土木工程施工第一篇专业工种工程施工技术04混凝土结构工程课件

第4章混凝土结构工程 4 0概述 1 混凝土房屋结构形式 排架 刚架 框架 框架 剪力墙 剪力墙 框架 筒体 筒体 2 混凝土框架结构房屋主体结构施工工艺 砌墙体 3 混凝土结构工程主要分项工程 工种工程 模板工程 钢筋工程 混凝土工程 预应力工程 4 1 4 2 4 3 4 4 4 混凝土结构工程主要原材料 钢筋 混凝土 强度 塑性 强度 和易性 耐久性 混凝土 砂 石 水泥 掺合料 外加剂 详 4 3 5 主要相关规范 1 混凝土工程施工质量验收规范 GB50204 2002 2 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 3 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 2002 J186 2002 4 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 5 建筑工程冬期施工规程 JGJ104 97 6 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋 GB13013 91 7 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB1499 98 8 钢筋混凝土用余热处理钢筋 GB13014 91 9 预应力混凝土用钢丝 GB5223 95 10 预应力混凝土用钢绞线 GB5224 95 11 普通混凝土配合比设计规程 JGJ55 2000 12 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 GB175 1999 13 混凝土外加剂 GB8076 1997 4 1模板工程 4 1 1模板的作用 基本要求 组成和分类 作用 使混凝土按设计要求的形状 尺寸 位置等成型 基本要求 1 保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确 2 具有足够的强度 刚度和稳定性 能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力 以及在施工过程中所产生的荷载 3 构造简单 装拆方便 并便于钢筋的绑扎与安装 符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求 4 模板接缝应严密 不得漏浆 保证成型质量 保证安全 保证经济性 保证成型质量 组成 模板 支撑 支架 分类 按所用材料 木模板 钢模板 其它材料模板 按施工方法 拆移式 活动式 工具式 滑升模板 爬升模板 台模 飞模 其它 土模 永久性模板等 部分内容可见后续课程 4 1 2模板的构造 1 组合式模板 1 常用组合式模板 木模板 制作随意 可用于外形复杂的构件 成型质量高 周转次数少 使用费用高 用于成型质量要求较高 补缝或特殊构件 组合钢模板 模板部分 平面模板 转角模板 连接件等 支撑件 平模板 转角模板 连接件 胶合板模板 钢框木 竹 胶合板模板 是以热轧异型钢为钢框架 以木 竹胶合板等作面板 而组合成的一种组合式模板 制作时 面板表面应作一定的防水处理 模板面板与边框的连接构造有明框型和暗框型两种 明框型的框边与面板平齐 暗框型的边框位于面板之下 幅面大 自重轻 锯截方便 不开裂不漏浆 尺寸一般为915 1830mm 1220 2440mm 无框模板 2 基本构件模板 基础模板 柱模板 梁模板 板模板 楼梯模板 其他模板 圈梁模板 3 模板安装及拆除要求 安装 柱模板 垂直度 不胀模 稳定不移动 梁 板模板 支撑的强度 刚度满足要求 起拱 拆除 注意 侧模 底模 拆除对混凝土强度的要求 教材 83 注意拆除顺序 2 工具式模板 参见 教材 83 90及相关后续课程 4 1 3模板设计 一般不需要进行模板设计 荷载大 较特殊 新型模板体系时需要验算 设计 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 荷载计算若干问题 荷载种类 荷载分项系数 荷载组合 有关技术规定 新浇筑混凝土对模板的侧压力计算 某现浇混凝土墙板高3米 长10米 厚0 2米 已知混凝土的温度为20 浇筑速度为2 不掺加外加剂 混凝土坍落度为5 9厘米 倾到混凝土时产生的水平荷载为4 试求新浇混凝土时模板的最大侧压力 并绘制其侧压力分布图 验算强度用 4 2钢筋工程 4 2 1钢筋的种类与验收 建筑用钢 型钢 槽钢 工字钢等 钢板 钢筋 热轧钢筋 HPB235 原 级 HRB335 原 级 HRB400 原新 级 RRB400 光圆 变形 变形 变形 HotRolledPlainSteelBarsHotRolledRibbedSteelBars 冷加工钢筋 冷拉 冷拔 冷轧 