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一、土木工程中钢结构的特点
1.刚度性能非常突出
我们在断定一个结构是否会出现形变以及它的程度的时候,往往参照它的刚度指数来判别。然而够早的这一性能并不是自身可以实现的,需要结合他的各个不同的组成部分来分析。通过相关的数据对比我们发现,它的这一特性指标是其他材料的很多倍数,因此它在这一性能上表现出的特点非常显著。
2.延性特点优越
我们通常所说到的延性指标具体的讲是一种特定的物质在被牵引的时候在保证不会出现损坏的情况下出现的形变性能。通常,我们在进行相关的设计活动的时候都要对其进行认真合理的分析,尤其是在考虑项目的防震特点的时候,更加的需要对其分析比较,这主要是因为,当遇到振动的时候,能够不被损坏的问题多是靠的它有显著的延性特点。它是我们当前建筑体重应用非常多的一种材料。但是我们在具体的分析的时候,应该考虑的一点,即材料本身的这一特点并不是在任何时候情况下都可以变为物体的特征,这是需要我们高度重视的一点内容,因此我们在分析的时候应该确保方式合理。
3.整体性特征
钢结构在很多的层面上多比混凝土要表现出更多的优异性指标,而且它还能够帮助我们设计出具有浓厚的异域特色的物体,能够带给我们最大的空间性。除了这些特点之外,它还具备一个显著的地方即,它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔,能够帮助我们给一些管线设置合理的通道,这样既能得到我们想要的高度特征,而且非常的具有美学特点。而且我们在具体的施工中不难发现,对其进行操作的人数要比其他结构所需的数量少很多,可以大大的节省劳动力,具有很好的经济性特点。和其他的一些构造对比来看,它的安设等环节的品质要比其他的一些更具有安全性特点。施工中我们常会遇到一些不合理的地方,此时就需要我们对其进行相应的改正,而这种结构在此活动中表现出的灵便性特点就非常显著,明显的优于其他的结构,最主要的是经济性能非常好。
二、土木工程中钢结构的缺陷以及不足之处
1.在材料方面的不足之处
通过上面的叙述我们发现它的刚度指标比我们的其他一些材料要表现的更加优异,不过这只是相对于整体来讲的,然而针对某个特定的点,这种性能却不是非常的优异,这主要是因为本身它的强度非常高,无形中就使得它的部件的规格就会较之于其他的材料的要小很多。为了合理的改善这种状况,我们需要扩展材料的规模。除了这点之外,在耐火能力以及抗腐蚀的性能方面比较于别的构造来说,都不是非常优秀的。而且对于温度也有严格的要求,当温度持续为一百摄氏度的时候,它的性能比较好,但是升高五十度时,我们就要对其进行必要的防护,防止受到高温影响而出现不良状况。
2.市场环境
首先,没有高效的设计。在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时,要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。因为它本身具有非常多的组成,因此为了确保整体的性能,我们需要对其中的每一个螺钉以及接缝都要认真地测量分析,因此从设计上看它较之于其他的来讲是非常繁琐复杂的。其次,没有完整的生产模式。只靠单一的进行,我们往往了解不到它的优势点。我国当前并没有对与之相关的价格以及品质等订立严格的制度,在相关的管理方面也有很多有待完善的地方,正是因为这些不确定的因素导致我们的设计人员在进行工作的时候没有系统性。
3.定价不合理
因为当前形势下,对此我们并没有开展较广范围的生产活动,所以它的量就比较小,因而在价位方面就相对偏高。整体来看它的生产正在不断的扩大,不过因为需求比较高,因而它的价格就明显的体现出。第四,有效期不长。众所周知,混凝土构造被称为可以永续使用的物质,然而它的有效期仅为短短的50年,假如我们将其使用到住房之中,很显然我们如果想象花大量的资金买来的住宅仅有这么短的使用期限,此时我们就不会对此抱有任何热情。但是这个问题也并不是说不可以解决,当前保险行业的快速进步,就可以合理的处理这一问题。
三、土木工程中钢结构施工存在的问题
1钢结构设计技术有待提高
钢结构的设计工作是极其复杂的,必须要有远见意识和高水准的专业知识,这是整个设计工作的基础,但是在快速发展的时期许多企业都不注意这方面的工作而一味地追求快速建设。同时我国目前也缺少对钢结构设计从业人员能力的培养,使得这方面的人才量稀缺。这样也导致了设计技术的业内交流与经验的积累匮乏,所以很难有一些专业的队伍能够独立完成一个完整的设计工作,一般都会有许多国内外的学者进行长时间的合作才能够完成某个或某几个大的钢结构建筑的设计。另外在设计的问题上还缺少比较完善的规范要求,不同地区的建筑可能会由于与实际结合的不够而没能因地制宜,也可能是在一些条件相似的地区设计的标准差异较大而显得难以理解。
2钢材的质量有待提高
虽然我国目前的年产钢材量过亿吨,但不是所有的钢材的质量规格都能够达到高层钢结构技术的标准。而且很多中小型钢材企业只是瞄准了目前的发展势头蜂拥而上追求量的生产,却没能够实行相关的制造标准,导致这些钢材只能够应用于小型的建筑,远远低于建筑的施工标准。此外,钢材的规格目前还是不够齐全,这就给施工单位的选用带来了比较大的麻烦,也使得这些钢材使用率低。最后,由于现在建筑标准的提高,对于耐腐蚀性、耐火性等要求也进一步提高,但是很多生产企业还是沿用旧的生产标准,使得钢材的质量远远低于使用标准。这些问题都阻碍了我国钢结构建筑的发展。
四、优化土木工程钢结构施工的措施
(1)国家应制定统一的技术规范、施工标准并严格执行。明确行业规范将使得施工企业有章可循,使得整个行业有序不乱,在制定规范标准时还应该注意地区性差异。(2)对钢结构的施工企业进行政策性鼓励,培养出一批技术能力强,水平高的企业。(3)施工企业的技术特点需要企业注意结合实践中的经验与新兴技术的巧妙结合,同时逐渐培养出专业水平高、阅历丰富的技术人员。(4)加强企业间的交流合作。在高层结构复杂的情况下必然会出现许多技术难题,这时企业就需要和其他兄弟单位进行行业间技术交流,或者与一些科研机构协同合作,科研机构一般会有一些最新的技术理念,在与施工企业的合作中,这些新技术的应用肯定能带来不一样的效果。(5)在每项工程的实施过程中不断总结施工经验,努力创新,形成自身的专业体系。
五、结束语
通过上面的叙述,我们得知了钢结构的一些优点,比如和其他结构相比有强大的刚性特点以及延展性能等,它的这些特点为我们开展项目工程贡献了很多积极的力量,比如因为具有非常好的延展性,在地震中可以较好地保存下来。不过我们也应该注意到它的缺陷问题,比如价格过高以及不能长期使用等的特点,在开展项目的时候应该综合分析,确保我们可以进行最佳的方案,相信在不久的将来我们的钢结构一定会发展的非常优秀。
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中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1、前言
近年来,伴随着设计和施工水平的提高,多层和高层建筑采用钢筋混凝土现浇结构的形势发展很好,由于现浇施工的框架具有整体性好、围护墙体轻、抗震性好、施工速度快、布局灵活多样,在许多工程中得到广泛应用。但是由于施工人员技术素质存在差异,对操作规程了解较少,在施工中容易产生影响质量的现象,这些状况如重视不够或解决不及时,将会直接影响质量。本文就钢筋混凝土框架结构施工容易形成的质量问题谈几点体会。
2、钢筋连接
大直径钢筋(φ≥28)可采用钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接新技术,即剥助钢筋纵肋后滚压直螺纹的套筒将预制的丝头待连接钢筋旋拧在一起达到钢筋连接一体,实现等强度连接的目的。
它的机理是:
利用滚压螺纹能使螺纹综合机械性能大幅度提高的特性,同时利用螺纹连接传力不均率与螺杆横截面积变化率相协调对应能够降低螺杆抗拉应力,改变连接过渡段内力曲线形状,降低变截面应力集中影响的特性来弥补钢筋剥肋和螺纹小径对钢筋横截面积削弱影响达到钢筋等强度连接。
技术特点是:
1.1接头强度高,连接质量稳定可靠。接头性能达到行业标准 钢筋机械连接通用技术规程))(JGJ107~96)中A级规定,实现与钢筋母材等强度连接。
1.2钢筋丝头螺纹加工精度高。使工厂加工的套筒与施工现场加工的钢筋丝头配合性好,保证了钢筋连接质量。
1.3由于钢筋端部的丝头是对钢筋柱体表面金属强化后形成的螺纹,钢筋芯部材质和机械性能不发生任何变化,接头的综合机械性能高,特别是接头的抗疲劳性能好,与钢筋化学成分无关。
1.4铜筋丝头加工过程中钢筋搬运次数少、操作简单,加工速度快。一次装卡即可完成钢筋剥肋、滚压螺纹两道工序。
1.5钢筋丝头加工设备投入小,易耗件损耗低,一套滚丝轮可加工丝头为0.8万~1.2万个。
1.6接头连接施工方便,质量容易控制。钢筋丝头用手即可旋入套筒,仅最后2~3扣时用管钳或力矩扳手旋紧,只要钢筋外露螺纹不超过1.5扣,即可保证接头的等强连接。
1.7 适用范围广。不仅适用于直径16~50mmⅡ、Ⅲ级钢筋在各个方向和位置的同、异径可旋转钢筋连接,还能适用于不可旋转或轴向不能移动钢筋的连接。
3、梁柱节点箍筋施工问题
3.1 一般施工做法的弊病
梁柱节点施工的复杂性主要表现为:节点构造复杂。钢筋分布密集,操作人员高空作业。施工难度大,特别是中间柱子钢筋纵横交错,箍筋绑扎不便,采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎,致使梁柱节点部位不放或少放柱箍筋,留下严重隐患。部分施工人员意识到钢筋骨架整体入模后柱节点内箍筋绑扎困难,便采用两个开口箍筋拼台,然而在整个节点区均采用开口箍筋显然不符合规范规定。规范箍筋封闭和箍筋末端弯钩的构造要求,是保证箍筋对混凝土核心起有效约束作用的必要条件,但采用分层下箍法操作难度仍相当大。必须将节点部分侧模板拆除方能保证节点箍筋间距及绑扎牢固。若采用原位绑扎钢筋(即先安装梁底模,再直接在梁底模上绑扎梁筋、安装侧模板),其缺陷是:
3.1.1只安装梁底模、不安装侧模板。板的模板无法安装,造成整个模板支撑系统不稳定,易发生模板倒塌事故;
3.1.2在框架结构施工中,所有的钢筋均在施工楼层堆放和二次运输。在这种开放的模板体系上堆放和搬运钢筋极其不安全;
