钢筋工程

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熔化的金属与空气接触时，将吸收 氧、氮影响这部分金属的机械性能，降 低其塑性和冲击韧性，为改善这种状况， 焊条表面常涂一层药皮，在电弧高温的 作用下，焊条表面药皮一部分氧化，在 电弧周围形成保护性气体，另一部分起 脱氧作用，它的氧化物形成熔渣，浮于 焊缝金属表面，这样可以保护焊缝金属 不受有害气体的影响。 • 钢筋电弧焊接头主要有三种形式： • 帮条焊、坡口焊、搭接焊。
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电弧焊外观检查：
一般要求表面平整，无裂纹，无较大凹陷、焊 瘤，无明显咬边，气孔、夹渣等缺陷。
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取样：
每一楼层以300个同类型接头为一批，每一批 选取三个接头进行拉伸试验，如一个不合格，取双 倍试件复试，再有一个不合格，再有一个不合格， 在该批接头不合格。
• 3、点焊设备 • 混凝土结构中的钢筋骨架和钢筋网片的交叉 钢筋焊接宜采用电阻点焊。焊接时将钢筋的交叉 点放入点焊机两极之间，通电使钢筋加热到一定 温度后，加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度 (压入深度为两钢筋中较细者直径的1／4—2／5)， 将焊点焊牢。采用点焊代替绑扎，可以提高工效， 便于运输。在钢筋骨架和钢筋网成型时优先采用 电阻点焊。 • 适用于直径6～m 的HPB235、HPB335级钢筋和 直径3～5mm的冷拔低碳钢丝的，它生产效率高， 节约材料，应用广泛。
• （3）剖口焊。 • 钢筋坡口焊接头可分为坡口平焊接 头和坡口立焊接头两种，图4—23。 • 适用范围： • ①适用于直径18~40mm的HPB235、 HRB335、HRB400级钢筋及RRB400级 钢筋 • ②主要用于装配式结构节点的焊 接。
钢筋坡口焊接头 (a)平焊 (b)立焊
• 钢筋坡口平焊采用V形坡口，坡口夹 角为60°，两根钢筋的根部空隙为4 ～6mm，下垫钢板长度40~60mm，厚 度4~6mm，钢垫板宽度为钢筋直径加 10mm。 • 钢筋坡口立焊采用45°坡口，两根 钢筋的根部空隙为3～5mm，下垫钢 板长度40~60mm，厚度4~6mm，钢垫 板宽度为钢筋直径。
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钢丝（φ3～φ5mm）
细钢筋（φ6～φ10mm）
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中粗钢筋（φ12～φ20mm）
粗钢筋（φ20mm以上）
• 2、钢筋的验收和存放 • A、钢筋的验收 • 热轧钢筋：热轧钢筋 的外观检查，要求钢筋 表面不得有裂缝、结疤 和折叠，钢筋表面允许 有凸块，但不得超过横 肋的最大高度，钢筋的 外形尺寸应符合规定。
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帮条焊宜采用与主筋同级别、同直 径的钢筋制作，其帮条长度见表4-11 （P150) • 若帮条级别与主筋相同时，帮条直 径可比主筋直径小一个规格；如帮条直 径与主筋相同时，帮条的级别可比主筋 低一个级别。
• （2）搭接焊 • 又称搭接接头。 • 把钢筋端部弯曲一定角度叠合起来，在 钢筋接触面上焊接形成焊缝，它分为双 面焊缝和单面焊缝。适用于焊接直径 10~40mm的HPB235、HPB335级钢筋。搭 接长度表4-11.
