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1、 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 第三章 混凝土结构工程 混凝土结构工程：对工程的人力、物力消耗和工期 的影响很大，在土 木工程施工中占主导地位。 混凝土结构工程 现浇混凝土结构施工 特点：现场技术、施工条件的局限性，周转材 料消耗多，劳动强度高，工期较长。 装配式预制混凝土构件的工厂化施工 特点：构件的运输、吊装作业量大、要求高， 有时不能满足结构设计的要求。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 混凝土结构工程，有：“ 钢筋、模板、混凝土 ” 等多个工种组成。 现浇混凝土结构的优点：整体性好，抗震能力强，钢材消耗少。 混凝土结构工程的现浇施工，具有较好的技术经济指
2、标，发展迅速， 其原因是： 新型工具式模板、大型起重设备及混凝土泵的出现； 混凝土结构施工技术的提高； 我国大多数的高层建筑，地下工程和桥墩、路面等 均为现浇混凝土 。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 第一节 钢筋工程 在结构工程中，常用的钢材有：钢筋、钢丝和钢绞线 三类。 钢筋 分为： （按化学成分） 低碳钢钢筋 普通低合金钢钢筋（在碳素钢成分中 加入锰、钛、钒等合金元 素以改善性能） 钢筋的强度分为-级：-级为热轧钢筋、级为热处理钢筋。 钢筋的强度和硬度逐级升高，但塑性则逐级降低。 级钢筋：表面为光圆，69的钢筋常卷成圆盘（便于运输）； 、级钢筋：表面为人字纹、月牙形纹或螺
3、纹； 级钢筋：表面有光圆、螺纹两种； 大于12的钢筋，一般轧成612m长一根，标准为9.0m长度一根。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 钢丝，有：刻痕钢丝、碳素钢丝和冷拔低碳钢丝 三类，一般皆卷成圆盘。 钢绞线一般由7根圆钢丝捻成，钢丝为高强钢丝。 我国目前发展、推广 重点： 屈服强度标准值为 400 MPa的新级钢的钢筋 屈服强度为 17201860 Mpa的低松弛、高强度钢丝的钢绞线， 412 mm 小直径冷轧带肋螺纹钢筋。 焊接钢筋网、普通低碳钢热轧盘条经冷轧扭工艺制成的冷轧扭钢筋。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 一、钢筋的原材料质量控制 钢筋出厂，应有
4、：产品合格证、出厂检验报告。 钢筋进入现场，应有 进场复验报告：按现行国家标准钢筋混凝土用 热轧带肋钢筋GB 1499 等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须 符合有关标准的规定。 当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应对该 批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。 钢筋外观，应为：平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈 。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 二、钢筋冷加工 钢筋一般在钢筋车间或工地的钢筋加工棚加工，然后运至现场安装或绑扎。 钢筋加工内容：冷拉、冷拔、调直、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。 （一）钢筋冷拉 钢筋冷拉是在常温下对热轧
5、钢筋进行强力拉伸（拉应力超过钢筋的屈服强度 ，使钢筋产生塑性变形）。 冷拉的目的：调直钢筋、提高强度、节约钢材，检验焊接接头的质量 。 冷拉级钢筋多用于结构中的受拉钢筋， 冷拉、级钢筋多用作预应力构件中的预应力筋。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 （二）钢筋冷拔 冷拔是用热轧钢筋（直径8mm以下）通过钨合金的拔丝模（图3-3）进行强 力冷拔。 钢筋通过拔丝模时，受到轴向拉伸与径向压缩的作用，使钢筋内部晶格变形 而产生塑性变形，因而抗拉强度提高（可提高50%90%），塑性降低，呈硬 钢性质。 光圆钢筋经冷拔后称“冷拔低碳钢丝”。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 钢筋冷拔的工
6、艺过程是：轧头剥壳通过润滑剂进入拔丝模冷拔。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 拔丝机，有立式和卧式两种。其鼓筒直径一般为500mm，冷拔速度约为 0.20.3m/s，速度过大易断丝。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 冷拔总压缩率（ ）是光圆钢筋拔成钢丝时的横截面缩减率。 若原材料光圆钢筋直径为d0，冷拔后成品钢丝直径为d，则 总压缩率 。 总压缩率越大，则抗拉强度提高越多，而塑性下降越多，故不宜 过大。 直径5mm的冷拔低碳钢丝，宜用直径8mm的圆盘条拔制；直径4mm 和小于4mm者，宜用直径6.5mm的圆盘条拔制。 影响冷拔低碳钢丝质量的主要因素：原材料的质量
7、和冷拔总压缩率。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 冷拔低碳钢丝有时是经过多次冷拔而成，每次冷拔的压缩率也不宜 太大，否则拔丝机的功率要大，拔丝模易损耗，且易断丝。一般前 道钢丝和后道钢丝的直径之比以 1 : 0.87 为宜。冷拔次数亦不宜过多 ，否则易使钢丝变脆。 冷拔低碳钢丝经调直机调直后，抗拉强度约降低 8 % 10 %，塑性 有所改善，使用时应注意 。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 三、钢筋连接 （一）钢筋焊接 钢筋连接方法 绑扎连接 焊接连接 机械连接（挤压连接和螺纹套管连接） 钢筋焊接的两种形式 压焊，包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊 熔焊，包括电弧焊
8、和电渣压力焊 钢筋与预埋件T形接头的焊接 但焊接电流不宜大，以防烧伤钢筋。 埋弧压力焊 电弧焊或穿孔塞焊 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 1. 闪光对焊 该工艺已经被禁止在施工现场使用 广泛用于钢筋连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜 优先用闪光对焊。 钢筋闪光对焊，是利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，待 钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 2.电弧焊 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、钢