3.1.3支模和绑钢筋多次交叉作业。不利于施工组织管理,窝工现象较严重,工效较低。
3.2 改进的对策
近年的作法是将梁板模板(含侧模板)全部安装完毕后才安装梁板钢筋并整体沉梁。该施工程序的优点是钢筋堆放、运输及绑扎较安全,交叉作业少。支模和绑钢筋不冲突,工效较高。但若不采取特别措施,会出现节点箍筋少放或者箍筋间距无法保证的问题。对此,可采用如下措施解决:
3.2.1下料时每个节点增加若干根纵向短筋(可用细钢筋);
(2)柱节点区箍筋现场焊接在纵向短筋上形成整体骨架。再将整体骨架套入柱纵筋并搁置在楼板模板面上,穿梁钢筋并绑扎,为防止附加纵同短筋位置与柱纵筋冲突而造成套箍困难。附加纵向短筋应偏离箍筋角部约5cm。采用该法可保证柱节点箍筋的间距与数量,实施效果较好。需要说明的是,当结构较复杂时,采用该方法可能也会有困难,施工时要视具体情况而定。
4、混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小,无法满足上述要求,太大则构件表面易开裂,因此,《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204――1992)第3.5.8条《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ301――1988)第5.2.10条、《混凝土结构工程施工质量验收规范))(GB50204――2002)第5.5.2条均规定受力钢筋保护层厚度梁拄允许偏差为±5mm。
在框架结构施工中,由于楼面标高是一致的,双向框架梁同时穿越柱节点时,必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏火(往往会超过40mm)。井字架梁节点也有同样问题,这些问题无法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料问题,由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过,若该向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋无法直接绑扎到箍筋上,对粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料时高度可减小20~30mm(仪一向框架梁端需要)。二是施工时以哪一向为主,因保护层厚度增大,截面有效高度变小,正截面受弯承载能力减小(约5%),设计时是否考虑了这种影响,另一方面构件表面容易开裂。《混凝土结构设计规(GB50010――2002)第9.2.4条规定:“当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大干40mm时,应对保护层采取有效的防裂构造措施。”对此须在设计时就明确以哪一向为主,并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂。
5、混凝土施工质量控制
5.1 柱的“烂根” 和“夹渣”
现浇框架容易出现“夹渣烂根”现象,使根部混凝土漏浆,严重时出现“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在楼地板上,预先没有在楼板上做找平层或加标准框浇出底面,更没有留清扫口。当层高>5m时中段未留浇筑口,进料从顶部直接下。自由落差>3m,在柱内钢筋阻拦下料使粗细料分离,另因底部板面不平且未堵缝。导致水泥浆流失掉,也存在底面垃圾未清除净、振动棒长度不到位等因素,造成根部夹渣,烂根问题。保证质量的措施应在框架柱接头外进行,即上次烧筑后加相同规格的方框,并浇平框面,继续上浇前支横模从板面开始,浇筑时在顶洒一层l:0.4的水泥砂浆。并铺l:2水泥25~30mm厚,在其上浇混凝土,可保证框架柱自然密实,不会出现夹渣或烂根的质量问题。
5.2 控制好混凝土质量
对配合比的控制不容忽视,再准确的配合比,现场不控制粗细骨料的含杂质量和称量,仍然会生产出不合格品。有的工地不做配合设计,而套用别人的比例。对已浇成品不保护,养护不及时,尤其是夏天气温高的地区需要保养,这是提高强度的重要环节。对混凝土框架柱的浇筑施工,必须遵守现行的施工规范,注意克服配料计量、拌和时间短,加水不控制,运距长摇晃离析现象,更要注意不允许二次加水重拌及振捣不密实、过振、漏浆、跑模、不清除残留木屑等现象。操作素质低下所产生的后果将削弱支撑件的竖向荷载,影响结构连接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作标准,步步检验认证,按规范施工,框架工程质量就会得到保证。
6、结语
在建筑工程中,现浇施工的框架具有整体性好、围护墙体轻、抗震性好、施工速度快、布局灵活多样的优点,在工程实践中成为主要的结构形式,工程技术人员在施工中应严格按照图纸和规范施工,确保工程质量和安全。
参考文献:
[1]朱永新、吕宏标.关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].科技咨询导报,2007 (14)
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三、建立了银行业信贷信息共享、预警协议。为发挥金融机构应急预案机制,我支行拟定了银行业信贷信息共享、预警协议,以××市政府确定的年度星级以上企业、对外投资达到1000万元以上的企业、市政府重点工程项目、市政府背景贷款项目和农业龙头企业为监测对象,监测其贷款授信额度、贷款投放量、重大的经营活动和投资变化。通过日常数据监测,加强银行业内部的信息交流与沟通,及时把握金融机构动态,达到防范信贷风险目的。
四、扩大金融稳定监测范围,将保险业纳入监测对象。通过召开例会,交换统计信息等形式,及时向辖内银行业、保险业通报金融数据。如上半年,保险公司向我们汇报其在开展政策性农业保险中遇到的人力、财力方面的问题,我支行经过调查了解后,及时向市政府提出解决问题的建议。通过日常的监测和通过,形成同业之间长期交流、沟通、合作机制,营造公平、有序竞争环境,有利于金融健康运行。
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1.引言
由于原浆混凝土的生产工艺复杂、质量要求高、技术难度大,应用前景广阔,为了全面掌握原浆饰面混凝土施工技术在不同结构类型中的应用方法,缩短我们与国外在该领域的技术差距,特选择大面积应用于圆弧结构的原浆饰面混凝土技术进行研究。
2.工程概况
某建筑地上主体结构外墙圆柱体及建筑构筑物等全部采用原浆饰面混凝土,原浆混凝土面积达20000平方米。原浆混凝土结构类型为框架+剪力墙+型钢混凝土复合结构,结构构件涉及墙、柱、梁、板及伞状棱台支撑柱,构件截面尺寸200~600mm不等,截面多呈不规则形状,尤其是建筑伞状屋盖树型棱台支撑柱,截面由2000×2000mm渐缩成500×600mm。结构工程施工工期6个月,其中一层~三层处于雨季施工阶段,三层以上及构筑物处于冬季施工阶段,施工复杂程度和难度较大,对于研究原浆混凝土在不同施工环境中的施工方法具有很强的代表性。
3.施工方案制定
原浆饰面混凝土是一种以明缝分格、以蝉缝分块,成型后的混凝土表面不作任何修饰,以混凝土的自然状态为饰面,强调混凝土的自然机理,以达到设计者的原意――对原始状态的追求。
原浆混凝土最终饰面效果主要依靠排列美观的分格条、螺栓孔、装饰圆槽及一次成形后的混凝土质感来体现。这就要求在方案设计中重点考虑模板体系设计、模板加工制作、模板节点细部设计、混凝土材料配置、混凝土浇筑、振捣、养护及混凝土表面透明保护涂料的深化设计,满足混凝土质量效果的要求。
明缝分格条设计:
外墙原浆建筑立面效果要求体现纵横装饰分割效果,在保证原浆混凝土钢筋保护层有效厚度的同时必须考虑好分格条的宽度和深度问题,确保墙面所布置的装饰线条明显清晰,工程中使用的分格条采用25×15mm硬塑料条,并做成15?坡角,便于混凝土气泡排除,同时结合施工缝布置要求,将层间施工缝和后浇带施工缝设计在纵向和横向分格条内,保证外感效果质量。分格条设计原则遵循对称原则,并结合墙面留洞位置、螺栓孔、圆槽排列方式和加工需要等综合考虑。
螺栓孔设计:
对拉螺杆孔是模板体系受力杆件对拉螺杆留在混凝土墙面上兼具装饰作用的圆孔,在螺栓孔设计时要同时考虑对拉螺杆间距和螺栓孔整体排列美观问题,工程上排列间距为500×600mm。螺栓孔位置是经常发生露浆、渗水造成孔缘起砂、周边黑晕的地方,设计时应选择有效防露措施进行处理,在郑州国际会展中心工程中首次应用空心丝杆技术,将常规的外力禁锢杯口方法变为杯口直接禁锢在模板上,消除了杯口与模板之间的渗水通道,有效地消除了质量通病。
混凝土表面色差:
原浆饰面混凝土对成形后的混凝土表面观感要求极为严格,要求五米目测不能有明显的色差。混凝土组成材料、配合比是否使用、模板表面光洁度、模板脱膜剂选用是否合理、振捣时发生的过振和欠振现象、坍落度控制情况以及成品保护问题都是产生色差的原因。消除表面色差的方法是确定合理的振捣工艺、精心选择混凝土材料、优化配合比、确定可靠的模板体系材料、加强成品保护、强化过程控制。
防渗漏措施:
模板体系刚度和强度设计、节点细部设计、混凝土振捣力度等因素将是混凝土渗漏问题的主导因素。为了从多方面消除混凝土渗漏问题,在模板体系设计上选择刚度强度可靠的钢框胶木模板体系,在模板拼缝处采用玻璃胶粘合禅缝和自粘条挤压安装拼缝的方法;装饰圆槽、分格条、杯口直接安装在模板上与模板整体安装拆除;洞口和阴阳角模板整体制作,安装拼缝严禁放在角部,在混凝土浇筑前采用模内灌水的方法检查模板体系的渗漏处,及时进行修正。
成品保护和养护
原浆混凝土的成品保护分榧庸こ导淠0宄善贰半成品的保护安装过程保护混凝土浇筑过程保护混凝土成形后保护,通过施工各个环节的保护措施,使生产原浆混凝土各个工序均处于受控状态,最终保证了产成品的质量。混凝土成型后的养护和保护问题最为关键,由于不能直接向墙面淋水,只能采用保水养护的方法,即在混凝土墙面上封闭一层带孔的塑料布,在塑料布外挂湿水棉毡,通过水分自然蒸发来保持混凝土硬化过程所需的水分,起到养护作用,同时在棉毡外挂三合板作为成品保护板。
4.施工方法
4.1.高性能混凝土的研制.
