鋼筋冷拉原理的驗(yàn)證及冷拉安全操作試驗(yàn)類型課件

《建筑施工與安全》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

適用專業(yè)：安全工程

姜錫慧編寫《建筑施工與安全》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

適用專業(yè)：安全工程實(shí)驗(yàn)一鋼筋冷拉原理的驗(yàn)證及冷拉安全操作實(shí)驗(yàn)類型：綜合性

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜じ鞣N類型鋼筋的性質(zhì)熟悉鋼筋冷拉設(shè)備的布置、操作掌握鋼筋冷拉原理掌握鋼筋冷拉參數(shù)控制手段掌握鋼筋冷拉時(shí)的安全措施一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜じ鞣N類型鋼筋的性質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)鋼筋樣品進(jìn)行驗(yàn)收，熟悉冷拉設(shè)備，驗(yàn)證冷拉原理和時(shí)效作用，掌握鋼筋冷拉操作技術(shù)和冷拉過程中的安全防護(hù)措施。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)鋼筋樣品進(jìn)行驗(yàn)收，熟悉冷拉設(shè)備，驗(yàn)證冷拉原理和三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼筋冷拉機(jī)防護(hù)檔板三相低壓變壓器夾具便攜式電子點(diǎn)式測溫儀酚醛紙板直尺三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼筋冷拉機(jī)四、所需耗材Ⅰ級(jí)熱軋鋼筋Ⅱ級(jí)熱軋鋼筋Ⅲ級(jí)熱軋鋼筋Ⅳ級(jí)熱軋鋼筋四、所需耗材Ⅰ級(jí)熱軋鋼筋五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋混凝土工程中所用的鋼筋均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場檢查驗(yàn)收，合格后方能入庫存放、待用。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求：鋼筋進(jìn)場時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)（如：《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499-2007)）等規(guī)定抽取試件做力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。驗(yàn)收內(nèi)容包括：查對(duì)鋼筋標(biāo)牌等出廠證明，檢查外觀，并按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定抽取試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。標(biāo)牌應(yīng)注明生產(chǎn)廠、生產(chǎn)日期、鋼號(hào)、爐罐號(hào)、鋼筋級(jí)別、直徑等，除此之外還應(yīng)有產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告等。鋼筋的外觀檢查包括：鋼筋應(yīng)平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。鋼筋表面凸塊不允許超過橫肋\(yùn)螺紋的高度；鋼筋的外形尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)，從每批中任意抽出兩根鋼筋，每根鋼筋上取兩個(gè)試樣分別進(jìn)行拉力試驗(yàn)(測定其屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率)和冷彎試驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋混凝土工程中所用的鋼筋均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段在常溫下對(duì)鋼筋進(jìn)行強(qiáng)力拉伸，以超過鋼筋的屈服強(qiáng)度的拉應(yīng)力，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，可提高鋼筋的屈服點(diǎn)，從而提高鋼筋的強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)省鋼材的目的，鋼筋經(jīng)過冷加工后，強(qiáng)度提高，塑性降低，在工程上可節(jié)省鋼材。同時(shí)也完成了除銹和調(diào)直。圖1-1中oabcde為鋼筋的拉伸特性曲線。冷拉時(shí)，拉應(yīng)力超過屈服點(diǎn)b達(dá)到c點(diǎn)，然后卸載。由于鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，卸載過程中應(yīng)力－應(yīng)變曲線將沿o1cde變化，并在c點(diǎn)附近出現(xiàn)新的屈服點(diǎn)，該屈服點(diǎn)明顯高于冷拉前的屈服點(diǎn)b，這種現(xiàn)象稱為“變形硬化”。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段圖1-1鋼筋拉伸特性曲線應(yīng)變五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段應(yīng)變五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后的新屈服點(diǎn)并非保持不變，而是隨時(shí)間延長提高至c`點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為“時(shí)效硬化”。由于變形硬化和時(shí)效硬化的結(jié)果，其新的應(yīng)力－應(yīng)變曲線則為oc`d`e`，此時(shí)，鋼筋的強(qiáng)度提高了，但同時(shí)脆性增加。圖中c’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為冷拉鋼筋的控制應(yīng)力，o2即為相應(yīng)的冷拉率。

