小型混凝土构件（共8篇）
小型混凝土构件 篇1
摘要：小型混凝土预制构件广泛用于高速公路边坡、桥头堆坡、边沟等部位。目前所使用的小型预制件虽然强度合格, 但外观不美, 影响高速公路沿线景观。如何提高小型预制件外观质量是每一个施工单位所面临的重要问题。本工法从实际施工着手, 主要解决小型预制件的外观质量。
关键词：小型混凝土构件,预制,施工工法
小型混凝土构件预制施工工法适用于公路工程中小型预制件, 如边坡防护块、边沟砌块、桥头锥坡六棱块等, 使用传统材料和器具, 主要通过常用的混凝土施工配合比和专用模具及严格的施工过程和养护条件来达到预期目的, 此法不仅施工简单, 而且解决了长期困扰施工中外观质量问题。
一、材料
1. 水泥。
水泥符合现行国家标准, 并附有制造厂的水泥品质试验报告等合格证明文件。水泥进场后, 应按其品种、强度、证明文件以及出场时间等情况分批进行检查验收。
2. 粗骨料。
石子进场后都要经过洗石机进行清洗, 清洗过后的石子更加洁净, 从而增加与水泥的亲和力。细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂。砂都经过筛砂机过滤, 以清除较大的颗粒和杂物, 保证砂的级配良好。
3. 拌和用水。
地下水, 符合国家检测要求。
4. 混凝土的配合比。
本配合比由试验室设计配制, 经试验监理工程师及总监理工程师批准。
二、机具设备
1. 模具。
模具采用ABS塑料模具。模具验收由监理单位、施工单位按相关规范共同进行验收, 合格后方可准予使用。
模具必须有足够的刚度和稳定性, 避免在混凝土浇筑过程中模具变形、几何尺寸偏大, 使构件影响安装而不能使用。
注意控制模具的拆模时间, 模具拆除, 通过同条件养生混凝土试件试压, 抗压强度达到2.5MPa以上, 保证其表面及棱角不致因拆模而受损时方可拆模。拆除模具时不允许猛烈敲打和强扭等方法进行。
模具拆除后立即进行清理、维修和保养, 并按指定位置堆放整齐。对周转次数较多, 表面凹凸不平模具作报废处理, 以确保模具平整光滑。影响外观质量的模具不得使用。
2. 设备。
混凝土搅拌机:型号JS750, 一台。装载机:型号ZL50, 一台。自卸三轮车:一台。水泥存储罐:两个。振动台:若干, 满足施工需要。喷水装置:若干, 满足施工需要。
三、劳动组织及安全
1. 劳动组织。
本工法在施工中须施工工班长1人、模具工8人、混凝土工10人、搅拌机操作手4人、司机2人、其他工人10人。
2. 安全措施。
坚决贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针, 按照《建筑工程安全规程》组织施工, 严格执行《建筑机械使用规程》、《施工现场用电安全技术规范》等规章制度。建立安全生产管理体系, 项目负责人对安全生产工作进行全面领导, 项目安全员主要负责施工现场的安全工作, 对安全生产进行全面的管理。
建立严格的安全管理制度, 认真落实安全生产岗位责任制、交底制和奖罚制。每道工序施工前必须逐级进行安全交底, 并落实到个人, 从事施工的各级人员, 必须持证上岗, 各级机械操作人员, 严格遵守操作规程, 杜绝无证上岗、违章作业等现象的发生。
施工现场按符合防火、防风、防雷、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置, 并完善各种安全标志。
四、小型预制件施工工艺流程
1. 定期对搅拌站的计量仪器进行检测, 以确保每盘中各原材料能准确。
2. 混凝土用机械搅拌。现场搅拌的混凝土拌和物拌和均匀, 颜色一致, 不得有离析和泌水现象。混凝土搅拌完毕后, 按要求检测混凝土拌和物的坍落度, 在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测。在检测坍落度时, 还应观察混凝土拌和物的粘聚性和保水性。
3. 混凝土运输。混凝土的运输能力应适应混凝土凝结时间和浇筑速度的需要, 使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。本工程混凝土运输采用自卸三轮车运料至生产线, 人工装模进行浇筑。混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水或坍落度不符合要求时, 则不得使用。
4. 混凝土浇筑。浇筑混凝土前, 及时清理干净模具内的杂物、积水。混凝土采用振动台进行振捣, 振动时间不少于3min, 且振到该构件混凝土密实为止。密实的标准是混凝土停止下沉, 不再冒出气泡, 表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑的关键环节:一是要控制好混凝土的坍落度, 严格按配合比施工;二是要振捣密实。采取措施要选用责任心强、经过专门培训、有振捣经验的人负责工作。
5. 混凝土浇筑完成后, 应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。
6. 在小构件养生区采用磨光机磨平场地, 场地的平整度解决了小构件表面不平、翘边的问题。
7. 小构件的养生采用自动喷水养生, 使表面不积水, 模具底无渗水, 无积水。使小构件可以很好地得到养护, 强度能够保证, 不会出现因养护不好产生的表面干缩裂缝。
8. 脱模要根据配比、养生等因素而定, 脱模时要采用脱模架等专用工具。确保不要出现掉棱缺角的情况。
9. 脱好的模具先摆放好, 然后运送到盐酸池进行清洗。由于盐酸挥发对人有伤害, 清洗时必须戴口罩且安排专职工人清洗。经过盐酸清洗后, 再放入石灰水溶液中浸泡中和, 然后在清水池中清洗两遍, 使模具中不要存在残余的盐酸。
10. 为了避免小构件在运输中损坏, 对小构件进行了出厂前的包装, 从而解决了运输中对小构件的损坏。并在包装好的小构件上贴上检验合格证。
五、质量要求
该工法应满足的有关标准、规范如表1所示:
本工法中的混凝土小型预制件所用的水泥、砂、石、水和外掺剂的质量和规格必须符合有关规范的要求, 按规定的配合比施工。不得出现空洞现象。构件外形轮廓清晰, 线条直顺, 不得有翘曲现象。混凝土表面平整, 无蜂窝, 颜色一致。
本工法应用郑州至民权高速公路郑州段预制5标。该工程从2010年4月开工, 至今所产生的混凝土小型预制件的内在质量和外观质量都达到规范要求, 并得到上级领导的好评。
小型混凝土构件 篇2
[关键词]钢筋混凝土构件；保护层；耐火极限
[中图分类号]T037
[文献标识码]A
[文章编号]1672—5158（2013）05—0201—01
钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土组成。从原材料的力学性能而言，钢筋有较强的抗拉、抗压强度，但混凝土只有较高的抗压强度，抗拉强度很低，抗拉强度大约只有抗压强度的十分之一。然而两者的弹性模量比较接近，还有较好的化学胶合力、机械咬合力和销栓力（钢筋和混凝土之间的粘合力是由混凝土凝固时体积收缩而将钢筋紧紧地握裹住而产生的）。这样既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载，形成的构件有较大的强度和刚度。在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，—般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。
一、钢筋混凝土构件保护层
1、钢筋混凝土构件保护层厚度的确定
