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第四章钢筋混凝土工程 本章内容 本章学习要求 了解混凝土工程的特点及其发展方向 了解模板系统的基本要求及模板的种类 构造 掌握模板的安装 了解钢筋的种类 加工 连接 熟悉钢筋的配料与代换 熟悉混凝土的制备 运输 掌握浇筑 养护 熟悉混凝土常见外观质量缺陷及处理 概述 1 钢筋混凝土工程包括 钢筋工程模板工程混凝土工程2 工艺过程 3 结构施工方法 现浇预制安装 4 特点 多工种合作 需密切配合 材料品种 规格多 地方材料用量大 需严格检验 试验和管理 需必要的间歇 第一节模板工程 模板是钢筋混凝土按设计的形状 尺寸 位置成型的模型板 一 模板组成和基本要求 1 模板系统的组成模板 保证混凝土在浇筑过程中保持正确的形状和尺寸支撑系统 承受模板和新浇棍凝土的重量及施工荷载 2 模板系统的基本要求 1 能保证结构和构件的形状 尺寸 位置的准确性 2 模板与支撑均应具有足够的强度 刚度和稳定性 3 模板系统构造要简单 装拆方便 能多次周转使用 4 板面平整 接缝严密 不得漏浆 5 选材合理 用料经济 二 模板的类型 按材料分 木模 钢模 钢木模 木竹胶合板 铝合金 塑料 玻璃钢 按安装方式分 拼装式 木模 小钢模 胶合板模板 整体式 大模 飞模 隧道模 移动式 筒壳模 滑模 爬升模 永久式 预应力 非预应力混凝土薄板 压延钢板 一 木模板 一般为散装散拆式模板 或加工为基本元件 然后在现场进行拼装 基本元件 拼板 图4 1 由板条和拼条组合钉成 胶合模板是用整块胶合板 条板厚度 25 50mm 宽度 200mm 原因 保证在干缩时缝隙均匀 浇水后易于密缝 受潮后不易翘曲 优点 制作随意 可用于外形复杂的构件 成型质量高 缺点 周转次数少 使用费用高 适用 用于成型质量要求较高 补缝或特殊构件 现场常用的拼装木模板有以下几种 1 基础模板基础的特点 高度不大而体积较大 基础模板 一般利用地基或基槽 坑 进行支撑 安装时 要保证上下模板不发生相对位移 如为杯形基础 则还要在其中放入杯口模板 土质良好时 阶型基础的最下一阶可采用原槽浇筑 要求 位置 尺寸准确 支撑牢固 用土模时切直修光 1 柱下单独基础模板 阶梯型基础模板 图4 2 支模 模板安装前 应核对基础垫层标高 弹出基础的中心线和边线 将模板中心线对准基础中心线 然后校正模板上口标高 符合要求后要用轿杠木 上台阶模板中两块侧板中加长的最下一块拼板 搁置在下台阶模板上 斜撑及平撑的一端撑在上台阶模板的背方上 另一端撑在下台阶模板背方顶上 图4 2阶形独立基础模板 杯形基础模板 杯芯模两侧要钉上轿杠木 以便搁置在上台阶模板上 杯芯模不设底模板 以利杯口底部砼振捣 2 条形基础模板 主要模板部件是侧模和支撑系统 支模 先核对垫层标高 在垫层上弹出基础边线 将模板对准基础边线垂直竖立 模板上口拉通线 校正调平无误后用斜撑及平撑将模板钉牢 有地梁的条形基础 上部可用工具式梁卡固定 也可用钢管吊架或轿杠木固定 2 柱模板 柱子的特点 断面尺寸不大而比较高 柱模板 由两块相对的内拼板 两块相对的外拼板和柱箍组成 1 先在基础面 楼面 弹出柱轴线及边线 