【土木工程施工】(8)鋼筋混凝土工程之鋼筋工程

現(xiàn)澆混凝土結構工程施工之鋼筋綁扎

一、鋼筋的驗收和存放

1、驗收運至現(xiàn)場的鋼筋驗收，包括鋼筋標牌和外觀檢查，并按有關規(guī)定取樣進行機械性能檢驗和冷彎試驗。鋼筋出廠，每捆(盤)應掛有二個標牌(上注廠名、生產(chǎn)日期、鋼號、爐罐號、鋼筋級別、直徑等)，并有隨貨同行的出廠質量證明書或試驗報告書。工地按品種、批號及直徑分批驗收，每批數(shù)量熱軋鋼筋不超過60t、冷軋帶肋鋼筋為50t、冷軋扭鋼筋為10t。熱軋鋼筋外表不得有裂縫、結疤和折疊，外形尺寸應符合規(guī)定；冷軋扭鋼筋要求外表光滑、無裂縫、折疊夾層，亦無深度超過0.2mm的壓痕或凹坑。從每批次鋼筋中任選兩根，每根取兩個試件分別進行拉伸試驗(屈服點、抗拉強度和伸長率的測定)和冷彎次數(shù)試驗。如有一項試驗結果不符合規(guī)定，那么應從同一批鋼筋另取雙倍數(shù)量的試件重做各項試驗，如仍有一個試件不合格，那么該批鋼筋為不合格品，應不予驗收或降級使用。2、存放鋼筋運至現(xiàn)場后，必須嚴格按批分等級、牌號、直徑、長度等掛牌存放，并注明數(shù)量，不得混淆。應堆放整齊，防止銹蝕和污染，堆放鋼筋的下面要加墊木，離地一定距離；有條件時，盡量堆入倉庫或料棚內(nèi)。1、鋼筋冷拉鋼筋冷拉：在常溫下對鋼筋進行強力拉伸，以超過鋼筋的屈服強度的拉應力，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，到達調(diào)直鋼筋、提高強度的目的。(1)冷拉原理鋼筋冷拉原理如圖4.14所示。冷拉后鋼筋有內(nèi)應力存在，內(nèi)應力會促進鋼筋內(nèi)的晶體組織調(diào)整，使屈服強度進一步提高。該晶體組織調(diào)整過程稱為“時效〞。二、鋼筋冷加工(2)冷拉控制鋼筋冷拉控制可以用控制冷拉應力或冷拉率的方法。冷拉控制應力值如表所示。冷拉后檢查鋼筋的冷拉率，如超過表中規(guī)定的數(shù)值，那么應進行鋼筋力學性能試驗。表冷拉控制應力及最大冷拉率項次鋼筋級別冷拉控制應力(N/mm2)最大冷拉率(%)1HPB235d≤12280102HRB335d≤25d=28~40450430534HRB400RRB400d=8~40d=10~2850070054(3)冷拉計算

鋼筋的冷拉計算包括冷拉力、拉長值、彈性回縮值和冷拉設備選擇。①冷拉力Ncon計算

冷拉力計算的作用：一是確定按控制應力冷拉時的油壓表讀數(shù)；二是作為選擇卷揚機的依據(jù)。冷拉力應等于鋼筋冷拉前截面積AS乘以冷拉時控制應力σcon，即

Ncon=ASσcon②計算拉長值ΔL鋼筋的拉長值應等于冷拉前鋼筋的長度L與鋼筋的冷拉率δ的乘積，即ΔL=Lδ③計算鋼筋彈性回縮值ΔL1根據(jù)鋼筋彈性回縮率δ1(一般為0.3%左右)計算，即ΔL1=(L+ΔL)δ1那么鋼筋冷拉完畢后的實際長度為：L′=L+ΔL-ΔL1④