对于受力钢筋混凝土构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥的力学效能也就越高。所以一般来讲钢筋混凝土构件受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如果钢筋混凝士构件的钢筋位置放置错误或者钢筋的保护层过大，轻则降低了钢筋混凝土构件的承载能力，重则会发生重大事故。然而当钢筋混凝土构件的受拉钢筋越靠近钢筋混凝土构件的边缘时：
a.钢筋混凝土构件中钢筋的主要成分铁在常温下很容易被氧化，尤其在高温或潮湿的环境中。
b.钢筋混凝土构件的保护层过小容易在施工时造成钢筋露筋或钢筋混凝土构件受力时表面混凝土剥落。混凝土内部的钢筋如果锈蚀，其钢筋会因锈蚀体积膨胀，膨张体积是钢筋体积的6倍。
c.随着时间的推移，钢筋混凝土构件表面的混凝土将逐渐碳化，在钢筋混凝土构件工作寿命内保护层混凝土失去了保护作用，从而导致钢筋锈蚀，有效截面减小，力学效能降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力。这样构件整体性会受到破坏，甚至还会导致整个钢筋混凝土构件的破坏。
2、桥墩及桥台保护层控制措施
a.桥墩保护层控制措施
钢筋在桥墩混凝土中主要起抗拉受力作用，用来抵抗荷载所产生的弯矩，防止混凝土面收缩和温差裂缝的发生，而这一个作用均需钢筋在设置合理的保护层前提下才能发挥。在实际施工中，桥墩的护面筋的保护层比较容易正确控制。在实际施工中都有专为保护层做的混凝土垫块，用绑丝按照一定的间距绑扎到主筋但在混凝土浇筑时人工振捣可能会影响到保护层的大小；在绑扎墩柱钢筋筋时应按照设计的最小保护层4cm进行下料绑扎。
b.桥台施工中保护层的控制措施：
在施工过程中桥台的体积比较大，表面积也大，要控制好桥台的各个面的保护层有点难度。台身的护面钢筋有坡度，在支垫混凝土垫块的同时在不同位置要进行外拉（因钢筋自重大钢筋面向里倒，保护层过大。）其它面的钢筋保护层按照设计中的要求进行支撑钢筋达到最小保护层的要求。
桥台施工中的人行道板保护层要注意，人行道板是悬挑结构，保护层问题会影响钢筋和混凝土的工作问题，最终会影响结构物的质量和使用寿命。在桥台的顶面钢筋网片预留钢筋保护层时要将网片吊起，因为在施工过程中工人在上面行走的频率还是很高的。所以要采取措施，减小人为的对保护层的影响。在浇筑混凝土时要派专人进行检查和修整保护层。
二、火灾中火对钢筋混凝土的影响
火对钢筋混凝土的影响和损伤可以分为两种类型，一种是单个构件受到火的直接灼烧，产生损伤；如构件表面混凝土爆裂脱落和烧伤层产生细微裂逢；另一种是梁柱组成的整体结构由于升温不同，产生很大的结构温度应力而引起构件的损伤，例如：许多钢筋混凝土构件受到火灾后，表面粉刷层基本剥落，梁和柱混凝土表面产生大面积龟裂，局部混凝土爆落和主筋外露，混凝土表面呈现红色、灰色、黄色均有，预应力圆孔板的混凝土保护层剥落露筋，钢筋失去性能等现象发生，这些现象都明显地表明了火灾现场温度，是火灾原因调查分析的依据。
1、火灾中温度对钢材的影响
钢材的物理性质：钢材在正温范围内，温度约在200C以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度、屈服点和弹性模量都有变化，总的趋势是强度降低、塑性增大；温度在2500C左右，钢材的抗拉强度略有提高，而塑性却降低，因而钢材呈现瞻性，在此区域对钢材再加热，钢材可能产生裂逢。此外，当温度达到250-3500C范围内时。钢材将产生徐变现象，钢材的性能受到不同程度的损伤。据一些专家对钢材进行温度试验分析，当钢材在升温th，恒温加热1小时后进行检测，结果是有屈服台阶的16Mn钢筋在9000C以下时的强度和延伸率变化很小，温度达到1000oC时，钢材强度下降10%；无屈服台阶的冷拔低碳钢丝经过2h升温至600。C以下，则强度受到影响不大；而温度在6000C以上时的极限强度下降达40qo。据有关专家对大多数火灾事故现场中构件钢筋的测试结果表明，混凝土保护层爆落的预应力板钢丝受热温度超过600C，梁柱构件钢筋温度低于6000C，因而，在一般情况下，火灾对钢筋的影响较比混凝土小，对于I、II级钢筋在温度达到900C以上时才有明显的影响，由于钢筋构件混凝土保护层的作用，通常构件中的钢筋温度低于此值，可以说火灾一般对I、II级钢筋的影响不很大。但是，在600C以上的高温却使冷却后的冷拔低碳钢丝强度大幅下降40%左右，从中可以说明火灾对预应力钢筋混凝土板的影响较大，由于建筑荷载大部分承重在板上，从而破坏结构的整体性，造成更大的危害。
2、火场温度对钢筋混凝土构件板的影响
温度对钢筋混凝土构件板的影响，按板的损坏或大致的温度范围可以分为三种情况。
a.种是混凝土表面颜色变化不大，粉刷层完好或基本完好（粉刷层熏黑）或者粉刷层部分脱落，混凝土表面熏黑，此时混凝土表面温度大致在300qC以下。
b.种钢筋混凝土粉刷层基本剥落，混凝土表面颜色为浅红或红灰，无横向裂逢或纵向裂逢，此时混凝土表面温度大致在300 5000C范围。
c.种是钢筋混凝土粉刷层全部剥落，混凝土表面颜色灰黄或浅黄，有纵横裂缝，自重下板的挠度明显大于L400（L为板的净跨长度），或者混凝土保护层爆落露筋，混凝土表面温度在500-600CC以上。为了进一步确定板的刚度和强度，根据有关资料对一些火灾后板的试验分析表明：不大的温差对板的刚度有非常明显的影响，板的刚度（即混凝土弹性模量）随着温度的升高而急剧下降，比强度的下降大得多。这一特性是因为板的厚度通常较小，升温较快（火灾升温速度大约在150C/h），加上板的截面惯性矩小，往往使得标准荷载下的变形超出允许值而受到更大的破坏。
小型构件预制施工技术 篇3
吉河高速ZB1合同段LJ5分部起点里程K15+450, 终点里程K18+500, 全长3.05 km。小型预制构件主要有空心砖、路缘石、路边石、六棱块、拱形骨架预制块五部分。吉河高速为了提高小型预制构件的施工质量, 加强对预制施工队伍的管理, 小型预制构件采用集中预制, 标准化作业。
2 施工准备
2.1 总体规划
1) 吉河高速公路全线设置小型构件预制场1处, 根据地理情况设置在乡宁西互通西约200 m处一空阔场地, 由ZB1-LJ5分部承建。
2) 该小型构件预制场负责全线15个合同段的小型构件预制任务。
3) 根据图纸设计小型构件预制包括:隧道电缆沟盖板、拱形骨架护坡预制块、边沟盖板、路缘石、路边石、六棱块、空心六棱砖等。
4) 各合同段根据设计图纸数量及本标段实际情况上报所需要预制的小型构件数量, 由建管处统一安排预制。
2.2 场地规划及建设
预制场地规划按照“统筹布局、功能完备、满足规范、集约高效”的理念进行统一布局, 按照工厂化、机械化、集约化进行设计建设。
1) 预制场应选择平整、开阔的场地, 面积一般不小于10 000 m2, 吉河高速小型构件预制场占地面积约30 000 m2。
2) 场地四周用铁艺围墙和绿色隔离栅相结合的方式进行封闭, 场地全部采用C20水泥混凝土硬化, 并拥有完善的排水系统。
3) 预制场应采取工厂化建设布局模式, 规划、分区应齐全和合理。主要分区有:砂石料存放区、混凝土搅拌区、预制生产区、蒸汽养生区、成品堆放区、钢筋原材料存放及加工区、模具清洗存放区、现场办公区等。
4) 在养生区内设置完善的排水沟, 收集养生水进行沉淀, 循环利用, 达到节约、环保的目的。
5) 在场区入口位置设置大幅小型构件预制展板, 具体内容包括小型构件预制场概况、小型构件预制场平面图、小型构件预制场组织机构图、小型构件预制施工工艺流程图、质量和安全保证措施牌等。
展板要求图文并貌, 尺寸规格根据具体情况确定。面板使用薄钢板或白铁皮, 角钢或40钢管固定。
6) 场地各个区域设置安全警示牌、材料牌、操作规程牌等标识牌。
a.安全警示牌:重点体现现场施工时的安全防范要点, 结合现场情况选配合适的图案。
b.材料牌:要求每种材料均有, 其内容为材料名称、产地、规格、状态。
