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1、第二节 钢筋工程 1 一、钢筋的品种与规格（化学成分和生产工艺） 碳（C）钢中含碳量增加，钢的硬度和强度也提高，而塑性 和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。 锰（Mn）它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑 性及韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5以下。 硅（Si）它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬 度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4，但不能超过0.6 ，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。 硫（S）它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹 的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求 其含量不得超过0.045。 磷（P）它也是一种有
2、害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化 钢的焊接性能，尤其在200时，它可使钢材或焊缝出现冷裂纹 。一般要求其含量低于0.045，即使有些低合金钢也必须控制 在0.0500.120之间。 2 一、钢筋的品种与规格 （一） 热轧钢筋 分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种 。 3 4 （二）余热处理钢筋 余热处理钢筋是经热轧后立即穿水，进行表面 控制冷却，然后利用芯部余热自身完成回火处 理所得的成品钢筋。余热处理钢筋的表面形状 同热轧带肋钢筋 5 （三）冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋是热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径 后在其表面冷轧成三面或二面有肋的钢筋 6 7 （四） 冷轧扭钢筋 冷轧扭钢筋是用低碳钢钢筋（含碳量
3、低于0.25 ）经冷轧扭工艺制成，其表面呈连续螺旋形 8 二、钢筋性能 （一）钢筋力学性能 9 (二)钢筋的冷拉性能 10 （三）钢筋焊接性能 钢材的可焊性系指被焊钢材在采用一定焊接材 料、焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难 易程度，也就是钢材对焊接加工的适应性。它 包括以下两个方面： （1）工艺焊接性，也就是接合性能，指在一 定焊接工艺条件下焊接接头中出现各种裂纹及 其他工艺缺陷的敏感性和可能性。这种敏感性 和可能性越大，则其工艺焊接性越差。 （2）使用焊接性，是指在一定焊接条件下焊 接接头对使用要求的适应性，以及影响使用可 靠性的程度。这种适应性和使用可靠性越大， 则其使用焊接性越好。
4、11 （三）钢筋焊接性能 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）与原材料的机械性能有关；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。 12 三、钢筋质量检验 静力拉伸试验和冷弯试验。 静力拉伸试验：得出应力一应变曲线，确定屈服强度 、抗拉强度、伸长率。（软钢具有明显的屈服阶段，I 级钢属于软钢；而硬钢没有明显的屈服阶段，如 碳素钢丝、刻痕钢丝、冷拔低碳钢丝等。） 13 三、钢筋质量检验 静力拉伸试验和冷弯试验。 冷弯性能是指钢筋在经冷加工（即常温下加工）产生 塑性变
5、形时，对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测 定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验。试验时不 应考虑应力的大小，而将直径为d的钢筋试件，绕直径 为D的弯心（D规定有1d、3d、4d、5d）弯成180或90 。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象， 以鉴别其质量是否合乎要求，冷弯试验是一种较严格 的检验，能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。 14 三、钢筋质量检验 （一）检查项目和方法 1主控项目 （1）钢筋进场时，应按现行国家标准钢筋混凝土 用热轧带肋钢筋GB I499等的规定抽取试件作为力 学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。 （2）对有抗震设防要求的框架结构，其纵向受力钢 筋的强度应满
6、足设计要求；当设计无具体要求时， 对一、二级抗震等级，检验所得的强度实测值应符 合下列规定： 1）钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值 不应小于1.25； 2）钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应 大于1.3。 15 （3）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。 2一般项目 钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污 、颗粒状或片状老锈。 检查数量：进场时和使用前全数检查。 检查方法：观察。 16 （二）热轧钢筋检验 热轧钢筋进场时，应按批进行检查和验收。每 批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋 组成，重量不大于
7、60t。允许由同一牌号、同 一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成 混合批，但各炉罐号含碳量之差不得大于 0.02%，含锰量之差不大于0.15。 1外观检查 从每批钢筋中抽取5进行外观检查。钢筋 表面不得有裂纹、结疤和折叠。钢筋表面允许 有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面上 其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸 的允许偏差。 17 2力学性能试验 从每批钢筋中任选两根钢筋，每根取两个试件 分别进行拉伸试验（包括屈服点，抗拉强度和 伸长率）和冷弯试验。 （三）冷轧带肋钢筋检验 冷轧带肋钢筋进场时，应按批进行检查和验收 。每批由同一钢号。同一规格和同一级别的钢 筋组成，重量不大于50t。
