混凝土结构工程土木工程施工讲义邵阳杨宗耀

1、会计学1混凝土结构工程土木工程施工讲义邵阳混凝土结构工程土木工程施工讲义邵阳杨宗耀杨宗耀第1页/共76页 【教学要求】了解砼结构工程的特点及施工过程；了解钢筋的种类、性能及加工工艺，掌握钢筋配料、代换及钢筋连接工艺；了解模板的类型、构造、受力特点及安拆方法；了解砼原材料的特性、砼施工设备和机具性能，掌握砼施工配料及施工工艺，掌握砼结构工程质量检验和质量控制的主要方法。 【教学重点】钢筋连接方法的选择及施工工艺；常用模板的构造、受力特点及安拆方法；砼的配料、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护方法及施工缝的留设。 【教学难点】模板的设计原则与步骤、荷载组合；砼强度验收的方法和规定。 【时间安排】本章共4

2、讲、8学时。第第4 4章章 混凝土结构工程混凝土结构工程第2页/共76页第10讲 钢筋工程邵阳学院 杨宗耀(教授级高工)第第4 4章章 混凝土结构工程混凝土结构工程第3页/共76页第第1010讲讲 钢筋工程钢筋工程钢筋和砼共同工作的原理 砼硬化后紧紧握裹钢筋(产生握裹力)，钢筋受砼保护而不致锈蚀，钢筋与砼的线膨胀系数相近(钢筋为1.2106，砼为1.01.4106),不会因温度变化引起胀缩不均而破坏两者之间的粘结。共共62页页 第第1 1页页混凝土的定义 钢筋 不同强度砼的拔出试验 粘结应力和滑移曲线第4页/共76页发展前景 随着科学技术的发展，新技术、新工艺、新材料的不断出现,上述一些缺点正

3、逐步得到改善，如预应力砼工艺、钢砼混合结构的发展和应用，提高了砼构件的刚度、抗裂性和耐久性，减小了构件的截面和自重。1 1 砼结构工程概述砼结构工程概述共共62页页 第第2 2页页第5页/共76页水泥砂/石(粗细骨料)外加剂拆 模养 护浇筑砼拌制砼配 料水钢筋制作钢筋安装模板制作模板安装模板修理1 1 砼结构工程概述砼结构工程概述共共62页页 第第3 3页页第6页/共76页第第1010讲讲 钢筋工程钢筋工程2.1 钢筋的分类热轧光园钢筋热轧带肋钢筋2.1.1 热轧钢筋 是最常用的钢筋，有热轧光园钢筋（HPB）、热轧带肋钢筋（HRB）和余热处理钢筋（RRB）三种。共共62页页 第第4 4页页第7

4、页/共76页级级别别强度等级强度等级代号代号公称公称直径直径dmm屈服点屈服点a (MPa)抗拉强度抗拉强度b (MPa)伸长率伸长率 (%)冷弯冷弯不小于不小于弯曲弯曲角度角度弯心弯心直径直径级级HPB235(Q235)820235370251800d级级HRB335（20MnSi）62528503354901618003d4d级级HRB400 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）62528504005401618004d5d 热轧钢筋的力学性能2.1 2.1 钢筋的分类钢筋的分类共共62页页 第第5 5页页第8页/共76页级别级别强度等级代强度等级代号号符号符号级级HPB23

5、5(Q235)级级HRB335（20MnSi）级级HRB400 热轧钢筋的符号说明HPB235 屈服强度生产工艺： hot rolled 表面形状：plain 钢筋：bar 2.1 2.1 钢筋的分类钢筋的分类共共62页页 第第6 6页页第9页/共76页 冷拉钢筋和冷拔低碳钢丝已被建设部列为限制使用技术而淘汰。冷拔低碳钢丝从2005年1月1日起不得作为结构受力钢筋使用。冷轧扭钢筋冷轧带肋钢筋2.1 2.1 钢筋的分类钢筋的分类共共62页页 第第7 7页页第10页/共76页 钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂名、生产日期、钢号、炉罐号、钢筋级别、直径等)，并有随货同行的出厂质量证明书或试

