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课程 建筑施工与管理 第4章钢筋混凝土工程 4 1钢筋工程4 2模板工程4 3混凝土工程4 4冬期施工 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 如下图 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 4 1钢筋工程 一 概述 一 钢筋的种类 1 按粗细分 钢筋 直径 6mm 细筋 6 10 盘条 粗筋 12 常6 9m直条 钢丝 直径 6mm 刻痕钢丝或碳素钢丝 盘条 2 按生产工艺 热轧 热处理筋 冷拉筋 冷拔丝 冷轧筋 碳素丝 刻痕丝 钢绞线 3 按化学成分 1 碳素 低碳0 25 中碳0 7 高碳 2 普通低合金 合金元素 5 4 热轧钢筋按强度分 四级 5 按外形分 光圆 变形 月牙纹 人字纹 螺纹 二 钢筋的性质 1 变形硬化 可通过冷加工 提高强度 2 松弛 在高应力状态下 钢筋长度不变 应力减小 预应力施工应注意 3 可焊性 强度 硬度越高 可焊性越差 三 检验 进场 出厂合格证及标志 外观 力学性能必要时 化学成分按批5 60t抽样 四 钢筋的加工 备 切 弯 连 细钢筋 粗钢筋 对焊接长 切断 弯曲 绑扎安装 焊接安装 机械连接安装 切断 弯曲 五 钢筋的连接方法 三 钢筋的焊接 概述 1 焊接目的 接长 钢筋 成型 网片 箍筋 连接构件 由铰接变固定端 2 焊接点位置 不在最大弯矩处及弯折处 距弯折点 10d 在35d和500mm范围内 受拉筋接头数 50 不宜在框架梁端 柱端箍筋加密区内 不宜用于直接承受动力荷载的结构构件中 3 影响钢筋焊接质量的因素 1 与钢筋的化学成分有关 C Mn Si含量增加则可焊性差 Ti增加则可焊性好 2 与原材料的机械性能有关 塑性越好 可焊性越好 3 与焊接工艺及焊工的操作水平有关 4 环境低于 20 不得焊接 一 闪光对焊 1 原理 通电后 两钢筋轻微接触 通过低电压的强电流 产生高温 熔化后顶锻 形成镦粗结点 3 工艺 2 适用 HPB235级筋 直径8 20mm HRB335 HRB400 6 40mmHRB500级筋 10 40mm等 连续闪光焊 适于焊接直径 25的钢筋 预热闪光焊 适于焊接直径大且端面较平的钢筋 闪光 预热 闪光焊 适于焊接直径大且端面不平整的钢筋 对HRB500级钢筋 焊后需热处理 提高接头塑性 防止脆断 4 主要参数 调伸长度 烧化留量和预热留量 10 20mm 顶锻留量 4 10mm 顶锻速度 顶锻压力 变压器次级 电流大小选择 5 质量检查 外观 应有镦粗 无裂纹和烧伤 接头弯曲 3 轴线偏移 0 1d 且 2mm 机械性能 每批 300个接头 取6个试件 3个做拉力试验 3个做冷弯试验 二 电弧焊 1 原理 利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧 熔化焊条及电弧范围内的焊件金属 凝固后形成焊缝或接头 2 四种接头形式与要求 1 搭接焊 用于直径10mm以上的HPB235 HRB400及10 25的RRB400级钢筋 焊缝要求 无裂纹 气孔 夹渣 烧伤长度L HPB235级 单面焊 8d 双面焊 4d其他级 单面焊 10d 双面焊 5d 宽度b 0 8d 高度h 0 3d 2 帮条焊 用于直径 10mm的HPB235 HRB400及10 25mm的RRB400级钢筋 同搭接焊 帮条要求 