热处理钢筋 碳素钢丝 高强钢丝 刻痕钢丝 光圆 变形 钢绞线 注 GB50010 20024 2 1钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋 应按下列规定选用 1 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋 也可采用HPB235级和RRB400级钢筋 2 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线 钢丝 也可采用热处理钢筋 冷轧扭钢筋 钢筋的验收 1 钢筋出厂应有质量保证书 合格证明 出厂检验报告 质量证明文件 2 钢筋进场 现场 应进行见证抽样检查 外观检查 力学性能 屈服强度 极限抗拉强度 伸长率 冷弯性能等 3 抽检数量按规定进行 4 2 2钢筋的冷加工 冷拉钢筋 不是不允许使用 但不推荐 目前使用较少 冷拉原理 冷拉的作用 冷拉参数及控制方法 冷拉设备 冷拔钢丝 被冷轧带肋钢筋替代 此处不作要求 4 2 3钢筋的连接 钢筋连接 钢筋网片 骨架的形成 点焊 绑扎 钢筋接长 要求钢筋接头强度 刚度不低于母材 绑扎连接 焊接连接 机械连接 宜掌握 以上连接方法的特点及适用范围 采用顺序 设计规定 相关规范规定 焊接 对焊 多在加工棚施工 多用于梁板等水平钢筋的接长连接 电渣压力焊 多在操作面施工 多用于柱 墙等竖向钢筋接长连接 电弧焊 零星使用面较广 4 2 4钢筋的配料 1 计算的假设条件 教材 117 2 进行钢筋下料长度计算的原因 教材 117 3 影响钢筋下料长度计算的因素 教材 117 4 计算方法 教材 119 5 注意事项 理解混凝土保护层的概念 区分箍筋内包 外包尺寸 区分450及1350弯折 GB50010 2002中有关混凝土保护层的规定 4 2 5钢筋的代换 代换原则 代换方法 了解 注 GB50010 2002明确规定钢筋代换由设计方负责 4 2 6钢筋的加工 绑扎安装与验收 钢筋加工 调直 除锈 剪切 弯曲 接长 钢筋绑扎安装 钢筋验收 4 3混凝土工程 施工过程 配料 搅拌 运输 浇筑 养护 质量检查冬期施工 4 3 1 4 3 2 4 3 3 4 3 4 4 3 5 4 3 6 4 3 7 另外 4 3 1混凝土的配料 原材料的选择 配合比的确定 材料称量 1 原材料的选择 砂石水泥水掺合料外加剂 细骨 集料 普通混凝土用砂质量标准及检验方法 JGJ52 粗骨 集料 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法 JGJ53 胶凝材料 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 GB175 1999 混凝土拌和用水标准 JGJ63 部分替代水泥 改善混凝土性能 粉煤灰 硅粉等 改善混凝土性能 混凝土外加剂 GB8076 1997 教材 127 129 2 混凝土配合比的确定 普通混凝土配合比设计规程 JGJ55 基本要求 足够的强度 良好的施工和易性 一定的耐久性 过程 确定混凝土配制强度 确定计算配合比 确定基准配合比 确定试验室配合比 确定施工配合比 计算水灰比 选取用水量 计算水泥用量 选取砂率 计算粗 细骨料用量 调整混凝土拌合物和易性 校核混凝土强度 考虑现场砂 石含水 调整砂 石 水用量注意 配合比表示式 水泥储存形式 4 3 2混凝土的拌制 3 材料称量 教材 132 现场搅拌预拌站搅拌 商品混凝土 1 搅拌机 教材P132 1332 搅拌制度 装料容积 区分几何容积 装料容积 出料容积装料顺序 搅拌时间 3 搅拌站 4 3 3混凝土的运输 基本要求 教材 135运输工具 现场搅拌 塔式起重机 现场垂直运输 小推车 操作面水平运输 现场搅拌 混凝土运输泵 现场垂直运输兼操作面水平运输 商品混凝土 混凝土搅拌运输车 搅拌站 现场 塔式起重机 现场垂直运输 小推车 操作面水平运输 商品混凝土 混凝土搅拌运输车 搅拌站 现场 混凝土运输泵 现场垂直运输兼操作面水平运输 泵送混凝土施工的优点 对材料的要求 操作要求 商品混凝土 泵送 极大地提高了现浇混凝土结构施工的水平 混凝土泵送施工技术规程 JGJ T10 4 3 4混凝土的浇筑成型 1 混凝土浇筑一般要求 1 准备工作 2 一般规定 3 施工缝 概念 由于施工技术或组织原因 导致混凝土浇筑不能连续进行 先浇混凝土已经凝结硬化 再继续浇筑混凝土时形成的新旧混凝土之间的结合面 留设原则 结构受剪力较小 施工方便 留设具体位置 教材 141 处理方法 已浇混凝土强度达1 2N mm2后 剔除表面松动 薄弱层 水湿润 冲洗 铺一层水泥浆或水泥砂浆 继续浇筑 2 混凝土浇筑方法 1 现浇混凝土框架结构 2 大体积混凝土 施工特点 浇筑方案 产生裂缝的原因 2阶段防治措施 3 水下浇筑混凝土 导管法 3 混凝土的振捣 1 振实原理 