6、验报告书。2.2.1 标牌验收 工地按品种、批号及直径分批验收，每批数量热轧钢筋不超过60t、冷轧带肋钢筋为50t、冷轧扭钢筋为10t。钢筋的出厂标牌2 2 钢筋的种类及验收钢筋的种类及验收共共62页页 第第8 8页页第11页/共76页 从每批次钢筋中任选两根，每根取两个试件分别进行拉伸试验(屈服点、抗拉强度和伸长率的测定)和冷弯次数试验。 如有一项试验结果不符合规定，则应从同一批钢筋另取双倍数量的试件重做各项试验，如仍有一个试件不合格，则该批钢筋为不合格品，应不予验收或降级使用。2.2.3 取样检验2.2 2.2 钢筋的验收钢筋的验收共共62页页 第第9 9页页第12页/共76页 不得损坏标

7、志，应根据品种、规格按批分别挂牌堆放，并标明数量。2.2.4 钢筋的贮存、堆放钢筋挂牌分类堆放2.2 2.2 钢筋的验收钢筋的验收共共62页页 第第1010页页第13页/共76页第第1010讲讲 钢筋工程钢筋工程3.1 钢筋的配料 钢筋因弯曲或弯钩会使其长度变化，配料中不能直接根据图纸尺寸下料，必须了解砼保护层、钢筋弯曲、弯钩等规定，再根据图示尺寸计算其下料长度。3.1.2 计算下料长度3.1.1 配料程序共共62页页 第第1111页页第14页/共76页3.1 3.1 钢筋的配料钢筋的配料工人在控制弯起钢筋的下料 验收箍筋的外包尺寸共共62页页 第第1212页页第15页/共76页 钢筋弯曲后特

8、点：一是外壁伸长、内壁缩短，轴线长度不变；二是在弯曲处形成园弧。钢筋的量度方法是沿直线量外包尺寸，因此弯起钢筋的量度尺寸大于下料尺寸(见右图)，两者之间的差值称为弯曲调整值。不同弯曲角度的钢筋调整值见下表：钢筋弯曲时的量度尺寸 弯曲调整值钢筋弯曲角度钢筋弯曲角度3004506009001350钢筋弯曲调整值钢筋弯曲调整值0.35d0.5d0.85d2d2.5d钢筋弯曲量度差值3.1 3.1 钢筋的配料钢筋的配料共共62页页 第第1313页页第16页/共76页 当弯弧内直径为2.5d(、级钢筋为4d)、平直部分为3d时，其弯钩增加长度的计算值为：半园弯钩为6.25d，直弯钩为3.5d、斜弯钩为4

9、.9d。见下图：钢筋弯钩计算简图3.1 3.1 钢筋的配料钢筋的配料共共62页页 第第1414页页第17页/共76页弯起角度弯起角度a =300a =450a =600斜边长度斜边长度 s2h01.41h01.15h0底边长度底边长度 l1.732h0h00.575h0增加长度增加长度 sl0.268h00.41h00.575h0弯起钢筋斜长系数表3.1 3.1 钢筋的配料钢筋的配料共共62页页 第第1515页页第18页/共76页箍筋量度方法箍筋量度方法箍筋直径箍筋直径（mm）45681012量外包尺寸量外包尺寸40506070量内皮尺寸量内皮尺寸80100120150170箍筋调整值 即为弯

10、钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内皮尺寸而定。见右图及下表：箍筋量度方法 3.1 3.1 钢筋的配料钢筋的配料共共62页页 第第1616页页第19页/共76页 等强度代换 结构构件按强度控制时，按强度相等原则进行代换； 等面积代换 结构构件按最小配筋率控制时，按面积相等的原则进行代换； 按裂缝宽度或挠度验算结果代换 结构构件按裂缝宽度或挠度控制时，代换需进行裂缝宽度或挠度验算。3 3 钢筋的配料及加工钢筋的配料及加工 3.2.1 代换原则钢筋气压焊共共62页页 第第1717页页第20页/共76页 钢筋代换时不宜改变构件的有效计算高度（h0，单排筋改双排筋）。 梁的纵向受

11、力钢筋与弯起钢筋应分别代换，以保证正截面与斜截面强度。 除满足强度外，还应满足规范规定的最小配筋率、钢筋间距、根数、最小钢筋直径及锚固长度等要求。 凡属重要构件或预应力构件，代换应征得设计院同意。3.2 3.2 钢筋代换钢筋代换共共62页页 第第1818页页第21页/共76页工地钢筋车间（样板工地） 车间加工内景3 3 钢筋的配料及加工钢筋的配料及加工共共62页页 第第1919页页第22页/共76页 直径614的钢筋可用钢筋调直机进行调直，钢筋调直机兼有除锈、调直、切断三项功能，钢筋调直切断机 盘园冷拉调直时的开卷3.3 3.3 钢筋的加工钢筋的加工共共62页页 第第20页页第23页/共76页

