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(共36张PPT)
学习情境四 混凝土结构工程
建筑施工技术
学习单元1
认识模板工程
学习单元2
了解钢筋工程
学习单元3
熟悉混凝土工程
学习情境四 混凝土结构工程
学习单元1
认识模板工程
一、模板的分类
（一）按材料性质分类
模板是混凝土浇筑成型的模壳和支架，按材料的性质可分为木模板、钢模板、塑料模板及其他模板等。
1.木模板
混凝土工程开始出现时，都是使用木材来做模板。木材先被加工成木板或木方，而后被组合成构件所需的模板。
2.钢模板
国内使用的钢模板大致可分为两类。一类为小块钢模板，是以一定尺寸模数做成不同大小的单块钢模板，最大尺寸是300mm×1500mm×50mm，在施
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工时拼装成构件所需的尺寸，亦称为小块组合钢模板，组合拼装时采用Ｕ形卡将板缝卡紧形成一体。
3.塑料模板
塑料模板是随着钢筋混凝土预应力现浇密肋楼盖的出现而创制出来的。
4.其他模板
20世纪80年代中期以来，现浇结构模板趋向多样化，发展更为迅速。主要有玻璃钢模板、压型钢模板、钢木（竹）组合模板、装饰混凝土模板及复合材料模板等。
（二）按施工工艺条件分类
模板按施工工艺条件分类，可分为现浇混凝土模板、预组装模板、大模板、跃升模板、水平滑动的隧道工模板和垂直滑动的模板等。
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二、组合钢模板
组合钢模板是一种工具式模板，由钢模板和配件两大部分组成，它可以拼成不同尺寸、不同形状的模板，以适应基础、柱、梁、板、墙施工的需要。组合钢模板尺寸适中，轻便灵活，装拆方便。
（一）钢模板
钢模板分为平模板和角模板，如下图所示。
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（二）钢模板连接配件
组合钢模板连接配件包括：Ｕ形卡、Ｌ形插销、钩头螺栓、对拉螺栓、紧固螺栓和扣件等。
（三）组合钢模板的支承件
组合钢模板的支承件包括柱箍、梁托架、支托桁架、钢管顶撑及钢管支架。
1.柱箍
柱箍可用角钢、槽钢制作，也可采用钢管及扣件制作。
2.梁托架
梁托架可用来支托梁底模和夹模，如下图所示。
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3.支托桁架
支托桁架有整体式和拼接式两种。拼接式桁架可由两个半榀桁架拼接，以适应不同跨度的需要，如下图所示。
4.钢管顶撑
钢管顶撑由套管及插管组成，如图4-8所示，其高度可借插销粗调，借螺旋微调。
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学习情境四 混凝土结构工程
三、现浇混凝土结构模板
现浇混凝土结构模板的形式主要有基础模板、柱模板、梁模板及楼板模板。
（一）基础模板
现浇混凝土结构基础模板的构造如下图所示。
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（二）柱模板
柱子的断面尺寸不大但比较高。因此，柱子模板的构造和安装主要考虑保证垂直度及抵抗新浇混凝土的侧压力；同时，也要便于浇筑混凝土、清理垃圾与钢筋绑扎等。
（三）梁模板
梁的跨度较大而宽度不大。梁底一般是架空的，混凝土对梁侧模板有水平侧压力，对梁底模板有垂直压力，因此，梁模板及其支架必须能承受这些荷载而不致发生超过规范允许的过大变形。
（四）楼板模板
楼板的面积大而厚度比较薄，侧压力小。楼板模板及其支架系统主要承受钢筋混凝土的自重及其施工荷载，保证模板不变形。
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四、其他模板
其 他 模 板
大模板
滑升模板
台模
爬升模板
1.
2.
3.
4.
