第四章混凝土结构工程

第四章钢筋混凝土工程工艺过程：水泥、砂石、水、外加剂配制、搅拌钢筋加工、安装模板制作、安装浇筑砼养护拆模清理主要内容：1.模板工程2.钢筋工程3.砼工程4.钢筋混凝土工程的安全技术施工特点：工种多、结合紧密第一节模板工程一、模板系统的组成、作用及要求1、组成：（1）模型板（2）支撑系统（3）紧固件（1）模型板：主要是使结构构件形成一定的形状和承受一定的荷载。2、作用：（2）支撑系统：保证结构构件的空间布置，同时也承受和传递各种荷载，并与紧固件一起保证整个模板系统的整体性和稳定性。（3）紧固件：保证整个模板系统的整体性和稳定性。3、模板系统的基本要求：（1）应保证结构和构件各部分形状、尺寸和相互位置正确。（2）要有足够的强度、刚度和稳定性，并能可靠地承受新浇筑混凝土的自重荷载、侧压力及施工荷载，不致发生不允许的下沉与变形。（3）构造要简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎与安装，有利于混凝土的浇筑及养护。（4）模板接缝严密，不漏浆。（5）能多次周转使用，节约材料。二、模板的分类1、按所用材料分：（1）木模板：重量轻，制作、改制、装拆、运输均较方便，一次投资少，但易开裂、翘曲与变形，周转次数少。（2）胶合板模板：除具有木模板的优点外，还有平面尺寸大，质轻，表面平整，可多次使用。（3）组合钢模板工具式模板，装拆方便，表面光滑，不易变形，经久耐用，但一次投资大，易腐蚀，不易改制。（4）钢筋混凝土模板和钢丝网水泥模板：在施工时充作模板，完工后成为结构本身的一部分。（5）塑料模板与铝合金模板质轻耐用，装拆方便，可多次使用，但造价贵，很少使用。2、按施工方法分：（1）拆移式模板：由预制定型配件组成，在施工现场进行安装，但浇筑混凝土达到拆模强度后，即可拆除，经修理后再周转使用。（2）活动式模板：由预先按特定的结构形式做成，随工程进行而垂直或水平移动，工程结束后拆除。它又可分为滑升式、提升式、移动式。三、现浇结构中常用模板的构造与安装•1、基础模板：特点：高度小而体积较大2、柱模板•特点：断面尺寸不大但比较高3、梁模板•特点：跨度较大而宽度不大4、楼板模板•特点：面积大，厚度一般不大，横向侧压力很小。5、墙体模板•特点：高度大而厚度小，主要是承受混凝土的侧向压力。6、楼梯模板•特点：楼梯模板要倾斜支设，且要能形成踏步。四、模板设计计算•模板系统的设计包括模板结构型式、模板材料的选择、模板及支撑系统各部件规格尺寸的确定以及节点设计等。模板系统是一种特殊的工程结构，模板设计应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行。•（一）荷载•计算模板及其支架时，应考虑下列荷载：•1.模板及其支架自重标准值•模板及其支架自重标准值根据模板设计图纸确定，肋形楼板及无梁楼板的荷载，可参考表。•2．新浇混凝土自重标准值•普通混凝土采用24kN/m3，其它混凝土根据实际重力密度确定。•3.钢筋自重标准值•根据工程图纸确定。一般梁板结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值可按下列数值取用：•楼板1.1kN•梁1.5kN•4.施工人员及设备的自重标准值•计算模板及直接支承模板的小楞时，均布荷载为2.5kN/m2，另应以集中荷载2.5kN再行验算；比较两者所得的弯矩值取其大者采用；•计算直接支承小楞结构构件时，均布可变荷载1.5kN/m2；•计算支架立柱及其它支承结构构件时，均布可变荷载1.0kN/m2。•对大型浇筑设备如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算；混凝土堆集料高度超过100mm以上者按实际高度计算；模板单块宽度小于150mm时，集中荷载可分布在相邻的两块板上。•5.振捣混凝土时产生的荷载标准值•对水平面模板为2kN/m2；•对垂直面模板为4kN/m2(作用范围在新浇混凝土侧压力的有效压头高度之内）。•6.新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值•采用内部振捣器时，当混凝土浇筑速度在6m/h以下时，新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力。