混凝土拌合物的技术性能直接决定原浆饰面混凝土质量,是影响原浆混凝土的观感效果的主因。原浆混凝土拌合物的性能优化主要是控制拌合物的颜色、产生气泡数量、抗裂性、坍落度、及浇筑时的工作性能,使混凝土硬化成形后的各种技术性能达到最优,从而使混凝土的饰面效果达到理想状态,符合设计的特殊要求。
4.2.模板体系选型设计.
原浆模板采用钢框组合大模板体系,构造如下:
模板面板采用芬兰进口WISA木胶合板代替国产优质木胶合板,提高了面板的抗变形能力、具有良好的刚度,周转使用次数由原来的2次提高到4次;
模板支撑体系取消常规的钢管+木方支撑体系,引进中建柏利模板体系,槽钢背楞,专用对拉螺杆、夹具固定,使支撑体系刚度提高1.5~2.5倍; 上下层间模板支撑采用专用槽钢撑托、夹具,使层间施工缝处平整度实测误差控制在2mm以内;
所有门窗洞口模板由原来的边角拼装法均改为在明缝拼装,将角模设计成定型模板,在加工厂组装后现场就位安装,并与墙体模板整体拼装,拼缝留在明缝处,保证了阴阳角和线条的顺直美观,直线度控制在1~2mm之间,梁底挠度控制在3mm以内;
模板安装工序、顺序反复试验论证,确定统一安装操作标准;
原浆模板加工生产设置专用场地,模板配件加工过程程序化,人员定人定岗,加工精度:尺寸偏差、板面平整度控制在1mm以内,加工过程做到做完一个配件检查验收一个配件,达不到精度要求的配件澜使用;
4.3.钢筋工程
钢筋加工制作按照图纸设计要求和规范规定,确定加工尺寸,钢筋加工布置合理规划,保证施工需要;结合模板螺栓孔、圆槽、分格条位置和施工高度、后浇带留置位置,调整钢筋接头位置、搭接长度和锚固长度,避免影响模板安装;钢筋绑扎前重点检查钢筋规格、直径、数量,不得使用锈蚀、污染的钢筋,避免污染模板面。钢筋安装时重点控制钢筋定位、间距调整、绑扎网片垂直度和平整度,确保钢筋保护层厚度满足设计要求,杜绝露筋现象。钢筋保护层采用与原浆混凝土颜色相近的白塑料钢筋支架,钢筋绑扎丝丝头向墙内,绑扎时采用站在内墙一侧先绑扎外模板一侧的钢筋再绑扎内模板一层的钢筋的方法,可以有效控制外模板侧的钢筋扎丝丝头留在墙内。
原浆外模板安装、调整就位后,内模板安装前,重点检查和调整与对拉螺杆相冲突的钢筋位置,保证对拉螺杆的水平位置正确;钢筋支架严禁放在装饰圆槽和分格条处,避免在成局部钢筋保护层过厚。
4.4.混凝土浇筑
混凝土浇筑前按照浇筑计划和施工部署,准备好足够的施工人员和泵送机械,做好现场协调工作,派专人控制预拌混凝土质量,确保混凝土技术性能和工作性的一致性和同一性。对原浆混凝土现场验收制定的专门标准,对进场的原浆混凝土严格按照标准验收,实行每车必验制度,不满足要求的坚决退场,检验方法如下:
现场混凝土浇筑采用分层下料分层振捣方法:底部铺设20mm厚的去粗骨料混凝土,然后分层下料,第一层为30cm高,以后每层50cm高,最高不超过70cm;特别注意保证门窗洞口两边同时对称均匀下料;严格控制每层浇筑高度和振捣时间,用专用标杆控制分层下料高度,以混凝土表面出现均匀浆体,不再出现混凝土下沉和大量气泡,混凝土面呈水平状态为最佳混凝土振捣时间。合理划分混凝土浇筑区段,每区段最长不得超过50米,便于混凝土浇筑管理、混凝土供应调度和减少劳动强度、提高施工效率;实行区段混凝土浇筑责任制,每10米设一个专门的混凝土浇筑小组,做到混凝土浇筑、振捣精益求精。原浆墙浇筑时,在墙顶预留30cm高作为特殊处理层(在进行上层混凝土施工前将高出的5CM混凝土剔凿掉,并将施工缝留在水平分格条内,保证墙面不出现施工缝)。
在混凝土振捣完毕后,顶部采用30振捣棒45度角斜向振捣,目的是充分排除顶层混凝土中的郁结气泡,在振捣的同时模外加强木锤辅助振捣和竹竿模内插捣。
5.施工管理组织
原浆饰面墙施工是一个需要精心组织、全过程监控、各专业协调一致的总体施工管理过程,为了确保每道工序都满足标准要求,各个关键环节必须有专业负责人验收、把关,根据原浆面施工特点,组建原浆混凝土施工领导小组,领导小组直接负责模板加工制作小组、模板安装和拆除控制小组、钢筋绑扎小组、混凝土施工小组四个专业小组,分工明确、各负其责、协调统一,做到原浆混凝土施工工序过程程式化、管理制度化、验收规范化、操作标准化。
6.原浆混凝土局部修整措施
为使原浆混凝土饰面效果达到预期的建筑装饰效果,对混凝土局部出现的观感质量缺陷进行修补是必要的,对原浆混凝土观感质量缺陷修补应对不同部位采取针对性措施进行修补,修补时应注意修补的时机、修补方法、修补质量控制及结合外墙透明涂料性能综合考虑。
7.技术经济效果
与采用石材装饰和其它室内外装饰墙面材料的施工方法相比,原浆混凝土施工方法具有明显的技术经济和质量优势。
(1) 原浆饰面混凝土既是建筑结构材料又是装饰材料,节省了主体结构施工后装饰工程费用。
(2)通常墙体结构施工和外墙装饰施工会出现重复使用脚手架和重复搭设安全防护架的问题,使用原浆混凝土施工技术,很好地解决了这个问题,同时节省了装饰工程施工中大量使用的辅助材料费用。
(3)在施工工期上,原浆混凝土施工完毕后即可达到工程要受要求,无需考虑装修工期对总工期的影响,大大的节省了人力、物力的投入。
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前言
我国工程建设领域中,混凝土结构以其造价低、设计理论成熟、施工技术成熟、抗震性能良好等优点占有绝对的比重,如何控制混凝土质量,就成为质量控制中一项极其常见而重要的工作。
一、模板工程质量通病
1、构件轴线位移
构件轴线位移原因:翻样不认真或技术交底不清,模板拼装时组合件未能按规定到位;轴线测放产生误差;③墙、柱模板根部和顶部无限位措施或限位不牢,发生偏位后又未及时纠正,造成累积误差。
防治措施:严格按1/10~1/50的比例将各分部、分项翻成详图并注明各部位编号、轴线位置、几何尺寸、剖面形状、预留孔洞、预埋件等,经复核无误后认真对生产班组及操作工人进行技术交底,作为模板制作、安装的依据;模板轴线测放后,组织专人进行技术复核验收,确认无误后才能支模;墙、柱模板根部和顶部必须设可靠的限位措施,以保证底部位置准确。
2、结构构件变形
结构构件变形原因:支撑及围檩间距过大,模板刚度差;组合小钢模,连接件未按规定设置,造成模板整体性差;墙模板无对拉螺栓或螺栓间距过大,螺栓规格过小。
防治措施:模板及支撑系统设计时,应充分考虑其本身自重、施工荷载及混凝土的自重及浇捣时产生的侧向压力,以保证模板及支架有足够的承载能力、刚度和稳定性组合小钢模拼装时,连接件应按规定放置,围檩及对拉螺栓间距、规格应按设计要求设置。
二、表面缺陷
1、孔洞
现象:混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝特别大,钢筋局部或全部。
产生的原因:在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣就继续浇筑上层混凝土;混凝上离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣。混凝土一次下料过多,过厚,下料过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞;混凝土内掉入工具、木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。
防治的措施:在钢筋密集处及复杂部位,采用细石混凝土浇灌,在模扳内充满,认真分层振捣密实,预留孔洞,应两侧同时下料,严防漏振,砂石中混有粘土块、模板工具等杂物掉入混疑土内,应及时清除干净;将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除,用压力水冲洗,湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。
2、蜂窝、麻面
蜂窝的现象为混凝土结构局部出现酥散,无强度状态。麻面的现象是混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象。防治的主要措施是:认真设计、配合比严格控制,经常检查,做到计量准确以及拌合均匀,坍落度适合;使模板的表面保持干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物,混凝土在浇灌之前,应浇水使其保持湿润,模板应浇水充分湿润并涂刷脱模剂,模板缝隙,用腻子、油毡纸等堵严,模板支撑情况应随时检查防止漏浆;模板应选用长效的隔离剂,涂刷均匀,不得漏刷。
浇灌下料应分层,分层振捣,防止漏振,振捣时间要适中不可过振。平板振捣器在相邻两段之间应搭接振捣3~5cm;为保证上下混凝土良好结合,使用插入式振动棒时振捣棒应插入下层混凝土2cm以上。混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽,保证混凝土不产生离析;基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇1~1.5H后再浇上部混凝土,避免出现“烂脖子”。
3、裂缝、夹层
混凝土施工中的裂缝分为干缩裂缝和温度裂缝两种,其中干缩裂缝产生的主要原因是在施工前混凝土构件没有严格按照规范进行存放而是长期露天堆放,没有进行防水和抗潮处理,在进行混凝土振捣时由于振捣时间过长形成砂浆层最终导致水泥的收缩量增大,混凝土成型后由于风吹口晒造成表面和内层的湿度变化差异较大以及养护不当都会造成裂纹。
产生原因:混凝土施工缝处泥土、砖块、锯屑等杂物没有清除或者没有清除干净,未除去软弱混凝土层及充分湿润就灌注混凝土。浇筑混凝土高度过大,没有设溜槽、串筒,导致混凝土发生离析现象。底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。混凝土夹层是混凝土内部存在水平或垂直的松散混凝土的现象。分层浇筑的混凝土上下层浇筑时间隔的非常长,上下层衔接不好,或混凝土的配合比有一定的差异,混凝土表面的温度变化较大产生温度裂纹;具有较强的贯穿性和深入性,会给整个结构造成破坏性的伤害。
防治措施:一般根据不同裂缝的成因类型和开缝宽度,采用涂抹法、贴补法、充填法、锚固法、灌浆法等进行防治。选用的材料有水泥浆、环氧浆液、丙烯酸橡胶、聚氯乙烯胶泥、土工布、止水橡胶、紫铜片等。加强混凝土的振捣和施工期的防风防晒,洒水养护,表面覆盖,掺加适量引气剂减少裂缝。接缝处锯屑、泥土、砖块等杂物必须要干净清理。混凝土浇筑高度不小于2m时必须设溜槽或者串筒。严格按照施工规范和设计要求控制温度,混凝土浇筑后,要及时加强保温养护措施,避免混凝土内外温差过大产生裂缝。
