《土木工程施工》混凝土結構工程分析

1、土木工程施工混凝土結構工程 分析 混凝土結構工程施工 概述 1、混凝土的分類 素混凝土；鋼筋混凝土；預應力混凝土。 2 、鋼筋與混凝土共同作用原因 1）相互粘結好； 2）常溫下，兩者線膨脹系數大致一樣； 3）混凝土是一種堿性環(huán)境，有利于保護鋼筋。 3、鋼筋混凝土工程的施工包括： 鋼筋工程；模板工程；混凝土工程。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 第一節(jié) 鋼筋工程 一、鋼筋分類 1、按軋制外形： 光面鋼筋、變形鋼筋(螺紋、人字紋及月牙紋)。 2、按生產加工工藝： 熱軋鋼筋 、冷拉鋼筋 l、冷拔低碳鋼絲 b 、熱處理鋼筋、冷 軋扭鋼筋、精軋螺旋鋼筋、刻痕鋼絲 k及鋼絞線 j等。 3、按供應方式：

2、盤圓或盤條鋼筋（直徑為610mm） 、直條鋼筋（直徑大于 12mm的鋼筋軋成612m長一根）。 4、按強度： I級，為便于識別，在不同級別的鋼材端頭涂有不同顏色的 油漆。 5、按直徑： 鋼絲(直徑35mm)、細鋼筋(直徑610mm)、中粗鋼筋(12 20mm)和粗鋼筋(直徑大20mm)。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 二、 鋼筋的加工程序及施工要點 1 加工程序 （盤圓 調直、冷加工） 剪切下料 彎曲成型 綁扎或焊接成鋼筋骨架。 調直方法 1）調直機調直 2）冷拉調直 牽引輪 鋼筋 調直機 土木工程施工混凝土結構工程 分析 鋼筋的冷拉原理是將鋼筋在常溫下進行強力拉 仲，使拉力超過屈服點6，

3、達到如圖中的A點， 然后卸荷。由于鋼筋產生塑性變形。曲線沿 ko1下降至01點， ko1大致與ao平行。如立即重 新加荷，應力應變曲線則沿o1kde變化，并在 k點出現新的屈服點。這個屈服點明顯地高于 冷拉航的屈服點b，這種現象稱為“變形硬 化”(冷硬)。冷硬后的新屈服點并非保持不變， 而是隨時間有所提高，這種現象稱為“時效硬 化”。由于變形硬化和時效硬化的結果，其新 的應力應變曲線則為o1kde，屈服點進 一步提高到k，塑性再次降低。這是因為在 冷拉過程圖，鋼筋內部的晶體沿著結合力最差 的結晶面產生相對滑移，使滑移面上的品格歪 扭變形，晶格遭到破碎構成滑移面的凸凹不平， 阻礙著晶體的繼續(xù)滑移

4、，使鋼筋內部組織產生 變化的結果。這種變化隨著時間的增長而逐漸 穩(wěn)定，也就是說要通過時效硬化后才有穩(wěn)定的 屈級強度 。 2 鋼筋的冷加工 1）冷拉 （1）含義：將、 、 、 級鋼筋在常溫下進行強力 拉伸，使拉應力超過該鋼筋的屈服點，使鋼筋產生塑性變 形，從而達到使其強度提高的目的。 （2）應力應變曲線 oo1 b k K D d a o2 鋼筋冷拉應力 應變曲線圖 鋼筋冷拉后，長度增加，強度 增加，但塑性降低，脆性增大。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 (3）冷拉控制方法 A 冷拉率控制法 先確定冷拉率，再根據鋼筋的長度L計算拉伸長度。 即 L = *L 。 測定冷拉率時，鋼筋的冷拉應力應符

