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第四章钢筋混凝土工程施工随着经济发展,基建规模扩大,土地资源的稀缺,土建施工中钢筋混凝土结构使用的愈来愈多,应用越来越普遍。钢筋混凝土结构工程可划分为模板工程、钢筋工程、混凝土工程三个分项工程,其施工工艺流程如图4-1所示。模板制作、安装钢筋加工、安装水泥、砂、石、水、外加剂配料、搅拌浇筑混凝土养护拆模模板清理图4-1
钢筋混凝土结构工程施工工艺流程图第一节模板工程根据相关统计,在一般工业与民用建筑中,平均每立方米混凝土需用模板7.4m2,模板工程的费用约占混凝土工程费用的34%。一、模板作用及基本要求模板作用:模板是用于使结构和构件新浇的混凝土按所要求的几何尺寸成型的模型板。
对模板工程的基本要求:1)应保证工程结构和构件各部分形状、尺寸和相互位置的正确;2)要有足够的承载能力、刚度和稳定性,并能可靠的承受新浇筑混凝土的重量和侧压力,以及在施工中所产生的其他荷载;3)构造要简单,装拆要方便,并便于钢筋的绑扎与安装,有利于混凝土的浇筑及养护;4)模板接缝应严密,不得漏浆。二、模板分类(1)按模板所用的材料不同,分为木模板、钢模板、胶合板模板、钢木模板、钢竹模板、塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板等。(2)按模板的形状不同,分为平面模板和曲面模板。按施工工艺不同,分为组合式模板(如木模板、组合钢模板)、工具模板(如大模板、滑模、爬模、飞模、模壳等)、胶合板模板和永久性模板。(3)按模板规格型式不同,分为定型模板(即定型组合模板、如小钢模板)和非定型模板(散装模板)。(4)按其结构的类型不同分为基础模板、柱模板、楼板模板、墙模板、壳模板和烟囱模板等;(5)按模板使用特点分为固定式、拆移式、移动式和滑动式。固定式用于现浇特殊部位,不能重复使用。后三种都能重复使用。三、模板构造模板系统由模板和支撑两部分构成。模板与混凝土直接接触,使混凝土具有设计所要求的形状和尺寸;支撑是指支撑模板承受模板、构件及施工荷载的作用,并使模板保持所要求的空间位置的部分。1.木模板木模板的木材主要采用松木和杉木,其含水率不宜过高,以免干裂,一般含水率应低于19%,木模板的基本元件为拼板,由板条与拼条钉成,如图4-2所示。板条的宽度不宜大于200mm,以免受潮翘曲。拼条的间距取决于板条面受荷大小以及板条厚度,一般为400~500mm。木模板的主要优点是制作拼装随意,尤适用于浇筑外形复杂、数量不多的混凝土结构或构件。此外,因木材导热系数低,混凝土冬期施工时,木模板有一定的保温养护作用。常用于阶梯型基础和楼梯模板。图4-2木拼板的构造2.胶合板模板胶合板用作混凝土模板具有以下优点:1)板幅大,自重轻,板面平整。既可减少安装工作量,节省现场人工费用,又可减少混凝土外露表面的装饰及磨去接缝的费用;2)承载能力大,特别是经表面处理后耐磨性好,能多次重复使用;3)材质轻,厚18mm的木胶合板,单位面积重量为50kg,模板的运输、堆放、使用和管理等都较为方便;4)保温性能好,能防止温度变化过快,冬期施工有助于混凝土的保温;5)锯截方便,易加工成各种形状的模板;6)便于按工程的需要弯曲成型,用作曲面模板。7)用于清水混凝土模板,最为理想。混凝土模板用的胶合板有木胶合板和竹胶合板。3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回(1)木胶合板模板1)从耐水性能划分,木胶合板分为四类,其中,I类耐水性能最好。I类——具有高耐水性,耐沸水性良好,所用胶粘剂为酚醛树脂胶粘剂(PF),主要用于室外;II类——耐水防潮胶合板,所用胶粘剂为三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂(MUF),可用于高潮湿条件和室外;III类——防潮胶合板,胶粘剂为脲醛树脂胶粘剂(OF),用于室内;IV类——不耐水,不耐潮,用血粉或豆粉粘合,近年已停产。混凝土模板用的木胶合板属具有高耐气候、耐水性的I类胶合板,胶粘剂为酚醛树脂胶,主要用克隆、阿必东、柳安、桦木、马尾松、云南松、落叶松等树种加工。施工单位在购买混凝土模板用胶合板时,首先要判别是否属于I类胶合板,即判别该批胶合板是否采用了酚醛树脂胶或其他性能相当的胶粘剂。如果受试验条件限制,不能做胶合强度试验时,可以用沸水煮小块试件快速简单判别。方法是从胶合板上锯截下20mm见方的小块,放在沸水中煮0.5~1h。用酚醛树脂作为胶粘剂的试件煮后不会脱胶,而用脲醛树脂作为胶粘剂的试件煮后会脱胶。注:酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称,酚醛树脂胶粘剂具有耐热性好、粘接强度高、耐老化性能好及电绝缘性优良,且价廉易用等特点,因此得到了较为广泛的应用;脲醛树脂胶粘剂是一种开发较早的热固性高分子胶粘剂。由于其工艺简单,原料廉价,粘接强度高,无色透明等优点,被广泛应用于胶合板、刨花板、中密度纤维板、人造板材的生产及室内装修等行业。2)木胶合板构造模板用的木胶合板通常由5、7、9、11层等奇数层单板经热压固化而胶合成型。相邻层的纹理方向相互垂直,通常最外层表板的纹理方向和胶合板板面的长向平行,因此,整张胶合板的长向为强方向,短向为弱方向,使用时必须加以注意。3)规格我国模板用木胶合板的规格尺寸,见表4-1。表4-1模板用木胶合板规格尺寸(单位:mm)4)使用注意事项①必须选用经过板面处理的胶合板。未经板面处理的胶合板用作模板时,因混凝土硬化过程中,胶合板与混凝土界面上存在水泥——木材之间的结合力,使板面与混凝土粘结较牢,脱模时易将板面木纤维撕破,影响混凝土表面质量。这种现象随胶合板使用次数的增加而逐渐加重。经覆膜罩面处理后的胶合板,增加了板面耐久性,脱模性能良好,外观平整光滑,最适用于有特殊要求的、混凝土外表面不加终饰处理的清水混凝土工程,如混凝土桥墩、立交桥、筒仓、烟囱以及塔等。②未经板面处理的胶合板(亦称素板),在使用前应对板面进行处理。处理的方法为冷涂刷涂料,把常温下固化的涂料胶涂刷在胶合板表面,构成保护膜。③经表面处理的胶合板,施工现场使用中,一般应注意以下几个问题:a)脱模后立即清洗板面浮浆,堆放整齐;b)模板拆除时,严禁抛扔,以免损伤板面处理层;c)胶合板边角应涂有封边胶,故应及时清除水泥浆。为了保护模板边角的封边胶,最好在支模时在模板拼缝处粘贴防水胶带或水泥纸袋,加以保护,防止漏浆;d)胶合板板面尽量不钻孔洞。遇有预留孔洞,可用普通木板拼补。e)现场应备有修补材料,以便对损伤的面板及时进行修补。f)使用前必须涂刷脱模剂。(2)竹胶合板模板在我国木材资源短缺的情况下,以竹材为原料,制作混凝土模板用竹胶合板,具有收缩率小、膨胀率和吸水率低,以及承载能力大的特点,是一种具有发展前途的新型建筑模板。1)组成和构造混凝土模板用竹胶合板,由面板与芯板胶粘而成。断面构造,见图4-3。1-竹席或薄木片面板;2-竹帘芯板;3-胶粘剂为了提高竹胶合板的耐水性、耐磨性和耐碱性,经试验证明,竹胶合板表面进行环氧树脂涂面的耐碱性较好,进行瓷釉涂料涂面的综合效果最佳。3.1模板工程上一页下一页返回2)竹模板规格我国国家标准《竹编胶合板》(GB/T13123-2003)规定竹胶合板的规格见表4-2。混凝土模板用竹胶合板的厚度常为9mm、12mm、15mm。表4-2竹胶合板模板规格尺寸单位:mm长度(mm)宽度(mm)长度(mm)宽度(mm)18309152440122020001000300015002135915--(3)胶合板模板的配板方法和要求1)胶合板模板的配板方法①按设计图纸尺寸直接配制模板形体简单的结构构件,可根据结构施工图纸直接按尺寸列出模板规格和数量进行配制。模板厚度、横档及楞木的断面和间距,以及支撑系统的配置,都可按支承要求通过计算选用。