混凝土结构工程课件

4混凝土结构工程

本章掌握内容:

1、掌握钢筋与混凝土共同工作原理；

2、掌握钢筋连接及配料、代换的计算方法和植筋方法；

3、掌握模板设计、安装、拆除的方法；

4、掌握混凝土施工工艺的原理、施工配料、质量检查和评定。

本章了解内容：

1、了解混凝土结构工程的特点及施工过程；

2、了解钢筋种类、性能及加工工艺；

3、了解模板的构造要求、受力特点；

4、了解混凝土原材料、施工设备和机具的性能；

5、了解混凝土冬期施工工艺要求和常见措施。

4.1混凝土结构工程概述

概述：

1、定义：混凝土结构工程是指按设计要求招钢筋和混凝土两种材料利用模

板浇筑而成的各种形状和大小的构件或结构。

2、钢筋混凝土共同工作：主要是混凝土硬化后紧紧握裹钢筋，钢筋又受混

凝土保护而不致锈蚀，当外界温度变化时，不会因膨胀不均而破坏两者间

的粘结。

3、混凝土结构工程组成：钢筋工程、模板工程和混凝土工程。

4、施工工艺流程：见下图

4.2钢筋工程

4.2.1钢筋的种类及性能

1、分类：

1)按生产工艺分类：热轧钢筋和冷拉钢筋。

(1)热轧钢筋：热轧光圆钢筋(HPB)、热轧带肋钢筋(HRB)和余热处理钢

筋(RRB)o

(2)钢筋强度等级代号及力学性能：见下表

热轧钢筋的力学性能

表面形强度等级直径屈服强度抗拉强度伸长率冷弯符号

状代号(mm)MPaMPa%

不小于弯曲角度弯心直径

光圆HPB2358〜2023537025180°D。

月牙肋HRB3356〜2533549016180。2d①

28〜50180°4d

HRB4006〜2540057014180。4d

28〜50180°5d

HRB5006〜2550063012180°6d

28〜50180°7d

余热处理钢筋的力学性能

表面形强度等级直径屈服强度抗拉强度伸长率冷弯符号

状代号(mm)MPaMPa%弯曲角度弯心直径

月牙肋RRB4008〜254406001490°3d

28〜4090°4d

2）按化学成分分类：碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋

碳素钢钢筋：低碳钢钢筋、中碳钢钢筋和高碳钢钢筋

3）按热轧外形分类：光圆钢筋和变形钢筋（月牙形、螺旋形、人字形钢筋）

4）按供应形式分类：盘圆钢筋（直径不大于10mm）和直条钢筋（长度6~

12m）

5）按直径大小分类：钢丝（直径3-5mm）、细钢筋（直径6-10㈣、中

粗钢筋（直径1220mm）和粗钢筋（直径大于20mm）

6）按在结构中作用不同分类：受力钢筋、架立钢筋和分布钢筋

2、钢筋检查与复试：

1）检查：

（1）外观检查：热轧钢筋表面不得有裂缝、结疤和折叠，表面凸块不得超过

横肋的最大高度，外姓尺寸应符合规定要求。

（2）资料检查：钢筋运至工地应有出厂质量证明书或试验报告单，并按品

种、批号及直径分批验收，验收内容包括钢筋标牌和外观检查，并按有关规

定进行机械性能试验。

（3）验收和试验批次：每批质量热轧钢筋比超过60t,冷轧带肋钢筋为50t,

冷轧扭钢筋为10U

2）批次实验：批次同二

试验内容：应从每批外观尺寸检查合格的钢筋中任选2,每根取两个试件

分别进行拉力试验和冷弯次数试验。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3佥，如果仍有一个试件不合格,