5、合下表的規(guī)定： 730 1028 級 530 840 級 480 25 級 310 12 級 460 2840 冷拉控制應力（MPa） 鋼筋直徑（mm） 鋼筋級別 冷拉率測定時鋼筋的冷拉應力表 土木工程施工混凝土結構工程 分析 B 控制應力法 在張拉鋼筋時，控制鋼筋中的實際應力。 在張拉中若鋼筋已達到下表中的 控制應力而冷拉率 未超過下表中最大冷拉率則合格；相反，達到了下表 中最大冷拉率而冷拉應力 沒有達到控制應力，則認為 不合格。 鋼筋級別 鋼筋直徑（mm） 冷拉控制應力 （Mpa） 最大冷拉率（%） 級 12 280 10.0 級 25 450 5.5 2840 430 級 840 500

6、 5.0 級 1028 700 4.0 冷拉控制應力及最大冷拉率 土木工程施工混凝土結構工程 分析 例 冷拉一根IV級直徑16mm長10m的鋼筋，當冷拉力為 120.6kN，伸長值為0.4m，用控制應力法判斷此鋼筋 是否合格。 )(20116 4 1 22 mmAS 冷拉應力120.6103/201=600(N/mm2) 冷拉率=0.4/10=4% 查表， IV級鋼筋的最大冷拉率為4；冷拉控制應力為 700(Nmm2)。則： 控制應力末達到要求，而冷拉率已達到最大值 不合格，應降級使用 解：鋼筋總面積 土木工程施工混凝土結構工程 分析 (4) 冷拉質量控制: 冷拉鋼筋表面不應發(fā)生裂紋或局部 頸

7、縮現象，且拉伸和冷彎實驗應符合規(guī)范規(guī)定。冷拉 鋼筋主要用作受拉鋼筋,在沖擊荷載的動力設備基礎, 吊環(huán)及負溫度條件下,不得使用。 2） 冷拔 （1）含義：在常溫下，把 級鋼筋用強力使 其通過拔絲模，拔成直徑比原來小的鋼絲的 過程稱為冷拔。 （2） 作用 ：提高強度，節(jié)約鋼材。 （3） 工藝及設備 工藝過程 ：軋頭 剝殼 潤滑 拔絲 土木工程施工混凝土結構工程 分析 剝殼機 潤滑 設備 拔絲模 拔絲筒 鋼筋 冷拔工藝示意圖 設備 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （4）注意事項： 拔絲速度約為0.20.3m/s, 速度過大易拔斷； 拔絲應經過幾次反復拔成； 6 4 拔過的鋼絲冷彎時表面不得有裂紋。

8、 土木工程施工混凝土結構工程 分析 鋼筋閃光對焊是將鋼筋安放成對接形式， 利用電阻熱使接觸點金屬融化，產生強烈 飛濺，形成閃光，迅速施加頂鍛力完成的 一種壓焊方法。 閃光對焊是鋼筋接頭焊接中操作工藝簡單、 效率高、施工速度快、質量好、成本低的 一種焊接方法。閃光對焊廣泛用于鋼筋的 縱向連接及預應力鋼筋與螺絲端桿的焊接。 熱軋鋼筋的焊接宜優(yōu)先選用閃光對焊，不 可能時才用電弧焊 。 4）冷拉與冷拔的區(qū)別 （1） 冷拉后，鋼筋有明顯的屈服點，而冷拔沒有明顯的屈 服點，呈一種硬鋼的性質； （2） 冷拉時，鋼筋是單向受力，冷拔時鋼筋是三向受力。 3、 鋼筋的連接 1）鋼筋的焊接 （1）閃光對焊 土木工程