c.操作规程牌:分室内和室外两种, 尺寸一般为室内牌60 cm×80 cm、室外牌80 cm×120 cm;室内牌用铝合金或塑料, 室外用白铁皮制作, 白底蓝字, 字的大小根据内容确定。
操作规程牌有:各种仪器操作规程。
2.3 机具配置
小型构件预制场应配备以下机具设备:
JS500型拌和站2套;布料机2台;振动台 (带延时计时器, 可输入、调整时间参数, 采用电流通过倒计时原理) 10台;装载机1台;数控钢筋弯箍机1台;钢筋网加工模具3套;电动平板车8辆;叉车2台;打包机2台。
小型构件预制场定型模具采用聚丙乙烯、APS工业塑料及部分其他添加剂经过加工而成的高强度复合塑料制品。由专业厂家统一定制加工, 壁厚不小于4.5 mm, 棱角处进行圆角处理。
蒸汽养生系统及养生棚16间4 096 m2。
3 施工工艺
3.1 一般规定
1) 认真阅读理解图纸, 制定相应的预制、养护方案。
2) 试验取得最佳外观及强度的混凝土施工配合比, 将具体配合比情况标识在混凝土拌和站。
3) 对小型构件预制场进场作业人员进行严格、细致的技术交底, 在质量、安全、技术标准、作业标准、施工工艺等方面进行培训教育, 提高现场施工人员的安全质量意识。
4) 模具的定制:挑选信誉好、质量高的专业厂家统一加工和定制。
3.2 施工工艺流程
1) 利用清水将模具清洗干净后采用3%的肥皂溶液对模具漂洗一遍, 放置晾干, 使肥皂溶液在模具上形成一层保护膜, 起到脱模剂的作用 (见图1) ;
2) 将漂洗过、晾干的模具放置在振动台上;
3) 对于构件内钢筋将在统一规范的钢筋加工场, 采用数控钢筋弯箍机及钢筋网加工模具对钢筋进行工厂化、自动化加工, 确保钢筋顺直, 间距均匀 (见图2, 图3) ;
4) 向模具内浇筑混凝土后, 开动振动台振动混凝土, 直至混凝土中的气泡全部散尽, 混凝土表面平整后, 关闭振动台、收面;
5) 将已浇筑好的构件用平板车移至养生棚, 整齐排放, 人工抹面收光, 静养5 h待混凝土终凝后, 开始蒸汽养生;
6) 待混凝土强度达到80%以上时, 人工进行构件脱模, 继续采用蒸汽养生不小于24 h;
7) 待混凝土强度达到设计要求后, 将构件打包移至存放区, 进行存放;
8) 所有构件必须保证外观平整光滑, 无蜂窝麻面, 外形轮廓清晰, 线条直顺, 无翘曲现象, 同时各断面尺寸必须满足设计及规范要求;
9) 使用后的模具, 第一步将模具浸泡清理残留于模具边上的混凝土;第二步在15%的稀盐酸溶液中清洗模具;第三步用洗衣粉水清洗;第四步用3%的肥皂水漂洗、晾干。依次循环。
4质量控制
4.1 小型构件质量要求
1) 严格实行“首件工程”认可制度, 对于各种型号、规格的预制块首先预制30块~50块检查质量外观情况, 经检测满足要求后方可大面积组织预制生产。
2) 所有构件必须保证外观平整光滑, 无蜂窝麻面, 外形轮廓清晰, 线条直顺, 无翘曲现象。
3) 构件各断面尺寸必须满足设计及规范要求。
混凝土小型构件实测项目见表1。
4.2 质量控制要点
1) 混凝土拌制控制要点。
a.各类原材料的选择严格按照设计规范要求标准进行, 进场原材料必须进行检测, 合格后方可使用;按设计和规范要求进行混凝土配合比设计, 确定满足强度和最佳外观的配合比;
b.混凝土采用强制式拌和机拌制, 各种原材料的用量严格按照配合比要求进行电子计量称重;
c.混凝土的拌和时间控制在3 min~5 min, 坍落度控制在10 cm~12 cm。场区布设预制区紧靠拌和站的出料口, 将拌和好的混凝土经布料机直接入模浇筑;
d.在小型构件预制场设立工地试验室, 随时检测混凝土搅拌质量并制作混凝土试块。
2) 模具清理控制要点。
a.将使用过的模具采用平板车托运至清洗池旁;
b.模具的清洗分4个清洗池采用流水作业, 第一个池子盛放15%~20%的稀盐酸溶液先将模具浸泡5 min~10 min;
c.在第二个盛放15%的稀盐酸溶液池内利用硬清洗球将模具上的水泥浆等杂物清洗干净;
d.在第三个盛放洗衣粉水的池子内将从第二个稀盐酸溶液池子内清过的模具采用软毛巾清洗一遍;
e.在第四个池子内盛放3%的肥皂溶液对模具漂洗一遍, 放置晾干, 使肥皂溶液在模具上形成一层保护膜, 起到脱模剂的作用;
f.对于表面划痕严重、变形的模具及时进行淘汰更新。
3) 混凝土浇筑控制要点。
a.将肥皂溶液漂洗过、晾干的模具放置在振动台上;
b.对于厚度在15 cm内, 无钢筋的预制块采用一次将混凝土加满, 利用振动台振动 (具体时间根据试验确定) ;
c.对于有钢筋且厚度较厚的构件, 采用分层浇筑, 分层振动;
d.混凝土振动要均匀, 振动时间要充分保证模具内的气泡完全散尽, 混凝土表面平整;
e.振动完成后将预制构件利用电动平板车运至养生棚内摆放整齐, 人工利用铁抹子收面, 确保顶面平整、均匀, 边角整齐;
f.收面完成后, 开始养护。
4) 养护控制要点。
a.根据工期要求, 所有小型预制构件的养护项目部均采用蒸汽养生, 建设净宽8 m, 长32 m的彩钢板房蒸汽养生大棚16个, 共计4 096 m2, 彩钢板房设部分透明玻璃钢顶棚用于采光。蒸汽主管道采用DN108 mm钢管, 分支放汽管道采用DN50 mm钢管, 在放汽管道上每隔1 m钻直径3 mm放汽孔眼, 支管道在养生大棚内离地面高度1.5 m两侧设置两道, 原地面墙角处设两道, 即每个大棚内设4道32 m蒸汽管道。
b.蒸养过程分预养、升温、恒温、降温四个阶段, 蒸养过程应严格控制升、降温速率及恒温温度, 避免内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土开裂或变形。为防止开裂, 升降温速度不大于10℃/h, 恒温不超过65℃。
c.小型构件混凝土浇筑完成后先预养24 h左右, 预养温度不得低于10℃, 升温阶段缓慢升温速度不大于8℃/h, 约6 h~7 h升温至65℃;开始恒温养生, 恒温温度控制在60℃~65℃。恒温养生约12 h, 同期养生试块强度达到75%时开始降温, 降温速率不大于8℃/h。待温度降至30℃时开始拆模, 降温, 喷淋养生存放。
5) 拆模控制要点。
a.将浇筑好的混凝土构件在养生大棚内, 蒸养强度达到75%降温, 开始脱模;
b.将模具及预制构件翻转过来, 置于两根木条或1 cm~2 cm厚的泡沫垫片上, 防止构件直接脱落在水泥地面上碰撞损伤;
c.异形构件采用充气脱模技术, 定制的模具设有充气孔, 通过高压充气使模具整体脱出, 保证混凝土的完整性, 避免传统脱模工艺用锤敲击模具背面及四周所造成边角混凝土的损伤;
d.将脱模后的构件摆放整齐, 继续进行养生至养护期满。
6) 打包及存放控制要点。
a.小型构件养生强度达到要求后, 人工将构件放置在打包盘上进行包装;
b.先在托盘上铺垫1 cm厚的泡沫板, 再放置构件, 并在每层构件之间铺垫1 cm厚的泡沫板, 防止预制件之间挤压碰撞破损;
c.托盘上放置层数及块数根据实际情况确定, 一般放置高度不大于1 m, 每层放置块数不大于托盘;
d.利用包装带捆绑, 并用打包机锁扣打包。然后用叉车将打包好的整捆构件运至成品存放区, 码放整齐。
4.3 要求
小型构件预制场在施工过程中要严格按照吉河高速公路制定的小型构件施工工艺进行各道工序的施工控制, 确保成品内实外美, 达到设计及规范要求, 将吉河高速打造成精品工程。
5结语
小型构件预制场施工技术可以有效的克服小型构件散加工, 并能对小型构件统一管理。在全面推行高速“五化”施工中, 小型构件预制场施工技术得到了业主的认可, 并在吉河高速所有标段全线推广。
参考文献
[1]杨嘉震, 庞忠荣.中小型混凝土预制厂生产技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988.
