钢筋工基本常识

钢筋性能、种类、长度计算

(一)钢筋的种类

钢筋按化学成分可分为碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋；按钢筋外形可分为光面圆钢筋、螺纹钢筋、钢丝和钢绞线等；按钢筋强度可分为Ⅰ级钢筋(24/38级)、Ⅱ级钢筋(34/54级)、Ⅲ级钢筋(40/60级)、Ⅳ级钢筋(60/90级)、Ⅴ级钢筋(145/160级)；按产品成型形式可分为盘条钢筋及直条钢筋两种。

(二)钢筋的力学性能

Ⅰ～Ⅳ级热轧钢筋和冷拉Ⅰ～Ⅳ级钢筋属于软钢，强度较高的Ⅴ级钢筋、钢丝及钢绞线则属于硬钢范围，两者的力学性能是很不相同的。

软钢含碳量较低，具有明显的屈服极限，即当钢筋应力达到屈服极限后，应力不变但应变继续增大。使得混凝土开裂过甚，构件变形过大，结构不能正常使用，所以软钢钢筋的受拉强度以屈服极限为准。

硬钢含碳量较高，抗拉强度高，但延伸率小，脆性大，没有明显的屈服极限，试件破坏时没有明显的信号而突然地断裂。

预应力混凝土铁路桥梁硬钢钢筋(钢丝、钢丝束及钢绞线)受拉的计算强度，采用高于“条件流限”和低于极限强度之间的中间值，即

R

y =0.9R j

y

式中 R

y

——受拉钢筋的计算强度；

R j

y

——硬钢钢筋的抗拉极限强度。

所谓“条件流限”，是指经过10秒种的加荷及卸荷后发生0.2%永久变形时

的应力，用σ

0.2表示。σ

0.2

一般相当于它的极限强度的0.7～0.86倍。

软钢经过冷加工后(如冷拉、冷拔和冷轧)，内部晶体结构的排列起了变化，经过一段时间后，钢筋的屈服极限和极限强度能够获得稳定的提高。这个过程，称为钢筋的“时效”；这个特性，称为钢筋的“冷强”。