②采用放大样方法配制模板形体复杂的结构构件,如楼梯、圆形水池等,可在平整的地坪上,按结构图的尺寸画出结构构件的实样,量出各部分模板的准确尺寸或套制样板,同时确定模板及其安装的节点构造,进行模板的制作。③用计算方法配制模板形体复杂不易采用放大样方法,但有一定几何形体规律的构件,可用计算方法结合放大样的方法,进行模板的配制。④采用结构表面展开法配制模板一些形体复杂且又由各种不同形体组成的复杂体型结构构件,如设备基础。其模板的配制,可采用先画出模板平面图和展开图,再进行配模设计和模板制作。2)胶合板模板配板要求①应整张直接使用,尽量减少随意锯截,造成胶合板浪费。②木胶合板常用厚度一般为12或18mm,竹胶合板常用厚度一般为12mm,内、外楞的间距,可随胶合板的厚度,通过设计计算进行调整。③支撑系统可以选用钢管脚手,也可采用木材。采用木支撑时,不得选用脆性、严重扭曲和受潮容易变形的木材。④钉子长度应为胶合板厚度的1.5~2.5倍,每块胶合板与木楞相叠处至少钉2个钉子。第二块板的钉子要转向第一块模板方向斜钉,使拼缝严密。⑤配制好的模板应在反面编号并写明规格,分别堆放保管,以免错用。3.定型组合钢模板组合钢模板是一种定型模板,可组合成多种尺寸和几何形状,用于各种类型建筑物中钢筋混凝土梁、柱、板、基础等施工所需要的模板,也可用其拼成大模板、滑模、筒模和台模等。施工时可在现场直接组装,也可预拼装成大块模板或构件模板用起重机吊运安装。定型组合钢模板的安装工效比木模高;组装灵活,通用性强;拆装方便,周转次数多,每套钢模可重复使用50~100次以上;加工精度高,浇筑的混凝土质量好;成型后的混凝土尺寸准确,棱角齐整,表面光滑,可以节省装修用工,但一次投资费用大。(1)定型组合钢模板系统的构造组成定型组合钢模板系统包括钢模板、连接件和支承件三部分。1)钢模板组合钢模板包括:平面模板(P)、阳角模板(Y)、阴角模板(E)和连接角模(J),如图4-4所示。图4-4组合钢模板1-中纵肋;2-中横肋;3-面板;4-横肋;5-插销孔;6-纵肋;7-凸棱;8-凸鼓;9-U形卡孔;10-钉子孔平面模板由面板和肋条组成,采用Q235钢板制成,面板厚2.3mm或2.5mm,肋条上设有U形卡孔,用于基础、墙体、梁、柱和板等各种结构的平面部位;阴角模板用于墙体和各种构件的内角及凹角的转角部位;阳角模板用于柱、梁及墙体等外角及凸角的转角部位;连接角模用于柱、梁及墙体等外角及凸角的转角部位。在模板配板设计中,构件的阴角处(如梁与板交接处)须用阴角模板;构件的阳角处一般不用阳角模板,而采用平面模板与连接角模组合。根据《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)规定,钢模板采用模数制设计,通用模板的宽度模数以50mm进级,长度为150mm进级(长度超过900mm时,以300mm进级)。其规格和型号已做到标准化、系列化。如拼装出现不足模数的空隙时,用镶嵌木条补缺,用钉子或螺栓将木条与板块边框上的孔洞连接。平面模板(P)的长度有1800、1500、1200、900、750、600、450mm(以150mm进级)七种规格,宽度有600mm、550mm、500mm、450mm、400mm、350mm、300mm、250mm、200mm、150mm、100mm(以50mm进级)十一种规格。长宽对应可组合成77种型号的平模板。如代号P3015的钢模板,表示宽×长为300mm×1500mm的平面模板,P4507表示宽×长为450mm×750mm的平面模板,P5009表示宽×长为500mm×900mm的平面模板,P6004表示宽×长为600mm×450mm的平面模板。阴角模模板(E)的宽度有150mm×150mm和150mm×100mm两种,长度尺寸同平面模板,长宽对应可组合成14种型号。如代号E1015表示150mm×100mm×1500mm的阴角模,E1515表示150mm×150mm×1500mm的阴角模。连接角模(J)的宽度为50mm×50mm,长度尺寸同平面模板,长宽对应可组合成7种型号。如代号J0004表示50mm×50mm×450mm的连接角模,J0015表示50mm×50mm×1500mm的连接角模。2)模板连接件组合钢模板连接件包括:U形卡、L形插销、钩头螺栓、紧固螺栓、对拉螺栓和扣件等,如图4-5所示。图4-5钢模板连接件1-圆钢管钢楞;2-“3”形扣件;3-钩头螺栓;4-内卷边槽钢钢楞;5-蝶形扣件;6-紧固螺栓;7-对拉螺栓;8-塑料套管9-螺母3)支承件组合钢模板的支承件包括:柱箍、钢楞、侧托架、支托桁架、钢管顶撑、早拆柱头、梁卡具、圈梁卡等,如图4-6、图4-7所示。图4-6托架及支托桁架a)梁托架;(b)支托桁架1—调节杆;2—三角架;3—底座;4—螺栓
(a)对接扣联接;(b)回转扣联接(c)早拆柱头图4-7钢管顶撑1—顶板;2—套管;3—转盘;4—插管;5—底板;6—转动手柄
(2)组合钢模板配板设计原则:采用组合钢模时,同一构件的模板展开可用不同规格的钢模作多种方式的组合排列,因而形成不同的配板方案。合理的配板方案应满足钢模块数少、木模嵌补量少,并能使支承件布置简单、受力合理。配板原则如下:1)优先采用通用规格及大规格的模板,这样模板的整体性好,又可以减少装拆工作。2)合理排列模板,宜以其长边沿梁、板、墙的长度方向或柱的方向排列。如结构的宽度恰好是钢模长度的整倍数量,也可将钢模的长边沿结构的短边排列。模板端头接缝宜错开布置,以提高模板的整体性,并使模板在长度方向易保持平直。3)合理使用角模,对无特殊要求的阳角,可不用阳角模,而用连接角模代替。阴角模宜用于长度大的阴角,柱头、梁口及其他短边转角(阴角)处可用方木嵌补。3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回4)便于模板支承件(钢楞或桁架)的布置,对面积较方整的预拼装大模板及钢模端头接缝集中在一条线上的齐缝拼接(如图4-8(a)所示),直接支承钢模的钢楞,其间距布置要考虑接缝位置,应使每块钢模都有两道钢楞支承。对端头错缝连接的模板(如图4-8(b)所示),其直接支承钢模的钢楞或桁架的间距可不受接缝位置的限制。配板方案选定之后,应绘制模板配板图,如图4-9所示为某梁配板图。(a)齐缝拼接(b)错缝拼接图4-8
钢模板的拼接图4-9
某梁配板图(a)外侧模板;(b)底模板;(c)内侧模板四、各类现浇混凝土构件的模板构造1.基础模板基础模板的特点一般来说高度不高但体积较大,当土质良好时,可以不用侧模,采取原槽灌筑,这样比较经济。但通常需要支模板。阶梯基础模板,每一台阶模板由四块侧板拼钉而成,四块侧板用木档拼成方框。上台阶模板通过轿杠木,支撑在下台阶上,下层台阶模板的四周要设斜撑及平撑。杯形基础模板在杯口位置要装设杯芯模。如图4-10所示。(a)阶梯形基础模板(b)杯口形基础模板图4-10阶梯、杯口形基础模板1-第一阶侧模;2-档木;3-第二阶侧模;4-轿杠木;5-木桩;6-斜撑2.柱模板柱模板的特点是断面、尺寸不大而比较高。因此,柱模主要解决垂直度、柱模在施工时的侧向稳定及抵抗混凝土的侧压力的问题。同时也应考虑方便灌筑混凝土、清理垃圾与钢筋绑扎配合等问题。如图4-11所示。柱模板的底部开有清理孔,以便清理模板内的垃圾,沿高度每隔约2m开有灌筑口(亦是振捣口),柱底一般采用一个木框用以固定柱子的水平位置。同在一条直线上的柱,应先校正两头的柱模,再在柱模上口中心线拉一铁丝来校正中间的柱模。柱模之间,还要用水平撑及剪刀撑相互牵搭住。(a)拼板柱模板(b)短横板柱模板图4-11柱模板1-内拼板;2-外拼板;3-柱箍;4-梁缺口;5-清理孔;6-木框;7-盖板;8-拉紧螺栓;9-拼条;10-三角木条3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3)梁模板梁模板的特点是跨度较大而宽度一般不大,因此混凝土对梁模板既有横向侧压力,又有垂直压力。