五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后的新屈服點(diǎn)并非保持不變，而是隨五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后鋼筋有內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會(huì)促進(jìn)鋼筋內(nèi)的晶體組織調(diào)整，使屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高。該晶體組織調(diào)整過程稱為“時(shí)效”。對(duì)于Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋在常溫下一般要經(jīng)過15~20天才能完成這一過程（稱為自然時(shí)效），但在100℃溫度下，則只需2小時(shí)。尤其是Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)的冷拉鋼筋，在自然時(shí)效難以達(dá)到時(shí)效效果的情況下更適宜采用人工時(shí)效。此時(shí)，只需加熱到150~200℃，經(jīng)過15~20分鐘，就可以完成時(shí)效過程。但是需注意，加溫不宜過高，否則會(huì)得到相反的結(jié)果。加溫到450℃時(shí)，冷拉鋼筋的強(qiáng)度反而會(huì)有所降低，塑性卻有所增強(qiáng)；當(dāng)加溫到700℃時(shí)，冷拉鋼筋會(huì)恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)性質(zhì)。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后鋼筋有內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會(huì)促進(jìn)五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋冷拉機(jī)由拉力設(shè)備、承力結(jié)構(gòu)、鋼筋?yuàn)A具、測量設(shè)備等部分組成，如圖1-2所示。鋼筋冷拉控制可以用控制冷拉應(yīng)力或冷拉率的方法，即通過標(biāo)尺、彈簧測力器、電子秤或液壓千斤頂進(jìn)行冷拉質(zhì)量控制。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋冷拉機(jī)由拉力設(shè)備、承力結(jié)構(gòu)、鋼筋六、實(shí)驗(yàn)步驟選取4根鋼筋，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各一根，將其錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，初始應(yīng)力分別設(shè)為230、360、420、630N/mm2，張拉后釋放應(yīng)力，用直尺測量其是否仍處于彈性形變狀態(tài)，若仍處于彈性形變，依次遞增10N/mm2應(yīng)力，直至出現(xiàn)塑性變形為止，并記錄該狀態(tài)下的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-1）。記錄后對(duì)鋼筋繼續(xù)張拉，在屈服點(diǎn)應(yīng)力的基礎(chǔ)上依次遞增50N/mm2應(yīng)力，直至鋼筋拉斷或出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。選取4根未經(jīng)冷拉的鋼筋Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各兩根，將其分做兩組錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，對(duì)每組中的Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鋼筋分別用500、700N/mm2進(jìn)行張拉，第一組不加熱，20分鐘后放張；第二組通電加熱，加熱溫度溫度設(shè)為200℃，通電加熱時(shí)間20分鐘后放張，分別測量其冷拉率。并在鋼筋冷卻后，重新依照實(shí)驗(yàn)一的步驟測量其新的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-2）。選取4根未經(jīng)冷拉的Ⅲ級(jí)鋼筋，將其錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，用500N/mm2進(jìn)行張拉，分別采取不加熱、通電加熱至200℃、450℃、700℃的方式20分鐘后放張；鋼筋冷卻后分別測量其冷拉率并重新依照實(shí)驗(yàn)一的步驟測量其新的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-3）。六、實(shí)驗(yàn)步驟選取4根鋼筋，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各一根，將其七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理鋼筋型號(hào)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)初始應(yīng)力第二次張拉第三次張拉第四次張拉。。。屈服強(qiáng)度（N/mm2）第n次張拉第n+1次張拉。。?？