【土木工程施工】(8)钢筋混凝土工程之钢筋工程

现浇混凝土结构工程施工之钢筋绑扎一、钢筋的验收和存放1、验收运至现场的钢筋验收，包括钢筋标牌和外观检查，并按有关规定取样进行机械性能检验和冷弯试验。钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂名、生产日期、钢号、炉罐号、钢筋级别、直径等)，并有随货同行的出厂质量证明书或试验报告书。工地按品种、批号及直径分批验收，每批数量热轧钢筋不超过60t、冷轧带肋钢筋为50t、冷轧扭钢筋为10t。热轧钢筋表面不得有裂缝、结疤和折叠，外形尺寸应符合规定；冷轧扭钢筋要求表面光滑、无裂缝、折叠夹层，亦无深度超过0.2mm的压痕或凹坑。从每批次钢筋中任选两根，每根取两个试件分别进行拉伸试验(屈服点、抗拉强度和伸长率的测定)和冷弯次数试验。如有一项试验结果不符合规定，则应从同一批钢筋另取双倍数量的试件重做各项试验，如仍有一个试件不合格，则该批钢筋为不合格品，应不予验收或降级使用。2、存放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。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、钢筋冷拉钢筋冷拉：在常温下对钢筋进行强力拉伸，以超过钢筋的屈服强度的拉应力，使钢筋产生塑性变形，达到调直钢筋、提高强度的目的。(1)冷拉原理钢筋冷拉原理如图4.14所示。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”。二、钢筋冷加工(2)冷拉控制钢筋冷拉控制可以用控制冷拉应力或冷拉率的方法。冷拉控制应力值如表所示。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。表冷拉控制应力及最大冷拉率项次钢筋级别冷拉控制应力(N/mm2)最大冷拉率(%)1HPB235d≤12280102HRB335d≤25d=28~40450430534HRB400RRB400d=8~40d=10~2850070054(3)冷拉计算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。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σcon，即Ncon=ASσcon②计算拉长值ΔL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δ的乘积，即ΔL=Lδ③计算钢筋弹性回缩值ΔL1根据钢筋弹性回缩率δ1(一般为0.3%左右)计算，即ΔL1=(L+ΔL)δ1则钢筋冷拉完毕后的实际长度为：L′=L+ΔL-ΔL1④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。conNPF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。2、钢筋冷拔钢筋冷拔是将钢筋在常温下通过钨合金拔丝模进行强力拉拔,钢筋经过冷拔后,使其抗拉强度提高,塑性降低。钢筋冷拔后,横向压缩，纵向拉伸。这种经冷拔加工的钢筋称为冷拔低碳钢丝。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、代换原则及方法(1)等强度代换方法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”。三、钢筋代换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：1122sysyAfAf21112222yyndfndf即　　(2)等面积代换方法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：12ssAA212122d则　　nnd(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。2、代换注意事项钢筋代换时，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三类：绑扎连接、焊接和机械连接。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。四、钢筋连接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18～22号铁丝，其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。1、绑扎连接(1)钢筋绑扎要求钢筋的交叉点应用铁丝扎牢。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。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。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。(2)钢筋绑扎接头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4.18所示。2、钢筋机械连接(1)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)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。钢筋机械连接又称为“冷连接”，是继绑扎、焊接之后的第三代钢筋接头技术。具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材20％等优点。（3)直螺纹连接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。表4.9标准型套筒规格、尺寸钢筋直径(mm)套筒外径(mm)套筒长度(mm)螺纹规格(mm)203240M24×2.5223444M25×2.5253950M29×3.0284356M32×3.0324964M36×3.0365572M40×3.5406180M45×3.5②接头性能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4.9。③接头类型根据不同应用场合，接头可分为表4.10所示的6种类型。表4.10直螺纹接头类型及使用场合序号形式使用场合1标准型正常情况下连接钢筋2加长型用于转动钢筋困难的场合，通过转动套筒连接钢筋3扩口型用于钢筋较难对中的场合4异径型用于连接不同直径的钢筋5正反丝扣型用于两端钢筋均不能转动而要求调节轴向长度的场合6加锁母型用于钢筋完全不能转动，通过转动套筒连接钢筋，用锁母锁定套筒3、钢筋的焊接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JGJ18—96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。(5)钢筋焊接接头或焊接制品质量检验报告单中应包括下①工程名称、取样部位；②批号、批量；③钢筋级别、规格；④力学性能试验结果；⑤施工单位。闪光对焊的原理如图4.19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。（1）闪光对焊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；②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；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。（5）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（6）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。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；②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；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。（5）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（6）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。（2）电弧焊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4.21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。（3）电渣压力焊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4.22所示。具有焊后钢板变形小、抗拉强度高的特点。（4）埋弧压力焊（5）钢筋气压焊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。气压焊的设备包括供气装置、加热器、加压器和压接器等，如图4.23所示。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4.12的规定。表4.12钢筋加工的允许偏差项目允许偏差(mm)受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10弯起钢筋的弯折位置±20箍筋内净尺寸±5五、钢筋加工与安装(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