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五、模板的拆除
（一）拆除模板时的混凝土强度
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，应满足下列要求：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，侧模方可拆除；在混凝土强度符合下表规定后，底模方可拆除。
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（二）拆模顺序
拆模应按一定的顺序进行。一般应遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。重大复杂模板的拆除，事前应编制拆除方案。
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六、模板设计
模板设计的内容主要包括选型、选材、配卡、荷载计算、结构设计和绘制模板施工图等。各项设计的内容和详尽程度，可根据工程的具体情况和施工条件确定。
模板设计要求包括以下内容：
1）模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类、施工设备、材料供应等条件进行设计，模板及其支撑系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性，其支撑系统的支承部分必须有足够的支撑面积，能可靠地承受浇筑混凝土的重量侧压力以及施工荷载。
2）模板工程应依据设计图纸编制施工方案，进行模板设计，并根据施工条件确定的荷载对模板及支撑体系进行验算，必要时应进行有关试验。在浇筑混凝土之前，应对模板工程进行验收。
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3）模板安装和浇筑混凝土时，应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常情况时，应按施工技术方案及时进行处理。
4）对模板工程所用的材料必须认真检查、选取，不得使用不符合质量要求的材料。模板工程施工应具备制作简单、操作方便、牢固耐用、运输及整修容易等特点。
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学习单元2
理解钢筋工程
一、钢筋加工
钢筋混凝土结构中常用的钢材有钢筋和钢丝两类。钢筋分为热轧钢筋和余热处理钢筋。热轧钢筋分为热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋，热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成，分为HRB335、HRB400、HRB500三个牌号；热轧光圆钢筋的牌号为HPB300。余热处理钢筋的牌号为RRB400。钢筋按直径大小分为：钢丝（直径3～5mm）、细钢筋（直径6～10mm）、中粗钢筋（直径12～20mm）和粗钢筋（直径大于20mm）。钢丝有冷拔钢丝、碳素钢丝及刻痕钢丝。
钢筋加工的方法有冷拉、冷拔、除锈、调直、切断、弯曲成型等。通过加工提高钢筋的强度，是节约钢筋和提高钢筋混凝土结构构件强度和耐久性的一项重要技术措施。
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二、钢筋连接
钢筋连接方式有绑扎、焊接和机械连接三种。
（一）钢筋绑扎连接
钢筋绑扎连接是利用混凝土的粘结锚固作用，实现两根锚固钢筋的应力传递。为保证钢筋的应力能充分传递，必须满足施工规范规定的最小搭接长度的要求，且应将接头位置设在受力较小处。
（二）钢筋焊接连接
1.钢筋闪光对焊
闪光对焊广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先采用闪光对焊，其次才考虑电弧焊。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。
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（三）钢筋机械连接
钢筋机械连接是通过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。其具有施工简便，工艺性能良好，接头质量可靠，不受钢筋焊接性的制约，可全天候施工，节约钢材和能源等优点。常用的机械连接有套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接等。
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三、钢筋安装