8、 18 1每批抽取5（但不少于5盘或5捆）进行外 形尺寸，表面质量和重量偏差的检查。检查结 果应符合表4-9的要求，如其中有一盘（捆） 不合格，则应对该批钢筋逐盘或逐捆检查。 2钢筋的力学性能应逐盘逐捆进行检验。 从每盘或每捆取二个试件，一个作拉伸试验， 一个作冷弯试验。试验结果如有一项指标不符 合要求，则该盘钢筋判为不合格；对每捆钢筋 ，尚可加倍取样复验判定。 19 （四）冷轧扭钢筋检验 冷轧扭钢筋进场时，应分批进行检查和验收。每批 由同一钢厂、同一牌号、同一规格的钢筋组成，重 量不大于10t。当连续检验10批均为合格时检验批重 量可扩大一倍。 1外观检查 从每批钢筋中抽取5进行外形尺寸、表
9、面质量和重 量偏差的检查。 2力学性能试验 从每批钢筋中随机抽取3根钢筋，各取一个试件。 其中，二个试件作拉伸试验，一个试件作冷弯试验 。试件长度宜取偶数倍节距，且不应小于4倍节距， 同时不小于500mm。 20 四、钢筋加工 包括：冷拉、冷拔、调直、切断和弯曲 （一）钢筋的冷拉与冷拔 钢筋冷加工能提高强度的基本原理：“变形硬化” 现象，即拉力超过屈服强度，钢筋内部晶粒产生压 扁或拉长的不可恢复变形，随变形量增大，晶粒破 碎，滑移面塑性变形抗力迅速增大，钢筋强度提高 ，但塑性下降。 21 22 钢筋的冷拔 在立体应力(拉伸与压缩)的作用下变形更充分，强度增加更大， 塑性降低也更多，呈硬钢性质。
10、 冷拔丝的特点：抗拉强度高，但塑性低、脆性大。 冷拔工艺过程：轧头剥壳（辊除筋面硬渣壳）润滑拔丝（ 速0.20.3m/s）。 23 （二）钢筋调直、切断和弯曲 调直 机械调直直径10mm以下，采用调直机或卷扬机。 人工敲直直径10mm以上。 注：当采用机械方法冷拉调直时，若冷拉仅起调直作用时，其 最大冷拉率：对于级钢为4%；对于、级钢为1%。 24 25 26 五、钢筋的焊接 （一） 钢筋焊接方法分类及适用范围 钢筋焊接方法分类及适用范围见表所示 （二）一般规定 1钢筋的接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力 钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头未端至钢 筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍。
11、 2在施工现场，应按国家现行标准钢筋机械连接 通用技术规程JGJ I07、钢筋焊接及验收规程 JGJ18的规定对钢筋机械连接接头，焊接接头的外观 进行检查，其质量应符合有关规程的规定。 27 3当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设 置在同一构件内的接头宜相互错开。 同一连接区段内，纵向受力钢筋机械连接及焊接的 接头面积百分率为该区段内有接头的纵向受力钢筋 截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。 同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率 应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下 列规定： 1） 在受拉区不宜大于50； 2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱 端的箍筋加密
12、区；当无法避开时，可采用等强度高 质量机械连接接头，但不应大于50； 3）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接 接头；当采用机械连接接头时，不应大于50。 28 （三）闪光对焊 （录象） l闪光对焊工艺 将两钢筋安放成对接形式，利用低电压强电流 产生的电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞 溅形成闪光，闪平钢筋端面并加热，最后迅 速施加顶锻力，完成焊接。 29 （1）连续闪光焊 适用于：直径25mm的级钢筋。 连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，闭合电源使两钢筋 端面轻微接触，此时端面接触点很快熔化并产生金属蒸气飞溅，形成闪光现象 ；接着徐徐移动钢筋，形成连续闪光过程，同时接
13、头被加热；待接头烧平、闪 去杂质和氧化膜、白热熔化时，立即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋 焊牢。 （2）预热闪光焊 适用于：直径较大的级钢筋 预热闪光焊的工艺过程包括预热、连续闪光及顶锻过程，即在连续闪光焊前增 加了一次预热过程，使钢筋预热后再连续闪光烧化进行加压顶锻。 （3）闪光预热闪光焊 适用于：直径大于25mm，且端部不平整的钢筋。 即在预热闪光焊前面增加了一次闪光过程，使不平整的钢筋端面烧化平整，预 热均匀，最后进行加压顶锻。 30 2闪光对焊参数 包括：调伸长度、闪光留量、预热留量、顶锻留量、 变压器级数等。 L1、L2调伸长度；blb2预热留量；a1a2烧化留量；a1.1a2
14、.1一 次烧化留量；a1.2a2.2二次烧化留量；c1c2顶锻留量；c1c2有 电顶锻留量；c1c2无电顶锻留量。 31 3焊后通电热处理 焊后进行通电热处理，对焊接接头进行一次退火或 高温回火处理，以消除热影响区产生的脆性组织， 改善接头的塑性。 4注意事项 1）两根直径不同的钢筋焊接时，其截面比不宜超过 1.5，焊接参数按大直径选择并减少大直径钢筋的调 伸长度，并先对大直径钢筋预热，以使两筋温度相 近。 2）负温下焊接，应减小温度梯度和冷却速度。以免 产生淬硬现象、焊口根部出现裂纹。因此应增大调 伸长度1020，变压器级数可降低12级，应 使加热缓慢而均匀，降低烧化速度，焊后红区应比 常温
15、时长。 32 5质量检验 在同一台班内，由同一焊工，按同一焊接参数 完成的300个同类型接头作为一批。从每批成 品中切取6个试件，3个进行拉伸试验，3个进 行弯曲试验。 钢筋闪光对焊接头的外观检查，每批抽查10 的接头，且不得少于10个。接头处不得有横向 裂纹；与电极接触处的钢筋表面，不得有明显 的烧伤；接头处的弯折，不得大于4o；接头处 的钢筋轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍 ，且不得大于2mm。 33 （四）电渣压力焊 电渣压力焊是利 用电流将埋在渣池 中的两钢筋端头熔 化，然后施加压力 使钢筋焊接 。常用 于竖向钢筋的接长 ，有自动与手工加 压两种。适用直径 1632mm的、 级竖向或斜向钢 筋的焊接 34 电渣压力焊接头不得有裂纹和明显的烧伤缺陷，轴 线偏移不得大于0.1倍钢筋直径，同时不得超过2mm ；接头弯折不得超过4o。每300个接头为一批（不足 300个也为一批），切取三个试件做强度检验，如有 一根不合格
