钢筋混凝土工程教材

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1、钢筋混凝土工程在水利土木工程施工中，钢筋混凝土工程占有非常重要的位置。钢筋混凝土 工程包括钢筋、模板、砼三个工种工程，这是本章要介绍的主要内容，也是 全教材的重点内容之一。第一节 钢筋工程一. 钢筋工程概述：（一）常用钢筋：IW 级。（二）合格钢筋： 应有合格证明书，或者试验报告单。（三）工地管理： 运到施工现场的钢筋，应按不同的等级、不同的型号、不同的 规格、不同的生产厂家，分批分类堆放，并按施工规范做有关性能实验，不 符合要求的，应重新分级。（四）钢筋加工内容：一般包括冷拉、冷拔、调直、剪切、弯曲、焊接等。二. 钢筋冷拉：一） 钢筋冷拉概念：以节约钢材、提高钢筋屈服强度为目的，以超过屈服强

2、度而又小于极限强度的拉应力拉伸钢筋，使其产生塑性变形的做 法叫钢筋冷拉。（二）冷拉基本原理：（见 27 页图 31）1. 第一次冷拉效果：取一钢筋对其施加拉应力冷拉，钢筋会发生变形（并作应力 应变图）。随着拉应力增加，钢筋内部承受的拉应力逐渐增大。当钢筋内部 产生的拉应力超过钢筋具有的屈服点A而达到C后，停止冷拉卸去荷载。 此时可以看到，钢筋已产生塑性变形，在卸荷过程中，应力应变图有一 个变化，直线O1C比直线OA要缓。2. 第二次冷拉效果：重新施加拉应力，将钢筋拉伸到破坏，应力应变图出现新的 变化，新的屈服点在C点附近，明显高于原来的屈服点A。这个变化说明， 钢筋的塑性发生了变化，塑性小了，

3、硬度大了，钢筋的强度得到提高，这一 现象叫“变形硬化”。3. 钢筋内应力调整时效：冷拉卸荷后的钢筋，有内应力存在，促使钢筋的晶体组织自行调 整，屈服强度进一步提高。钢筋屈服强度提高调整的过程称为“时效”。显 然，时效过后，钢筋的拉伸特性曲线就发生改变如图中O1CDE （撇）。钢 筋种类不同、温度条件不同，时效也不同。I级、II级钢筋，在常温下1,520 天完成，这叫“自然时效”；在温度100 度下，2小时可完成，（多用蒸 汽加热或者电热方法），这叫“人工时效”。III级、W级钢筋，一般通过电加热到 150300 度，经20 分钟可以完成。4. 冷拉钢筋的使用：冷拉钢筋一般不作受压钢筋使用，在受

4、冲击荷载的构件中，在负温度条件下、在非预应力的水工砼中，都不能使用冷拉钢筋，对于II、III、W 级和 5 号钢的钢筋在冷拉以后，一般用作预应力钢筋。（三）钢筋冷拉控制：1 冷拉率：冷拉时，钢筋弹性变形的总伸长值与原有长度 的百分比称冷拉 率。（注意冷拉应力的概念）2. 冷拉控制目的：钢筋的冷拉应力和冷拉率越大，则钢筋强度的提高和塑性的降低就 越多，但是，冷拉后的钢筋应仍然具有一定的塑性，以保证结构在破坏前还 会出现比较明显的变形，不至于形成突然的脆性破坏。这就是冷拉控制的目 的。3. 冷拉控制指标：冷拉控制可用冷拉应力，也可用冷拉率，要求尽量用冷拉应力。（其控制指标见教材28 页表31 和表

5、 32）5. 不同情况的冷拉控制：1) 冷拉应力控制的情况：对于II、III、W级钢筋和5号钢的钢筋，在冷拉后，作预应力钢筋使用的，要用冷拉应力控制。但钢筋冷拉后经检查，最大冷拉率超过了规 范规定(表 31)值，还要再进行机械能实验。2) 冷拉率测定控制要求：以冷拉率控制钢筋冷拉时，控制值要由试验确定。试验测定时要 求：同炉同批的测定试件，不能少于4 个，每个试件都要按规范规定的冷拉 应力测定相应的冷拉率，并取试件的平均值作为该炉该批钢筋的实际冷拉 率。如果钢筋强度偏高，平均的冷拉率低于1%时，在钢筋冷拉时，仍要 按 1%的冷拉率控制。3) 不同炉批的冷拉控制：对于混杂，分不清炉批的钢筋，冷拉