梁模板主要由底模、夹木及支架部分组成,梁的下面一般是架空的,梁模板及其支架系统要能承受这些荷载而不致发生超过规范允许的过大变形,如图4-12所示。单梁的侧模板一般拆除较早。柱的模板与梁的侧板一样,也可早拆除,梁的模板不应伸到柱模板的开口里面,次梁模板也不应伸到主粱侧模板开口里面。如梁的跨度在4m及以上,应使梁横中部略为起拱,防止由于浇筑混凝土后跨中梁底下垂。如设计无规定时,起拱高度宜为全跨长度的1‰~3‰。图4-12梁模板1-侧模板;2-底模板;3-侧板拼条;4-固定夹板;5-木条;6-琵琶撑;7-斜撑;8-木楔;9-木垫板3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回4)墙模板墙模板的特点是竖向面积大而厚度一般不大。因此墙模板主要应能保持自身稳定,并能承受浇筑混凝土时产生的水平侧压力。墙模板主要由侧模、主肋、次肋、斜撑对拉螺栓和撑块等组成,如图4-13所示。(a)胶合板模板(b)组合钢模板图4-13墙模板1-侧模;2-次肋;3-主肋;4-斜撑;5-对拉螺栓及撑块3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回5)楼板模板楼板模板的特点是面积大而厚度一般不大。因此横向侧压力很小,楼板模板及其支架系统主要用于抵抗混凝土的垂直荷载和其它施工荷载,保证楼板不变形下垂。如图4-14所示。楼板模板的安装顺序是,在主次梁模板安装完毕后,首先安托板,然后安楞木,铺定型模板。铺好后核对楼板标高、预留孔洞及预埋铁等的部位和尺寸。图4-14楼板模板1-楼板模板;2-梁侧模板;3-搁栅;4-横档支撑;5-支撑;6-夹条;7-短撑木3.1模板工程上一页下一页返回3.1模板工程上一页下一页返回6)楼梯模板楼梯模板的构造,与楼板模板相似,不同点是模板倾斜和做成踏步。楼梯段楼梯模板安装时,特别要注意每层楼梯第一级与最后一级踏步的高度,不要疏忽了装饰面层的厚度,造成高低不同的现象。7)圈梁模板圈梁的特点是断面小但很长,一般除窗洞口及其它个别地方是架空外,其它均搁在墙上。故圈梁模板主要是由侧板和固定侧板用的卡具所组成。底模仅在架空部分使用。8)雨蓬模板雨蓬包括过梁和雨蓬板两部分,它的模板构造与安装,同梁及楼板的模板基本相同。其他类型模板1.大模板大模板是指单块模板的高度相当于楼层的层高、宽度约等于房间的宽度或进深的大块定型模板,在高层建筑施工中可用作混凝土墙体侧模,是一种现浇钢筋混凝土墙体的大型工具式模板。大模板由于简化了模板的安装和拆除工序,工效高、劳动强度低、墙面平整、质量好,因而在剪力墙结构的高层建筑(包括内、外墙全现浇体系和外墙用预制板、内墙现浇体系)中得到广泛的应用。大模板的一次投资大、通用性较差。为了减少大模板的规格类型,增加其利用率,用大模板施工的工程,在设计上应减少房间开间和进深尺寸的种类,并符合一定的模数,层高和墙厚应固定。外墙预制、内墙现浇的建筑应力求体形简单,加强墙与墙及墙与板之间的连接,采用加强建筑物整体性和提高其抗震能力的措施。大模板由面板、次肋、主肋、支撑桁架、稳定机构及附件组成,其构造如图4-15所示。图4-15大模板构造1-面板;2-水平加劲肋;3-支撑桁架;4-竖楞;5-调整水平用的螺旋千斤顶;6-调整用的螺旋千斤顶;7-栏杆;8-脚手板;9-穿墙螺栓;10-卡具2.滑升模板滑升模板施工原理是在构筑物或建筑物底部,沿其墙、柱、梁等构件的周边一次性组装高1.2m左右的滑动模板,随着向模板内不断地分层浇筑混凝土,用液压提升设备使模板不断地向上滑动,直到需要浇筑的高度为止。是现浇钢筋混凝土结构机械化施工的一种施工方法。滑升模板施工可以节约模板和支撑材料,加快施工速度和保证结构的整体性。但模板一次性投资大,耗钢量多,对建筑的立面造型和构件断面变化有一定限制。液压滑升模板是由模板系统、操作平台系统和提升机具系统及施工精度控制系统等部分组成。模板系统包括模板、腰梁围檁(又叫围圈)和提升架等,模板又称围板,依赖腰梁带动其沿混凝土的表面滑动,主要作用是成型混凝±,承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力。操作平台系统包括操作平台、上辅助平台和内外吊脚手等,是施工操作地点。提升机具系统包括支承杆、千斤顶和提升操纵装置等,是液压滑模向上滑升的动力。提升架将模板系统,操作平台系统和提升机具系统连成整体,构成整套液压滑模装置,其构造如图4-16所示。图4-16滑升模板构造1-支承杆;2-液压千斤顶;3-油管;4-提升架;5-围圈;6-模板;7-混凝土墙体;8-操作平台桁架;9-内吊脚手架;10-外脚手架3.爬升模板爬升模板简称爬模,是一种适用于现浇混凝土竖直或倾斜结构施工的模板,是施工剪力墙和筒体结构和桥墩、桥塔等的一种有效的模板体系。爬模既保持了大模板表面平整的优点,又保持了滑模利用自身设备向上提升的优点,不需起重运输机械吊运,能避免大模板受大风影响而停止工作,经济效益较好。爬模可分为“有架爬模”(即模板爬架子、架子爬模板)和“无架爬模”(即模板爬模板)两种。有架爬升模板的工艺原理是以建筑物的混凝土墙体结构为支承主体,通过附着于已完成的混凝土墙体结构上的爬升支架或大模板,利用连接爬升支架与大模板的爬升设备使一方固定,另一方作相对运动,交替向上爬升,完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。爬升模板由模板、爬架及动力装置组成。其模板形式与大模板类似,宜采用组合模板、胶合板等组成。无爬架爬模的构造如图4-17所示。图4-17无爬架爬模的构造1-甲型模板;2-乙型模板;3-背楞;4-液压千斤顶;5-三角爬架;6-爬杆;4.台模台模是一个房间用一块台模,有时甚至更大,是一种大型工具式模板。它的外形像一张桌子,所以叫台模,也称桌模。施工时,利用塔式起重机将台模整体吊装就位。拆模后,又由塔式起重机将整个台模在空中直接吊运到下一个施工位置,因此又称飞模。台模主要用于浇筑平板式或带边梁的水平结构,如用于建筑施工的楼面模板,台模由面板、支撑框架、檩条等组成。其构造如图4-18所示。图4-18台模的构造1-支腿;2-可伸缩的横梁;3-檩条;4-面板;5-斜撑五、模板安装与拆除模板工程施工工艺流程:模板的选材→选型→设计→制作→安装→拆除→周转。1.模板的安装竖向模板和支撑部分当安装在地面上时,应加设垫板,且地面土层必须坚实并有排水措施。对湿陷性黄土,必须有防水措施;对冻胀土必须有防冻措施模板及支撑在安装过程中,必须设置防倾覆的临时固定措施。现浇多层房屋和构筑物,应采取分层分段的支模方法。安装上层模板及支撑应符合以下规定:1)下层模板应具有承受上层荷载的承载能力或加设支架支撑;2)上层支撑的立柱应对准下层支撑的立柱,并铺设垫板;3)当采用悬吊模板、桁架支模方法时,其支撑结构的承载能力和刚度必须符合要求。当层间高度大于5米,宜选用桁架支模或多层支架支模。当采用多层支架支模时,支架的横垫板应平整,支柱应垂直,上下层支柱应在同一竖向中心线上。固定在模板上的预埋件和预留孔洞均不得遗漏,安装必须牢固,位置准确。现浇混凝土结构模板安装的允许偏差应符合表4-3的规定。项目允许偏差检验方法轴线位置5钢尺检查底模上表面标高±5水准仪或拉线、钢尺检查截面内部尺寸基础+钢尺检查柱、墙、梁+钢尺检查层高垂直度不大于6经纬仪或吊线、钢尺检查大于8经纬仪或吊线、钢尺检查相邻两板表面高低差2钢尺检查表面平整度52m表4-3现浇混凝土结构模板安装的允许偏差及检验方法2.模板的拆除(1)拆除条件1)非承重的侧模板拆除日期,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。一般当混凝土强度达到2.5MPa后,即可拆除。2)承重模板的拆除日期,在混凝土强度达到表4-4规定的强度后方能拆除。拆模时间参考表4-5。