估瓘?qiáng)度（N/mm2）表1-1屈服強(qiáng)度測定七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理鋼筋型號(hào)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)初始應(yīng)力第二次張拉表1-2冷拉率及新屈服強(qiáng)度的測定鋼筋型號(hào)第一組第二組Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)控制應(yīng)力（N/mm2）冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（N/mm2）表1-2冷拉率及新屈服強(qiáng)度的測定鋼筋型號(hào)第一組第二組Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)表1-3溫度對(duì)冷拉效果的影響溫度常溫冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（N/mm2）表1-3溫度對(duì)冷拉效果的影響溫度常溫冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)冷拉和張拉鋼筋要嚴(yán)格按照規(guī)定應(yīng)力和伸長率進(jìn)行，不得隨便變更。應(yīng)防止斜拉，無論拉伸或放松鋼筋都應(yīng)該緩慢均勻進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)機(jī)具有異常應(yīng)停止張拉。冷拉鋼筋要上好夾具，人離開后再發(fā)開車信號(hào)。發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)或其它問題時(shí)，要先行停車，放松鋼筋后，才能進(jìn)行檢查修理及重新操作。作業(yè)時(shí)現(xiàn)場要有一名同學(xué)專門負(fù)責(zé)指揮。用卷揚(yáng)機(jī)冷拉前應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，沒有檔板時(shí)，應(yīng)將卷揚(yáng)機(jī)與冷拉方向成90度角并采用封閉式導(dǎo)向滑輪。操作時(shí)要站在防護(hù)檔板后，冷拉場地不準(zhǔn)站人和通行，防止鋼筋拉斷、夾具滑脫飛出傷人。在測量鋼筋的伸長度或加楔、擰緊螺栓時(shí)應(yīng)站在鋼筋兩側(cè)操作，并停止卷揚(yáng)機(jī)或千斤頂拉伸操作。冷拉時(shí)正對(duì)端頭不許站人或跨越鋼筋。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)冷拉和張拉鋼筋要嚴(yán)格按照規(guī)定應(yīng)力和伸長率進(jìn)行八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)張拉鋼筋，兩端應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，鋼筋張拉后要加以保護(hù)，禁止壓重物或在上面行走。嚴(yán)禁直接沖擊正在張拉的鋼筋。張拉系統(tǒng)檢查無誤，即可通電加熱。張拉過程中反復(fù)量讀電熱線路中各項(xiàng)參數(shù)，如出現(xiàn)反常現(xiàn)象．說明可能安裝有誤或出現(xiàn)了分流現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查處理。各參數(shù)要詳細(xì)記錄．以便追溯檢查。電加熱時(shí)，采用酚醛紙板作絕緣材料，對(duì)鋼筋和墊板與錨固肋之間進(jìn)行絕緣，防止分流。采用便攜式電子點(diǎn)式測溫儀測量電加熱的溫度，測溫時(shí)對(duì)鋼筋兩端均需進(jìn)行。電源的電壓必須穩(wěn)定在380～400V之間。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)張拉鋼筋，兩端應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，鋼筋張拉后要加九、預(yù)習(xí)和思考題查閱《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499-2007)。預(yù)習(xí)冷拉原理。思考為何要對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉操作。思考若鋼筋需要焊接時(shí)，為何應(yīng)在焊接之后進(jìn)行冷拉。九、預(yù)習(xí)和思考題查閱《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB149十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)鋼筋標(biāo)牌上信息，及GB1499-2007中的數(shù)據(jù)比較各級(jí)鋼筋的異同。根據(jù)表1-1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制各級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，確定鋼筋的屈服強(qiáng)度值，并與理論值比較。根據(jù)表1-2，畫出Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，判定時(shí)效作用對(duì)鋼筋的影響。根據(jù)表1-3，畫出各種情況下的Ⅲ級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，說明溫度對(duì)時(shí)效作用的影響。根據(jù)冷拉過程，辨識(shí)現(xiàn)場存在的危險(xiǎn)源，并編制本實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程?；卮鹚伎碱}2、3.十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)鋼筋標(biāo)牌上信息，及GB1499-2007實(shí)驗(yàn)二鋼絲繩參數(shù)測量及安全彎的設(shè)置實(shí)驗(yàn)類型：綜合性