经过冷强的强筋，显著地提高了屈服极限，但也相应地增加了脆性。因此，必须加强检验工作。

(三)钢筋下料长度计算

钢筋的弯制和末端的弯钩应按设计要求办理，如设计未提要求时，应按下列规定办理。

1.钢筋末端弯钩长度

(1)受拉光圆钢筋的末端应作成180°的半圆形弯钩，弯钩内径D不小于

2.5d，钩端应留有不小于3d长的直线段(图2-3a),弯钩增加长度为6.25d。

(2)螺纹钢筋的末端，可采用直角形弯钩，钩的直线段不得小于3d，直钩的半径不得小于2.5d(图2—3b),直钩增加长度为4.2d。

图2—3 (a)钢筋末端180°弯钩 (b)钢筋直角弯钩

(3)用圆钢筋制成的箍筋，其末端应有半圆形、直角形或斜弯钩，如图2—4所示,箍筋末端弯钩长度应符合表2—5的规定。

图2—4 箍筋末端弯钩形式

用圆钢筋弯制的箍筋末端的弯钩长度(mm) 表2—5

(4)弯起钢筋应弯曲成平滑的曲线，其曲率半径不宜小于钢筋直径的10

倍(光圆钢筋)或12倍(螺纹钢筋)见图2—5。

钢筋弯起角度通常有30°、45°、60°等几种，当弯起高度为h时，弯曲钢筋的斜段长度s分别为：2h、1.414h、1.155h。

图2—5 弯起钢筋的曲线布置示意图

2.钢筋弯曲伸长值

钢筋弯曲伸长值与钢筋材质、直径、弯起角度及加工方式等有关，一般可参照表2-6计算。大量加工时，应通过试验确定。

不同弯起角的钢筋弯曲伸长值计算表2—6

3.钢筋下料长度计算

下料长度=直段长度+斜段长度+弯钩增加长度-弯曲伸长值。

如采用搭接(搭接焊或绑扎接头)时：

下料长度=直段长度+斜段长度+弯钩增加长度+搭接长度-弯曲伸长值。

三、钢筋弯曲成型

将已切断、配好的钢筋，弯曲成符合设计要求的形状、尺寸，称为钢筋弯曲成型。

(一)弯制钢筋宜在常温状态进行，不宜加温。弯制钢筋宜从中部开始逐步弯向两端，弯钩必须一次弯成。

（二）弯曲成型后的钢筋，允许偏差不得超过表2—7的规定。

钢筋加工的允许偏差(mm) 表2—7

注：L为钢筋长度。

（三）桥隧大维修一般常采用人工弯曲的方法。人工弯曲钢筋所用工具设备主要有以下几种：

1.工作台台面用硬木做成。

2.卡盘是弯制粗钢筋的主要工具之一，由一块钢板底盘(厚约12mm)和扳柱(φ22～25mm钢筋柱)组成(图2—6)，底板固定在工作台上。卡盘有两种式样：一种是在钢板底盘上焊四个扳柱(图2—6a)，另一种是在钢板底盘上焊三个扳柱(图2—6b)。

图2—6 卡盘图2—7手摇扳

3.手摇扳是弯制细钢筋的工具，由钢板底盘、扳柱、扳手组成。图2—7a 为弯制单根钢筋的手摇扳，用于弯曲φ12mm以下的钢筋；图2—7b为弯曲多根钢筋的手摇扳，每次可弯曲4根φ8mm的钢筋(适用于箍筋弯制)。

图2-8 钢筋扳子

4钢筋扳子它与卡盘配合用于弯制粗钢筋。钢筋扳子分为横口和顺口扳子(图2—8)两种。钢筋扳子的扳口尺寸要比弯制钢筋的直径大2mm较为宜。

四、钢筋安装

钢筋网和钢筋骨架的制作一般采用绑扎或点焊加工。焊接加工会降低钢筋的疲劳强度，所以规定承受重复荷载并需进行疲劳检算的钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构中的非预应力筋，不得采用焊接网、架。桥梁、涵渠、隧道的

主体结构都是承受重复荷载的，所以钢筋网或钢筋骨架的制作普遍采用绑扎的方法。

(一)绑扎用具

1.铅丝钩，如图2—9所示，用以拧紧绑扎铅丝。

图2—9 铅丝钩 (单位：mm)

2.小撬棍，它是在绑扎和安装钢筋网架时，用以调整钢筋间距、矫直钢筋的局部弯曲以及支垫保护层的水泥垫块等。

(二)绑扎方法及要求

1.绑扎的操作方法如表2—8所示。

钢筋绑扎操作方法表表2—8

注：1——一面顺扣是目前最通用的绑扎操作方法，其步骤是：先将已切断的绑扎铅丝在中间折叠成180°弯，并排列整齐；绑扎时，左手将铅丝靠拢钢筋绑扎点的底部，右手拿铅丝钩，食指压在钩前部，用钩尖钩着铅丝底扣处，并紧靠铅丝开口端，绕铅丝拧紧转2～3圈。铅丝扣伸出钢筋底部要短，并用钩尖将铅丝扣缒紧。

2——当采用一面顺扣绑扎网、架时，两相邻绑扎点进铅丝扣方向要求变换90°，扎成八字形，钢筋网、架的整体性好，不易歪斜变形。

2.绑扎用铁丝的规格如表2-9所列，绑扎用一面顺扣时，铅丝的长度应满足要求。

钢筋绑扎所用铁丝规格表2—9

3.钢筋骨架的绑扎

钢筋骨架应绑扎结实，并有足够的刚度，在灌筑混凝土过程中不应发生任何松动，并应符合下列规定：

(1)在钢筋交叉处，应用直径铁丝按逐点改变绕丝方向(八字形分布)交错扎结，或按十字花扣扎丝牢固。

(2)除特殊要求外，梁、柱等结构中钢筋骨架的箍筋，应与主筋相垂直。

(3)根据需要配以必要数量的架立钢筋。

(4)柱中竖向钢筋采用搭接接头时，角部钢筋的弯钩面应与模板成45°角，其余部位钢筋的弯钩面应与模板成90°角。使用内部振动器灌筑小截面混凝土柱时，弯钩与模板所成角度不得小于15°。

