混凝土结构工程教学ppt课件
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1、建 筑 工 程 施 工1第八章 混凝土结构工程学习内容:钢筋工程、模板工程、混凝土工程学习目标1、掌握混凝土施工的基本内容,能够处理混凝土工程中的一般性技术问题,控制工程施工质量;2、掌握相关规范的主要内容及其标准,能够完成施工工程中各个工序的验收。建 筑 工 程 施 工2第三章 混凝土结构工程 主要规范:1、建筑工程施工质量验收统一标准 GB 50300-2001 2、混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002 3、混凝土质量控制标准GB 5016492 4、混凝土强度检验评定标准GBJ 107-87(即将实施GB50107-2009)建 筑 工 程 施 工3第一节 钢筋工程
2、 本节教学要求:1.掌握钢筋的加工方法(包括冷拉、冷拔、调直、除锈、切断、弯曲成型、绑扎、焊接、机械连接等);2.钢筋的施工下料。建 筑 工 程 施 工4第一节 钢筋工程 混凝土结构工程是由钢筋、模板、混凝土等多个工种组成的,由于施工过程多,因而要加强施工管理,统筹安排,合理组织,以达到保证质量、加速施工和降低造价的目的。建 筑 工 程 施 工5土木工程结构中常用的钢材有钢筋、钢丝和钢绞线三类。钢筋按其化学成分,分为低碳钢钢筋和普通低合金钢钢筋。钢筋按其轧制的工艺,分为热轧钢筋和热处理钢筋。热轧钢筋按强度分为HPB235,HPR335,HPR400,RRB400四个级别;热处理钢筋分为40Si
3、2Mn,48Si2Mn,45Si2Cr三个级别。钢筋的强度和硬度逐级升高,但塑性则逐级降低。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工6第一节 钢筋工程 从钢筋的外型上分:光圆钢筋:HPB 235,(旧规范称为级钢筋);螺纹钢筋:HRB335,HRB400,(旧规范称为级钢筋)盘圆钢筋:610的光圆钢筋;按钢筋在结构中的作用不同可分为:受力钢筋(按计算设计布置)构造钢筋 架立钢筋 分布钢筋。建 筑 工 程 施 工7建 筑 工 程 施 工8 平面表示法建 筑 工 程 施 工9 常有的钢丝有刻痕钢丝、碳素钢丝和冷拔低碳钢丝三类,而冷拔低碳钢丝又分为甲级和乙级,一般皆卷成圆盘。钢绞线一般由7根圆钢丝捻成
4、,钢丝为高强钢丝。钢筋一般在钢筋车间或工地的钢筋加工棚加工,然后运至现场安装或绑扎。钢筋加工过程取决于成品种类,一般的加工过程有冷拉、冷拔、调直、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工10建 筑 工 程 施 工1 1建 筑 工 程 施 工12建 筑 工 程 施 工13建 筑 工 程 施 工14录像:钢筋的剪切和弯曲1/2建 筑 工 程 施 工15 一、钢筋的冷加工(一)钢筋冷拉 钢筋冷拉是在常温下对热轧钢筋进行强力拉伸。拉应力超过钢筋的屈服强度,使钢筋产生塑性变形,以达到调直钢筋、提高强度、节约钢材的目的。1、冷拉原理、时效第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工
5、16 2、冷拉控制 钢筋冷拉,可利用冷拉应力控制法或冷拉率控制法。对不能分清炉批号的热轧钢筋,不应采取冷拉率控制。(1)冷拉应力控制法 该控制法冷拉控制应力值。对抗拉强度较低的热轧钢筋,如拉到符合标准的冷拉应力时,其冷拉率已超过限值,将对结构使用非常不利,故规定最大冷拉率限值。加工时按冷拉控制应力进行冷拉,冷拉后检查钢筋的冷拉率,如小于表中规定数值时,则为合格;如超过表中规定的数值,则应进行力学性能试验。(2)冷拉率控制法 钢筋冷拉以冷拉率控制时,其控制值由试验确定。对同炉批钢筋,测定的试件不宜少于4个,每个试件都按表3-2规定的冷拉应力值在万能试验机上测定相应的冷拉率,取其平均值作为该炉批钢
