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中图分类号:TU7 ;文献标识码:A ;文章编号:
1. 关于加强对钢筋施工的认识:
1.1 随着高层建筑的飞速发展,结构型式的复杂多样,建筑物的使用功能、整体功能、抗震功能、对结构性能的要求越来越重要;新的结构形式、新工艺、新材料、新设备、新技术日新月异,对钢筋工程施工技术的要求显得更加重要。对钢筋工程的管理的技术、素质、技能、工艺都提出了更高的要求。在这里首先谈一谈钢筋工程施工中应该注意的问题。
1.2 正确认识规范规定钢筋要有一定的搭接长度和锚固长度。从结构受力中我们知道,钢筋与混凝土之所以能共同工作,主要是依靠钢筋与混凝土之间的粘结力,试验表明,所谓粘结力,实际上是由三部分组成:因混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力;因混凝土颗粒的化学作用,产生了混凝土与钢筋之间的胶结力;由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用,这里机械咬合作用往往最大,约占粘结力的一半以上。由试验资料得知,光圆钢筋的粘结强度为15~35kg/cm2,螺纹钢筋的粘结强度为25~60kg/cm2,粘结强度随混凝土的强度等级提高而增大。我们从钢筋的锚固公式:
I a=a (f y/f t) d
I a—受拉钢筋的锚固长度;
f y—普通钢筋的强度设计值;
f t—混凝土轴心抗拉强度设计值;
a —钢筋的外型系数;
d —钢筋的公称直经。
钢筋的锚固长度I a取决于钢筋的抗拉设计强度 f y(其中钢筋的抗拉强度越高,钢筋的锚固长度越长)及混凝土轴心抗拉强度 f t(混凝土的抗拉强度越大,锚固长度越小);并与钢筋的外形有关,外形影响反映在外形系数a中(如光面钢筋 a取0.16,带肋钢筋 a取0.14,当钢筋直径一定时带肋钢筋的锚固长度小于光面钢筋的锚固长度)另外还与钢筋直径d有关(直径越大的钢筋的锚固长度越大)。因此规范规定钢筋在不同的受力情况下要有足够的搭接长度和锚固长度。不然,因钢筋搭接长度和锚固长度不够,钢筋和混凝土不能很好的共同工作,就会导致结构的破坏。
1.3 梁、柱节点构造应当引起高度重视,我们知道在地震荷载作用下,框架结构将引起过大的侧移,而导致破坏,而框架梁的剪切和主拉应力破坏,是一个十分明显的特点。这时延性要求来说是十分不利的,不仅在支座附近产生剪切破坏,而且还在梁的跨中发生高拉应力破坏现象,框架结构的危害多表现为柱端水平或斜向裂缝,严重的柱端混凝土压碎、钢筋压曲,框架结构的另一薄弱地方表现为梁柱节点梁高范围内柱中箍筋在施工中漏放或少放,因此,此部柱的脆性破坏现象更为突出,以致造成梁的主筋锚固得不到保证,梁、柱主筋得不到很好的约束,因此规范规定,在梁、柱节点内部柱上要设置加密箍筋。从以上梁柱节点的阐述,在钢筋施工中应当引起高度重视。否则的话,将导致不堪设想。
1.4 当前钢筋混凝土剪力墙结构在高层住宅建筑中占有很大的比重。剪力墙结构对钢筋施工来说显得尤为重要,不容忽视。我们知道,钢筋混凝土大剪力墻在竖向荷载作用下,各片剪力墙受的内力比较简单,也容易分析。但在水平荷载作用下则不同,按整截面计算的剪力墙,犹如一悬臂杆件(受力特点有几种),钢筋混凝土剪力墙的截面强度与一般偏心受压和偏心受拉构件相似,但它是整状的墙,其水平截面宽厚度窄。沿截面高度设置有分布钢筋,参与截面的部分受力工作,剪力墙的底层及顶层,受力复杂且温度影响大,电梯间、楼梯间均承受较大的水平力等等,这些在钢筋施工中不容忽视和应注意的地方。按图施工,不可遗漏,千万不能酿成大错。
加强对钢筋施工重要性的认识,进一步提高钢筋施工的技术素质,时代的发展给我们提出了效益高的要求,多实践,多总结为适应各种情况下的钢筋施工打下坚实的基础。
2. 钢筋工程施工的技术准备:
