第四节 钢筋加工
热轧钢筋按强度由低到高分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，级别越高强度越高，但塑性降低。钢筋按其轧制外形，可分为光面钢筋（圆钢）和带肋钢筋（螺纹钢、月牙纹钢等）两类。
钢筋按直径分：直径小于等于5mm的称为钢丝；直径大于等于6mm的称为钢筋，其中直径为6～12mm的称细钢筋，直径大于12mm的称粗钢筋。
钢筋按加工方法不同可分：热轧钢筋、冷拉、冷轧、冷拔、热处理钢筋（丝）等。
一、钢筋的检验和保管
发送到施工现场的钢筋，应附有出厂证明，或试验报告单，否则就认为是不合格产品。进场钢筋还要进行抽样检验，检验合格后才可使用。
钢筋的运输保管工作极为重要，往往因运输保管不善，致使钢筋品种混乱或材料锈蚀、污染或压弯而造成浪费，甚至影响工程质量。装卸钢筋时不得从高处抛掷。钢筋（含加工完毕待安装的钢筋）应按厂名、级别、规格分批架空堆置在仓库（棚）内，并分类立标牌。
二、钢筋加工
钢筋一般在钢筋车间或施工现场的钢筋加工厂加工，然后运至施工现场安装或绑扎。钢筋加工过程有冷加工、调直、除锈、剪切、焊接、弯曲、绑扎、安装等。
（一）钢筋调直
直径在12mm以下的钢筋，一般卷成圆盘出厂，故又称盘条。直径在12mm以上（含12mm）的钢筋，其长度为6～12m，可放长到24m（出厂供应），称为辗条。为了运输方便，大多弯曲成U形以利装卸。因此，钢筋在使用前，都必须进行调直，并符合下列规定：
（1）钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均应清除干净。
（2）钢筋应平直，无局部折曲。
（3）加工后的钢筋，表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。
（4）当利用冷拉方法矫直钢筋时，钢筋的矫直伸长率：HPB235、HRB335钢筋不得超过2％；HRB400、RRB400级钢筋不得超过l％。
调直方法分为机械和人工两种方法。
（二）除锈
钢筋除锈方法，简单的有钢丝刷除锈、砂盘除锈，也可以采用机械喷砂及电动机刷锈之类的小型机械除锈。
用钢丝刷除锈的办法，因其效率低、成本高（钢丝刷的消耗很大），一般很少采用。在工地上常用大木箱或桶盛入干燥的粗砾石，于木箱两端开槽穿孔，将钢筋插入槽孔并穿过砂砾来回摩擦，就可以把锈除去。这种砂盘除锈法效果好，而且设备简单，故采用较多。
（三）配料
钢筋配送工作，就是根据设计图纸和规范要求，计算出每种规格钢筋的根数和长度，正确地进行配料加工。最好将一个施工单位全部钢筋混凝土工程所需的钢筋规格、数量汇总成表，然后据此统筹安排进行配料。若不可能，也应对每一个分项工程的全部钢筋进行配料，力求避免浪费。
1.下料长度
在钢筋配料计算中，关键是算出下料长度。计算时根据设计图纸上的设计长度，加上由于弯钩增加的长度，再减去钢筋弯曲伸长值（由于弯曲而产生的），即
下料长度L=直段长度l直+斜段长度l斜+弯钩增加长度l弯+搭接长度l搭-弯曲伸长值s-弯起减短长度l短
一般情况下，受拉的光面圆钢筋的末端应弯成180°的半圆形弯钩。标准弯钩的形状尺寸如图1-11所示。设计图纸上标注钢筋的尺寸时，对于有弯钩的钢筋，都是注明至钢筋端点（外切点）的尺寸，如图1-11所示。因此，计算下料长度时，必须算出钢筋弯钩增加的长度l弯。由图可以看出，l弯值包括l80°弧长，末端直线段，但还需扣除外切点至弯点的距离（即2.25d），则l弯值可计算如下：
图1-11 标准弯钩
钢筋经过弯曲，因塑性变形而引起长度增加，增加的长度，称为钢筋弯曲伸长值（s）可按表1-7第五栏估算。但伸长值与钢筋材质、直径、弯曲度及加工方式有关，采用时宜通过试弯校核。
表1-7 各种形状弯曲钢筋下料长度计算
2.接头
钢筋的接头应按规范要求来布置。在钢筋配料时，还要考虑绑扎接头的搭接长度，至于焊接接头一般是先焊接后下料，因此，在配料时只需考虑其部位问题。
3.钢筋配料计算
钢筋的加工是以配料计算为依据的，因此，加工前须编制钢筋配料单，以免发生差错。配料单的格式如表1-8所示。
表1-8 工程钢筋配料单
注：配料中有绑扎接头的钢筋，除计算搭接长度外，还应在接头情况栏内加以说明。
现举一例来说明钢筋下料长度的计算方法。如图1-12（a）所示，梁中钢筋编号为①～⑤，按其形式分有直钢筋、弯起钢筋、箍筋三种。这三种形式的钢筋下料长度计算方法如下。