则该批钢筋为不合格品。

3）试验项目：（建筑钢筋的取样方法）

（1）一般验收项目

拉伸试验（屈服强度、抗拉强度、伸长率）和冷弯试验

⑵验收批及取样方法和取样数量

序号钢材品种验收批取样数量取样方法

重量

1低碳热扎圆盘条601拉伸:一根,长500mm任取二盘钢筋，端头截去

冷弯：二根，长300mm500mm后，一盘切取一根

拉伸，一根冷弯试件，另

一盘切取一根冷溶试睑

2热扎光圆60t拉伸：二根，长500mm任取二盘钢筋，端头截去

3热扎带肋60t冷弯:二根，长300mm500mm后，每根各切取一

4低合金盘圆60t根拉伸、一根冷弯试件

5冷扎带肋60t拉伸：每盘一根，长验收批每一盘（捆）一端

500mm截去500mm,各截取■根

弯曲：每批一根，长拉伸试件；再任取一盘各

300mm截取一根弯曲试件

6冷扎扭钢筋lOt拉伸：二根，长500mm任取二根钢筋，端头截去

冷弯：一根，长300mm500mm后，每根各切取一

根拉伸、一根冷弯试件

7预应力松钢棒100条拉伸：一根，长500mm任取一条钢筋，端头截去

（公称W13mm500mm,切取一根拉伸试

验

3、钢筋堆放：钢筋在运输和储存时，不得损坏标志，并应根据品种、规格

按每批分别挂牌堆放，并标明数量，不得露天堆放，防止锈蚀。

4.2.2钢筋焊接

1、钢筋焊接方式分类及适用范围：见下表

2、对焊：

1）定义：是钢筋接触对焊的简称。

2）原理：见右图

是利用对焊机使两段钢筋接触，经过低压

强电流，把电能转化为热能，使钢筋加热到一

定温度后，即施以轴向压力顶锻，使两根钢筋焊合在一起。钢筋焊接常见闪

光焊。

3）种类：连续闪光焊、预热闪光焊「闪光预热

一》闪光焊

4）适用：梁的纵向受刀钢筋。

5）外观检查与试验：

外观检查要求：接头表面无裂纹和明显烧伤；接头应有适当徽俎的均匀

毛刺；接头如有弯折，其角度不大于4。；接头轴线的偏移不应大于O.ld,亦

不应大于2mm。如外观检查不合格的接头，可将距接头左右个15mm处切除

重焊。

试验：按同一类型分批进行，每批切取6%,但不少于6个试件，其中三

个做抗拉试件，三个做冷弯试件。

3、点焊:

1)定义：在各种预制构件中，利用点焊机进行交叉钢筋焊接，使单根钢筋成

型为各种网片、骨架，以代替人工绑扎。

2)适用：钢丝和部分纽钢筋

3)外观检查：无脱落、漏焊、气孔、裂缝、空洞以及明显烧伤现象。

4、电弧焊:

1)定义：电焊时，电焊机送出低压强电流，使焊条与焊件之间产生高温电流,

将焊条与焊件金属溶化，凝固后形成一条焊缝。

2)适用：钢筋接长，钢筋接头，钢筋骨架焊接和

钢筋与钢板焊接。

3)接头形式：搭接接头、帮条接头、剖口接头、

钢筋与预埋件接头

(b)

(1)搭接接头：焊接时将主钢筋的端部按搭接长

图4.8搭接接头

度顶弯，使被焊钢筋与其在同一轴线上，并采用(«)双面焊舞单面博健

两端点焊定位，焊缝宜采用双面焊，当双面焊有困难时，亦可采用里面焊。

适用于直径10—40mm的I、R、III钢筋。

(2)帮条接头：适用于直径10—40mm的I、Ikm钢筋，能够双面和单面

焊接。

图4.9帮条接头

Q）双面牌罐$S）单面牌舞

钢筋搭接与帮条接头焊接时，焊缝厚度应不小于0.3d,且大于4nim;焊缝

宽度不小于0.7d,且不小于10mm。

钢筋搭接长度与帮条长度见下表:

钢筋搭接长度或帮条长度

钢筋级别焊缝形式搭接长度或帮条长度

I级单面焊28d

双面焊24d

II、HI级单面焊210d

双面焊25d

（3）坡口（剖口）接头：分为平焊和立焊，适用于直径16—40mm的IV钢

筋。

ffi4.10钢筋坡口接头

(d)坡口平《h(b)城口立焊

(4)钢筋与预埋件接头：分为对接接头和搭接接头。

图4.11的箭与预埋件焊接

(«)角焊.3)穿孔塞焊,G)格接焊

4)接头的质量检查：主要为外观检查

要求：焊缝要平顺，不得有裂纹；没有明显咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及

气孔；用小锤敲击焊缝时，应发出与其本金属同样的清脆声；焊缝尺寸与缺

陷的偏差不得大于下表:

项次偏差名称单位允许偏差项次偏差名称单位允许偏差

1帮条对焊接头中心mm0.5d6焊缝长度mm—0.5d

纵向偏移

2接头处钢筋轴线的度47咬肉深度mm0.05d或1

曲折

3接头处钢筋轴线的mmO.ld或3焊缝表面气孔和夹个2

偏移8渣（1）在2d长度上

4焊缝高度mm—0.05d不得多于

5焊缝宽度mm—O.ld（2）直径不得大于mm3

5）焊条选用：

钢筋电弧焊焊条型号

钢筋级别电弧焊接头形式

帮条焊坡口焊钢筋与钢板搭接焊

搭接焊熔槽帮条焊预埋件T形角焊

预埋件穿孔塞焊

HPB235E4303E4303E4303

HRB335E4303E5003E4303

HRB400E5003E5503

5、电渣压力焊

1）定义：是利用电流经过渣池产生的电阻热将钢

筋端熔化，然后施加压力使钢筋焊合。

2）适用：现浇结构中钢筋直径差在9mm内①1。一

①40的竖向或斜向（倾斜度在4:1内）钢筋接长。

3）施工方法：施焊前揩钢筋端部120mm范围内的图4,12焊接机头示意图

铁锈、污物等杂质清除干净；将夹具的下夹头夹

牢下钢筋，再将上钢筋扶直并夹牢于活动电极中，使上下钢筋在同一轴线;