小型异构件抛光机运动系统分析 篇4
关键词：机器人,抛光机,运动学仿真,小型异构件
0 引言
长期以来,国内解决复杂曲面抛光问题的方法主要是手工抛光。近年来,企业逐渐采用抛光机器人或抛光数控机床来加工门把手、水龙头等异型工件。准确抛光各类异型曲面零件,需要五轴及以上联动控制。多轴联动加工中,离线编程成为制约加工效率提高的主要环节,而多轴联动机床的运动学研究为解决离线编程核心算法提供重要理论依据。Yang等[1]根据螺旋理论提出了一种能避免产生奇异点的刀具路径轨迹生成算法,但他们并未对如何根据刀具路径轨迹生成机床各轴运动轨迹的方法进行研究。Gallardo等[2]针对不同结构形式的机器人提出了一种模块化的空间超冗余度运动学模型(包括位置速度和加速度分析),但研究对象只局限于串联机械手。王朋等[3]运用齐次坐标变换理论和Preston方程,建立了机械手抛光的材料去除数学模型,并运用所建立的数学模型进行确定性抛光试验,但其研究主要针对材料去除特性,对抛光轨迹与机械手各轴间的运动关系研究较少。宋孟军等[4]通过建立冗余坐标系的方法,简化了运动学建模及求解的过程,但其同样未对机械手运动轨迹与位姿间的关系进行研究。
上述研究主要针对串并联机械手抛光,对专用抛光机的研究也局限于自由度较少的机床,针对多轴联动布轮抛光机的研究则鲜有报道。在大量的布轮抛光设备中,由于无法准确建立工件与布轮间的运动学关系,故而不得不采用示教方法编写抛光程序,这严重制约着抛光效率的提高。
本文以六轴小型异构件布轮抛光机运动系统为研究对象,建立了抛光机的运动学模型;提取工件三维模型表面关键点坐标,利用多项式拟合成样条曲线;结合运动学逆解求出抛光轨迹上各点所对应的机床各关节变量值;利用虚拟样机技术进行运动学仿真,并结合抛光试验验证运动学模型的准确性。
1 小型异构件抛光机机构分析
1.1 抛光机床的技术要求
针对异型复杂曲面零件的加工需求,小型异构件抛光机工作台具备X、Y、Z方向的3个直线自由度,以确保布轮能够接触到工件表面的任意位置。加工过程中,为保证工件表面法线方向与布轮半径方向相重合,在抛光机工作台上安装了由3个旋转关节构成的机械手,以调整布轮与工件表面的姿态。
1.2 抛光机机械结构介绍
如图1所示,抛光布轮安装在机台Z轴上,由变频电机带动旋转。 三轴机械手安装在工作台上,夹持工件贴靠在Z轴布轮上进行抛光加工。小型异构件抛光机械手的运动由中臂、小臂和夹具体的回转组成。机械手的结构决定了抛光加工的运动模式,3个关节的旋转角度决定了工件相对于抛光布轮的姿态。 中臂、小臂和夹具体的旋转运动均由伺服电机带动的谐波减速器来实现,其中,夹具体的转动是通过同步带将减速器的转动传动到夹具体心轴上来实现的。 通过X、Y和A、B、C五轴联动可实现小型异构件复杂表面的抛光。
1.抛光布轮2.工件3.小臂4.X轴移动平台5.Y轴移动平台6.大臂7.中臂8.Z轴平台
2 抛光机台运动学方程的推导
根据D-H法[5?6],对图1所示的抛光机结构建立坐标系,如图2所示,其中,OWXWYWZW是工件坐标系,OTXTYTZT是布轮坐标系,O1X1Y1Z1、O2X2Y2Z2、O3X3Y3Z3、O4X4Y4Z4、O5X5Y5Z5、O6X6Y6Z6分别为床身坐标系、Y轴坐标系、X轴坐标系、大臂坐标系、中臂坐标系、小臂坐标系,其中,小臂坐标系O6X6Y6Z6与工件坐标系OWXWYWZW重合。相应D -H参数如表1所示。
按照齐次坐标变换的方法建立相邻两个坐标系之间的变换矩阵[7?8]。TT1代表O1X1Y1Z1坐标系在OTXTYTZT坐标系中的位姿描述,以此类推,其中,ci=cosθi,si=sinθi。
则从工件坐标系到布轮坐标系总的变换矩阵为
变换矩阵TTW是所有关节变量的函数,已知各关节变量的数值便可求出工件坐标系相对于布轮坐标系的位姿。
离线编程过程中,可通过工件表面若干关键点坐标拟合出局部曲面方程,根据曲面方程确定工件坐标系与布轮坐标系的位姿关系,进而通过机器人运动学逆解求出各关节变量的对应值,以驱动各关节电机按照一定的角速度与角加速度旋转。小型异构件空间曲面方程可表示为
抛光加工过程中,在布轮与工件接触点处建立布轮坐标系OTXTYTZT,被加工点P在工件坐标系OWXWYWZW下的坐标为(xP,yP,zP),在P点建立坐标系OPXPYPZP,其中,ZP方向为该点法线方向,YP方向为该点沿抛光轨迹的切线方向,如图3所示。
当抛光到P点时,P点法线通过布轮中心,即布轮坐标系OTXTYTZT与该点坐标系OPXPYPZP重合,此时在工件坐标系中对曲面方程求各变量关于P点的偏导数即可得到P点的法向量n:
以y为变参数,通过求x、y、z三个参数对y的导数即可得到P点沿抛光轨迹方向的切向量(YP的方向向量)τ 的表达式:
结合式(9)、式(10),根据向量间的乘法,即可确定XP的方向向量o:
坐标系OPXPYPZP在工件坐标系OWXWYWZW中的位姿描述可用齐次矩阵表示为
其中,WxP为XP轴分别与XW、YW、ZW轴夹角的余弦值组成的三维向量,同理可得WyP、WzP的含义,WlP为OP相对于OW的位置向量。
以求XP轴与XW轴的夹角余弦值为例进行说明:
式中,a为XW的方向向量,a = (1,0,0)。
为了简化位姿表达式,令
同理可得其余坐标轴夹角余弦值,进而确定WTT的表达式:
xP、yP、zP分别为P点在工件坐标系OWXWYWZW中的坐标。而TTW=(WTT)-1,根据机器人运动学逆解将式(7)两边同乘以(TT1)-1,得
使式(15)两边元素分别相等,可求出关节变量d1的表达式,以此类推,有
从而可解得各关节变量表达式。
3 基于MATLAB和ADAMS的运动学联合仿真
在建立抛光机机构运动学模型后,利用MATLAB和虚拟样机软件ADAMS进行运动学仿真。
本次运动学仿真主要模拟抛光工件以特定位姿和轨迹相对于布轮运动时,各关节的运动情况。以抛光水龙头曲面为例,首先在CAD软件中提取三维模型曲面上的部分关键点,再将这些关键点拟合为多项式样条曲线,曲线模型如图4所示。
根据各关键点坐标,利用式(10)、式(11)所示的运动学逆解方法在MATLAB中求出各关节变量位移。逆解过程中,利用反正切值求3个旋转关节的角度会遇到多解的情况,因此限制3个回转轴的活动范围为-π~π,并且指定各轴沿位移变化较小的方向旋转到计算位置[9]。 在ADAMS软件中,将逆解求得的各关节位移值拟合成样条曲线,驱动各关节运动,设置仿真时间为5s,步数为1000。 仿真结束后,得到夹具体末端在布轮坐标系下的运动轨迹,与水龙头三维模型表面提取的曲线形状一致,证明了运动学模型的准确性。X、Y、Z轴位移变化曲线如图5所示,A、B、C轴角度变化曲线如图6所示。
由图5、图6可以看出,抛光机在X、Y轴方向上位移变化幅度较大,这与提取的水龙头表面曲线相符。抛光过程中,主要通过A轴和C轴控制曲线法线方向,B轴转动量相对较小。 各轴的位移、角度变化均匀、连续,符合设计要求。
4 水龙头试件抛光试验
为了验证上述运动学分析的准确性,将各轴逆解得到的位移值转换为NC代码,对水龙头进行抛光。然后采用泰勒霍普森表面粗糙度轮廓仪检测抛光后的水龙头表面粗糙度,获得轮廓偏距R与取样长度L的关系,如图7所示,在长度L为30mm的曲线轮廓上,轮廓最大高度Rz= 0.36μm,轮廓算术平均偏差Ra= 0.04μm,满足抛光加工效果要求。
5 结语
本文分析了抛光机运动结构,建立了运动学模型,根据各关节位移量推导出工件坐标系相对于布轮坐标系的位姿。在工件坐标系与布轮坐标系相对位姿确定的情况下,可求得各关节的位移,实现抛光轨迹的控制。在此基础上设计出的六轴五联动抛光机床达到小型复杂曲面零件的抛光加工要求。
参考文献
[1]Yang Jixiang,Altintas Y.Generalized Kinematics of Five-axis Serial Machines with Nonsingular Tool Path Generation[J].International Journal of Machine Tools&Manufacture,2013,75(12):119-132.
