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1、土木工程施工,授课教师：赵全斌山东建筑大学土木工程学院2010.03,2,2010,3,土木工程施工赵全斌,第四章 混凝土结构工程,概述 钢筋工程 模板工程 混凝土工程,3,2010,3,土木工程施工赵全斌,4-1 概述,水泥、砂石、水、外加剂,配制、搅拌,钢筋加工、安装,模板制作、安装,浇筑砼,养护,拆模,清理,4,2010,3,土木工程施工赵全斌,4-2 钢筋工程,4.2.1 钢筋的检验 4.2.1.1 钢筋的分类 1) 圆钢(钢号Q235) 级钢,即普通碳素钢,10为盘圆， 2) 螺纹钢等级钢,长度612m; 如： 、 、 等。 3）化学成分 低碳钢：C0.25 中碳钢：C0.250.6
2、 以上两种为普通碳素钢。 普通低合金钢：合金元素0.3（钛，钒，锰）等,5,2010,3,土木工程施工赵全斌,4）加工方法 热轧钢筋大部分钢筋都是热轧钢筋； 冷拉钢筋是一种现场的钢筋加工方法； 冷拔钢筋加工厂对钢丝的一种加工方法，预应力钢丝基本上都要进行冷拔。,4-2 钢筋工程,6,2010,3,土木工程施工赵全斌,HRB400级之所以称之为新级钢筋，是因历史上曾经有过级钢筋。当时的牌号是25MnSi，其碳当量偏高且可焊性较差，强度也较低（370Mpa）。 HRB400级是一种低合金热轧钢筋，低合金钢筋是在碳素钢基础上，在冶炼时根据钢筋性能要求和生产条件加入适量合金元素，可使含碳量较低钢筋的获
3、得较高强度，并能保证足够的塑性和良好的焊接性能。 建设部把推广HRB400级作为十大新技术之一。,附： HRB400（新级）钢筋,4-2 钢筋工程,7,2010,3,土木工程施工赵全斌,HRB400级是指屈服强度为400Mpa（抗拉强度为570Mpa）的钢筋。它可应用于非抗震和抗震设防地区的工业与民用建筑和一般构筑物，可适用于做纵向受力钢筋和箍筋、构造钢筋，以及预应力混凝土结构中的非预应力筋。 HRB400级钢筋的主要力学性能 HRB400级钢筋与目前普遍应用的级钢(335Mpa）相比具有以下优点： (1)强度高 性能稳定并具有优良的工艺性,4-2 钢筋工程,8,2010,3,土木工程施工赵全
4、斌,能，可适用各种施工工艺。 (2)碳当量低 焊接方便，焊接性能好。 由于强度设计值提高，在一般钢筋混凝土结构中可节约钢材12%14%。 主要指标 化学成分 HRB400级中化学元素C、P、S含量分别不大于0.25%、0.050%、0.050%； HRB400级钢筋的主要化学成分,4-2 钢筋工程,9,2010,3,土木工程施工赵全斌,4.2.1.2 钢筋的检验 1）原因 * 钢材进货来源渠道多；出厂的标牌容易丢失；对工程质量负责。 * 钢筋到现场必须有出厂质量证明书 2) 检查项目 * 常进行机械性能检查， 拉力试验屈服强度,抗拉强度,伸长率 冷弯试验注意弯心直径 3) 检查方法: 一批(6
5、0吨)取2根,一根做拉力试验, 一根做冷弯试验。,4-2 钢筋工程,10,2010,3,土木工程施工赵全斌,判断：若有一项试验不合格,则取双倍试样再做.若仍有不合格? 检验合格的钢筋应分别堆放,不得混放。4.2.2 钢筋翻样和配料 加工顺序：冷拉调直切断焊接弯曲成型绑扎 4.2.2.1 钢筋翻样 1) 将混凝土结构分解成柱、梁、墙、板和楼梯等构件，以一种构件为主，画出其各种配筋。应注明钢筋的编号、数量、强度等级、直径、间距、锚固长度及搭接长度和接头位置等。 2)对形状复杂和结构接点密度大的钢筋绘出细部大样图(加工和安装图)。,4-2 钢筋工程,11,2010,3,土木工程施工赵全斌,4.2.2