2.1 施工图(建施图与结构图及有关的安装图)审核:
审核图纸是按图纸施工的重要前提,更重要的是领会工程的各种功能、建筑效果等及设计意图。从而加深对结构图的受力形式、荷载采用标准、节点构造、抗震等级及规范标准的选用,混凝土强度等级的合理设置等全面理解。
2.1.1 通过图纸审核解决施工图中相互矛盾的问题:通过多年的钢筋工程管理工作经历以及对各期施工规范、设计规范的学习和实践,深深的体会到:对施工图首先要理解设计意图,从理解设计意图,加深理解建设单位对建筑物的使用功能及要求、以及对建筑物的整体效果的要求,是审图及相关图核对的基础。例如,我公司承建的焦作市委直属综合楼工程。外墙装修为铝板幕墙及明框玻璃幕墙装饰。但在土建施工图中,图中注明外墙装饰二次设计。审图时发现建施图及结构图中都设计有水平与竖向的装饰腰线,水平方向的腰线是由结构层的外边梁的梁顶、梁底挑出的钢筋混凝土腰线,截面100×100mm;竖向装饰线是由窗边设置的构造柱上挑出的钢筋混凝土线条,截面100×100mm。我方考虑外墙立面线条较繁琐,根据以往外装的节点构造,整体的铝板幕墙及玻璃幕墙是需要设置较大钢龙骨(一般主龙骨为100号槽钢,并设次龙骨50×50×5角钢。挑出墙面的钢筋混凝土腰线可能会影响主龙骨的安装,并被幕墙所覆盖,外墙腰线应该由外装墙面向外挑出。会审时我方建议甲方及设计院取消钢筋混凝土结构上挑出的腰线,通过几方论证,最终决定取消全部腰线,立面效果由外装重新设计。使结构节点简化,提高了施工进度,同时给建设单位及施工单位减少了投资与成本投入。
2.1.2通过图纸审核解决施工中的疑难问题:施工图会审是钢筋工程技术准备的重要环节,不论工程的规模大小,构造的繁简,都必须深刻细致的审核图纸。通过审核图纸,全面了解建筑物的功能设置、设计意图,做出相应的施工技术措施,是保证工程在施工过程得以顺利进行的前提。例如:紫荆山路紫荆苑35层高层商住楼工程,在四层结构标高12.60m处设置转换层,下部为框剪结构,上部为短肢剪力墙结构。转换层为框支柱、框支梁结构:框支柱截面为1600×1600mm;柱截面内设置600×600mm的芯柱,柱外围纵筋及芯柱纵筋均为d=25的HRB400钢筋,且布筋较密。图纸设计要求框支柱、芯柱的纵筋均锚固在转换层楼板内laE,有于框支梁顶部配置有三排钢筋且梁顶钢筋仅能保证规范规定的间距(30mm),梁顶部纵筋两个方向交汇于框支柱顶部形成30×30mm的方格,钢筋过于密集。通过查阅《建筑抗震设计规范》GB50011-2001关于芯柱的受力要求,弯矩对核心钢筋的影响很小,芯柱主要抵抗结构变形过大时的竖向荷载(由于地震等造成结构变形过大时,会使柱外围混凝土保护层剥落造成柱外围钢筋和混凝土的粘结力削弱,致使柱外围混凝土失效,而核心芯柱钢筋仍能抵抗竖向荷载,防止大震造成的结构倒塌)。会审图纸时,我们向设计院提出芯柱纵向钢筋仅锚固在框支梁梁底,满足锚固长度即可。设计院通过核对相关规范、规程,同意我方建议。减少柱顶、梁顶重叠钢筋,使节点更为合理。保证钢筋与混凝土较好的粘结力(从而保证了混凝土的施工质量)降低了施工难度。使工程综合质量大大提高。
2.1.3通过图纸审核解决确定合理的施工方法与措施:1994年我公司承建“四桥一路”的“河医立交桥”金水路段。二层、三层桥面均为每跨22米,两跨单墩间隔设置一组双墩、支撑16米宽桥面,六跨连续132米为一个桥段,桥面为箱梁结构。箱梁的纵梁钢筋及箱梁下部板筋长度均为132米另加端部锚固,纵筋为直径d=25的HRB335钢筋,要求纵筋通长焊接成132米多长。钢筋的接头位置成为多方(施工、监理、总指挥部、设计院)争论的焦点。按路桥规范,梁、板下部钢筋接头位置需设置在跨端1/3范围内,又不宜设置在支座范围。试想,22米的1/3大概为7.30米左右,按接头面积最大百分率50%设置接头(连接位置接头错开1000mm左右),市场供应钢筋原材长度为9米,接头位置是必集中在距支墩中心线的6~7米范围,在下一跨会出现3米与4米的短钢筋,为使接头位置较合理,我方当时提出减小接头面积百分率,接头面积百分率由50%降低到25%,(中间均为9米原材,仅端头设2.25、4.50、6.75、9.00四种为一组错开2.25m设置一个接头),即9米原材每2.25米设一个接头保证结构的整体受力效果。通过多方论证,最终得到设计的认可。钢筋施工经监理、市指挥部验收得到肯定,“四桥一路”指挥部在我们施工现场组织召开“四桥一路”参战单位钢筋施工质量表彰现场会,收到了较好经济效益和社会效益。