同一柱列则先弹两端柱 再拉通线弹中间柱的轴线及边线 按照边线先把底框固定好 然后再对准边线安装模板 柱箍 加支撑柱模板 2 柱箍的设置 作用是为防止砼浇筑时模板发生鼓胀变形 柱箍应根据柱的侧压力的大小及拼板的厚度确定 由于侧压力下大上小 因而柱模下部的柱箍较密 往上可逐渐增大间距 但一般不超过1 0m 柱截面尺寸较大时 应考虑在柱模内设置对拉螺栓 3 柱模板须在底部留设清理孔 沿高度每2m开有砼浇筑孔和振捣孔 4 柱高 4m时 柱模应四面支撑 柱高 6m时 不宜单根柱支撑 宜几根柱同时支撑组成构架 5 独立柱支模时 四周应设斜撑 6 通排柱模板 应先装两端柱模板 校正固定后 再在柱模板上口拉通线校正中间各柱模板 并应在柱间设水平和斜向拉杆 将柱连为稳定整体 7 柱底一般有一钉在底面混凝土上的木框 用于固定柱模的水平位置 柱模的关键 要解决垂直度 施工时的侧向稳定 砼浇筑时的侧压力问题 同时方便砼浇筑 垃圾清理和钢筋绑扎等 柱模板 3 梁模板 梁的特点 是跨度较大而宽度小 梁模板 由底模 侧模 夹木及其支架系统组成 1 梁模板应在复核梁底标高 校正轴线位置无误后进行 2 沿梁模板下方地面上铺垫板 在柱模板缺口处钉衬口档 把底板搁置在衬口档上 3 立起靠近柱或墙的顶撑 再将梁长度等分 立中间部分顶撑 顶撑之间应设水平拉杆和剪刀撑 顶撑底下打入木楔 并检查调整标高 4 把侧模板放上 两头钉于衬口档上 在侧板底外侧铺钉夹木 再钉上斜撑和水平拉条 梁侧模上口设置托木 梁高度 700mm时 应在梁中部另加斜撑或对拉螺栓固定 5 当梁的跨度 4m时 梁模板的跨中要起拱 起拱高度为梁跨度的1 3 6 层高 5m时 应采用桁架或多层支架支模 7 多层框架结构中 上下层支柱对正 8 单梁的侧模板一般拆除较早 应包在底模板外侧 单梁模板 立柱 T形梁模板 4 楼板模板 楼板特点 面积大而厚度不大 板模板 由底模和横楞组成 1 底层地面应夯实 底层和楼层立柱应垫通长脚手板 多层支架时 上下层支柱应在同一竖向中心线上 2 模板铺设方向从四周或墙 梁连接处向中央铺设 3 为方便拆模 木模板宜在两端及接头处钉牢 中间尽量不钉或少钉 5 楼板跨度大于4m时 模板的跨中要起拱 起拱高度为板跨度的1 3 6 肋形楼盖模板一般应先支梁 墙模板 然后将桁架或搁栅按设计要求支设在梁侧模通长的横档 托木 上 调平固定后再铺设楼板模板 7 预埋件 预留孔洞不遗漏 位置准确 安装牢固 肋形楼盖 现浇梁板 支模 桁架支模 5 楼梯模板 楼梯模板的构造与楼板模板相似 不同点是要倾斜支设和做出踏步 施工前应根据设计放样 施工时先装平台梁板模板 再装楼梯斜梁和楼梯板底模板 然后装楼梯外帮侧板 最后装踏步侧板 楼梯模板的梯步高度要一致 尤其要注意每层楼梯最上一步和最下一步的高度 防止由于粉面层厚度不同而形成梯步高度差异 板式楼梯模板 二 竹胶模板 是用毛竹蔑编织成席 竹片编织成芯 经过蒸煮干燥处理后 采用酚醛树脂在高温高压下多层粘合而成 优点 韧性好 可锯可钉 可减少模板的支撑数量 板面平整光滑 可取消抹灰作业 缩短作业工期 耐水性好 在混凝土养护过程中 遇水不变形 周转次数高 便于维护保养 保温性能好 有利于冬季施工 缺点 有点笨重 钉子打进去有点吃力 