6、.2 钢筋配料单 1）根据结构构件混凝土保护层、钢筋弯曲和弯钩等计算下料长度，编制配料单。 2）钢筋应按图施工或按有关构造要求配料，如遇钢筋规格不全时应按下列规定代换： （1） 按强度控制的截面或构件按钢筋等强代换； （2） 按最小配筋率控制的截面或构件按钢筋的最小配筋率代换。 4.2.2.3 量度差值 -钢筋外包尺寸与轴线长度的差值 其值与被弯钢筋的直径和钢筋的弯心直径有关。,4-2 钢筋工程,12,2010,3,土木工程施工赵全斌,4-2 钢筋工程,13,2010,3,土木工程施工赵全斌,4.2.3 钢筋加工 主要讲冷拉，简单地讲冷拔。4.2.3.1钢筋的冷拉 钢筋（级钢）在常温下（450
7、C），强力拉伸超过钢筋的屈服点，使钢筋产生永久变形，提高钢筋屈服强度的一种钢筋的加工方法。 1）冷拉过程-基本上没有改变钢材的形态，经过冷拉的钢筋（称冷拉钢筋）仍具有明显的屈服点属于软钢。 2）冷拉特点 一定要拉过钢筋的屈服强度！,4-2 钢筋工程,14,2010,3,土木工程施工赵全斌,提高钢筋的屈服强度（2025）； 塑性和弹性模量都降低; 增加钢筋的长度; 经时效后：屈服应力进一步提高，塑性进一步降低，弹性模量基本恢复。 时效：自然时效：在常温下，停放1518天； 人工时效：在100C温度下，二小时 级钢自然时效无效，需通电时效。 3）冷拉原理-变形硬化 （1）变形，滑移钢筋拉伸时，内部
8、晶粒在拉力的作用下产生旋转，变形，滑移，晶粒的排列的更加有序、有规则；,4-2 钢筋工程,15,2010,3,土木工程施工赵全斌,（2）破碎已经变形的晶粒，随着拉力的不断增大而破碎，产生更多的晶粒。 （3）晶界的特性晶粒增多，晶面（称晶界）也就增多，使钢材呈显出晶界的特性。 晶界的特性强度高，塑性低。 （4） 经时效后破碎的晶粒在内应力的作用下，又重新得到排列。 其结果是：屈服应力进一步提高， 塑性进一步降低， 弹性模量基本恢复。 4）冷拉方法 P114 （1）控制应力法,4-2 钢筋工程,16,2010,3,土木工程施工赵全斌,a 钢筋冷拉，应有二个参数，主要控制其中一个参数，另一个作为参考
9、。 * 冷拉应力 * 冷拉率（伸长率） b 从应力应变图中可以看出： 冷拉钢筋未经时效时的屈服点= =钢筋的冷拉应力； 冷拉钢筋经过时效时的屈服点钢筋的冷拉应力；（此时的强度提高 值一般不利用，趋于安全）; c 为保证冷拉钢筋的设计强度（屈服应力），则：,4-2 钢筋工程,17,2010,3,土木工程施工赵全斌,钢筋的冷拉应力= 冷拉钢筋的屈服强度；即： d 也就是说：保证了钢筋的冷拉应力也就保证冷拉钢筋的设计强度； 控制冷拉力法的保证率是比较高的！ e 注意几个问题 * 钢筋的冷拉应力越高，即冷拉钢筋的屈服强度越高？-屈强比的问题！ 所谓屈强比,4-2 钢筋工程,18,2010,3,土木工程
