第三节混凝土工程及预应力混凝土工程Word下载.docx
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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应符合施工及验收规范的规定。
2．焊接连接
除个别情况（如不准出现明火）应尽量采用焊接连接，以保证质量、提高效率和节约钢材。
钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式，压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊，熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。
此外，钢筋与预埋件T形接头的焊接应采用埋弧压力焊，也可用电弧焊或穿孔塞焊，但焊接电流不宜大，以防烧伤钢筋。
钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。
可焊性与含碳量、合金元素的数量有关，含碳、锰数量增加，则可焊性差；
而含适量的钛可改善可焊性。
焊接工艺（焊接参数与操作水平）亦影响焊接质量，即使可焊性差的钢材，：
若焊接工艺合宜，亦可获有良好的焊接质量。
当环境温度低于-50C，即为钢筋低温焊接，此时应调整焊接工艺参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。
风力超过4级时，应有挡风措施，环境温度低于－200C时不得进行焊接。
（1）闪光对焊
闪光对焊广泛用于钢筋纵向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光焊，不可能时才用电弧焊。
钢筋闪光对焊的原理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
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、预热闪光焊和闪光。
预热—闪光焊。
对Ⅳ级钢筋有时在焊接后还进行通电热处理。
1）连续闪光焊
这种焊接的工艺过程是待钢筋夹紧在电极钳口上后，闭合电源，使两钢筋端面轻微接触。
由于钢筋端部不平，开始只有一点或数点接触，接触面小而电流密度和接触电阻很大，接触点很快熔化并产生金属蒸汽飞溅，形成闪光现象。
闪光一开始就徐徐移动钢筋，使形成连续闪光过程，同时接头也被加热。
待接头烧平、闪去杂质和氧化膜、白热熔化时，随即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢。
连续闪光焊宜于焊接直径25mm以内的I一Ⅲ级钢筋，焊接直径较小的钢筋最适宜。
2）预热闪光焊
钢筋直径较大，端面比较平整时宜用预热闪光焊。
与连续闪光焊不同之处，在于前者增加一个预热时间，先使大直径钢筋预热后再连续闪光烧化进行加压顶锻。
3）闪光—预热-闪光焊
端面不平整的大直径钢筋连接采用半自动或自动的150型对焊机焊接，大直径钢筋宜采用闪光，预热-闪光焊。
这种焊接的工艺过程是进行连续闪光，使钢筋端部烧化平整；
再使接头处作周期性闭合和断开，形成断续闪光使钢筋加热；
接着再是连续闪光，最后进行加压顶锻。
对于Ⅳ级钢筋，因碳、锰、硅含量较高和钛、钒的存在，对氧化、淬火、过热比较敏感，易产生氧化缺陷和脆性组织。
为此，应掌握焊接温度，并使热量扩散区加长，以防接头局部过热造成腾断。
Ⅳ级钢筋中可焊性差的高强钢筋，宜用强电流进行焊接，焊后再进行通电热处理。
通电热处理的目的，是对焊接接头进行一次退火或高温回火处理，以消除热影响区产生的脆性组织，改善接头的塑性。
通电热处理的方法，是焊毕稍冷却后松开电极，将电极钳口调至最大距离，重新夹住钢筋，待接头冷至暗黑色（焊后约20--30s），进行脉冲式通电热处理（频率约2次／s，通电5—7s），待钢筋表面呈桔红色并有微小氧化斑点出现时即可。
（2）电渣压力焊
电渣压力焊在建筑施工中多用于现浇钢筋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，有自动与手工电渣压力焊。
与电弧焊比较，它工效高、成本低，我国在一些高层建筑施工中已取得很好的效果。
进行电渣压力焊（所用的设备）夹具需灵巧、上下钳口同心，否则不能保证规程规定的上下钢筋的轴线应尽量一致，其最大偏移不得超过0.1d，同时也不得大于2mm的要求。