图1-12 钢筋下料长度的计算（单位：mm）
（1）直钢筋
①号钢筋是2根ф18的受拉钢筋，其钢筋简图如图1-12（b）所示。根据混凝土保护层的要求，受弯预制构件钢筋端头有10mm保护层，则钢筋长度为构件长度减去两端保护层。受拉钢筋采用光面钢筋，两端应设有弯钩，因此①号钢筋下料长度，可用下式计算：
钢筋下料长度=构件长-两端保护层+两端弯钩长l弯-弯曲伸长值s
=6000-2×10+（6.25×18）×2-（1.5×18）×2=6151（mm）
②号钢筋是2根ф10的架立钢筋，其钢筋简图如图1-12（c）所示。
②号钢筋下料长度为：6000-2×10+（6.25×10）×2-（1.5×10）×2=6075（mm）
（2）弯起钢筋
③号钢筋是1根ф18的弯起钢筋，上保护层为20mm，下保护层为30mm，其钢筋简图如图1-10（d）所示，弯起钢筋的斜长按表1-6计算。l斜=（450-50）×1.41=564（mm）。
③号钢筋下料长度=l直+l斜+l弯-s-l短=（390×2+4400）+564×2+（6.25×18）×2-（1.5×18）×2-（0.5×18）×4=6443（mm）。
④号钢筋也是1根ф18的弯起钢筋，其外形如图1-12（e）所示，其下料长度为（890×2+3400）+（400×1.41）×2+（6.25×18）×2-（1.5×18）×2-（0.5×18）×4=6443（mm）。
（3）箍筋
⑤号钢筋为ф6箍筋，每200mm放一个，如图1-12（f）所示。箍筋的开口处要设弯钩，弯钩部分的圆弧大小和主筋的粗细有关，根据主筋和箍筋直径不同，箍筋弯钩增加长度见表1-9，其形状如图1-13所示。
表1-9 用圆钢筋弯制的箍筋末端的弯钩长度（mm）
图1-13 箍筋末端弯钩
箍筋下料长度可用下式计算：
箍筋下料长度=箍筋周长+弯钩增加长度-弯曲伸长值
以⑤号箍筋为例，下料长度为
L=（412×2）+162×2+60×2-（1.25×6）×2-3×6=1235（mm）
式中3×6为3处90°弯曲伸长值，按90°直钩计算。
箍筋个数可用下式计算：（主筋长度÷箍筋间距）+1。
⑤号箍筋个数为：（5980÷200）+1=31个。
在实际工作中以上算式可以省略，一般可在钢筋配料单上，按编号画上简图，注上扣除混凝土保护层厚度的钢筋各段尺寸，然后进行运算。
钢筋配料计算是一项既细致而又重要的工作，因为钢筋加工以钢筋配料单作为唯一的依据，并且还是提出钢筋材料计算、签发工程任务单和限额领料单的依据。另外，现在钢筋加工数量往往很大，如果配料发生差错，就可能造成钢筋加工错误，其后果是浪费人工、材料，耽误工期，造成很大损失。所以我们一定要认真对待，在配料计算前要认真看懂图纸，在计算中要仔细运算。配料计算完成以后还要认真进行复核，填写配料单，作为钢筋工人进行钢筋加工的依据。
钢筋加工的允许偏差不得超过表1-10的规定。弯制加工完毕的钢筋应放置在棚内的架垫上，避免锈蚀和污染。
表1-10 钢筋加工的允许偏差（mm）
注：L——钢筋长度。
三、钢筋的接头
当钢筋长度不够设计长度时，则需接长。但接头好坏将直接影响钢筋受力强度和材料用量。常用的接头方法有绑扎、焊接和挤压套筒对接等三种方法。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，但在拉杆中的钢筋，无论直径大小均应采用焊接接头。在钢筋排列紧密的结构内，当钢筋间净距小于其直径的1.5倍或30mm（竖向）和45mm（横向）时，不得采用搭接接头。另外，跨度大于10m的梁，也不得采用搭接接头。钢筋接头应避开钢筋弯曲处，距弯曲点不小于10d，也不宜在最大弯矩处。
（一）绑扎法
将两根钢筋搭头用铁丝绑扎起来。受拉区域内的光面圆钢筋，接头处应做成弯钩，在钢筋搭接部分的中心及两端（共三处），用铁丝绑扎结实。螺纹钢筋可不做弯钩，直接相搭绑扎即可，其形式如图1-14所示。
图1-14 钢筋的绑扎接头
受压光面圆钢筋的接头处，以及轴心受压构件中任意直径的纵向钢筋的接头处可不做弯钩，但钢筋的搭接长度不应小于30d。
钢筋采用绑扎接头时，其搭接长度不应小于表1-11规定的数值。
表1-11 钢筋绑扎接头的最小搭接长度