6、筋的实际冷拉率。如钢筋强度偏高,平均冷拉率低于1%时,仍按1%进行冷拉。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工17(二)钢筋冷拔 冷拔是用热轧钢筋(直径8mm以下)通过钨合金的拔丝模(图3-3)进行强力冷拔。钢筋通过拔丝模时,受到轴向拉伸与径向压缩的作用,使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形,因而抗拉强度提高(可提高50%90%),塑性降低,呈硬钢性质。光圆钢筋经冷拔后称“冷拔低碳钢丝”。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工18 拔丝模第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工19 钢筋冷拔的工艺过程是:轧头 剥壳 通过润滑剂 进入拔丝模冷拔。冷拔低碳钢丝都用普通低碳热轧光圆钢筋拔制的,按国家标准G
7、B 70192普通低碳钢热轧圆盘条的规定,光圆钢筋都是用13号乙类钢轧制的,因而强度变化较大,直接影响冷拔低碳钢丝的质量。为此应严格控制原材料。冷拔低碳钢丝分甲、乙两级。对主要用作预应力筋的甲级冷拔低碳钢丝,宜用符合级钢标准的3号钢圆盘条进行拔制。要控制总冷拔率。总压缩率越大,则抗拉强度提高越多,而塑性下降越多,故不宜过大。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工20 冷拔低碳钢丝有时是经过多次冷拔而成,一般不是一次冷拔就达到总压缩率。每次冷拔的压缩率也不宜太大,否则拔丝机的功率要大,拔丝模易损耗,且易断丝。一般前道钢丝和后道钢丝的直径之比以1:0.87为宜。冷拔次数亦不宜过多,否则易使钢丝变脆
8、。冷拔低碳钢丝经调直机调直后,抗拉强度约降低8%-10%,塑性有所改善,使用时应注意。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工21 二、钢筋的连接 钢筋的连接有:绑扎、焊接、机械连接3种。(一)钢筋绑扎 钢筋交叉点用铁丝扎牢;板和墙的钢筋网,除外围两行钢筋的相交点全部扎牢外,中间部分交叉点可相隔交错扎牢,保证受力钢筋位置不产生偏移;梁和柱的箍筋应与受力钢筋垂直设置,弯钩叠合处应沿受力钢筋方向错开设置。受拉钢筋和受压钢筋接头 的搭接长度及接头位置符 合施工及验收规范的规定。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工22建 筑 工 程 施 工23(二)钢筋焊接 钢筋焊接包括闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、
9、点焊和气压焊;1、闪光对焊 闪光对焊广泛用于钢筋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用闪光对焊。钢筋闪光对焊(图3-5)是利用对焊机使两段钢筋接触,通过低电压的强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压顶锻,形成对焊接头。钢筋闪光对焊工艺常用的有:连续闪光焊、预热闪光焊 闪光预热闪光焊第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工24录像1录像2建 筑 工 程 施 工25 2、电弧焊 电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温,电弧使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固便形成焊缝或接头。电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结
10、构焊接。钢筋电弧焊的接头形式有:搭接焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、帮条焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、剖口焊接头(平焊或立焊)和熔槽帮条焊接头(图3-8)。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工26 3、电渣压力焊 电渣压力焊在施工中多用于现浇混凝土结构构件内竖向或斜向(倾斜度在4:1的范围内)钢筋的焊接接长。电渣压力焊有自动和手工电渣压力焊两类。与电弧焊比较,它工效高、成本低,可进行竖向连接,故在工程中应用较普遍。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工27建 筑 工 程 施 工28建 筑 工 程 施 工29建 筑 工 程 施 工304、气压焊建 筑 工 程 施 工31建 筑 工 程 施 工32