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)二21一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜や摻z繩的性質(zhì)掌握鋼絲繩的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)掌握鋼絲繩安全彎的設(shè)置方法掌握鋼絲繩允許拉力計(jì)算方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜や摻z繩的性質(zhì)22二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讀取鋼絲繩標(biāo)號(hào)，熟悉鋼絲繩加工設(shè)備，測量鋼絲繩的節(jié)距、直徑，計(jì)算鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)和各用途下的允許拉力，設(shè)置“安全彎”，觀察并說明“安全彎”的作用過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讀取鋼絲繩標(biāo)號(hào)，熟悉鋼絲繩加工設(shè)備，測量鋼絲繩的23三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼絲繩切斷器鋼絲繩夾扳手卷揚(yáng)機(jī)地錨游標(biāo)卡尺三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼絲繩切斷器24四、所需耗材6×37鋼絲繩一卷細(xì)鐵絲四、所需耗材6×37鋼絲繩一卷25五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在物料搬運(yùn)機(jī)械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩使用一定時(shí)間后，就會(huì)產(chǎn)生斷絲，腐蝕和磨損現(xiàn)象，其承載能力就降低了。經(jīng)檢查有下列情況之一者，應(yīng)予以報(bào)廢。鋼絲繩磨損或銹蝕達(dá)直徑的40%以上；鋼絲繩整股破斷；使用時(shí)斷絲數(shù)目增加得很快；鋼絲繩每一節(jié)距長度范圍內(nèi)，斷絲根數(shù)不允許超過規(guī)定的數(shù)值（見JGJ33-2001）。為了便于檢查接頭是否可靠和發(fā)現(xiàn)鋼絲繩是否滑動(dòng)，可在最后一個(gè)夾頭后面大約500mm處再安一個(gè)夾頭，并將繩頭放出一個(gè)“安全彎”。這樣，當(dāng)接頭的鋼絲繩發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，“安全彎”首先被拉直，這時(shí)就應(yīng)該立即采取措施處理。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為26五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段圖2-1安全彎設(shè)置方式鋼絲繩的允許拉力按下列公式計(jì)算：式中[Fg]——鋼絲繩的允許拉力，KN；Fg——鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，KN；α——換算系數(shù)，6×37鋼絲繩取0.82；K——鋼絲繩的安全系數(shù)，按照表2-1取用。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段27表2-1鋼絲繩的安全系數(shù)用途安全系數(shù)用途安全系數(shù)做纜風(fēng)3.5作吊索、無彎曲時(shí)6~7用于手動(dòng)起重設(shè)備4.5做捆綁吊索8~10用于機(jī)動(dòng)起重設(shè)備5~6用于載人的升降機(jī)14表2-1鋼絲繩的安全系數(shù)用途安全系數(shù)用途安全系數(shù)做纜風(fēng)3.28六、實(shí)驗(yàn)步驟在鋼絲繩切口兩側(cè)用細(xì)鐵絲捆扎牢固，用鋼絲繩切斷器切斷兩段鋼絲繩，其長度分別為1米、5米。用游標(biāo)卡尺測量鋼絲繩的節(jié)距和直徑，并做好記錄。固定好卷揚(yáng)機(jī)和夾具，打開電源對(duì)鋼絲繩進(jìn)行張拉，慢慢增加拉力，直至鋼絲繩斷裂，記錄其張拉過程。選取合適的鋼絲繩繩夾，在5米長的鋼絲繩上設(shè)置好“安全彎”。固定好卷揚(yáng)機(jī)和夾具，打開電源對(duì)設(shè)置好“安全彎”的鋼絲繩進(jìn)行張拉，慢慢增加拉力，直至安全彎變直。六、實(shí)驗(yàn)步驟在鋼絲繩切口兩側(cè)用細(xì)鐵絲捆扎牢固，用鋼絲繩切斷器29七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理請(qǐng)記錄鋼絲繩的節(jié)距和直徑，并將經(jīng)過計(jì)算的結(jié)果填入自行設(shè)計(jì)的表格中。表格中的內(nèi)容需包含實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求中的1、3、5項(xiàng)，其余各項(xiàng)請(qǐng)用文字表述。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理請(qǐng)記錄鋼絲繩的節(jié)距和直徑，并將經(jīng)過計(jì)算的結(jié)30八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)鋼絲繩被切斷前應(yīng)在切口兩側(cè)用細(xì)鐵絲捆扎，以防切斷后繩頭松散。鋼絲繩的更新標(biāo)準(zhǔn)是由每一節(jié)距（捻距）內(nèi)的鋼絲折斷數(shù)決定的。測量時(shí)，捻距就是任一個(gè)鋼絲繩股，環(huán)繞一周的軸向距離。