第四章-钢筋混凝土工程

第四章混凝土结构工程TeacherChenHong 第一节钢筋混凝土工程概述TeacherChenHong 一.砼工程根据结构分类：1.装配式：施工速度快、提高工作效率、降低劳动强度、保温隔热需加快解决2.整体式（现浇钢筋砼结构）：布置灵活、适应性强、钢耗小、整体性好、高空作业多、质量不易保证、工期长。TeacherChenHong 二.混凝土工程施工包括：钢筋工程施工、模板工程施工、混凝土工程施工。因而在施工过程中要加强施工管理，统筹安排、合理组织，以保证质量，加速施工和降低造价。TeacherChenHong 三.施工顺序：模板制作--模板安装--（钢筋加工过程）安放钢筋--（砼配料、拌制）模内浇混凝土--护养--撤模--修模--运模--下个工程TeacherChenHong 第二节　模板工程TeacherChenHong 一.模板的种类、作用、要求：(一)种类：模板系统包括：模板、支撑、紧固件。按材料分：木模板、钢模板、其它材料模板（砼模、钢丝网模、水泥板模板、铝合金模、砖模、玻璃模、预应力砼模等）按构造要求和施工方法分：侧移式，活动式，永久性。TeacherChenHong (二)概念与作用：1.模板的概念：是指能保证结构和构件的形状、尺寸的准确度及密实成型的模型。2.作用：保证结构和构件的形状及尺寸的准确，使新浇砼尽快成型。承受砼的侧压力、自重。TeacherChenHong (三)要求：1.保证结构、构件的形状、尺寸、位置要准确；2.具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠承受新浇砼自重,侧压力及施工压力及施工重量；3.构造简单,能多次使用,拆装方便,具有一定的耐久性,便于钢筋的安装,保证砼的浇筑；4.接缝严密,不漏浆；5.选材合理,用料经济。TeacherChenHong 二.定型组合钢模板：工具式模板：是指根据构件的建筑模数制成的令砼成型的模型。1.板块与角模：2.支承件与连接件：有各种工具式的定型桁架、支柱、托具、卡具等。TeacherChenHong 3.钢模的配制：（配制原则）(1)优先选用通用规格和大规格的板块、整体性好，减少工作量；(2)合理排列、利用长度大的模板，减少接头，端头接缝位置应错开；(3)合理使用角模；(4)便于模板支承件的布置。TeacherChenHong 三.定型组合木模板：（极少使用）与钢模板基本相同，连接时是采用钢筋或钢管夹固，适应性强。分为：基础模板、柱子模板、梁板模板几种，多使用在木材盛产地和精度要求极高的机械基础中，因为木模板费用较高，拆装不方便，且易破损周转低。TeacherChenHong 1.拼板:由拼条拼合而成,板材厚度为25-50mm，宽度不超过200mm，使用的木材应干缩均匀，浇水密实，长度由实际定；2.拼条:厚40～60mm，间距400～500mm；3.缝口:平缝口、高低缝口、企口缝口；4.梁跨中起拱高度:1～3‰跨度。TeacherChenHong 四.其它模板：大模板、滑升模板、爬升模板、台模（飞模、桌模）隧道模，永久式模板TeacherChenHong 五.模板设计：1.设计内容：选型,选材,荷载计算,结构计算,拟定制作方案,拆除方案,绘制模板图。2.设计原则是:安全、适用、经济。TeacherChenHong 3.选型、选材：检质、高强、质优价廉，标准化、系列化、通用化。TeacherChenHong 六.模板的拆除：1.拆除要求：2.拆模顺序：注意一般应遵循的原则3.拆模注意事项。TeacherChenHong 第三节钢筋工程一、种类和性能：1.种类：（1）钢筋：d6mm（2）钢丝:d≤5mmTeacherChenHong （1）钢筋：A.按化学成分分：低碳钢、低合金钢B.按轧制外形分：光面、变形C.生产工艺分：热轧、热处理D.供应形式分：盘圆、长条E.按直径大小分：φ≤5钢丝，φ6-12中等φ>12粗筋F.按机械性能(强度)分：I、II、III、IV和V级TeacherChenHong （2）钢丝：A.刻痕钢丝B.