第四節 鋼筋加工
熱軋鋼筋按強度由低到高分為HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三個等級，級別越高強度越高，但塑性降低。鋼筋按其軋制外形，可分為光面鋼筋（圓鋼）和帶肋鋼筋（螺紋鋼、月牙紋鋼等）兩類。
鋼筋按直徑分：直徑小于等于5mm的稱為鋼絲；直徑大于等于6mm的稱為鋼筋，其中直徑為6～12mm的稱細鋼筋，直徑大于12mm的稱粗鋼筋。
鋼筋按加工方法不同可分：熱軋鋼筋、冷拉、冷軋、冷拔、熱處理鋼筋（絲）等。
一、鋼筋的檢驗和保管
發送到施工現場的鋼筋，應附有出廠證明，或試驗報告單，否則就認為是不合格產品。進場鋼筋還要進行抽樣檢驗，檢驗合格后才可使用。
鋼筋的運輸保管工作極為重要，往往因運輸保管不善，致使鋼筋品種混亂或材料銹蝕、污染或壓彎而造成浪費，甚至影響工程質量。裝卸鋼筋時不得從高處拋擲。鋼筋（含加工完畢待安裝的鋼筋）應按廠名、級別、規格分批架空堆置在倉庫（棚）內，并分類立標牌。
二、鋼筋加工
鋼筋一般在鋼筋車間或施工現場的鋼筋加工廠加工，然后運至施工現場安裝或綁扎。鋼筋加工過程有冷加工、調直、除銹、剪切、焊接、彎曲、綁扎、安裝等。
（一）鋼筋調直
直徑在12mm以下的鋼筋，一般卷成圓盤出廠，故又稱盤條。直徑在12mm以上（含12mm）的鋼筋，其長度為6～12m，可放長到24m（出廠供應），稱為輾條。為了運輸方便，大多彎曲成U形以利裝卸。因此，鋼筋在使用前，都必須進行調直，并符合下列規定：
（1）鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮皮、鐵銹等均應清除干凈。
（2）鋼筋應平直，無局部折曲。
（3）加工后的鋼筋，表面不應有削弱鋼筋截面的傷痕。
（4）當利用冷拉方法矯直鋼筋時，鋼筋的矯直伸長率：HPB235、HRB335鋼筋不得超過2％；HRB400、RRB400級鋼筋不得超過l％。
調直方法分為機械和人工兩種方法。
（二）除銹
鋼筋除銹方法，簡單的有鋼絲刷除銹、砂盤除銹，也可以采用機械噴砂及電動機刷銹之類的小型機械除銹。
用鋼絲刷除銹的辦法，因其效率低、成本高（鋼絲刷的消耗很大），一般很少采用。在工地上常用大木箱或桶盛入干燥的粗礫石，于木箱兩端開槽穿孔，將鋼筋插入槽孔并穿過砂礫來回摩擦，就可以把銹除去。這種砂盤除銹法效果好，而且設備簡單，故采用較多。
（三）配料
鋼筋配送工作，就是根據設計圖紙和規范要求，計算出每種規格鋼筋的根數和長度，正確地進行配料加工。最好將一個施工單位全部鋼筋混凝土工程所需的鋼筋規格、數量匯總成表，然后據此統籌安排進行配料。若不可能，也應對每一個分項工程的全部鋼筋進行配料，力求避免浪費。
1.下料長度
在鋼筋配料計算中，關鍵是算出下料長度。計算時根據設計圖紙上的設計長度，加上由于彎鉤增加的長度，再減去鋼筋彎曲伸長值（由于彎曲而產生的），即
下料長度L=直段長度l直+斜段長度l斜+彎鉤增加長度l彎+搭接長度l搭-彎曲伸長值s-彎起減短長度l短