焊接时，先将钢筋端部约120mm范围内的铁锈除尽，将夹具夹牢在下部钢筋上，并将上部钢筋扶直夹牢于活动电极中，自动电渣压力焊还在上下钢筋间放引弧用的钢丝圈等。
再装上药盒（直径90—l00mm）和装满焊药，接通电路，用手柄使电弧引燃（引弧）。
然后稳定一定时间，使之形成渣池并使钢筋熔化（稳弧），随着钢筋的熔化，用手柄使上部钢筋缓缓下送。
当稳弧达到规定时间后，在断电同时用手柄进行加压顶锻（顶锻），以排除夹渣和气泡，形成接头。
待冷却一定时间后，即拆除药盒、回收焊药、拆除夹具和清除焊渣。
引弧、稳弧、顶锻三个过程连续进行。
电渣压力焊的工艺参数为焊接电流、渣池电压和通电时间，根据钢筋直径选择，钢筋直径不同时，根据较小直径的钢筋选择参数。
电渣压力焊的接头，亦应按规程规定的方法检查外观质量和进行试件拉伸试验。
（3）气压焊
气压焊接钢筋是利用乙炔—氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热，使钢筋端部产生塑性变形，并促使钢筋端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热至约1250～13500C时进行加压顶锻，使钢筋内的原子得以再结晶而焊接在一起。
钢筋加热前的初始压力约30--40MPa，加压顶锻时的压应力约34--40MPa。
3．钢筋机械连接
钢筋机械连接包括挤压连接和螺纹套管连接。
钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接，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，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。
螺纹套管连接具有施工速度快、不受气候影响、质量稳定、易对中等特点，在我国应用广泛。
螺纹套管连接又分锥螺纹连接和直螺纹连接两种。
根据规范要求，当前锥螺纹连接已基本不再使用，主要采用直螺纹连接。
二、模板工程
模板是新浇混凝土成型用的模型，模板系统由模板、支承件和紧固件组成，要求它能保证结构和构件的形状尺寸准确；
有足够的强度、刚度和稳定性；
装拆方便可多次周转使用；
接缝严密不漏浆。
常用的模板包括木模板、定型组合模板、大型工具式的大模板、爬模、滑升模板、隧道模、台模（飞模、桌模）、永久式模板等。
（一）木模板
木模板、胶合板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。
建筑施工用的木模板主要包括基础模板、柱子模板、梁、楼板模板等。
（二）定型组合模板
定型组合模板是一种工具式模板，它由具有一定模数的很少类型的板块、角模、支撑和连接件组成，用它可拼出多种尺寸和几何形状，以适应多种类型建筑物和梁、柱、板、墙、基础等施工的需要，也可用它拼成大模板、爬模、台模等大型工具式模板。
施工时可在现场直接组装，亦可预拼成大块模板或构件模板，用起重机吊运装拆。
组合模板的板块由边框、面板和纵横肋构成，有钢模板和钢框胶合板（胶合木板、竹胶板）模板，其中以组合钢模板为主。
板块的模数尺寸关系到模板的使用范围，是设计定型组合钢模板的基本问题之一。
组合钢模板采用模数制设计，通用模板的宽度模数以50mm进级，长度模数以150mm进级（长度超过900mm时，以300mm进级）设计时应以数理统计方法确定结构各种尺寸使用的频率，充分考虑我国的模数制，并使最大尺寸板块的重量便于工人手工安装。
目前我国应用的板块长度为1500mm、1200mm、900mm等。
板块的宽度为600mm、300mm、250mm、200mm、150rmn、l00mm等。
进行配板设计时，如出现不足50mm的空缺，则用木方补缺，用钉子或螺栓将木方与板块边框上的孔洞连接。
为便于板块之间的连接，边框上有连接孔，边框不论长向和短向，其孔距都为150mm，以便横竖都能拼接。
孔形取决于连接件，板块的连接件有钩头螺栓、U形卡、L形插销、紧固螺栓（拉杆）。
支承件包括支承墙模板的支承梁（多用钢管和冷弯薄壁型钢）和斜撑，支承粱、板模板的支撑桁架和顶撑等。
对于墙模板，用紧固螺栓拉固主梁（钢管或轻型槽钢焊接的组合梁），主梁支撑次梁（钢管、空腹矩形管和冷弯薄壁型钢），次梁支撑板块。
次梁位置布置的合理能增加板块的承载能力，次梁的位置以板块的挠度和弯矩最小为原则，根据计算确定。
梁、板的支撑有梁托架、支撑桁架和顶撑，还可用多功能门架式脚手架来支撑。
梁托架可用钢管或角钢制作。