表4-4底模拆除时的混凝土强度要求构件类型构件跨度(m)按设计的混凝土强度标准值的百分率(%)板≤2>2,≤8>8≥50≥75≥100梁、拱、壳≤8>8≥75≥100悬臂构件-≥100表4-5拆除底模板的时间参考表(d)水泥的强度等级及品种混凝土达到设计强度标准值的百分率(%)硬化时昼夜平均温度5℃10℃15℃20℃25℃30℃42.5级普通水泥5075100102050714406113058284720361832.5级矿渣或火山灰质水泥507510018326012255010174081428712246102042.5级矿渣或火山灰质水泥5075100163060112050915408132871221610202)拆模顺序模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。1)拆模程序一般是先支的后拆,后支的先拆,先拆除非承重部分,后拆除承重部分。一般是谁安谁拆。重大复杂模板的拆除,事先应制定拆模方案。2)对于框架结构模板的拆除顺序,首先是柱模板,然后是楼板底模板、梁侧模板,最后是梁底模板。拆除跨度较大的梁下支柱时,应先从跨中开始,分别拆向两端。3)多层楼板模板支架的拆除,应按下列要求进行:上层楼板正在浇筑混凝土时,下一层楼板的模板支架不得拆除,再下一层的楼板模板的支架,仅可拆除一部分。跨度4m及4m以上的梁下均应保留支架,其间距不得大于3m。3.1模板工程上一页下一页返回(3)拆除模板时注意问题在拆除模板过程中,如发现混凝土影响结构安全、质量时,应暂停拆除。经过处理后,方可继续拆除。已拆除模板及支撑结构的混凝土,应在其强度达到设计强度标准值后才允许承受全部使用荷载。当承受施工荷载大于计算荷载时,必须通过核算加设临时支撑。拆模时,应尽量避免混凝土表面或模板受到损坏,注意整块模板落下伤人。拆模时不要用力过猛,拆下来的模板要及时运走、整理、堆放以便再用。3.1模板工程上一页下一页返回答案:B
关于模板拆除的说法,正确的是()A.拆模时应遵循先支的先拆、后支的后拆这一原则进行拆除B.后张法预应力构件侧模应在预应力张拉前拆除C.后张法预应力构件底模应在预应力张拉前拆除D.拆模通常先拆承重部分后拆非承重部分3.1模板工程上一页下一页返回2015真题答案:A第二节钢筋工程钢筋工程施工工艺流程:钢筋的进场验收和存放→钢筋配料与代换→钢筋的加工→钢筋的连接→钢筋的安装→钢筋工程质量验收一、钢筋种类钢筋混凝土结构常用热轧钢筋,按外形分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种。如图4-19。热轧钢筋按性能和强度分为HPB300(用符号表示)、HRB335(用符号表示)、HRBF335(用符号表示)、HRB400(用符号表示)、HRBF400(用符号表示)、RRB400(用符号表示)、HRB500(用符号表示)、HRBF500钢筋(用符号表示)。预应力筋则采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。热轧光圆钢筋
热轧带肋钢筋图4-19钢筋
根据节材、减耗及对性能的要求,在新规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中淘汰低强钢筋,强调应用高强、高性能钢筋。增加500MPa级钢筋;推广400MPa、500MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋;限制并准备淘汰335MPa级钢筋;淘汰了低强度的235MPa级钢筋,代之以300MPa级光圆钢筋。HPB300——强度等级为300MPa的热轧光圆钢筋;HRB——普通热轧带肋钢筋(采用低合金化而提高强度的HRB系列热轧带肋钢筋具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性);HRBF——细晶粒热轧带肋钢筋,是靠控温轧制而成,延性及焊接性能较HRB差,但可节约合金资源,降低价格,使用时宜控制其焊接工艺以避免影响其力学性能);HRB400E——强度等级为400MPa且有较高抗震性能要求的普通热轧带肋钢筋;RRB——余热处理钢筋,由轧制的钢筋经高温淬水,余热处理后提高强度。其可焊性、机械连接性能及施工适应性均稍差,须控制其应用范围。一般可在对延性及加工性能要求不高的构件中使用,如基础、大体积混凝土以及跨度及荷载不大的楼板、墙体中应用。二、钢筋的进场验收和存放1.钢筋的进场验收钢筋进场时,应按现行国家标准GBl499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》新标准的规定抽取试件做力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。验收内容:查对标牌(钢筋进场时应具有出厂证明书或试验报告单,每捆/盘钢筋应有标牌)。检查外观,并按有关标准的规定抽取试样进行力学性能试验。钢筋的外观检查包括:钢筋应平直、无损伤,表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。钢筋表面凸块不允许超过螺纹的高度;钢筋的外形尺寸应符合有关规定。钢筋内在指标(如屈服点、抗拉强度、伸长率和冷弯性能),通过力学性能试验检验。每批钢筋由同一牌号,同一炉罐号,同一规格的钢筋组成,重量不大于60t。对热轧光圆钢筋外观检查,从每批中抽取5%进行外观检查。要求钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠;钢筋表面凸块和它缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差。对热轧光圆钢筋抽取试样做机械性能试验,从每批钢筋中,任选二根钢筋,去掉钢筋端头500mm;一个试样做拉力试验,测定屈服点、抗拉强度和伸长率三项指标,另一个试样做冷弯试验。机械性能试验时,如有某一项试验结果不符合标准要求,应从同一批中再任取双倍数量的试样进行不合格项目的复验。如仍不合格,则评定该批钢筋为不合格品。热轧光圆钢筋的检验3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回2.钢筋的存放钢筋运至现场后,必须严格按批分等级、牌号、直径、长度等挂牌存放,并注明数量,不得混淆。钢筋应尽量堆入仓库或料棚内。条件不具备时,应选择地势较高,土质坚硬的场地存放。堆放时,应避免锈蚀和污染,下面要加垫木,离地至少200mm。三、钢筋的配料与代换1.钢筋配料钢筋配料是根据结构施工图,分别计算构件各根钢筋的下料长度、根数、重量,并编制钢筋配料单,绘出钢筋加工形状、尺寸,以作为钢筋备料、加工和结算的依据。钢筋配料是钢筋工程施工的重要一环,应由识图能力强,熟悉钢筋加工工艺的人员完成。钢筋加工前应根据设计图纸和会审记录按不同构件编制配料单,然后进行备料加工。结构施工图中注明的尺寸一般是钢筋外轮廓尺寸,即从钢筋外皮到外皮量得的尺寸,称为外包尺寸。在钢筋加工时,一般也按外包尺寸进行验收。钢筋下料时应按轴线长度尺寸下料加工,才能使加工后的钢筋形状、尺寸符合设计要求。对弯曲的钢筋或端部有弯钩的钢筋,按外包尺寸总和下料是不准确的。这是由于钢筋弯曲时外皮伸长,内皮缩短。钢筋的外包尺寸和轴线长度之间存在一个差值,称为“量度差值”。3.2钢筋工程下一页返回3.2钢筋工程下一页返回计算下料长度时,量度差值应减去。对于端部有弯钩的钢筋,计算下料长度时应加上端部弯钩增长值。钢筋的下料长度公式为:钢筋下料长度=∑(各段外包尺寸)-弯曲处的量度差值+两端弯钩的增长值。(1)弯曲量度差值,根据理论推理和实践经验,列于表4-6。弯曲角度量度差值经验取值弯曲角度量度差值经验取值30°0.306d0.35d90°2.29d2d45°0.543d0.5d135°2.83d2.5d60°0.90d0.90d