两帮条相同 帮条级别或直径 级别同主筋时 直径可同主筋或小一规格 直径同主筋时 级别可同主筋或低一级 位置居中 帮条长 焊缝长 焊缝要求 同搭接焊 3 坡口焊 有平焊和立焊 较少用 4 窄间隙焊 d 20 40mm 间隙12 15mm 外套铜制U形模具 电流100 220A 3 设备及材料 弧焊机 直流BX 交流AX 焊枪 焊把线 焊条焊条规格 E4301 E4324 E5016 E 表示焊条 43 50 熔敷金属抗拉强度的最小值 430 500N mm2 第三位数字 焊接的位置 0 1适用于全方位 平 立 仰 横 焊接 第三位和四位数字组合 适用电流种类及药皮类型 药皮的作用 覆盖保温 保证电弧稳定 防止焊缝氧化 焊条强度选择 三 电渣压力焊 1 用于 现场结构 构件中14 32mm的HPB235 HRB400级竖向粗筋的接长 2 特点 可节约钢筋 焊接速度快 成本低 质量高 3 原理 电弧熔化焊剂形成空穴 继而形成渣池 上部钢筋潜入渣池中 电弧熄灭 电渣形成的电阻热使钢筋全断面熔化 断电同时向下挤压 排除熔渣与熔化金属 形成结点 四 电阻点焊 1 用于 8 16mmHPB235 6 16mmHRB335 400级钢筋 4 5mm冷拔钢丝的交叉连接 以制作网片 骨架等 2 原理 利用电阻热熔化钢筋接触点 加压形成结点 3 机械 点焊机 单头 多头 悬挂式 手提式 现场用 4 要求 焊点压入深度 较小筋直径的18 25 五 气压焊 1 用于 14mm以上的HPB235 HRB335 HRB400级钢筋 竖向 水平 斜向连接的现场焊接接长 2 原理 利用氧 乙炔火焰加热钢筋接头处 使之达到塑性状态 在初压作用下 端头金属原子互相扩散 表面熔融后 1250 1350 桔黄色有白亮闪光出现 加压形成结点 3 主要设备 加热器 混合气管 喷头 加压油泵 油缸等 卡具 四 钢筋的机械连接 一 套管冷挤压连接 1 特点 强度高 速度快 准确 安全 不受环境限制 2 适用 带肋粗筋 HRB335 HRB400 RRB400级直径18 40d的钢筋 异径差 5mm 3 方法 径向挤压 轴向挤压 二 螺纹连接 1 特点 速度快 准确 安全 工艺简单 不受环境 钢筋种类限制 2 适用 HPB235 HRB400级直径16 40的竖向 水平 斜向钢筋 异径差 9mm 3 方法 锥螺纹直螺纹 镦粗 滚压 五 钢筋的配料 配料 按照设计图纸的要求 确定各钢筋的直线下料长度 总根数及总重量 提出钢筋配料单 以供加工制作 一 下料长度计算 1 钢筋外包尺寸 外皮至外皮尺寸 由构件尺寸减保护层厚度得到 2 钢筋下料长度 直线长 轴线长度 外包尺寸之和 中间弯折处量度差值 端部弯钩增加值 几种常用弯折角度的量度差值 4 端部弯钩增加值 规范规定 HPB235级钢筋端部应做180 弯钩 弯心直径 2 5d 平直段长度 3d HRB335 HRB400级钢筋 设计要求端部做135 弯钩时 弯心直径 4d 平直段长度按设计要求 一个弯钩增加长度 5 对箍筋的要求及下料计算 1 绑扎箍筋的端头形式 90 90 90 180 135 135 抗震和受扭结构 2 箍筋弯心直径 D 2 5d 且 纵向受力筋的直径 3 箍筋弯钩平直段长 一般结构 5d 抗震结构 10d 4 矩形箍筋外包尺寸 2 外包宽 外包高 外包宽 高 构件宽 高 2 保护层厚 2 箍筋直径 5 一个弯钩增加值 90 D 2 d 2 2 D 2 d 平直段长135 D 2 d 2 3 4 D 2 d 平直段长180 D 2 d 2 D 2 d 平直段长 6 箍筋下料长度 