使混凝土均匀 密实悬浮状态 液化状态 容易充满模板各个部位 排除空气 注意 振幅 不能过大 过小 振捣时间 不能过长 过短 2 振捣设备的选择及操作要点内部振动器 也称作插入式振动器或振动棒 应用范围广 表面振动器 适用于较薄 面积较大的结构 如板 外部振动器 也称作附着式振动器 适用于配筋较密或高而窄的构件 如墙 振动台 主要用于预制厂 试验室等 4 3 5混凝土的养护 养护基本条件 湿度 温度 养护方法 自然养护 适用范围最广加热养护 适用于冬期施工 预制厂施工蓄热养护 主要用于冬期施工 其它养护方法 标准养护 测定混凝土强度等级 相关工程术语 同条件养护 4 3 6混凝土的质量检查 混凝土强度检验评定标准 GBJ107 混凝土质量控制标准 GB50164 全过程 检查 全员 参与 1 施工过程中质量检查配料 搅拌 运输 浇筑 养护等2 成型后质量检查 强度检验 1 试块制作 2 试件组数确定 3 强度代表值确定 4 强度评定 外观检查 4 3 7混凝土的冬期施工 1 冬期施工原理 1 温度与混凝土凝结硬化的关系 2 冻结对混凝土质量的影响 3 冬期施工临界强度2 冬期施工工艺要求 1 原材料选择及搅拌 2 运输与浇筑3 冬期施工方法 1 蓄热法 2 加热法 3 应用外加剂法 4 4预应力工程 4 4 0概述1 发展历程素混凝土 加劲混凝土 预应力混凝土 抗拉强度低 开裂 自重大 2 预应力混凝土的特点 与普通钢筋混凝土相比 原材料方面 可以利用高强钢材 施工工艺方面 工序增加 需特殊的设备 技术难度大 受力状态 设计方面 需考虑的受力状态多 设计较复杂 结构应用方面 扩展了混凝土的适用空间 4 4 1预应力钢材 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线 钢丝 也可采用热处理钢筋 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 1 7钢绞线的有关技术资料 4 4 2预应力张拉锚固体系 体系组成 锚 夹 具 预应力筋 连接器 千斤顶 1 预应力锚 夹 具 锚具夹具 区别及基本要求 2 几种常用预应力张拉锚固体系 钢绞线夹片式锚具 钢绞线锚固端 挤压锚 钢绞线锚固端 压花锚 钢丝束张拉 钢绞线扁锚 4 4 3预应力张拉设备 张拉设备 液压千斤顶 高压油泵 千斤顶的校验 预应力施工的关键 准确建立预应力值 张拉力的大小靠压力表的读数来表示 此读数计算得来的张拉力理论值与实际值有差别 且具体差值难以通过计算确定 通过校验直接测定实际张拉力与压力表读数的关系 绘制关系曲线或制成表格或回归成公式供施工中使用 4 4 4预应力混凝土施工工艺 施加预应力的常用方法 机械张拉法电热法 多为后张 也可用于先张 先张法后张法 1 先张法预应力混凝土施工工艺 浇筑混凝土前铺设 张拉预应力筋 临时锚固 浇筑混凝土 并养护到一定强度 放松预应力筋 先张法一般仅适用于生产中小型预制构件 多在固定的预制厂生产 也可在施工现场生产 1 台座 176 178 了解 2 预应力筋的铺设与张拉 预应力筋铺设 预应力筋张拉 张拉控制应力不宜超过下表中的张拉控制应力限值 且不应小于0 4fptk 当要求部分抵消由于应力松弛 摩擦 钢筋分批张拉以及温差等引起的应力损失时 可提高0 05fptk B 张拉程序 预应力钢丝张拉工作量大 宜采用一次张拉程序 锚固 3 预应力值校核一般用伸长值校核 相对偏差为 6 4 预应力筋放张 强度要求 放张顺序 尽量使放张时的受力状态贴近设计预压状态 放张方法 缓慢进行 防止冲击剪切 锯割 数量较少的钢丝 预热放张 千斤顶逐根循环 砂箱整体放张 楔块整体放张 数量较多的钢丝 钢绞线等 楔块放张示意图1 台座 2 横梁 3 4 钢块 5 钢楔块 6 螺杆 7 承力板 8 螺母 砂箱放张示意图1 活塞 2 套箱 3 进砂口 4 套箱底板 5 出砂口 6 砂 2 后张法预应力混凝土施工工艺 先制作构件或结构 待混凝土达到一定强度后 在构件或结构上张拉预应力筋 不需要台座设备 灵活性大 广泛用于施工现场生产大型预制预应力混凝土构件和现场浇筑预应力混凝土结构 有粘结预应力无粘结预应力 孔道留设预应力筋制作及穿束 筋 张拉孔道灌浆及锚具端头封堵 1 孔道留设 1 预埋波纹管 波纹管直接埋在构件或结构中不再取出 特别适用于留设曲线孔道 按材料不同 波纹管分为金属波纹管和塑料波纹管 2 钢管抽芯法 制作混凝土构件时 在预应力筋位置预先埋设钢管 待混凝土初凝后 终凝前将钢管旋转抽出 钢管抽芯法仅适用于留设直线孔道 3 胶管抽芯法 制作混凝土构件时 在预应力筋的位置处预先埋设胶管 待混凝土结硬后再将胶管抽出 采用5 7层帆布胶管 胶管抽芯法适用于留设直线与曲线孔道 2 预应力筋制作及穿束 筋 1 钢绞线束 两端张拉 一端张拉 式中 构件的孔道长度 夹片式工作锚厚度 穿心式千斤顶长度 夹片式工具锚厚度 2 钢丝束 式中符号 教材 183 3 粗钢筋