如圖2-2所示的6股繩，在繩上一條直線上數(shù)6節(jié)就是這條繩的捻距。一個(gè)節(jié)距是指某一股鋼絲搓繞繩一周的長度；測鋼絲繩直徑需要將游標(biāo)卡尺卡在鋼絲繩的最粗處。選用鋼絲繩繩夾時(shí)，應(yīng)使其U形環(huán)的內(nèi)側(cè)凈距比鋼絲繩直徑大1～3mm，太大了卡扣連接卡不緊，容易發(fā)生事故。上繩夾時(shí)一定要將螺栓擰緊，直到繩被壓扁1／3～1／4直徑時(shí)為止，并在繩受力后，再將繩夾螺栓擰緊一次，以保證接頭牢固可靠。鋼絲繩繩夾要一順排列，U形部分與繩頭接觸，不能與主繩接觸。如果U形部分與主繩接觸，則主繩被壓扁后，受力時(shí)容易斷絲。卷揚(yáng)機(jī)必須用地錨可靠的固定，在用夾具固定好鋼絲繩后方可打開電源進(jìn)行張拉。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)鋼絲繩被切斷前應(yīng)在切口兩側(cè)用細(xì)鐵絲捆扎，以防31九、預(yù)習(xí)和思考題查閱建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-2001），掌握鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。思考題鋼絲繩“安全彎”設(shè)置在預(yù)防事故的技術(shù)措施中屬于哪一種，除此之外，還有哪些預(yù)防事故的技術(shù)措施。九、預(yù)習(xí)和思考題查閱建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-32十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求說明6×37+1鋼絲繩中各個(gè)數(shù)字代表的含義。描述在不斷加大拉力直至鋼絲繩破斷的過程中，鋼絲繩的變化狀況。用具體數(shù)值列出6×37鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢的四種情況。描述設(shè)有“安全彎”的鋼絲繩被伸拉的變化過程，計(jì)算6×37鋼絲繩在各用途下的允許拉力，說明為何鋼絲繩在各種情況下其安全系數(shù)不同?；卮鹚伎碱}2。十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求說明6×37+1鋼絲繩中各個(gè)數(shù)字代表的含義。33《建筑施工與安全》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

適用專業(yè)：安全工程

姜錫慧編寫《建筑施工與安全》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

適用專業(yè)：安全工程實(shí)驗(yàn)一鋼筋冷拉原理的驗(yàn)證及冷拉安全操作實(shí)驗(yàn)類型：綜合性

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜じ鞣N類型鋼筋的性質(zhì)熟悉鋼筋冷拉設(shè)備的布置、操作掌握鋼筋冷拉原理掌握鋼筋冷拉參數(shù)控制手段掌握鋼筋冷拉時(shí)的安全措施一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜じ鞣N類型鋼筋的性質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)鋼筋樣品進(jìn)行驗(yàn)收，熟悉冷拉設(shè)備，驗(yàn)證冷拉原理和時(shí)效作用，掌握鋼筋冷拉操作技術(shù)和冷拉過程中的安全防護(hù)措施。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)鋼筋樣品進(jìn)行驗(yàn)收，熟悉冷拉設(shè)備，驗(yàn)證冷拉原理和三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼筋冷拉機(jī)防護(hù)檔板三相低壓變壓器夾具便攜式電子點(diǎn)式測溫儀酚醛紙板直尺三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼筋冷拉機(jī)四、所需耗材Ⅰ級(jí)熱軋鋼筋Ⅱ級(jí)熱軋鋼筋Ⅲ級(jí)熱軋鋼筋Ⅳ級(jí)熱軋鋼筋四、所需耗材Ⅰ級(jí)熱軋鋼筋五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋混凝土工程中所用的鋼筋均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場檢查驗(yàn)收，合格后方能入庫存放、待用。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求：鋼筋進(jìn)場時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)（如：《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499-2007)）等規(guī)定抽取試件做力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。驗(yàn)收內(nèi)容包括：查對(duì)鋼筋標(biāo)牌等出廠證明，檢查外觀，并按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定抽取試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。標(biāo)牌應(yīng)注明生產(chǎn)廠、生產(chǎn)日期、鋼號(hào)、爐罐號(hào)、鋼筋級(jí)別、直徑等，除此之外還應(yīng)有產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告等。鋼筋的外觀檢查包括：鋼筋應(yīng)平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。