碳素钢丝钢筋质量保证措施：A.出厂证明书刊号B.试验报告单C.力学、化学分析D.专项试验钢筋施工现埸标记：Ⅰ级：红色Ⅱ级：不涂色彩Ⅲ级：白色彩IV级：黄色TeacherChenHong 二.钢筋冷加工：冷加工：是指对钢筋进行冷拉、冷拔、冷轧，使钢筋产生塑性变形从而提高钢筋的强度。它不是钢筋的指标只是钢筋的一个特性。提高强度的原因：根据钢筋在外力作用的四个阶段，经过时效作用，改变内部组织结构。TeacherChenHong （一）冷拉：强度提高25-30％，长度伸长10-20％除锈、调直，但塑性降低，要保证屈强比，具备软钢的特性，即破坏时要有明显的预兆，以便长度不足时的接长〈焊接〉，总之要保证一定的强度储备。TeacherChenHong 1.冷拉控制方法：(1)单控：用冷拉率来控制Δl=γl级d<12320MpaⅡ级d<25480MpaⅡ级d=28-40460MpaⅢ级d=8-40530N/mm2Ⅳd=10～28730N/mm2若γ<1%时，仍按１％来冷拉。TeacherChenHong (2)双控：控制冷拉率和冷拉应力，以冷拉应力为主，也称冷拉应力控制。注：当控制应力达到标准控制应力而冷拉率没达到则为合格。若控制应力没达到标准控制应力而冷拉率已超过则为不合格。TeacherChenHong 2.冷拉钢筋质量要求和检查方法：外观:冷拉试件三根,用万能试验机试验。时效:钢筋冷拉后有内应力存在，内应力会促进钢筋内的晶体组织调整，经过调整，屈服强度又进一步提高，该晶体组织的调整过程称为“时效”。TeacherChenHong 3.冷拉工艺设备：（1）采用卷扬机带动滑轮组—机械式冷拉工艺（2）采用长行程专用液压千斤顶—液压冷拉工艺TeacherChenHong 4.施工方法：钢筋轴线2米范围内禁止站人注意:断筋、断裂的施工安全：速度控制在５mm/s以内，当拉到控制应力时，应停止2～3分钟，减少弹性回缩，使内部晶体变形，施工中需防斜拉，注意安全措施，环境温度不低于-200C时，冷拉控制应力较常温时（+50C）提高30N/mm2。TeacherChenHong (二)冷拔：是使φ6-φ9的光面钢筋通过钨合金的拔丝模进行多次强力冷拔。1.冷拔工艺：轧头--剥壳--通过润滑剂进入拔丝模施工中特别注意冷拔速度。TeacherChenHong 2.影响冷拔质量的因素：（1）原材料的质量　（I级、3号）（2）冷拔总压缩率（3）拔丝模孔型、模孔倾角140-180如：4--1405--1605--180TeacherChenHong 3.冷拔钢丝的质量要求：调直后强度提高8～10%、塑性降低.TeacherChenHong 三.钢筋的焊接：钢筋的连接方法有：绑扎、焊接、套管冷压，锥螺纹套箍。焊接的种类：１.压焊（对焊、电阻点焊、气压焊）２.熔焊（电孤焊、电渣压力焊）TeacherChenHong （一）对焊（接触对焊）要求：低电压、强电流电阻对焊：端尖必须平整、耗能多、常用于小直径钢筋的接长闪光对焊有：连续对焊、预热对焊、闪光预热对焊TeacherChenHong 1.闪光对焊：适用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接，热轧钢筋的焊接宜优先采用闪光对焊，不可能时才用电孤焊。(1)连续闪光焊：宜用于25mm的I-Ⅲ级钢筋，工艺参数有：调伸长度、烧化留量、顶锻留量及变压器级数。TeacherChenHong （2）预热闪光焊：用于直径较大、端面较平整的钢筋。（3）闪光－预热－闪光焊：用于端面不平整的大直径钢筋。TeacherChenHong (4)要求：Ａ.连接两钢筋的断面比不大于1.5；Ｂ.焊接接头的质量：外观检查时无裂纹及烧伤、接头弯折不大于40，接头轴线偏移不大于1/10钢筋直径，也不大于2mm。TeacherChenHong （二）电弧焊(需焊条)钢筋的接头型式：1.搭接焊接头（单双面）2.帮条焊接头（单双面）3.剖口焊接头（平、立）4.熔槽帮条焊接头（φ25时）质量要求：外观要焊缝平整、均匀，无流淌、拉伸试验应满足要求，有些亦进行非破坏检验。