L 外包尺寸 中间弯折量度差值 端弯钩增长值矩形箍筋135 135 弯钩时 近似为 L 外包尺寸 2 平直段长 六 钢筋代换 1 原则 按抗拉设计值相等原则 并满足最小配筋率及构造要求 2 方法 1 等强度代换 用于计算配筋或不同级别钢筋的代换As2fy2 As1fy1或根数n2 n1d12fy1 d22fy2 2 等面积代换 用于构造配筋或同级别钢筋的代换As2 As1或根数n2 n1d12 d22 4 2模板工程 一 概述 一 模板的作用 组成和基本要求 1 作用 使混凝土按设计的形状 尺寸 位置成型的模型板 2 模板系统的组成 模板 支撑系统 紧固件3 对模板及支架的基本要求 1 要保证结构和构件的形状 尺寸 位置的准确 2 具有足够的强度 刚度和稳定性 3 构造简单 装拆方便 能多次周转使用 4 板面平整 接缝严密 5 选材合理 用料经济 二 模板的种类 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 3 梁模板 1 构造 模板 底板厚 50 侧模厚 30 支撑 支柱用方木 钢管 或工具式桁架 门式架 组合支架 2 施工要点 梁 板 跨度 4m时 底模应起拱 起拱高度 1 3 跨度 支柱间设拉杆 离地500 以上每2000 支柱下垫通长垫板75 200 楔紧 土面时 夯实 排水 防冻胀 层高 5m时 应采用桁架或多层支架支模 梁高 700时 侧模腰部加拉结丝 板 上下层支柱对正 4 3混凝土工程 概述 1 工艺过程 配料 搅拌 运输 浇注 振捣 养护 2 特点 工序多 相互联系和影响 质量要求高 外形 强度 密实度 整体性 不易及时发现质量问题 拆模后或试压后方可显现 三 施工配比及配料计算 1 混凝土配合比确定的步骤 初步计算配合比 用绝对体积法或假定容重法 经试配调整为 实验室配合比 据现场砂石含水量调整为 施工配合比 随气候变化等随时调整 据搅拌机出料容量计算得 每盘配料量 2 混凝土施工配合比换算方法 增加含水的砂石用量 减少加水量 已知实验室配比 水泥 砂 石 1 X Y 水灰比为W C又测知现场砂 石含水率 Wx Wy则施工配合比 水泥 砂 石 水 1 X 1 Wx Y 1 Wy W X Wx Y Wy 3 配料计算 据施工配合比及搅拌机一次出料量计算出一次投料量 使用袋装水泥时可取整袋水泥量 但超量 10 例 某混凝土实验配比为1 2 28 4 47 水灰比0 63 水泥用量为285kg m3 现场实测砂 石含水率为3 和1 拟用装料容量为400升的搅拌机拌制 试计算施工配合比及每盘投料量 解 1 混凝土施工配合比为 水泥 砂 石 水 1 2 28 1 0 03 4 47 1 0 01 0 63 2 28 0 03 4 47 0 01 1 2 35 4 51 0 5172 搅拌机出料量 400 0 625 250 升 0 25 m3 3 每盘投料量 水泥 285 0 25 71 kg 取75kg 则 砂 75 2 35 176 kg 石 75 4 51 338 kg 水 75 0 517 38 8 kg 四 装料与搅拌 1 装料顺序 1 一次投料法 石子 水泥 砂 筒内先加水或进料时加水 2 二次投料法 砂 水 水泥 拌1分钟 石子 拌1分钟 出料 3 两次加水法 造壳混凝土 砂 石 70 水 拌30秒 水泥 拌30秒 30 水 拌60秒 强度提高10 20 或节约水泥5 10 2 施工缝的处理及接缝 1 先浇的混凝土强度 1 2N mm2 2 表面清理 清除水泥薄膜 松动石子 软弱混凝土层 