一般情況下，受拉的光面圓鋼筋的末端應彎成180°的半圓形彎鉤。標準彎鉤的形狀尺寸如圖1-11所示。設計圖紙上標注鋼筋的尺寸時，對于有彎鉤的鋼筋，都是注明至鋼筋端點（外切點）的尺寸，如圖1-11所示。因此，計算下料長度時，必須算出鋼筋彎鉤增加的長度l彎。由圖可以看出，l彎值包括l80°弧長，末端直線段，但還需扣除外切點至彎點的距離（即2.25d），則l彎值可計算如下：
圖1-11 標準彎鉤
鋼筋經過彎曲，因塑性變形而引起長度增加，增加的長度，稱為鋼筋彎曲伸長值（s）可按表1-7第五欄估算。但伸長值與鋼筋材質、直徑、彎曲度及加工方式有關，采用時宜通過試彎校核。
表1-7 各種形狀彎曲鋼筋下料長度計算
2.接頭
鋼筋的接頭應按規范要求來布置。在鋼筋配料時，還要考慮綁扎接頭的搭接長度，至于焊接接頭一般是先焊接后下料，因此，在配料時只需考慮其部位問題。
3.鋼筋配料計算
鋼筋的加工是以配料計算為依據的，因此，加工前須編制鋼筋配料單，以免發生差錯。配料單的格式如表1-8所示。
表1-8 工程鋼筋配料單
注：配料中有綁扎接頭的鋼筋，除計算搭接長度外，還應在接頭情況欄內加以說明。
現舉一例來說明鋼筋下料長度的計算方法。如圖1-12（a）所示，梁中鋼筋編號為①～⑤，按其形式分有直鋼筋、彎起鋼筋、箍筋三種。這三種形式的鋼筋下料長度計算方法如下。
圖1-12 鋼筋下料長度的計算（單位：mm）
（1）直鋼筋
①號鋼筋是2根ф18的受拉鋼筋，其鋼筋簡圖如圖1-12（b）所示。根據混凝土保護層的要求，受彎預制構件鋼筋端頭有10mm保護層，則鋼筋長度為構件長度減去兩端保護層。受拉鋼筋采用光面鋼筋，兩端應設有彎鉤，因此①號鋼筋下料長度，可用下式計算：
鋼筋下料長度=構件長-兩端保護層+兩端彎鉤長l彎-彎曲伸長值s
=6000-2×10+（6.25×18）×2-（1.5×18）×2=6151（mm）
②號鋼筋是2根ф10的架立鋼筋，其鋼筋簡圖如圖1-12（c）所示。
②號鋼筋下料長度為：6000-2×10+（6.25×10）×2-（1.5×10）×2=6075（mm）
（2）彎起鋼筋
③號鋼筋是1根ф18的彎起鋼筋，上保護層為20mm，下保護層為30mm，其鋼筋簡圖如圖1-10（d）所示，彎起鋼筋的斜長按表1-6計算。l斜=（450-50）×1.41=564（mm）。
③號鋼筋下料長度=l直+l斜+l彎-s-l短=（390×2+4400）+564×2+（6.25×18）×2-（1.5×18）×2-（0.5×18）×4=6443（mm）。
④號鋼筋也是1根ф18的彎起鋼筋，其外形如圖1-12（e）所示，其下料長度為（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號鋼筋為ф6箍筋，每200mm放一個，如圖1-12（f）所示。箍筋的開口處要設彎鉤，彎鉤部分的圓弧大小和主筋的粗細有關，根據主筋和箍筋直徑不同，箍筋彎鉤增加長度見表1-9，其形狀如圖1-13所示。
表1-9 用圓鋼筋彎制的箍筋末端的彎鉤長度（mm）
圖1-13 箍筋末端彎鉤
箍筋下料長度可用下式計算：
箍筋下料長度=箍筋周長+彎鉤增加長度-彎曲伸長值
以⑤號箍筋為例，下料長度為
L=（412×2）+162×2+60×2-（1.25×6）×2-3×6=1235（mm）
式中3×6為3處90°彎曲伸長值，按90°直鉤計算。
箍筋個數可用下式計算：（主筋長度÷箍筋間距）+1。