（一）钢筋制作前的准备工作
钢筋网片、骨架制作成型的正确与否，直接影响着结构构件的受力性能，因此，必须重视并妥善组织这一技术工作。
1.熟悉施工图纸
2.核对钢筋配料单及料牌
3.工具、附件的准备
4.画钢筋位置线
5.研究钢筋安装顺序，确定施工方法
（二）钢筋的现场绑扎安装
1）钢筋绑扎应熟悉施工图纸，核对成品钢筋的级别、直径、形状、尺寸和数量，核对配料表和料牌，如有出入，应予以纠正或增补，同时准备好绑扎用铁丝、绑扎工具、绑扎架等。
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2）钢筋应绑扎牢固，防止钢筋移位。
3）对形状复杂的结构部位，应研究好钢筋穿插就位的顺序及与模板等其他专业的配合先后次序。
4）基础底板、楼板和墙的钢筋网绑扎，除靠近外围两行钢筋的相交点全部绑扎外，中间部分交叉点可间隔交错扎牢；双向受力的钢筋则需全部扎牢。相邻绑扎点的铁丝扣要呈八字形，以免网片歪斜变形。钢筋绑扎接头的钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。
5）结构采用双排钢筋网时，上下两排钢筋网之间应设置钢筋撑脚或混凝土支柱（墩），每隔1m放置一个，墙壁钢筋网之间应绑扎φ6～φ10钢筋制成的撑钩，间距约为1.0m，相互错开排列；大型基础底板或设备基础，应用φ16～φ25钢筋或型钢焊成的支架来支撑上层钢筋，支架间距为0.8～1.5m；梁、板纵向受力钢筋采取双层排列时，两排钢筋之间应垫以φ25以上的短钢筋，以保证间距正确。
6）梁、柱箍筋应与受力筋垂直设置，箍筋弯钩叠合处应沿受力钢筋方向张开
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设置，箍筋转角与受力钢筋的交叉点均应扎牢；箍筋平直部分与纵向交叉点可间隔扎牢，以防止骨架歪斜。
7）板、次梁与主筋交叉处，板的钢筋在上，次梁的钢筋居中，主梁的钢筋在下；当有圈梁或垫梁时，主梁的钢筋应放在圈梁上。受力筋两端的搁置长度应保持均匀一致。框架梁牛腿及柱帽等钢筋，应放在柱的纵向受力钢筋内侧，同时要注意梁顶面受力筋间的净距要有30mm，以利浇筑混凝土。
8）预制柱、梁、屋架等构件常采取底模上就地绑扎，此时应先排好箍筋，再穿入受力筋，然后绑扎牛腿和节点部位钢筋，以降低绑扎的困难性和复杂性。
（三）绑扎钢筋网与钢筋骨架安装
1）钢筋网与钢筋骨架的分段（块），应根据结构配筋特点及起重运输能力而定。一般钢筋网的分块面积以6～20m2为宜，钢筋骨架的分段长度以6～12m为宜。
2）为防止钢筋网与钢筋骨架在运输和安装过程中发生歪斜变形，应采取临
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时加固措施。
3）钢筋网与钢筋骨架的吊点，应根据其尺寸、重量及刚度而定。宽度大于1m的水平钢筋网宜采用四点起吊，跨度小于6m的钢筋骨架宜采用两点起吊，跨度大、刚度差的钢筋骨架宜采用横吊梁（铁扁担）四点起吊。为了防止吊点处钢筋受力变形，可采取兜底吊或加短钢筋。
4）焊接网和焊接骨架沿受力钢筋方向的搭接接头，宜位于构件受力较小的部位，如承受均布荷载的简支受弯构件，焊接网受力钢筋接头宜放置在跨度两端各1/4跨长范围内。
5）受力钢筋直径≥16mm时，焊接网沿分布钢筋方向的接头宜辅以附加钢筋网，其每边的搭接长度为15d（d为分布钢筋直径），但不小于100mm。
（四）焊接钢筋骨架和焊接网安装
1）焊接钢筋骨架和焊接网的搭接接头，不宜位于构件的最大弯矩处，焊接网在非受力方向的搭接长度宜为100mm；受拉焊接骨架和焊接网在受力钢筋方
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向的搭接长度应符合设计规定；受压焊接骨架和焊接网在受力钢筋方向的搭接长度，可取受拉焊接骨架和焊接网在受力钢筋方向的搭接长度的0.7倍。
2）在梁中，焊接骨架的搭接长度内应配置箍筋或短的槽形焊接网。箍筋或网中的横向钢筋间距不得大于5 d。在轴心受压或偏心受压构件中的搭接长度内，箍筋或横向钢筋的间距不得大于10 d。
3）在构件宽度内有若干焊接网或焊接骨架时，其接头位置应错开。在同一截面内搭接的受力钢筋的总截面面积不得超过受力钢筋总截面面积的50％；在轴心受拉及小偏心受拉构件（板和墙除外）中，不得采用搭接接头。
4）焊接网在非受力方向的搭接长度宜为100mm。当受力钢筋直径≥16mm时，焊接网沿分布钢筋方向的接头宜辅以附加钢筋网，其每边的搭接长度为15 d。
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学习单元3
熟悉混凝土工程
一、混凝土配料
结构工程中所用的混凝土是以胶凝材料、粗细集料、水，按照一定配合比拌合而成的混合材料。另外，根据需要，还要向混凝土中掺加外加剂和外掺合料以改善混凝土的某些性能。因此，混凝土的原材料除了胶凝材料、粗细集料、水外，还有外加剂、外掺合料（常用的有粉煤灰、硅粉、磨细矿渣等）。