11、建 筑 工 程 施 工33建 筑 工 程 施 工34建 筑 工 程 施 工35第一节 钢筋工程 5、点焊 主要用于钢筋网片的焊接 录像建 筑 工 程 施 工36(三)钢筋的机械连接 分为:螺纹和挤压连接第一节 钢筋工程录像1/2建 筑 工 程 施 工37 钢筋机械连接包括挤压连接和螺纹套管连接,是近年来大直径钢筋现场连接的主要方法。钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接。它适用于竖向、横向及其他方向的较大直径变形钢筋的连接。与焊接相比,它具有节省电能、不受钢筋可焊性好坏影响、不受气候影响、无明火、施工 简便和接头可靠度高 等特点。连接时将需 变形钢筋插入特制钢 套筒内,利用液压驱 动的挤压机进行径向
12、 或轴向挤压,使钢套 筒产生塑性变形,紧 紧咬住变形钢筋实现 连接(图3-12)。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工38第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工39 三、钢筋配料 钢筋配料就是根据结构施工图,分别计算构件各钢筋的下料长度、根数及重量,编制出钢筋配料单,作为备料、加工和结算的依据。1、各种钢筋下料长度计算如下:直钢筋下料长度构件长度保护层厚度弯钧增加长度 弯起钢筋下料长度直段长度斜段长度弯曲调整值 弯钩增加长度 第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工40钢筋弯曲处的量度差值计算:钢筋弯曲处的量度差值与钢筋弯心直径及弯曲角度有关第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工41钢筋弯曲角
13、度与量度差值(D 2.5d)第一节 钢筋工程弯曲角度45 60 90 135 180量度差值0.5d 0.85d 2d 2.5d 3.25d半圆弯钩增加长度 6.25d建 筑 工 程 施 工42第一节 钢筋工程 各种钢筋下料长度计算如下:箍筋下料长度箍筋外包周长弯曲调整值弯钩增加长度 箍筋周长调整值(施工手册)箍筋2个弯钩增加长度:14d(非抗震区)24d(抗震区)建 筑 工 程 施 工43箍筋弯钩增加值:箍筋末端的弯钩形式如图所示第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工44建 筑 工 程 施 工45建 筑 工 程 施 工462、配料计算的注意事项a.在设计图纸中,钢筋配置的细节问题没有注明时,
14、一般可按构造要求处理;b.配料计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸在满足设计要求的前提下有利于加工安装;c.配料时,还要考虑施工需要的附加钢筋。例如,后张预应力构件预留孔道定位用的钢筋井字架、基础双层钢筋网中保证上层钢筋网位置用的钢筋撑脚(马凳)、墙板双层钢筋网中固定钢筋间距用的钢筋撑铁、柱钢筋骨架增加四面斜撑等。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工47 四、钢筋代换当钢筋的品种、级别或规格需要变更时,应办理设计变更文件。钢筋代换原则:1、等强度代换 当构件受强度控制时,钢筋可按强度相等的原则进行代换。即:代换后,构件的承载能力等于或大于原设计能力。第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工48第一节
15、 钢筋工程计算方法:n1原设计钢筋根数;n2代换钢筋根数;d1原设计钢筋直径;d2代换钢筋直径;fy1原设计钢筋抗拉强度设计值;fy2代换钢筋抗拉强度设计值。建 筑 工 程 施 工49第一节 钢筋工程构件强度复核:钢筋代换后,由于受力钢筋直径的增大或根数增多而需要增加钢筋排数,则使得截面有效高度 h 0 减小,截面强度降低。此时,应进行截面强度复核。矩形截面受弯构件,可根据弯矩相等,按下式复核强度:式中:N1原设计的钢筋拉力。N=As1fy1 As1原设计钢筋的截面面积fy1原设计钢筋的抗拉设计强度 fc 砼的抗压强度设计值;N2代换钢筋的钢筋拉力。计算方法同N1 b 构件截面宽度。h01原设