(5)柱中箍筋接头的两端应向柱内弯曲。柱中箍筋的接头应设在与柱的角部主筋相交处，并应沿竖直方向交错布置。

五、钢筋接头

(一)钢筋接头类型使用范围的规定

1.热轧钢筋的接头，应采用电焊焊接，并以闪光对焊为主。仅在确无条件施行焊接时，对直径在25mm及以下的钢筋，方可采用绑扎搭接。受拉杆件的钢筋接头不论直径大小，均应采用电焊焊接。

2.桥梁跨度大于10m的梁，不得用搭接接头。

3.在钢筋密排的结构内，当钢筋净距小于其直径的1.5倍时，不得使用搭接接头。搭接接头应与邻近的钢筋保持适当的距离，以利混凝土的灌筑。

(二)钢筋接头的布置

钢筋接头应设置在钢筋承受应力较小处，并分散布置。在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率应有所控制，具体规定如下：

1.闪光对焊的接头，在受弯构件的受拉区中，不得超过50%；在轴心受拉构件中不得超过25%；在受压区不受限制；

2.电弧焊接的接头位置，虽不受限制，但宜错开；

3.绑扎接头在构件的受拉区中，不得超过25%；在受压区中，不得超过50%；

4.钢筋接头应避开钢筋弯曲处，距弯曲点不应小于10d(d为钢筋直径)。

5.在施工中如分不清受拉区或受压区时，接头的设置均按受拉区的规定办理。

注 (1)两钢筋接头相距在30d（d为钢筋直径）以内，或两焊接接头相距在50cm以内，或两绑扎接头相距在绑扎搭接长度以内，均视为处于同一截面。

(2)在一根钢筋上不得配置过多接头，“同一截面”的一根钢筋上只准有一个接头。

(三)钢筋焊接接头类型

钢筋焊接接头类型有闪光对焊、双面焊缝帮条焊、单面焊缝帮条焊、双面焊缝搭接焊、单面焊缝搭接焊、钢筋与钢板搭接焊等，均应进行严格的质量检验。

闪光对焊接头的质量检验按以下方法进行

1.每一个闪光对焊接头，在外观上应符合下列要求：

(1)接头四周应有适当的墩粗部分，并呈均匀的毛刺外形；

(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋表面应没有明显的烧伤或裂纹；

(3)接头弯折角度不得大于4°；

(4)接头轴线的偏移不得大于0.1d(d为钢筋直径)，并不得大于2mm。

外观检查不合格的接头，经剔出重焊后可提交二次验收。

2.在同一条件下(指钢筋的生产厂、批号、级别、直径、焊工、焊接工艺、焊机等均相同)完成的焊接接头，以200个作为一批(不足200个也按一批计)，从中切取6个试件，三个作拉力试验，三个作冷弯试验，进行质量检查。若焊接质量不稳定或有疑问时，抽样数量应适当增加。

3.对焊接头的抗拉强度不应低于该级别钢筋的规定值，并至少要有两个试件断于焊缝以外，且呈塑性断裂。

三个拉力试件中如有一个抗拉强度低于该级别钢筋的规定值，或有二个试件在焊缝处及热影响区(按接头每边0.75d计算)发生脆性断裂时，应另取两倍数量(6个)的接头试件重行试验。复试中如有一个试件的抗拉强度低于该级别钢筋的规定值，或有3个试件在焊缝处及热影响区发生脆性断裂时，则该批对焊接头即判为不合格。