TeacherChenHong （三）电渣压力焊：工艺过程：引弧--稳弧--顶锻工艺参数：焊接电流、电池电压、通电时间。TeacherChenHong (四)电阻点焊：适用于钢筋网片和钢筋笼的十字交叉点。参数根据电流的大小分为：强参数和弱参数，优先选强。TeacherChenHong (五)气压焊：（气体燃烧）加热温度为钢材熔点的0.8～0.9倍。TeacherChenHong 四.钢筋配料和代换：(一)钢筋下料长度的计算(求钢筋的轴线长度)量度差：是指钢筋外包尺寸与轴线尺寸的差值，是钢筋下料的弯曲调整值。A.直线段钢筋：Ｌ1=构件长度-砼保护层厚度+弯钩增长值。TeacherChenHong B.弯起钢筋：L1=直线段长度之和＋斜段长度之和-弯曲调整值之和＋两端弯钩的增长值。C.箍筋的下料长度：L2=箍筋周长±弯曲调整值(周长为内包尺寸时为＋)。TeacherChenHong 1.弯曲调整值(量度差）弯曲变形的特点：a.外皮伸长b.内皮缩短c.轴线尺寸不变d.弯起外形呈圆弧TeacherChenHong (1)当弯起角为900时:Δ=1.75d≈2d(2)弯起角为300、450、600、1350时，量度差分别为：0.35d、0.5d、0.85d、2.5dTeacherChenHong 2.弯钩增加长度：三种形式：（弯钩形式）直弯钩--900、（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级）斜弯钩--对箍筋而言1350半圆弯钩--1800(对I级钢筋)TeacherChenHong (1)半圆弯钩的弯起长度.增长值：弯钩长度为：6.25d(2)直弯钩900和斜弯钩1350分别为：3.5d、4.5dTeacherChenHong 3.箍筋调整值：在实际图纸及施工中、常给定的是内包尺寸。由于箍筋直径较小、调整值如表箍筋量度方法箍筋直径（mm）4-56810-12外包尺寸40506070内包尺寸80100120150-170TeacherChenHong (二)钢筋代换：1.代换方法：(1)等强度代换：按强度相等的原则(2)等面积代换：按钢筋面积相等的原则As1=As2TeacherChenHong 2.代换注意事项：（1）充分了解设计意图、设计单位须出设计变更通知单才能变换；（2）同一构件中，受不同力的钢筋要分别代换，绝不可混在一起；（3）要满足构件的构造要求；最小配筋率、最小间距；（4）由抗裂度设计的构件、代换后须进行裂缝宽度，抗裂度验算，一般不允许用低级别钢筋代换高级别钢筋、特别是不允许用Ⅰ级代替Ⅱ级钢筋；（5）钢筋代换后，构件截面的强度不得大于原设计的5%,以防脆性破坏，同时也不低于原设计的３％。TeacherChenHong 五.钢筋的加工1.调直(采用拉伸的方法):冷拉率控制在0.7-1.0%或冷拉到表面氧化层脱落、没有反弹时为止。2.除锈：使用钢丝刷或除锈剂等进行，经过拉伸调直后不需进行除锈。3.下料、剪切、弯曲成型。TeacherChenHong 4.连接：（绑扎、焊接）同一截面钢筋的接头面积应满足规定：在35d或500mm的区段内不得有两个接头面；受拉区同一截面接头面积不得大于25%；受压区不得大于50%；在最大剪力、弯矩处不得接头。检查接头数量、面积、质量、搭接长度、保护层厚度等。TeacherChenHong 第四节混凝土工程TeacherChenHong 一.砼的制备(一)砼配制1.砼施工配制强度：2.砼施工配合比确定(根据实验室配合比)设水泥:砂:石=1:x:y,水灰比W/C,含水率WX、WY则水泥:砂:石=1:x(1+wx):y(1+wy)TeacherChenHong (二)砼的搅拌：(人工搅拌；机械搅拌)1.人工拌制：“三干三温”将水泥、砂配合拌合二遍，再加石搅和一遍，然后均匀加水搅拌三遍，劳动强度大，适用于砼用量少，规模小的时候。TeacherChenHong 2.机械搅拌：(1)搅拌机械的选择：按搅拌原理分为：自落式：流动性大的砼；强制式：干硬性砼、轻骨料砼。TeacherChenHong A.自落式又分为：a.鼓筒式:淘汰产品b.