建筑施工工藝-計算題專題

建筑工程學院：王惠民講師/工程師一級建造師任務：根椐專業培養目標的要求，使學生了解我國的基本建設方針，政策，掌握常用的施工技術和方法，了解建筑施工領域國內外的新技術和發展動態，具有獨立分析和解決施工技術問題的初步能力。學習目標：1.掌握一般施工過程的施工工藝、施工方法；2.掌握各分部工程的質量檢驗標準；3.掌握各分部工程的安全施工要求；4.能運用國家施工規范；5.能預防和處理一般施工質量問題；6.掌握常用施工機械和機具的性能、使用方法和操作要點等。二、建筑施工技術發展簡介建筑施工技術發展：1、秦磚漢瓦時代結束，新型墻體材料層出不窮。2、混凝土施工新技術突飛猛進。（滑模、大模板、臺模、泵送砼、噴射砼）3、地基處理和基礎工程的施工新技術日新月異。（鉆孔樁、挖孔樁、預制樁、深層攪拌法、強夯法、地下連續墻、逆作法）4、預制砼構件的施工方法不斷完善。（自然養護、蒸汽養護、擠壓成型、建筑工業化（遠大住工）5、鋼筋連接技術迅速發展。6、結構加固技術日臻完善。7、建筑節能技術迅速發展。8、BIM建筑信息模型技術迅速推廣。專題一土方工程量計算土的基本性質

（一）土的組成

土一般由土顆粒（固相）、水（液相）和空氣（氣相）三部分組成土的三相示意圖（二）土的物理性質

1．土的可松性與可松性系數

最初可松性系數：

最終可松性系數：式中:V1---土在天然狀態下的體積（m3）

V2---土挖后松散狀態下的體積（m3）

V3---土經夯實后的體積（m3）

天然土經開挖后，其體積因松散而增加，雖經振動夯實，仍然不能完全恢復，這種現象稱土的可松性。土的可松性用可松性系數表示。

例一：開挖1000M3的三類粘土，運走的土方量是多少？解：V2=1000X1.3=1300M3例二：回填1000M3的三類粘土，需要挖的土方量是多少？解：

V1=1000/1.05=952M32、土的天然含水量

式中mw——土中水的質量（kg）

ms——土中固體顆粒的質量（kg）

在天然狀態下，土中水的質量與固體顆粒的質量之比的百分率叫土的天然含水量，用W表示。3、土的天然密度和干密度天然密度（kg/m3）

干密度（kg/m3）（天然狀態下單位體積的質量）

m

—土的總質量（kg）

V—土的體積（m3)天然密度：一般粘土的密度約為1800~2000kg/m3砂土的密度約為1600~2000kg/m3

4、土的滲透系數表示單位時間內水穿透土的能力（m/d)。根椐土的滲透系數的不同，可分為：透水性土（如砂土）和不透水性土（如粘土）

【教材練習】P41習題1解：

Ks=1.30ks'=1.04

基槽開挖截面積

F=（2×1.5+0.33x1.5x2）×1.5/2=2.9925≈3(m2)

每55m長度的槽方量(按原土計算)：

V挖=3x55=165m3

基礎所占的體積:

V基=（0.5x1.3+0.12x(0.37+0.12)+0.98x0.37)x55=58.9m3

預留填土量(按原土體積計算):