4、强度偏低匀质性差
原因分析:水泥过期或受潮,活性降低;砂、石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多,外加剂使用不当,掺量不准确;混凝土配合比不当,计量不准,施工中随意加水,使水灰比增大;混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀;冬期施工,拆模过早或早期受陈;混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同条件养护时,早期脱水或受外力砸坏。
预控措施:确保混凝土原材料质量。水泥进场必须附有质量证明文件,并按文件对其品种、标号、包装、出厂日期等进行检查验收。重要结构用的水泥或对水泥质量有疑问时,应进行复查试验,并按试验结果的标号使用。应加强对水泥的保管。水泥库尽量搭设在地势高、干燥、运输方便处。水泥堆放时,下面要垫高约30cm,四周离墙30cm以上,堆放高度一般不超过10包,便于取用。同时,应按不同品种、牌号、标号、出厂日期分别堆放,插上标签,避免搞错。要做到先到先用,避免存放三个月以上。散装水泥宜置于专用斗仓内。砂子、石子堆放场地要进行清理,防止杂草、木屑、石灰、粘土等杂物混入。砂、石堆底层,应经筛洗处理后再用。一般混凝土砂子含泥量不得大于5%,碎石或卵石含泥量不得大于2%;有抗渗要求或高于和等于C30以上的混凝土,砂子含泥量不得大于3%,碎石或卵石含泥量不得大于1%。严格控制混凝土配合比,保证计量准确。现场来料后,应及时将原材料按规定取样送试验室申请配合比,并严格按配合比施工,正确控制加水量和外加剂掺量。外加剂宜事先分装成小袋包装。现场混凝土原材料配合比计量偏差不得超过下列数值:水泥和外掺混合材料按重量计为±2%,骨料(砂、石)按重量计为±3%,水和外加剂溶液按重量计或按重量折算成体积计为±2%。各种计量器具应建立校验、维修、保管制度。骨料含水率应经常测定,雨天施工或材料蒸汽加热时,应增加测定次数,并根据含水率情况,及时调整配合比。冬期施工时,混凝土水灰比不得大于0.6。
结束语
混凝土结构工程施工质量问题产生的原因有很多也很复杂,对于混凝土工程中只要肯努力付出,相信在以后这一项工程的发展会更加的好,我国的建筑行业也会不断的发展与进步。
参考文献
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1 解决沉降差
高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体,但在施工时用后浇带把两部分暂时断开,待主体结构施工完毕,已完成大部分沉降量(50%以上)以后再浇灌连接部分的混凝土,将高低层连成整体。设计时基础应考虑两个阶段不同的受力状态,分别进行荷载校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好,房屋的沉降能在施工期间内基本完成。同时还可以采取以下调整措施:
1.1 调压力差。主楼荷载大,采用整体基础降低土压力,并加大埋深,减少附加压力;低层部分采用较浅的十字交叉梁基础,增加土压力,使高低层沉降接近。
1.2 调时间差。先施工主楼,待其基本建成,沉降基本稳定,再施工裙房,使前后期沉降基本相近。
1.3 调标高差。经沉降计算,把主楼标高定得稍高,裙房标高定得稍低,预留两者沉降差,使最后两者实际标高相一致。
2 减少混凝土浇筑后凝结过程中的收缩裂缝及温度裂缝
新浇筑混凝土在凝结过程中会收缩,产生裂缝。已建成的结构受热要膨胀,受冷则收缩,会产生温度裂缝。混凝土凝结收缩的各种后浇带大部分将在施工后的头1~2个月完成,而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形在结构中受到约束时,在结构内部就产生温度应力,严重时就会在构件中出现裂缝。在施工中设后浇带,就是要释放温度应力,减少和避免构件中出现的裂缝。在过长的建筑物中,每隔30~40米设置宽度为700~1000毫米的施工缝,做后浇带缝内钢筋采用搭接或直通加弯做法。留出后浇带后,施工过程中混凝土可以自由收缩,从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,提高结构抵抗温度变化的能力。后浇带保留时间一般不少于一个月,在此期间,收缩变形可完成30%~40%。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低(但应为正温度)时,可在浇筑混凝土中按水泥重量的百分比掺微量铝粉,其强度等级应比构件强度高一级,这样可防止新老混凝土之间由于收缩量的不同而产生的裂缝,造成薄弱部位。
3 后浇带的设置要求
3.1 后浇带的设置应遵循“抗放兼备,以放为主”的设计原则。因为混凝土在凝结过程中都存在开裂问题,设置后浇带的目的就是将大部分的约束应力释放,然后用膨胀混凝土填缝以抗衡残余应力。
3.2 结构设计中由于考虑沉降原因而设计的后浇带,在施工中应严格按设计图纸留设;由于施工原因而需要设置后浇带时,应视工程具体情况而定,留设的位置应经设计单位认可。
3.3 后浇带的间距应合理,矩形构筑物后浇带间距一般可设为30~40m,后浇带的宽度应考虑便于施工操作,并按结构构造要求而定,一般宽度以700 ~1000mm为宜。
3.4 后浇带处的梁板受力钢筋必须贯通,不许断开。如果梁、板跨度不大,可一次配足钢筋;如果跨度较大,可按规定断开,在补齐混凝土前焊接好。
3.5 后浇带在未浇注混凝土前不能将部分模板、支柱拆除,否则会导致梁板形成悬臂造成变形;施工后浇带的位置宜选在结构受力较小的部位,一般在梁、板的反弯点附近,此位置弯矩不大,剪力也不大;也可选在梁、板的中部,该位置虽弯矩大,但剪力很小。
3.6 后浇带的断面形式应考虑浇注混凝土后连接牢固,一般应避免留直缝。对于板,可留斜缝;对于梁及基础,可留企口缝,而企口缝又有多种形式,可根据结构断面情况确定。
4后浇带的施工技术
4.1 模板支设 根据分块图划分出的混凝土浇筑施工层段支设模板(钢丝网模板),并严格按施工方案的要求进行。
4.2 结构混凝土浇筑 混凝土浇筑厚度应严格按规范和施工方案进行,以免因浇筑厚度较大钢丝网模板的侧压力增大而向外凸出,造成尺寸偏差;采用钢丝网模板的垂直施工缝,在混凝土浇筑和振捣过程中,应特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。为防止混凝土振捣中水泥浆流失严重,应限制振捣器与模板的距离,为保证混凝土密实,垂直施工缝处应采用钢钎捣实。
4.3 浇筑结构混凝土后垂直施工缝的处理 对采用钢丝网模板的垂直施工缝,当混凝土达到初凝时(用手压混凝土表面能出现指纹),用压力水冲洗(水应呈雾状),清除浮浆、碎片并使冲洗部位露出骨料,同时将钢丝网片冲洗干净。混凝土终凝后将钢丝网拆除,立即用高压水再次冲洗施工缝表面;对木模板处的垂直施工缝,可用高压水冲毛;也可根据现场情况和规范要求,尽早拆模并及时用人工凿毛;对于已硬化的混凝土表面,要使用凿毛机处理;对较严重的蜂窝或孔洞应进行修补;在后浇带混凝土浇筑前应用喷枪(用水和空气)清理表面。
4.4 后浇带的保护措施 对于底板后浇带,在后浇带两端两侧墙处各增设临时挡水砖墙,其高度高于底板高度,墙壁两侧抹防水砂浆;为防止底板周围施工积水流进后浇带内,在后浇带两侧5 0cm 宽处,用砂浆做出宽5cm,高510cm挡水带,后浇带施工缝处理完毕并清理干净后,顶部用木模板或铁皮封盖,并用砂浆做出挡水带,四周设临时栏杆围护,以免施工过程中污染钢筋,堆积垃圾;基础承台的后浇带留设后,应采取保护措施,防止垃圾杂物掉入后浇带内。保护措施可采用木盖板覆盖在承台的上皮钢筋上,盖板两边应比后浇带各宽出500mm以上;地下室外墙竖向后浇带的保护措施可采用砌砖保护。
篇7
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性是较严重的;而深层裂缝部分地切断了结构断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小。
但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全,它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm;处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构,混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1~0.2mm时,虽然早期有轻微渗水,但经过一段时间后,裂缝可以自愈。如超过0.2~0.3mm,则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝,将大大影响结构的使用,必须进行化学灌浆加固处理。
大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。
产生裂缝的主要原因有以下几方面:
1、水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3~5天。
2、外界气温变化
大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3、混凝土的收缩
混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。
影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。
二、大体积混凝土的配制
大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
1、粗骨料宜采用连续级配,细骨料宜采用中砂;
2、外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等;
3、大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高掺合料及骨料的含量,以降低单方混凝土的水泥用量;
4、降低原材料的温度;
