第3章 钢筋混凝土结构工程

1、3 钢筋混凝土结构工程,3.1 钢筋工程 3.1.1 钢筋的分类,图3.1 现浇钢筋混凝土结构工程施工程序,图3.2 钢筋对焊原理图 1钢筋；2固定电极； 3可动电极；4机座； 5焊接变压器,3.1.2 钢筋的冷拉和冷拔 (1)钢筋冷拉 (2)钢筋冷拔 3.1.3 钢筋焊接 (1)闪光对焊 1)闪光对焊工艺 2)闪光对焊的工艺参数 3)对焊接头质量 (2)电弧焊 1)搭接焊,图3.3 调伸长度、闪光留量及顶锻留量,图3.4 电弧焊示意图 1变压器；2导线； 3焊钳；4焊条； 5焊件；6电弧,图3.5 搭接焊 (a)双面焊；(b)单面焊,2)帮条焊 3)坡口焊 (3)电阻点焊 (4)电渣压力焊,

2、图3.6 帮条焊 (a)双面焊；(b)单面焊,图3.7 坡口焊 (a)平焊；(b)立焊,3.1.4 钢筋配料与代换 (1)钢筋配料,图3.8 点焊机工作示意图 1电极；2电极臂；3变压器的次级线圈； 4变压器的初级线圈；5断路器； 6变压器调节级数开关；7踏板；8压紧机构,图3.9 钢筋电渣焊示意图 1、2钢筋；3活动电钳； 4固定电钳；5焊剂盒； 6导电剂；7焊剂,1)钢筋中间部位弯曲量度差 2)钢筋末端弯钩(曲)增长值,图3.10 钢筋弯钩及弯曲后尺寸图 (a)中部弯曲；(b)端部弯90；(c)端部弯180,图3.11 例题图,3.1.5 钢筋加工、绑扎与安装 (1)钢筋加工 (2)钢筋绑

3、扎、安装,3.2 模板工程 3.2.1 木模板,(1)基础模板 (2)柱模板 (3)梁、楼板模板,图3.12 阶梯形基础模板 1拼板；2斜撑； 3木桩；4铁丝,图3.13 柱子的模板 1内拼板；2外拼板；3柱箍； 4梁缺口；5清理孔；6木框； 7盖板；8拉紧螺栓；9拼条；10三角木条,3.2.2 模板安装与拆除 (1)模板安装 (2)模板拆除,3.2.3 模板设计的基本原理 (1)荷载计算 1)模板及其支架自重,2)新浇筑混凝土自重 3)钢筋自重 4)施工人员及施工设备自重 5)振捣混凝土时产生的荷载 6)新浇筑混凝土对模板侧面的压力 新浇筑混凝土对模板侧面的压力,考虑到采用内部振动器,且浇筑

4、速度在6 m/h以下的普,通混凝土及轻骨料混凝土，经通过实侧数据回归的分析，新浇筑混凝土作用于模板的侧压力计算公式分别为 及 式中 F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)； rc混凝土的重力密度(kN/m3)； t0新浇筑混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。当缺乏试验资料时,可取t0=200/(T+15)计算，其中T为混凝土的温度()；,V混凝土浇筑速度(m/h)； 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)； 1外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时 取1.2； 2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30 mm时，取为0.85；当坍落度

5、为5090 mm时，取为1.10；当坍落度为110150 mm时取1.15等。 7)倾倒混凝土时产生的荷载,(2)计算模板及其支架时的荷载分项系数,(3)荷载组合 (4)模板设计应注意的几个问题 3.3 混凝土工程 3.3.1 混凝土的制备 (1)混凝土的施工配制强度,混凝土制备之前应按下式确定混凝土的施工配制强度，以达到95%的保证率，即 式中 fcu,o混凝土的施工配制强度(N/mm2)； fcu,k设计的混凝土强度标准值(N/mm2)； 施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。 当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时,可按下式计算：,式中 fcu,i统计周期内同一品种混凝土

6、第i组试件的强度值(N/mm2)； fcu统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值(N/mm2)； N统计周期内同一品种混凝土试件的总组数，N25。 (2)混凝土施工配合比及施工配料 (3)搅拌制度 1)进料容量,2)投料顺序 3)搅拌时间,3.3.2 混凝土运输 (1)混凝土运输要求,(2)混凝土运输工具 (3)运输时间,3.3.3 混凝土浇筑 (1)浇筑要求 1)防止离析，保证混凝土的均匀性 2)分层浇筑，分层捣实,3)正确留置施工缝 (2)混凝土的捣实 1)机械振捣密实成型,图3.15 振动机械示意图 (a)内部振动器；(b)外部振动器；(c)表面振动器；(d)振动台,2)离心法成型 3