表4-6常用弯曲角度的量度差值特别提示弯曲调整值实用取值,在实际施工中,由于操作条件不同,理论计算值与实际操作的结果多少会有一些差距,主要是由于弯曲处圆弧直径的变化所引起。因此,不能绝对地定出弯曲调整值是多少,而通常是要根据本施工单位的经验资料,预先确定符合自己实际需要的、实用的弯曲调整值表备用。(2)钢筋末端弯钩或弯折时规范规定:HPB300级钢筋的末端需要做180°弯钩,其圆弧内弯曲直径D≥2.5d;平直段长度≥3d。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列要求:1)HPB300钢筋末端应作180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍。2)当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时,HRB335、HRB400钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。3)钢筋作不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。(3)箍筋下料长度的计算:有抗震要求的箍筋,应按图4-20a加工;一般结构(即不考虑抗震结构)箍筋可按图4-20b、c加工。箍筋弯钩的弯曲内直径应大于受力钢筋直径,且不小于箍筋直径的2.5倍。弯钩平直部分的长度,一般结构不宜小于箍筋直径的5倍;有抗震要求的结构,不小于箍筋直径的10倍。图4-20箍筋示意图3.2钢筋工程上一页下一页返回1)一般结构箍筋的下料长度:箍筋下料长度=箍筋外包尺寸周长+箍筋外包调整值或 箍筋下料长度=箍筋内包尺寸周长+箍筋内包调整值。箍筋调整值见表4-72)考虑抗震时,箍筋的下料长度:箍筋下料长度=箍筋内包尺寸周长+26d,或箍筋下料长度=箍筋外包尺寸周长-3×90°量度差值+2×11.9d(式中d为箍筋直径)。箍筋量度方法箍筋直径(mm)4~56810~12量外包尺寸40506070量内包尺寸80100120150~170表4-7箍筋调整值混凝土保护层厚度在新规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定:混凝土保护层为构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土层,简称保护层。构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度应满足下列要求。1)构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的直径d。(2)设计使用年限为50年的混凝土结构,最外层钢筋的保护层厚度应符合表4-8的规定;设计使用年限为100年的混凝土结构,保护层厚度取该表中数值的1.4倍。当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度大于50mm时,宜对保护层采取有效的构造措施。可在保护层内配置防裂、防剥落的焊接钢筋网片,网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm,并应采取有效的绝缘、定位措施。表4-8混凝土保护层最小厚度(mm)
环境等级板墙壳梁柱一(室内干燥环境)1520二(室内潮湿环境等)2025二(干湿交替环境等)2535三(严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境等)3040三(盐渍土环境、海岸环境等)4050注:1混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5mm;2钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,其受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm特别提示在设计图纸中,钢筋配置的细节问题没有注明时,一般可按构造要求处理。配筋计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸在满足设计要求的前提下要有利于加工安装。施工时,还要考虑施工需要的附加钢架。例如,后张预应力构件预留孔道定位用的钢筋井字架、基础双层钢筋网中保证上层钢筋网位置的钢筋撑脚、墙面双层钢筋网中固定钢筋间距用的钢筋撑铁等。在新规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定:构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度应满足下列要求。1)构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的直径d。(2)设计使用年限为50年的混凝土结构,最外层钢筋的保护层厚度应符合表4-10的规定;设计使用年限为100年的混凝土结构,保护层厚度取该表中数值的1.4倍。当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度大于50mm时,宜对保护层采取有效的构造措施。可在保护层内配置防裂、防剥落的焊接钢筋网片,网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm,并应采取有效的绝缘、定位措施【工程案例4-1】某建筑物共有L-1梁5根,处于二a类环境,梁的配筋如图4-21所示,梁混凝土采用C30,试编制该梁的钢筋配料单。图4-21L-1梁配筋图解:该梁处于二a类环境,则梁中最外层钢筋(受力筋或箍筋)的保护层厚度为25mm。(1)①号钢筋是2根φ18的受拉钢筋。钢筋下料长度=6000-2×25+2×6.25×18=6175mm(2)②号钢筋是2根φ18的架立钢筋。钢筋下料长度=6000-2×25+2×6.25×18=6175mm(3)③号钢筋是1根φ18的弯起钢筋。端部平直段长=400-25=375mm斜段长=[梁高-2×(箍筋保护层+箍筋直径)]×1.414=[450-2×(25+6)]×1.414=388×1.414=549mm中间直线段长=6000-2×400-2×[450-2×(25+6)]=4424mm
③号钢筋下料长度=外包尺寸+端部弯钩-量度差值=2×(375+549)+4424+2×6.25×18-4×0.5×18=1848+4424+225-36=6461mm(4)④号钢筋是另1根φ18的弯起钢筋,计算方法同③号钢筋。下料长度=(875+564)×2+3400+189=6467mm(5)⑤号钢筋是φ6的箍筋。按量内包尺寸计算:内包高450-2×25-6×2=388mm内包宽200-2×25-6×2=138mm⑤号箍筋下料长度=(388+138)×2+100=1152mm箍筋的个数n=(6000-2×25)/200+1≈31个箍筋(6)根据上述计算,列出钢筋配料单,见表4-9。