⑤號箍筋個數為：（5980÷200）+1=31個。
在實際工作中以上算式可以省略，一般可在鋼筋配料單上，按編號畫上簡圖，注上扣除混凝土保護層厚度的鋼筋各段尺寸，然后進行運算。
鋼筋配料計算是一項既細致而又重要的工作，因為鋼筋加工以鋼筋配料單作為唯一的依據，并且還是提出鋼筋材料計算、簽發工程任務單和限額領料單的依據。另外，現在鋼筋加工數量往往很大，如果配料發生差錯，就可能造成鋼筋加工錯誤，其后果是浪費人工、材料，耽誤工期，造成很大損失。所以我們一定要認真對待，在配料計算前要認真看懂圖紙，在計算中要仔細運算。配料計算完成以后還要認真進行復核，填寫配料單，作為鋼筋工人進行鋼筋加工的依據。
鋼筋加工的允許偏差不得超過表1-10的規定。彎制加工完畢的鋼筋應放置在棚內的架墊上，避免銹蝕和污染。
表1-10 鋼筋加工的允許偏差（mm）
注：L——鋼筋長度。
三、鋼筋的接頭
當鋼筋長度不夠設計長度時，則需接長。但接頭好壞將直接影響鋼筋受力強度和材料用量。常用的接頭方法有綁扎、焊接和擠壓套筒對接等三種方法。在確無條件施行焊接時，對直徑在25mm及以下的鋼筋方可采用綁扎搭接，但在拉桿中的鋼筋，無論直徑大小均應采用焊接接頭。在鋼筋排列緊密的結構內，當鋼筋間凈距小于其直徑的1.5倍或30mm（豎向）和45mm（橫向）時，不得采用搭接接頭。另外，跨度大于10m的梁，也不得采用搭接接頭。鋼筋接頭應避開鋼筋彎曲處，距彎曲點不小于10d，也不宜在最大彎矩處。
（一）綁扎法
將兩根鋼筋搭頭用鐵絲綁扎起來。受拉區域內的光面圓鋼筋，接頭處應做成彎鉤，在鋼筋搭接部分的中心及兩端（共三處），用鐵絲綁扎結實。螺紋鋼筋可不做彎鉤，直接相搭綁扎即可，其形式如圖1-14所示。
圖1-14 鋼筋的綁扎接頭
受壓光面圓鋼筋的接頭處，以及軸心受壓構件中任意直徑的縱向鋼筋的接頭處可不做彎鉤，但鋼筋的搭接長度不應小于30d。
鋼筋采用綁扎接頭時，其搭接長度不應小于表1-11規定的數值。
表1-11 鋼筋綁扎接頭的最小搭接長度
注：①綁扎接頭的搭接長度，除應符合表中規定外，在受拉區內不得小于250mm，在受壓區內不得小于200mm；
②d為鋼筋直徑。
（二）焊接法
熱軋鋼筋的接頭，可采用電焊焊接。電焊焊接有接觸對焊和電弧焊，接觸對焊又分為電阻對焊和閃光對焊兩種，目前以閃光對焊為主。
電阻對焊是將兩根鋼筋端頭靠緊后通電，在接觸區域產生高溫，待達到焊接溫度時，給接頭處加以壓力形成接頭。此法操作簡單，但對鋼筋端面要求嚴格，不易保證質量，且要求對焊機功率大，耗電量多，一般很少采用。
閃光對焊是先通電流，再使焊件不斷輕微接觸，因而產生閃光電弧。焊件端面不需加工銑平，施焊時接觸面積甚小，故通過電流密度較大，接觸處電熱集中，在很短時間內，端頭即達熔化，在閃光過程中，中間夾雜物將全部以火花形式噴出，部分溫度內傳，使接觸端面變得十分平整。隨后施以較大壓力，使電流在短路的同時，將焊件接口中的溶液擠出而溢流，形成牢固的接頭。閃光對焊不但質量好，對鋼筋強度影響小，而且用電省、工效高。因此，閃光對焊為目前較普遍采用的一種方法。
電弧焊的工作原理是利用電弧產生的熱能，把鋼筋末端和焊條（或幫條和焊條）熔化，冷卻凝固后便形成焊接接頭。電弧焊接的接頭有三種形式：