12、高速矫直装置 高速剪切装置 半成品卸料架钢筋矫直切断机3.3 3.3 钢筋的加工钢筋的加工共共62页页 第第21页页第24页/共76页手动切断器钢筋切断机断料3.3 3.3 钢筋的加工钢筋的加工共共62页页 第第22页页第25页/共76页GF-20B型钢筋箍筋弯曲机弯起钢筋加工 钢筋工弯曲钢筋实景3.3 3.3 钢筋的加工钢筋的加工共共62页页 第第23页页第26页/共76页第第1010讲讲 钢筋工程钢筋工程 轴心受拉和小偏心受拉构件的纵向受力钢筋；直径d28的受拉钢筋、直径d32的受压钢筋不得采用绑扎搭接接头。 直接承受动力荷载的构件，纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。 直径大于12mm以上

13、的钢筋,应优先采用焊接接头或机械连接接头。 钢筋连接的原则：钢筋接头宜设置在受力较小处，同一根钢筋不宜设置2个以上接头，同一构件中的纵向受力钢筋接头宜相互错开。 共共62页页 第第24页页第27页/共76页4 4 钢筋的连接方法钢筋的连接方法4.1.1 焊接施工的一般规定 焊工必须持证操作，施焊前应进行现场条件下的焊接工艺试验，试验合格后,方可正式施焊。 焊剂应存放在干燥的库房内，受潮时，使用前应经2503000C烘焙2h。共共62页页 第第25页页第28页/共76页 进行闪光对焊、电阻点焊、电渣压力焊、埋弧压力焊时，应观察电源电压波动情况，当电源电压下降 在58%时，应提高焊接变压器级数，当

14、大 于或等于8%时，不得进行焊接。 妥善管理氧气、乙炔、液化石油气等易燃易爆品，制定并实施各项安全技术措施,防止烧伤、触电、火灾、爆炸以及烧坏焊接设备事故的发生。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接 在环境温度低于-50C条件下施焊，闪光对焊宜采用预热闪光焊或闪光-预热闪光焊；电弧焊宜增大焊接电流、减低焊接速度;环境温度低于-200C时，不宜进行各种焊接。共共62页页 第第26页页第29页/共76页钢筋对焊原理图 实景4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接 连续闪光焊 工艺过程包括闪光和顶锻。施焊时,使钢筋两端面轻微接触，形成连续闪光,闪光到预定长度(即钢筋端头加热到熔点时)，以一定的压力迅速顶锻，焊接

15、接头即告完成。适用于直径20mm(和级)22mm(级)以内的钢筋。共共62页页 第第27页页第30页/共76页 闪光-预热-闪光焊 该工艺是在连续闪光焊前增加一次预热过程，适用于直径22mm以上的级钢筋。钢筋对焊进行中钢筋对焊作业前4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第28页页第31页/共76页 闪光留量与闪光速度闪出金属所消耗的钢筋长度。闪光留量一般为两钢筋切断时严重压伤部分之和另加810mm；闪光速度由慢到快，开始零约1mm/s 终止时1.52mm/s。 预热留量与预热频率用以控制预热程度。 顶锻留量、顶锻速度与顶锻压力略。 变压器级次用以调节焊接电流的大小。4.1 4.1 钢

16、筋焊接钢筋焊接对焊接头近景共共62页页 第第29页页第32页/共76页 机械性能试验：同一台班、同一焊工完成的300个同牌号、同直径接头为一批;当同一台班完成的接头数量较少，可在一周内累计计算，仍不足300个时应作为一批计算。从每批接头中随机切取6个接头，其中3个做抗拉试件，3个做弯曲试验。 外观检查：全数检查。要求接头处表面无裂纹和明显烧伤;接头处有适当镦粗的均匀的毛刺；接头处的弯折角不得大于30；接头处的轴线偏移不大于0.1d，且不大于2mm。外观检查不合格的接头，可将距接头左右各15mm处切除重焊。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第30页页第33页/共76页钢筋电渣压力焊