支撑桁架的种类很多，如跨度小、荷重轻，可用上弦为角钢、腹杆和下弦杆为钢筋焊成的钢筋桁架，否则可用由角钢、扁铁和钢管焊成的整榀式桁架或由两个半榀桁架组成的拼装式桁架，还有可调节跨度的伸缩式桁架，使用更加方便。
顶撑皆采用不同直径的钢套管，通过套管的抽拉可以调整到各种高度。
近年来发展的模板快拆体系则在顶撑顶部设置早拆柱头，可使楼板混凝土浇筑后模板下落提早拆除，而顶撑仍撑在楼板底面。
对多层房屋，分层支模时，上层支撑应对准下层支撑，并铺设垫板。
用定型组合模板宜进行配板设计，由于同一面积的模板可用不同规格的板块和角模组成不同的配板方案，配板设计就是从中找出最佳的组配方案，以取得最好的经济效益。
（三）爬升模板
爬升模板简称爬模，国外亦称跳模。
它由爬升模板、爬架（亦有无爬架的爬模）和爬升设备三部分组成，是施工剪力墙体系和筒体体系的钢筋混凝土结构高层建筑的一种有效的模板体系，我国已推广应用。
由于模板能自爬，不需起重运输机械吊运，减少了高层建筑施工中起重运输机械的吊运工作量，能避免大模板受大风影响而停止工作。
由于自爬的模板上悬挂有脚手架，所以还省去了结构施工阶段的外脚手架，能减少起，重机械的数量、加快施工速度，因而经济效益较好。
爬架是一格构式钢架，用来提升爬模，由下部附墙架和上部支撑架两部分组成，高度超过三个层高。
附墙架用螺栓固定在下层墙壁上；
支撑架高度大于两层模板，座落在附墙架上，与之成为整体。
支撑架上端有挑横梁，用以悬吊提升爬升模板用的手拉葫芦。
模板顶端装有提升爬架用的手拉葫芦。
在模板固定后，通过它提升爬架。
由此，爬架与模板相互提升，向上施工。
爬升模板的背面底部还可悬挂有外脚手架。
爬升设备可为手拉葫芦或电动葫芦，亦可为液压千斤顶和电动千斤顶。
手拉葫芦简单易行，由人工操纵，如用液压千斤顶，则爬架、爬升模板各用一台油泵供油。
爬杆由巾25圆钢，用螺帽和垫板固定在模板或爬架的挑横梁上。
在爬升时，模板与爬架是相互支承的。
用爬升模板施工时，底层墙由于无法固定爬架仍需用一般支模方法进行浇筑。
（四）大模板
大模板为一大尺寸的工具式模板，一般是一块墙面用一块大模板。
大模板由面板、加劲肋、支撑桁架、稳定机构等组成。
面板多为钢板或胶合板，亦可用小钢模组拼；
加劲肋多用槽钢或角钢；
支撑桁架用槽钢和角钢组成。
大模板之间的连接，内墙相对的两块平模是用穿墙螺栓拉紧，顶部用卡具固定。
外墙的内外模板，多是在外模板的竖向加劲肋上焊一槽钢横梁，用其将外模板悬挂在内模板上。
用大模板浇筑墙体，待浇筑的混凝土的强度达到1N/mm2就可拆除大模板，待混凝土强度≥4N／mm2时才能在其上吊装楼板。
（五）滑升模板
滑升模板宜用于浇筑剪力墙体系或简体体系的高层建筑；
高耸的筒仓、竖井、电视塔、烟囱等构筑物。
滑升模板施工，是在地面上沿建筑物的墙等的周边组装高1.1m左右的模板，随着向模板内不断地分层浇筑混凝土，用液压千斤顶沿支承杆不断地向上滑升模板，直至需要的高度为止。
在模板滑升过程中模板最好不要调整，否则就要停滑后调整模板，影响滑升速度。
滑升模板由模板系统、操作平台系统和液压系统三部分组成。
模板多用钢模或钢木混合模板。
混凝土的出模强度为0.2—0.4N／mm2。
模板呈锥形，单面锥度约0.2％--0.5％H（H为模板高度），以模板上口以下三分之二模板高度处的净间距为结构断面的厚度，模板外面上下各布置一道围圈（围檩）用于支撑和固定模板，承受模板传来的混凝土侧压力等。
围圈多用槽钢或角钢，有时在上下围圈间增设腹杆，形成桁架式围圈。
操作平台系统包括操作平台、内外吊架和外挑架，是施工操作场所。
液压系统包括支承杆、液压千斤顶和操纵装置等，是使滑升模板向上滑升的动力装置。
用滑升模板浇筑墙体时，现浇楼板的施工方法有三种：
①降模施工法用桁架或梁结构将每间的楼板模板组装成整体，成为降模平台，通过吊杆、钢丝绳等悬吊于建筑物承重构件上，在其上浇筑楼板混凝土，达到一定强度后将降模平台下降一层楼板标高，固定后再浇筑楼板，如此由上而下降模，逐层浇筑楼板。
②逐层空滑现浇楼板法施工时，当每层墙体混凝土用滑升模板浇筑至上一层楼板底标高后，停止浇筑混凝土，将滑升模板继续向上空滑至模板下口与墙体顶部脱空一定高度（一般比楼板厚度多5～10cm），然后吊去操作平台的活动平台板，提供工作空间进行现浇楼板的支模、绑扎钢筋和浇筑混凝土，然后再继续向上滑升墙体。
如此逐层进行。
施工时模板的脱空范围主要取决于楼板的配筋情况，如楼板为横墙承重的单向板，则只需将横墙及部分内纵墙的模板脱空，外纵墙的模板则不必脱空。
这样，当横墙与内纵墙的混凝土停浇后，外纵墙应继续浇筑，使外纵墙滑升模板内有一定高度的混凝土，这有利于整个模板体系保持稳定。