（1）搭接電弧焊接頭，接頭形式如圖1-15（a）所示。
（2）幫條電弧焊接頭，接頭形式如圖1-15（b）所示。
（3）坡口電弧焊接頭，接頭形式如圖1-15（c）所示。
圖1-15 電弧焊接的接頭形式
（三）冷壓接頭
冷壓接頭是一種機械連接方法，適用于ф18～ф40螺紋鋼筋的連接。它是用預制的鋼套管，套在連接鋼筋的兩端，然后用擠壓器壓扁套筒并與鋼筋牢固連接在一起，利用鋼套管與鋼筋螺紋的摩擦阻力來連接鋼筋，這種接頭簡便可靠，強度可達到并超過原鋼筋強度，質量穩定可靠，現場連接速度快（每個接頭所需擠壓時間僅1～3min），接頭耗鋼量比搭接省。另外，等強直螺紋連接技術在國內現行鋼筋焊接連接、套筒擠壓連接和錐螺紋連接等技術基礎上又邁進了一大步，具有接頭強度高，與母材等強，連接速度快，性能穩定，應用范圍廣，操作方便等特點。其制作工藝可分為三個步驟：鋼筋端部鐓粗，在鐓粗段上切削直螺紋，利用連接套筒對接鋼筋。
（四）鋼筋的布置
在構件中，鋼筋接頭位置應相互錯開。在同一截面內的受力鋼筋，其接頭的截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率應符合表1-12的規定。
表1-12 同一截面內鋼筋接頭占鋼筋總截面面積百分率
注：①在分不清受拉或受壓區時，按受拉區辦理；
②兩鋼筋接頭相距在30d以內，或兩焊接接頭相距在50cm，或兩綁扎接頭的中距在綁扎長度以內，均視為處于“同一截面”，并不得小于50cm；
③在同一根鋼筋上不得配置過多接頭，“同一截面”內同一根鋼筋上只準有一個接頭。
配料完成后，應檢查在“同一截面”內接頭是否有重復；有重復時，檢查是否超過了同一截面內鋼筋接頭占鋼筋總截面面積的百分率。此外，還應檢查有沒有把接頭配在各種不該配接頭的位置中。
以上所說的是一般配料步驟，這種配料方法是否最經濟和合理，就不一定了。因為材料的節約主要表現在剪斷下來的斷頭長度將來能不能得到有效的利用，或者能不能最大限度地利用庫存的短料。
四、鋼筋的代換
工程施工中經常遇到供應的鋼筋品種、規格與設計文件要求不相符合的情況，此時可進行鋼筋代換。鋼筋代換的基本要求為：
（1）充分了解設計意圖和代用鋼筋性能，嚴格遵守設計規范的各項規定。
（2）代換后的鋼筋直徑、根數、間距、錨固長度等必須滿足構造要求。
（3）重要結構或對鋼材有特殊要求時，代用時應征得設計、監理單位同意。
（4）代用鋼筋用量不宜大于原設計用量的5％，也不宜低于原設計用量的2％。鋼筋代換有如下三種方法。
①結構按強度控制時，可按等強原則代換，即
RglAg1=Rg2Ag2
式中 Rg1，Ag1——原設計的鋼筋強度和總面積；
Rg2，Ag2——代換后的鋼筋強度和總面積。
②構件按最小配筋率控制時，可按鋼筋面積相等的原則進行代換，即
Ag1=Ag2
③結構按抗裂要求控制時，鋼筋代換應進行裂縫及抗裂性驗算。
五、鋼筋的安裝
鋼筋的安裝是鋼筋工程的最后一道工序。根據工程對象和施工設備條件，可以把成型鋼筋就地單根綁扎，也可以預制鋼筋網架，整體吊運安裝，也可以兩者結合，預制骨架安裝后，再單根綁扎構造鋼筋。必須重視這一關鍵性工序，原則上是盡量減少單根就地綁扎，盡可能采用整體或半整體吊運安裝。