有时要借用手电钻 覆塑竹胶合模板 将不加防水剂的底层纸浸胶 干燥贴在板坯上进行高温高压而成的建筑模板 是目前广泛使用的一种模板 有单面覆塑和双面覆塑 可用于施工现浇清水砼专用模板 胶合板柱模板 三 组合钢模板 1 组合钢模板是一种工具式的定型模板 可拼出多种尺寸和几何形状 适应各类建筑物的梁 柱 板 墙 基础等构件的施工需要 也可拼成大模板 隧道模和台模等优点 安装工效比木模高 组装灵活 通用性强 拆装方便 周转次数多 加工精度高 浇筑混凝土的质量好 完成后的混凝土尺寸准确 棱角整齐 表面光滑 可以节省装修用工 缺点 安装速度慢 模板拼缝多 易漏浆 拼装成大模板时质量笨重 1 组合钢模板的组成 由钢模板和配件 连接件 支承件 组成 1 钢模板类型 平面模板 阴角模板 阳角模板和连接模板 采用模数设计 宽度模数以50mm进级 长度模数以150mm进级 平面模板 由边框 面板 纵横肋组成 面板由2 5 3 0mm厚的钢板冷压成型 中间焊有纵横肋 边肋有凸棱 0 3mm 和孔眼 50 150 穿连接件 阴阳角模板 用以成型混凝土结构的阴阳角 连接角模板 用作两块平模拼成90 角 阳角 的连接件 a 平面模板 b 阳角模板 c 阴角模板 d 连接角模1 中纵肋 2 中横肋 3 面板 4 横肋 5 插销孔 6 纵肋 7 凸棱 8 凸鼓 9 U形卡孔 10 钉子孔 2 连接件 U形卡 用于将钢模板从横向连接成整体 L形插销 用以插入钢模板端部橫肋的插销孔内 增加钢模板纵向拼装刚度和保证接头处板面平整 钩头螺栓 用于钢模板与内外刚楞的连接紧固 对拉螺栓 用于连接固定两组侧向钢模板 扣件 用于钢楞与钢模板或钢楞之间的扣紧 形状有蝶形和3形 U形卡连接 b L形插销连接 c 钩头螺栓连接 d 紧固螺栓连接 e 对拉螺栓连接1 圆形钢管 2 3形扣件 3 钩头螺栓 4 内卷边槽钢 5蝶形扣件 6 紧固螺栓 7 对拉螺栓 8 塑料套管 9 螺母 3 支承件 钢楞 用于支撑模板和加强其整体性 有方钢管 双钢管 斜撑 用于承受单侧模板的侧向荷载和调整竖向支模时的垂直度 柱箍 亦称定位夹箍 用于承受新浇混凝土侧压力等水平荷载 直接支承和夹紧各类柱模的支承件 有扁钢 角钢和槽钢等多种型式 立柱 用承受竖向荷载 常用支柱有顶撑和井架 顶撑有木制瑟琶撑和活动式钢管支撑 活动钢管支撑的可调高度为1 5 3 6m 荷重较大或高度较大时 一般搭设扣件式钢管井架或排架 平面组合式桁架 用作水平模板的支撑件 可搁置在墙上 梁侧模板横档上 以支撑梁或板的模板 荷重较大时可多榀成组排放 结构跨度超过桁架最大跨度时 可在中间加支柱后连续安装桁架 2 刚模板的配板原则 1 尽量用大块模板 在构件接头处及一些特殊部位 可用专用模板嵌补 不足模数的空缺处 需打孔 拉结处均应使用木模或木条 2 合理使用转角模 3 端头接缝尽量错开 整体刚度好 4 模板长度方向同构件长度方向 以扩大支承跨度 3 组合刚模板的构造 1 基础模板 阶梯型基础模板1 扁钢连接件 2 T形连接件 3 角钢三角撑 2 柱模板 柱模板的构造如图所示 由四块拼板围成 四角由连接角模连接 每块拼板由若干块钢模板组成 柱的顶部与梁相接处需留出与梁模板连接的缺口 该接头部分常用木板镶拼 当柱较高时 