V填=（165-58.9）/1.04=110.34m3

棄土量(按松散體積計算)：

V棄=（165-110.34）×1.30=71.06m3

答：預留填土110.34m3,棄土量71.06m3

拓展：假設余土用每輛可裝2.5m3的運土汽車全部運走，計算運土車次。

運土車次:71.06/2.5=28.4≈29(次)，運土車次29次。專題二鋼筋下料計算

【教學要求】掌握鋼筋下料長度的計算。

【教學重點】重點是鋼筋下料長度的計算。

【教學難點】難點是量度差值。

【技能抽查】鋼筋下料長度的計算。

【作業安排】習題1-3。

(一)鋼筋的代換

1、代換方法

1）等強度代換:用于不同種類的鋼筋之間的代換。

As2*fy2≥As1*fy1As2≥（fy1/fy2

）*As12）等面積代換：用于同種類的鋼筋之間的代換。

As2≥As1

2、注意的問題有抗裂要求時，不允許用Ⅰ級鋼筋代替Ⅱ級鋼筋；代換后，鋼筋應符合有關的構造要求（如鋼筋間距、最小直徑、最少根數、錨固長度等）；縱向鋼筋與彎起鋼筋應分別代換；偏心構件中的拉壓鋼筋應分別代換；同一截面中，鋼筋代換直徑差不大于5mm。當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時，應辦理設計變更文件。

例1：某梁底筋4Ф18（HPB300級），現在工地無此鋼筋，擬采用Ф20（HRB335級）鋼筋代換，需多少根。解：采用等強代換方法。As2*fy2≥As1*fy11/4∏*202*N*300≥1/4∏*182*4*270N=3根例2：某梁底筋4Ф16（HPB300級），現在工地無此鋼筋，擬采用Ф18（HPB300級）鋼筋代換，需要多少根。解：采用等面積代換方法。As2≥As11/4∏*182*N≥1/4∏*162*4N=3.2根取4根

【教材練習】P170習題2梁下部縱向鋼筋的凈距應滿足垂直間距要求和水平間距要求。1、垂直間距要求：根據《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）的規定，梁內縱向鋼筋的垂直凈距應滿足以下條件：鋼筋直徑≤25mm：不小于最大粒徑的1.5倍或12mm（取較大值）；鋼筋直徑>25mm：不小于最大粒徑的2倍或12mm（取較大值）。這個要求是為了確保混凝土可以充分包覆和填充鋼筋，保證梁的受力性能和耐久性。2、水平間距要求：梁內縱向鋼筋的水平凈距應滿足以下條件：鋼筋直徑≤25mm：不小于鋼筋直徑的2倍或25mm（取較大值）；鋼筋直徑>25mm：不小于鋼筋直徑的1.5倍或25mm（取較大值）。這個要求是為了保證混凝土在受拉時，能夠有效地傳遞力量給縱向鋼筋，防止混凝土的開裂和失穩。

解：采用等強代換方法。As2*fy2≥As1*fy1

1/4∏*25^2*N*270≥1/4∏*20^2*3*310

N≥2.2根取N=3根

采用等強代換方法。As2*fy2≥As1*fy1

1/4∏*20^2*N*270≥1/4∏*20^2*3*310

N≥3.44根取N=4根

思考：保護層厚度如何確定？

(二)鋼筋的配料（一）鋼筋配料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：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，它們之間存在一個差值，這個差值稱為“量度差值”。3)鋼筋的下料長度應按簡圖的外包尺寸，增加兩端彎鉤增加的尺寸，再扣除鋼筋彎曲時引起的量度差值。

4)混凝土保護層厚度

混凝土結構的耐久性，應根據表1的環境類別和設計使用年限進行設計?；炷帘Ｗo層是指鋼筋外邊緣至混凝土構件表面的距離，其作用是保護鋼筋在混凝土結構中不受銹蝕。表1

混凝土結構的環境類別表2

縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度(mm)注：基礎中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于

