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1、第4章 混凝土结构工程,混凝土结构工程的施工工艺：,水泥、砂、石、水、外加剂,钢筋加工、安装,浇筑砼,养护,拆模,模板制作、安装,模板清理,配料、搅拌,混凝土结构工程的特点：,具有：耐久性、耐火性、整体性、可塑性好、节约钢材，可就地取材等优点；但也存在自重大、抗裂性差、现场浇筑受季节气候条件的限制，补强修复较困难等缺点。,4.1 模板工程,模板系统是由模板和支撑两部分组成。模板：是使砼结构或构件成型的模型。支撑：是用来保证模板形状、尺寸和空间位置的正确，承受模板传 来的全部荷载。4.1.1 对模板系统的基本要求：1.保证工程结构和构件各部分形状、尺寸和相互位置的正确；2.具有足够的强度、刚度、
2、稳定性；3.构造简单，装拆方便；4.接缝严密，不得漏浆；5.对清水砼工程和装饰砼工程，应能达到设计效果。,4.1.2 模板的分类：1.按材料分：木、钢和其他材料模板。2.按结构类型分：基础模板、柱模板、梁模板、楼板模板、楼梯模板、墙模板、壳模板等等。3.按施工方法分：现场装拆式模板；固定式模板；移动式模板。4.1.3 模板的构造：1.组合式模板：,木模板：组合钢模板：钢模板的类型及规格：P192,钢模板的代号：,钢模板类型,表面宽度,表面长度,示例：P2015：,表示平面模板，宽度200mm，长度1500mm.,E1512：,表示阴角模板，宽度150150mm，长度1200mm,E1007：,
3、表示阴角模板，宽度100150mm，长度750mm,Y0504:,表示阳角模板，宽度5050mm，长度450mm,J0015：,表示连接角模，宽度5050mm，长度1500mm,组合钢模板连接配件：U型卡、L型插销、钩头螺栓、紧固螺栓、对拉螺栓、扣件。组合钢模板的支撑件：柱箍、斜撑、梁卡具、钢楞、钢支柱、扣件式钢管支架等。钢框木（竹）胶合板模板无框模板2.现浇框架结构构件的模板构造：P190 基础、柱、梁及楼板,(b)胶合板模板,板式楼梯模板,（分为固定式和拼装式）,大模板的构造：,穿墙螺栓的连接构造,早拆模板构造示意图,早拆模板构造,4.1.4 模板设计：1.设计原则：实用性、安全性、经济性
4、2.荷载：模板及其支架自重标准值；新浇砼自重标准值；24KN/m3钢筋自重标准值；楼板：1.1KN/m3，梁：1.5KN/m3施工人员及设备自重标准值；振捣砼时产生的荷载标准值；新浇砼对模板侧面的压力标准值；,式中：t0新浇砼的初凝时间（h）;,1外加剂影响修正系数；1.22砼坍落度影响修正系数；0.85、1.0、1.15 V砼的浇注速度（m/h）。,倾倒砼时产生的荷载；计算模板及其支架的荷载设计值：标准值荷载分项系数 1.2；1.4,3.荷载组合：4.计算规定：5.设计步骤：,水平模板、侧模板,满足最大变形值的规定,（1/400、1/250）,确定模板系统的结构形式；荷载计算及组合；确定模板
5、系统各组成构件的计算简图；构件的设计计算。,模板及其支撑系统在安装过程中，必须按规定设置必要的临时连杆和斜撑来保证模板系统的空间稳定性，以防施工中产生位移甚至倾覆。现浇钢筋混凝土梁、板支模时，如跨度超过4m，其模板应按设计要求或规范规定起拱。如设计无具体要求时，起拱度应为梁跨度的1/10003/1000。,1.钢筋的种类：按外形分：光圆钢筋、螺纹钢筋按化学成分分：碳素钢筋、普通低合金钢筋按生产工艺分：热轧钢筋、冷加工钢筋 热轧钢筋分：光圆钢筋（HPB）、热轧带肋钢筋（HRB）、余热处理钢筋（RRB）按强度等级分：235级、335级、400级、500级 普通钢筋采用：HPB235、HRB335、
6、HRB400、RRB400按直径大小分：钢丝（35）、细钢筋（610）、中粗钢筋（1220）、粗钢筋（20）按作用不同分：受力钢筋、架立钢筋、分布钢筋,4.2.1 钢筋的种类与验收：,4.2 钢筋工程,*热轧钢筋按强度分四级,2.钢筋的验收：,外观检查、力学性能检查,4.2.2 钢筋的冷加工：,1.钢筋冷拉冷拉的作用：冷拉参数：（、）冷拉应力：钢筋冷拉时达到的应力值。冷拉率：冷拉控制应力：规范规定的冷拉应力最大值。最大冷拉率：规范规定的冷拉率最大值。目的：使其保持一定的塑性和强度储备。,提高强度、调直、除锈、节约钢材,作用：,提高强度、节约钢材,包括内容：,冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔螺旋钢