表4-9钢筋配料单3.2钢筋工程7.钢筋下料计算注意事项(1)在设计图纸中,钢筋配置的细节问题没有注明时,一般按构造要求处理。(2)配料计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸,在满足设计要求的前提下,要有利于加工。(3)配料时,还要考虑施工需要的附加钢筋。8.钢筋下料计算实例已知某教学楼有4根钢筋混凝土简支梁L-1,梁的配筋如图3-23所示。试计算各种钢筋的下料长度。上一页下一页返回图3-23某教学楼钢筋混凝土简支梁L-1返回3.2钢筋工程上一页下一页返回2钢筋的代换钢筋施工时应尽量按照施工图要求的钢筋的级别、种类和直径使用。但确实没有施工图中所要求的钢筋种类、级别或规格时,可以进行代换。(1)钢筋代换原则1)等强度代换:不同强度等级的钢筋代换,应按抗拉强度值相等的原则进行。2)等面积代换:相同强度等级的钢筋代换,应按钢筋截面面积相等的原则进行。(2)钢筋代换的方法:1)等强度代换构件配筋受强度控制时或不同种类的钢筋代换,可按强度相等的原则代换,即代换后钢筋的“钢筋抗力”不小于施工图纸上原设计配筋的钢筋抗力,称“等强度代换”。代换时应满足下式要求:As2fy2≥AS1fy1∵n1·π·(d12/4)·fy1≤n2·π·(d22/4)·fy2∴n2≥(n1·d12·fy1)/(d22·fy2)式中:AS1、As2——分别为原设计钢筋和代换后钢筋的计算截面总面积(mm2);fy1、fy2——分别为原设计钢筋和代换后钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2),各牌号钢筋的抗拉强度设计值分别为:HPB300取270N/mm2,HRB335、HRBF335取300N/mm2,HRB400、HRBF400、RRB400取360N/mm2,HRB500、HRBF500取435N/mm2;n1、n2——分别为原设计钢筋和代换后钢筋的根数;d1、d2——分别为原设计钢筋和代换后钢筋的直径;【工程案例4-2】某梁设计主筋为3根直径为20mm的HRB400级钢筋(fy1=360N/mm2),今现场无该级别钢筋,拟用直径为24mm的HPB300级钢筋(fy2=270N/mm2)代换,试计算需几根钢筋?解:因钢筋的级别不同,所以应按强度相等的原则进行代换。n2≥(n1·d12·fy1)/(d22·fy2)=(3×202×360)/(242×270)=2.78,取2n=3根,即代换后该梁的主筋为3根φ24的钢筋。2)等面积代换构件按最小配筋率配筋时或相同种类和级别的钢筋代换,按代换前后面积相等的原则进行代换,称为等面积代换。即As2≥AS1n2≥n1·d12/d22【工程案例4-3】某墙体设计配筋为φ12@200,施工现场现无此筋,拟用φ10的钢筋代换,试计算代换后每米几根?解:因钢筋的级别相同,所以可按面积相等的原则进行代换。代换前墙体每米设计配筋的根数n1=1000/200=5根n2≥n1·d12/d22=5×122/102=7.2取n2=8根,即代换后墙体配筋为每米8根φ10的钢筋。3.1模板工程上一页下一页返回解:n2=n1•d1²f1/d2²f2=6×1.2²×300/1.0²×270=9.6(根)取10根φ10钢筋代用.
例:某现浇板设计负筋配筋为612,仓库无此钢筋,现拟用Φ10钢筋代换,试计算需用代换根数.3.1模板工程上一页下一页返回解:n2=n1•d1²f1/d2²f2=4×22²×435/20²×360=5.85(根)取6根HRB400钢筋20代用.
例:某现浇梁200*600设计底筋配筋为4根HRB500钢筋22,现场无此钢筋,现拟用根HRB400钢筋20钢筋代换,试计算需用代换根数.3.1模板工程上一页下一页返回代换钢筋间距=0.395/0.617*180=115(mm)
[例]某设计采用了圆10钢筋,间距180mm配筋,因圆10钢筋无货,拟用圆8代换,代换钢筋的间距应是多少?(3)钢筋代换注意事项在施工中,已确认工地不可能供应设计图纸要求的钢筋品种和规格时,在征得设计单位的同意并办理设计变更文件后,才允许根据库存条件进行钢筋代换。钢筋代换时应符合下列规定:1)代换前,必须充分了解设计意图、构件特征和代换钢筋性能,严格遵守国家现行设计规范和施工验收规范及有关技术规定。代换后,仍能满足各类极限状态的有关计算要求以及配筋构造规定,如:受力钢筋和箍筋的根数、最小直径、间距、锚固长度、配筋率、以及混凝土保护层厚度等。一般情况下,代换钢筋还必须满足截面对称的要求。2)梁内纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别进行代换,以保证正截面与斜截面强度。偏心受压构件或偏心受拉构件(如框架柱、承受吊车荷载的柱、屋架上弦等),应按受力方向(受压或受拉)分别代换,不得取整个截面配筋量计算。3)吊车梁等承受反复荷载作用的构件,必要时,应在钢筋代换后进行疲劳验算。同一截面内配置不同种类和直径的钢筋代换时,每根钢筋拉力差不宜过大(同类型钢筋直径差一般不大于5mm),以免构件受力不均匀。4)有抗震要求的梁、柱和框架,不宜以强度等级较高的钢筋代换原设计中的钢筋。如必须代换时,尚应符合抗震对钢筋的要求。5)对抗裂性要求高的构件(如吊车梁、薄腹梁、屋架下弦等),也不宜用HPB300级钢筋代换HRB335、HRB400级带肋钢筋,以免裂缝开展过宽。6)当构件受裂缝宽度控制时,代换后应进行裂缝宽度验算。如代换后裂缝宽度有一定增大(但不超过允许的最大裂缝宽度),还应对构件作挠度验算。7)预制构件的吊环,必须采用未经冷拉的HPB300热轧钢筋制作,严禁以其他钢筋代换。8)钢筋代换应避免出现大材小用,优材劣用,或不符合专料专用等现象。钢筋代换后,其用量不宜大于原设计用量的5%,也不应低于原设计用量的2%。9)进行钢筋代换的效果,除应考虑代换后仍能满足结构各项技术性能要求之外,同时还要保证用料的经济性和加工操作的方便。四、钢筋场内加工1..钢筋的调直钢筋调直方法可采用钢筋调直机(如图4-22)等机械调直方法,也可采用冷拉方法(如图4-23)。当采用冷拉方法调直钢筋时,HPB300级钢筋的冷拉率不宜大于4%,HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋的冷拉率不宜大于1%。图4-22钢筋调直机图4-23冷拉设备1-卷扬机;2-滑轮组;3-冷拉小车;4-夹具;5-被冷拉的钢筋;6-地锚;7-防护垫3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回2.钢筋的除锈钢筋锈蚀程度可由锈迹分布状况、色泽变化以及钢筋表面平滑或粗糙程度等,凭肉眼外观确定,根据锈蚀轻重的具体情况采用除锈措施。一般钢筋锈蚀现象有三种:1)浮锈:钢筋表面附着较均匀的细粉末,呈黄色或淡红色。2)陈锈:锈迹粉末较粗,用手捻略有微粒感,颜色转红,有的呈红褐色。3)老锈:锈斑明显,有麻坑,出现起层的片状分离现象,锈斑几乎遍及整根钢筋表面;颜色变暗,深褐色,严重的接近黑色。浮锈一般可不作处理;陈锈和老锈必须清除。常用除锈方法:手动钢丝刷除锈、电动机除锈等。3.2钢筋工程上一页下一页返回3.钢筋切断钢筋切断有人工切断、机械切断、氧气切割等三种方法。手工切断器只用于切断直径小于16mm的钢筋,机械切断机可切断直径16~40mm的钢筋,如图4-24。直径大于40mm的钢筋一般用氧气切割。图4-24钢筋切断机4.钢筋弯曲成型弯曲钢筋有手工和机械两种弯曲方法。手工弯曲钢筋的方法设备简单,使用方便,工地经常采用。机械弯曲方法采用钢筋弯曲机,可将钢筋弯曲成各种形状和角度,成型准确、效率高。如图4-25所示。弯曲成型的顺序是:划线→试弯→弯曲成型。钢筋切断时按照下料长度切断,弯曲前应在直线钢筋上划线。要根据钢筋的弯曲类型、弯曲角度伸长值、弯曲的曲率半径、板距等因素综合计算后,将钢筋的各段长度尺寸划在钢筋上。图4-25钢筋弯曲机3.2钢筋工程上一页下一页返回划线步骤为:1)根据不同的弯曲角度扣除弯曲调整值(量度差值),其扣法是从相邻两段长度中各扣一半;2)钢筋末端作180°弯钩时,该段长度划线时,增加0.5d;3)划线工作宜从钢筋中线开始向两边进行,两边不对称的钢筋,也可从钢筋的一端开始划线,如划到另一端有出入时,则应重复调整。例如:某Φ20钢筋,L=7130mm,钢筋大样如图图4-26(a)所示。划线步骤为:1)在钢筋中心点用粉笔划第一道线;2)取中段4000/2-0.5d/2=1995mm划第二道线;3)取斜段635-2×0.5d/2=625mm划第三道线;4)取端部直段850-0.5d/2+0.5d=855mm划第四道线。