现浇混凝土结构高层建筑施工课件.pptx
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1、现浇混凝土结构高层建筑施工 7.1 钢筋连接技术 7.3 围护结构施工 7.3.3 填充墙砌体工程钢筋连接技术 l 高层建筑现浇钢筋混凝土结构工程中,粗直径钢筋连接的工作量比较大,采用合适的施工方法可以大大提高劳动效率。传统的连接方式一般是采用对焊、电弧焊等,近些年来推广了很多新的钢筋连接工艺,如钢筋机械连接、电渣压力焊、气压焊等,大大地提高了生产效率,改善了钢筋接头的质量。 钢筋连接技术 u1. 钢筋的焊接类型钢筋焊接的类型分为熔焊和压焊两种。l 1) 熔焊熔焊过程实质上是利用热源产生的热量,把母材和填充金属熔化,形成焊接熔池,当电源离开后,由于周围冷金属的导热及其介质的散热作用,焊接熔池温
2、度迅速下降,并凝固结晶形成焊缝。 l 2) 压焊压焊过程实质上是利用热源,包括外加热源和电流通过母材所产生的热量,使母材加热达到局部熔化,随即施加压力,形成焊接接头。如电阻点焊、闪光对焊、电渣压力焊、气压焊、埋弧压力焊。根据国家行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ 1897规定,适用于粗钢筋连接的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和气压焊四种。 l 钢筋焊接的一般规定如下:(1) 在工程开工或每批钢筋正式焊接之前,必须进行现场条件下钢筋焊接性能试验。合格后,方能正式生产。(2) 钢筋焊接生产之前,必须清除钢筋、钢丝或钢板焊接部位的铁锈、熔渣、油污等;钢筋端部的扭曲折应予以矫直或切除。(3) 进
3、行钢筋电阻点焊、闪光对焊、电渣压力焊或埋弧压力焊时,班前应试焊两个接头。经外观检查后,方可按选择的焊接参数进行生产。 (4) 在点焊机、对焊机、电渣压力焊机或埋弧压力焊机的电源开关箱内装设电压表,以便观察电压波动情况。电阻点焊或闪光对焊时,如电源电压降大于5%,应适当提高变压器的级数;如电源电压降达到8%时,停止焊接。电渣压力焊或埋弧压力焊时,如电源电压降大于5%,则不宜进行焊接。(5) 焊机经常维修保养和定期检修,确保正常使用。 u2. 钢筋电渣压力焊l 电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋混凝土中的竖向钢筋的端部熔化,待达到一定程度后,施加压力使钢筋焊合。 l 1) 电渣压力焊机
4、具 (1) 自动电渣压力焊。自动电渣压力焊设备包括:焊接电源、控制箱、操作箱、焊接机头等 ,如图7.21所示。 1上钢筋上钢筋 2下钢筋下钢筋 3上夹头上夹头 4下夹头下夹头 5焊剂盒焊剂盒 7铁丝圈铁丝圈 7焊把线焊把线 8电源线电源线 9电动机传动部分电动机传动部分 自动焊机使用时,由焊工揿电钮,自动接通自动焊机使用时,由焊工揿电钮,自动接通电源,通过电动机使上钢筋移动,引燃电弧,接电源,通过电动机使上钢筋移动,引燃电弧,接着自动完成电弧、电渣及顶压过程,并切断焊接着自动完成电弧、电渣及顶压过程,并切断焊接电源。使用这种焊机可以减轻焊工的劳动强度,电源。使用这种焊机可以减轻焊工的劳动强度,
5、生产效率高。生产效率高。(2) 手工电渣压力焊。手工电渣压力焊设备包括:焊接电源、控制箱、焊接夹具、焊剂盒等组成。 手动式焊机可分为杠杆式和摇臂式,焊接过程由焊工手动完成,劳动强度较大。手动式焊机比较结实耐用,易于维修。2) 电渣压力焊焊接工艺 竖向钢筋电渣压力焊工艺过程包括引弧、电弧、电渣和预压过程,如图 7-2 所示。 1上钢筋上钢筋 2下钢筋下钢筋 3焊剂盒焊剂盒 4电弧电弧 5熔池熔池 7熔渣熔渣 7焊包焊包 8渣壳渣壳电渣压力焊工艺,根据渣池形成的不同,可分为以下三种:(1) 导电焊剂法。当上钢筋较长而直径较大时,宜采用“导电焊剂法”。(2) 电弧引燃法。当上钢筋直径较小而焊机功率较
