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钢结构工程有哪些好处


结构工程,是隶属于土木工程一级学科的二级学科,主要运用力学方法对结构物进行分析与设计,并进行有关服役状态的评估。广义的结构工程研究对象是指地球表面或浅表地壳内的一切人工构筑物。狭义的结构工程则主要包括工业与民用建筑。

砌筑工程

砌筑工程是指普通黏土砖、硅酸盐类砖、石块和各种砌块的施工。砌筑工程是一个综合的施工过程,它包括砂浆制备、材料运输、脚手架搭设和墙体砌筑等。

(1)砌筑材料

砌筑工程所用材料主要是砖、石或砌块,以及起黏接作用的砌筑砂浆。砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。为了节约水泥和改善砂浆性能,也可用适量的粉煤灰取代砂浆中的部分水泥和石灰膏,从而制成粉煤灰水泥砂浆和粉煤灰水泥混合砂浆。

(2)脚手架

砌筑用脚手架是砌筑过程中用来堆放材料和工人进行操作使用的临时性设施。工人砌筑墙体时,劳动生产率受砌筑高度影响,当砌筑到一定高度时不搭设脚手架,砌筑工程将难以进行。

考虑到砌墙工作效率和施工组织等因素,每次搭设脚手架的高度在1.2m左有,称为“一步架高度”,又叫墙体的可砌高度。

(3)垂直运输设备

砌筑工程中不仅要运输大量的砖(或砌块)、砂浆,而且还要运输脚手架、脚手板和各种预制构件;不仅有垂直运输,而且有地面和楼面的水平运输,其中垂直运输是影响砌筑工程施工速度的重要因素。

(4)砌筑质量要求

砌体施工的基本要求是:横平竖直、砂浆饱满、上下错缝、内外搭砌、接槎牢固。砌筑操作前应对道路、机具、安全设施和防护用品进行全面检查,符合要求后方可施工。

砖石建筑在我国有悠久的历史,在土木工程中仍占有相当的比重。这种结构虽然取材方便、施工简单、成本低廉,但其施工仍以手工操作为主,劳动强度大、生产率低,而且烧制黏土砖占用大量农田,因而采用新型墙体材料,改善砌体施工工艺是砌筑工程改革的重点。

钢筋混凝土工程

钢筋混凝土结构工程是土水建筑工程施工占主导地位的施工内容,无论是在人力、物力消耗方面,还是对工期的影响上都有非常重要的作用。

钢筋混凝土结构工程包括现浇混凝土结构施工,和预制装配式混凝土构件的工厂化施工两个方面。现浇混凝土结构的整体性好,抗震能力强。

钢材消耗少,特别是近些年来一些新型工具式模板和施工机械的出现,使混凝土结构工程现浇施工得到迅速发展。尤其是我国的高层建筑大多数为现浇混凝土结构,高层建筑的发展也促进了钢筋混凝土施工技术的提高。

钢筋混凝土结构工程施工包括钢筋、模板和混凝土等主要分项工程。

钢筋工程

1)钢筋的类型

钢筋混凝土结构所用钢筋的种类较多。根据用途不同,分为普通钢筋和预应力钢筋。根据钢筋的生产T艺不同,分为热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋等。根据钢筋的直径大小,分为钢筋、钢丝和钢绞线三类。

2)钢筋验收

钢筋进场前要进行验收,出厂钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单。每搁(盘)钢筋均应有标牌,运至工地后应分别堆存,并按规定抽取试样对钢筋进行力学性能检验。

3)钢筋加工

钢筋加工过程取决于结构设计要求和钢筋加工的成品种类。一般的加工施工过程有调直、除锈、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎、安装等。

若设计需要钢筋在使用前还可能进行冷加工(主要是冷拉、冷拔)。在钢筋下料剪切前,要经过配料计算,有时还有钢筋代换工作。钢筋绑扎安装要求与模板施工相互配合协调。钢筋绑扎安装完毕,必须经过检查验收合格后,才能进行混凝土浇筑施工。

4)钢筋连接

直条钢筋的长度,通常只有9~12m。构件长度大于12m时一般都要连接钢筋。钢筋连接有三种常用的连接方法:绑扎连接、焊接连接和机械连接(挤压连接和锥螺纹套管连接)。