湿润 冲洗干净 不积水 3 浇前铺水泥砂浆10 15mm厚 4 浇混凝土时细致捣实 令新旧混凝土紧密结合 四 大体积混凝土结构浇筑 1 要求保证混凝土的整体性时 连续浇筑不留施工缝 分层浇筑捣实 1 浇筑方案 1 全面水平分层 面积小而厚度大时 2 斜面分层 面积大但为长条形时 3 分段分层 面积大但厚度小时 2 浇筑强度 每小时混凝土最小浇筑量 Q Fh T m3 h F 每个浇筑层 段 的面积 m2 h 浇筑层厚度 m T 下层混凝土允许的时间间隔 T t1 t2 t1为混凝土初凝时间 t2为运输时间 2 防止开裂两种温度裂缝 升温阶段表面开裂 内外温差应 25 降温阶段拉裂 多种措施 设置后浇带 减少混凝土温度及内外温差的措施 减少水化热 用水化热低的水泥 掺减水剂 粉煤灰减少水泥用量 使用缓凝剂 低温浇筑 内部降温 石子浇水 冰水搅拌 投入毛石吸热 减缓浇筑速度 避免日晒 埋入冷却水管 外保温或升温 覆盖 电加热 蒸汽加热 五 框 剪结构的浇筑 柱墙底垫水泥砂浆50 100mm 分层浇捣 顶部减水量 除浮浆 墙洞口两侧对称 排气 筋密可用细石混凝土梁板同浇 梁自节点开始 赶浆法浇筑梁柱混凝土异标号结点 扩大 铁丝网 六 水下浇筑 用导管法 内吊球塞 管内浇混凝土 管下口距底300mm 剪断球丝 混凝土埋管0 5 1m 边浇边提 保持埋管不少于1m 七 混凝土的振捣与成型 1 振捣目的 充满模板而成型 排除多余的水分 气泡 空洞而密实 2 振捣与成型的方法 人工插捣 机械振捣 液化实化强化 挤压法 离心法真空作业脱水 掺高效减水剂自流化 自密实 3 常用振捣设备 1 内部插入式 按频率分 中频 5000 8000次 min 高频 12000 19000次 min 变频按传动分 软轴式 直联式 按动力分 电动 风动 内燃 2 表面振动器 平板式 3 附着式振动器 附着于模板 用于钢筋密 厚度小的墙 薄腹梁等构件预制 4 振动台 用于厂内预制小型构件 4 振捣方法与要点 1 插入式 可垂直振捣或以45O角斜向振捣 要点 1 插点间距 1 5R R 有效作用半径 R 8 10倍振捣棒半径 距模板 0 5R 避免碰模板 钢筋 埋件等 2 振捣时间10 30秒 浮浆 无明显沉落 无气泡即可 3 快插慢拔 上下抽动 插入下层50 100mm 2 表面式 1 振点间搭接3 5cm 2 每点振捣时间每点25 40秒 3 有效作用深度200mm 5 真空吸水一次抹面混凝土 适用于 平板 路面 机场原理 借助真空负压 将水从刚成型的混凝土中排出 使混凝土更密实 1 优点 混凝土强度提高20 50 抗冻性提高2 2 5倍 耐磨性提高0 5 1倍 钢筋握裹力提高20 25 有0 1 0 2N mm2的初期强度 收缩小 地面无裂缝 节约水泥10 25 降低造价20 25 加快模板周转 2 真空吸水设备 真空机组 真空泵 电机 水箱等 吸垫 尼龙布过滤层 塑料网片骨架层 橡胶布密封层 3 操作要点 振捣混凝土 混凝土坍落度2 4cm 提浆刮平 铺吸垫 尼龙布 塑料网片 橡胶布盖垫 中间有吸管 真空吸水 15分钟 至指压无陷痕 踩只留轻微脚印 机械抹面 4 工艺参数 1 吸水时间 每cm厚1 1 5分钟 2 吸水量 3 5分钟占总量50 3 作用深度 30 40cm 最好15 20cm 4 配比要求 低标号水泥 砂率宜大些 中砂 粗砂 四 混凝土养护与拆模 一 养护1 自然养护 常用 在常温下 5 保持混凝土处于温湿状态 规定 浇筑完后12小时内覆盖浇水 炎热夏季2 3小时 干硬性混凝土1 2小时 