6、大时,宜采用“电弧引燃法”。 (3) 铅丝球引燃法。当钢筋端面较平整而焊机功率又较小时,宜采用“铅丝球引燃法”。 3) 电渣压力焊的操作要点在钢筋电渣压力焊中,必须采用合适的焊剂,一般采用HJ431型焊剂。焊剂要妥善保管,防止受潮。焊剂在焊接过程中起着保护熔池、防止氧化和氮化,使焊接过程稳定,获得良好成形接头等重要作用。 施焊前,应根据钢筋直径确定焊接参数。电渣压力焊的参数主要包括渣池电压、焊接电流、接通时间等,见表7-7。 表表7-7电渣压力焊工艺参数电渣压力焊工艺参数l 4) 钢筋电渣压力焊接头质量检查与验收 (1) 外观检查 四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于 4mm; 钢筋与电极接触处,
7、应无烧伤缺陷; 接头处的弯折角不得大于 4; 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 10%,且不得大于 2mm。外观检查不合格的接头应切除重焊,或采取补强焊接措施。 l (2) 力学性能试验。 l 在进行力学性能试验时,每楼层或施工区段中,以300个同级别钢筋接头作为一批,不足300个亦为一批,每批随机切取3个接头进行拉伸试验。同一批中有几个不同钢筋直径时,应抽取直径较大的钢筋接头。电渣压力焊接头拉伸试验结果,3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值,应再取7个试件进行复验。复验结果,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值,应确认该批接头为不合格
8、品。 u3. 钢筋气压焊 l 钢筋气压焊是采用氧燃料气体火焰将两钢筋对接处进行加热,使其达到一定温度然后加压完成的一种压焊方法。 l 1) 气压焊机具 钢筋气压焊机主要包括多嘴环管加热器、加压器、焊接夹具三部分,另加氧气瓶、乙炔气瓶等供气装置。 2) 钢筋气压焊施工工艺 钢筋气压焊有熔化压力焊和固态气压焊两种。 熔化压力焊是将两钢筋端面稍加离开,加热到熔化温度后再加压完成的一种方法固态气压焊是将两钢筋端面紧密闭合,局部间隙不大于 3mm,加热至 12001250左右加压完成的方法。 l 4) 钢筋气压焊接头质量检查与验收 l (1) 外观检查。气压焊接头应逐个进行外观检查,外观检查结果应符合下
9、列要求: 偏心量不得大于钢筋直径的 15%,且不得大于 4mm,超过规定值应切除重焊;两钢筋轴线的弯折角不得大于 4,超过该值应重新加热矫正;镦粗直径应1.4d,小于该值应重新加热镦粗;镦粗长度应1.2d,且凸起部分平缓圆滑,小于该值应重新加热镦长;压焊面偏移不得大于钢筋直径的 0.2倍。 l (2) 力学性能试验在进行力学性能试验时,每楼层或施工区段中,以 300 个同级别钢筋接头作为一批,不足 300 个亦为一批,每批随机切取 3 个接头进行拉伸试验。同一批中有几个不同钢筋直径时,应抽取直径较大的钢筋接头。气压焊接头拉伸试验结果,3 个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度,并应
10、断于压焊面之外,呈延性断裂。在梁、板的水平钢筋接头中,应另切取 3 个接头作弯曲试验,要求弯至 90,3 个试件均不得在压焊面发生破断。 l 机械连接是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。 l 钢筋的机械连接具有工艺简单、节约钢材、改善工作环境、接头性能可靠、技术易掌握、工作效率高、不受气候条件影响、无明火和火灾隐患、节约成本等优点, 7.1.2 钢筋机械连接 u1、连接方法分类及适用范围l 钢筋机械连接的分类及适用范围可参考表7-2。7.1.2 钢筋机械连接 l 为鼓励采用高质量接头,适应技术进步的需要,钢筋机械连接通用技术规程(J
