资源简介

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主讲教师：
建筑施工技术
第6章 混凝土结构工程
本章学习重点
钢筋混凝土结构的发展
混凝土结构的设计要求
模板设计
钢筋的种类
第6章 混凝土结构工程
本章学习目标
了解钢筋的验收
熟悉钢筋冷加工
了解钢筋的绑扎安装
熟悉混凝土配合比的确定
熟悉混凝土的浇筑成型
了解混凝土的养护
6.1 混凝土结构工程概述
6.1.1 钢筋混凝土结构的发展
钢筋混凝土结构应用在建筑工程中。1849年，法国人J.L.朗姆波和1867年法国人J.莫尼埃先后在铁丝网两面涂抹水泥砂浆制作小船和花盆。1884年德国建筑公司购买了莫尼埃的专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混凝土的强度、耐火性能，钢筋与混凝土的粘结力。1886年德国工程师M.克嫩提出钢筋混凝土板的计算方法。与此同时，英国人W.D.威尔金森提出了钢筋混凝土楼板专利；美国人T.海厄特对混凝土梁进行试验；法国人F.克瓦涅出版了一本应用钢筋混凝土的专著。
6.1 混凝土结构工程概述
6.1.2 混凝土工程的简介
钢筋混凝土工程在建筑施工中无论是人力物力的消耗还是对工期的影响都占有非常重要的地位。钢筋混凝土结构工程包括现浇整体式和预制装配式两大类。前者结构的整体性和抗震性能好，结构件布置灵活，适应性强，施工时不需大型起重机械，所以在工业与民用建筑中得到了广泛应用。但传统的现浇钢筋混凝土结构施工时劳动强度大、模板消耗多、工期相对较长，因而出现了工厂化的预制装配式结构。预制装配式混凝土结构可以大大加快施工速度、降低工程费用、提高劳动效率，并且为改善施工现场的管理工作和组织均衡施工提供了有利条件，但也存在整体性和抗震性能较差等缺陷。现浇施工和预制装配这两个方面各有所长，应根据实际技术条件合理选择。近年来商品混凝土的快速发展和泵送施工技术的进步，为现浇整体式钢筋混凝土结构的广泛应用带来了新的发展前景。本章着重介绍现浇钢筋混凝土工程的施工技术。现浇钢筋混凝土工程包括模板工程、钢筋工程和混凝土工程三个主要工种工程，由于施工过程多，因此要加强施工管理统筹安排、合理组织，以保证工程质量，加快施工进度，降低施工费用，提高经济效益。
6.1 混凝土结构工程概述
6.1.3 混凝土结构的设计要求
钢筋混凝土结构的设计和建造围绕着工业化的标准和实际中的考虑，而这两者又随着工业化中积累的经验和研究慢慢地发展。当新的没计方法、制作过程、建造技术不断产生的同时，建筑材料也在稳定地发展。从某些方面讲，工业化的标准一般反映出的足被大家接受的思想以及根据建设规范所从事的实践。但是，规范通常讲的只是某些最低的要求，而不是最高的要求。如果你期望的不只是最低要求，那么满足最基本的要求就不是你理想中的目标。
因为设计和建造混凝土结构是一件很实际的事情，所以许多设计人员更注重的是更为有效的工业标准，而不是印刷成文的规范。
6.2 模板工程
6.2.1 模板系统的组成和基本要求
1. 组成
模板系统是由模板和支撑两部分组成。
（1）模板是使混凝土结构或构件成型的模型。搅拌机搅拌出的混凝土是具有一定流动性的混凝土，经过凝结硬化以后，才能成为所需要的，具有规定形状和尺寸的结构构件，所以需要将混凝土浇灌在与结构构件形状和尺寸相同的模板内。模板作为混凝土构件成型的工具，它本身除了应具有与结构构件相同的形状和尺寸外，还要具有足够的强度和刚度以承受新浇混凝土的荷载及施工荷载。
（2）支撑是保证模板形状、尺寸及其空间位置的支撑体系。支撑体系既要保证模板形状、尺寸和空间位置正确，又要承受模板传来的全部荷载。
2. 模板及其支撑系统必须符合下列基本要求：
（1）保证土木工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置正确；
（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、混凝土的浇筑及养护等工艺要求；
（4）模板接缝不应漏浆。
6.2 模板工程
6.2.2 模板分类
1. 按材料分类
模板按所用的材料不同，分为木模板、钢木模板、钢模板、钢竹模板、胶合板模板、塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板等。
2. 按结构类型分类
各种现浇钢筋混凝土结构构件，由于其形状、尺寸、构造不同，模板的构造及组装方法也不同，形成各自的特点。按结构的类型模板分为：基础模板、柱模板、梁模板、楼板模板、楼梯模板、墙模板、壳模板、烟囱模板等多种。
3. 按施工方法分类
（1）现场装拆式模板。在施工现场按照设计要求的结构形状，尺寸及空间位置现场组装的模板，当混凝土达到拆模强度后拆除模板。现场装拆式模板多用定形模板和工具式支撑。