2.2 钢筋配料单的编制:
2.2.1 钢筋配料单表面看似简单,无非是线条简图。实际上编制钢筋配料单前要做大量的技术准备,钢筋配料单要以相关的规范、规程(如《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构构造手册》等及有关标准图集)为依据。
2.2.2 结合施工现场的场地大小、环境要求、施工段的设置、钢筋加工生产能力、钢筋加工工艺等等内容。编制钢筋配料单的过程是实施图纸设计要求、规范规程要求及施工组织设计、钢筋工程施工方案、生产加工工艺的重要环节。
2.2.3 钢筋配料单的内容还包括确定钢筋接头的连接型式,接头面积百分率、接头位置等,配料单还包括钢筋的下料尺寸、锚固长度及锚固型式、搭接长度。完备的配料单,其内容应包括材料品种、材料计划等项内容。
3. 钢筋工程的施工
钢筋加工制作与钢筋现场安装是钢筋工程的现场施工管理的最终环节,又是钢筋施工质量控制及质量检查的重要环节。
钢筋工程施工前,要求对进场钢材按规范要求进行质量验收,即钢筋原材外观检查与钢筋原材抽取试件进行钢筋性能的检验,质量合格后方可使用。根据图纸及钢筋配料单的要求,核对钢筋的品种、规格、数量是否相符。钢筋施工管理是集技术、材料、设备、劳力及工艺要求(如钢筋焊接、机械连接等)等的综合管理过程。所以,搞好钢筋工程的施工,施工管理人员必须加强相关知识的学习,综合各方面的技术、技能,是搞好钢筋工程的根本保证。
1. 关于加强对钢筋施工的认识:
1.1 随着高层建筑的飞速发展,结构型式的复杂多样,建筑物的使用功能、整体功能、抗震功能、对结构性能的要求越来越重要;新的结构形式、新工艺、新材料、新设备、新技术日新月异,对钢筋工程施工技术的要求显得更加重要。对钢筋工程的管理的技术、素质、技能、工艺都提出了更高的要求。在这里首先谈一谈钢筋工程施工中应该注意的问题。
1.2 正确认识规范规定钢筋要有一定的搭接长度和锚固长度。从结构受力中我们知道,钢筋与混凝土之所以能共同工作,主要是依靠钢筋与混凝土之间的粘结力,试验表明,所谓粘结力,实际上是由三部分组成:因混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力;因混凝土颗粒的化学作用,产生了混凝土与钢筋之间的胶结力;由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用,这里机械咬合作用往往最大,约占粘结力的一半以上。由试验资料得知,光圆钢筋的粘结强度为15~35kg/cm2,螺纹钢筋的粘结强度为25~60kg/cm2,粘结强度随混凝土的强度等级提高而增大。我们从钢筋的锚固公式:
I a=a (f y/f t) d
I a—受拉钢筋的锚固长度;
f y—普通钢筋的强度设计值;
f t—混凝土轴心抗拉强度设计值;
a —钢筋的外型系数;
d —钢筋的公称直经。
钢筋的锚固长度I a取决于钢筋的抗拉设计强度 f y(其中钢筋的抗拉强度越高,钢筋的锚固长度越长)及混凝土轴心抗拉强度 f t(混凝土的抗拉强度越大,锚固长度越小);并与钢筋的外形有关,外形影响反映在外形系数a中(如光面钢筋 a取0.16,带肋钢筋 a取0.14,当钢筋直径一定时带肋钢筋的锚固长度小于光面钢筋的锚固长度)另外还与钢筋直径d有关(直径越大的钢筋的锚固长度越大)。因此规范规定钢筋在不同的受力情况下要有足够的搭接长度和锚固长度。不然,因钢筋搭接长度和锚固长度不够,钢筋和混凝土不能很好的共同工作,就会导致结构的破坏。