11、GJ 1072003) 根据抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异,将钢筋接头性能分为 级、级、 级三个等级,接头等级的选定可参考表7-3。 7.1.2 钢筋机械连接 u2. 钢筋套筒挤压连接 l 钢筋套筒挤压连接是将两根待接钢筋插入优质钢套筒,用挤压连接设备沿径向或轴向挤压钢套筒,使之产生塑性变形,依靠变形后的钢套筒与被连钢筋纵、横肋产生的机械咬合实现钢筋的连接。 l 挤压连接分径向挤压连接和轴向挤压连接 径向挤压连接是采用挤压机,在常温下沿套筒直径方向从套筒中间依次向两端挤压套筒,使之产生塑性变形把插在套筒里的两根钢筋紧固成一体。 7.1.2 钢筋机械连接 轴向挤压连接是沿钢筋
12、轴线在常温下挤压金属套筒,把插入金属套筒里的两根待连接热轧钢筋紧固一体形成机械接头。 l 冷压连接工艺是利用金属材料在外界压力作用下发生冷态塑性变形原理而成 l 1) 径向挤压设备 l 钢筋挤压设备由压接钳、超高压泵及超高压胶管等配件组成,如右图所示。 7.1.2 钢筋机械连接 1钢筋钢筋 2钢套筒钢套筒 3径向挤压钳径向挤压钳 挤压接头所用套筒的材料宜选用强度适中、延性好的优质钢材,其设计屈服强度和极限强度均应比钢筋相应强度高 10%以上,其性能要求如下:屈服强度s=225230N/mm2, 抗拉强度b=375500 N/mm2,延伸率20%,硬度HB=102133。钢套筒的一般规格和尺寸可
13、参考表7-4。7.1.2 钢筋机械连接 l 2) 径向挤压工艺 挤压前,钢筋端头的锈、泥砂、油污等杂物应清理干净;钢筋与套筒应进行试套,对不同直径钢筋的套筒不得串用;钢筋端部应划出定位标记与检查标记;检查挤压设备情况,并进行试压。7.1.2 钢筋机械连接 l 3) 质量检验工程中应用带肋钢筋套筒挤压接头时,应由技术提供单位提交有效的型式检验报告与套筒出厂合格证。现场检验,一般只进行接头外观检验和单向拉伸试验。(1) 外观检查。挤压接头的外观检查,应符合下列要求:挤压后套筒长度应为1.101.15倍原套筒长度,或压痕处套筒的外径为0.80.9原套筒的外径;挤压接头的压痕道数应符合型式检验确定的道
14、数,接头处弯折不得大于4,挤压后的套筒不得有肉眼可见的裂缝。7.1.2 钢筋机械连接 (2) 单向拉伸试验。挤压接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验。三个接头试件的抗拉强度均应满足A级或B级抗拉强度的要求;对A级接头,试样抗拉强度应大于等于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度(计算实际抗拉强度时,应采用钢筋的实际横截面面积)。如有一个试件的抗拉强度不符合要求,则加倍抽样复验。7.1.2 钢筋机械连接 u3. 钢筋锥螺纹套筒连接 l 钢筋锥螺纹套筒连接是利用钢筋端头加工成的锥形螺纹与内壁带有相同内螺纹(锥形)的连接套筒相互拧入拧紧的连接方法(图7-4)。适用于1640mmHRB335、HRB400级钢
15、筋的连接,也可用于异径钢筋的连接。 7.1.2 钢筋机械连接 u4. 钢筋镦粗直螺纹套筒连接 l 钢筋镦粗直螺纹套筒连接是通过对钢筋端部冷镦扩粗、切削螺纹,再用连接套筒对接钢筋。如图7-5所示。适用于1640mmHRB335、HRB400级钢筋在各个方向和各个位置的连接。 l 这种接头综合了套筒挤压接头和锥螺纹接头的优点, 具有接头强度高、质量稳 定、施工简便、连接速度 快、应用范围广等优点, 能满足级接头性能的 要求。 7.1.2 钢筋机械连接 u5. 钢筋滚压直螺纹套筒连接 l 钢筋滚压直螺纹套筒连接是对连接钢筋的端部强力滚压形成直螺纹,然后利用套筒进行连接的一种方法。见图7-6所示。l