锥形反转出料式:c.双锥式(最好):反转出料——适用于工业与民用建筑；倾翻出料——适用于水工建筑物TeacherChenHong B.强制式又分为：a.立轴式:(涡浆式、行星式)定盘、转盘b.卧轴式:TeacherChenHong (2)搅拌制度：A.进料容量：投料干容量VjVg—搅拌筒容积要求：Vj/Vg=0.22-0.4超载不应超过10%B.出料容量：我国规定砼搅拌机以其出料容量m3×1000为标定规格,故搅拌机的系列为:50、150、250、350、500、750、1000、1500和3000。TeacherChenHong C.投料顺序：一次投料法：先装石子、再加水泥、砂、一次性投入搅拌机；二次投料法：裹砂石法、节约水泥15-20%，强度提高10-20%TeacherChenHong D.搅拌时间：表1-4-39自落式：控制转速，过快无搅拌作用；强制式：过快会出现离孔现象（离心力作用）转速（搅拌筒）V≤15/R0.5R—搅拌盘的半径M450---叶片与筒轴线的夹角TeacherChenHong 3.砼搅拌站：（多使用散装水泥）商品砼：集中制备、能提高砼质量。取得较好的经济效益。单阶式搅拌站：运输设备、料斗设备、粘量设备、搅拌设备一条龙生产线双阶式搅拌站：搅拌设备搅拌时物料需再次提升。TeacherChenHong 二.砼的运输(一)运输要求：1.不能产生分层、离析、泌水现象；2.保证砼的坍落度要求；3.减少运输时间,以便有充分时间浇筑、捣实；4.运输量要得到保证，以便施工连续进行；5.运输工具不得漏桨、吸水；6.减小运输中的振动，颠簸。TeacherChenHong (二)运输工具的选择按运输工作分:地面运输（双轮手推车）；垂直运输（塔式起重机、龙门架等）；楼面运输（双轮手推车）。泵送砼:高度可达300M,水平距离可达800M,输送砼量160m3/h。输送泵有：活塞泵、挤压泵、气压泵TeacherChenHong 三.砼的浇筑成型：要求：(1)内实外光；(2)形状尺寸精确；(3)表面平整光洁；(4)预埋件及钢筋位置正确；(5)先后浇筑的砼接触面接缝要良好。TeacherChenHong (一)砼的浇筑：1.砼浇筑前的准备工作(1)模板的尺寸、标高、强度、刚度、稳定性和接头的检查；(2)检查钢筋和预埋件的位置、级别、直径、数量、保护层厚；(3)准备和检查砼材料，施工机具；(4)填写施工日记（隐蔽工程记录）；(5)做好施工组织和安全技术的交底工作。TeacherChenHong 2、浇筑要求：（1）防止分层,离析现象,保证砼的均匀,控制自由倾落高度；（2）分层灌注,分层捣实,随浇随捣,分层厚表1-4-43；（3）正确留设施工缝缝的形式：柱、墙为水平缝；梁、板为垂直缝.处理方法：待新浇砼的强度1.2N/mm2时，铺1:4水泥砂浆10-15厚。TeacherChenHong 3.砼的浇筑方法：(1)现浇框架砼的浇筑：梁、板、柱、整体现浇；梁、柱现浇、板预制两种施工方法：①当楼层厚度、砼工程量大，柱、梁分两次浇筑，留施工缝；②当楼层厚度、砼工程量不大,柱、梁一次浇筑，不留施工缝.TeacherChenHong (2)大体积钢筋砼结构的浇筑：A.施工特点：a.整体要求高、不得留施工缝；b.水化热大，预防早期由于温度应力而开裂；c.砼泌水较多，须采取措施保证。TeacherChenHong B.整体浇筑的方案：全面分层,分段分层,斜面分层：C.温度裂缝的防止：a.产生的原因：内外温差250C会产生较大温度应力（先压后拉）。b.防止措施：降低水化温度应力，控制砼内外温差(<250C),控制好冷却过程中的温度降低速度和总温差。TeacherChenHong c.具体办法：I.选水化热较低的水泥；II.强度不变，降低水灰比和水泥用量；III.掺入适量的缓凝剂或投入毛石，从而降低发热量；IV.控制好浇筑速度和厚度，以利于散热的均匀，也可人工降温；V.及时覆盖，控制温差。TeacherChenHong D.泌水处理：采用自流方式和抽吸方式都不好，因为它们会带走部分水泥，最好采用两种不同坍落度的砼或掺减水剂。