1.3 梁、柱节点构造应当引起高度重视,我们知道在地震荷载作用下,框架结构将引起过大的侧移,而导致破坏,而框架梁的剪切和主拉应力破坏,是一个十分明显的特点。这时延性要求来说是十分不利的,不仅在支座附近产生剪切破坏,而且还在梁的跨中发生高拉应力破坏现象,框架结构的危害多表现为柱端水平或斜向裂缝,严重的柱端混凝土压碎、钢筋压曲,框架结构的另一薄弱地方表现为梁柱节点梁高范围内柱中箍筋在施工中漏放或少放,因此,此部柱的脆性破坏现象更为突出,以致造成梁的主筋锚固得不到保证,梁、柱主筋得不到很好的约束,因此规范规定,在梁、柱节点内部柱上要设置加密箍筋。从以上梁柱节点的阐述,在钢筋施工中应当引起高度重视。否则的话,将导致不堪设想。
1.4 当前钢筋混凝土剪力墙结构在高层住宅建筑中占有很大的比重。剪力墙结构对钢筋施工来说显得尤为重要,不容忽视。我们知道,钢筋混凝土大剪力墻在竖向荷载作用下,各片剪力墙受的内力比较简单,也容易分析。但在水平荷载作用下则不同,按整截面计算的剪力墙,犹如一悬臂杆件(受力特点有几种),钢筋混凝土剪力墙的截面强度与一般偏心受压和偏心受拉构件相似,但它是整状的墙,其水平截面宽厚度窄。沿截面高度设置有分布钢筋,参与截面的部分受力工作,剪力墙的底层及顶层,受力复杂且温度影响大,电梯间、楼梯间均承受较大的水平力等等,这些在钢筋施工中不容忽视和应注意的地方。按图施工,不可遗漏,千万不能酿成大错。
加强对钢筋施工重要性的认识,进一步提高钢筋施工的技术素质,时代的发展给我们提出了效益高的要求,多实践,多总结为适应各种情况下的钢筋施工打下坚实的基础。
2. 钢筋工程施工的技术准备:
2.1 施工图(建施图与结构图及有关的安装图)审核:
审核图纸是按图纸施工的重要前提,更重要的是领会工程的各种功能、建筑效果等及设计意图。从而加深对结构图的受力形式、荷载采用标准、节点构造、抗震等级及规范标准的选用,混凝土强度等级的合理设置等全面理解。
2.1.1 通过图纸审核解决施工图中相互矛盾的问题:通过多年的钢筋工程管理工作经历以及对各期施工规范、设计规范的学习和实践,深深的体会到:对施工图首先要理解设计意图,从理解设计意图,加深理解建设单位对建筑物的使用功能及要求、以及对建筑物的整体效果的要求,是审图及相关图核对的基础。例如,我公司承建的焦作市委直属综合楼工程。外墙装修为铝板幕墙及明框玻璃幕墙装饰。但在土建施工图中,图中注明外墙装饰二次设计。审图时发现建施图及结构图中都设计有水平与竖向的装饰腰线,水平方向的腰线是由结构层的外边梁的梁顶、梁底挑出的钢筋混凝土腰线,截面100×100mm;竖向装饰线是由窗边设置的构造柱上挑出的钢筋混凝土线条,截面100×100mm。我方考虑外墙立面线条较繁琐,根据以往外装的节点构造,整体的铝板幕墙及玻璃幕墙是需要设置较大钢龙骨(一般主龙骨为100号槽钢,并设次龙骨50×50×5角钢。挑出墙面的钢筋混凝土腰线可能会影响主龙骨的安装,并被幕墙所覆盖,外墙腰线应该由外装墙面向外挑出。会审时我方建议甲方及设计院取消钢筋混凝土结构上挑出的腰线,通过几方论证,最终决定取消全部腰线,立面效果由外装重新设计。使结构节点简化,提高了施工进度,同时给建设单位及施工单位减少了投资与成本投入。