7、)自流浇筑成型 3.3.4 混凝土的养护、拆模与缺陷修补,(1)混凝土养护 (2)混凝土拆模 (3)缺陷修补 3.3.5 混凝土的质量检查 (1)混凝土在拌制和浇筑过程中的质量检查,(2)检查预拌混凝土厂家提供的技术资料 (3)混凝土质量的试验检查 (4)现浇混凝土结构的允许偏差检查 3.4 预应力混凝土机械先张法施工 3.4.1 先张法施工设备 (1)台座,图3.16 先张法生产示意图 1承力横梁；2台座牛腿； 3预应力钢筋；4夹具；5构件,图3.17 墩式台座抗倾覆计算简图 1承力横梁；2台座牛腿； 3预应力钢筋；4混凝土台面,1)墩式台座,图3.18 几种台座 (a)重力式；(b)构架式

8、；(c)桩基构架式；(d)简易墩式,图3.19 槽式台座 1台座；2传力柱；3上承力横梁；4下承力横梁；5砖墙,2)槽式台座 (2)张拉机具与夹具 1)夹具 张拉夹具 锚固夹具,图3.20 偏心夹具 1偏心块；2预应力筋； 3手柄；4弹簧,图3.21 钳式夹具 1楔块；2预应力筋； 3手柄；4弹簧,图3.22 压销式夹具 1楔形夹片；2压销；3预应力筋,图3.23 圆锥齿板式夹具和圆锥三槽式夹具 1套筒；2齿板；3锥销； 4预应力筋；5承力横梁,图3.24 套筒销片式夹具 1套筒；2销片；3预应力筋,图3.25 连接器 1半圆套筒；2钢圈；3连接钢筋；4预应力筋；5螺杆,2)张拉机具,图3.2

9、6 电动螺杆张拉机 1电动机；2变速箱；3螺杆；4测力计； 5张拉夹具；6轮子；7扶手,图3.27 穿心式千斤顶YC20 1、2油嘴；3顶压头；4销片式夹具； 5偏心夹具；6预应力筋；7承力横梁,3.4.2 先张法施工工艺 (1)预应力筋张拉,图3.28 卷扬机张拉平面图 1卷扬机；2滑轮组； 3固定梁；4测力计； 5张拉夹具；6锚固夹具； 7承力横梁；8牛腿； 9预应力筋,图3.29 先张法施工工艺流程,(2)混凝土浇筑与养护 (3)预应力筋放松 3.5 预应力混凝土机械后张法施工 3.5.1 锚具、预应力筋和张拉机具 锚具效率系数a应按下式计算： 式中 Fapu预应力筋锚具组装件的实测极限

10、拉力(kN)； 预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和(kN)；,p预应力筋效率系数，对于一般预应力混凝土结构工程使用的锚具,当预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,p取0.97；当预应力筋为冷拉、级钢筋时,p取1.00。 (1)单根粗钢筋 参考图3.30，预应力筋成品全长：,图3.30 钢筋下料计算 1构件；2孔道；3预应力筋；4螺丝端杆；5帮条锚具,其中，钢筋段冷拉后长度： 孔道过长时，考虑到螺丝端杆锚具在张拉时的可调节长度有限和出于减小孔道张拉时的摩擦损失等考虑，可在构件两端均采用螺丝端杆锚具张拉，若两端均用螺丝端杆，则： 冷拉前钢筋的下料长度为：,式中 l1构件的孔道长度；

11、 l2螺丝端杆伸出构件外的长度； l3固定端采用帮条锚具时，钢筋伸出构件外的长度： l5螺丝端杆长度,可取320 mm或370 mm,当构件较短或较长但两端张拉时,可取320 mm,当构件较长或一端张拉时,可取370 mm,若无经验则要通过张拉时钢筋弹性伸长量和构件压缩量经计算后确定；,钢筋冷拉率，由试验确定； 钢筋的冷拉弹性回缩量,由试验确定； n钢筋与钢筋，钢筋与螺丝端杆的对焊接头数量； 每个对焊接头的钢筋对焊长度损失，可取为钢筋直径； H螺母高度； h垫板厚度。 (2)钢筋束和钢绞线束 1)JM型锚具 2)KTZ型锚具,图3.32 JM型锚具 1锚环；2夹片；3预应力筋,图3.31 拉伸