[2]Gallardo J,Lesso R,Rico J M,et al.The Kinematics of Modular Spatial Hyperredundant Manipulators Formed from RPS-type Limbs[J].Robotics&Autonomous Systems,2011,59(1):12-21.
[3]王朋,陈亚,宣斌,等.大口径光学元件的机械手抛光[J].光学精密工程,2010,18(5):1077-1085.Wang Peng,ChenYa,Xuan Bin,et al.Polishing Large Aperture Mirrors by Manipulator[J].Optics and Precision Engineering,2010,18(5):1077-1085.
[4]宋孟军,张明路,张建华.一种新型移动机器人运动学坐标系快速构建方法研究[J].中国机械工程,2011,22(17):2017-2021.Song Mengjun,Zhang Minglu,Zhang Jianhua.Research on Rapid Construction Method of Kinematics Coordinate System from a New Kind of Mobile Robot[J].China Mechanical Engineering,2011,22(17):2017-2021.
[5]杨玉维,赵新华,孙启湲,等.基于多体动力学特性的机械手时间最优轨迹规划[J].机械工程学报,2014,50(7):8-13.Yang Yuwei,Zhao Xinhua,Sun Qiyuan,et al.Trajectory Optimization of Manipulator for Minimum Working Time Based on Multi-body Dynamic Characters[J].Journal of Mechanical Engineering,2014,50(7):8-13.
[6]张智,邹盛涛,李佳桐,等.六自由度机械手三维可视化仿真研究[J].计算机仿真,2015,32(2):374-377.Zhang Zhi,Zou Shengtao,Li Jiatong,et al.ThreeDimensional Visual Simulation Research on Six Degrees of Freedom Manipulator[J].Computer Simulation,2015,32(2):374-377.
[7]刘极峰,丁继斌.机器人技术基础[M].北京:高等教育出版社,2012.
[8]闫继宏,郭鑫,刘玉斌,等.一种模块化机械臂的设计与运动学分析[J].哈尔滨工业大学学报,2015,47(1):20-25.Yan Jihong,Guo Xin,Liu Yubin,et al.The Design and Kinematic Analysis of a Modular Manipulator[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2015,47(1):20-25.
钢管混凝土构件综述 篇5
改革开放以来,我国进入了飞速发展的年代。大跨度桥梁、大型标志性建筑物以及深埋地下结构等如雨后春笋出现在祖国各地,给结构工程师带来了新的挑战。这要求结构工程学科必须与时俱进,在完成各项建设重任的同时,坚持理论上的创新,并用新理论指导施工的更高效进行。从过去的砖混结构、混凝土结构、钢结构,到如今的预应力混凝土结构、钢-混凝土结构,乃至各种特殊空间结构,无不体现了现代结构工程学科的巨大进步和超越创新。[2]钢管混凝土在工程应用中已有百年历史,但由于理论的局限,过去并未能显现出其独有的优势。然而,从20世纪80年代开始,钢管混凝土结构技术在大跨度建筑和高层建筑中得到有效的应用,有力地推动了这一项技术的进步。1990年国家颁布了《钢管混凝土结构设计与施工规程》,为该技术的应用实践提供了技术保障。近10年间,钢管混凝土技术日趋成熟,并广泛用于各种工程中。深圳赛格广场大厦、重庆世界贸易中心、重庆万县长江公路大桥等大型建筑都运用了钢管混凝土技术,并取得了良好的成效。[5]
2 钢管混凝土受力机理
钢管混凝土是将混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合材料。套入钢管的目的主要是依靠钢管的约束作用,使管内混凝土处于三向受压状态,从而提高其抗压承载力;混凝土是一种非匀质材料,因为其组成成分———水泥、骨料之间的构件尺寸、性质等都有很大的差异,以及它们之间往往存在着空隙。有时在水泥硬化的过程中,还会由于其它因素而造成骨料分布不匀。混凝土的这一性质,导致其内部产生细微裂纹。在混凝土受压的情况下,这些细微裂纹会成为薄弱处而率先破坏;钢管的约束作用,就是在轴向受压的混凝土构件中施加侧向压力,使沿轴方向的裂缝受到限制。也就是只有在更高的轴向压力下,混凝土构件才会出现破坏,从而使混凝土的抗压强度得到了提高。[3]
工程中常用约束指标(λt)来表示钢管对混凝土的约束程度:
其中:As为钢管的截面积,Ac为核芯混凝土的截面积,fy为钢管的抗压强度,fc为混凝土的抗压强度。
工程中一般取λt=0.2~0.4[4]
随着约束指标的提高,钢管混凝土的极限抗压强度亦随之提高。
式中:
3 钢管混凝土的抗震性能
钢管对混凝土的约束作用大大提高了核心混凝土的抗压强度,另一方面,混凝土的存在也使钢管的稳定性有了提高,塑性和韧性大大增加,对结构抗震有利。下面对圆钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能进行研究分析。
SW-1为普通钢筋混凝土剪力墙;
SW-2为钢管混凝土剪力墙;
CCFT-1为钢管混凝土柱。
3.1 荷载
表1数据说明:
圆钢管混凝土边框剪力墙相对于普通边框剪力墙,开裂荷载提高了29.59%,屈服荷载提高了53.84%,极限荷载提高了57.43%,体现了圆钢管剪力墙具有较高的水平承载能力[8]。
3.2 刚度
表2数据说明:
分析可知,钢管混凝土框架的水平侧移一般较小,水平抗力较大,且在弹塑性阶段的强度和刚度衰减较慢,滞回曲线没有明显的捏缩现象,其抗震性能明显优于普通钢筋混凝土框架结构;同时钢管混凝土能够满足“强柱弱梁”关系,达到延性框架的要求,比钢框架结构具有明显的优势。
在进行钢管混凝土框架设计时,由于地震波的方向不确定,所以应尽量保证结构在水平两个方向的刚度一致。[12]
3.3 延性
其中:
Uc———与Fc对应的开裂位移;
Uy———与Fy对应的屈服位移;
Ud——弹塑性最大位移,其取值为荷载下降至极限荷载的85%时所对应的位移;
μ=Ud/Uy,为试件的延性系数;
sp———试件的弹塑性位移角。
上述数据说明:
圆钢管混凝土柱框架结构CFST-1的延性较好,因此在和普通混凝土剪力墙组合以后,普通混凝土剪力墙延性差的缺点得到了改善。SW-2的弹塑性最大位移比SW-1提高了38.70%,SW-2的延性系数比SW-1提高了20.00%。圆钢管混凝土边框剪力墙的弹塑性变形能力和延性比普通混凝土剪力墙明显提高。[7]
4 钢管混凝土优越性能
4.1 良好的耐火性能
相对于钢结构,钢管混凝土除了拥有较好的强度和延性,更拥有突出的耐火性能,另外,温度降低后,处于屈服的钢管强度可以得到恢复,使截面的力学性能比高温下有所改善。
4.2 经济效果好
相比起普通钢筋混凝土承压构件,钢管混凝土承压构件可以节约50%左右的混凝土,使自重大幅度降低,从而降低钢材用量,使造价下降。[15]
4.3 优越的稳定性能