搭接接头（单面、双面） 帮条接头（单面、双面） 坡口接头（平焊、立焊） 熔槽帮条焊
帮条焊接头
搭接焊接头
• 1、帮条焊 • 适用范围：适用于直径10~40mm的 各级钢筋。
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帮条焊是将两根待焊的钢筋对正，使两 端头离开2~5mm，然后用短帮条，帮在外侧， 在与钢筋接触部分，焊接一面或两面，称为 帮条焊。它分为单面焊缝和双面焊缝图4-23 （教材P149图4—23）。若采用双面焊，接头 中应力传递对称、平衡，受力性能好；若采 用单面焊，则受力情况差。因此，应尽量可 能采用双面焊，而只有在受施工条件限制不 能进行双面焊时，才采用单面焊。
• 2、电弧焊
• 电弧焊是利用弧焊机使焊条和焊件之间产 生高温电弧，熔化焊条和高温电弧范围内的焊 件金属，熔化的金属凝固后形成焊接接头。电 弧焊广泛用于钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、 装配式结构钢筋接头焊接及钢筋与钢板、钢板 与钢板的焊接等。 • 焊接时，先将焊件和焊条分别与电焊机的 两极相连，然后引弧，引弧时，先将焊条端部 轻轻地和焊件接触，造成瞬间短路，随即很快 提起2~4mm，使空气产生电离，而引燃电弧，以 熔化金属。
表5－10 测定冷拉率时钢筋的冷拉应力
3．冷拉设备
• 冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋 夹具等部分组成，如图5－23所示。
图5-23 冷拉设备 1-卷扬机；2-滑轮组；3-冷拉小车；4-夹具；5-被冷拉的钢筋；6-地锚； 7-防护壁； 8-标尺；9-回程荷重架；10-回程滑轮组；11-传力架； 12-冷拉槽；13-液压千斤顶
• (2)冷拉后钢筋有 内应力存在，内应 力会促进钢筋内的 晶体组织调整，使 屈服强度进一步提 高。该晶体组织调 整过程称为“时 效”。
图5-22 钢筋冷拉原理
2．冷拉控制
• • • • 钢筋冷拉控制可以用控制冷拉应力或冷拉率的方法。 控制冷拉率 (1)冷拉控制应力值如表5－9所示。 (2)冷拉后检查钢筋的冷拉率，如超过表中规定的数值， 则应进行钢筋力学性能试验。
二、钢筋的连接
（一）钢筋焊接
• 常用的焊接方法有：闪光对焊、电阻点焊、电 弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊、气压焊等。 • 1、闪光对焊 • 闪光对焊广泛用于焊接直径为10~40mm的 HPB235、HRB335、HRB400热轧钢筋和直径为 10~25mm的RRB400余热处理钢筋及预应力筋与 螺丝端杆的焊接。
对焊机外形
钢筋对焊接头的外形图 1—钢筋； 2—接头
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钢筋闪光对焊后，应对接头进行外观检查，
（无裂缝和烧伤，接头弯折不大于4°，轴线偏移不
大于1/10的钢筋直径，也不大于2㎜），同时应按规
格接头6％的比例，做三根拉伸试验和三根冷弯试验， 其抗拉强度实测值不应小于母材的抗拉强度，且断 于接头的外处。
• 热轧钢筋的力学性能检查以同规格、同批号的 不超过60T钢筋为一批，每批钢筋中任选两根，每根 取两个试样分别进行拉力试验和冷弯试验，如有一 项试验结果不符合规定，则从同一批中另取双倍数 量的试样重作各项试验，如仍有一个试样不合格， 则该批钢筋为不合格品，应降级使用。
•冷拉钢筋：冷拉钢筋以不超过20T的同级别、同
低碳钢应力应变曲线
钢筋的拉伸曲线
表5－9 冷拉控制应力及最大冷拉率
• 控制冷拉应力 • (1)用做预应力混凝土结构的预应力筋，宜 采用冷拉应力来控制。 • (2)对同炉批钢筋，试件不宜少于4个，每 个试件都按表表5－10规定的冷拉应力值在 万能试验机上测定相应的冷拉率，取平均 值作为该炉批钢筋的实际冷拉率。 • (3)不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的 方法进行钢筋冷拉。
