钢筋混凝土结构工程.pptx
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1、 混凝土的抗压强度大,但抗拉强度低(约为抗压强度的1/10),受拉时容易产生断裂现象。为了弥补这一缺陷,在构件受拉区配上抗拉能力很强的钢筋与混凝土共同工作,各自发挥其受力特性,从而使构件既能受压、亦能受拉。这种配有钢筋的混凝土,称钢筋混凝土。第1页/共213页工作原理:钢筋和混凝土这两种不同性质的材料之所以能共同工作,主要是由于混凝土硬化后紧紧握裹钢筋,钢筋又受混凝土保护不致锈蚀;而钢筋与混凝土的线膨胀系数又相接近(钢筋为0.000012/,混凝土为0.0000100.000014/),当外界温度变化时,不会因胀缩不均而破坏两者间的粘结。第2页/共213页施工工艺流程 第3页/共213页优缺点
2、:混凝土结构工程具有耐久性、耐火性、整体性和可塑性好,节约钢材,可就地取材等优点,因而在土木工程结构中被广泛采用并占主导地位。但混凝土结构工程也存在自重大、抗裂性差、现场浇筑受气候影响等缺点。不过,随着科学校术的发展,新材料、新技术、新工艺不断出现,上述一些缺点正逐步得到改善,提高了混凝土构件的强度、抗裂性和耐久性,减小了构件的截面和自重,节约了材料,更加拓宽了混凝土结构的应用领域。第4页/共213页4.1 模板工程 模板是使混凝土构件按几何尺寸成型的模型板,由模板和支撑系统两部分构成。模板的种类较多,构造各异。第5页/共213页一、分类按材料分:木模板(木胶合板模板)竹模板(竹胶合板模板)钢
3、模板塑料模板铝合金模板 第6页/共213页 木模板因干干湿湿易变形,腐烂,损坏,钢模板也易锈蚀变形。两种模板均有共同的缺点:材料及制作加工费较高、体积大,又重,立模及拆模费工费时,模板再次使用时须付出清理维修费,加重成本。竹模板比钢模板重量轻,单模面积大,施工方便;比木模板强度高,使用寿命长,吸水率低;四种模板中使用竹模板成本最低,因此深受用户欢迎。竹胶模板还因为对保护环境,保护森林有巨大作用,所以中国国家建设部作为一种新型模板推广应用。第7页/共213页第8页/共213页第9页/共213页第10页/共213页第11页/共213页按结构的类型分:基础模板柱模板楼梯模板墙模板壳模板烟囱模板第12
4、页/共213页按施工方法分:现场装拆式固定式移动式永久式第13页/共213页永久式模板 永久式模板在施工时起模板作用,而浇筑混凝土后又是结构本身组成部分的预制板材,可省去顶棚的抹灰。目前常用的有波形金属板材(亦称压延钢板)、预应力混凝土薄板和玻璃纤维水泥模板等。预应力混凝土薄板安装在墙或梁上,下设临时支撑,然后在其上绑扎钢筋浇筑混凝土形成叠合楼板,施工简便,整体性、抗震性好,是一种有发展前途的模板。此外还有各种玻璃钢模板、塑料模板、艺术模板和各种专门用途的模板等。第14页/共213页第15页/共213页第16页/共213页模板及其支撑系统必须满足下列要求:(1)保证工程结构和构件各部分形状尺寸
5、和相互位置的正确;(2)具有足够的承载能力、刚度和稳定性,以保证施工安全;(3)构造简单,装拆方便,能多次周转使用;(4)模板的接缝不应漏浆;第17页/共213页(5)模板与混凝土的接触面应涂隔离剂以利于脱模。严禁隔离剂玷污钢筋、混凝土接槎处;(6)对清水混凝土工程及装饰混凝土工程,应使用能达到设计效果的模板;(7)浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净。第18页/共213页二、模板的构造与安装1 木模板第19页/共213页 基础的特点是高度较小而体积较大。如土质良好,阶梯形基础的最下一级可不用模板而进行原槽浇筑。安装时,要保证上、下模板不发生相对位移。如有杯口,还要在其中放入杯口模板。第20页