鋼筋表面凸塊不允許超過橫肋\(yùn)螺紋的高度；鋼筋的外形尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)，從每批中任意抽出兩根鋼筋，每根鋼筋上取兩個(gè)試樣分別進(jìn)行拉力試驗(yàn)(測定其屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率)和冷彎試驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋混凝土工程中所用的鋼筋均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段在常溫下對(duì)鋼筋進(jìn)行強(qiáng)力拉伸，以超過鋼筋的屈服強(qiáng)度的拉應(yīng)力，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，可提高鋼筋的屈服點(diǎn)，從而提高鋼筋的強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)省鋼材的目的，鋼筋經(jīng)過冷加工后，強(qiáng)度提高，塑性降低，在工程上可節(jié)省鋼材。同時(shí)也完成了除銹和調(diào)直。圖1-1中oabcde為鋼筋的拉伸特性曲線。冷拉時(shí)，拉應(yīng)力超過屈服點(diǎn)b達(dá)到c點(diǎn)，然后卸載。由于鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，卸載過程中應(yīng)力－應(yīng)變曲線將沿o1cde變化，并在c點(diǎn)附近出現(xiàn)新的屈服點(diǎn)，該屈服點(diǎn)明顯高于冷拉前的屈服點(diǎn)b，這種現(xiàn)象稱為“變形硬化”。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段圖1-1鋼筋拉伸特性曲線應(yīng)變五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段應(yīng)變五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后的新屈服點(diǎn)并非保持不變，而是隨時(shí)間延長提高至c`點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為“時(shí)效硬化”。由于變形硬化和時(shí)效硬化的結(jié)果，其新的應(yīng)力－應(yīng)變曲線則為oc`d`e`，此時(shí)，鋼筋的強(qiáng)度提高了，但同時(shí)脆性增加。圖中c’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為冷拉鋼筋的控制應(yīng)力，o2即為相應(yīng)的冷拉率。

五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后的新屈服點(diǎn)并非保持不變，而是隨五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后鋼筋有內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會(huì)促進(jìn)鋼筋內(nèi)的晶體組織調(diào)整，使屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高。該晶體組織調(diào)整過程稱為“時(shí)效”。對(duì)于Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋在常溫下一般要經(jīng)過15~20天才能完成這一過程（稱為自然時(shí)效），但在100℃溫度下，則只需2小時(shí)。尤其是Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)的冷拉鋼筋，在自然時(shí)效難以達(dá)到時(shí)效效果的情況下更適宜采用人工時(shí)效。此時(shí)，只需加熱到150~200℃，經(jīng)過15~20分鐘，就可以完成時(shí)效過程。但是需注意，加溫不宜過高，否則會(huì)得到相反的結(jié)果。加溫到450℃時(shí)，冷拉鋼筋的強(qiáng)度反而會(huì)有所降低，塑性卻有所增強(qiáng)；當(dāng)加溫到700℃時(shí)，冷拉鋼筋會(huì)恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)性質(zhì)。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段冷拉后鋼筋有內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會(huì)促進(jìn)五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋冷拉機(jī)由拉力設(shè)備、承力結(jié)構(gòu)、鋼筋?yuàn)A具、測量設(shè)備等部分組成，如圖1-2所示。鋼筋冷拉控制可以用控制冷拉應(yīng)力或冷拉率的方法，即通過標(biāo)尺、彈簧測力器、電子秤或液壓千斤頂進(jìn)行冷拉質(zhì)量控制。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼筋冷拉機(jī)由拉力設(shè)備、承力結(jié)構(gòu)、鋼筋六、實(shí)驗(yàn)步驟選取4根鋼筋，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各一根，將其錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，初始應(yīng)力分別設(shè)為230、360、420、630N/mm2，張拉后釋放應(yīng)力，用直尺測量其是否仍處于彈性形變狀態(tài)，若仍處于彈性形變，依次遞增10N/mm2應(yīng)力，直至出現(xiàn)塑性變形為止，并記錄該狀態(tài)下的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-1）。