钢管混凝土结构的阻尼比,介于钢结构和钢筋混凝土结构之间,在高层建筑中具有优于钢结构的动力性能,能减轻风致摆动。[8]
4.4 方便施工
钢管是劲性承重骨架,其焊接工作量比一般型钢少,质量轻,易于吊装,因此可简化施工工艺、节省脚手架、缩短工期等。[11]
5 钢管混凝土设计
为切合建筑抗震的要求,钢管混凝土设计必须符合抗震的概念设计原则———强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。因此在钢管混凝土设计中必须注意以下要点:
5.1 节点
节点设计是抗震设计的关键。钢管混凝土的梁柱节点主要有铰接节点、半刚接节点、刚接节点这几类。而粘结强度则是衡量节点的重要因素之一。设计人员务必保证作用在节点上的荷载强度不大于节点的粘结强度,同时保证结构的破坏发生在梁端节点。具体做到以下几点措施:
⑴在地震区采用钢梁加强环节点或内隔板节点;
⑵遵循《建筑抗震设计规范》GB 50011;
⑶节点加强环板的加工应保证外形曲线光滑、无裂纹、刻痕,管段与柱段间的水平焊缝应与母材等强,加强环板与钢梁翼缘的对接,应采用剖口焊;
⑷可能产生塑性铰的最大应力区内,避免布置焊接焊缝。[14]
5.2 构件
钢管与核心混凝土的协同工作,保证了混凝土具有较高的抗震性能,其抗震性能与其它因素密切相关,具体表现为:
⑴含钢量越高,钢材强度越大,延性越好;
⑵混凝土强度越大,柱轴压比越小,长细比越小,延性越好;
5.3 结构体系
钢管混凝土结构体系,是由几种不同的结构构件混合而成的机构体系,它是在充分考虑了各结构构件的特性后,进行的合理地混合。这样能充分发挥各自的优势和特点,起到协同互补、共同工作的特点,达到“强强联合”,使结构体系具有优越的整体力学特征。[15]
6 新型钢管混凝土结构
随着建筑事业的发展,在传统普通钢管混凝土结构的基础上,近些年国内外开始出现了一些新型的钢管混凝土结构,主要有高性能钢管混凝土结构、薄壁钢管混凝土结构、FRP约束钢管混凝土结构等。
6.1 高性能钢管混凝土结构
采用高性能材料,如高强钢材、高强高性能混凝土的钢管混凝土,起到了节约钢材、减小构件截面面积和减轻结构自重等目的,常用于高层建筑、地下工程和大跨度结构。
表4是相关学者在此领域内的研究概况。
6.2 薄壁钢管混凝土
薄壁钢管混凝土是相对通常管壁较厚的普通钢管混凝土而言的。采用薄壁钢管混凝土,可以减少钢材用量,减轻焊接工作量,达到降低工程造价的目的。
薄壁钢管混凝土构件的承载力会受到局部屈曲的影响。主要体现在:
⑴屈曲部分的钢管部分截面提前退出工作;
⑵降低里钢管对混凝土的约束作用。
因此,在对薄壁钢管混凝土结构的设计时,根据其自身的工作原理,应合理确定薄壁钢管的径厚比D/t,以考虑钢管局部屈曲对钢管与核心混凝土组合作用的影响。同时亦可采用约束拉杆的形式,在钢管的对边按一定的间距设置约束拉杆,借助约束拉杆的拉结作用使钢管壁的外向屈曲变形减少,以增强钢管壁的稳定性和延性。[16]
6.3 FR P约束钢管混凝土
FRP约束钢管混凝土是在钢管混凝土外包FRP材料,从而使钢管内的核心混凝土处于FRP和钢管的双重约束之下。FRP约束钢管混凝土是FRP约束混凝土和钢管混凝土二者的有机结合,不仅提高钢管混凝土的承载力,还能利用钢管混凝土延性较好的特点,弥补FRP约束混凝土这方面的不足[14]。
但是,随着钢管混凝土的不断推广运用,其发生火灾的危害性也日益增加;此外,由于腐蚀等其它环境因素的影响,也对钢管混凝土的修复加固提出了新的要求。目前,FRP钢管混凝土是国内外土木工程界的研究热点,发展空间很大。
摘要：为了有效降低传统结构工程的耗材量,提高工程经济效益,钢管混凝土结构应运而生。本文讲述了钢管混凝土的发展历史以及在近年来的发展趋势,分析了钢管混凝土结构的受力机理、强度、刚度、延性等相关性质。最后总结了钢管混凝土设计时的关键点,并介绍了几种具有发展潜力的新型钢管混凝土结构。
装饰混凝土细长构件安装施工工法 篇6
本工法在不断摸索与实践中,通过采用对构件质量、测量定位、借助连接件及合理安装次序等方面的控制与处理措施,以及借助专用起吊装置进行吊装,成功地解决了装饰混凝土细长构件安装方面存在的困难,并形成一套成熟施工工艺,具有极大施工便利及质量控制优势。
1 适用范围及工法特点
该工法适用于各类工业与民用及公共建筑外立面造型装饰,如体育场、商业楼、办公楼、图书馆、展览馆、教学楼、科研楼、学校、车站、候机楼等建筑,也适用于各类景观、小品外立面造型,具有如下特点。
(1)装饰混凝土细长构件,实行工厂化、标准化生产,并在混凝土浇筑时预留吊装孔。
(2)采用专用起吊装置吊装,提高了施工便利性,加快了施工进度。
(3)采用多种测量定位方式全面定位,并借助简易定位卡尺,方便了定位,保证了安装的精度。
(4)借助连接件进行垂直度纠偏调节,使安装工作更灵活,整体质量效果能得到较好实现。
(5)装饰混凝土具有耐久性好、灵活性强、性价比高、装饰效果佳且绿色环保等优点。
2 工艺原理
装饰混凝土细长构件实行工厂化、标准化生产,并在构件顶端设置吊装孔;构件采用汽车式起重机旋转法或滑行法起吊,并使用专用吊装孔起吊装置进行单点起吊安装,提高施工的便利性;现场定位采用标志定位线、标高控制线并借助经纬仪、定位卡尺及线坠等多种方式进行全面控制;焊接固定时采用连接件进行垂直度纠偏调节,使得安装工作更灵活,整体施工质量能得到较好实现;最后进行混凝土着色处理,使得整体观感效果得以体现。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
装饰混凝土细长构件安装施工工艺流程如下(图1)。
3.2 装饰混凝土细长构件进场验收
装饰混凝土细长构件生产实行工厂化、标准化,当构件进场后,应对其规格、尺寸、外观及预埋件的位置是否符合设计要求进行检查,构件的外观应无缺陷、损伤、变形和裂缝等,不合格构件不允许进场。
3.3 构件的编号及堆放
现场应根据构件的安装次序及部位,对构件一一对应编号(图2)。
装饰混凝土构件现场堆放时,应用起重机将柱身翻转90°,使小面朝上,并移到吊装的位置堆放。放置位置应尽量在安装点附近,使吊装时起重机能直接吊起安装。尽可能满足如下要求:应使柱的绑扎点、柱脚中心和搁置点中心三点共圆弧(该圆弧的圆心为起重机的停点(半径为停点至绑扎点的距离);或应将起吊绑扎点(两点以上绑扎时为绑扎中点)布置在安装的搁置点附近,并使绑扎点和安装点中心两点共圆弧,以方便吊装。
3.4 装饰构件起吊
3.4.1 准备工作
(1)构件弹线。弹线前检查预埋件大小、长度、标高及位置,然后在构件柱身的三面弹出安装中心线(两个柱面,一个顶面)及定位控制线。矩形截面柱,按几何中心弹线。定位控制线选择地面或楼面标高线。构件弹线见图3。
1-柱面中心线;2-柱顶中心线;3,4-地面或楼面控制线
(2)结构梁面弹线。在基础梁及结构梁处弹出地面或楼面标高控制线;同时弹出装饰构件在梁面上的定位轴线(装饰构件分割线)。
(3)检查墙面或梁面上下平整度及上下是否通视,并做好记录。
(4)装饰构件底部基础梁搁置点找平处理。根据柱顶面到柱脚的实际长度和第(2)条所述的标高控制线,用水泥砂浆或细石混凝土粉抹搁置点底,调整其标高,使构件安装后各顶面的标高基本一致。当搁置点标高过高时应进行凿除后再找平。基础梁搁置点做法见图4。
(5)准备吊装索具及测量仪器。
3.4.2 装饰构件绑扎
装饰构件的绑扎位置和绑扎点数,应根据构件的形状、断面、长度、配筋部位和起重机性能等情况确定。本工法中装饰构件在顶部2m位置留设一个吊装孔,安装时采用单点起吊,并根据本工程装饰构件特点,采用专用起吊装置吊装(图5)。采用该起吊装置后,便利起吊与安装,加快了施工进度。
3.4.3 起吊