这种方法中楼板进墙增强了建筑物的整体性和刚度，有利于提高高层建筑的抗震和抗水平力的能力，不存在施工过程中墙体的失稳问题，但在模板空滑时易将墙顶部混凝土拉松，使滑升模板施工速度放慢。
③与滑模施工墙体的同时间隔数层自下而上现浇楼板法此法是间隔数层墙体与楼板同时进行浇筑，即上面利用滑升楼板连续进行墙体浇筑，在楼板标高处于墙体上预留插入钢筋的孔洞，间隔3—5层从底层开始自下而上逐层支设模板、绑扎钢筋和浇筑楼板混凝土。
（六）模板设计
模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。
模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。
模板和支架的设计，包括选型、选材、荷载设计、结构计算、拟定制作安装和拆除方案，绘制模板图。
对于工业与民用房屋和一般构筑物的混凝土工程，模板设计可参照以下有关规定：
（1）模板及支架自重可按图纸或实物计算确定，或参考表17-3－1确定。
模板构件
木模板（kN/m2）
定型组合钢模板（kN/m2）
平模板及小楞自重
0.3
0.5
楼板模板自重（包括梁模板）
0.75
楼板模板及其支架自重（楼层高度4米以下）
1.1
（2）新浇筑混凝土的自重标准值普通
混凝土用24kN／m3，其他混凝土根据实际重力密度确定。
（3）钢筋自重标准值根据设计图纸确定。
一般梁板结构每立方米钢筋混凝土结构的钢筋自重标准值：
楼板1.1kN；
梁1.5kN。
（4）施工人员及设备荷载标准值
计算模板及直接支承模板的小楞时：
均布活荷载2.5kN／m2，另以集中荷载2.5kN进行验算，取两者中较大的弯矩值；
计算支承小楞的构件时：
均布活荷载1.5kN／m2；
计算支架立柱及其他支承结构构件时：
均布活荷载1.0kN／m2。
对大型浇筑设备（上料平台等）、混凝土泵等按实际情况计算。
木模板板条宽度小于150mm时，集中荷载可以考虑由相邻两块板共同承受。
如混凝土堆集料的高度超过100mm时，则按实际情况计算。
（5）振捣混凝土时产生的荷载标准值水平面模板2.0kN／m2，垂直面模板4.0kN／m2（作用范围在有效压头高度之内）。
（6）新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值影响混凝土侧压力的因素很多，如与混凝土组成有关的骨料种类、水泥用量、外加剂、坍落度等都有影响，但更重要的还是外界影响，如混凝土的浇筑速度、混凝土温度、振捣方式、模板情况、构件厚度等。
我国目前采用的计算公式为，采用内部振动器时，最大侧压力按下列二式计算，并取二式中的较小值：
F=0.22γct0β1β2V0.5{17—3—1）
式中：
F——新浇混凝土对模板的最大侧压力（kN／m2）；
γc--混凝土的重力密度（kS／m3）；
t0--新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。
当缺乏试验资料时，可采用t0=200（T+15）计算（T为混凝土的温度，℃）；
V--混凝土的浇筑速度（m／h）；
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）；
β1--外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；
β2--混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；
当坍落度为50--90mm时，取1.0；
当坍落度为110--150mm时，取1.15。
（7）倾倒混凝土时产生的荷载标准值按下表采用。
项次
向模板中供料方法
水平荷载标准值（kN/m2）
1
用溜槽、串筒或由导管输出
2
用容量<
0.2m3的运输器具倾倒
3
用容量0.2~0.8m3的运输器具倾倒
4
用容量>
0.8m3的运输器具倾倒
6
计算模板和支架时，要按规定进行荷载组合。
计算模板刚度时，允许的变形值为：
结构表面外露的模板≤1／400L（L为模板构件的计算跨度）；
结构表面隐蔽的模板≤1／250L；
模板支架的压缩变形值或弹性挠度≤相应结构自由跨度的1／1000。
为防止模板及其支架在风载作用下倾覆，应从构造上采取有效的防倾覆措施。
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；