5、水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是,水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大,在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象,不仅影响施工速度,同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间,使混凝土水灰比改变,而在掏水时又带走了一些砂浆,这样便形成了一层含水量多的夹层,破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关,用水量多,泌水性大;且与温度高低有关,水完全析出的时间随温度的提高而缩短;此外,还与水泥的成分和细度有关。所以,在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种,并应在混凝土中掺入减水剂,以降低用水量。在施工中,应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处,用振捣器振实后,再继续浇筑上一层混凝土。
三、大体积混凝土的浇筑与振捣:
浇筑方案,除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种:
1、全面分层:
即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应使第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
2、分段分层:
混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
3、斜面分层:
要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处,保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进,震动器也相应跟上。
四、大体积混凝土养护时的温度控制
养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回土或在覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内表温差,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要,还应通过人工的温度控制,防止因温度变形引起混凝土的开裂。
温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。
在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点:
1.混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25℃~30℃。
2.混凝土拆模时,混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
3.采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行,还有常见的投毛石法,均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。
4.保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃。
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建筑结构识图能力对于建筑工程管理专业是一项基本技能,在施工现场,读懂结构施工图纸是做施工员,监理员,资料员,安全员等岗位的必备基础。然而,高职院校中,对于结构施工图的识读,尤其是查阅平法图集相应构造图掌握构件节点钢筋构造要求和排布次序对学生来讲依然是难点,也是识读结构施工图的重点。由此可见建筑工程管理专业结构识图能力对于学生学习的重要性,因此教师要将其贯穿于教学过程的始终。
一、现状分析
如何解决学生识读结构施工图的困难的问题,通过分析学生学习结构施工图的现状和课程教学当中存在的问题。总结以下:
1.理论教学的局限性
课堂理论教学,仅通过实际工程图片和绑扎钢筋视频等辅助手段,展示的内容依然不蛲暾。虽然有钢筋模型教具,但只是单一构件,不能够涵盖各种节点的构造,覆盖面过小。实训中心的建设一定程度上可以弥补理论教学的单一,提高学生识图能力,但是班级学生较多,难以组织。
2.学生学习效果较差
学生对于平法图集制图规则掌握不好,记忆不牢,不会根据图纸查阅图集中相应的构造详图;学生空间想象能力较弱,很难根据平面配筋想象出空间中节点钢筋构造与排布。在图纸抄绘作业中只是机械的抄图,并没有理解构造要求。
3.学生的兴趣引导
对于动手的作业,更能激发学生尝试的热情,要使学生主动参与学习,提高对《结构基础与识图》课程的兴趣,进而鼓励学生深入学习,提高学校效率。
二、结构模型制作实训
结构模型制作实训的引入,目的是学生通过完成模型制作的任务,能够熟练的识读结构施工图,能熟练的查阅平法图集,能在教师的指导下,以小组的方式独立完成构件的钢筋算量、放样图绘制和钢筋模型绑扎的全过程。让学生在这个过程中提高自身的结构施工图的识图能力,培养学生实践动手能力和团队协作能力。结构模型制作作为《结构基础与识图》学期末的集中实训,实训时长为一周。
1.实训任务
背景:某实验楼建筑,抗震等级为二级,框架结构,独立基础,三层。建筑面积3000平方米。本项目要求学生在一周内完成实验楼的构件放样图绘制及基本构件的模型(梁板柱基础、楼梯)制作,并进行成果汇报。
2.实训过程
(1)复习和引导学生回忆结构施工图制图规则和构造详图,利用多媒体演示,讲解梁、板、柱、墙、基础等构件平面表达形式、配筋信息等。分组布置任务和制定进度计划。让学生对本周将要完成的任务有大概的了解,并且在头脑中构建出钢筋骨架
(2)分组绘制各构件的构造详图,根据各构件的平面配筋图绘制梁、板、柱、基础、楼梯等构件的配筋放样图,此过程需要查阅平法图集以及其他相关规范,是学生制作模型的前提,也是反复熟悉图集的过程。在此过程当中,学生一方面巩固了结构施工图制图规则方面的基本知识,另一方面要考虑各构件节点构造要求,例如梁板柱节点钢筋排布和各构件在节点位置锚固长度的要求。通过这个重要的环节,加强学生对基础平面布置图,柱配筋图,梁配筋图,板配筋图和楼梯配筋图的识读方法和相关的构造要求的学习。
(3)根据绘制的构件配筋放样图准备材料制作结构配筋模型。根据绘制的放样图以及材料的总量,每组按照规定的模型比例,计算钢筋的下料长度,此环节建立在构造要求掌握良好的基础上。
(4)总结汇报。每组对实训周的成果和过程进行汇总展示,并定期汇报实训过程收获。
3.实训成果
每位学生独立完成上交一张A2幅面图纸的构件的配筋放样图、每组提交结构构件模型一个。
4.考核
每组提交成果并进行汇报,以答辩的形式考察每个学生在结构模型制作实训中学习的程度。教师进行点评和打分。
故模型制作是学生们边做边思考的实践过程,这样既提高了学生的动手操作能力,也提高了他们的空间思维创造能力。
三、建筑结构模型制作实训效果评价
建筑结构模型制作实训过程中发现,从以下几个方面促进了学生结构识图能力的提高
1.激发学生学习的热情
结构模型制作弥补了图纸、照片、视频这些方式的不足,让学生接触到了实际的配筋和钢筋绑扎的过程,见证了由图纸到实物的过程,充分的调动起学生的积极性,发挥学生的主观能动性和独立思考能力,在模型制作的过程中遇见的问题,也能够主动询问老师或者上网查阅资料。
2.增强学生空间理解力
把抽象的概念具体化、形象化,需要建立图纸与实物之间的关联性,从而更深刻的将G平法图集的构造知识融会贯通。在模型制作过程中,空间实物能够更加清晰全方位的表达节点构造也使得在模型完成以后,对结构施工图纸有了空间上的深入理解。
3.培养学生良好的自学习惯
培养了学生遇到问题查找规范、图集,解决问题的习惯。
4.培养学生综合素质
实践证明,团队意识和个人自豪感在总结汇报当中尤为凸显。
四、小结
要采用理论与实践相结合的手段,通过训练逐步培养学生的结构施工图的识读能力
高职院校就要不断更新教学理念、创新教学方式方法。同时,教师还要加强建筑结构识图课程与建筑材料课程、施工课程等先关专业课程的联系,这样才能全面提升学生的知识水平,也有利于学生专业技能的快速提升。教学在教学过程中要处理好基础知识、实际工程图知识、职业能力之间的关系,以全新的思维和最大的效率焕发老师和学生教与学的热情。
参考文献:
[1]郑晓丽.关于提高学生建筑工程识图能力的建议[J].中国教育技术装备,2011(24).
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Architectural Structure Method of Flat Law Knowledge Chart Teaching Unit in the Course of Teaching Reform and Practice
LIU Xiang, WU Wen
(Hu'nan Urban Construction College, Xiangtan, Hu'nan 411101)
Abstract This article is based on project-oriented teaching concept of architectural structure method of flat law knowledge chart teaching unit in the course of teaching reform and practice, integration of the content of teaching, refine teaching unit become a number of smaller tasks, adopt the action-oriented guiding text approach and project method, not only can make it easy to work tasks, at the same time is conducive to build engineering specialty in higher vocational colleges and can have reasonable linking between the structure of courses.