（2）固定式模板。制作预制构件用的模板。按照构件的形状、尺寸在现场或预制厂制作模板。各种胎模（土胎模、砖胎模、混凝土胎模）即属固定式模板。
（3）移动式模板。随着混凝土的浇筑，模板可沿垂直方向或水平方向移动，称为移动式模板。如烟囱、水塔、墙柱混凝土浇筑时采用的滑升模板、提升模板和筒壳浇筑混凝土时采用的水平移动式模板等。
6.2 模板工程
6.2.3 模板设计
定型模板和常用的模板拼板，在其适用范围内一般不须进行设计或验算。但对于一些特殊结构、新型体系的模板，或超出适用范围的一般模板则应进行设计和验算。
模板系统的设计包括选型、选材、配板、荷载计算、结构计算、拟定制作安装和拆除方案及绘制模板图等。模板及其支架的设计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。
6.2 模板工程
6.2.1 模板系统的组成和基本要求
1. 组成
模板系统是由模板和支撑两部分组成。
（1）模板是使混凝土结构或构件成型的模型。搅拌机搅拌出的混凝土是具有一定流动性的混凝土，经过凝结硬化以后，才能成为所需要的，具有规定形状和尺寸的结构构件，所以需要将混凝土浇灌在与结构构件形状和尺寸相同的模板内。模板作为混凝土构件成型的工具，它本身除了应具有与结构构件相同的形状和尺寸外，还要具有足够的强度和刚度以承受新浇混凝土的荷载及施工荷载。
（2）支撑是保证模板形状、尺寸及其空间位置的支撑体系。支撑体系既要保证模板形状、尺寸和空间位置正确，又要承受模板传来的全部荷载。
2. 模板及其支撑系统必须符合下列基本要求：
（1）保证土木工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置正确；
（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、混凝土的浇筑及养护等工艺要求；
（4）模板接缝不应漏浆。
6.3 钢筋工程
6.3.1 钢筋的种类
钢筋的种类很多，建筑工程中常用的钢筋按化学成分可分为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0.25％～0.60％)和高碳钢钢筋(含碳量大于0.60％，一般不宜用在建筑工程中)。
普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入某些合金元素(如钛、钒、锰等，其含量一般不超过总量的3％)冶炼而成，可提高钢筋的强度，改善其塑性、韧性和可焊性。
钢筋按轧制外形可分为光面钢筋和变形钢筋(螺纹、人字纹及月牙纹)。
按生产加工工艺可分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、冷轧扭钢筋、冷轧带肋钢筋和精轧螺旋钢筋等。
按供应方式，为便于运输，φ6～10的钢筋卷成圆盘，称盘圆钢筋；大于φ12的钢筋轧成6～12m长一根，称为直条钢筋。
钢筋按强度分为I～Ⅳ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。
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。
6.3 钢筋工程
6.3.2 钢筋的验收
验收内容包含钢筋出厂质量证明，外观检查，并按有关规定取样进行机械性能试验。
钢筋进场应有出厂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。
做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。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。
钢筋在加工使用中如发现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。
6.3 钢筋工程
6.3.3 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Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋用作预应力筋。
6.4 混凝土工程
6.4.1 混凝土工程
混凝土工程在混凝土结构工程中占有重要地位，混凝土工程质量的好坏直接影响到砼结构的承载力、耐久性与整体性。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。近年来随着混凝土外加剂技术的发展和应用的日益深化，特别是随着商品砼如雨后春笋般地篷勃发展，这在很大程度上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。
混凝土工程包括混凝土的制备、运输、浇筑、养护及质量检查等。
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