•7.倾倒混凝土时产生的荷载标准值•倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载参考表•（二）荷载组合计算模板及其支架时，将前述七项荷载进行荷载组合。•（三）计算模板及其支架时的荷载分项系数计算模板及其支架时的荷载设计值，应采用荷载标准值类似相应的荷载分项系数求得。•（四）对模板变形值及稳定性的规定1.模板变形值的规定验算模板及其支架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：•(1)结构表面外露的模板，为模板构件跨度的1/400；•(2)结构表面隐蔽的模板，为模板构件跨度的1/250；•(3)支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构跨度的1/1000。•2.模板稳定性的规定•(1)支架的立柱或桁架必须用撑拉杆件固定确保其稳定性；•(2)为防止模板及其支架在风荷载作用下倾倒，应从构造上采取有效措施。五、现浇结构模板的拆除（一）拆除模板时混凝土的强度：1.不承重的模板，其混凝土强度应在其表面及棱角不致因拆模而受损坏时，方可拆除。2.承重模板应在混凝土强度达到所规定的强度时，方能拆除。（二）模板的拆除顺序和方法•模板的拆除顺序一般是先非承重模板，后承重模板；先侧板，后底板。•大型结构的模板，拆除时必须事前制订详细方案。第二节、钢筋工程一、钢筋的分类验收和存放1、种类：常用钢材：钢筋直径6～40ｍｍ钢丝直径3～5ｍｍ钢绞线由不同数量的钢丝制成按其化学成分分为：低碳钢钢筋普通低合金钢钢筋按其轧制外形分为：光面钢筋变形钢筋－－螺纹、月牙纹按其加工方法分为：热轧钢筋热处理钢筋根据屈服点和抗拉强度不同分为：Ⅰ～Ⅴ级钢筋出厂时，在每捆（盘）上都挂有不少于两个标牌，印有厂标、钢号、炉罐（批）号、直径等标记，并附有质量证明书。验收内容：①查对标牌；②外观检查；③力学性能试验；④如在加工过程中发现脆断、焊接性能不良或机械性质显著不正常时，应进行化学成分检验或其它专项检验。2、验收：3、钢筋的存放钢筋运进施工现场后必须严格安批分等级、牌号、直径、长度挂牌分别存放，并注明数量不得混淆。二、钢筋的冷加工目的：充分发挥材料的效用、节约钢材和满足预应力钢筋要求的重要途径。冷加工方法：冷拉、冷拔、冷轧扭等（一）钢筋的冷拉在常温下，以超过钢筋屈服点的拉应力拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形，以提高强度，节约钢材，适用于Ⅰ～Ⅳ级钢筋。1、冷拉原理：变形硬化时效硬化－自然人工2、钢筋冷拉参数及控制方法（1）钢筋冷拉参数①冷拉应力：单位钢筋横截面面积上所受的冷拉力。②冷拉率：冷拉时包括其弹性和塑性变形的总伸长值与钢筋原长之比值。（2）控制方法－控制主要参数①控制应力的方法：钢筋达到规定应力值，冷拉率未达到最大值－合格。冷拉率达到最大值，应力未达到规定值－不合格。②控制冷拉率的方法冷拉率由试验确定，取平均值作为实际采用冷拉率。例题：取10的钢筋5个试样，冷拉控制应力按表取为480MPa，其冷拉率分别为3.8%，3.8%，4.1%，4.1%，4.2%，则其平均冷拉率为4.0%。如钢筋长度为24ｍ，则钢筋冷拉长度为：△L=δ*L=4.0%*24=0.96m③两种方法的优缺点控制应力的方法：优点：冷拉后屈服点较稳定，不合格钢筋易于发现。缺点：冷拉后，钢筋长短不一，对要求等长或定长的预应力筋难以满足要求。控制冷拉率的方法：优点：设备简单，并能做到等长或定长。缺点：对不同炉批或材质不均匀的冷拉应力不易保证。3、冷拉钢筋质量冷拉后，钢筋表面不应发生裂纹或局部颈缩现象，并按《混凝土结构工程施工及验收规范》要求进行拉力和冷弯试验。冷弯试验时，不得有裂纹、起层或断裂现象。4、钢筋冷拉设备（1）机械式冷拉工艺的冷拉设备：①拉力设备：卷扬机和滑轮组②承力结构：地锚、钢筋混凝土拉力槽③回程装置：荷重架回程或卷扬机滑轮组回程④测量设备：液压千斤顶或用装传感器和示力仪的电子秤⑤钢筋夹具：冷拉工艺：①机械式冷拉工艺：采用卷扬机带动滑轮组作为动力。②液压式冷拉工艺：采用专用液压千斤顶和高压油泵。（二）钢筋的冷拔冷拔是使6～9的光圆钢筋通过钨合金的拔丝模进行强力冷拔，使钢筋产生塑性变形，以改变其物理－力学性能。