記錄后對(duì)鋼筋繼續(xù)張拉，在屈服點(diǎn)應(yīng)力的基礎(chǔ)上依次遞增50N/mm2應(yīng)力，直至鋼筋拉斷或出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。選取4根未經(jīng)冷拉的鋼筋Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各兩根，將其分做兩組錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，對(duì)每組中的Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鋼筋分別用500、700N/mm2進(jìn)行張拉，第一組不加熱，20分鐘后放張；第二組通電加熱，加熱溫度溫度設(shè)為200℃，通電加熱時(shí)間20分鐘后放張，分別測量其冷拉率。并在鋼筋冷卻后，重新依照實(shí)驗(yàn)一的步驟測量其新的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-2）。選取4根未經(jīng)冷拉的Ⅲ級(jí)鋼筋，將其錨固在鋼筋冷拉機(jī)上，用500N/mm2進(jìn)行張拉，分別采取不加熱、通電加熱至200℃、450℃、700℃的方式20分鐘后放張；鋼筋冷卻后分別測量其冷拉率并重新依照實(shí)驗(yàn)一的步驟測量其新的屈服點(diǎn)應(yīng)力（表1-3）。六、實(shí)驗(yàn)步驟選取4根鋼筋，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)各一根，將其七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理鋼筋型號(hào)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)初始應(yīng)力第二次張拉第三次張拉第四次張拉。。。屈服強(qiáng)度（N/mm2）第n次張拉第n+1次張拉。。?？估瓘?qiáng)度（N/mm2）表1-1屈服強(qiáng)度測定七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理鋼筋型號(hào)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)初始應(yīng)力第二次張拉表1-2冷拉率及新屈服強(qiáng)度的測定鋼筋型號(hào)第一組第二組Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)控制應(yīng)力（N/mm2）冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（N/mm2）表1-2冷拉率及新屈服強(qiáng)度的測定鋼筋型號(hào)第一組第二組Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)表1-3溫度對(duì)冷拉效果的影響溫度常溫冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（N/mm2）表1-3溫度對(duì)冷拉效果的影響溫度常溫冷拉率（%）新屈服強(qiáng)度（八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)冷拉和張拉鋼筋要嚴(yán)格按照規(guī)定應(yīng)力和伸長率進(jìn)行，不得隨便變更。應(yīng)防止斜拉，無論拉伸或放松鋼筋都應(yīng)該緩慢均勻進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)機(jī)具有異常應(yīng)停止張拉。冷拉鋼筋要上好夾具，人離開后再發(fā)開車信號(hào)。發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)或其它問題時(shí)，要先行停車，放松鋼筋后，才能進(jìn)行檢查修理及重新操作。作業(yè)時(shí)現(xiàn)場要有一名同學(xué)專門負(fù)責(zé)指揮。用卷揚(yáng)機(jī)冷拉前應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，沒有檔板時(shí)，應(yīng)將卷揚(yáng)機(jī)與冷拉方向成90度角并采用封閉式導(dǎo)向滑輪。操作時(shí)要站在防護(hù)檔板后，冷拉場地不準(zhǔn)站人和通行，防止鋼筋拉斷、夾具滑脫飛出傷人。在測量鋼筋的伸長度或加楔、擰緊螺栓時(shí)應(yīng)站在鋼筋兩側(cè)操作，并停止卷揚(yáng)機(jī)或千斤頂拉伸操作。冷拉時(shí)正對(duì)端頭不許站人或跨越鋼筋。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)冷拉和張拉鋼筋要嚴(yán)格按照規(guī)定應(yīng)力和伸長率進(jìn)行八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)張拉鋼筋，兩端應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，鋼筋張拉后要加以保護(hù)，禁止壓重物或在上面行走。嚴(yán)禁直接沖擊正在張拉的鋼筋。張拉系統(tǒng)檢查無誤，即可通電加熱。張拉過程中反復(fù)量讀電熱線路中各項(xiàng)參數(shù)，如出現(xiàn)反常現(xiàn)象．說明可能安裝有誤或出現(xiàn)了分流現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查處理。各參數(shù)要詳細(xì)記錄．以便追溯檢查。電加熱時(shí)，采用酚醛紙板作絕緣材料，對(duì)鋼筋和墊板與錨固肋之間進(jìn)行絕緣，防止分流。采用便攜式電子點(diǎn)式測溫儀測量電加熱的溫度，測溫時(shí)對(duì)鋼筋兩端均需進(jìn)行。