40mm；當無墊層時不應小于70mm。外包尺寸：從鋼筋外皮到外皮量得的尺寸保護層：鋼筋外皮到混凝土表面的距離彎曲量度差值：Δ

A’C’+C’B’-ACB…（1）A’C’=C’B’=D/2+dACB=π(D+d)/4令D=5d代入（1）,Δ=2.29d取Δ=2d彎曲量度差：

45o—0.5d60o—d90o—2d135o—2.5d鋼筋末端彎鉤增長值：6.25d鋼筋彎起角度

30°

45°60°90°135°鋼筋彎曲調整值

0.35d0.5dd2d2.5d鋼筋下料長度=直段長+斜段長+彎鉤增長值-彎曲量度差鋼筋彎曲量度差值表例：計算下列鋼筋的下料長度

L1=(150+265+494)x2+2960-4x0.5x20-2x2x20=4658(mm)L2=100+100+4190+2x6.25x18-2x2x18=4543(mm)箍筋下料長度：箍筋數量=(構件長一兩端保護層)／箍筋間距+l箍筋調整值：為了箍筋計算方便，一般將箍筋彎鉤增長值和量度差值兩項合并成一項為箍筋調整值，見右表。計算時，將箍筋外包尺寸或內皮尺寸加上箍筋調整值即為箍筋下料長度。箍筋下料長度=箍筋周長+箍筋調整值【例1】某建筑物簡支梁配筋如下圖所示，試計算鋼筋下料長度。鋼筋保護層取25mm。(梁編號為L1共10根)

內包尺寸外包尺寸【解】1.繪出各種鋼筋簡圖鋼筋配料單2.計算鋼筋下料長度①號鋼筋下料長度

(6240+2×200-2×25)-2×2×25+2×6.25×25=6802(mm)②號鋼筋下料長度

6240-2×25+2×6.25×12=6340(mm)③號彎起鋼筋下料長度上直段鋼筋長度240+50+500-25=765(mm)

斜段鋼筋長度(500-2×25)×1.414=636(mm)

中間直段長度6240-2×(240+50+500+450)=3760(mm)

下料長度(765+636)×2+3760-4×0.5×25+2×6.25×25=6824(mm)④號鋼筋下料長度計算為6824mm。⑤號箍筋下料長度

寬度200-2×25-2×6=138(mm)

高度500-2×25-2×6=438(mm)

下料長度為(138+438)×2+13.5X6=1233(mm)

【教材練習】P170習題3專題三混凝土工程計算水泥砂石水量稱攪拌運輸澆筑養護

混凝土工程包括混凝土的拌制、運輸、澆筑搗實和養護等施工過程

外加劑混合料確定混凝土試件強度代表值：

1）取三個試件強度的平均值；

2）當三個試件強度中的最大值或最小值之一與中間值之差超過中間值的15%時，取中間值；

3）當三個試件強度中的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15%時，該組試件不作為強度評定的依據。例：某基礎工程共三組砼試塊，第一組三個試塊的抗壓強度分別為21.2MPa,24.5MPa,21.1MPa；第二組三個試塊的抗壓強度分別21.3MPa,19.8MPa,24.0MPa；第三組三個試塊的抗壓強度分別24.7MPa,18.1MPa,21.4MPa，試確定各組強度代表值。解：第一組：(21.2-21.1)/21.2=0.5%(24.5-21.2)/21.2=15.6%?15%

取中間值，強度代表值為21.2MPa。第二組:(21.3-19.8)/21.3=7%(24-21.3)/21.3=12.7%取三者平均值。(21.3+19.8+24)/3=21.7MPa強度代表值為21.7MPa。第三組：(24.7-21.4)/21.4=15.4%(21.4-18.1)/21.4=15.4%該組試塊不能作為評定依據?；炷潦┕づ浜媳燃笆┕づ淞显O實驗室配合比為：水泥:砂:石=1:x:y水灰比W/C，現場砂、石含水率分別為Wx、Wy則施工配合比為：水泥:砂:石=1:x(1+Wx):y(1+Wy)水灰比W/C，但應扣除砂、石含水量

[例]

某工程實驗室配合比為：1:2.3:4.27，水灰比W/C=0.6，每m3混凝土水泥用量為300kg，現場砂、石含水率分別為3%、1%，求施工配合比。若采用250L攪拌機，求每盤混凝土各種材料的用量。[解]施工配合比水泥:砂:石=1:2.3(1+3%):4.27(1+1%)=1:2.37:4.31每盤混凝土各種材料的用量：水泥：砂：石：水：300×0.25=75kg75×2.37=177.8kg75×