9、施工混凝土結構工程 分析 鋼筋閃光對焊工藝常用的有連續(xù)閃光焊、預熱閃光焊和閃光-預熱 -閃光焊三種工藝，根據鋼筋品種、直徑和所用焊機功率大小等選 用。 工藝名稱工藝過程適用范圍 連續(xù)閃光焊連續(xù)閃光、頂鍛 適于焊接直徑25mm以內的級鋼筋焊接直徑 較小的鋼筋最適宜 預熱閃光焊 預熱、連續(xù)閃光、 頂鍛 適于鋼筋端面較平整，且直徑20mm以上的 級鋼筋 閃光-預熱- 閃光焊 一次閃光、預熱、 二次閃光、頂鍛 適于端面不平整，且直徑20mm以上的級鋼 筋及級鋼筋 土木工程施工混凝土結構工程 分析 質量檢驗： 、接頭外觀檢查： 無裂紋和燒傷 接頭彎折不大于40 接頭軸線偏移不大于0.1d(d為鋼筋直徑)

10、，也不2mm 、抗拉試驗和冷彎試驗 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （2）點焊 利用點焊機進行縱橫交錯的鋼筋網 片焊接，多用于小型預制構件的鋼筋網片的成 型。 接變壓器 電極 電極 鋼筋 點 焊 鋼筋點焊將兩鋼筋安放成交叉疊接形式，壓 緊于兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬， 加壓形成焊點的一種壓焊方法。 電阻點焊主要用于鋼筋的交叉連接，如用來 焊接鋼筋網片、鋼筋骨架等，特別適于預制 廠大量使用。它生產效率高、節(jié)約材料，應 用廣泛。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （3）電弧焊： 搭接焊、 幫條焊、 坡口焊 土木工程施工混凝土結構工程 分析 電渣壓力焊是將鋼筋安放成豎向對接形式，利用焊接電

11、流通過兩鋼 筋端面間隙，在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程，產生電弧熱和 電阻熱，熔化鋼筋，加壓完成的一種壓焊方法。這種方法比電弧焊 易于掌握、工效高、節(jié)省鋼材、成本低、質量可靠，適用于現澆鋼 筋混凝土結構中豎向或斜向（傾斜度在4:1的范圍內）鋼筋的接長連 接，但不宜用于熱軋后余熱處理的鋼筋 。 適用于豎向鋼筋接長 上鋼筋 下鋼筋 電極 電極 焊藥包 電渣壓力焊示意圖 （4） 電渣壓力焊 土木工程施工混凝土結構工程 分析 土木工程施工混凝土結構工程 分析 2）機械連接 （1）套筒連接； 土木工程施工混凝土結構工程 分析 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （2）螺紋連接 ： 錐螺紋連接 直螺紋連接

12、 土木工程施工混凝土結構工程 分析 土木工程施工混凝土結構工程 分析 3）鋼筋綁扎連接 土木工程施工混凝土結構工程 分析 鋼筋綁扎的施工要點主要有：鋼筋綁扎的施工要點主要有： （1）鋼筋混凝土保護層的厚度應符合設計要求；當設計無具體）鋼筋混凝土保護層的厚度應符合設計要求；當設計無具體 要求時，不應小于鋼筋直徑，并符合規(guī)范的規(guī)定。要求時，不應小于鋼筋直徑，并符合規(guī)范的規(guī)定。 （2）鋼筋的交叉點應用鐵絲扎牢，鋼筋綁扎應注意位置是否正）鋼筋的交叉點應用鐵絲扎牢，鋼筋綁扎應注意位置是否正 確。確。 （3）板和墻的鋼筋網，除靠近外圍兩行鋼筋的相交點全部綁牢）板和墻的鋼筋網，除靠近外圍兩行鋼筋的相交點全部

13、綁牢 外，其它部分的交叉點可間隔交錯綁牢；當必須保證受力鋼筋不產外，其它部分的交叉點可間隔交錯綁牢；當必須保證受力鋼筋不產 生位置偏移，雙向受力鋼筋必須全部綁牢。生位置偏移，雙向受力鋼筋必須全部綁牢。 （4）梁和柱的箍筋，除設計有特殊要求外，應與受力鋼筋垂直）梁和柱的箍筋，除設計有特殊要求外，應與受力鋼筋垂直 設置；箍筋彎鉤疊合處，應與受力鋼筋方向錯開設置。設置；箍筋彎鉤疊合處，應與受力鋼筋方向錯開設置。 （5）鋼筋綁扎時，受拉區(qū)內）鋼筋綁扎時，受拉區(qū)內級鋼筋的末端應做彎鉤，級鋼筋的末端應做彎鉤，、 級鋼筋可不做彎鉤；直徑不大于級鋼筋可不做彎鉤；直徑不大于12mm的受壓的受壓級鋼筋的末端以及級