電源的電壓必須穩(wěn)定在380～400V之間。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)張拉鋼筋，兩端應(yīng)設(shè)置防護(hù)檔板，鋼筋張拉后要加九、預(yù)習(xí)和思考題查閱《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499-2007)。預(yù)習(xí)冷拉原理。思考為何要對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉操作。思考若鋼筋需要焊接時(shí)，為何應(yīng)在焊接之后進(jìn)行冷拉。九、預(yù)習(xí)和思考題查閱《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB149十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)鋼筋標(biāo)牌上信息，及GB1499-2007中的數(shù)據(jù)比較各級(jí)鋼筋的異同。根據(jù)表1-1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制各級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，確定鋼筋的屈服強(qiáng)度值，并與理論值比較。根據(jù)表1-2，畫出Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，判定時(shí)效作用對(duì)鋼筋的影響。根據(jù)表1-3，畫出各種情況下的Ⅲ級(jí)鋼筋塑性變化規(guī)律曲線，說明溫度對(duì)時(shí)效作用的影響。根據(jù)冷拉過程，辨識(shí)現(xiàn)場存在的危險(xiǎn)源，并編制本實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程。回答思考題2、3.十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)鋼筋標(biāo)牌上信息，及GB1499-2007實(shí)驗(yàn)二鋼絲繩參數(shù)測量及安全彎的設(shè)置實(shí)驗(yàn)類型：綜合性

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)二54一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜や摻z繩的性質(zhì)掌握鋼絲繩的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)掌握鋼絲繩安全彎的設(shè)置方法掌握鋼絲繩允許拉力計(jì)算方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜や摻z繩的性質(zhì)55二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讀取鋼絲繩標(biāo)號(hào)，熟悉鋼絲繩加工設(shè)備，測量鋼絲繩的節(jié)距、直徑，計(jì)算鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)和各用途下的允許拉力，設(shè)置“安全彎”，觀察并說明“安全彎”的作用過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讀取鋼絲繩標(biāo)號(hào)，熟悉鋼絲繩加工設(shè)備，測量鋼絲繩的56三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼絲繩切斷器鋼絲繩夾扳手卷揚(yáng)機(jī)地錨游標(biāo)卡尺三、實(shí)驗(yàn)儀器鋼絲繩切斷器57四、所需耗材6×37鋼絲繩一卷細(xì)鐵絲四、所需耗材6×37鋼絲繩一卷58五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在物料搬運(yùn)機(jī)械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩使用一定時(shí)間后，就會(huì)產(chǎn)生斷絲，腐蝕和磨損現(xiàn)象，其承載能力就降低了。經(jīng)檢查有下列情況之一者，應(yīng)予以報(bào)廢。鋼絲繩磨損或銹蝕達(dá)直徑的40%以上；鋼絲繩整股破斷；使用時(shí)斷絲數(shù)目增加得很快；鋼絲繩每一節(jié)距長度范圍內(nèi)，斷絲根數(shù)不允許超過規(guī)定的數(shù)值（見JGJ33-2001）。為了便于檢查接頭是否可靠和發(fā)現(xiàn)鋼絲繩是否滑動(dòng)，可在最后一個(gè)夾頭后面大約500mm處再安一個(gè)夾頭，并將繩頭放出一個(gè)“安全彎”。這樣，當(dāng)接頭的鋼絲繩發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，“安全彎”首先被拉直，這時(shí)就應(yīng)該立即采取措施處理。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為59五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段圖2-1安全彎設(shè)置方式鋼絲繩的允許拉力按下列公式計(jì)算：式中[Fg]——鋼絲繩的允許拉力，KN；Fg——鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，KN；α——換算系數(shù)，6×37鋼絲繩取0.82；K——鋼絲繩的安全系數(shù)，按照表2-1取用。五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段60表2-1鋼絲繩的安全系數(shù)用途安全系數(shù)用途安全系數(shù)做纜風(fēng)3.5作吊索、無彎曲時(shí)6~7用于手動(dòng)起重設(shè)備4.5做捆綁吊索8~10用于機(jī)