4.对焊接头的冷弯试验，不论采用机械弯曲或人工弯曲，心棒直径都要符合表2—10的规定。冷弯试验时应将接头内侧的毛刺、卷边削平，焊接点应位于弯曲中心，绕心棒弯曲至90°。试件经冷弯后，在弯曲背面不出现裂缝，即为冷弯试验合格，否则为不合格。在三个冷弯试件中，如有一个不合格，应另取两倍数量的试件重作试验，如在复试中仍有一个不合格，则该批对焊接头即判为不合格。

对焊接头冷弯试验的心棒直径(mm) 表2—10

注：①d为钢筋直径；②直径大于25mm的钢筋，心棒直径可增加1d。

(四)电弧焊钢筋接头(搭接、帮条)

1.电弧焊接头的技术要求

采用搭接、帮条电弧焊的钢筋接头，除满足强度计算要求外，尚应符合下列规定：

(1)搭接接头的长度、帮条的长度和焊缝的总长度应符合规定；

(2)搭接接头钢筋的轴线，应位于同一直线上；

(3)帮条接头的帮条，可采用与被焊钢筋同级别同直径的钢筋，当采用其他钢筋作帮条时，帮条的总面积除应满足强度要求外，当被焊钢筋为Ⅰ级时，两帮条钢筋的直径应大于或等于0.8倍被焊钢筋直径；当被焊钢筋为Ⅱ、Ⅲ级时，则两帮条钢筋的直径应大于或等于0.9倍被焊钢筋的直径。帮条和被焊钢筋的轴线应在同一平面上；

(4)焊缝高度h应等于或大于被焊钢筋直径的0.25倍，并不得小于4mm；焊缝宽度b应等于或大于被焊钢筋直径的0.7倍，并不得小于8mm(图2—10)；

图2—10 钢筋搭接、帮条焊接的焊缝图2—11 钢筋与钢板焊接的焊缝 (5)钢筋与钢板间进行搭接焊时，搭接长度应等于或大于被焊钢筋直径的4倍(Ⅰ级钢筋)或5倍(Ⅱ级钢筋)；焊缝高度h应等于或大于被焊钢筋直径的0.35倍，并不得小于4mm；焊缝宽度b应等于或大于被焊接钢筋直径的0.5倍，并不得小于6mm(图2—11)；

(6)为保证电弧焊接的质量，当每次改变钢筋的级别、直径、焊条牌号或调换焊工时，应先焊接二个试件进行抗拉试验，结果均大于该级别钢筋的抗拉强度时，方可正式施焊。

2.电弧焊接头的外观质量要求

(1)用小锤敲击接头时，钢筋发出与基本金属同样的清脆声；

(2)焊接接头无缺口、裂纹和较大的焊瘤，其缺陷偏差值不应超出表2—11的规定。

电弧焊接钢筋接头缺陷允许偏差值表2—11

注：①d 为被焊钢筋的直径。 ②表中的允许偏差在同一项目内有2

个数值时，应按其中较严重的数值

控制。

(3)焊接表面平顺。

(五)钢筋的绑扎接头 绑扎接头应符合下列规定：

1.受拉区域内的光圆钢筋末端应做成彼此相对的弯钩(图2—12)，

图2—12 钢筋的绑扎接头形式

绑扎接头的搭接长度(由两端部切线算起)不得小于表2—12规定的数 值。在钢筋搭接部分的中心及两端(共三处)，应使用铁丝绑扎结实。

钢筋绑扎接头最小搭接长度 表2—12

注：①绑扎接头的搭接长度除应符合上表外，在受拉区内不得小于250mm ，在

受压区内不得小于200mm 。 ②d 为钢筋直径。

2.受压光圆钢筋的末端以及轴向受压构件中任意直径的纵向钢筋的末端可不做弯钩，但搭接长度不应小于30d 。

3.螺纹钢筋的绑扎接头末端可不做弯钩。