14、鋼筋的末端以及 軸心受壓構件的末端，可不做彎鉤，但搭接長度不應小于鋼筋直徑軸心受壓構件的末端，可不做彎鉤，但搭接長度不應小于鋼筋直徑 的的35倍；鋼筋搭接處，應在中心和兩端用鐵絲扎牢。鋼筋搭接長度倍；鋼筋搭接處，應在中心和兩端用鐵絲扎牢。鋼筋搭接長度 應符合規(guī)范的規(guī)定，受壓鋼筋的搭接長度，應取受拉鋼筋搭接長度應符合規(guī)范的規(guī)定，受壓鋼筋的搭接長度，應取受拉鋼筋搭接長度 的的0.7倍。倍。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （6）各受力鋼筋之間的接頭位置應相互錯開。）各受力鋼筋之間的接頭位置應相互錯開。 從任一綁扎接頭中心至搭接長度的從任一綁扎接頭中心至搭接長度的1.3倍區(qū)段范圍內，有綁扎接頭的倍

15、區(qū)段范圍內，有綁扎接頭的 受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積百分率，在受拉區(qū)不得超受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積百分率，在受拉區(qū)不得超 過過25%；在受壓區(qū)不得超過；在受壓區(qū)不得超過50%；綁扎接頭鋼筋的橫向凈間距不應；綁扎接頭鋼筋的橫向凈間距不應 小于鋼筋直徑且不小于小于鋼筋直徑且不小于25mm。 （7）焊接骨架和焊接網在構件寬度內，其接頭位置應錯開。）焊接骨架和焊接網在構件寬度內，其接頭位置應錯開。 在綁扎接頭區(qū)段內，受力鋼筋的截面面積不得超過受力鋼筋總截面在綁扎接頭區(qū)段內，受力鋼筋的截面面積不得超過受力鋼筋總截面 面積的面積的50%。 （8）在綁扎骨架中非焊接的搭接接頭長度范圍內

16、，當搭接鋼筋）在綁扎骨架中非焊接的搭接接頭長度范圍內，當搭接鋼筋 為受力鋼筋時，其箍筋的間距不應大于為受力鋼筋時，其箍筋的間距不應大于5d（d為鋼筋直徑），且不為鋼筋直徑），且不 大于大于100mm；當為受壓鋼筋時，其箍筋的間距不應大于；當為受壓鋼筋時，其箍筋的間距不應大于10d，且不，且不 大于大于200mm。 （9）在梁板結構中，板、次梁與主梁交叉處，板的鋼筋在上，）在梁板結構中，板、次梁與主梁交叉處，板的鋼筋在上， 次梁的鋼筋居中，主梁的鋼筋在下。當有圈梁或墊梁時，主梁的鋼次梁的鋼筋居中，主梁的鋼筋在下。當有圈梁或墊梁時，主梁的鋼 筋在上。板上部的負筋，要防止被踩下，特別是雨篷、挑梁、陽

17、臺筋在上。板上部的負筋，要防止被踩下，特別是雨篷、挑梁、陽臺 等懸臂梁，要嚴格控制負筋的位置，以保證梁的抗彎能力。等懸臂梁，要嚴格控制負筋的位置，以保證梁的抗彎能力。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 1、熱軋鋼筋檢驗、熱軋鋼筋檢驗 熱軋鋼筋運至工地后，應熱軋鋼筋運至工地后，應 按規(guī)格、品種進行檢查和驗收。每批由同牌號、同爐按規(guī)格、品種進行檢查和驗收。每批由同牌號、同爐 罐號、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼筋組成，重量不大于罐號、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼筋組成，重量不大于 60t。對容量不大于。對容量不大于30t的冶煉爐冶煉的鋼錠和連續(xù)坯的冶煉爐冶煉的鋼錠和連續(xù)坯 軋制的鋼筋，允許由同牌號、同冶煉方法、