除个别情况(如在不准出现明火的位置施工),应尽量采用焊接连接,以保证钢筋的连接质量,提高连接效率和节约钢材。

在钢筋混凝土结构中钢筋起着关键性的作用。由于在混凝土浇筑后,钢筋质量难于检奁,因此钢筋工程属于隐蔽r程。需要在施T过程q1,进行严格的质量控制.并建立起必要的检查和验收制度。

模板工程

模板是新浇混凝上成彤用的模型工具。模板系统包括模板、支撑和紧固件。模板工程施工工艺一般包括模板的选材、选型、设计、制作、安装、拆除和修整。

模板及支承系统必须符合以下规定:要能保证结构和构件的形状、尺寸以及相互位置的准确;具有足够的承载能力、刚度和稳定性;构造力求简单,装拆方便,能多次周转使用;接缝要严密不漏浆;模板选材要经济适用,尽可能降低模板的施工费用。

木模板最早被人们用作为模板工程材料。小模板的主要优点是制作拼装随意,尤其适用于浇筑外形复杂、数量不多的混凝土结构或构件。

我国的模板技术,自从20世纪70年代提出“以钢代木”的技术政策以来,已形成组合式、工具化、永久式三大系列工业化模板体系。

1)组合钢模板

组合钢模板是一和工具式模板,用它可以拼出多种尺寸和几何形状,可适应多种类型建筑物的梁、柱、板、墙、基础和设备基础等。

组合钢模板也是施工企业拥有量最大的一种钢模板。钢模板具有轻便灵活、装拆方便,存放、修理和运输便利,以及周转率高等优点;但也存在安装速度慢,模板拼缝多,易漏浆,拼成大块模板时重量大、较笨重等缺点。

组合钢模板包括平面模板、阴角模板、阳角模板和连接角模板等几种。

2)竹胶模板

竹胶模板是继木模板、钢模板之后的第三代建筑模板。竹胶模板以其优越的力学性能,可观的经济效益,正逐渐取代木、钢模板在模板产晶中的主导地位。

竹胶模板系用毛竹蔑编织成席覆面,竹片编织作芯,经过蒸煮干燥处理后,采用酚醛树脂在高温高压下多层黏和制成。竹胶模板强度高,韧性好,板面平整光滑可取消抹灰作业,缩短作业工期,表面对混凝土的吸附力小容易脱模。

在混凝土养护过程中,遇水不变形,周转次数多,便于维护保养。竹胶模板保温性能好于钢模板,有利于冬季施工。还可以在一定范围内弯曲,因此还可以做成不同弧度的曲面模板。

竹胶模板已被列入建筑业重点摊广的1()项新技术f11,广泛应用于楼板模板、墙体模板、柱模板等大面积模板。

3)大模板

大模板是一种大尺寸的工具式定型模板,一般一块墙面用一两块模板。其重量大,装拆均需要起重机配合进行,可提高机械化程度。减少用工量和缩短工期。

大模板是我国剪力墙和简体体系的高层建筑、桥墩等施工用得较多的一种模板,已形成工业化模板体系。

4)滑升模板

滑升模板是一种上业化模板,施T时在建筑物或构筑物底部,沿墙、柱、梁等构件的周边,一次装设1m多高的模板。

在模板内不断浇筑混凝土和不断向上绑扎钢筋的同时,利用一套提升设备,将模板装置不断向上提升,使混凝土连续成型,直到达到需要浇筑的高度为止。

滑升模板最适用于现场浇筑高耸的圆形、矩形、简壁结构,如筒仓、储煤塔、竖井等。近年米,滑升外模板施工技术有了进一步的发展。不但适用于浇筑高耸的变截载面结构,如烟囱、双曲线冷却塔。而且还应用于剪力墙、筒体结构等高层建筑的施工。

5)台模

台模是一种大型工具模板,主要用于浇筑平板式或带边梁的楼板,一般是一个房间用一块台模。利用台模浇筑楼板可省去模板的装拆时间,能节约模板材料和减少劳动消耗,但一次性投资较大,且需大型起重机械配合施工。

台模按支撑形式分为支腿式和无支腿式两类。

此外,还有塑料模壳板、玻璃钢模壳板、预制混凝土薄板模板(永久性模板)、压型钢板模、装饰衬模等。

混凝土工程

混凝土工程包括制备、运输、浇筑、养护等施工过程,各施工过程既相互联系义相互影响,任一施工过程不当都会影响混凝土工程的最终质量。

当前,在特殊条件下(寒冷、炎热、真空、水下、海洋、腐蚀、耐油、耐火及喷射等)的混凝土施工和特种混凝土(如高强度、膨胀、特快硬、纤维、粉煤灰、沥青、树脂、聚合物、自防水等)的研究和推广应用,使具有百余年历史的混凝土工程面貌一新。