冷拉設備的選擇及計算

冷拉設備主要選擇卷揚機，計算確定冷拉時油壓表的讀數(shù)。式中Ncon——鋼筋按控制應力計算求得的冷拉力，N；F——千斤頂活塞缸面積，mm2；

P——油壓表的讀數(shù)，N/mm2。

2、鋼筋冷拔

鋼筋冷拔是將鋼筋在常溫下通過鎢合金拔絲模進行強力拉拔,鋼筋經(jīng)過冷拔后,使其抗拉強度提高,塑性降低。鋼筋冷拔后,橫向壓縮，縱向拉伸。這種經(jīng)冷拔加工的鋼筋稱為冷拔低碳鋼絲。當施工中遇到鋼筋品種或規(guī)格與設計要求不符時，可參照以下原那么進行鋼筋代換。1、代換原那么及方法(1)等強度代換方法當構件配筋受強度控制時，可按代換前后強度相等的原那么代換，稱作“等強度代換〞。三、鋼筋代換如設計圖中所用的鋼筋設計強度為fy1，鋼筋總面積為AS1，代換后的鋼筋設計強度為fy2，鋼筋總面積為AS2，那么應使：(2)等面積代換方法當構件按最小配筋率配筋時，可按代換前后面積相等的原那么進行代換，稱“等面積代換〞。代換時應滿足下式要求：(3)當構件配筋受裂縫寬度或撓度控制時，代換后應進行裂縫寬度或撓度驗算。2、代換本卷須知鋼筋代換時，應辦理設計變更文件，并應符合以下規(guī)定：(1)重要受力構件(如吊車梁、薄腹梁、桁架下弦等)不宜用HPB235鋼筋代換變形鋼筋，以免裂縫開展過大。(2)鋼筋代換后，應滿足混凝土結構設計標準中所規(guī)定的鋼筋間距、錨固長度、最小鋼筋直徑、根數(shù)等配筋構造要求。(3)梁的縱向受力鋼筋與彎起鋼筋應分別代換，以保證正截面與斜截面強度。(4)

有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以強度等級較高的鋼筋代換原設計中的鋼筋；如必須代換時，其代換的鋼筋檢驗所得的實際強度，尚應符合抗震鋼筋的要求。(5)預制構件的吊環(huán)，必須采用未經(jīng)冷拉的HPB235鋼筋制作，嚴禁以其他鋼筋代換。(6)

當構件受裂縫寬度或撓度控制時，鋼筋代換后應進行剛度、裂縫驗算。

鋼筋的連接方式可分為三類：綁扎連接、焊接和機械連接?？v向受力鋼筋的連接方式應符合設計要求。機械連接接頭和焊接連接接頭的類型及質量應符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定。

四、鋼筋連接鋼筋綁扎安裝前，應先熟悉施工圖紙，核對鋼筋配料單和料牌，研究鋼筋安裝和與有關工種配合的順序，準備綁扎用的鐵絲、綁扎工具、綁扎架等。鋼筋綁扎一般用18～22號鐵絲，其中22號鐵絲只用于綁扎直徑12mm以下的鋼筋。1、綁扎連接(1)鋼筋綁扎要求鋼筋的交叉點應用鐵絲扎牢。柱、梁的箍筋，除設計有特殊要求外，應與受力鋼筋垂直；箍筋彎鉤疊合處，應沿受力鋼筋方向錯開設置。柱中豎向鋼筋搭接時，角部鋼筋的彎鉤平面與模板面的夾角，矩形柱應為45°，多邊形柱應為模板內(nèi)角的平分角。板、次梁與主梁交叉處，板的鋼筋在上，次梁的鋼筋居中，主梁的鋼筋在下；當有圈梁或墊梁時，主梁的鋼筋應放在圈梁上。主筋兩端的擱置長度應保持均勻一致。(2)鋼筋綁扎接頭