可根据需要在柱中部设置混凝土浇筑孔 浇筑孔的盖板可用钢模板或木板镶拼 柱模板下端也应留垃圾清理孔 3 墙模板 墙模板由两片模板组成 每片模板由若干块平面模板拼成 模板背面用钢楞加强其强度 两片墙之间用对拉螺栓和套管加以连接 根据边线先立一侧模板并临时支撑固定 待墙体钢筋绑扎完后 再立另一侧模板 墙体模板的对拉螺栓要设置内撑式套管 防水砼除外 一是确保对拉螺栓重复使用 二可控制墙体厚度 预留门窗洞口的模板应有锥度 安装牢固 既不变形 又易于拆除 墙体模板高度较大时 应留出一侧模板分段支设 不能分段支设时 应在浇筑的一侧留设门子板 为预留墙体洞口而设在模板内的内套模板要设置排气孔 墙模板1 墙模板 2 竖愣 3 横愣 4 对拉螺栓 4 梁板模板 梁模板由底模板及两片侧模组成 底模与两侧模间用连接角模连接 侧模顶部则用阴角模板与楼板相接 梁侧模随混凝土侧压力 可根据需要在两侧模间设对拉螺栓或设卡具 整个梁模板用支柱 或钢管架 支承 梁 楼板模板1 梁模板 2 楼板模板 3 对拉螺栓 5 圈梁模板 预制楼板时 常采用硬架支模 硬架支模 以圈梁或梁的模板作为安装楼板的支撑架的支模方法 适用 在采用预制楼板的砖混结构或框架结构施工中可采用 优点 板缝 叠合层与梁同时浇筑 结构整体性好 抗震性好 工期短 工艺简单 缺点 模板用量增大 要求强度刚度大 2 钢木组合模板 面板由钢板改为复塑竹胶合板 纤维板等 自重比钢模轻1 3 用钢量减少1 2 是一种针对钢模板投资大 工人劳动强度大的改良模板 钢框木模板 钢框复塑竹胶合模板 四 模壳 是用于钢筋砼密肋楼板的一种工具式模板 密肋楼板由薄板与间距较小的密肋组成 模板的拼装难度大 且不经济 采用塑料或玻璃钢按密肋楼板的规格尺寸加工成需要的模壳 则具有一次成型 多次周转的便利 五 永久性模板 又称一次消耗模板 即在现浇砼结构浇筑后不再拆除 有的模板与现浇结构叠合成共同受力构件 永久性模板分为压型钢板和配筋的砼薄板两种 多用于现浇钢筋砼楼 屋 面板 永久性模板简化了现浇结构的支模工艺 改善了劳动条件 节约了拆模用工 加快了工程进度 提高了工程质量 压型钢板组合楼板示意图 压型钢板作永久性模板 六 大模板 大模板为一大尺寸的工具式模板 一般是一块墙面用一块大模板 大模板组成 由面板 加劲肋 竖楞 支撑桁架 稳定机构及附件等组成 优点 安装和拆除简便 施工速度快 机械化程度高 尺寸准确 混凝土表面平整 缝少 周转使用次数多等 缺点 一次投资及耗钢量大 通用性差 适用 剪力墙 筒体 桥墩的施工 大模板之间的连接 内墙相对的两块平模是用穿墙螺栓拉紧 顶部用卡具固定 外墙的内外模板 多是在外模板的竖向加劲肋上焊一槽钢横梁 用其将外模板悬挂在内模板上 施工要点 安装前刷好隔离剂 对号入座 按线就位 调平 调垂直后 穿墙螺栓及卡具拉牢 混凝土分层浇捣 门窗洞口两侧等速浇筑 混凝土强度达到1N mm2后可拆模 拆后养护 达到4N mm2后可安装楼板 常加硬架 固定式存放时按自稳角斜放 面对面 大模板构造示意图 七 液压滑升模板 液压滑动模板 简称滑模 是一种工具式模板 组成 模板系统 包括模板 围圈和提升架组成 用于成型砼 平台系统 包括操作平台 辅助平台 内外吊脚手架 是施工操作场所 