1)混凝土的制备

混凝土的制备指混凝土的配料和拌制。

混凝土的配料,首先应严格控制水泥、粗细骨料、拌和水和外加剂的质量,并按照设计规定的混凝土强度等级和混凝土施工配合比,控制投料的数量。

混凝土的拌制就是水泥、水、粗细骨料和外加剂等原材料}昆合在一起进行均匀拌和的过程。拌和后的混凝土要求均质,且达到设计要求的和易性和强度。

混凝土的制备,除工程量很小且分散用人工拌制外,皆应采用机械搅拌。混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类。

双锥反转出料式搅拌机是自落式搅拌机中较好的一种,宜用于搅拌塑性混凝土。它在生产率、能耗、噪声和搅拌质量等方面都表现较好。

强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈,宜用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝士。

混凝土搅拌站是生产混凝土的场所,混凝土搅拌站分施工现场临时搅拌站和大型预拌混凝土搅拌站。临时搅拌站所用设备简单,安装方便,但是人劳动强度大,产量有限,噪声污染严重,一般适用于混凝土需求较少的工程中。

在城市内建设的工程或大型工程中,一般都采用大型预拌混凝土搅拌站供应混凝土,其机械化及自动化水平一般较高,用混凝土运输汽车直接供应搅拌好的混凝土,然后直接浇筑入模。

这种供应“商品混凝土”的生产方式。在改进混凝土的供应、提高混凝土的质量以及节约水泥、骨料等方面,有很多优点。

商品混凝土是今后的发展方向。在国内一些大中城市中发展很快,在不少城市已有相当的规模,有的城市在一定范围内已规定必须采用商品混凝土,不得现场拌制。

2)混凝土的运输

混凝土从搅拌机中卸出后,应及时送到浇筑地点。混凝土运输分水平运输和垂直运输两种情况。常用水平运输的机具主要有搅拌运输车、自卸汽车、机动翻斗车、传动带运输机、双轮手推车。常用垂直运输的机具有塔式起重机、井架运输机、混凝土泵。

混凝土搅拌输送车兼输送和搅拌混凝土的双重功能,可以根据运输距离、混凝土的质量要求等不同情况,采用不同的工作方式。混凝土搅拌输送车到达现场后,搅拌筒反转即可卸出拌和物。

使用混凝土泉输送混凝土是将混凝土在泵体的压力下,通过管路输送到浇筑地点,一次完成水平运输、垂直运输及结构物作业面水平运输。

混凝土泵具有可连续浇筑、加快施工进度、缩短施工周期、保证工程质量、适合狭窄施工场所施工和有较高的技术经济效果(可降低施工费用20%~30%)等优点,故在高层、超高层建筑及桥梁、水塔、烟囱、隧道等各种大型混凝土结构的施工中应用较广。

3)混凝土的浇筑捣实

混凝土浇筑要保证混凝土的均匀性和密实性,要保证结构的整体性、尺寸准确,钢筋、预埋件的位置正确,拆模后混凝土表面要平槎、密实。

混凝土浇筑应分层进行,以使混凝土能够成型密实。浇筑工作应尽可能连续,当必须自间歇时,其间歇时间宜缩短,并在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑振捣完毕。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部延续时间不得超过规定要求。

当超过时,应按留置施工缝处理。

混凝土拌和物浇入模板后,稀疏松状态,其中含有占混凝土体积5%~20%的空隙和气泡。而混凝士的强度、抗冻性、抗渗性以及耐久性等,都与混凝土的密实性有关。因此,混凝土拌和物必须经过振捣,才能使浇筑的混凝土达到设计要求。

4)混凝土的养护

为了保证混凝土有适宜的硬化条件.使其强度不断加大,必须对混凝土进行养护。混凝土养护方法分人工养护和自然养护。人工养护就是用人工来控制混凝土的养护温度和湿度。

使混凝土强度加大。如蒸汽养护、热水养护等。人工养护主要用来养护预制构件。而施工现场现浇构件大多采用自然养护方式。自然养护就是指在平均气温高于+5℃的自然条件下,于一定时间内使混凝土保持湿润状态。自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。

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