18、同澆注方軋制的鋼筋，允許由同牌號、同冶煉方法、同澆注方 法的不同爐罐號組成混合批，但每批不多于法的不同爐罐號組成混合批，但每批不多于6個爐罐個爐罐 號。檢驗內容包括外觀檢查和力學性能試驗等。號。檢驗內容包括外觀檢查和力學性能試驗等。 三、鋼筋工程檢驗與驗收三、鋼筋工程檢驗與驗收 （一）原材料的檢查（一）原材料的檢查 外觀檢查：表面不得有裂紋，顏色均勻，外形尺 寸符合規(guī)定。 鋼筋必須有出廠證明和材質報告。 抽樣送檢，符合規(guī)范要求后才能使用。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （1）外觀檢查）外觀檢查 1）從每批鋼筋中抽?。拿颗摻钪谐槿?進行外觀檢查。鋼筋表面不得有進行外觀檢查。鋼筋表面不得有

19、 裂紋、結疤和折疊。裂紋、結疤和折疊。 2）鋼筋表面允許有凸塊，但不得超過橫肋的高度，鋼筋）鋼筋表面允許有凸塊，但不得超過橫肋的高度，鋼筋 表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允 許偏差。鋼筋每許偏差。鋼筋每1m彎曲度不應大于彎曲度不應大于4mm。 3) 當鋼筋按實際重量交貨時，應隨機抽取當鋼筋按實際重量交貨時，應隨機抽取10根（根（6m長）長） 鋼筋稱重，重量偏差不得大于允許偏差。鋼筋稱重，重量偏差不得大于允許偏差。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （2）力學性能試驗）力學性能試驗 從每批鋼筋中任選兩根鋼筋，每根取兩個試樣分別進

20、行拉伸從每批鋼筋中任選兩根鋼筋，每根取兩個試樣分別進行拉伸 試驗（包括屈服點、抗拉強度和伸長率）、冷彎試驗和反彎試驗（包括屈服點、抗拉強度和伸長率）、冷彎試驗和反彎 試驗。試驗。 （3）合格判別）合格判別 鋼筋經各項檢驗（包括外形尺寸及偏差）均達到標準要求時即鋼筋經各項檢驗（包括外形尺寸及偏差）均達到標準要求時即 為合格。為合格。 如有某一項檢驗不合格，可從同批鋼筋中再任取雙倍數量試樣如有某一項檢驗不合格，可從同批鋼筋中再任取雙倍數量試樣 進行不合格項目的復驗，復驗結果如仍有一個試樣不合格，就進行不合格項目的復驗，復驗結果如仍有一個試樣不合格，就 認為該批不合格。認為該批不合格。 熱軋鋼筋在加

21、工過程中發(fā)現脆斷、焊接性能不良或機械性能顯熱軋鋼筋在加工過程中發(fā)現脆斷、焊接性能不良或機械性能顯 著不正常等現象時，應進行化學成分分析或其他專項檢驗。著不正常等現象時，應進行化學成分分析或其他專項檢驗。 土木工程施工混凝土結構工程 分析 （二）（二） 質量檢查與驗收質量檢查與驗收 隱蔽工程驗收：隱蔽工程驗收： （鋼筋的規(guī)格和級別，根數，間距，接頭位置，錨固長（鋼筋的規(guī)格和級別，根數，間距，接頭位置，錨固長 度，搭接長度，鋼筋位置等）度，搭接長度，鋼筋位置等） 鋼筋安裝完畢后，應檢查下列方面：鋼筋安裝完畢后，應檢查下列方面： 1）根據設計圖紙檢查鋼筋的鋼號、直徑、根數、間距是否正確；）根據設計圖