同一構件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開，如圖4.18所示。2、鋼筋機械連接(1)套筒擠壓連接套筒擠壓連接是把兩根待接鋼筋的端頭先插入一個優(yōu)質鋼套管，然后用擠壓機在側向加壓數(shù)道，套筒塑性變形后即與帶肋鋼筋緊密咬合到達連接的目的。(2)錐螺紋連接錐螺紋連接是用錐形紋套筒將兩根鋼筋端頭對接在一起，利用螺紋的機械咬合力傳遞拉力或壓力。所用的設備主要是套絲機，通常安放在現(xiàn)場對鋼筋端頭進行套絲。鋼筋機械連接又稱為“冷連接〞，是繼綁扎、焊接之后的第三代鋼筋接頭技術。具有接頭強度高于鋼筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節(jié)省鋼材20％等優(yōu)點?！?)直螺紋連接直螺紋連接是近年來開發(fā)的一種新的螺紋連接方式。它先把鋼筋端部鐓粗，然后再切削直螺紋，最后用套筒實行鋼筋對接。①等強直螺紋接頭的制作工藝及其優(yōu)點等強直螺紋接頭制作工藝分以下幾個步驟：鋼筋端部鐓粗；切削直螺紋；用連接套筒對接鋼筋直螺紋接頭的優(yōu)點：強度高；接頭強度不受扭緊力矩影響；連接速度快；應用范圍廣；經(jīng)濟；便于管理。表4.9標準型套筒規(guī)格、尺寸

鋼筋直徑(mm)套筒外徑(mm)套筒長度(mm)螺紋規(guī)格(mm)203240M24×2.5223444M25×2.5253950M29×3.0284356M32×3.0324964M36×3.0365572M40×3.5406180M45×3.5②接頭性能為充分發(fā)揮鋼筋母材強度，連接套筒的設計強度大于等于鋼筋抗拉強度標準值的1.2倍，直螺紋接頭標準套筒的規(guī)格、尺寸見表4.9。③

接頭類型

根據(jù)不同應用場合，接頭可分為表4.10所示的6種類型。表4.10直螺紋接頭類型及使用場合

序號

形式

使用場合

1標準型

正常情況下連接鋼筋

2加長型

用于轉動鋼筋困難的場合，通過轉動套筒連接鋼筋

3擴口型

用于鋼筋較難對中的場合

4異徑型

用于連接不同直徑的鋼筋

5正反絲扣型

用于兩端鋼筋均不能轉動而要求調(diào)節(jié)軸向長度的場合

6加鎖母型

用于鋼筋完全不能轉動，通過轉動套筒連接鋼筋，用鎖母鎖定套筒

3、鋼筋的焊接鋼筋常用的焊接方法有閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、埋弧壓力焊和氣壓焊等。鋼筋焊接接頭質量檢查與驗收應滿足以下規(guī)定：(1)鋼筋焊接接頭或焊接制品(焊接骨架、焊接網(wǎng))應按JGJ18—96的規(guī)定進行質量檢查與驗收。(2)鋼筋焊接接頭或焊接制品應分批進行質量檢查與驗收。質量檢查應包括外觀檢查和力學性能試驗。(3)外觀檢查首先應由焊工對所焊接頭或制品進行自檢，然后再由質量檢查人員進行檢驗。(4)力學性能試驗應在外觀檢查合格后隨機抽取試件進行試驗。(5)鋼筋焊接接頭或焊接制品質量檢驗報告單中應包括以下內(nèi)容：①工程名稱、取樣部位；②批號、批量；③鋼筋級別、規(guī)格；④力學性能試驗結果；⑤施工單位。閃光對焊的原理如圖4.19所示。根據(jù)鋼筋級別、直徑和所用焊機的功率，閃光對焊工藝可分為連續(xù)閃光焊、預熱閃光焊、閃光－預熱－閃光焊三種。〔1〕閃光對焊閃光對焊接頭外觀檢查結果，應符合以下要求：①接頭處不得有橫向裂紋；②與電接觸處的鋼筋外表，HPB235、HRB335和HRB400鋼筋焊接時不得有明顯燒傷；RRB400鋼筋焊接時不得有燒傷；③接頭處的彎折角不得大于4°；④接頭處的軸線偏移，不得大于鋼筋直徑的0.1倍，且不得大于2mm。〔5〕3個熱軋鋼筋接頭試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規(guī)定的抗拉強度；余熱處理HRB400鋼筋接頭試件的抗拉強度均不得小于熱軋HRB400鋼筋規(guī)定的抗拉強度570MPa〔6〕應至少有2個試件斷于焊縫之外，并呈延性斷裂。(7)預應力鋼筋與螺絲端桿閃光對焊接頭拉伸試驗結果，3個試件應全部斷于焊縫之外，呈延性斷裂。(8)模擬試件的試驗結果不符合要求時，應從成品中再切取試件進行復驗，其數(shù)量和要求應與初始試驗時相同。(9)閃光對焊接頭彎曲試驗時，應將受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形局部消除，且與母材的外表齊平。