16、计钢筋的合力点至构件截面受压 边缘的距离。h02代换钢筋的合力点至构件截面受压 边缘的距离。建 筑 工 程 施 工502、等面积代换 当构件按最小配筋率配筋时(构造配筋),钢筋可按钢筋面积相等原则进行配筋。即:当有相同的钢筋品种,但没有设计所需要的钢筋规格时,在这种情况下,只要代换钢筋的总截面积与原设计钢筋的总截面积相等,就可以代换。3、当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度验算第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工51钢筋代换的注意事项:钢筋代换时,必须充分了解设计意图和代换材料的性能,并严格遵守现行混凝土设计规范的各项规定;凡是重要结构中的钢筋代换应征得设计单位的同意。具
17、体事项:1、对于重要构件,不得用光圆钢筋代换带肋钢筋;2、钢筋代换后,仍应满足配筋的构造要求,如:最小直径、间距、根数、锚固长度等;3、同一截面内,同时配有不同种类和直径的代换钢筋,但每根钢筋的拉力差不应过大(直径差5 mm),以免构件受力不均;4、梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换,以保证正截面强度和斜截面强度;5、偏心受力构件(受压或受拉)作钢筋代换时,不取整个截面配筋量计算,应按受力面分别计算;6、当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强度等级低的钢筋代换强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算第一节 钢筋工程建 筑 工 程 施 工52第一节 钢筋工程 钢筋保护层如何确保
18、?建 筑 工 程 施 工53第二节 模板工程 本节教学内容及要求:1.熟悉木模板、组合模板的构造;2.熟悉大模板、滑升模板、爬升模板的组成和工艺流程;3.了解其他模板的构造及适用性;4.掌握模板设计的荷载和计算;5.模板结构的设计方法。建 筑 工 程 施 工54 一、模板工程的基本要求 模板是指施工中保证结构或构件其位置、形状、尺寸正确的模型,也是对结构或构件进行防护和方便养护混凝土的工具。对模板的要求具有足够的强度、刚度和稳定性;装拆方便能多次周转使用;接缝严密不漏浆。模板系统包括模板、支撑和紧固件。模板工程量大,材料和劳动力消耗多,正确选择其材料、形式和合理组织施工,对加速混凝土工程施工和
19、降低造价有显著效果。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工55 二、模板的种类及用途(一)木模板 木模板、胶合板模板在一些工程上仍广泛应用。这类模板一般为散装散拆式模板,也有的加工成基本元件(拼板),在现场进行拼装,拆除后亦可周转使用。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工56 土木工程施工用的木模板,其构造及支撑方法如下:1基础模板 基础模板安装时,要保证上、下模板不发生相对位移(图3-14)。如有杯口,还要在其中放入杯口模板。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工57 2柱子模板 柱模的拼板用拼条连接,两两相对组成矩形。为承受混凝土侧压力,拼板外要设柱箍,其间距与混凝土侧压力、拼板厚度有关
20、,因而柱模板下部柱箍较密。柱模板底部开有清理孔,沿高度每隔约2m开有浇注孔。柱底的混凝土上一般设有木框,用以固定柱模板的位置。柱模板顶部根据需要可开有与梁模板连接的缺口(见图3-15)。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工58 3梁、楼板模板 梁模板由底模板和侧模板组成。底模板承受垂直荷载,一般较厚,下面有支撑(或桁架)承托。建筑施工中,应使上、下层的支撑在同一条竖向直线上,否则,要采取措施保证上层支撑的荷载能传到下层支撑上。支撑间应用水平和斜向拉杆拉牢,以增强整体稳定性。当层间高度大于5m时,宜用桁架支模或多层支架支模。梁跨度在4m或4m以上时,底模板应起拱,如设计无具体规定,一般可取结构