17、设备示意图HD750电渣压力焊机4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第31页页第34页/共76页 焊接参数 焊接参数：包括焊接电流、焊接电压和通电时间。根据钢筋直径选择。 焊接程序 钢筋端部120mm范围内除锈下夹头夹牢下钢筋扶直上钢筋并夹牢于活动电极中上下钢筋对齐在同一轴线上安装引弧导电铁丝圈安放焊剂盒通电、引弧稳弧、电渣、熔化断电并持续顶压几秒钟。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第32页页第35页/共76页下夹钳夹住下钢筋;扶直上钢筋并夹牢于上夹钳中,使上下钢筋处于同一铅垂线上;安装引弧导电铁丝圈;套上焊剂盒;将焊剂装入焊剂盒,并用棒条插捣; 将焊机的负极线连接

18、于上钢筋;下夹钳夹住下钢筋扶直上钢筋并夹牢于上夹钳焊剂盒用小铁簸箕将焊剂装入边装入边用棒条插捣焊机的负极线连接4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第33页页第36页/共76页通电后, 摇动手柄将上钢筋略上提引弧，稳定电弧，使上下钢筋两端面均匀烧化电弧稳定燃烧、上钢筋熔化；电弧熄灭转为电渣过程，渣池产生大量电阻热使钢筋端部继续熔化;切断电流、迅速顶压并持续几秒钟。焊接完成后，回收剩余的焊剂，可重复使用。摇动手柄引弧稳弧、电渣、熔化回收剩余焊剂4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第34页页第37页/共76页焊接完成后的接头焊接完成后的接头被包围在渣壳中，被包围在渣壳中，让接

19、头保温半小时让接头保温半小时左右。左右。 电渣压力焊适用于电渣压力焊适用于1832 的的级钢及新级钢及新级钢筋连接。焊接的接级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢筋直径的筋直径的1.6倍。倍。待冷却后敲去渣壳，露待冷却后敲去渣壳，露出带金属光泽的鼓包接出带金属光泽的鼓包接头。头。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第35页页第38页/共76页 外观检查：电渣压力焊接头应逐个进行，要求接头焊包均匀、突出部分高出钢筋表面4mm，不得有裂纹和明显的烧伤缺陷；接头处钢筋轴线偏离不超过0.1d，且不大于2mm；接头处的弯折角不得大于30。合格的电渣压

20、力焊接头4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接不合格的电渣压力焊接头共共62页页 第第36页页第39页/共76页 接头形式：主要有帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊等5种形式。ZX7系列直流电弧焊机 DN2-5交流弧焊机 BX1-315交流弧焊机4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第37页页第40页/共76页 帮条焊时，两主筋端面的间隙为25mm。正式施焊前，帮条焊应在帮条和主筋之间用四点定位焊固定，施焊时，引弧应在帮条钢筋的一端开始，收弧时应在帮条钢筋端头上。钢筋帮条焊接头4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第38页页第41页/共76页 帮条焊和搭接焊的焊缝长度不

21、应小于帮条或搭接长度，焊缝厚度s0.3d；焊缝宽度b0.7d。 搭接焊的搭接长度l 与帮条长度相同。施焊前，两主筋之间用两点定位焊固定，定位焊缝应距搭接端部20mm以上。施焊时，引弧应在搭接钢筋的一端开始，收弧应在搭接钢筋端头上。钢筋搭接焊接头焊缝尺寸示意图4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第39页页第42页/共76页钢筋电弧焊接头 钢筋坡口焊接头4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第40页页第43页/共76页 钢筋与钢板搭接焊时，搭接长度不小于4d(级钢筋)5d(、级钢筋)，焊缝宽度 b 不小于0.6d，焊缝厚度s 不小于0.35d。 采用穿孔塞焊时，钢筋的孔洞应作

22、成喇叭口，其内口直径应比钢筋直径d 大4mm，倾斜角为450，钢筋缩进2mm。施焊时，电流不宜过大，严禁烧伤钢筋。预埋件T型接头焊接 钢筋与钢板搭接焊接头 4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第41页页第44页/共76页 拉伸试验 复检：试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值或2个试件在焊缝或热影响区发生断裂，其抗拉强度均小于规定值的1.1倍时，则应切取6个试件进行复检。复检结果仍有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度均小于规定值的1.1倍时，则该批接头为不合格品。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第42页页第45页/共