本工法采用单机吊装,单点起吊,吊装方法有旋转法和滑行法两种,根据现场实际情况选择。当现场放置为绑扎点、柱脚中心和搁置点中心三点共圆弧时易采用旋转法,即起重机边起钩边回转,使装饰构件柱绕柱脚旋转而吊起柱;当构件堆放绑扎点和安装点中心两点共圆弧时,采用滑行法,即起吊柱过程中,起重机提起吊钩,使柱脚滑行而吊起柱子,使柱吊离地面后稍转动吊杆(或稍起落吊杆)即可就位,同时,为减小柱脚与地面的摩阻力,需在柱脚下设置托板、滚筒并铺设滑行道。
3.5 装饰构件的就位、临时固定
起重机落钩将装饰构件放到搁置点后应进行对线:装饰构件靠墙一面采用定位线定位,外侧一面采用经纬仪进行垂直度初步调整,待装饰构件的平面位置及垂直度基本符合要求后,采用点焊对装饰构件预埋角钢与梁部角钢或连接件临时固定。
3.6 装饰构件校正
临时固定后再次复核构件各条定位线,用经纬仪、线坠复核构件垂直度与平整度,定位卡尺(自制)进行平面位置及安装间距复核。若有偏差,采用方木或钢钎撬动调节。经纬仪及定位卡尺定位校正见图6。
3.7 最终固定
通过以上校正,构件安装符合设计要求后即可对构件进行最终固定。当构件预埋件与结构梁预埋件未明显脱离时,可直接进行焊接;当构件预埋件与结构梁预埋件脱离时,采用连接件来调整及焊接,以保证构件的垂直度,满足装饰构件与墙面整体立面要求。连接件调整做法见图7。
最终焊接固定时,应先对装饰构件的上部预埋件进行焊接,然后进行底部预埋件的焊接,最后焊接中间预埋件,以确保焊接过程不对构件产生偏移。焊接长度应满足设计要求,焊缝应饱满。所有连接点焊接结束,待焊缝冷却强度达到要求后,起重机方可缓缓卸力,并解除构件上方的起吊装置,进行下一根构件的吊装。
(a)构件安装固定侧面;(b) 1-1剖面
3.8 预埋件及连接件的防锈处理
应对所有外露预埋件进行清理,并采用除锈打磨机进行打磨除锈,然后涂刷防锈漆3遍。
3.9 装饰构件的表面着色
装饰构件的表面着色,即在装饰混凝土构件基材表面加做彩色饰面层,以获得整体美观效果,见图8。
3.1 0 劳动力组织
劳动力安排:管理人员1人;工程师1人;起重操作工2人;安装工3人;测量员2人;电焊工3人;安全员1人;杂工3人。
4 材料与设备
4.1 材料
4.1.1 装饰混凝土
装修混凝土原材料与普通混凝土基本类似,主要由水泥、粗细骨料、外加剂及水等组成。细长构件及平整度要求较高的装饰混凝土强度等级应在C30及以上。混凝土浇筑采用定型模板工厂化生产。
4.1.2 构件钢筋
装饰混凝土细长构件配筋主要起到吊装过程中抗拉、抗弯作用以及在使用过程中抗裂作用,主筋采用Ⅲ级钢筋,箍筋采用Ⅰ级普通钢筋,具体配筋由设计确定。
4.1.3 预埋角钢
预埋角钢材质为Q 235钢板,厚度及规格应符合设计要求。为保证混凝土表面工艺质量,预埋件制作采用半自动割炬或切板机切割,角钢预埋件用无齿锯切割,焊后无翘曲、变形,四条边要修磨光滑,不合格的预埋件坚决不用。
4.2 安装设备
装饰混凝土细长构件安装主要设备见表2。
5 质量控制
(1)装饰构件混凝土设计强度等级不宜小于C 3 0,当混凝土强度达到设计强度等级标准值的100%以上时,方可进行吊装作业。
(2)装饰构件运至施工现场后,要按吊装部位及次序堆放。堆放时,应用垫木垫起。
(3)装饰构件安装过程中应避免与建筑主体或已安装构件碰撞,以免产生或破损裂缝;有明显裂缝构件一律严禁使用。
(4)安装前应检查结构梁部及装饰构件各预埋件情况是否符合设计及安装要求,仔细核对预埋件的大小、长度、标高及位置。
(5)一般装饰构件自重在13 t以下的中、小型构件,绑扎一点;重型或配筋少而细长的构件,需绑扎两点甚至三点。
(6)角钢焊接长度、厚度应符合设计要求。在潮湿天气施工时,需对焊条进行烘干后使用,以确保焊接质量,雨天严禁电焊作业。
(7)构件吊装顺序尽量依次铺开,不宜间隔吊装。每根装饰构件吊装就位后偏差不得大于5 mm,前后左右累计误差不得大于10 mm,上下累计误差不得大于20 mm。
(8)装饰构件校正注意事项。
1)垂直度校正后应复查平面位置,如其偏差超过5 mm应予复校。
2)校正柱垂直度主要用经纬仪。上测点应设在柱顶。经纬仪的架设位置,应使其望远镜视线面与观测面尽量垂直(夹角应大于75°)。观测变截面柱时,经纬仪必须架设在轴线上,使经纬仪视线面与观测面相垂直,以防止因上下测点不在一个垂直面上而产生测量差错。
3)在阳光照射下校正柱的垂直度,要考虑温差影响。由于温差影响,柱向阴面弯曲,使柱顶有一个水平位移,其数值与温差、柱长度及厚度等有关。高度小于10 m的柱可不考虑温差影响。细长柱可利用早晨、阴天校正;或当日初校,次日晨复校。
6 安全措施
(1)作业前进行施工方案和安全技术交底。严格遵守国家现行安全、劳动法规及相关规章制度,严禁违章作业。
(2)吊装作业区拉设警界线,严禁非吊装施工人员进入吊装作业区,吊装构件下严禁站人。
(3)动火作业时,应办理动火许可证,作业时充分注意防火,准备灭火器等灭火设备,做好防止焊渣落地、坠落的措施。
(4)防止高处坠物。操作结束时收拾现场,特别在作业结束后对工具进行清点整理。
(5)设置操作篮(架)临时固定及安全带的临时挂点。
(6)所有构件的起吊,均由司索工负责捆绑和挂钩,由指挥工负责指挥。
(7)起吊构件时,必须系上缆风绳。遇雨天或六级以上大风天气,必须停止吊装作业。
7 环保措施
(1)严格按照当地有关环保规定执行。严格管理,保护环境,确保施工中“水、气、声、渣”排放达标。
(2)因现场构件运输采用大型车辆,应对场内道路和堆放场地进行硬化,避免道路扬尘。在现场出入口设洗车槽,对进出车辆进行冲洗。
(3)构件按次序堆放,分别编号,做好标志。
(4)建筑垃圾分类堆放,定期处理。
(5)每天作业完毕,及时清除起重机油污,归类收回全部工具和吊具,做到工完场清。
8 效益分析
8.1 经济效益
装饰混凝土构件具有较高的强度和较好的耐久性和耐候性,与自然石类制品相比,具有节约自然资源和价格低廉等优点;与钢材、铝材类制品相比,具有耐腐蚀、免维护、价格便宜等优点;与石膏类、玻璃钢类和塑料类制品相比,具有耐久、高强、自然装饰效果好等优势。
8.2 质量方面
装饰混凝土构件工厂标准化生产,减少了因手工现场操作而产生的质量通病,构件整体质量高。
8.3 工期方面
构件已在工厂里生产完毕,整体吊装安排灵活,外装修不占用总工期。同时本工法采用了特制吊装孔起吊装置,并借助定位卡尺、连接件等工具及材料,大大方便了施工,比传统吊装安装方式缩短工期20%。
8.4 社会效益
本工法操作简便、安全可靠,可确保工程质量,安装时间显著缩短,较之传统施工方法节约人工10%;装饰工期短,不影响整体施工安排,而且外观效果佳,耐久性好、灵活性强、性价比高,具有明显的社会效益。
9 工程应用实例
9.1 工程实例
某体育场工程属杭州市重点工程项目,2013年底竣工,工程由地上2层看台和地下1层地下室组成,总建筑面积为31 326.57m2(其中地上建筑面积为10395m2;地下建筑面积为20931.57m2)。建筑高度小于24.0 m;建筑类别为多层民用建筑。看台外立面采用装饰混凝土细长构件饰面,其中截面为200mm×500 mm装饰构件长7 320 m,120 mm×240 mm装饰构件长2 520 m,现场效果见图9。
9.2 工程应用效果
本工法在该工程中的应用效果主要体现在以下几个方面。
(1)装饰构件采用工厂标准化生产,构件质量好,成型质量佳,减小了后期处理工作量。
(2)采用预留吊装孔方式,并自制了专用吊装装置,为构件安装提供了极大便利,大大提高了吊装效率。
(3)采用定位卡尺,解决了构件外侧定位控制困难的难题,提高了安装精度。
(4)装饰混凝土耐久性好,灵活性强,性价比高,装饰效果佳。
参考文献
[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2]北京市机械施工公司.细长钢筋混凝土柱的吊装[J].建筑技术,1979(5).