閃光對焊接頭外觀檢查結果，應符合以下要求：①接頭處不得有橫向裂紋；②與電接觸處的鋼筋外表，HPB235、HRB335和HRB400鋼筋焊接時不得有明顯燒傷；RRB400鋼筋焊接時不得有燒傷；③接頭處的彎折角不得大于4°；④接頭處的軸線偏移，不得大于鋼筋直徑的0.1倍，且不得大于2mm?！?〕3個熱軋鋼筋接頭試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規(guī)定的抗拉強度；余熱處理HRB400鋼筋接頭試件的抗拉強度均不得小于熱軋HRB400鋼筋規(guī)定的抗拉強度570MPa〔6〕應至少有2個試件斷于焊縫之外，并呈延性斷裂(7)預應力鋼筋與螺絲端桿閃光對焊接頭拉伸試驗結果，3個試件應全部斷于焊縫之外，呈延性斷裂。(8)模擬試件的試驗結果不符合要求時，應從成品中再切取試件進行復驗，其數(shù)量和要求應與初始試驗時相同。(9)閃光對焊接頭彎曲試驗時，應將受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形局部消除，且與母材的外表齊平。

電弧焊是利用弧焊機使焊條與焊件之間產(chǎn)生高溫電弧，使焊條和電弧燃燒范圍內(nèi)的焊件熔化，待其凝固便形成焊縫或接頭。電弧焊廣泛用于鋼筋接頭與鋼筋骨架焊接、裝配式結構接頭焊接、鋼筋與鋼板焊接及各種鋼結構焊接?；『笝C有直流與交流之分，常用的是交流弧焊機?！?〕電弧焊電渣壓力焊是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，然后施加壓力使鋼筋焊合。鋼筋電渣壓力焊分手工操作和自動控制兩種。采用自動電渣壓力焊時，主要設備是自動電渣焊機，電渣焊構造如圖4.21所示。電渣壓力焊的焊接參數(shù)為焊接電流、渣池電壓和通電時間等，可根據(jù)鋼筋直徑選擇?！?〕電渣壓力焊埋弧壓力焊是利用焊劑層下的電弧，將兩焊件相鄰部位熔化，然后加壓頂鍛使兩焊件焊合，如圖4.22所示。具有焊后鋼板變形小、抗拉強度高的特點?！?〕埋弧壓力焊〔5〕鋼筋氣壓焊鋼筋氣壓焊是利用乙炔、氧氣混合氣體燃燒的高溫火焰，加熱鋼筋結合端部，不待鋼筋熔融使其高溫下加壓接合。氣壓焊的設備包括供氣裝置、加熱器、加壓器和壓接器等，如圖4.23所示。

鋼筋的加工有除銹、調(diào)直、下料剪切及彎曲成型。鋼筋加工的形狀、尺寸應符合設計要求，其偏差應符合表4.12的規(guī)定。表4.12鋼筋加工的允許偏差

項目允許偏差(mm)受力鋼筋順長度方向全長的凈尺寸

±10彎起鋼筋的彎折位置

±20箍筋內(nèi)凈尺寸

±5五、鋼筋加工與安裝(1)除銹鋼筋除銹一般可以通過以下兩個途徑：大量鋼筋除銹可通過鋼筋冷拉或鋼筋調(diào)直機調(diào)直過程中完成；少量的鋼筋局部除銹可采用電動除銹機或人工用鋼絲刷、砂盤以及噴砂和酸洗等方法進行。(2)調(diào)直

鋼筋