7、筋,A.应力控制法（双控）：质量高，常用于制作预应力筋,B.冷拉率控制法（单控）：施工效率高，设备简单,控制应力法、控制冷拉率法,冷拉控制方法：,冷拉设备：,拉力设备、承力结构、测量装置、钢筋夹具卷扬机的设备能力Q：式中：Q设备拉力（KN）；T卷扬机牵引力（KN）；m滑轮组工作线数；滑轮组总效率；F设备阻力，一般取510KN。,选择卷扬机时：Q（1.21.5）N,钢筋的冷拉速度V：,式中：D卷扬机卷筒直径（m）；n卷扬机卷筒转速（r/min）；,要求：V1.0（m/min）,示例：,冷拉设备采用50KN电动卷扬机（卷筒直径为400mm，转速为8.7r/min），6门滑轮组。现采用应力控制法冷拉
8、HRB335直径28mm的钢筋，试求设备拉力与冷拉速度是否符合要求？已知：冷拉控制应力=430N/mm2,【解】,N=As=43061510-3=264.5KN Q1.2N 满足要求 V=Dn/m=0.48.7/13=0.84m/min V1.0m/min 满足要求,（m/min）,2.钢筋冷拔：,工艺：轧头 剥皮 通过润滑剂 进入拔丝模钢筋总压缩率：一般控制在0.4左右。,4.2.3 钢筋连接：,焊接连接、绑扎连接、机械连接,1.焊接连接：闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊、电阻点焊2.绑扎连接：要求：绑扎位置准确、牢固，搭接长度及绑扎点位置符合规定。3.机械连接：冷挤压连接、锥形螺纹
9、连接、套筒灌浆连接,套管冷挤压连接,螺纹连接,锥螺纹直螺纹,外包尺寸：钢筋外皮至外皮之间的长度。量度差值：钢筋的外包尺寸和轴线长度之间的差值。,1.钢筋中部弯曲处的量度差值：,L=外包尺寸-量度差值+弯钩增长值,4.2.4 钢筋配料,2.钢筋末端弯钩的增长值：末端180弯钩：6.25d 末端135弯钩：3d 箍筋弯钩（135/135）：,0.678D+10.178d,箍筋弯钩调整值：,3对箍筋的要求及下料计算,矩形箍筋外包尺寸2（外包宽外包高）外包宽（高）=构件宽（高）2保护层厚 2箍筋直径,柱箍筋的拆分：,03G101-1P46,示例：,某现浇砼梁L1：梁长6m，断面bh=250mm600m
10、m，钢筋简图见表。试计算梁L1中钢筋的下料长度。（箍筋6200）,250,6200,30.6,7034,34.7,6100,10.8,1672,11.5,4.2.5 钢筋代换：,1.等强度代换：,2.等面积代换：,3.钢筋代换的有关规定：代换后，应满足构造方面的要求；（间距、锚固长度、最小配筋率、最小钢筋直径、根数等）梁的纵向受力钢筋和弯起钢筋应分别代换；当构件受抗裂、裂缝宽度或挠度控制时，钢筋代换后应进行抗裂、裂缝宽度或挠度验算；对重要受力构件，不宜用光圆钢筋代换变形钢筋；,对有抗震要求的框架，不宜以强度等级较高的钢筋代替原设计的钢筋；预制构件的吊环，必须采用未经冷拉的HPB235热轧钢筋制
11、作，严禁以其他钢筋代换。,*截面强度的复核：,4.2.6 钢筋的绑扎、安装与验收：,1.绑扎程序：,画线 摆筋 穿箍 绑扎 安装垫块,2.验收：钢筋的品种、规格、数量、位置；钢筋的接头位置、连接方式、接头数量；砼保护层；预埋件的规格、数量、位置。,纵向受拉钢筋的最小搭接长度,受压钢筋取值0.7倍；受拉300mm，受压200mm；,筏板基础的部分钢筋,4.2.7 植筋施工：,钻孔,清孔,添胶粘剂,植筋,凝胶,1.作用：,工程结构加固；解决旧混凝土连接,2.施工方法：,孔径与孔深；吹气泵；（避免用水）喜利得Hit-Hy150胶粘剂；15min，固化：1h。,4.3 混凝土工程,4.3.1 砼的主要