Key words architectural structure; flat law knowledge chart; project-oriented teaching; teaching reform; practice
0 引言
目前,在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010- 2020年)》中要求:创新高等职业教育办学体制机制,深化教育教学改革,提高人才培养质量和办学水平,全面提升服务经济社会发展的能力。如何进行教学改革,以适应高职教育职业能力本位的要求是职业教育工作者的主要研究方向。在多年的教学实践中,我们学院教师对建筑结构课程中平法识图教学单元不断进行教学改革尝试,将教学单元细化为若干个工作任务,采用行动导向的引导文法+项目法进行教学,不仅提高了学生的学习效果,也有利于中高职院校建筑工程专业的建筑结构课程的合理衔接。
1 平法识图内容在建筑结构课程中的重要性
(1)锻炼学生对施工图的理解能力,以及解决与结构相关问题的能力。该专业学生在毕业走入社会后的工作主要是进行生产第一线的技术工作,开展建筑结构课程主要使得该专业学生在工作中能够理解建筑施工图,并在此基础上在施工过程中能够解决一般问题。(2)为后续的建筑施工等专业课程做必要的知识准备。建筑结构课程应为建筑施工服务,后续的建筑施工等课程中将不可避免地要用到结构构件的知识。(3)为学生在毕业投身工作岗位后,能更好地发展职业空间而打下第一步基础。而这第一步,就要通过建筑结构课程来实现,培养学生的结构分析能力,掌握基本的理论知识,这样,不论今后从事相关专业,还是本专业时,都能够有自信胜任,并为发展或统领职业空间提供更好的发展平台。在建筑结构课程定位中,对结构施工图的识读能力是最重要的基本功,也是建筑工程技术专业和土建类相关专业中的重点培养能力之一,所以,加强学生对结构施工图的识读能力是至关重要的。但通过学生实习实训情况来看,学生的识读能力,尤其是结构施工图中的平法识读能力的掌握是有所欠缺,而这也直接影响了今后学生适应工作岗位时间的长短。虽然在前期会开设一些比如“建筑识图与绘图”“建筑构造”等有关课程,但是专业知识不同,想要熟读并且能够很好地识读构造施工图仅仅依靠这类课程是远远达不到预期目标的。所以,在建筑结构课程中必须要加入相关识图课程,将这类课程相结合,教授学生,让学生能够很快地理解这个课程并熟练运用。
2 平法识图教学单元的教学特点
所谓的平法识图,指的是对建筑结构施工图平面整体设计表示方法的识读,平法的表达形式是混凝土结构设计施工图表示方法的重大改革,它改变了传统的那种将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的繁琐方法,较传统表示方法进行了简化,更具有完整性和统一性,表达也更加直观易懂,但对专业知识的要求也会更高。课程在引入平法时,由于课时有限,仅以目前工程界使用最多,图集内容相对最成熟的11G101-1图集展开授课,其他图集由学生在掌握11G101-1图集的基础上自行学习。
在对学生进行平法识图的教学过程中,应以学生具有一定结构知识为基础,与“建筑识图与绘图”和“建筑构造”等课程相比,平法识图是有所不同的,学生要想读懂结构施工图,不仅掌握其制图规则,还要具有丰富的结构构造知识,只有这样,才能在识读结构施工图时,保证其完整性和准确性。因此,学生只有从以上两个方面入手,加强训练,读懂施工图不是难事,另外,对结构工程师的设计意图进行相应的了解,才能更加准确和顺利地达到任务目标。
3 平法识图教学单元的具体教学方法和教学手段
平法识图部分内容的学习,是在学生已基本掌握建筑结构构件的计算及结构构件的构造要求,了解了建筑结构体系,并且具备了建筑识图的一般知识的基础以后开设的。也就是说学生已经有了一定的专业知识。因此,教学中应选择适合这一时期学生特点的教学方法和手段非常重要。我院改革并实践后总结了行之有效的做法,采用行动导向的引导文法+项目法进行教学,将平法识图教学单元的学习任务细化,分为四个工作任务,并与施工技术课程中的钢筋工程学习成果相结合,以使学生更容易完成学习任务。具体是工作任务1 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则的学习,通过学生自学11G101-1中平法制图规则的内容,并在老师指导下现场参观学院实习工厂中上届学生在施工技术课程中所绑扎的框架结构钢筋笼和其施工图纸,来进行学习平法制图规则。要求学生按要求选定其中一榀框架的钢筋笼,进行拍照,并制作PPT来描述所选框架钢筋笼中的每根钢筋的名称和其在平法制图规则中的表示方法。
在这个工作任务中应先给学生发放该任务中要用到的结构施工图一套,在参观中教师应现场指导,并适当设置问题,以引导学生准确完成任务。
工作任务2 混凝土结构施工图平面整体表示方法构造详图学习与框架配筋图的绘制。
通过学生自学11G101-1中标准构造详图中梁、柱部分的学习,结合结构施工图和工作任务1中所拍照片,绘制所选的一榀框架的配筋图的立面图和截面图。
在这个工作任务中主要引导学生明确框架梁、框架柱中的每一根钢筋的起止点和构造要求,在有疑问时,还可反复参观框架结构钢筋笼,进行直观学习。并且在绘制框架配筋图中,应明确配筋图立面图和截面图的绘图要求,注意培养学生的绘图能力。
工作任务3 混凝土结构施工图平面整体表示方法构造详图学习与钢筋表的绘制与填写。
进一步深入学习11G101-1中标准构造详图,熟读结构施工图图纸,完成图纸中一块板、一榀框架的梁、柱的钢筋表的绘制与填写。
在这个工作任务中钢筋表中钢筋简图的正确绘制是工作重点和难点,教师应对该项加强引导。梁的钢筋表范例如表1。
工作任务4 混凝土结构施工图平面整体表示方法构造详图学习与钢筋检查现场检查。
上一届学生在施工技术课程中制作的一榀框架钢筋笼中各钢筋的长度、数量、规格是否正确。将老师发的结构施工图、自己制作的钢筋表与上一届同学制作的钢筋笼三者进行比较,检查三者之间是否一致,如有差别,因分析原因,给出结论,并认真填写钢筋检查表。通过完成这项工作任务,使学生进一步完善、巩固混凝土结构施工图平面整体表示方法构造详图的学习。
表1 梁XXX基本信息及钢筋明细表
为了提高学生的学习积极性和学习效率,更好保存学习成果,在工作任务布置时,一般利用班级QQ群、学院CRP系统任务,学生每完成一项工作任务可将成果上传至班级QQ群,在课堂讨论评价前,教师可通过QQ群引导学生讨论成果的完成情况,找出错误,提出修改意见。在整个教学单元的四项工作任务都完成后,每位同学应将修改后的工作任务成果最终成果制作成电子档提交。
4 结论
在建筑结构课程中平法识图教学单元的教学中,根据项目导向式教学理念进行了教学改革试验,整合了课程教学内容,遵循由浅至深的学习规律制定学习工作任务,使学生参与动手制作。实践结果表明,以项目导向理念为出发点的教学改革,调动了学生的学习积极性,使学习由被动向主动的改革迈出了实质性的一步。对于平法识图教学单元中的四个工作任务,可分为两个层次,学生在中职阶段完成工作任务1和3,在高职阶段再完成工作任务2和4。因此,将教学单元细化为若干个工作任务,不仅使工作任务能易实施,还利于中高职院校建筑工程专业的建筑结构课程的合理衔接。
基金项目:中高职院校建筑工程技术专业课程体系合理衔接的研究 ZJB2013032
参考文献
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[3] 国务院.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[R].人民出版社.
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“工程造价”课程是一门理论与实践结合非常强的课程,其中《平法识图和钢筋计算》是工程类专业开设的一门综合性很强的专业基础课,在教学中存在很多问题,为了更好的开展学生的就业,平法识图与钢筋计算课程教学方法的研讨非常重要。
二、平法的概述
1、平法的概念
建筑结构施工图平面整体设计方法(简称平法),平法的表达形式,概括的来讲,是把结构构件的尺寸和钢筋等,按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配构成一套完整的结构施工图的方法。平法改变了传统的那种将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的繁琐方法,是混凝土结构施工图设计方法的重大改革。由建设部批准的国家建筑标准设计图集(G101即平法图集),是国家重点推广的科技成果,已在全国广泛使用。
2、平法的优点
通过平面布置图把所有构件整体地一次表达清楚,使结构设计方便、表达准确、全面、数值唯一、易随机修正,提高设计效率;使施工看图、记忆、查找方便,表达顺序与施工一致,利于质检,利于编制预、决算。运用平法制图规则,通过施工人员的识图会审,对平法设计图纸全面熟悉、掌握,并对结构层面构件与标准构造部分翻样,为编制施工预算和施工组织设计提供依据与数据以及加工大样。
三、开设《平法识图与钢筋计算》课程的必要性
1、适应行业的发展,培养专业的钢筋翻样人才
随着生产力的不断发展,建筑业已发生了深刻的变化,各种新结构不断出现,各种新规范、新规程、新标准不断出台,高层、超高层、大型建筑比比皆是,复杂结构十分常见。钢筋涉及的构造知识理论不断丰富,平法规则基本普及,传统的结构设计方法逐渐淘汰,识图、计算和操作难度也不断提高,钢筋工程越来越呈现出相对独立性、复杂性、实践性和专业性。没有丰富的结构理论和专业训练是不能胜任钢筋翻样工作的。传统的钢筋翻样人才已不能适应行业发展的需要,行业对钢筋人才的要求也需要与时俱进,以适应生产力发展的要求、适应新形势的需要、适应建筑业精细化分工的需要。要使学生走上工作岗位后能立即看懂施工图纸,必须开设平法识图的相关课程。
2、开设《平法识图与钢筋计算》课程,是由建筑工程技术专业的培养目标所决定
建筑工程技术专业的培养目标,具有本专业岗位工作的职业能力和专业技能,掌握建筑工程施工技术、组织、管理等核心专业知识,具备建筑工程施工、管理、测量、质检等核心职业能力,以及良好的实践能力、创新能力、就业能力和创业能力,能够胜任建设行业施工员岗位,预算员、质量员、材料员、安全员、资料员、测量员等相关职业岗位工作的高素质技能型人才。