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二、混凝土搅拌
混凝土搅拌过程就是将水、胶凝材料和粗细集料进行均匀拌合及混合的过程。通过搅拌，使材料达到塑化、强化的作用。
（一）搅拌方法
混凝土搅拌方法有人工搅拌和机械搅拌两种。
1.人工搅拌
人工搅拌一般采用“三干三湿”法，即先将水泥加入砂中干拌两遍，再加入石子翻拌一遍，搅拌均匀后，边缓慢加水，边反复湿拌三遍，以达到石子与水泥浆无分离现象为准。同等条件下，人工搅拌要比机械搅拌多耗10～15％的水泥，且拌合质量差，只有在混凝土用量不大，而又缺乏机械设备时采用。
2.机械搅拌
目前普遍使用的搅拌机根据其搅拌机理，可分为自落式搅拌机和强制式搅
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拌机两大类。
（二）搅拌制度
为了获得均匀、优质的混凝土拌合物，除合理选择搅拌机的型号外，还必须正确地确定搅拌制度，包括搅拌时间、进料容量及投料顺序。
1.搅拌时间
搅拌时间是指从全部材料投入搅拌筒中起，到开始卸料为止所经历的时间。
2.进料容量
进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量，又称为干料容量。进料容量约为出料容量的1.4～1.8倍（通常取1.5倍）。
3.投料顺序
在确定混凝土各种原材料的投料顺序时，应考虑如何保证混凝土的搅拌质量，减少机械磨损和水泥飞扬，减少混凝土的粘罐现象，降低能耗和提高劳动生产率等。目前，采用的投料顺序有一次投料法、二次投料法。
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三、混凝土运输
混凝土运输过程中应保持其均匀性，避免产生分层离析现象；混凝土运至浇筑地点，应符合浇筑时所规定的坍落度，见下表；运输工作应保证混凝土浇筑工作连续进行；运送混凝土的容器应严密，其内壁应平整、光洁，不吸水，不漏浆，粘附的混凝土残渣应经常清除。
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（一）运输时间
混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间不宜超过下表中的规定，对掺用外加剂或采用快硬水泥拌制的混凝土，其延续时间应按试验确定。对于轻集料混凝土，其延续时间应适当缩短。
（二）运输工具的选择
混凝土的运输可分为地面水平运输、垂直运输和楼面水平运输三种方式。
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（三）搅拌运输车运送混凝土
混凝土搅拌运输车是一种用于长距离运送混凝土的高效能机械。它是将运送混凝土的搅拌筒安装在汽车底盘上，将混凝土搅拌站生产的混凝土拌合物装入搅拌筒内，直接运至施工现场的大型混凝土运输工具。
（四）泵送混凝土
1.泵送混凝土的应用范围
混凝土泵是通过输送管将混凝土送到浇筑地点的一种工具。其适用于以下工程：
1）大体积混凝土。包括大型基础、满堂基础、设备基础、机场跑道、水工建筑等。
2）连续性强和浇筑效率要求高的混凝土。包括高层建筑、贮罐、塔形构筑物、整体性强的结构等。
输送管的管径选择主要根据混凝土集料的最大粒径以及管道的输送距离、输
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送高度和其他工程条件决定。
2.泵送混凝土应符合的规定
采用泵送混凝土应符合下列规定：
1）混凝土泵与输送管连通后，应按所用混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查，符合要求后方能开机进行空运转。
2）混凝土泵启动后，应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位。
3）确认混凝土泵和输送管中无异物后，应采取下列方法润滑混凝土泵和输送管内壁。
（1）泵送水泥砂浆。
（2）泵送1∶2水泥砂浆。
（3）泵送与混凝土内除粗集料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆。
4）开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送
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速度应先慢后快，逐步加速。待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。