然后在上下钢筋间安装引弧导电铁丝圈（可采用12-14号无铁火烧丝，圈

高为10—12nlm）;再安放焊剂盒，用石棉塞封焊剂盒下口，同时装满焊剂。

通电后，将上钢筋上提2-4mm引弧，用人工引弧继续上提5-7mm,使电弧

稳定燃烧；随着钢筋熔化，上钢筋逐渐插入渣池中，此时电弧熄灭，转为电

渣过程，焊接电流经过渣池而产生大量的电阻热，使钢筋端部继续熔化；待

钢筋端部熔化到一定程度后，在切断电流的同时，迅速进行预压并持续几

秒钟，以免接头偏斜或结合不良。

4）检查验收：接头逐个检查，要求接头焊包均匀，突出部分至少高出钢筋表

面4nlin,不得有裂纹和明显的烧伤缺陷；接头处钢筋轴线的偏移不超过0.1d,

且不得大于2mm;接头弯折不得超过4。。凡不符合外观要求的钢筋接头，应

将及切除重焊。

强度检验时，在现浇混凝土结构中，每一楼层以300个同钢筋级别和直径

的接头为一批（不足300个接头也可作为一批），切取3个接头作为试件，进

行静力拉伸试验，其抗拉强度实测值均不得低于该级强度的抗拉强度标准

值。

5）接头缺陷及防止措施：

钢筋电渣压力焊接头缺陷及防止措施

焊接缺陷防止措施

偏心矫直钢筋接头，放正钢筋并夹紧、预压力适当、保证夹具完好无伤

弯折矫直钢筋接头，放正钢筋，延缓松开钢筋夹具时间

咬边调小电流、缩短焊接时间、适当加大预压力、及时停机

未熔合提高下送钢筋速度、延迟断电时间、适当加大焊接电流

焊包不匀磨平钢筋端头、放正铁丝圈、适当加大熔化量

气孔按要求烘烤焊剂、清除铁锈

烧伤钢筋端部彻底除锈、夹紧钢筋

焊包下流塞好石棉布

4.2.3钢筋机械连接

定义：经过机械手段将两根钢筋进行对接。

种类：钢筋冷挤压连接和锥形螺纹钢筋连接

1、钢筋冷挤压连接：

1)定义：将两根待连接钢筋插入一个金属套管，然后采用挤压机和压模在

常温下对金属套管加压，使两根钢筋紧固成一体。

2)种类：径向挤压套管连接和轴向挤压套管连接

(1)径向挤压套管连接：是沿套管直径方向从套管中间依次两端挤压套管

使之冷塑性变形把插在套管里的两根钢筋紧紧咬合成一体。

适用于带肋钢筋连接，可连接回2—040钢筋

(2)轴向挤压套管连接：是沿钢筋轴线冷挤压金属套管，把插入套管里的两

根待连接热轧带肋钢筋紧固成一体。

适用于连接。2()—032的竖向、斜向和水平钢筋

3)套管材料和几何尺寸要求：应符合接头规格的技术要求，并应有出厂合

格证。套管的标准屈服承载力和极限承载力应比钢筋大10%,套管的保护层

厚度不宜小于15mm,净距不宜小于25mmo当所有套管外径相同BY,钢筋直

径相差不宜大于两个级别。

4)冷挤压接头的外观检查：应符合下列要求：

(1)钢筋连接端花纹要完好无损，不准打磨花纹，

连接处不准有油污、水泥等杂物；

图4.13径向挤压套管连接

(2)钢筋端头离套管中线不应超过10mm;

(3)压痕间距宜为1一6mm,挤压后的套管接头长度为原长度的1.10-1.15

倍，挤压后套管接头外径用量规测量应能经过(量规不能从挤压套管接头

外径经过的。可更换挤压模重新挤压一次即可)，压痕处最小外径为套管原

外径的().85-().9()倍。

(4)挤压接头处不得有裂纹，接头銮折角度不得大于4。。

图4.14轴向挤压套管连接示青图

Q)铜筋半接头薪压.(6)钢筋连接挤压

2、锥形螺纹钢筋连接

1)定义：锥形螺纹钢筋连接是将两根待接钢筋的端部和套管预先加工成锥

形螺纹，然后用手和力矩板手将两根钢筋端部旋入套管形成机械式钢筋接

头。

{4二次着景一二fj一夹住

-记产二次抒索

一当4三次拧量

“F次开索'F次拧*

-*-央住——_一夹住

・4-・4■

3)Q)

图4.15锥形媒纹钢筋接头图4.16钢舫接头连接方法

1一纲筋;2一套传；3—锥媒被U)同校或异径纲筋逢按，S)单向可■接头连接।

<c>双向可■接头连接

注，连接水中制筋时,必须兄例新托干.再按以上方俵建接

2)适用：施工现场连接。16一网)的同径或异径的竖向、水平或任何倾角的

钢筋，不受钢筋有无花纹及含碳量的限制。

当连接异径钢筋时,所连接钢筋直径之差不应超过9nlm。

适用于按一、二级抗震设防的建筑物的现浇钢筋混凝土结构的梁、板、

柱、墙、基础的钢筋连接施工。不得用于预应力钢筋或经常承受重复动

荷载及承受高应力疲劳荷载的结构。

3）钢筋接头拧紧力矩，直：

钢筋直径（mm）。16加8。20022025〜028032036。40

拧紧力矩值（N・m）118145177216275314343343

4.2.4钢筋的配料及加工

1、配料：是根据构件配筋图，先绘出各种形状和规格的单根钢筋简图，并

加以编号，然后分别计算钢筋的下料长度和根数，填写配料单，申请加工。

1）下料长度计算：

由于结构受力上的要求，大多数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，而中线长度不变。

量度差值：钢筋的外包尺寸与中心线长度之间的差值,称之为量度差值。

钢筋的外包尺寸要大于钢筋中心线的长度。

设计图中标明的钢筋尺寸为：

根据构件尺寸、钢筋形状和钢筋保护层的厚度等按外包尺寸进行计算。

不包括钢筋端头弯钩长度。

钢筋下料长度：

钢筋下料长度=外包尺寸+端头弯钩长度一量度差值

箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值

（1）端头半圆弯钩增加长度：（图4.17a）简化计算

弯钩全长：3"2生=8.5"

2

弯钩增加长度（包括量度差值）：8.54-2.254=6.25"

端头半圆弯钩增加长度（精确计算）：

半圆弯钩增加长度值:

钢筋直径（mm）W68〜1012〜1820〜2832〜36

弯钩长度（mm）406d5.5d5d4.5d

（2）量度差值：

①弯90。的量度差值:（图4-17b）

外包尺寸：2.254+2.254=4.5〃

中心线弧长：安生=2.754

4

量度差值:4.54-2.754=1,75”（取2d）

②弯45。的量度差值:（图4-17c）

外包尺寸:2x（2留+d）tan22°30=1.87J

2

中心线弧长：^^=1.37d

O

量度差值：1.87d-L37d=0.5d

③同理，④得其它常见弯曲角度的量度差值:

钢筋弯曲角度30°45°60°90°135°

量度差值0.35d0.5d0.85d2d2.5d

困4.17钢舫弯钩及弯曲计算

(a)半圆穹优h。)弯曲90、(。)弯曲45*

(3)箍筋调整值：弯钩增加长度与弯曲量度差值两项之和。

箍筋调整值

箍筋量度方法箍筋直径(mm)

4〜56810〜12

量外包尺寸40506070

两内包尺寸80100120150〜170

2)钢筋的代换

(1)定义：施工中如供应的钢筋的品种和规格与设计图纸要求不符时，能够

进行代换。

(2)规定：

①对拉裂性要求高的构件，不宜用光面钢筋代换变形钢筋；

②钢筋代换不宜改变构件中的有效高度；

③凡属重要的结构和预应力钢筋，在代换时应征得设计单位的同意；

④代换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的5%,亦不低于2%,且应满足

规范规定的最小钢筋直径、根数、钢筋间距、锚固长度等要求。

(3)代换方法：

①等强度代换：构件是按强度控制的;

②等面积代换：构件是按最小配筋率控制的。

2、钢筋加工

钢筋加工包括：调直、除锈、下料剪切、接长、弯曲

1)钢筋调直：利用冷拉进行。用调直冷拉率控制。

调直冷拉率：

HPB235级钢筋的调直冷拉率控制不宜大于4%;HRB335.HRB400级

的钢筋的调直冷拉率不宜大于1%。

2)钢筋除锈：将其表面的油渍、漆污、铁绣等清除干净。

3)钢筋切断：按下料长度切断。

4)钢筋弯曲：

要求：

(1)钢筋弯曲成型后,形状、尺寸必须符合设计要求，平面上没有翘曲、不

平现象。

(2)钢筋末端弯钩,HPB235级钢筋为180°,HRB335.HRB400级钢筋为90。

或135°0

(3)弯钩的弯曲直径不应小于2.5d(d为钢筋直径)，轻骨料混凝土结构时为

3.5do

(4)弯曲直长HRB235级不宜小于3d,HRB335级不宜小于4d,HRB400级

不宜小于5do

(5)箍筋末端做成弯钩，如设计无具体要求时，弯钩形式为：对一般结构,

箍筋两端能够做成90。或一端做成90。,另一端做成180%对有抗震要

求和受扭的结构，箍筋两端做成135°0

(6)钢筋弯曲成型允许偏差:

钢筋弯曲成型允许偏差

项次项目允许偏差(mm)

1顺长度方向全长±10

2弯起点位移±20

3弯起高度±5

4箍筋边长±5

3、钢筋的绑扎与安装

1)施工准备：钢筋绑扎与安装前，应先熟悉国纸，核对钢筋配料，研究与有

关工种的配合，确定施工方法。

2)施工方法：

(1)钢筋绑扎一般采用20~22号铁丝，要求绑扎牢固位置正确；在同一截

面内，绑扎接头的钢筋面积在受压区不得超过50%,在受拉区中不得超过

25%;不在同一截面的绑扎接头，中距不得小于搭接长度。

(2)搭接长度和绑扎点位置应符合下列规定：

①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

点处的距离不得小于钢筋直径的19倍，也不宜位于构件最大弯矩处。

②受拉区域内，HPB235级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩，HRB335、

HRB400级钢筋可不做弯钩；受压区域内,HPB235级钢筋不做弯钩。

③直径等于或小于12mm的受压HPB235级钢筋末端，以及轴心受压构件中,

任意直径的受力钢筋末端，可不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径的

35倍。

④钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。

⑤绑扎接头的搭接长度应符合下表要求:

纵向受拉钢筋的最小搭接长度

钢筋种类混凝土强度等级

C15C20〜C25C30〜C352c40

HPB235级光圆钢筋45d35d