6、/共213页 柱模板 第21页/共213页第22页/共213页柱子的特点是断面尺寸不大而高度较高,因此柱子模板主要是解决垂直度及抵抗侧压力问题。柱模板底部必须开有清渣口以清理垃圾,拼板外设置抵抗侧压力的柱箍,柱模板顶部根据需要开有与梁模板连接的缺口。第23页/共213页梁及楼板模板 第24页/共213页第25页/共213页梁模板由底模板和侧模板组成。底模板承受垂直荷载,下面有伸缩式支撑,可调整高度,底部应支撑在坚实的地面或楼面上,下垫木板。在多层房屋施工中,应使上、下层支柱对准在同一条竖直线上。当层高大于5m时,宜选用桁架支模或多层支架支模。梁侧模板承受混凝土侧压力,底部用钉在支撑顶部的夹条夹
7、住,顶部可由支撑楼板模板的搁栅顶住,或用斜撑顶住。第26页/共213页梁跨度等于或大于4m时,底模板应起拱;当设计无具体要求时,起拱的高度宜为跨长的1/10003/1000。楼板模板多用定型模板或胶合板支撑在搁栅上,搁栅支撑在梁侧模板外的横挡上。第27页/共213页2 定型组合钢模板由于木材的缺乏,现多用工具式的组合钢模板代替木模板,由边框、面板和纵横肋组成。面板为2.32.8mm厚的钢板;边框多与面板一次轧成,高55mm;纵横肋为55mm高、3mm厚的扁钢。第28页/共213页平面模板(代号P)第29页/共213页第30页/共213页阳角模板(代号Y)第31页/共213页阴角模板(代号E)第
8、32页/共213页连接角模(代号J)第33页/共213页尺寸和代号我国应用的板块长度为1500mm、1 200mm、900mm、750mm、600mm和450mm六种。板块的宽度为300mm、250mm、200mm、150mm和100mm五种,可以横竖拼接,组拼成以50mm晋级的任何尺寸的模板。第34页/共213页如出现不足50mm的空缺,则用木方补缺。板块的代号为P,以宽度和长度尺寸组成4位数字表示其规格,如宽300mm、长1500mm的板块,其代号为P3015。第35页/共213页连接件U型卡L型插销勾头螺栓对拉螺栓紧固螺栓3型扣件和蝶型扣件第36页/共213页第37页/共213页第38页
9、/共213页第39页/共213页支承件柱箍钢楞支架斜撑钢桁架第40页/共213页第41页/共213页第42页/共213页第43页/共213页第44页/共213页支撑钢桁架示意图 第45页/共213页钢管支撑第46页/共213页第47页/共213页第48页/共213页3 大模板大模板是一种大尺寸的工具式模板,一般是一块墙面用一块大模板。其特点是:便于机械化施工,可减轻劳动强度;模板装卸快,操作简便;不需脚手架;混凝土表面质量好,不需进行抹灰;模板可多次周转使用;缺点是一次投资大。大模板是目前我国剪力墙和简体体系高层建筑施工用的较多的一种模板,已形成一种工业化建筑体系。第49页/共213页我国大模
10、板施工的结构体系有:(1)内外墙皆用大模板现浇;(2)内墙用大模板现浇,外墙板为预制挂板;(3)内墙用大模板现浇,外墙用砖砌筑(仅用于多层房屋)。第50页/共213页组成:一块大模板由面板、加劲肋、竖楞、支撑桁架、稳定机构及附件组成 第51页/共213页第52页/共213页第53页/共213页面板:面板要求平整、刚度好,常用钢板或胶合板制作。钢面板一般为35mm厚,可重复使用200次以上。胶合板面板常用七层胶合板或九层胶合板,板面用树脂处理,可重复使用50次以上。胶合板面板还可做出线条或凹凸浮雕图案,使墙面一次成型而省去抹灰。第54页/共213页加劲肋:加劲肋的作用是固定面板,把混凝土侧压力传
