熔化焊条及电弧燃烧范围内的焊件金属，凝固后形成焊缝或接头。•应用广泛：钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构节点的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。1）搭接焊焊缝要求：无裂纹、气孔、夹渣、烧伤焊缝长度L：HPB235级——单面焊≮8d、双面焊≮4d其他级——单面焊≮10d、双面焊≮5d宽度b：≮0.8d。高度h：≮0.3d。b≥0.8d2）帮条焊帮条要求：①两帮条相同。②帮条级别或直径：级别同主筋时，直径可同主筋或小一规格；直径同主筋时，级别可同主筋或低一级。③位置居中；④帮条长=焊缝长。焊缝要求：同搭接焊。3）剖口焊•有平焊和立焊，较少用。3-5（3）电渣压力焊•原理：电弧熔化焊剂形成空穴，继而形成渣池，上部钢筋潜入渣池中，电弧熄灭，电渣形成的电阻热使钢筋全断面熔化，断电同时向下挤压，排除熔渣与熔化金属，形成结点特点：可节约钢筋，焊接速度快，成本低，质量高。适用：现浇钢混结构构件中竖向或斜向钢筋的焊接接长。电渣压力焊（4）电阻点焊•原理：利用电阻热熔化钢筋接触点，加压形成结点。•适用：小直径钢筋交叉连接，以制作网片、骨架等。（8～16mmHPB235，6～16mmHRB335、400级钢筋，4～5mm冷拔钢丝）•机械：点焊机•要求：•焊点压入深度：较小筋直径的18～25%；•抗剪试验（拉伸试验）气压传动式点焊机（5）气压焊•利用乙炔-氧气混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热，使钢筋端部产生塑性变形，并使钢筋端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热到1250°-1350°C（钢筋熔点的80%~90%）进行加压顶锻，使钢筋焊接在一起。•气压焊的设备包括加热系统和加压系统。•适用：可进行全方位（竖向、水平和斜向）焊接，设备轻巧、使用灵活、效率高、节省电能、焊接成本低。2.机械连接（大直径钢筋连接）•（1）套筒冷挤压钢筋接头：•通过挤压套在两钢筋对接处的钢套筒，使之变形并与钢筋的横肋咬合，从而将两根钢筋连接起来。•梁、板、柱、墙及基础的Ø16～40HRB335级钢筋的现场连接施工。可连接同径或异径竖向斜向或水平钢筋，也可用作预埋钢筋接头。（2）螺纹连接•1）普通锥螺纹钢筋接头•是将待连接的两根钢筋端头制成锥形螺纹通过一个两端带有锥形内螺纹的连接套按规定的力矩值把两根钢筋连接成一体。•梁、柱、板、墙及基础的Ø16～Ø40HRB335、HRB400级钢筋的现场连接施工。可连接同径或异径竖向、斜向或水平钢筋，也可用作预埋钢筋接头。•2）直螺纹钢筋连接技术•具有接头强度高、与母材等强、连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作简便、用料省等特点；对提高建筑工程质量、节约材料、提高施工速度具有重要意义。•等强直螺纹接头适用于各种抗震设防的砼结构工程，对要求充分发挥钢筋强度和延性的重要结构应优先选用等强直螺纹接头。镦粗直螺纹钢筋连接技术生产工艺：①钢