钢筋混凝土工程概述

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：

i—w 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3—1）

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，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01CDE （—撇）。钢

筋种类不同、温度条件不同，时效也不同。I级、H级钢筋，在常温下，15—

20 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”。皿级、W级钢筋，一般通过电加热到150—300 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H、皿、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3——1 和表3——2）

5. 不同情况的冷拉控制：

1) 冷拉应力控制的情况：

对于H、皿、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3——1)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3——1)。

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0.5——1.0 为宜。同时要求，冷拉到规定的应力和冷拉率以后，随即停拉2——3 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3——2）

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6——8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。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。（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：（d2 d2）/d2 100% 式中：d0 —原料钢筋

直径（mm）; d—成品钢丝直径（mm）; B越大，抗拉强度提高越大，同

时，塑性降低也越多。因此B不宜过大或过小，一般控制在60—80%。所以

直径5 mm的钢丝由? 8钢筋拔制；直径3.5—4 mm的钢丝由? 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冷拉，要控制冷拉率不大于1—2%。

（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：