3、开设《平法识图与钢筋计算》课程,是由平法识图与钢筋计算的特点与关系所决定
平法,是一个富有创造性的方法,与传统施工图的表示方法相比,读图更困难,平法图集包含的内容多,蕴含的结构设计思想深刻,钢筋的使用部位和种类多,识图、计算复杂。让学生自学或者以讲座培训的方式,是很难达到掌握平法识图与钢筋算量的。并且平法识图主要就是要看懂钢筋的布置规则,而钢筋工程量的计算又是拿着平法结构施工图去算的,所以平法识图与钢筋计算关系密切,合二为一来教学可以起到事半功倍的效果。
四、教学实践中教学方法的分析研究
《平法识图和钢筋算量》这门课程具有抽象性、专业性、实践性等特点,特别是对于部分高职院校同学生源多样化的现实,部分同学学起来感觉不是那么容易,但是它又是建筑工程类专业的职业核心课,针对这一实际情况,对教学实践中的几点方法进行了总结。
1、课程教学设计
本课程的总体教学设计采用1本教材+3本图集(11G101)+1套完整的平法结构施工图纸,教学部分分为基础知识、梁、板、柱、墙及基础6个模块,每个模块进行3个阶段教学。第一阶段,讲授该构件平法识图的基本理论知识,使学生掌握该构件平法的意思表达。基本教学思路是:先对该构件的平法表达通例进行讲解;后结合课本所给例题进行识图练习,掌握各个数值及符号的意义;最后结合完整的平法结构施工图纸进行对应类型构件识图训练。
第二阶段,讲授该构件钢筋构造的基本理论知识,使学生掌握该构件平法的意思表达的同时根据平法结构施工图纸,对该构件进行钢筋翻样。基本教学思路是:通过以前学过的课程,利用多媒体等手段明确该构件具体实物,通过该构件的受力特点及作用用途分析钢筋所放置的位置及形式;明确细部构造(比如起步距、保护层、端部锚入长度、向跨内延生长度、搭接长度等等),绘出不同种类钢筋的“钢筋分离图”;最后结合完整的平法结构施工图纸进行对应类型构件绘制“钢筋分离图”训练,为钢筋的计算做好铺垫。
第三阶段,根据第二阶段讲授的“钢筋分离图”,针对实际工程进行施工图的钢筋算量。基本教学思路是:在“钢筋分离图”的基础上,进行钢筋计算,这时的“钢筋分离图”你可以把它看成是“已知间距求根数”和“已知线段求长度”进行思路转化,把工程问题转化为基础数学问题;最后结合完整的平法结构施工图纸进行对应类型构件钢筋计算练习。
这种方法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式,也体现了高职院校以“理论够用,注重实践”的宗旨。所以,本课程的项目教学瞄准了岗位需要,围绕真实的项目图纸为中心进行教学。
2、课程教学方法
充分利用现代化教学技术运用多媒体、互联网和数码摄像等技术手段,将《平法识图和钢筋计算》所涉及的基本理论、基本概念及构造要求制作成教学课件,通过丰富生动的多媒体教学资源,增加直观效果,提高学生的学习兴趣、提高学习效果。如在KL钢筋构造时可以将KL钢筋构造的实物图片和KL构造钢筋的演示相结合,让学生有直观的视觉认识,这比只拿着书讲半天要强的多。在直观认识的情况下,对构件钢筋构造进行理解和归类,就显得容易一些了。
绘“钢筋分离”图利用1套完整的平法结构施工图纸为辅助资料。从中抽取用平法表达的梁、板、柱和基础构件结构施工图作为实例,从中抽取每一种类型的钢筋,依据平法图集确定出每种钢筋的构造形式。让同学把每种钢筋的构造形式用线段画出来即为钢筋分离图,而不是急着计算。在进行过多次“钢筋分离”练习后,再计算其长度和根数即算量。
自制“简易模型”对于某些构件,同学们在日常的生活中很不容易直观感受,并且在施工过程中要及时掩埋和隐蔽,很难见到实物的。比如条形基础加腋部分构造,就是不少同学比较陌生的。
分角色模拟图纸会审在课程教学将要结束的几周,留出一定的教学时间运用一套完整的平法结构施工图纸,进行综合模拟图纸会审。
五、结束语
综上所述,我们应在教学过程中不仅要体现教师的主导作用,也要体现学生主体作用,需要灵活运用多种教学方法将理论教学与实践教学结合起来,才能有效提高教学质量,为学生后继学习和将来就业打下坚实的基础。
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通过多年教学过程中对教材的选择和使用情况来看,目前,高职“建筑力学与结构”课程教学所采用的教材项目化教材开发较多,教材开发均能结合高职教学课程改革和整合,教材编写内容大多整合了三大力学和主要建筑结构设计相关内容,教学内容多,学时少,岗位适用性不强。因此,从建筑工程技术专业岗位能力培养上来看,目前的教材内容针对性不强、内容零散,不利于提高课堂教学效果。
2.课堂教学情况分析
(1)教学设计不能切合专业能力培养要求与岗位工作实际。针对所选教材和课程教学改革,教师对课堂教学的内容进行了合理的整合和取舍,但是在实际教学过程中,由于对课程教学目标设计的不明确和对学生专业岗位能力要求的不熟悉,教师很难将高度抽象的力学模型与工程实际结构,以及结构配筋构造相互联系并定性深入讲解。同时,由于力学计算与结构设计本身的枯燥和难度,也导致高职层次的学生本门课程的兴趣不浓。(2)学生学业基础薄弱,且对课程的重视程度不够。从目前高职学生招生情况分析,我院本专业招收的普高毕业生文理兼有,总体在数学、物理等课程的基础较差,导致对本门课程的学习兴趣不高,重视度不够。同时,由于其学习目标不明及学习习惯等方面的先天不足,导致以力学及结构分析理论为主的课程课堂教学气氛沉闷,枯燥乏味。调查显示,通过专业思想教育后的大一学生,有近1/2的学生不知道自己今后的专业需求及能力要求,近2/3的学生不知道本门课程的教学在专业人才培养中的地位和作用。
二、课程教学目标与内容改革
1.教学目标设定
通过对教学情况的分析以及多年对本专业岗位核心能力的调查,我们发现,实际工作中对结构施工图的识图能力、结构构造处理、规范和图集的查阅和应用是本专业初级岗位的重点,而按照结构施工图进行分析和处理施工过程中力学与结构问题则对专业技术人员提出了更高的要求,所处的技术层面越高,对力学与结构知识的应用及要求就越高。根据以上调查,我们在多年的教学实践中总结并设定“建筑力学与结构”课程的教学目标为培养学生实际工程的力学、结构分析能力和培养结构施工图识图与应用能力。
2.教学内容重构
结合高职教育教学特点和课程设定的教学目标,我们根据专业人才培养方案对岗位核心能力、知识和素质的要求,选取了符合岗位实际要求的理论知识和实践技能,对建筑力学与结构的教学内容进行了重构,体现理论知识“够用为度、贴近实际”“弱化计算、强化构造、重视识图”,形成了新的教学内容框架,见图1。课堂教学把握力学源于结构,结构源于工程的原则,使所学力学知识能用于解决工程实际问题。
三、软件虚拟建模技术的课堂教学设计
根据课程教学目标,我们将力学理论运用于工程结构和施工环境中措施构造(如脚手架、模板支撑等)的力学与结构分析,熟练识读结构施工图作为本课程的教学重点。为解决力学与结构分析、结构施工图识图与应用的枯燥教学,根据高职学生学习基础情况,我们将工程技术软件虚拟建模技术引入,与课堂多媒体系统相结合,运用软件自动分析与软件三维建模仿真效果,将复杂的结构受力分析和计算过程、抽象的结构施工图变得形象化、便捷化。根据学生特点弱化计算,重视力学和结构的定性分析及其与实际工程的联系,强化专业识图与应用技能,实现了力学的趣味教学,提高学生学习兴趣和课堂教学效果。具体实施如下:
1.力学求解器的应用
荷载分析、内力求解与分析、结构分析是结构构件受力分析的一个重点,内力计算步骤和内力图绘制相对繁琐,对高职学生来说是个难题。力学求解器可实现回避学生弱势,弱化计算过程,强化了力学的实际应用,省略了学生最烦最怕的计算和绘图步骤,以学生感兴趣的软件操作来完成这个过程,将教学重点放在了工程实践中常用的结构体系分析与内力分析上,如图2。
2.Inventor软件结构建模
结构配筋计算是建筑结构设计的难点,根据我院学生的特点,课程组将教学目标定为熟悉结构构件破坏过程与简单建筑结构的设计过程。为达到这个教学目标,帮助学生更好地理解结构配筋构造要求,课题组在实施过程中,应用Inventor软件建立结构构件三维受力模型,使得抽象的内力分布概念通过软件建模,形象地展示在学生的眼前,从而让学生更直观地认识了内力,认识了结构,更清楚地认识了构件破坏过程与配筋原理。
3.BIM技术在施工图识图中的应用
结构施工图是建筑工程技术专业核心能力之一,根据学生在学习结构施工图识图的过程中出现的配筋二维图纸难以建立空间认识的情况,课程组改变原有的采用绘制二维钢筋放样图和建筑实体模型观摩相结合的教学方式,引入工程界正在推广应用的BIM技术,精选实际工程结构施工图实例,运用BIM软件建立结构配筋模型,将结构施工图钢筋放样的过程运用三维模型动态展示,使二维结构施工图纸转变为三维的立体模型,帮助学生形象地识读结构施工图,提高了学生的学习兴趣,解决了工程识图过程的枯燥问题。
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1.重构课程内容体系
图纸作为工程师的语言,读懂结构施工图是建工专业学生的核心技能,因此《平法识图与钢筋算量》课程成为建工专业的一门专业核心课程。在建筑制图、房屋构造、施工技术、建筑结构、建筑工程概预算等前序课程的基础上。通过学习本课程,要求学生能看懂平法表示的结构施工图,能手工计算钢筋工程量、熟练进行钢筋翻样。
通过召开专家研讨、企业调研,我院最终确定了以工作过程为导向的课程内容体系。课程内容体系主要分为单项职业能力培养体系和综合职业能力培养体系。其中,单项职业能力培养体系,针对施工员的岗位职责,对其工作任务进行分析,结合101图集,根据建筑施工工艺流程划分为多个学习领域,具体体现学习情境一:钢筋混凝土梁构件平法识读及钢筋计算;学习情境二:钢筋混凝土板构件平法识读及钢筋计算;学习情境三:钢筋混凝土柱、墙构件平法识读及钢筋计算;学习情境四:钢筋混凝土基础构件平法识读及钢筋计算;学习情境五:钢筋混凝土楼梯、雨篷等其他构件平法识读及钢筋计算。而综合职业能力培养体系,是在学期末集中实训1周(28学时),教师提供一套框架-剪力墙结构的实践工程图纸,要求学生对其中的一榀框架- 剪力墙进行钢筋翻样计算。
2.任务驱动教学方法