养护日期以达到设计强度60 左右为度 硅酸盐 普硅 矿渣水泥拌制的混凝土 7昼夜 掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土 14昼夜 覆盖材料 岩棉被 草帘 锯末 砂 塑料薄膜 喷洒薄膜剂 浇水次数 保持湿润 15 左右 每天2 4次 干燥 高温时适当增加 混凝土强度达到1 2N mm2后方准上人施工 2 蓄热养护 即保温法 如盖厚帘 岩棉被 白灰湿锯末 供微热 等 3 加热养护 蒸汽养护或电热养护 预制及冬施时多采用 二 模板的拆除 1 拆模的条件 1 侧模 在混凝土强度能保证拆模时不粘皮 不掉角 不损坏即可 一般为1 2 5N mm2 2 底模 拆模时混凝土的最低强度为 跨度 2米的板 混凝土 50 设计强度标准值 跨度2 8米的板跨度 8米的梁 拱 壳 跨度 8米的梁 板 拱 壳悬臂构件 3 拆模时混凝土强度的确定 1 先查混凝土强度增长曲线 估计强度 据水泥品种 标号 养护期平均温度 时间 2 再压同条件养护的试块 核实强度 2 拆模应注意的问题 1 顺序 符合构件受力特点 先非承重模板后承重模板 从中向外或从一侧向另一侧 对整体而言 先支的后拆 后支的先拆 谁支的谁拆 对局部而言 2 重大 复杂模板 事先拟定拆模方案 3 发现重大质量问题应停拆 处理后再拆 4 现浇梁板的支撑应与施工层隔两层拆除 施工荷载产生的效应比使用荷载更不利时 必须经过核算 加设支撑 5 要保护构件及模板 及时清运 清理 堆放好 五 混凝土质量的检查 一 搅拌和浇筑中的检查 1 原材料的品种 规格 质量和用量 每班检查 2次 2 在浇筑地点的坍落度 每班检查 2次 3 及时调整施工配比 当有外界影响时 4 搅拌时间随时检查 二 混凝土外观质量检查 表面 无麻面 蜂窝 孔洞 露筋 缺棱掉角 缝隙夹层等缺陷 尺寸偏差 位置 标高 截面尺寸 垂直度 平整度 预埋设施 预留孔洞 三 强度的检查1 试块的留置 1 取样 地点 浇筑地点 随机取 数量 每100盘 每100m3 每工作班 每楼层 每一验收项目的同配比混凝土取样不少于一次 每次标准试件至少一组 标养28d验收用 同条件养护试件组数据需要而定 施工用 每组三个试件 2 试块最小尺寸 2 每组试件的强度 1 强度与中间值之差均不超过15 时 取平均值 2 有一个与中间值之差超过15 时 取中间值 3 最大 最小值与中间值之差均超过15 时 作废3 同批强度评定方法 大批量生产 15组以上 10组以上 用统计法 零星生产 非统计法 要求 同一验收批混凝土强度的平均值mfcu 1 15fcu k 同一验收批混凝土强度的最小值fcu min 0 95fcu k 第四节混凝土冬期施工 一 冬施起始时间 当室外日平均气温连续五天稳定低于5 时 混凝土工程应采取冬施措施 温度确定 据当地多年气象资料及当年气候趋势 二 混凝土受冻及允许受冻临界强度 1 混凝土冻结温度 1 5 2 开始冻结 游离水 占1 2 2 3 2 4 全部冻结 吸附水 2 混凝土受冻后造成最终强度损失 原因 冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹 受冻越早则裂纹越多 越大 钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力 特点 冻结越早 水灰比越大 则强度损失越多 3 混凝土受冻临界强度 受冻前应达到的强度 原理 当混凝土达允许受冻临界强度后再受冻 则解冻后标养至28d 其最终强度损失 5 混凝土受冻临