10、施工赵全斌,为了使冷拉钢筋具有一定的强度储备且满足一定的塑性要求，即保证结构和构件的使用安全，冷拉钢筋的屈强比不能太小（1.07），即冷拉应力不能取得太大。 如：冷拉级钢： 冷拉级钢： * 如果钢筋冷拉后，冷拉应力已经达到，但伸长太大该冷拉钢筋是否合格？（不合格！） * 最大冷拉率 在保证屈强比的前提下，剔除不合格的冷拉钢筋。,4-2 钢筋工程,19,2010,3,土木工程施工赵全斌,所以，采用控制应力法冷拉钢筋，并不能保证冷拉钢筋100合格，主要屈强比太低。为此，还必须控制最大冷拉率。 原因：施工实践表明，钢筋在出厂时的保证率一般为95，也就是说，钢筋在出厂时就有5的钢筋强度就比较低（不合格
11、），从表面上是发现不了的。这些钢筋冷拉后，虽然冷拉应力也能达到，钢筋也未拉断，但这些钢筋冷拉后的屈强比接近1，使用阶段不安全，必须剔除。 即以最大冷拉率指标来剔除。 (2）控制冷拉率法-,4-2 钢筋工程,20,2010,3,土木工程施工赵全斌,a 冷拉率的测定 * 对于同一根钢筋，应力与应变理论上应保持不变的关系， * 对于同一批钢筋，应力与应变的关系必定在一定的范围内保持波动， 即：有可能： * 钢筋的冷拉率已经达到， 但该根冷拉钢筋不一定是合格的！ * 钢筋的冷拉率未达到， -但该根冷拉钢筋不一定不合格！ 因此，为保证冷拉钢筋的合格率达95以上，测定该批钢筋冷拉率时冷拉力要适当提高！根据
12、数理统计：,4-2 钢筋工程,21,2010,3,土木工程施工赵全斌,当保证率为95以上时： 式中：SN-钢材的标准离差，该值各厂不同，与钢筋的类型和生产厂的管理水平有关，一般取2050MPa，一般取30Mpa 。,4-2 钢筋工程,22,2010,3,土木工程施工赵全斌,（3）冷拉的质量检验和注意事项- 速度不能过快(1m/min), -变形更充分； 先焊后拉,对焊接接头进行考验； 最多拉2次,拉断一次可以，多了不行； 拉紧时量伸长不能卸力后量测。 （4) 注意： a 冷拉钢筋在承受动力荷载的结构或构件时慎用，如吊车梁，预制构件吊钩等。 b 冷拉仅起调直作用时，其最大冷拉率： 对于级钢为4；
13、 对于、级钢为1。 4.2.3.2 钢筋的冷拔,4-2 钢筋工程,23,2010,3,土木工程施工赵全斌,1) 冷拔原理-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。 2)总压缩率: () 冷拔总压缩率越大，冷拔钢丝的强度越高，但塑性越低。 一般：后道钢丝的直径约是前道钢丝直径的0.850.8。 5冷拔钢丝用8盘条拔制，4和5冷拔钢丝用6.5盘条拔制。,4-2 钢筋工程,24,2010,3,土木工程施工赵全斌,3) 冷拔方法 钢筋扎头除皮拔丝 冷拔次数少-效率高,钢丝易拉断,拔丝模易坏; 冷拔次数多-效率低,钢丝更脆; 4.2.3.4 钢筋的调直、切断和弯曲 1）调直 机械调直-10mm以下 人工敲直-10mm以上 冷拉调直-4%(级)1% 2）切断和弯曲- 一般用机械进行切断和弯曲,4-2 钢筋工程,25,2010,3,土木工程施工赵全斌,4.2.4 钢筋连接 4.2.4.1 绑扎连接 搭接长度和位置应满足规范和有关构造要求。 4.2.4.2 焊接连接 1） 碳当量是表示钢材可焊性的一个指标，它是根据钢材的化学成分与热影响区的淬硬性之间的关系。 影响钢材可焊性的因素主要是： 含碳量：塑性、韧性、可焊性、 强度 含锰量：强度、当C0.8，可焊性 合金元素（TI,V等）：强度，可焊性,
