混凝土结构工程教学ppt课件.ppt
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1、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。,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),3,第一节 钢筋工程,本节教学要求:1.掌握钢筋的加工方法(包括冷拉、冷拔
2、、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。,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。,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40Si2Mn,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
3、。,第一节 钢筋工程,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。,7,8,平面表示法,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,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
4、接、绑扎等。,第一节 钢筋工程,10,11,12,13,14,录像:钢筋的剪切和弯曲1/2,15,一、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,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,
5、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,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%)
6、,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,18,拔丝模,第一节 钢筋工程,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GB 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,20,冷拔低碳钢丝
7、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。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,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。
8、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,22,23,(二)钢筋焊接钢筋焊接包括闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、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,24,录像1录像2,25,2、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
9、,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,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,27,28,29,30,4、气压焊,31,32,33,34,35,第
10、一节 钢筋工程,5、点焊 主要用于钢筋网片的焊接录像,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 1/2,37,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,38,第一节 钢筋工程,39,三
11、、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,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,41,钢筋弯曲角度与量度差值(D 2.5d),第一节 钢筋工程,半圆弯钩增加长度 6.25d,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
12、个弯钩增加长度:14d(非抗震区)24d(抗震区),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,44,45,46,2、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,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,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
13、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,48,第一节 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。,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=As
14、1fy1 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。,50,2、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,51,钢筋代换的注意事项:钢筋代换时
15、,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
16、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,52,第一节 钢筋工程,钢筋保护层如何确保?,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。,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
17、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降低造价有显著效果。,第二节 模板工程,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,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,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
18、、拼板厚度有关,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,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,一般可取结构跨度的
19、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,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,60,61,62,(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
20、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,63,64,65,(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)等。,第二节 模板工程,66,67,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
21、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,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
22、四部分组成。,第二节 模板工程(3班),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
23、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,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圈上,还包括平台自重和施工荷载)等产生的竖向力,并将其传递到提升架、千斤顶和支承杆上。围圈可视为以提升架为支承的双向弯曲的多跨连续梁,材料多用角钢或槽钢,以其受力最不利情况计算确定其截面。在每侧模板的背面,按建筑物所需要
24、的结构形状,通常设置上下各一道闭合式围圈,其间距一般为500一700M。围圈应有一定的强度和刚度,其截面应根据荷载大小由计算确定。上围圈距模板上口距离一般不宜大于250mm。,第二节 模板工程,71,(3)提升架提升架又称作千斤顶架。它是安装千斤顶,并与围圈、模板系统和操作平台系统连成整体。当提升机具工作时,通过它带动围圈、模板及操作平台等一起向上滑动。承受整个模板系统和操作平台系统的全部荷载并将其传递给液压千斤顶和支承杆。提升架分单横梁式与双横梁式两种,多用型钢制作,其截面按框架计算确定。提升架的平面构造形式,一般可分为“I”形、“Y”形、“x”形、“门”形和“口”形等几种。,第二节 模板工
25、程,72,73,74,75,2操作平台系统(1)操作平台 滑模的操作平台是绑扎钢筋、浇灌混凝土、提升模板等的操作场所;也是钢筋、混凝土、埋设件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场地:按楼板施工工艺的不同要求,操作平台板可采用固定式或活动式。对于逐层空滑楼板并进施工工艺,操作平台板宜采用活动式,以便平台板揭开后,对现浇楼板进行支模、绑扎钢筋和浇灌混凝土或进行预制楼板的安装。一般将提升架立柱内侧,提升架之间的平台板采用固定式;提升架立柱外侧的平台板,采用活动式。,第二节 模板工程,76,77,操作平台分为主操作平台和上辅助平台两种,一般只设置主操作平台。(2)吊脚手架 吊脚手架又称下辅
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