11、递给竖楞。加劲肋一般用65角钢或65槽钢,间距一般为300500mm。第55页/共213页竖楞:竖楞是穿墙螺栓的固定支点,承受传来的水平力和垂直力,一般用背靠背的两个65或80槽钢,间距为11.2m。第56页/共213页大模板的连接方案有三种:1)大角模。大角模是将两块平模组成L形模板,每一平模部分的平面尺寸约为1/2扇墙的尺寸。为便于拆模,在交角处设有合页,拆模时收紧花篮螺丝,使角模转动,即可拆模。(2)小角模。小角模由两块平模与10010的连接角钢组成。角钢与平模的连接用合页或螺栓。(3)筒子模。筒子模是四面墙板模板用钢架联成整体而成的大型模板,连接钢架多为伸缩式,便于拆装 第57页/共2
12、13页第58页/共213页4 滑升模板 是一种机械化程度高、施工速度快和行之有效的施工工艺。近年来,不仅广泛地应用于烟囱、筒仓、水塔等高耸构筑物的施工,在一些高层建筑施工中也被推广应用,且已成为高层建筑施工可供选用的工艺之一。其方法,是按照施工对象的平面图形,在地面预先进行模板、提升架和操作平台的组装,然后分层浇捣混凝土,利用液压提升设备不断提升模板、连续浇捣成型,直至滑升到需要的高度。第59页/共213页液压滑升模板施工的特点是:、机械化程度高,减轻了劳动强度 液压滑模施工的整个施工过程只需要进行一次模板组装,整个施工过程实现机械化操作,施工条件好,浇筑混凝土方便,整套滑模装置采用机械提升,
13、从而减轻了劳动强度。第60页/共213页、适应性强,应用范围广泛 滑模施工方法适应于各种类型的建筑物施工。只要根据建筑物外形的尺雨要求,配置相应的模板系统,便可组成适合于各种不同类型建筑物施工的滑模装置。外形具有弧形曲线的高层建筑,采用滑模施工可收到独特的优良效果。在一般情况下滑模施工不受建筑物高度的限制,施工受风力影响小,适合超高层建筑施工。第61页/共213页、施工速度快,有利于缩短工期 滑模施工方法,模板组装做到一次成型,减少模板装拆工艺序,并可连续作业,使垂直结构墙体速度快。如果合理选择横向结构的施工工艺与其相应配套,进行交叉作业,可以缩短施工周期。、占用施工场地小,适宜于在建筑密集地
14、区施工。第62页/共213页、改善操作条件,有利于保证工程质量 滑模施工,其模板、提升架和平台都可事先在地面上组装,在混凝土施工中只进行模板液压提升和混凝土的浇捣,操作比较单纯,工程质量易于得到保证,是一种进行现浇混凝土结构体系施工较理想的施工工艺。第63页/共213页第64页/共213页5 其他模板其他模板 随着建筑新技术、新材料的发展,新型模板不断出现。除上述几种模板外,目前常用的还有下述几种:第65页/共213页台模(飞模、桌模)台模是一种大型工具式模板,主要用于浇筑楼板,一般是一个房间一块台模。按台模的支承形式分为支腿式和无支腿式两类。前者又有伸缩式支腿和折叠式支腿之分;后者悬架于墙上
15、或柱顶,故也称悬架式。支腿式台模由面板(胶合板或钢板)、支撑框架和檀条等组成。支腿底部一般带有轮子,以便移动。浇筑后待混凝土达到规定强度,落下台面,将台模推出放在临时挑台上,再用起重机整体吊运至其他施工段。也可不用挑台,推出墙面后直接吊运。利用台模施工楼板可省去模板的拆装时间,能降低劳动消耗和加速施工,但一次性投资较大。第66页/共213页台模第67页/共213页第68页/共213页隧道模 隧道模是用于同时浇筑墙体和楼板的大型工具式模板,能一个开间一个开间地整体浇筑,故建筑物的整体性、抗震性好,施工进度快,但一次性投资大,模板起吊和转运需较大的起重机。第69页/共213页第70页/共213页第