23、76页 复检：当有2个试件发生破裂，则应切取6个试件进行复检。复检结果仍有3个试件发生破裂时，则该批接头为不合格品。 注：当试件外侧横向裂纹宽度达到0.5mm时，应认定已经破裂。4.1 4.1 钢筋焊接钢筋焊接共共62页页 第第43页页第46页/共76页机械连接的分类墩粗直镙纹接头滚轧直镙纹接头带肋钢筋套筒冷挤压接头直接滚轧剥肋滚轧4 4 钢筋的连接方法钢筋的连接方法共共62页页 第第44页页第47页/共76页按挤压方式又可分为径向挤压和轴向挤压套管连接。套筒挤压连接4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第45页页第48页/共76页4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接挤压

24、接头试件垂直钢筋挤压接头 斜向钢筋挤压接头挤压机共共62页页 第第46页页第49页/共76页 锥形螺纹钢筋连接克服了套筒挤压连接技术存在的不足。但存在螺距单一的缺陷，已逐渐被直螺纹连接接头所代替。锥螺纹钢筋连接4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第47页页第50页/共76页 直接滚压直螺纹连接：是把带肋钢筋放进滚压机通过滚丝轮滚压成型，螺纹精度稍差，存在虚假螺纹现象。 剥肋滚压直螺纹连接：是先将钢筋接头纵、横肋剥切处理,使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后滚压成型。它集剥肋、滚压于一体，成型螺纹精度高，滚丝轮寿命长，是目前直螺纹套筒连接的主流技术。锥螺纹接头4.2 4.

25、2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第48页页第51页/共76页 钢筋连接端的螺纹采用钢筋剥肋滚丝机在现场加工。 螺纹套筒由专业厂家提供，螺纹套筒采用优质碳素钢制作，套筒的受拉承载力不小于钢筋抗拉强度的1.1倍。直螺纹连接套筒4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第49页页第52页/共76页钢筋剥肋滚丝机 钢筋螺纹剥肋滚压中 滚压成型的钢筋接头4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第50页页第53页/共76页钢筋直螺纹剥肋滚压加工全景照片4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第51页页第54页/共76页套筒连接施工中 柱钢筋直螺纹连

26、接 板钢筋直螺纹连接待连接钢筋的保护帽4.2 4.2 钢筋机械连接钢筋机械连接共共62页页 第第52页页第55页/共76页第第1010讲讲 钢筋工程钢筋工程5.1 施工准备环环境境类类别别板、墙、壳板、墙、壳梁梁柱柱C20C25C4550C20C25C45C50C20C25C45C50一一201515302525303030二二a202030303030b252035303530三三302540354035纵向受力钢筋的砼保护层最小厚度共共62页页 第第53页页第56页/共76页 钢筋接头宜设置在构件受力较小处，同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头,接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋

27、直径的10倍。柱钢筋绑扎5 5 钢筋的绑扎与安装钢筋的绑扎与安装共共62页页 第第54页页第57页/共76页 梁、柱类构件的纵向钢筋搭接区段内： 箍筋直径搭接钢筋较大直径的0.25倍； 受拉搭接区段的箍筋间距搭接钢筋较小直径的5倍，且100mm； 受压搭接区段的箍筋间距搭接钢筋较小直径的10倍，且200mm。电梯井钢筋绑扎5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第55页页第58页/共76页 接头不宜设在有抗震要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区，无法避开时，对等强度高质量的机械连接接头50%； 直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时50%。

28、地坑钢筋绑扎5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第56页页第59页/共76页钢钢 筋筋 类类 型型砼砼 强强 度度 等等 级级C15C20C25C30C35C40光面光面钢筋钢筋HPB235级级45d35d30d25d带肋带肋钢筋钢筋HRB335级级55d45d35d30dHRB400、RRB400级级55d40d35d5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第57页页第60页/共76页 应特别注意板上部的负筋,一要保证其绑扎位置准确，二要防止施工人员的踩踏，尤其是雨篷、挑檐、阳台等悬臂板，防止其拆模后断裂跨塌。悬挑板角部的放射钢筋5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第58页页第61页/共76页控制钢筋砼保护层用的塑料卡塑料环圈控制柱钢筋的砼保护层厚度塑料垫块控制楼板钢筋的砼保护层厚度5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第59页页第62页/共76页楼板中水电管线的预留预埋钢管布线预埋PVC管布线预埋5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第60页页第63页/共76页次梁负钢筋居中主梁负钢筋在下板的负钢筋在上5.2 5.2 钢筋绑扎的相关规定钢筋绑扎的相关规定共共62页页 第第61页页第64页/共76页5 5 钢筋的绑扎与