2018一级注册结构工程师土木工程施工与管理讲义：混凝土工程

2018一级注册结构工程师土木工程施工与管理讲义：混凝土工程

　　第三节 混凝土工程与预应力混凝土工程

　　一、钢筋工程

　　(一)钢筋冷拔

　　冷拔后抗拉强度提高，塑性降低，呈硬钢性质。

　　影响冷拔低碳钢丝质量的主要因素，是原材料的质量和冷拔总压缩率。

　　(二)钢筋连接

　　1.绑扎连接、

　　受压钢筋绑扎接头搭接头长度是受拉钢筋绑扎接头搭接长度的0.7倍

　　2.焊接连接

　　钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。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。

　　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。

　　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。

　　熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。

　　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钢筋的焊接接长。

　　3.钢筋机械连接 包括挤压连接和螺纹套管连接。

　　二、模板工程

　　(一)木模板

　　(二)定型组合模板

　　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)

　　(三)爬升模板

　　在爬升时，模板与爬架是相互支承的。

　　爬架高度超过三个层高。

　　(四)大模板

　　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;

　　混凝土的出模强度为0.2—0.4N/mm2。

　　(六)模板设计

　　(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。

　　(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/m3;梁1.5kN/m3。

　　(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)。

　　计算模板刚度时，允许的变形值为：结构表面外露的模板≤L/400 (L为模板构件的计算跨度);结构表面隐蔽的模板≤L/250;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。

　　底模拆除时所需的混凝土强度如表所示。

　　三、混凝土工程

　　(一)混凝土制备

　　(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。

　　泵送混凝土施工对混凝土配合比有一定要求:：碎石最大粒径与输送管内径之比宜为1：3，卵石可为1：2.5，泵送高度在50-100m时宜为l：3—1：4，泵送高度为100m以上时宜为1：4-1：5，以免堵管。如用轻骨料宜用水预湿。砂宜用中砂，通过0.315mm筛孔的砂应不少于15%。砂率宜控制在38%-45%，如粗骨料为轻骨料还可适当提高。水泥用量不宜过少，否则泵送阻力增大，最小水泥用量为300kg/m3。水灰比宜为0.4—0.6。

　　不同泵送高度入泵时混凝土塌落度选用值

　　(三)混凝土浇筑、捣实和养护

　　1.防止离析：混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m：在竖向结构中限制自由倾落高度不宜超过3m，否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管等下料。

　　2.正确留置施工缝：宜留在结构剪力较小的部位，同时又要照顾到施工的方便。

　　施工缝柱子宜留在基础顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面;

　　有主次梁楼盖宜顺着次梁方向浇筑，应留在次梁跨度的中间1/3跨度范围内;楼梯应留在楼梯长度中间1/3长度范围内;墙可留在门洞口过梁跨中1/3范围内。

　　在施工缝处继续浇筑混凝土时，待已浇筑的混凝土的强度不低于1.2N/mm2时才允许继续浇筑。

　　(1)现浇多层钢筋混凝土框架结构的浇筑

　　一施工段内的每排柱子应由外向内对称地顺序浇筑，不要由一端向另一端推进，预防柱子模板逐渐受推倾斜而误差积累难以纠正。柱子开始浇筑时，底部应先浇筑一层厚50一l00mm与所浇筑混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆或水泥浆。

　　断面在400mm×400mm以内，或有交叉箍筋的柱子，应在柱子模板侧面开孔以斜溜槽分段浇筑，每段高度不超过2m，断面在400×400mm以上、无交叉箍筋的柱子，如柱高不超过4m，可从柱顶浇筑;如用轻骨料混凝土从柱顶浇筑，则柱高不得超过3.5m。