12、机 1张拉进油嘴；2张拉油缸；3副缸油嘴； 4副缸；5传力架；6连接器；7螺母； 8预埋板；9螺丝端杆；10构件；11预应力筋,图3.33 YC60型千斤顶张拉JM12锚具 1张拉进油嘴；2顶压进油嘴；3工具锚； 4预应力筋；5JM12工作锚；6构件,图3.34 KTZ型锚具 1锚环；2锚塞,图3.35 锥锚式三作用千斤顶 1楔块；2预应力筋；3定位钢环；4KTZ型锚具；5构件,钢筋束和钢绞线束的下料长度L，可按下式计算： 一端张拉时 两端张拉时 式中 l构件孔道长度； a张拉端留量，当采用JM型锚具和YC型千斤顶时，a600 mm，采用KTZ型锚具和锥锚式千斤顶时，a由设备尺寸确定； b固定

13、端留量，取b80 mm。 3)固定端用镦头锚具,4)XM和QM型锚具 (3)钢丝束 1)钢质锥形锚具 2)锥形螺杆锚具,图3.36 镦头锚具 1锚板；2预应力筋； 3钢筋镦头,图3.37 XM型7孔锚 1锚环；2圆锥孔； 3灌浆孔；4夹片,图3.38 钢质锥形锚具 1锚环；2锚塞,3)钢丝束镦头锚具 4)钢丝束制作,图3.39 锥形螺杆锚具 1锥体；2套筒；3预应力钢丝；4螺母；5垫板,图3.40 DM5A、DM5B镦头锚具 1螺母；2锚环；3固定端锚板；4预应力筋；5镦头,下料 采用钢质锥形锚具时，下料长度的计算基本上同钢筋束，可按式(3.7)和式(3.8)计算。 采用钢丝束镦头锚具时,下料

14、长度L按下式 计算： 一端张拉 两端张拉 式中 l构件孔道长度； h固定端锚板厚度或张拉端锚环底板厚度； 钢丝镦头留量，可取=10 mm； H张拉端锚杯高度； H1螺母高度；,L钢丝束张拉伸长值； C张拉力达到规定值时，混凝土构件的弹性压缩值。 采用螺丝端杆锚具时,下料长L按下式计算： 式中 l构件孔道长度； l1螺杆露出构件外的长度,一般为120 150 mm； l2锥形螺杆锚具全长，一般为380 mm； l3套筒长度，可取100 mm；,钢丝末端露出套筒外的长度，可取20 mm。 当采用应力下料时，上述各式中，还需增加300 N/mm2的应力，钢丝的弹性伸长量L300，可按下式计算： 式中

15、 采用应力下料时的控制应力,取 300 N/mm2； L钢丝长度，可近似取按式(3.8)(3.9)计算的钢丝下料长； Es钢丝弹性模量。,采用应力下料时，拉至控制应力300 N/mm2后，测量其长度并标定，放松后在标定处切断钢丝。预先经矫直的钢丝可以在非应力状态下下料。 编束 为防止钢丝扭结，下料后应将钢丝理顺，进行编束。编束时，每隔1 m左右用铁丝将钢丝编成帘子状；然后每隔1 m左右放一个钢丝弹簧作为衬圈，衬圈直径需考虑与锚具配合，若为锥形螺杆锚具，衬圈直径与锥体端部直径相同；最后将编好的钢丝帘绕衬圈围成圆束绑扎牢固。,安装锚具 镦头锚具和锥形螺杆锚具均必须在张拉前将锚具安装在钢丝束端部，镦

16、头锚具可在编束完成后，在钢丝束一端套入锚具；然后用液压冷镦器进行镦头，待钢丝束穿过构件孔道后，再在另一端套入锚具后镦头。因此，构件的一端要设置扩孔(图3.40)。 3.5.2 后张法施工工艺,图3.41 后张工艺流程,(1)孔道留设 1)钢管抽芯法 2)胶管抽芯法 3)预埋波纹管法 (2)预应力筋张拉 (3)孔道灌浆 3.6 施工质量强制规范的基本要求 3.6.1 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 502042002中的基本要求 1)当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。,2)混凝土中掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准混凝土外加剂GB 8076、砼外加剂应用技术规范GB 50119等和有关环境保护的规定。 3.6.2 砼结构工程施工质量验收规范GB 502042002的基本要求 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量，侧压力以及施工荷载。,