2.1.2通过图纸审核解决施工中的疑难问题:施工图会审是钢筋工程技术准备的重要环节,不论工程的规模大小,构造的繁简,都必须深刻细致的审核图纸。通过审核图纸,全面了解建筑物的功能设置、设计意图,做出相应的施工技术措施,是保证工程在施工过程得以顺利进行的前提。例如:紫荆山路紫荆苑35层高层商住楼工程,在四层结构标高12.60m处设置转换层,下部为框剪结构,上部为短肢剪力墙结构。转换层为框支柱、框支梁结构:框支柱截面为1600×1600mm;柱截面内设置600×600mm的芯柱,柱外围纵筋及芯柱纵筋均为d=25的HRB400钢筋,且布筋较密。图纸设计要求框支柱、芯柱的纵筋均锚固在转换层楼板内laE,有于框支梁顶部配置有三排钢筋且梁顶钢筋仅能保证规范规定的间距(30mm),梁顶部纵筋两个方向交汇于框支柱顶部形成30×30mm的方格,钢筋过于密集。通过查阅《建筑抗震设计规范》GB50011-2001关于芯柱的受力要求,弯矩对核心钢筋的影响很小,芯柱主要抵抗结构变形过大时的竖向荷载(由于地震等造成结构变形过大时,会使柱外围混凝土保护层剥落造成柱外围钢筋和混凝土的粘结力削弱,致使柱外围混凝土失效,而核心芯柱钢筋仍能抵抗竖向荷载,防止大震造成的结构倒塌)。会审图纸时,我们向设计院提出芯柱纵向钢筋仅锚固在框支梁梁底,满足锚固长度即可。设计院通过核对相关规范、规程,同意我方建议。减少柱顶、梁顶重叠钢筋,使节点更为合理。保证钢筋与混凝土较好的粘结力(从而保证了混凝土的施工质量)降低了施工难度。使工程综合质量大大提高。
2.1.3通过图纸审核解决确定合理的施工方法与措施:1994年我公司承建“四桥一路”的“河医立交桥”金水路段。二层、三层桥面均为每跨22米,两跨单墩间隔设置一组双墩、支撑16米宽桥面,六跨连续132米为一个桥段,桥面为箱梁结构。箱梁的纵梁钢筋及箱梁下部板筋长度均为132米另加端部锚固,纵筋为直径d=25的HRB335钢筋,要求纵筋通长焊接成132米多长。钢筋的接头位置成为多方(施工、监理、总指挥部、设计院)争论的焦点。按路桥规范,梁、板下部钢筋接头位置需设置在跨端1/3范围内,又不宜设置在支座范围。试想,22米的1/3大概为7.30米左右,按接头面积最大百分率50%设置接头(连接位置接头错开1000mm左右),市场供应钢筋原材长度为9米,接头位置是必集中在距支墩中心线的6~7米范围,在下一跨会出现3米与4米的短钢筋,为使接头位置较合理,我方当时提出减小接头面积百分率,接头面积百分率由50%降低到25%,(中间均为9米原材,仅端头设2.25、4.50、6.75、9.00四种为一组错开2.25m设置一个接头),即9米原材每2.25米设一个接头保证结构的整体受力效果。通过多方论证,最终得到设计的认可。钢筋施工经监理、市指挥部验收得到肯定,“四桥一路”指挥部在我们施工现场组织召开“四桥一路”参战单位钢筋施工质量表彰现场会,收到了较好经济效益和社会效益。
2.2 钢筋配料单的编制:
2.2.1 钢筋配料单表面看似简单,无非是线条简图。实际上编制钢筋配料单前要做大量的技术准备,钢筋配料单要以相关的规范、规程(如《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构构造手册》等及有关标准图集)为依据。
2.2.2 结合施工现场的场地大小、环境要求、施工段的设置、钢筋加工生产能力、钢筋加工工艺等等内容。编制钢筋配料单的过程是实施图纸设计要求、规范规程要求及施工组织设计、钢筋工程施工方案、生产加工工艺的重要环节。
2.2.3 钢筋配料单的内容还包括确定钢筋接头的连接型式,接头面积百分率、接头位置等,配料单还包括钢筋的下料尺寸、锚固长度及锚固型式、搭接长度。完备的配料单,其内容应包括材料品种、材料计划等项内容。
3. 钢筋工程的施工
钢筋加工制作与钢筋现场安装是钢筋工程的现场施工管理的最终环节,又是钢筋施工质量控制及质量检查的重要环节。
钢筋工程施工前,要求对进场钢材按规范要求进行质量验收,即钢筋原材外观检查与钢筋原材抽取试件进行钢筋性能的检验,质量合格后方可使用。根据图纸及钢筋配料单的要求,核对钢筋的品种、规格、数量是否相符。钢筋施工管理是集技术、材料、设备、劳力及工艺要求(如钢筋焊接、机械连接等)等的综合管理过程。所以,搞好钢筋工程的施工,施工管理人员必须加强相关知识的学习,综合各方面的技术、技能,是搞好钢筋工程的根本保证。