12、性能：1.砼拌合物的和易性：坍落度、工作度2.砼的立方强度；3.砼的变形；4.砼的耐久性。4.3.2 砼工程施工工艺：,水泥、石子、砂,配料,搅拌,水,外加剂,运输,浇筑振捣,养护,拆模,留试块,试压,4.3.3 砼的配料：1.实验室配合比：1：x：y2.施工配合比 1：x（1+Ws）：y（1+Wg）,4.3.4 砼的拌制,1.搅拌机：自落式搅拌机；强制式搅拌机,2.搅拌制度：包括：搅拌机的转速、搅拌时间、装料容积、投料顺序。出料系数：出料容量和进料容量之比。（0.65）,3.砼的搅拌：投料顺序：一次投料法、二次投料法搅拌时间：规范规定了砼搅拌的最短时间施工配料：,P208 表4-10,确定砼
13、搅拌机的一次投料量。,示例：,砼实验室配合比1：2.28：4.47，W:C=0.63，Ws=3%，Wg=1%，C=285kg/m3砼。求：采用J1-400A型搅拌机时，各组成材料的一次投入量。,【解】,一次搅拌砼量为：0.40.65=0.26m3施工配合比：1：2.35：4.51搅拌时一次投料量：水泥：C=2850.26=74.1kg 取75kg砂：S=752.35=177kg石：G=754.51=339kg水：W=750.63-（752.280.03+754.470.01）=39kg,表4-10 混凝土搅拌的最短时间（s）,4.3.5 砼的运输,1.砼的运输基本要求：不产生分层、离析；最少的
14、转运次数、最短的时间；保证砼浇筑工作的连续进行；运输工具严密、不漏浆、洁净。2.砼运输工具：手推车、机动翻斗车、搅拌运输车龙门架、井架、塔吊3.泵送砼：设备：泵、输送管、布料装置布管：路线短、弯道少、接头密原材料要求：浇筑：由远而近；先竖向、后水平。,4.3.6 砼的浇筑与振捣：,1.浇筑前的准备工作：对模板结构进行检查；钢筋、预埋件检查；准备和检查材料、机具及运输道路；做好施工组织工作，安全、技术交底；2.砼浇筑要点：砼自由下落高度；H2m 溜槽、串筒分层浇筑、振捣；连续浇筑，尽量缩短间歇时间；施工缝：施工缝的位置：,柱子施工缝位置,单向板：平行于板短边的任何位置留垂直缝；,梁：梁板宜同时浇
15、筑，梁高1m时水平缝可留在板或梁托（翼缘）下2030mm处；,有主次梁的楼盖：顺次梁方向浇筑，在次梁中间1/3跨度 范围内留垂直缝。,施工缝的处理：,1.2MPa,（1）先浇的混凝土强度1.2MPa。（2）表面清理（清除水泥薄膜、松动石子、软弱混凝土层），湿润、冲洗干净，不积水。（3）浇前铺水泥砂浆1015mm厚。（4）浇混凝土时细致捣实，令新旧混凝土紧密结合。,后浇带的设置：温度、收缩裂缝 20m 7001000mm 28d,施工缝的拦挡,施工缝剔凿,墙柱根部，弹双线，用无齿锯切割凿毛,墙柱头弹线切割凿毛,楼梯平台梁的弹线剔凿,3.砼的振捣：,人工捣实、机械振捣,砼机械振捣原理：砼振捣设备：
16、,内部振动器 表面振动器 附着式振动器 振动台,方法：行列式、交错式,4.3.7 砼的养护：,自然养护、加热养护、蓄热养护,目的：给砼提供一个较好的适合强度增长的温湿环境。1自然养护：在常温下（5），用适当的材料覆盖砼，使其在规定的时间内保持足够的润湿状态。方法：覆盖浇水养护、塑料薄膜养护2自然养护的规定：GB50204-2002,12h内覆盖浇水；硅、普硅、矿渣水泥拌制的砼，7d；,掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的砼，14d；洒水次数以保证润湿状态为宜；养护用水应与拌制用水相同。,4.3.8 砼拆模：,1模板拆除时的砼的强度要求2模板的拆除顺序和方法,P203 表4-8,4.3.9 砼的质量检
17、查：,包括：施工过程中、施工后的质量检查,1砼浇筑完毕后的强度检验 试块制作；试件组数确定；每组试件强度代表值；强度评定。2外观检查及允许偏差 主要缺陷：麻面、蜂窝、露筋、裂缝、孔洞等。,表4-8 底模拆除时的混凝土强度要求,拆模时混凝土强度的确定：先查混凝土强度增长曲线估计强度。（根据水泥品种、标号，养护期平均温度、时间）,再压同条件养护的试块核实强度。,顺序：符合构件受力特点；先非承重模板后承重模板；从中向外或从一侧向另一侧（对整体而言）；先支的后拆、后支的先拆，谁支的谁拆（对局部而言）。重大、复杂模板，事先拟定拆模方案。发现重大质量问题应停拆，处理后再拆。模板拆除时，不应对楼层形成冲击荷