16、71页/共213页第72页/共213页第73页/共213页二、模板拆除模板拆除 在模板的施工设计阶段,就应考虑模板的拆除时间及拆除顺序,以加速模板的周转,减少模板用量。现浇结构的模板及其支架拆除时的混凝土强度,应符合设计要求;第74页/共213页设计无具体要求时,应符合下列规定:(1)侧模:应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆除;(2)底模:应在与结构同条件养护的试块达到表36的规定强度,方可拆除。(3)拆模应按一定顺序进行,一般应遵循先支者后拆、后支者先拆、先拆非承重部位,后拆承重部位以及自上而下的原则。重大复杂模板的拆除,应事先制定拆除方案。第75页/共213页已
17、拆除模板及其支架的结构,在混凝土强度符合设计混凝土强度等级的要求后,方可承受全部使用荷载;当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更不利时,必须经过核算,加设临时支撑。模板拆除时还应注意施工安全,防止模板脱落伤人。第76页/共213页4.2 钢筋工程 一、钢筋的种类、性质及验收分类:第77页/共213页按化学成分:碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。碳素钢钢筋按其含碳量多少又可分低碳钢钢筋(含碳量小于0.25)、中碳钢钢筋(含碳量为0.250.60)和高碳钢钢筋(含碳量大于0.60,一般不宜用在建筑工程中)。C、Si、Mn、P、S、Fe、V、Ti、As第78页/共213页按轧制外形:光面钢筋变形钢筋(
18、螺纹、人字纹及月牙纹)第79页/共213页按生产加工工艺:热轧钢筋冷拉钢筋热处理钢筋冷轧钢筋冷轧带肋钢筋精轧螺旋钢筋等第80页/共213页按供应方式,为便于运输:610的钢筋卷成圆盘,称盘圆钢筋;大于12的钢筋轧成612m长一根,称为直条钢筋。第81页/共213页按强度:分为I级,而且级别越高,其强度及硬度越高,其塑性逐渐降低。为便于识别,在不同级别的钢材端头涂有不同的油漆。第82页/共213页常用的钢丝:常用的钢丝有刻痕钢丝、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。钢绞线一般由七根钢丝捻成,钢丝为高强钢丝。第83页/共213页验收和材料试验钢筋进场应有出厂
19、质量证明书或试验报告单,每捆(盘)钢筋均应有标牌,并按品种、批号及直径分批验收。每批热轧钢筋重量不超过60t,钢绞线为20t。验收内容包含钢筋标牌和外观检查,并按有关规定取样进行机械性能试验。第84页/共213页机械性能试验:机械性能试验时应从每批外观尺寸检查合格的钢筋中任选两根,每根取两个试件分别进行拉力试验(包括屈服强度、抗拉强度和伸长率的测定)和冷弯或反弯次数试验。第85页/共213页试验结果要求如有一项试验结果不符合规定,则应从同一批钢筋中另取双倍数量的试件重新作上述四项试验,如果仍有一个试件不合格,则该批钢筋为不合格品,应不予验收或降级使用。第86页/共213页钢筋在加工使用中如发现
20、机械性能或焊接性能不良,还应进行化学成分分析,检验其有害成分如硫(S)、磷(P)和砷(As)的含量是否超过规定范围。钢筋进场后在运输和储藏时,不得损坏标志,并应根据品种、规格按批分别挂牌堆放,并标明数量。第87页/共213页二、钢筋冷加工为了提高钢筋的强度、节约钢材、满足预应力钢筋的需要,工程上常采用冷拉、冷拔的方法对钢筋进行冷加工,用以获得冷拉钢筋和冷拔钢丝。冷拉I级钢筋用于结构中的受拉钢筋,冷拉、级钢筋用作预应力筋。第88页/共213页1 钢筋冷拉1)冷拉原理。钢筋的冷拉原理是将钢筋在常温下进行强力拉伸,使拉应力超过屈服点b,达到如图中的k点,然后卸荷。由于钢筋已产生塑性变形,卸荷过程中应