弯起钢筋的划线方法如图4-26(b)所示。第一根钢筋成型后应与设计尺寸校对一遍,完全符合后再成批生产。图4-26钢筋弯曲画线图5.钢筋加工的允许偏差钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求,其偏差应符合表4-10的规定。项目允许偏差(mm)受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10弯起钢筋的弯折位置±20箍筋内净尺寸±5表4-10钢筋加工的允许偏差3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回五、钢筋连接钢筋的连接方式有绑扎连接、焊接和机械连接。机械连接接头和焊接连接接头的类型及质量应符合国家现行标准的规定。受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。在结构的重要构件和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回1.钢筋绑扎连接钢筋的绑扎连接就是将相互搭接的钢筋,用18~22号镀锌铁丝(其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋)扎牢其中心和两端。HPB300级光面钢筋绑扎接头的末端应做180°弯钩,弯钩平直段长度不应小于3d,但作受压钢筋时可不做弯钩。见图4-27钢筋绑扎连接示意图。图4-27钢筋绑扎连接轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接;其它构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm。2.钢筋焊接采用焊接代替绑扎,可改善结构受力性能,提高工效,节约钢筋,降低成本。钢筋常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、电阻点焊、埋弧压力焊以及气压焊等。(1)闪光对焊钢筋闪光对焊的原理如图4-28所示,是利用对焊机使两段钢筋接触,通过低压的强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压顶段,形成对焊接头。图4-28钢筋闪光对焊原理及接头1—焊接的钢筋;2—固定电极;3—可动电极;4—基座;5—变压器;6—平动顶压机构;7—固定支座;8—滑动机构3.2钢筋工程上一页下一页返回闪光对焊广泛用于钢筋接长以及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的接长宜优先用闪光对焊,不可能时才用电弧焊。闪光对焊按工艺可分为:连续闪光焊、预热闪光焊、闪光一预热一闪光焊三种。连续闪光焊一般用于焊接直径22mm以内的HPB235、HRB335、HRB400或RRB400级钢筋及直径在16mm以内的HRB500级钢筋。对HRB500级钢筋在焊接后应进行通电热处理,以改善对焊接头的塑性;预热闪光焊一般用于焊接直径25mm以上的粗钢筋。(2)电弧焊电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧,使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固后便形成焊缝或接头。电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。钢筋电弧焊的接头型式有:搭接焊(单面焊缝或双面焊缝)接头、帮条焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、坡口焊接头(平焊或立焊)、熔槽帮条焊接头等,如图4-29所示。图4-29电弧焊接头型式(a)帮条焊;(b)搭接焊;(c)坡口焊;(d)熔槽帮条焊1—定位焊缝;2—弧坑拉出方位搭接焊接头:只适用于焊接10mm~40mm的Ⅰ、Ⅱ级钢筋。焊接时,宜采用双面焊,不能进行时,也可采用单面焊。搭接长度见表4-11。项次钢筋级别焊缝型式搭接长度1HPB235单面焊双面焊≥8d≥4d2HRB335单面焊双面焊≥10d≥5d表4-11钢筋搭接长度帮条焊接头:适用于焊接10mm~40mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋。焊接时,宜采用双面焊,不能进行时,也可采用单面焊。帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋,其帮条长度见表4—5。坡口焊接头:有平焊和立焊两种。这种接头比上两种接头节约钢筋,使用于在现场焊接装配整体式构件接头中直径18mm~40mm的Ⅰ~Ⅱ级钢筋。(3)电渣压力焊电渣压力焊是利用电流通过电渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化,然后施加压力使钢筋焊合,多用于现浇混凝土结构构件内竖向或斜向(倾斜度在4:1的范围内)钢筋的接长。电渣压力焊焊接夹具和焊接示意如图4-30所示。电渣压力焊的接头不得有裂纹和明显的烧伤;轴线偏移不得大于0.1d,且不得超过2mm;接头弯折不得超过4º。每300个接头为一批,截取3个试件作拉伸实验,如有一个不合格,取双倍试件复验,再有一个不合格,则该批接头不合格。3.2钢筋工程上一页下一页返回图4-30钢筋电渣压力焊1、2—钢筋;3—固定夹具;4—活动夹具;5—焊剂盒;6—导电剂;7—焊药;8—滑动架;9—操作手柄;10—支架;11—固定架4)电阻点焊电阻点焊的工作原理是:将钢筋的交叉点放在点焊机的两个电极间,电极通过钢筋闭合电路通电,点接触处电阻较大,在接触的瞬间,电流产生的全部电流都集中在一点上,因而使金属受热熔化,同时在电极加压下使焊点金属得到焊合。如图4-31.图4-31点焊机的基本构造图1-电极;2-电极臂;3-变压器的次级线圈;4-加压机构;5-变压器的初级线圈;6-断路器;7-踏板电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接,如焊接钢筋网片、钢筋骨架等。采用点焊代替绑扎,可提高工效,节约劳动力,成品刚性好,便于运输,并可节约钢材。常用的电焊机有单点点焊机和钢筋焊接网成型机。单点电焊机用于较粗钢筋的焊接,钢筋焊接网成型机使用于焊接钢筋网片。此外,现场还可采用手提式点焊机。(5)气压焊钢筋气压焊是用氧——乙炔火焰使焊接接头加热至塑性状态,加压形成接头。这种方法具有设备简单、工效高、成本低等优点,适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级热扎钢筋。直径相差不大于7mm的不同直径钢筋及各种位置钢筋的现场焊接。钢筋气压焊设备由氧气瓶、乙炔瓶、烤枪、钢筋卡具、油缸及油泵等组成,如图4—32所示。(a)竖向焊接;(b)横向焊接图4-32气压焊设备 1—压接器;2—顶压油缸;3—加热器;4—钢筋;5—加压器(手动);6—氧气;7—乙炔3.2钢筋工程上一页下一页返回3.钢筋机械连接钢筋机械连接是指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。钢筋机械连接包括套筒挤压连接和锥螺纹套筒连接、直螺纹套筒连接,是近年来大直径钢筋现场连接的主要方法。当采用机械连接时,应符合专门的技术规定。接头位置宜相互错开,凡接头中点位于连接区段的长度内(35d,且≮500mm)均属于同一连接区段。