TeacherChenHong （3）水下砼的浇筑:(导管法)（4）剪力墙的浇筑:(外部振捣器)TeacherChenHong (二)砼的密实成型１.砼的密实成型的途径：(1)借助机械力来克服砼拌和的剪应力，来达到目的——液化：(2)多加水搅拌再用离心泵吸水；(3)掺高效减水剂，使砼自流成型。TeacherChenHong 2、机械密实的原理：利用振动机械产生的简谐振动，使砼形成重质液体而密实.TeacherChenHong 3.振动机械的选择：振动机械按工作方式的分类：内部振动器；表面振动器；外部振动器；振动台TeacherChenHong (1)内部振动器:（插入式振动器）垂直插入,插到下层未凝结砼5-10cm，插点距离不得大于1.5倍振动半径。操作要点是：“直上和直下，快插与慢拔；插点要均匀，切勿漏点插；上下要插动，层层要扣搭；时间掌握好，密实质量佳。”TeacherChenHong (2)表面振动器:（附着式振动器）适用于楼地面,屋面,路面.其有效振动影响深度200mm左右,交叉振动面不少于3-5cm。(3)外部振动器:（附着式振动器）一般附着于模板外侧，适用于钢筋较密，厚度较小以及不宜插入的结构和构件中(剪力墙)，水灰比相对内部振动器时大些。TeacherChenHong (4)振动台：适用于预制小型构件，特别是砼（农村中的砼砖的振实）表面有水出现，不能排走，必要时二次捣实，表面抹光处理。TeacherChenHong 四.砼的养护和拆模：1.砼的养护A.人工养护：加热养护（蒸汔养护，热模养护）、蓄热养护。注意：控制好砼的温度和湿度B.自然养护：是指在平均气温高于50C的条件下，使砼保持一定时间的湿润状态。TeacherChenHong 2.拆模条件：必须达到一定强度才能拆模，最基本为1.2N/mm2;TeacherChenHong 五.砼的质量检查1.砼配制和浇筑质量的检查：配合比、密实度2.养护后的质量检查和允许偏差质量检查：见表4-48、4-49(1)外观检查：要求：拆模后，砼表面应无蜂窝、麻面、狗洞、露筋、缺棱掉角，缝隙夹层等情况，外观尺寸不得超过允许偏差。TeacherChenHong (2)强度检查：A.砼强度检查的试件留置规定：a.100盘同配合比砼须取样一次；b.每工作班拌制同配合比砼须取样一次；c.同层同单位同配合比砼须取样一次；e.配合比有变化时应分别取样。TeacherChenHong B.每组试件强度的代表值a.取三个试样强度的算术平均值；b.当最大与最小之一与中间值之差超过15%时，取中间值；c.当最大与最小与中间值之差均超过15%时，该组实验无效。C.同一验收批的强度要求PJ154式4-38…TeacherChenHong (3)砼的缺陷处理：A.缺陷的分类及产生原因a.麻面：由于模板表面粗糙，特别是经过多次使用的定型模板极易产生，湿润不足，漏浆，振捣不实，气泡未排出及养护不够也会产生。TeacherChenHong b.露筋：由于未放砼垫块或钢筋位移而使砼保护层厚度不够而产生，缺棱掉角也会产生。c.蜂窝：由于砼配合比不准确，搅拌不均匀，振捣不够或模板的严重漏浆所造成。TeacherChenHong d.狗洞(孔洞):一般是由于砼流动性不够，钢筋配置过密或骨料粒径过大所致。e.缝隙及夹层:一般出现在施工缝处，是由于施工缝处理不当或砼中含有杂物所致。TeacherChenHong f.缺棱掉角:由于施工前没浇水润湿模板或未刷隔离剂或拆模时不小心所致。g.裂缝:由于地基不均匀沉降、温差过大，养护不当，水分蒸发过快所致。TeacherChenHong h.强度不足:主要由于原材料不合要求，配合比不准确、搅拌不均匀，振捣不密实，养护不充分所致。TeacherChenHong Ｂ.缺陷的处理：a.表面抹浆修补：b.细石砼填补：c.环氧树脂填补：TeacherChenHong 六：砼的冬期施工方法及选择：1.施工方法：砼养护期间不加热的施工方法（保持其原有热量）；砼养护期间加热的施工方法；综合方法。2.施工方法的选择：根据现场条件和本单位技术力量而定。TeacherChenHong