21、跨度的1/10003/1000,木模板可取偏大值,钢模板可取偏小值。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工59(二)组合模板 组合模板是一种工具式模板,是工程施工用得最多的一种模板。它由具有一定模数的若干类型的板块、角模、支撑和连接件组成(图3-19),用它可以拼出多种尺寸和几何形状,以适应多种类型建筑物的梁、柱、板、墙、基础和设备基础等施工的需要,也可用它拼成大模板、隧道模和台模等。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工60建 筑 工 程 施 工61建 筑 工 程 施 工62(三)大模板 大模板在建筑、桥梁及地下工程中广泛应用,它是一大尺寸的工具式模板,如建筑工程中一块墙面用一块大模板。因为
22、其重量大,装拆皆需起重机械吊装,可提高机械化程度,减少用工量和缩短工期。大模板是目前我国剪力墙和筒体体系的高层建筑、桥墩、筒仓等施工用得较多的一种模板,已形成工业化模板体系。一块大模板由面板、次肋、主肋、支撑桁架、稳定机构及附件组成(图3-23)。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工63建 筑 工 程 施 工64建 筑 工 程 施 工65(四)滑升模板 滑升模板是一种工业化模板,用于现场浇筑高耸构筑物和建筑物等的竖向结构,如烟囱、筒仓、高桥墩、电视塔、竖井、沉井、双曲线冷却塔和高层建筑等。如深圳国贸大厦(50层,160m),武汉国贸中心(53层,205m),上海金茂大厦(88层,420.5m
23、)等。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工66建 筑 工 程 施 工67 实践证明,在高层或超高层建筑中,采用滑模施工工艺,具有施工速度快、施工用地少,结构整体性好、减轻劳动强度、节约大量模板和脚手架等特点,有显著的综合经济效益。模板一次性投资多、耗钢量大,对立面造型和构件断面变化有一定的限制。施工时宜连续作业,施工组织要求较严。目前我国应用于高层建筑的滑模施工工艺,已向多样化的方向发展。按墙体模板的做法不同可分为:一般滑模施工工艺、滑框倒模施厂工艺等。按楼板的做法不同可分为:逐层空滑、楼板并进(逐层封闭)施工工艺,先滑墙体、楼板跟进施工工艺和先滑墙体、楼板降模施工 工艺等。这些施工工艺各有
24、特点,可按照建筑物的不同情况,结合各施工单位的条件,取长补短,因地制宜地采用。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工68 滑升模板(图3-24)由模板系统操作平台系统液压系统外加测控系统四部分组成。第二节 模板工程(3班)建 筑 工 程 施 工69 1、模板系统包括模板、围圈和提升架等。(1)模板 模板又称作围板,依赖围圈带动其沿混凝土的表面向上滑动。模板的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力,并使混凝土按设计要求的截面形状成型。模板可用钢材、木材或钢木混合材料制成,一般以钢材为主。如采用定型组合钢模板,则需在边框增加与围圈固定相适应的连接孔。模板按其所在部位和作用的不同,可分
25、为内模板、外模板、堵头模板、角模以及变截面处的衬模板等。为了防止混凝土在浇筑时外溅,外模板的上端比内模板可高出100一200mm。模板的高度取决于滑升速度和混凝土达到出模强度(0.20.4N/mm2)所需的时间,一般高1.01.2m,模板呈上口小下口大的锥形,单面锥度约0.2%0.5%,以模板上口以下2/3模板高度处的净间距为结构断面的厚度。第二节 模板工程建 筑 工 程 施 工70(2)围圈 围圈又称作围檩。其主要作用是使模板保持组装的平面形状,并将模板与提升架连接成一个整体。它承受模板传来的水平侧压力(混凝土的侧压力和浇筑混凝土时的水平冲击力)和由摩阻力、模板与围圈自重(如操作平台支承在围
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