16、根据直螺纹滚压方式不同,分为直接滚压螺纹、挤肋滚压直螺纹和剥肋滚压直螺纹三种连接类型。l 直接滚压螺纹,用GZL-32、GYZL-40、GSJ-40等型号的钢筋滚丝机直接滚压。此法加工简单,设备少但螺纹精度差。 7.1.2 钢筋机械连接 挤肋滚压螺纹,先用挤压设备将钢筋的纵、横肋进行压平,然后再滚压螺纹。此法螺纹精度有所提高,但不能根本解决钢筋直径差异对螺纹精度的影响。剥肋滚压螺纹,用钢筋剥肋滚丝机及钢筋的纵、横肋剥切处理,使钢筋各处直径达到同一尺寸,然后再进行螺纹滚压成型。此法螺纹精度高,接头质量稳定,有较大发展前途。7.1.2 钢筋机械连接 u6. 套筒灌浆连接 l 钢筋套筒灌浆连接技术就
17、是将连接钢筋插入内部带有凹凸部分的高强圆形套筒,再由灌浆机灌入高强度无收缩灌浆材料,当灌浆材料硬化后,套筒和连接钢筋便牢固地连接在一起。 l 这种连接方法在抗拉强度、抗压强度及可靠性方面均能满足要求。采用套筒灌浆连接对钢筋不施加外力和热量,不会发生钢筋的变形和内应力。 7.1.2 钢筋机械连接 l 模板是浇捣混凝土的模壳,是使结构或构件成型的模型,是钢筋混凝土工程的重要组成部分。l 模板系统由模板和支撑两部分组成。模板按其形式不同可以分为整体式模板、定型模板、滑升模板、移动模板、台模、永久模板等;按材料不同可以分为木模板、钢模板、塑料模板、玻璃钢模板等。对模板系统的基本要求是: (1) 保证结
18、构和构件各部分的尺寸和相互位置的正确; (2) 具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载; (3) 构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎与安装,符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求; (4) 模板接缝严密,不得漏浆。 u1. 大模板施工概述 l 在高层建筑结构施工中,混凝土量大,模板的工程量亦大,为了提高混凝土的成型质量,加快施工速度,减轻工人的劳动强度,大模板施工方案应运而生。l 大模板是一种大尺寸的工具式模板,主要适用于剪力墙或框架剪力墙结构中的剪力墙施工,也可用于筒体结构中竖向结构的施工。 l 大模板的工艺特点是:以建筑物的开间、进深、层
19、高的标准化为基础,以大型工业化模板为主要施工手段,以现浇钢筋混凝土墙体为主导工序,组织有节奏的均衡施工。采用这种施工技术,有下述优点:(1) 工艺简单、施工速度快。墙体模板的整体装拆和吊运使操作工序减少,技术简单,适应性强。 (2) 机械化施工程度高。(3) 工程质量好。 我国用大模板施工的工程基本上分为三类:内外墙全现浇;外墙预制内墙现浇(简称内浇外挂);外墙砌砖内墙现浇(简称内浇外砌)。对于高层建筑目前主要是内外墙全现浇结构体系。 u2. 大模板的构造与类型 l 1) 大模板的构造 大模板的构造由于面板材料的不同亦不完全相同,主要由面板系统、支撑系 统、操作平台和附件组成 所示如图 7-7
20、所示。 l 面板的种类很多,现在常用的有以下几种:(1)整块钢面板(2)组合钢模板组拼面板(3)胶合板模板(4)覆膜胶合板面板(5)覆膜覆模胶合板模板(6)钢框胶合板面板(7)高分子合成材料面板 l 2) 大模板的类型 l 常用的大模板按形状划分有平模、小角模、大角模、筒形模等 l (1)平模 平模是以一个整面墙面制作成一块模板,能较好地保证墙面的平整度,是应用最多的一种。平模有三种类型,具体见表7-5。 l (2) 小角模 小角模是为适应纵横墙一起浇筑而在纵横墙相交处附加的一种模板,通常用L10010的角钢制成,与平模配套使用,作为墙角模板。 l (3) 大角模 大角模是由上下四个大合页连接