注：①绑扎接头的搭接长度，除应符合表中规定外，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。
（二）焊接法
热轧钢筋的接头，可采用电焊焊接。电焊焊接有接触对焊和电弧焊，接触对焊又分为电阻对焊和闪光对焊两种，目前以闪光对焊为主。
电阻对焊是将两根钢筋端头靠紧后通电，在接触区域产生高温，待达到焊接温度时，给接头处加以压力形成接头。此法操作简单，但对钢筋端面要求严格，不易保证质量，且要求对焊机功率大，耗电量多，一般很少采用。
闪光对焊是先通电流，再使焊件不断轻微接触，因而产生闪光电弧。焊件端面不需加工铣平，施焊时接触面积甚小，故通过电流密度较大，接触处电热集中，在很短时间内，端头即达熔化，在闪光过程中，中间夹杂物将全部以火花形式喷出，部分温度内传，使接触端面变得十分平整。随后施以较大压力，使电流在短路的同时，将焊件接口中的溶液挤出而溢流，形成牢固的接头。闪光对焊不但质量好，对钢筋强度影响小，而且用电省、工效高。因此，闪光对焊为目前较普遍采用的一种方法。
电弧焊的工作原理是利用电弧产生的热能，把钢筋末端和焊条（或帮条和焊条）熔化，冷却凝固后便形成焊接接头。电弧焊接的接头有三种形式：
（1）搭接电弧焊接头，接头形式如图1-15（a）所示。
（2）帮条电弧焊接头，接头形式如图1-15（b）所示。
（3）坡口电弧焊接头，接头形式如图1-15（c）所示。
图1-15 电弧焊接的接头形式
（三）冷压接头
冷压接头是一种机械连接方法，适用于ф18～ф40螺纹钢筋的连接。它是用预制的钢套管，套在连接钢筋的两端，然后用挤压器压扁套筒并与钢筋牢固连接在一起，利用钢套管与钢筋螺纹的摩擦阻力来连接钢筋，这种接头简便可靠，强度可达到并超过原钢筋强度，质量稳定可靠，现场连接速度快（每个接头所需挤压时间仅1～3min），接头耗钢量比搭接省。另外，等强直螺纹连接技术在国内现行钢筋焊接连接、套筒挤压连接和锥螺纹连接等技术基础上又迈进了一大步，具有接头强度高，与母材等强，连接速度快，性能稳定，应用范围广，操作方便等特点。其制作工艺可分为三个步骤：钢筋端部镦粗，在镦粗段上切削直螺纹，利用连接套筒对接钢筋。
（四）钢筋的布置
在构件中，钢筋接头位置应相互错开。在同一截面内的受力钢筋，其接头的截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率应符合表1-12的规定。
表1-12 同一截面内钢筋接头占钢筋总截面面积百分率
注：①在分不清受拉或受压区时，按受拉区办理；
②两钢筋接头相距在30d以内，或两焊接接头相距在50cm，或两绑扎接头的中距在绑扎长度以内，均视为处于“同一截面”，并不得小于50cm；
③在同一根钢筋上不得配置过多接头，“同一截面”内同一根钢筋上只准有一个接头。
配料完成后，应检查在“同一截面”内接头是否有重复；有重复时，检查是否超过了同一截面内钢筋接头占钢筋总截面面积的百分率。此外，还应检查有没有把接头配在各种不该配接头的位置中。
以上所说的是一般配料步骤，这种配料方法是否最经济和合理，就不一定了。因为材料的节约主要表现在剪断下来的断头长度将来能不能得到有效的利用，或者能不能最大限度地利用库存的短料。
四、钢筋的代换
工程施工中经常遇到供应的钢筋品种、规格与设计文件要求不相符合的情况，此时可进行钢筋代换。钢筋代换的基本要求为：
（1）充分了解设计意图和代用钢筋性能，严格遵守设计规范的各项规定。
（2）代换后的钢筋直径、根数、间距、锚固长度等必须满足构造要求。
（3）重要结构或对钢材有特殊要求时，代用时应征得设计、监理单位同意。
（4）代用钢筋用量不宜大于原设计用量的5％，也不宜低于原设计用量的2％。钢筋代换有如下三种方法。
①结构按强度控制时，可按等强原则代换，即
RglAg1=Rg2Ag2
式中 Rg1，Ag1——原设计的钢筋强度和总面积；
Rg2，Ag2——代换后的钢筋强度和总面积。
②构件按最小配筋率控制时，可按钢筋面积相等的原则进行代换，即
Ag1=Ag2
③结构按抗裂要求控制时，钢筋代换应进行裂缝及抗裂性验算。
五、钢筋的安装
钢筋的安装是钢筋工程的最后一道工序。根据工程对象和施工设备条件，可以把成型钢筋就地单根绑扎，也可以预制钢筋网架，整体吊运安装，也可以两者结合，预制骨架安装后，再单根绑扎构造钢筋。必须重视这一关键性工序，原则上是尽量减少单根就地绑扎，尽可能采用整体或半整体吊运安装。