光圆钢筋冷拔低碳钢丝冷拔1、钢筋冷拔工艺轧头剥壳通过润滑剂进入拔丝模冷拔2、影响钢筋冷拔质量的因素（1）原材料质量：普通低碳热轧光圆钢筋强度变化较大。甲级冷拔低碳钢丝采用符合Ⅰ级热轧钢筋标准的圆盘条拔制。（2）冷拔总压缩率（β）：由盘条拔至成品钢丝的横截面缩减率。20220dddｄ0－原材料光圆钢筋直径ｄ－冷拔后成品钢丝直径（1）外观检查；表面不得有裂纹和机械损伤。（2）机械性能检验：外观合格后，分别做拉力和反复弯曲试验，质量标准应符合有关规定。甲级冷拔低碳钢丝：逐盘检验乙级冷拔低碳钢丝：分批抽样检验3、冷拔低碳钢丝质量要求：（1）冷拉是纯拉伸线应力；冷拔则是拉伸与压缩兼有的立体应力。（2）冷拉后，钢筋仍有明显的屈服点；冷拔后，则没有明显的屈服点。冷拔低碳钢丝按机械性能分为：甲级：用作预应力筋乙级：用作非预应力筋4、冷拉与冷拔的区别：三、钢筋连接常见的钢筋连接方法：1、绑扎连接2、焊接连接3、机械连接（一）钢筋焊接分类：①压焊：闪光对焊、电阻对焊、气压焊。②熔焊：电弧焊、电渣压力焊。可焊性：在一定焊接工艺条件下，钢筋具有良好的焊接质量（没有细孔、气泡、裂纹、非金属结合等缺陷及钢筋机械性能不缩减很多）的性能。1、闪光对焊广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊，不可能时才用电弧焊。①连续闪光焊②预热闪光焊③闪光－预热－闪光焊钢筋闪光对焊工艺：2、电弧焊电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，使焊条和电弧燃烧范围内的焊件溶化，待其凝固便形成焊缝或接头。广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。钢筋电弧焊接头型式：①搭接焊接头（单、双面焊缝）②帮条焊接头（单、双面焊缝）③剖口焊接头（平、立焊）④熔槽帮条焊接头（ｄ≥25ｍｍ钢筋）3、电渣压力焊多用于现浇钢筋混凝土结构构件内竖向或斜向钢筋的焊接接长。与电弧焊比较，它工效高、成本低。分自动与手工电渣压力焊4、电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接，如焊接钢筋网片、钢筋骨架。它生产效率高，节约材料，应用广泛。常用点焊机：①单点点焊机②多头点焊机③悬挂式点焊机④手提式点焊机点焊机操作现场：5、气压焊气压焊接钢筋是利用乙炔－氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热，使钢筋端部产生塑性变形，并促使钢筋端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热到约1250～1350℃时进行加压顶锻，使钢筋内的原子得以再结晶而焊接在一起。特点：设备轻巧、使用灵活、效率高、节省电能、焊接成本低，不会使钢筋出现材质劣化倾向，可进行全方位（竖向、水平、斜向）焊接气压焊接设备：加热系统与加压系统。（二）钢筋机械连接1、钢筋挤压连接（又称钢筋套筒冷压连接）将需连接的变形钢筋插入特制钢套筒内，利用液压驱动的挤压机进行径向或轴向挤压，使钢套筒产生塑性变形，使它紧紧咬住变形钢筋实现连接。它适用于竖向、横向及其他方向的较大直径变形钢筋的连接。与焊接相比：具有节省电能、不受钢筋可焊性好坏影响、不受气候影响、无明火、施工简单和接头可靠度高等特点。2、钢筋锥螺纹套管连接施工速度快、不受气候影响、质量稳定、对中性好。四、钢筋的加工•（一）钢筋的配料•钢筋加工前应根据图纸按不同构件先编制配料单，然后进行备料加工。为了使工作方便和不漏配钢筋，配料应该有顺序地进行。•下料长度计算是配料计算中的关键。由于结构受力上的要求，许多钢筋需在中间弯曲和两端弯成弯钩。钢筋弯曲时，其外壁伸长，内壁缩短，而中心线长度并不改变。但是简图尺寸或设计图中注明的尺寸是根据外包尺寸计算，且不包括端头弯钩长度。显然外包尺寸大于中心线长度，它们之间存在一个差值，称为“量度差值”。因此钢筋的下料长度应为：•钢筋下料长度=外包尺寸+端头弯钩度-量度差值；•箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值；•当弯心的直径为2.5d（d为钢筋的直径），半圆弯钩的增加长度和各种弯曲角度的量度差值，其计算方法如下：•1．半圆弯钩的增加长度：（如下图）•弯钩全