滑升系统 包括支承杆 液压千斤顶和操纵装置 是滑升动力装置 工作原理 滑动模板 高1 5 1 8m 通过围圈与提升架相连 固定在提升架上的千斤顶通过支承杆承受全部荷载并提供滑升动力 滑升施工时 依次在模板内分层 30 45cm 绑扎钢筋 浇筑砼 并滑升模板 滑升模板时 整个滑模装置沿不断接长的支承杆向上滑升 直至设计标高 优点 施工占地面积小 速度快 结构整体性好 模板 支撑用量少 可大量节约模板和劳动力 降低工程成本 缺点 一次投资多 耗钢量大 对建筑的立面和造型有一定的限制 适用 主要用于现场浇筑钢筋砼竖向 高耸的和建 构 筑物 如烟囱 筒仓 高桥墩 电视塔 竖井等 液压滑升模板构造 八 爬升模板 简称爬模 是依附在建筑结构上 随着结构施工而逐层上升的一种模板 组成 爬升模板 爬架 爬升设备 工作原理 以建筑物的钢筋砼墙体为支承主体 当结构混凝土达到拆模强度而脱模后 模板不落地 依靠爬升设备将模板和爬模装置向上爬升一层 定位紧固 反复循环施工 特点 爬升模板与大模板相比 具有不需要大型起重机械吊装和拆模后不需吊运至地面的特点 因此生产效率较高 很有发展前途 适用 现浇钢筋砼竖向 高耸建 构 筑物的现浇钢筋混凝土结构 分类 按爬升方式 可分为 有架爬模 模板爬架子 架子爬模板 和 无架爬模 模板爬模板 按爬升设备 可分为电动爬模和液压爬模 爬模与滑模的主要区别 滑模是在模板与混凝土保持接触互相摩擦的情况下逐步整体上升的 滑模上升时 模板高度范围内上部的混凝土刚浇灌 下部的混凝土接近初凝状态 而刚脱模的混凝土强度仅0 2 0 4Mpa 爬模上升时 模板已脱开混凝土 此时混凝土强度已大于1 2Mpa 模板不与混凝土摩擦 爬升模板构造 九 台模 亦称桌模 其外形如桌 飞模 施工要求用起重设备从已浇筑砼的楼板下吊运飞出至上层重复使用 是一种大型工具式模板 适用于 大进深 大柱网 大开间的钢筋砼楼盖施工 尤其适用现浇板柱结构 无梁楼盖 的施工 类别 有支腿台模和无支腿台模两类 国内常用有支腿台模 设有伸缩式或折叠式支腿 优点 一次组装 重复使用 简化模板支拆工序 节约模板支拆用工 能节约模板材料和降低劳动消耗 缺点 一次性投入大 且需大型起重机械配合施工 十 早拆模板 为实现早期拆除楼板模板而采用的一种支模装置和方法 工作原理 就是 拆板不拆柱 拆模时使原设计的楼板处于短跨 立柱状态小于2m 的受力状态 即保持楼板模板跨度不超过相关规范所规定的跨度要求 这样 只要当混凝土强度达到设计强度的50 时即可拆除楼板模板及部分支撑 而柱间 立柱及可调支座仍保持支撑状态 当混凝土强度达到设计要求时 再拆去全部竖向支撑 早拆模板技术 是指楼板模板浇筑3 4天后 混凝土强度达到设计强度的50 以上时 可敲击早拆柱头 提前拆除横楞和模板 而柱头顶板仍然支顶着现浇楼板 直到混凝土强度达到符合规范允许拆模数值为止的模板施工技术 早拆模板的关键部件是早拆柱头 组成 早拆模板 可以采用竹 木 胶合板模板 钢框胶合板模板 组合钢模板和塑料模板等 支撑系统 早拆柱头 支柱 主梁 可调千斤顶等组成 早拆柱头 有螺杆式升降头 滑动式升降头和螺杆与滑动相结合的升降头 支柱 可以采用门式支架 碗扣式支架 钢支柱及扣件式支架等 特点 