同一连接区段内纵向受力钢筋接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:1)受拉区不宜大于50%;受压区不受限制:2)接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区;当无法避开时,对等强度高质量机械连接接头,不应大于50%;3)直接承受动力荷载的结构构件中的机械连接接头不应大于50%。(1)套筒挤压连接将需连接的变形钢筋插入特制钢套筒内,利用液压驱动的挤压机进行径向或轴向挤压,使钢套筒产生塑性变形,使它紧紧咬住变形钢筋实现连接如图4-33所示。图4-33套筒径向挤压连接原理图1—钢套管;2—连接钢筋这种连接方法具有接头性能可靠、质量稳定、不受气候及焊接技术水平的影响、连接速度快、安全、无明火、节能等优点。它适用于竖向、横向及其他方向的直径16mm~40mmⅡ、Ⅲ级变形钢筋的连接,并可连接各种规格的同径和异径钢筋(直径相差不大于5mm),也可连接可焊性差的钢筋,但价格较贵。接头的质量检验包括外观检查和机械性能检验。每500个接头为—批,外观检查取样数量每批抽查10%的接头,并不少于10个;机械性能检验每批切取3个试件。(2)锥螺纹套筒连接钢筋锥螺纹套筒连接是将两根待接钢筋端头用套丝机做出锥形外丝,然后用带锥形内丝的套筒将钢筋拧紧的钢筋连接方法。(图4-34)图4-34钢筋锥螺纹套筒连接1—已连接的钢筋;2—锥螺纹套筒;3—待连接的钢筋这种方法具有接头可靠、操作简单、不用电源、全天候施工、对中性好、施工速度快等优点,可连接各种钢筋,不受钢筋种类、含碳量的限制,但所连接钢筋之差不宜大于9mm。其价格适中,成本低于挤压套筒连接,高于电渣压力焊和气压焊接头。(3)直螺纹套筒连接先将钢筋端部用冷镦机镦粗,再用直螺纹套丝机切削直螺纹,然后用带直螺纹的套筒将钢筋拧紧的连接方法(图4-35)。这种连接技术不仅具有钢筋锥螺纹连接的优点,成本相近,而且套筒短,一般螺纹扣数少,不需力矩扳手,连接速度快;而且钢筋端部经冷镦后不仅直径增大,使套丝后丝扣底部横截面积不小于钢筋原截面积,而且由于冷镦后钢材强度的提高,致使接头部位有很高的强度。图4-35钢筋直螺纹套筒连接1—已连接的钢筋;2—直螺纹套筒;3—正在拧入的钢筋钢筋直螺纹套筒连接的工艺:主要有钢筋端部扩粗、切削直螺纹、用连接套筒对接钢筋。其施工方法与锥螺纹套筒连接大体相同。六、钢筋绑扎与安装单根钢筋经过调直、配料、切断、弯曲、连接等加工后,即可成型为钢筋骨架或钢筋网。钢筋成型最好采用焊接,并在车间预制好后直接运至现场安装,当条件不具备时,可在施工现场绑扎成型。钢筋在绑扎与安装前,应首先熟悉钢筋图纸,核对钢筋配料单和料牌,根据工程特点、工作量大小、施工进度、技术水平等,研究与有关工种的配合,确定施工方法。3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回3.2钢筋工程上一页下一页返回1.钢筋绑扎的基本要求(1)钢筋网片的绑扎钢筋网片的交叉点应采用铁丝扎牢。对于板和墙的钢筋网,除靠近外围两行钢筋的相交点应全部扎牢外,中间部分交叉点可间隔交替扎牢,但必须保证受力钢筋不产生位置偏移;见图4-34钢筋网片的绑扎示意图。双向受力的钢筋网片须将所有相交点全部扎牢。图4-34钢筋网片的绑扎
(2)梁和柱的箍筋对梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求(例如用于桁架端部节点采用斜向箍筋)之外,箍筋应与受力钢筋保持垂直;箍筋弯钩叠合处应沿受力钢筋方向错开放置,如图4-35所示。其中梁的箍筋弯钩应放在受压区,即不放在受力钢筋这一面,在个别情况下,例如连续梁支座处,受压区在截面下部,要是箍筋弯钩位于下面,有可能被钢筋压“开”,这时,只好将箍筋弯钩放在受拉区(截面上部,即受力钢筋那一面),但应特别绑牢,必要时用电弧焊点焊几处。图4-35梁和柱的箍筋绑扎(3)弯钩朝向绑扎矩形柱的钢筋时,角部钢筋的弯钩平面应与模板面成45°角(多边形柱角部钢筋的弯钩平面应位于模板内角的平分线上;圆形柱钢筋的弯钩平面应朝向圆心);矩形柱和多边形柱的中间钢筋(即不在角部的钢筋)的弯钩平面应与模板面垂直;当采用插入式振捣器浇筑截面很小的柱时,弯钩平面与模板面的夹角不得小于15°。4)构件交叉点钢筋处理在构件交叉点,例如柱与梁、梁与梁以及框架和桁架节点处杆件交汇点,钢筋纵横交错,大部分在同一位置上发生碰撞,无法安装。处理办法一般是使一个方向的钢筋设置在规定的位置(按规定取保护层厚度),而另一个方向的钢筋则避开它(常以调整保护层厚度来实现)。特别要注意对有关工人和质量检查员进行方案交底。1)主梁与次梁交叉对于肋形楼板结构,在板、次梁与主梁交叉处,纵横钢筋密集,在这种情况下,钢筋的安装顺序自下至上应该为:主梁钢筋、次梁钢筋、板的钢筋。特别提示为避免由于各方向钢筋互相重叠,甚至碰撞在一条线上,安装钢筋前应对施工图进行详细审阅,并且要纠正设计不周之处。当主梁钢筋放在次粱钢筋下面,次粱钢筋想要维持常规的混凝土保护层厚度,那么主梁上部混握土保护层就必须加厚,加厚值为次粱钢筋的直径,亦即主梁箍筋高度应相应减小。2)杆件交叉框架、桁架的杆件交叉点(节点)是钢筋交叠密集的部位,如果交叉件的截面高度(或宽度)一样,而按照同样的混凝土保护层厚度取用,两杆件的主筋就会碰触到一起,这种现象通常发生在桁架的交叉杆、柱的牛腿与柱身交接接处、框架节点处等。纠正方法一般是将横杆(梁)的纵向钢筋弯折,插入竖杆(柱)的钢筋骨架内;也可以征得技术人员同意,将梁钢筋的保护层厚度加大,即将相应箍筋宽度改小(比原设计箍筋小两个柱筋的直径),使纵向钢筋能够直接插入柱的钢筋骨架内。(5)钢筋位置的固定双层钢筋网的上层筋可使用马镫筋支撑。如图4-36所示。
图4-36双层钢筋使用马镫筋示意图
梁的纵向钢筋布置两层时,为使上层钢筋保持准确位置,可在下层钢筋上放短钢筋头,以作为上层钢筋的垫筋(垫筋直径应符合设计要求的两层钢筋间的净距)。2.钢筋植筋植筋是在钢筋混凝土结构上钻出孔洞,注入胶粘剂,植入钢筋,待其固化,即完成植筋施工。“植筋”技术具有工艺简单、工期短、造价省、操作方便、劳动强度低、质量易保证等优点。可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋。植筋技术可广泛应用于已有建筑物的加固改造工程及解决新旧混凝土的连接。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。图4-37钢筋植筋(1)植筋的工艺流程弹线定位→钻孔→清孔→注胶→植筋→固化养护→抗拔试验→扎筋、浇筑混凝土。(2)施工要点1)弹线定位:根据设计图的配筋位置及数量,错开原结构钢筋位置,标注出植筋位置。请有关部门验线,合格后就可钻孔。2)钻孔:用冲击钻钻孔,钻头直径应比钢筋直径大5mm左右。如φ25钢筋,钻头应选用φ30的合金钢钻头。孔深参考表4-12。钻孔时,钻头始终与柱面保持垂直。混凝土强度等级C15C20C25≥C30HPB300钢筋植筋深度20d18d16d14dHRB335、HRB400、HRB500钢筋植筋深度22d20d18d16d表4-12钢筋植筋深度表注:①
d为钢筋直径。②当植入钢筋密度较大时,宜适当增加植筋深度。③当新增构件为其他结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C20。④当新增构件为悬挑结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C253)清孔:用不掉毛的毛刷,套上加长棒,伸至孔底,来回反复抽动,把灰尘、碎渣带出,再用压缩空气,吹出孔内浮尘。吹完后再用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔内壁。但不能用水擦洗,因水不易挥发。4)注胶:钢筋胶粘剂为软塑状的两个不同化学成分,分别装入两个管状箔包中,在两个
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