6、时，不能用冷拉率控制，而且 要冷拉多根连接的钢筋，每根的冷拉率和控制应力都要符合规范规定(表 31)。4) 冷拉速度控制：要使钢筋充分变形，就要适当控制冷拉速度，一般以 0.51.0 为宜。同时要求，冷拉到规定的应力和冷拉率以后，随即停拉23 以后， 再放松钢筋，结束冷拉，以给钢筋充分变形的时间。5) 冷拉控制方法：冷拉时只用冷拉率或者冷拉应力控制叫单控，冷拉时冷拉率和冷 拉应力同时应用，称为双控。采用单控，施工简单方便。但对于材质不均匀 的钢筋，不可能逐根试验（逐根试验，费工费料，不可能这样做，有的同一 根钢筋冷拉率也不一样）冷拉质量得不到保证。双控方法可以避免上述问 题。冷拉时，对于控制应

7、力已经达到，冷拉率没有超过允许值的，可以认为 合格。但是，如果冷拉率已经达到，而冷拉应力还达不到控制应力，这种钢 筋要降低强度使用。对于预应力钢筋必须采用双控方法。（四）冷拉设备简说：（如29 页图32）冷拉设备一般都有拉力装置（给钢筋施加拉力的设备）、承力装置 （固定受力的设备）、钢筋夹具（固定连接钢筋的设备）、测量设备（测量冷 拉长度的设备）组成。各种用途的设备，都有许多类型，在施工实习或者今 后的实际工作中注意了解掌握。三. 钢筋冷拔：（一）钢筋冷拔的概念：这是将直径68的1 级钢筋冷拔成低碳钢丝的一种钢筋加工手 段。特点是，与受纯拉伸应力比，冷拔是同时受纵向拉伸和横向压缩的立体 应力。

8、因此，钢筋冷拔后的强度提高更多，可达40%90%，但冷拔后塑 性大大降低，应力应变的屈服阶段基本不再存在。（硬度提高了，塑性降低 了）。（二）冷拔低碳钢丝分级和用途：它分甲级和乙级。甲级主要作预应力钢筋使用；乙级可以用于焊 接钢筋网、焊接骨架、焊接箍筋、焊接构造钢筋。（三）冷拔基本工艺：（基本过程是） 轧头：固定钢筋端部的工序； 剥皮：清楚钢筋表层硬渣壳的工序（钢筋表层的硬渣壳，容易损 坏拔丝模具）；润滑：减少拔丝过程磨阻力的工序（润滑剂一般用甲级石灰、动 物油、白蜡、水，按适当比例配置而成，经验比例为1：0.3：0.1：2）； 拔丝：将钢筋通过特制的钨合金拔丝模孔强力拉拔成小直径钢丝的 工序

9、。（四）冷拔影响因素： 主要影响因素是钢筋本身的质量和冷拔的总压缩率。例如：对于质 量的要求，甲级冷拔低碳钢丝要用符合I级热轧钢筋的光圆盘条进行拔制。总压缩率一般按下式控制：B二（d2 d2）/d2 X100%式中：do 原料钢筋00直径（mm）； d一成品钢丝直径（mm）； 0越大，抗拉强度提高越大，同 时，塑性降低也越多。因此3不宜过大或过小，一般控制在6080%。所以 直径5 mm的钢丝由少8钢筋拔制；直径3.54 mm的钢丝由少6.5的钢筋拔 制。（五）冷拔次数控制： 由钢筋拔成钢丝一般要经过多次冷拔，冷拔次数对钢丝强度影响不大，但却影响生产率。因为，次数过少，一次压缩率大，对拔丝机具

10、要求 高（功率要大），对拔丝模具损耗严重，还容易断丝；次数过多，钢丝的塑 性降低也多，并且拔成的钢丝脆性大，容易断，生产率就会降低。次数的控制是控制每一次拉拔前后的直径比，一般合适的直径比为1.15。四. 钢筋焊接：钢筋焊接也是钢筋加工的重要内容之一，钢筋焊接方法很多，焊接 设备复杂，技术要求较高，因此，对电焊工要专门进行技术培训，故本部分 内容课堂上不再进行讨论。五. 钢筋的其他加工：钢筋的调直、除锈、剪切、弯曲等工作，都是钢筋加工的具体内容。（一） 调直：钢筋成型加工之前必须进行的工作就是调直。调直的方法可以用调 直机，也可以人工在钢板上用锤子敲打，更多的是采用冷拉法。专门为了调 直进行的