18、载。拆除的模板和支架宜分散堆放并及 时清运。拆模以后的钢筋混凝土结构，应在混凝土达到设计强度等级后，方准承受全 部计算荷载。如果施工荷载产生的效应比使用荷载效应更不利时，必须经过 核算并加设临时支撑，保证结构在施工阶段的安全。,拆模应注意的问题:,4.3.10 大体积砼施工,大体积砼：指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技 术措施妥善处理水化热引起的砼内外温度差值，合理解决温 度应力并控制裂缝开展的砼结构。施工措施：为保证结构的整体性应合理确定砼浇筑方案；为保证施工质量应采取有效的技术措施降低砼内外温差；,1浇筑方案的选择：,全面分层、分段分层、斜面分层,式中：Q砼浇筑强度，m
19、3/h；（每小时需要浇筑砼的数量）H砼分层浇筑时的厚度，m；F砼浇筑区的面积，m2；T1砼的初凝时间，h；T2砼的运输时间，h。,大体积混凝土浇筑方案,全面分层,分段分层,斜面分层,砼温度裂缝产生的原因：,解释一下：养护初期，混凝土强度低，在较大内外温差作用下，易导致混凝土表面开裂，形成表面裂缝。养护后期，混凝土随着散热而收缩，但由于受到基底的约束，从底部开始混凝土内部受拉，产生内部裂纹，向上发展，贯穿整个基础，其危害更大。,原因：大体积混凝土浇筑时，内部水化热大且不能及时散发，导致内部温度升高，形成较大内外温差。从而形成初期的表面裂纹和后期的内部裂纹。,防治温度裂缝的措施：,示例：,设备基础
20、长20米，宽10米，高5米，采用C30砼，砼分层浇筑，每层厚度0.30米，砼初凝时间2.2h，砼的运输时间0.2h，采用全面分层方案，要求连续施工不留设施工缝。采用J1-400型搅拌机，生产率P=5m3/h。求：施工时需搅拌机台数。,【解】,Q=30m3/h,n=6（台）,（t=33.3h）,宜选用水化热较低的水泥；,在保证砼强度的条件下，尽量减少水泥用量和每立方米砼 的用水量；,尽量降低砼的入模温度；,可预埋冷却管；,可在砼中掺加缓凝剂；,可在砼中掺入适量的矿物掺料，（粉煤灰），也可采用 减水剂；,加强砼保温、保湿养护措施，控制砼内外温差。,4.3.11 砼的冬期施工,1砼冬期施工原理：,温
21、度与砼强度增长的关系：,曲线表明，砼的强度只有在正温下养护，才能保持不断的增长，并且随着温度的升高，砼强度的增长速度加快。,冻结对砼强度的影响：,受冻龄期越早，强度损失越大；反之，损失越小。,1曲线标养1d后遭受冻害；,2曲线标养3d后遭受冻害；,3曲线标养7d后遭受冻害。,砼遭受冻结时，具有的足以抵抗冰胀应力的最低强度值。,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制的砼，其抗压强度不得 低于设计强度标准值的30%；,2砼冬期施工的方法：,正温养护法、掺外加剂法,规范规定：,冬期施工临界强度：,矿渣硅酸盐水泥配制的砼，其抗压强度不得低于设计强度 标准值的40%；,C10及C10以下砼，不得小于5N/mm2
22、。,3砼冬期施工的基本要求：,优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5，最 小水泥用量不宜小于300kg/m3；,4蓄热法施工：,利用砼本身所具有的热量和水泥的水化热，以适当的保温材料覆盖，减缓砼的冷却速度，使砼在正温下达到临界强度。,室外平均气温不低于15；,热工原理:,砼温度由 Th 0,而砼强度由 0 临界强度,砼的水灰比0.6；,砼的搅拌时间比常温规定时间延长50%；,砼的浇筑时间控制在半小时以内；,原材料加热符合规定；,适用范围：,构件表面系数：M15。,总结,砼结构工程,钢筋工程,混凝土工程,模板工程,模板系统及要求,工具式钢模板的类型,荷载计算与组合,钢筋连接,钢筋配料,钢筋的验收,砼施工工艺,一次投料量计算,搅拌机类型,砼浇筑要点,砼冬季施工,