5）混凝土泵送应连续进行。如必须中断时，其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间。
6）泵送混凝土时，活塞应保持最大行程运转。
7）泵送完毕时，应将混凝土泵和输送管清洗干净。
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四、混凝土浇筑与振捣
浇筑混凝土前，对模板及其支架、钢筋和预埋件必须进行检查，并做好记录。符合设计要求后，清理模板内的杂物及钢筋上的油污，堵严缝隙和孔洞，方能浇筑混凝土。
（一）混凝土的浇筑
1）混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m。
2）在浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填以50～100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆；浇筑时不得发生离析现象；当浇筑高度超过3m时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。
3）混凝土浇筑层的厚度，应符合下表的规定。
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4）钢筋混凝土框架结构中，梁、板、柱等构件是沿垂直方向重复出现的，所以一般按结构层次来分层施工。平面上如果面积较大，还应考虑分段进行，以便混凝土、钢筋、模板等工序能相互配合、流水施工。
5）在每一施工层中，应先浇筑柱或墙。
6）浇筑混凝土应连续进行。当必须间歇时，其间歇时间宜缩短，并应在前层混凝土凝结前，将次层混凝土浇筑完毕。
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（二）施工缝的留置
由于施工技术和施工组织上的原因，不能连续将结构整体浇筑完成，并且间歇的时间预计将超出表4-15规定的时间时，应预先选定适当的部位设置施工缝。施工缝的位置应设置在结构受剪力较小且便于施工的部位。
（三）混凝土的振捣
1）每一振点的振捣延续时间，应使混凝土表面呈现浮浆且不再沉落。
2）当采用插入式振动器时，捣实普通混凝土的移动间距，不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，如下图所示。
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五、混凝土养护
混凝土浇筑捣实后，逐渐凝固硬化，这个过程主要由水泥的水化作用来实现，而水化作用必须在适当的温度和湿度条件下才能完成。因此，为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。
混凝土养护方法分自然养护和蒸汽养护两种。
（一）自然养护
自然养护是指利用平均气温高于5℃的自然条件，用保水材料或草帘等对混凝土加以覆盖后适当浇水，使混凝土在一定的时间内在湿润状态下硬化。
（二）蒸汽养护
蒸汽养护就是将构件放置在有饱和蒸汽或蒸汽空气混合物的养护室内，在较高的温度和相对湿度的环境中进行养护，以加速混凝土的硬化，使混凝土在较短的时间内达到规定的强度标准值。蒸汽养护过程分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。
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六、混凝土结构工程冬期施工
根据当地多年气温资料，室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，混凝土结构工程应按冬期施工要求组织施工。冬期施工时，气温低，水泥水化作用减弱，新浇混凝土强度增长明显地延缓，当温度降至0℃以下时，水泥水化作用基本停止，混凝土强度亦停止增长。特别是温度降至混凝土冰点温度以下时，混凝土中的游离水开始结冰，结冰后的水体积膨胀约9％。在混凝土内部产生冰胀应力，致使结构强度降低。受冻的混凝土在解冻后，其强度虽能继续增长，但已不能达到原设计的强度等级。
（一）混凝土冬期施工的一般规定
一般情况下，混凝土冬期施工要求在常温下浇筑、养护，使混凝土强度在冰冻前达到受冻临界强度，在冬期施工时对原材料和施工过程均要求有必要的措施，来保证混凝土的施工质量。
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（二）混凝土冬期施工方法
混凝土冬期施工主要有蓄热法、蒸汽加热法、电热法、暖棚法和掺外加剂法等，但无论采用什么方法，均应保证混凝土在冻结以前，至少应达到临界强度。

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