21、起来的两块平模,并由三道活动支承和地脚螺栓等组成,如图7-9所示。 l (4) 筒模 筒形模有平模、角模和紧伸器(脱模器)等组成,是将一个房间的 3 面或 4 面现浇墙体的大模板通过挂轴悬挂在同一钢架上,墙角用小角模封闭而形成一个筒形单元体。多用于电梯井和管道井内模的支设。采用筒模布置时,纵横墙体混凝土能同时浇筑,故结构整体性好,施工简单快速,减少了模板的吊装次数,操作安全,劳动效率高; 缺点是模板每次都要落地,且模板自重大,需要大吨位的起重设备,模板加工精度要求高,灵活性差,安装时必须按房间弹出十字中线就位。 筒形模的平模采用大型钢模板或钢框胶合板模板拼装而成。角模有固定角模和活动角模两种,
22、固定角模即为一般的阴角钢模板,活动角模是铰链角模。紧伸器有集中操作式和分散操作式等多种形式。如图7-10 所示。 u3. 大模板的设计、制作加工与维修 l 1) 大模板的设计 (1) 大模板的设计原则 a) 模板设计必须和高层建筑的建筑、结构设计密切配合。 b) 大模板的设计还要满足刚度、强度要求 c) 同时应采用合理的结构构造和恰当的钢材规格 l (2) 大模板的型号、数量和外形尺寸的确定 首先按照建筑平面确定模板型号。根据建筑平面和轴线尺寸,凡是外形尺寸和节点构造相同的模板都可以列为同一型号。当节点相同而外形尺寸变化不大时,则以常用开间尺寸为基准模板,另配模板条。 再根据流水施工段来确定模
23、板数量。为了便于大模板的周转使用,常温情况下一般以一天完成一个流水施工段为宜。 (3) 大模板结构计算大模板的计算包括:验算模板在新浇混凝土侧压力作用下的强度和刚度;验算穿墙螺栓的强度;计算模板存放时在风力作用下的自稳角等。模板是成型混凝土用的,由刚度要求控制,要限制模板的挠度,以满足墙面平整度的要求,一般模板各构件的挠度要求控制在。大模板承受的荷载主要是混凝土侧压力,其计算方法与一般模板相同。荷载求得后,大模板的面板、横肋、竖肋、穿墙螺栓等皆根据其支承情况按相应的钢结构构件进行计算。 l 2) 大模板的制作加工 大模板加工的工艺流程是:放样材料整平调直划线下料冲孔再次局部调直工夹具设置拼装、
24、焊接质量检验刷防锈漆堆放待用。 大模板的加工质量直接关系到工程质量以及模板的周转使用次数,要确保模板加工的施工质量,应该满足以下要求: (1) 加工制作模板所用的各种材料和焊条要符合设计要求 (2) 各部位焊接牢固,焊缝长度符合设计要求,避免焊接缺陷 (3) 毛刺、焊渣要清除干净,防锈漆涂刷均匀 u4. 大模板工程施工 以内外墙全现浇结构体系为例,介绍大模板施工的主要过程。l 1) 工程施工准备(1) 施工流水段的划分:当内外墙采用不同的混接土时,每一段要先浇内墙,再浇外墙。内、外墙施工至少要保持个流水段得间隔 l (2) 施工现场的平面布置 全现浇大模板工程的现场平面布置,除满足一般平面布置
25、的要求外,重点应对模板堆放场地进行统筹安排。模板堆放区布置原则如下: 模板堆场应布置在塔式起重机的有效回转半径之内,堆场要求坚实平整,不得积水;非周转性模板应堆放在使用部位的附件,避免二次搬运;堆放时宜采用两块模板板面相对的方式,并采取临时拉结措施,以防模板倾倒,底部用方木垫高,以防生锈;两块模板间宜留出便干清理和进行隔离济涂刷等作业的通道。 (3)测量放线:主要是轴线的控制和引测以及水平标高的控制与引测,详细内容见第一章高层施工测量的相关内容 l 2) 大模板工程施工(1) 内外墙全现浇结构体系的施工工艺流程 全大模板现浇结构体系的施工工艺流程如下:抄平放线墙体扎筋组装内模组装外模浇筑墙体混
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