• （1）焊接原理 • 利用低电压，强电流在钢筋接头处，产 生高温，钢筋熔化，施加压力顶锻，使 两根钢筋焊接在一起，形成对焊接头。 图4—73 为对焊机示意图。
• （2）焊接工艺 • (1)连续闪光焊 • 连续闪光焊的工艺过程为：先将钢筋夹入对焊机的 两极中，闭合电源，然后使两根钢筋 端面轻微接触。 此时由于钢筋端部表面不平，接触面很小，电流通 过时电流密度和电阻很大，接触点很快熔化，产生 金属蒸汽飞溅，形成闪光现象。形成闪光后，徐徐 移动钢筋，形成连续闪光。当钢筋烧化规定长度后， 接头烧平，闪去杂质和氧化膜，白热熔化时，以一 定的压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢，形成对 焊接头。适用于直径25mm 以下的钢筋。。对焊接头 的外形见图4—74 。
• (2)预热闪光焊 • 预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一 次预热过程，以使钢筋均匀加热。其工艺 过程为预热一闪光一顶锻。即先闭合电源， 使两根钢筋端面交替轻微接触和分开，发 出断续闪光使钢筋预热，当钢筋烧化到规 定的预热留量后，连续闪光，最后进行顶 锻。适用于端部平整的钢筋。
• (3)闪光一预热一闪光焊 • 闪光一预热一闪光焊是在预热闪光焊前 加一次闪光过程，使钢筋端面烧化平整，预 热均匀。适用于直径25mm 以上端部不平整的 钢筋。
一、钢筋的冷加工 （一）钢筋的冷拉 • 钢筋的冷拉：钢筋的冷拉 是在常温下对钢筋进行强 力拉伸，拉应力超过钢筋 的屈服强度，使钢筋产生 塑性变形，以达到调直钢 筋，提高强度的目的。 • 冷拉钢筋的控制可用控制 应力或控制冷拉率的方法
1．冷拉原理
• (1)钢筋冷拉原理如图5-22所示。图中o a b c d e为钢 筋的拉伸特性曲线。冷拉时，拉应力超过屈服点b达到c 点，然后卸载。由于钢筋已产生塑性变形，卸载过程中 应力－应变曲线将沿o1cde变化，并在c点附近出现新的 屈服点，该屈服点明显高于冷拉前的屈服点b，这种现 象称为“变形硬化”。冷拉后的新屈服点并非保持不变， 而是随时间延长提高至c/点，这种现象称为“时效硬 化”。由于变形硬化和时效硬化的结果，其新的应力－ 应变曲线则为oc/d/e/，此时，钢筋的强度提高了，但 脆性也增加了。图中c点对应的应力即为冷拉钢筋的控 制应力，oo2即为相应的冷拉率。
• 工艺过程 • (1)预压 • 在压力作用下，两交叉钢筋紧密接触，这段时间属 于预 压阶段。 • (2)通电 • 通电阶段即加热熔化阶段。在通电开始一段时间内， 接 触点面积扩大，固态金属因加热而膨胀，在焊接 压力作用下， 焊接处金属产生塑性变形，并挤向钢 筋间缝隙中；继续加热 后，开始出现熔化点，并逐 渐扩大成所要求的核心尺寸时切 断电流。
• （二）钢筋的冷拔 • 钢筋的冷拔是用强力将直径6～8㎜的I级钢筋在常 温下通过特制的钨合金拔丝模，使钢筋产生塑性 变形，其轴向被拉伸，径向被压缩，内部晶格变 形，因而抗拉强度提高（提高50%～90%），塑性 降低，并呈硬刚性。 • 冷拔低碳钢丝分为甲、乙级，甲级钢丝主要用作 预应力混凝土构件的预应力筋，乙级钢丝用于焊 接网片和焊接骨架、架立筋、箍筋和构造钢筋。 • 钢筋的冷拔的工艺过程是：轧头 剥皮 通过润滑剂 进入拔丝模
盘，每盘取两个试样。
•冷轧带肋：此类以不大于 50T的同级别、同钢号、同 规格为一批，每批抽取5％ 但不少于5盘进行外观尺寸、 表面质量和重量偏差进行外 观的检查，力学性能应逐盘 进行检查，从每盘任一端截 取不小于500㎜后取两个试 样分别进行试验，如有一项 指标不合格，则该盘钢筋判 为不合格。