可以大量节省模板一次投入量 可以缩短施工工期 加快施工速度 提高工效 可以延长模板使用寿命 节省施工费用 适用范围 各种类型的公共建筑 住宅建筑的楼板和梁 框架结构建筑的楼板和梁 以及桥 涵等市政工程的结构顶板模板的施工 三 模板设计 1 设计的范围常用的木拼板和定型组合钢模板 在其经验适用范围内一般不需进行模板设计 需要设计或验算的 重要结构的模板 特殊形式的模板 超出适用范围的模板 2 设计思路选型 选材 荷载计算 结构设计 绘制模板图 拟定安装 拆除方案 3 荷载计算 1 荷载标准值 七项 1 模板及其支架的自重应根据模板设计图纸确定 对肋形楼板及无梁楼板模板的自重标准值 可按下表采用 2 新浇混凝土的重量 普通混凝土24KN m3 其它混凝土按实际重力密度 3 钢筋自重 每m3砼 楼板1 1kN 梁1 5kN 4 施工人员及设备荷载 计算模板及小楞时 均布活荷载2 5kN m2 另以集中荷载2 5kN验算 取两者中较大值 计算支承小楞的构件时 均布活荷载1 5kN m2 计算支架立柱等构件时 均布活荷载1 0kN m2 对大型浇筑设备 上料平台等 砼泵等按实际情况计算 如砼堆积料的高度超过100mm时 则按实际情况计算 5 振捣砼时产生的荷载标准值 水平面模板2 0kN m2 垂直面模板4 0kN m2 作用范围在有效压头高度之内 6 新浇筑砼对模板侧面的压力标准值当采用内部振动器时 新浇筑的砼作用于模板的最大侧压力 按下列两式计算 并取两式中的较小值 新浇筑混凝土对模板的最大侧压力 kN m2 混凝土的重力密度 kN m3 新浇混凝土的初凝时间 h 可按实测确定 当缺乏试验资料时 可采用计算 T为混凝土的温度 混凝土的浇筑速度 m h 混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度 m 外加剂影响修正系数 不掺外加剂时取1 0 掺具有缓凝作用的外加剂时取1 2 混凝土坍落度影响修正系数 当坍落度小于30mm时 取0 85 50 90mm时 取1 0 110 150mm时 取1 15 7 倾倒砼时产生的荷载标准值倾倒砼时对垂直面模板产生的水平荷载标准值 按下表采用 2 荷载设计值 计算模板及支架时 应将前述的 项荷载标准值乘以相应的荷载分项系数以求得荷载设计值 荷载分项系数按下表采用 3 荷载组合 对不同结构的模板及支架进行计算时 应分别取不同的荷载效应组合 荷载组合的规定见下表 参与模板及支架荷载效应组合的各项荷载 4 计算规定 1 计算钢 木模板及支架时参照相应的设计规范 考虑是临时结构 对于钢模板及支架 其荷载设计值可按0 85折减 木模板及支架 木材含水率小于25 时 其荷载设计值可按0 9折减 2 验算模板及其支架的刚度时 其最大变形值不得超过下列允许值对结构表面外露的模板 为模板构件计算跨度的1 400 对结构表面隐蔽的模板 为模板构件计算跨度的1 250 对支架的压缩变形值或弹性挠度 为相应的结构计算跨度的1 1000 3 支架的立柱或桁架应保持稳定 并用撑拉杆件固定 验算模板及其支架在自重和风荷载作用下的抗倾倒稳定性时 应符合有关的专门规定 四 模板拆除 1 模板的拆除要求模板的拆除日期取决于砼硬化的快慢 模板的用途