22、紙檢查鋼筋的鋼號、直徑、根數、間距是否正確； 特別是要注意檢查負筋的位置；特別是要注意檢查負筋的位置； 2）檢查鋼筋接頭的位置及搭接長度是否符合規(guī)定；）檢查鋼筋接頭的位置及搭接長度是否符合規(guī)定； 3）檢查混凝土保護層是否符合要求；）檢查混凝土保護層是否符合要求； 4）檢查鋼筋綁扎是否牢固，有無松動變形現象；）檢查鋼筋綁扎是否牢固，有無松動變形現象； 5）鋼筋表面不允許有油漬、漆污和顆粒狀（片狀）鐵銹；）鋼筋表面不允許有油漬、漆污和顆粒狀（片狀）鐵銹； 土木工程施工混凝土結構工程 分析 6）鋼筋位置的允許偏差，不得大于下表的規(guī)定。）鋼筋位置的允許偏差，不得大于下表的規(guī)定。 3 板，墻，殼板，墻，

23、殼 5 梁，柱梁，柱 +3，0 水平高差水平高差 10 焊接骨架焊接骨架 基礎基礎 中心位置中心位置 綁扎骨架綁扎骨架 10 5 20 20 5 允許偏差允許偏差 基礎保護層基礎保護層 預埋件位置預埋件位置 箍筋，橫向箍筋，橫向 鋼筋鋼筋 位置位置 鋼筋彎起點的位置鋼筋彎起點的位置 受力鋼筋排距受力鋼筋排距 項目項目 5 4 3 2 1 序序 土木工程施工混凝土結構工程 分析 四、 鋼筋料單的編制 1、 下料長度的計算 1）鋼筋下料： 根據結構施工圖分別計算出每根鋼筋切斷 時的直線長度。 2）量度差值：量度差值：鋼筋彎曲時，外壁伸長內壁縮短，中心長 度不變，其外包尺寸大于中心線長度，它們之間存

24、在一 個差值，這個差值稱為“量度差值量度差值”。 鋼筋的下料長度應按簡圖的外包尺寸，增加兩端彎鉤尺鋼筋的下料長度應按簡圖的外包尺寸，增加兩端彎鉤尺 寸，再扣除鋼筋彎曲時引起的量度差值。寸，再扣除鋼筋彎曲時引起的量度差值。 1 2 3 4 8200 3900 240240 15 0 5050 1 1 2 2 土木工程施工混凝土結構工程 分析 3）混凝土的保護層 一般梁柱主筋取25mm，板取15mm。 4）下料長度的計算 （1）半園彎鉤 外包長度 彎鉤長度 3d D =2.5d d 2.25d 彎鉤展開長度 在量外包尺寸時已考慮了 所以一個1800半圓彎鉤的下料長度為 半園彎鉤的鋼筋在量了其外包尺

25、寸后再加半園彎鉤的鋼筋在量了其外包尺寸后再加6.25d為其下料長度為其下料長度 土木工程施工混凝土結構工程 分析 (2) 900量度差值 量度差值為 A B C A B C 4d d 即有即有900的彎鉤時的彎鉤時,應在應在 外包尺寸的基礎上扣除外包尺寸的基礎上扣除2d （3）對其它度數的彎鉤扣減值如下： 300 扣 0.3d 450 扣 0.5d 600 扣 0.9d 1350 扣 2.5d 土木工程施工混凝土結構工程 分析 B H 內包尺寸 外包尺寸 箍 筋 主筋 調整值見下表 (4) 箍筋的下料長度 用箍筋的外包尺寸或內包尺寸加其相應的調整 值。 箍筋的下料長度內包尺寸量內包尺寸相應 調整值 其中： 內包尺寸=2（HB ） 2（H+B）