9、筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与 钢板的焊接及各种钢结构焊接。 钢筋电弧焊的接头形式有： 搭接焊接头（单面焊缝或双面焊缝）、 帮条焊接头（单面焊缝或双面焊缝）、 剖口焊接头（平焊或立焊）、 熔槽帮条焊接头。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 施工现场的交流电弧焊机 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 焊接接头质量检查： 1） 感观质量检查 2） 抽样拉伸试验 3）非破损检验（X射线、射线、超声波探伤等） 如对焊接质量有怀疑或发现异常情况时 1） 弧焊机 直流弧焊机 交流弧焊机，使用的较为广泛 弧焊的工艺要求： 2） 焊条选择依据：钢材等级、焊接接头形式。 焊条
10、的种类 很多，常见有 E4303，E5003，E5503等 3） 焊接电流和焊条直径的选择依据：钢筋级别、直径、接头形式和焊 接位置进行 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 3. 电渣压力焊 用途：现浇混凝土结构构件内竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围内）钢筋 的焊接接长。 目的：减少钢筋的搭接长度、节约钢材，避免构件内因过多搭接造成的 空间不足。 特点：与电弧焊比较，它工效高、成本低，可进行竖向连接，故在工程 中应用较普遍。 电渣压力焊 有自动和手工电渣压力焊两类。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 钢筋的电渣压力焊接头 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容
11、 1）准备工作：将钢筋端部约 120mm 范围内的铁锈除尽， 夹具夹牢下部钢筋，扶直上部钢筋、并夹牢于活动电极中， 在上下钢筋间放置引弧用的钢丝圈等（自动电渣压力焊）； 2）引弧：装上药盒，装满焊药，接通电路，用手柄使电弧引燃； 3）稳弧：稳定一定时间，使之形成渣池并使钢筋熔化， 用手柄使上部钢筋缓缓下送，稳弧达到规定时间； 4）顶锻：断电，同时用手柄进行加压顶锻，排除夹渣和气泡，形成接头。 5）结束工作：冷却后，拆除药盒、回收焊药、拆除夹具和清除焊渣。 电渣压力焊的工艺步骤：引弧、稳弧、顶锻 三个连续过程 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 夹具要求：操作方便，上下钳口同心（保证
12、上下钢筋的轴线最大偏移不得 大于0.1d，同时也不得大于2mm）。 电渣压力焊的工艺参数：焊接电流、渣池电压和通电时间。 工艺参数的选择依据：钢筋直径。当钢筋直径不同时，以较小直径的钢 筋选择参数。 电渣压力焊质量：接头检查 按规定检查外观质量和进行试件拉伸试验。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 4.电阻点焊 用途：小直径钢筋的交叉连接，如钢筋网片、钢筋骨架等。 特点：生产效率高、节约材料，应用广泛。 工作原理：钢筋的交叉接触点其面积小、接触电阻大，在钢筋接触的瞬间 ，电流产生的全部热量都集中在一点上，因而使金属受热而熔化，同时在 电极加压下使焊点金属得到焊合。 点焊机的类型：
13、单点点焊机、 多头点焊机（一次可焊数点，用于焊接宽大的钢筋网）、 悬挂式点焊机（可焊钢筋骨架或钢筋网）、 手提式点焊机（用于施工现场）。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 点焊钢筋网片成品 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 在焊接过程中应保持一定的预压和锻压时间。 电阻点焊不同直径钢筋时，如较小钢筋的直径小于10mm，大小钢筋直径 之比不宜大于3；如较小钢筋的直径为12mm或14mm时，大小钢筋直径之比 则不宜大于2。应根据较小直径的钢筋选择焊接工艺参数。 焊点应进行外观检查和强度试验。热轧钢筋的焊点应进行抗剪试验。冷 加工钢筋的焊点除进行抗剪试验外，还应进行拉伸试
14、验。 电阻点焊的工艺参数 变压器级数 通电时间，根据钢筋直径和变压器级数而定 电极压力，根据钢筋级别和直径选择 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 5气压焊 气压焊接钢筋的原理：是利用乙炔-氧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，并促使钢筋 端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热到约12501350（相当于钢材熔点 的0.800.90倍）时进行加压顶锻，使钢筋焊接在一起。 钢筋气压焊接属于热压焊。在焊接加热过程中，加热温度只为钢材熔点 的0.80.9倍，且加热时间较短，所以不会出现钢筋材质劣化倾向。另外，它 设备轻巧、使用灵活、效率高、
15、节省电能、焊接成本低，可进行全方位（竖 向、水平和斜向）焊接。所以在我国逐步得到推广。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 气压焊接设备：加热系统与加压系统 两部分。 加热系统中加热能源是 氧和乙炔。用流量计来 控制输入量。要求火焰 能均匀加热钢筋，有足 够的温度和功率并安全 可靠。 加压系统中的压力源为 电动油泵。要求能准确 、方便地将两根钢筋固 定在同一轴线上，将压 力均匀、平稳地传递给 钢筋。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 气压焊接的钢筋断料：应用砂轮切割机，要求端面与钢筋轴线垂直。 焊接前钢筋端面：应打磨，清除氧化层和污物，使之现出金属光泽，并 即喷涂一薄层焊接活化剂保护端面不再氧化。 土木工程施工 第三章 混凝土结构工程 课程内容 （二）钢筋的机械连接 是 大直径钢筋 现场连接 的主要方法。 螺纹套管连接 钢筋机械连接 挤压连接 1、钢筋挤压连接，亦称钢筋套筒冷压连接 用途：竖向、横向及其他方向的较大直径变形钢筋的连接。 特点：与焊接相比，它具有节省电能、不受钢筋可焊性好坏影响、不受 气候影响、无明火、施工简便