21、力-应变曲线沿ko1下降至o1点。如再立即重新拉伸,应力-应变曲线将沿o1kde变化,并在高于k点附近出现新的屈服点,该屈服点明显高于冷拉前的屈服点b,这种现象叫做“变形硬化”(冷硬)。其原因是冷拉过程中,钢筋内部结晶面滑移,晶格变化,因而屈服强度提高,塑性降低,弹性模量也降低。第89页/共213页第90页/共213页时效硬化 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,这种晶体组织调整过程称为“时效硬化”。第91页/共213页自然时效、人工时效 I、级钢筋的时效过程在常温下需1520d(称自然时效),但在100温度下只需2h即完成,因而为加速时效
22、可利用蒸汽、电热等手段进行人工时效处理。、级钢筋在自然条件下一般难以达到时效的效果,更宜采用人工时效处理,一般通电加热到150200,保持20min左右即可。第92页/共213页但须注意,加温不宜过高,否则会得到相反的结果。如加温至450时,冷拉钢筋的强度反而有所降低,塑性有所增强;当加热至700时,冷拉钢筋会恢复到冷拉前的力学性能。因此,作预应力筋用的钢筋如需焊接时,应在焊后进行冷拉,以免因焊接高温而降低冷拉后所获得的强度。第93页/共213页2)冷拉控制钢筋冷拉后强度提高,塑性降低,但仍有一定的塑性,有明显的流幅,其屈服强度与抗拉强度应保持一定的比值,即使钢筋有一定的强度储备和保持软钢特性
23、。因此,国家规范规定,不同钢筋的冷拉压力和最大冷拉率应符合附表要求。第94页/共213页冷拉控制方法钢筋的冷拉方法可采用控制冷拉应力或控制冷拉率的方法。对不能分清炉批号的热轧钢筋,不应采取冷拉率控制的方法。第95页/共213页3)冷拉设备钢筋的冷拉设备有两种:一种是采用卷扬机带动滑轮组为冷拉动力的机械设备,另一种是采用长行程(1500mm以上)的专用液压千斤顶和高压油泵的液压式设备。目前我国仍以机械式为主。第96页/共213页机械式冷拉设备机械式冷拉设备,主要由卷扬机、滑轮组、承力结构、回程装置、测量设备和钢筋夹具组成。第97页/共213页第98页/共213页2 钢筋冷拔钢筋冷拔原理与冷拉相似
24、,只不过钢筋冷拉时受到的是纯拉伸应力,而钢筋冷拔时受到的是拉伸与压缩兼有的立体应力。它是在常温下以强力拉拔的方法,使68的光圆钢筋通过比其直径小0.51.0mm的钨合金拔丝模,拔成比原钢筋直径小的冷拔低碳钢丝。第99页/共213页第100页/共213页钢筋冷拔的工艺钢筋冷拔的工艺是:轧头剥壳润滑拔丝。如钢筋需连接则在冷拔前用对焊连接。第101页/共213页影响因素影响钢丝质量的主要因素有原材料的质量和拉拔总压缩率。总压缩率为由盘条拔至钢丝的横截面总减缩率。do盘圆钢筋的直径(mm);d钢丝的直径(mm)。第102页/共213页冷拔总压缩率越大,钢丝抗拉强度提高越多,而塑性降低越多,因此必须控制
25、总压缩率。一般b5的钢丝由8盘条拔制而成,b3和b4钢丝由6.5盘条拔制而成。第103页/共213页冷拔次数冷拔低碳钢丝经数次反复冷拔而成,每次冷拔的压缩率不宜太大,否则拔丝模易损耗,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。冷拔低碳钢钢丝经调直机调直后,抗拉强度降低810,塑性有所改善,使用时应注意。第104页/共213页3 钢筋连接钢筋连接钢筋连接有三种常用的连接方法:焊接连接机械连接绑扎连接第105页/共213页1)钢筋焊接 规范规定,轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头均应焊接。普通混凝土中直径大于22mm的钢筋和轻骨料混凝土中
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