为了调动和发挥学生的学习积极性,激发学生的求知欲望和学习兴趣,在教学中采取灵活多变的教学方法。
针对课程特点,我们将任务驱动教学贯穿整个教学并结合其他教学方法。通过小任务来驱动教学组织过程,以大任务来提升综合职业能力,整体上提高了学生的岗位技能。如在学习情境一:钢筋混凝土梁构件平法识读及钢筋计算中,将整个任务分解为多个小任务,见表一。
表一 钢筋混凝土梁构件平法识读与钢筋计算任务分解
其中任务1.1—梁的钢筋种类,梁的钢筋构造比较复杂,为了让学生有比较直观的视觉认识,收获良好的教学效果,可以采用现场参观法。首先布置任务,下发任务工单,学生明确任务后去现场参观,要求学生以组为单位在现场对每根梁内的钢筋进行认识并做好记录,完成任务工单。
任务1.2—梁的平法标注,教师借助二维和三维的效果以多媒体教学讲解梁平法标注的内容,再让学生分组识读梁的平法施工图来强化学生识图能力。
任务1.3—梁的钢筋翻样,学生通过查阅图集和规范,了解梁节点构造要求,在实训室内根据任务工单要求,根据图纸要求对指定梁进行钢筋绑扎。
任务1.4—梁的钢筋,学生分组根据梁平法施工图计算出钢筋用量。每次完成任务后,小组之间交换成果互评,互评完成后进行检查和小结。最后教师对学生的学习情况做出反馈和点评。点评过程既是总结所学知识、提出、解决问题的过程也应该是学生学习和提高的过程。因此教师的点评总结是教学活动的重要环节。学生在完成任务过程中会出现各种各样的问题,教师在点评中不仅要指出问题的所在及解决的方法,还要比较总结各组的特点引导学生改进不足提高能力。
通过这一过程,学生搜集资料的能力、分析问题能力和专业技能都得到较大提高,同时同学之间相互交流和协助能力得到加强。循序渐进的小任务,环环相扣,驱动了学生对单个构件进行识图和钢筋工程量计算,培养了学生对单个构件的识图能力和钢筋翻样能力。为了提升学生对整套图纸的识读能力,在教学过程中我们通过大任务来全面提升学生的综合识图和钢筋计算能力。在学期末最后一周对学生进行集中训练,由教师提供一套框架-剪力墙结构的实践工程图纸,学生对其中的一榀框架- 剪力墙进行钢筋翻样计算。这样不仅训练了学生的专业能力,还使其方法能力和社会能力得到整体提升。
3.改革考核方式
为了适应现在高职教育发展的需要,更好的考核学生掌握运用知识的能力,我们打破了传统考核方式,在本课程上采取过程考核与期末考核相结合。其中过程考核以每次任务的完成情况来考核,占60%,过程考核由平时出勤40%+钢筋翻样30%+钢筋计算30%组成,期末的基本常识和基本技能考核占40%。采取开放式的考核方式后,学生学习的积极性得到提高,学生的职业能力得到深化。
4.结语
综上所述,钢筋平法识图与钢筋算量课程的任务驱动教学实践真正实现了由以教师为中心向以学生为中心,以课本为中心向以任务为中心及以课堂为中心向以实践为中心的转变。我们在教学过程中不仅要体现教师的主导作用 又体现了学生主体作用,这就需要我们灵活运用多种教学方法及手段将理论教学与实践教学结合起来,让学生在“做中学、学中做”才能有效提高教学质量。
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1 平法的意义
中华人民共和国建设部在2000年7月17日批准了《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》,相关设计单位立即执行了此标准。此后,混凝土结构施工图,大多采用了平面整体表示方法制图规则。
2 平法的作用
2.1 对于设计单位,推广平法以后,结构施工图的数量大大减少了,由过去的百十来张变成了二三十张,不但画图的工作量大大减少了,而且结构设计的后期计算――例如每根钢筋的形状,尺寸的具体计算、钢筋表的绘制等,也都省去了,这使得结构设计大量枯燥无味的工作减少了,结构设计师的生产力提高了很多,加快了结构设计的速度。而且,通过使用平法这一标准的设计方法,来规范设计师的行为,在很大程度上提高了结构设计的水准。
2.2 施工单位,推广平法以后的好处首先就是施工人员携带到工地的图纸数量少了,还减少了阅读结构施工图的时间。不过,只带这些施工图是不够的,还必须带上相应的平法标准图集,就像学生每天携带的字典一样。但是,问题并不是这样解决了。手拿字典要首先学会查字典的方法。手拿平法施工图,首先要熟知平法的制图规则,才能看懂平法施工图上的各种标注;另外,还要熟知相关的节点构造,能够在平法标准图集上查出相应的节点构造来。
3 传统的配筋图与平法配筋图的对比
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以梁为例,传统的梁结构平面图,只是给出了梁的平面图,也就是梁的施工模板轮廓图。也可以说是给梁画配筋的索引图。根据平面图上梁的编号,去找他们的钢筋绑扎施工图――如图1所示。结构施工图有平面图、构件的大样图和钢筋表。照表下料、按图绑扎,就能完成钢筋的施工任务。钢筋表还列出了所用钢筋重量的汇总数值,这很大程度上方便了工程预算、审计。
图2的上半部,相当于梁钢筋的立面图,给梁画出了配筋图。它具备了空间迪卡尔直角坐标系中的XOZ坐标平面,把钢筋的形状和摆放部位都表达清楚了。图2的下半部,相当于梁钢筋的侧面图,它实际上是钢筋梁正截面的侧面投影。截面图是画在了YOZ坐标平面里,标注了各个钢筋的规格和数量。两个坐标面结合起来,X、Y和Z三个方向的尺寸就全了,梁钢筋的立面图和梁钢筋的截面图结合起来,就把梁钢筋的施工意图表达清楚了。但是应用平法的配筋图,没有大样图和钢筋表了,要根据施工图上的平法标注,并结合标准图集中的节点构造去想象整个构件的大样图;由于没有列钢筋表,后面施工时,施工单位的人员必须靠自己去将每根钢筋的形状和尺寸逐一计算出来。然而,一个比较复杂的工程所用钢筋的种类是很多的,这对施工方的技术人员提出了较高的要求,而且因为平法普及的时间还不长,要在短时间内熟悉相关的平法知识,进而达到熟练的计算水平,这是有一定难度的。
4 应用平法要注意的问题
4.1 普及平法知识的问题 施工人员,如何根据手中的“平法”图纸,根据构件的抗震等级等条件,准确无误地去查阅《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》中相应的施工详图及其相应尺寸,并且据此施工,是十分关键的问题。从多年的工作中,我发现要较好的掌握平法,必须掌握一定的力学知识。只有掌握相关的力学知识,才能理解力的传递路径,才能明白平法图集中为什么要那样规定,实际施工中钢筋为什么要那样绑扎。以梁为例,为什么梁的上部钢筋要在跨中搭接,而下部钢筋却要在距离支座三分之一的范围内搭接?为什么简支梁的受力筋放在下部,而悬挑梁的受力筋要放在上部?这些做法是施工中重点要注意的地方,因为一旦弄错,很容易引起严重的事故。由于悬挑梁中受力筋放反而引起梁根部断裂的事故已经发生多起。事实上,只要掌握相关的力学知识,知道弯矩作用的情况,这些其实是很容易理解的。要做到这一点,要从学校的教育抓起,将平法知识普及到高等教育相应的学科里,从源头抓起;另外,对施工现场的技术人员做必要的平法识图培训,加强技术交底。达到掌握平法的制图规则和相关的构造要求,进而能看懂平法施工图,理解施工图。
4.2 阅读平法施工图中要注意的问题 首先要知道施工图的分类。施工图根据专业的分工不同可以分为建筑施工图、结构施工图和设备施工图。其次要知道施工图一般的编排顺序。一般是按图纸目录、施工总说明、建筑施工图、结构施工图、设备施工图、装饰装修图等。主次关系一般是基本图在前,详图在后;先施工的图在前,后施工的图纸在后;全局性的图在前,局部图在后;布置图在前,构件图在后等。同时要熟悉有关的国家标准,记住常用的图例符号。施工中,除符合一般的投影原理及视图、剖面、断面等的基本图示方法外,为了保证质量、提高效率、表达统一、符合设计和施工的基本要求以便于识读工程图,国家计划委员会颁布有关建筑制图的六种国家标准。最后要有联系地、综合地结合实际看图。要想熟练地识图,还要经常深入现场,对照图纸,观察实物,这也是提高识图的一个重要方法。
4.3 钢筋算量的方法不统一的问题 G101平法图集自1996年推出96G101至今,已经有10多年的历史了。可是,在工程造价的钢筋算量过程中,往往还是许多不同的理解,比如,楼层框架上部通长筋在支座内弯锚到底该计算多长呢?不同的人对平法图集的理解就有所不同,见下表:
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另外,通过观察刚参加工作的员工,我们发现,在学校的教学过程中,不同的课程对钢筋的算法也不一样,这对平法的普及造成一定的困扰。例如,梁下部纵向受力钢筋的计算,有的认为要每一跨都断开计算,钢筋分别锚固于柱子中;而有的认为应全梁通长计算,只要保证接头的位置在靠支座的1/3范围内。从不同的角度去考虑,这两种算法都合理,但是同一工程只能采用一种,站在不同的角度,要求的算法和精度是不一样的。这种矛盾只有结合实际情况去解决,去统一。
4.4 图集中的构造做法与实际施工的矛盾 图集中规定的一些做法,是在实际施工中很难做到的问题。例如,在顶梁边柱的节点构造中,图集中规定的做法有“梁插柱”和“柱插梁”的做法,具体采用哪种做法,一般看设计规定。存在的问题是,在顶梁边柱处,一般钢筋很密集,很难按图集规定的做法,保证钢筋的锚固、位置和钢筋之间的间距等。在实际施工中,在这个节点处的做法也是五花八门。图集中规定很多钢筋带弯钩,实际中,钢筋的直径越大,越难做到这一点。另外,在一些梁、柱变截面的地方,图集中规定的做法有“上平下不平”、“下平上不平”、“两边都不平”等几种做法,而且偏离尺寸的大小又决定了钢筋在变截面处是拉通还是截面分别锚固。在实际当中这些特殊部位很难按照图集中的规定去做,再加上施工员的水平有限,在这些相对复杂的地方,一般都难以保证严格按“图”施工。对于这类问题,要严格把关钢筋下料和绑扎钢筋的环节,加强隐蔽工程施工过程中的检查,以及后期的强度检测。
平法实施以后,给工程界带来了巨大的影响和便利。在不断的普及应用的过程中,我们要不断的学习和总结,以达到更加熟练的程度。文中所列的问题只是作者在工作的过程中发现的,实践是检验真理的唯一标准,要解决这些问题,还是要从实践中寻求答案。
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