11、冷拉，要控制冷拉率不大于 12%。（二） 除锈：钢筋在运输、存放等管理过程中，难免会沾污油渍、漆污、生锈等。过去在施工前，除锈是必须要进行的工序，以免影响与砼的粘接。但实践证明，不严重的锈对粘接性并无影响。所以，现在对一般的锈不再清除。锈在冷拉、调直等加工工序中，锈会自动脱落。生锈严重的一般还是要清理。除锈方法常用：钢丝刷擦刷，机动钢丝轮擦磨，机动钢丝刷磨刷，喷沙枪喷沙， 生锈很严重，有特殊要求的，可在硫酸或者盐酸池中进行酸洗除锈。三） 剪切：剪切是指钢筋的下料切断。这一工作主要是选择合适的剪切机具。常用的有电动剪切机或液压剪切机（剪切40mm以下的）、手动剪切器 （剪切12mm以下的）、氧炔

12、焰切割、电弧切割（切割特粗钢筋）。（四） 弯曲成型：40mm以下的钢筋一般用专门的钢筋弯曲机弯曲成型，无弯曲机的 也可以在工作台上手工弯制。但，不论采取什么方法，弯曲成型都应符合设 计图纸的要求。六. 钢筋配料： 钢筋配料加工主要是使长料长用，短了短用，余料配用，尽量减少 钢筋的废料。配料加工应做好两项工作，一是按设计图纸计算好各种钢筋的 下料长度，二是选择适当的代换钢筋。（一） 下料长度计算（简介）： 直钢筋下料长度=外包线长度+弯钩加长值 弯起钢筋（包括箍筋）的下料长度=外包线总长度-弯曲调整值+ 弯钩加长值1. 外包线长度：（在钢筋砼结构学中应有详细介绍） 钢筋直径具有一定的尺寸，钢筋弯

13、曲后，其外包长度和中线长度是 不同的，外包线长，中线短，这是显而易见的道理。它们之间的差值叫“度 量差值”。在设计图中，钢筋的尺寸一般按外包尺寸表注，但加工下料长度 应按中线计算。因此计算下料长度时，必须从外包尺寸中扣除度量差值。这 一工作是对外包长度的调整，因此 量度差值也叫“弯曲调整值”。它的大 小，弯转角度、钢筋直径弯转心轴的直径有关。所以要求：1）钢筋端部弯 钩的内经不得小于2.5倍的钢筋直径（既2.5d）； II级钢筋弯转900时，当钢 筋的直径小于16mm时 其最小弯转内直径应为5d当钢筋的直径大于16mm 时，其最小弯转内直径应为7d。2）弯起钢筋弯折处的圆弧内半径不小于 12.

14、5d，此时，弯转300的调整值为0.4d，弯转45。的调整值为Id，弯折600 的调整值为2d。（这是水工砼施工规范的规定，目的是防止钢筋内弯处的砼 受到过大的局部挤压。）2. 端部弯钩长度： 钢筋.端部弯钩长度一般只计外包线（钩顶切线）以外需要增加的 长度。这个需要增加的长度与弯钩的制作方法和弯钩形式有关。人工弯制 时，为了有利于钢筋扳子卡固，端部要留有平直段（一般3d），机械弯制时， 平直段可以缩短，甚至取消。人工弯制时的加长值的取法为；半圆钩为6.25d，斜钩为5d,直角钩为3.5d。圆钢筋制成的箍筋，其弯钩的加长值按 教材35页表34控制。（二） 箍筋的代换：1. 钢筋代换的原因：施工

15、中缺少设计图纸中所要求的钢筋的品种或者规格，以现有的 钢筋品种或者规格代替设计所要求的钢筋的品种或者规格，以促使施工按计 划进度进行。2. 钢筋代换原则：1）等强度代换：按钢筋承担的拉、压能力相等原则进行代换。2）等面积代换：按钢筋面积相等的原则进行代换。（配津率代换3）等弯矩代换： 按抗弯能力相等的原则进行代换。4）进行抗裂验算：对构件裂缝开展宽度有控制要求的。5）满足构造要求：钢筋间距、最小直径、钢筋根数、锚固长度等。第二节 模板工程 模板是砼工程不可缺少的作业内容，模板需要消耗大量的木材、 钢材、劳动力、资金等，模板质量还会直接影响砼工程的质量和进度。因此 对模板工程也要给予高度重视。一. 模板的作用： 模板对新浇筑的塑性砼起着成型、支承作用，同时具有保护和改 善混凝土表面质量的作用。二. 对模板的要求：1. 保证混凝土结构物外形、尺寸位置符合设计要求。2. 具有足够的强度、刚度、稳定性。3. 表面光华平整，接缝严密，遇水不变形，不漏浆。4. 做到标准化，系列化，方便拆装，周转次数多。5. 有利于机械化施工。6. .尽量节约木材。三. 模板的基本类型：1. 按形状分： 模板形状一般随混凝土结构物形状二异，使用最多的是平面模板， 部分结构物使用异形模