当设计无具体要求时，侧模可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后拆除；
底模拆除时所需的混凝土强度如表所示。
结构类型
结构跨度（m）
按设计的混凝土标准值的百分率计（%）
板
≤2
50
梁、拱壳
≤8
75
>
2,≤8
8
100
悬臂构件
三、混凝土工程
混凝土工程包括混凝土制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程，各个施工过程相互联系和影响，任一施工过程处理不当都会影响混凝土工程的最终质量。
近年来混凝土外加剂发展很快，它们的应用影响了混凝土的性能和施工工艺。
此外，自动化、机械化的发展和新的施工机械和施工工艺的应用，也大大改变了混凝土工程的施工面貌。
（一）混凝土制备
混凝土的施工配合比，应保证结构设计对混凝土强度等级及施工对混凝土和易性的要求，并应符合节约水泥、合理使用材料的原则。
有时还需满足抗渗性、抗冻性等的要求。
混凝土制备之前按下式确定混凝土的施工配制强度，以达到95％的保证率：
fcu,0=fcu,k+1.645σ（17—3—2）
式中fcu,0--混凝土的施工配制强度值（N／mm2）；
fcu,k--设计的混凝土强度标准值（N／mm2）；
σ--施工单位的混凝土强度标准差（N／mm2）。
当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时，σ按下式计算：
σ=
（17—3—3）
式中fcu,i--统计周期内同一品种混凝土第i组试件强度（N／mm2）；
μfcu——统计周期内同一品种混凝土n组强度的平均值（N／mm2）；
n——统计周期内相同混凝土强度等级的试件组数，N≥25。
当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算得到的，σ<
2.5N／mm2，取σ=2.5N／mm2；
当混凝土强度等级高于C25时，如计算得到的σ<
3N／mm2时，取=3.0N／mm2施工单位如无近期同一品种混凝土强度统计资料时，按下表取值：
混凝土强度标准差σ
混凝土强度等级
低于C20
C25~C35
高于C35
σ（N/mm2）
4.0
5.0
6.0
混凝土制备宜用混凝土搅拌机，如用商品混凝土更能保证制备的质量。
商品混凝土近年来在我国得到发展，有的城市规定在一定区域内施工必须应用商品混凝土。
（二）混凝土运输
对混凝土拌合物运输的基本要求是：
不产生离析现象、保证规定的坍落度和在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和捣实。
此外，运输混凝土的工具要不吸水、不漏浆，且运输时间有一定限制。
普通混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表17-3-5的规定。
如需进行长距离运输可选用混凝土搅拌运输车。
混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间表17-3-5（掌握）
气温
不高于250C
高于250C
不高于C30
120
90
高于C30
60
混凝土运输工作分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种情况。
混凝土地面运输，如采用预拌（商品）混凝土运输距离较远时，我国多用混凝土搅拌运输车。
混凝土如来自工地搅拌站，则多用载重约h的小型机动翻斗车，近距离亦用双轮手推车，有时还用皮带运输机和窄轨翻斗车。
混凝土垂直运输，我国多用塔式起重机，混凝土泵，快速提升斗和井架。
用塔式起重机时，混凝土多放在吊斗中，这样可直接进行浇筑。
混凝土楼面运输，我国以双轮手推车为主，亦用机动灵活的小型机动翻斗车，如用混凝土泵则用布料机布料。
混凝土搅拌运输车为长距离运输混凝土的有效工具，它有一搅拌筒斜放在汽车底盘上，在中心混凝土搅拌站装入混凝土后，由于搅拌简内有两条螺旋状叶片，在运输过程中搅拌筒可进行慢速转动进行拌合，以防止混凝土离析，运至浇筑地点，搅拌筒反转即可迅速卸出混凝土。
搅拌筒的容量可由2、3m3至10m3，搅拌筒的结构形状和其轴线与水平的夹角、螺旋叶片的形状和其与铅垂线的夹角，都直接影响混凝土搅拌运输质量和卸料速度。
搅拌筒可用单独发动机驱动，亦可用汽车的发动机驱动，以液压传动者为佳。
混握土泵是一种有效的混凝土运输和浇筑工具，它以泵为动力，沿
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