　　浇筑完毕，如柱顶处有较大厚度的砂浆层，则应加以处理。柱子浇筑后，应间隔1-1.5h，待混凝土拌合物初步沉实，再浇筑上面的梁板结构。

　　梁和板一般同时浇筑，从一端开始向前推进。只有当梁高大于lm时才允许将梁单独浇筑，

　　(2)大体积钢筋混凝土结构浇筑

　　其上有巨大的荷载，整体性要求较高，往往不允许留施工缝，要求一次连续浇筑完毕。

　　要防止大体积混凝土浇筑后产生裂缝，就要降低混凝土的温度应力，这就必须减少浇筑后混凝土的内外温差(一般不宜超过25℃)。为此，应优先选用水化热低的水泥，降低水泥用量，掺入适量的粉煤灰，降低浇筑速度和减小浇筑层厚度，或采取人工降温措施。必要时，经过计算和取得设计单位同意后可留施工缝而分段分层浇筑。

　　大体积钢筋混凝土结构的浇筑方案，一般分为全面分层、斜面分层和分段分层三种。

　　浇筑宜在室外气温较低时进行，混凝土最高浇筑温度不宜超过280C。

　　(3)水下浇筑混凝土

　　3.混凝土养护

　　一般混凝土浇筑完毕12小时内就应开始养护。

　　普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不少于7d，掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土不少于14d。

　　混凝土必须养护至其强度达到1.2N/mm2以上，始准在其上行人和操作。

　　(四)混凝土质量检查

　　①每拌制100盘且不超过100m3的相同配合比的混凝土，取样不得少于1次;

　　②每工作班拌制的相同配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于1次;

　　③现浇楼层，每层取样不得少于1次;

　　④同一单位工程每一验收项目中同配合比的混凝土，取样不得少于1次。

　　当三个试件中的最大或最小的强度值，与中间值相比超过中间值15%时，取中间值代表该组的混凝土试件强度;当三个试件中的最大和最小的强度值，与中间值相比均超过中间值15%时，则其试验结果不应作为评定的依据。

　　(六)混凝土冬期施工

　　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。遭冻时间愈早，水灰比愈大，则强度损失愈多，反之则损失少。

　　凡根据当地多年气温资料室外日平均气温连续五天稳定低于+50C时，就应采取冬期施工的技术措施进行混凝土施工。

　　一般把遭冻结其后期抗压强度损失在5%以内的预养强度值定为“混凝土受冻临界强度”。 通过试验得知，该临界强度与水泥品种、混凝土强度等级有关。对普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度定为设计的混凝土强度标准值的30%;对矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的40%，但不大于C10的混凝土，不得低于5N/mm2。

　　冬期施工混凝土的入模温度不得低于5摄氏度。

　　(七)预应力混凝土工程

　　1.先张法

　　常用的张拉程序为：

　　0------105%σcon—持荷2min----σcon

　　或 0----------103%σcon。

　　式中 σcon ——预应力筋的张拉控制应力。

　　混凝土强度要达到不小于混凝土标准强度的75%后，才可放松预应力筋，放松过早会由于预应力筋回缩而引起较大的预应力损失。

　　2.后张法

　　张拉预应力筋时，构件混凝土的强度应按设计规定，如设计无规定则不宜低于混凝土标准强度的75%，用块体拼装的预应力构件，其拼装立缝处混凝土或砂浆的强度，如设计无规定时，不应低于块体混凝土标准强度的40%，且不得低于15N/mm2。

　　对配有多根预应力筋的构件，不可能同时张拉，只能分批、对称地进行张拉。

　　对平卧叠浇的预应力混凝土构件，可采取逐层加大超张拉的办法来弥补该预应力损失，但底层超张拉值不宜比顶层张拉力大5%(钢丝、钢绞线、热处理钢筋)或9%(冷拉Ⅱ～Ⅳ级钢筋)。

　　为减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失，对抽芯成形的孔道曲线形预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应采用两端张拉;长度等于或小于24m的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件两端。

　　3.无黏结预应力混凝土

　　塑料外包层和预应力筋截面型式是影响摩阻损失的主要因素。

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