[3]朱荣跃,马新芬.装饰混凝土制品的发展现状和开发应用前景[J].辽宁建材,2005,(6).
[4]乔聚甫,卢兴华,李杰.超长大直径摇摆柱制作安装技术[J].建筑技术,2007,38(7):531-533.
钢管混凝土构件有效工作机理研究 篇7
钢管混凝土杆件, 是指在钢管内灌填混凝土所形成的组合杆件, 是借鉴钢筋混凝土圆柱中螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用, 结合型钢混凝土组合杆件特征, 融合演变而来[1]。
其力学性能特点兼有混凝土与钢管二者的长处, 管内混凝土受到钢管的约束, 抗压强度显著提高, 不致过早压碎;而钢管又反过来受到管内混凝土的作用, 可以有效阻止或延缓钢管的局部屈曲, 从而保证两者的材料得以充分利用, 并能保证较好的塑性性能。
2 工作机理
钢管混凝土有效工作的前提是避免钢管与混凝土脱开。一般而言, 钢管混凝土构件在实际工程中的应用主要为柱子, 其承受荷载方式一般有两种, 一是荷载直接作用于柱端, 二是作用于柱侧承受梁端剪力。在钢管竖向应力达到比例极限之前, 钢管的泊松比要比混凝土的泊松比大, 而两者的竖向变形相同, 故钢管的横向变形大于混凝土的横向变形, 因此钢管和混凝土之间存在脱开的趋势。当钢管的竖向应力达到比例极限时, 二者的泊松比较接近, 应力继续增大, 混凝土的泊松比将超过钢管的泊松比, 此时, 混凝土的横向变形将大于钢管的横向变形, 钢管对混凝土提供横向约束, 套箍效应发生作用, 管内混凝土处于围压状态, 其承载力继续提高, 钢管的竖向应力将降低而环向应力将增加, 当环向应力达到屈服强度时, 竖向应力下降到接近0, 此时钢管对混凝土的围压达到最大, 之后承载力下降直到钢管在柱脚处发生鼓包而破坏。
以Q345钢为例, 比例极限f=295MPa, 弹性模量Es=2.06×105MPa, 泊松比μs=0.3, 混凝土泊松比μc=0.2, 取钢管外直径D=920mm, 管壁厚度t=25mm, 则有:
钢管的纵向应变:ξsv=f/Es=1.432×10-5
钢管的横向应变:ξsh=ξsvμs=4.296×10-4
钢管横向变形:△sh=ξshrs=0.1976mm
混凝土横向变形:△ch=ξsvrc=0.1246mm
在钢管竖向应力达到比例极限前钢管与混凝土之间的缝隙为:
△h=0.073mm
由于钢管由卷板钢材焊接而成, 而钢板不可能是光滑的, 这个微小的缝隙可以由钢板的凹凸填补, 钢管与混凝土之间的分离趋势将有钢管和混凝土之间的机械咬合力克服, 所以可以认为钢管在竖向应力达到比例极限之前, 钢管和混凝土是贴合在一起的。同时, 为避免因混凝土收缩等原因, 钢管与混凝土脱开, 可以采用在混凝土中添加微膨胀剂, 膨胀混凝土会增加二者界面的粘结强度, 抵抗脱开趋势。并且随着时间推移, 混凝土徐变导致混凝土的变形增大, 混凝土将受到钢管环向约束, 处于三向受压状态。另外, 主动施加预应力, 也可以使管内混凝土尽可能处于三向受压的约束状态, 促使钢管与混凝土共同作用。
3 钢管混凝土受压存在两种极端状况
⑴钢管和混凝土在纵向受力, 达到各自的抗压强度, 钢管的切向应力很小, 可认为无约束应力。此时, 钢管混凝土的抗压强度:
⑵钢管的切向应力达到屈服强度, 但竖向应力会减小到很小, 可以忽略, 混凝土受到的约束力达到最大, 即:
此时,
fc′为螺旋箍筋柱核心区混凝土三轴抗压强度:
σ2———箍筋屈服时, 核心混凝土的最大约束应力。
有计算表明, 钢管混凝土在第二类情况下, 混凝土的抗压强度可以提高4.76倍 (此时钢管的纵向应力为0) 。
一般而言, 对于采用了钢管混凝土的结构, 楼面的荷载是通过梁构件传递给钢管的外壁, 为保证钢管混凝土柱作为整体受力, 需要通过钢管与管内混凝土的相连界面传递给管内的混凝土。界面剪力的传递可以通过两种途径:钢管与管内混凝土的粘结力以及管内的抗剪连接件, 当粘结力不足以传递界面剪力时, 需要设置抗剪连接件。连接件的形式可以是环形隔板、钢筋环、内衬管或栓钉等, 钢管接长时的衬管, 也可以单独设置。
4 钢管围压作用的考虑
混凝土与钢管之间的粘结力沿着二者的接触面都是存在的, 但依据规范条文, 其剪力传递区的长度只取2D (D为钢管的外直径) 。这是因为规范中的粘聚力是钢管和混凝土之间的机械咬合力, 水泥胶着力以及钢管和混凝土之间摩擦力的一个综合反映。在钢管的竖向应力达到比例极限之前, 混凝土没有受到钢管的围压作用, 整个接触面也就没有摩擦力。若仅作用竖向力, 钢管的竖向变形是一致的摩擦力;当加入弯矩作用后, 这种竖向的相等变形即被打破, 当弯矩达到足够大时, 钢管与混凝土之间会发生错动, 二者接触面的胶着力将破坏而消失, 此时钢管与混凝土之间的粘聚力将只剩下摩擦力, 而摩擦力并非沿整个接触面都有, 摩擦力只在有围压的地方存在, 即只有钢管竖向应力大约达到比例极限的地方才存在摩擦力, 而这个区域只在竖向力和弯矩均大的区域, 即在梁柱连接中心线上下大概1D。其余范围因竖向应力未达到比例极限, 钢管围压非常小, 可以忽略。故计算时, 仅考虑2D范围内, 通过界面粘结力联系钢管与混凝土, 保证二者协同工作。
5 结语
钢管混凝土以其优越的力学性能有效降低了建筑成本, 大量工程实践表明, 承压构件采用钢管混凝土比普通钢筋混凝土可节约混凝土50%, 构件截面面积可减少一半[2]。随着现代建筑业的发展, 钢管混凝土必然具有广阔的发展空间。
参考文献
[1]刘大海.型钢钢管混凝土高楼计算和构造[M].中国建筑工业出版社, 2003.
混凝土构件延性评价方法的研究 篇8
构件延性往往用极限位移δu和屈服位移δy的比值,简称延性系数(或者延性比)来表示:μ=δu/δy[1,2,3,4]。本文所提到的延性系数特指构件的位移延性系数,由此可以知道,计算构件的延性系数实际上就是确定构件的屈服位移以及极限位移。对于纵向配筋数量比较少,钢筋有明显屈服点的混凝土受弯构件,我们可以通过测定纵向钢筋应变很容易确定其屈服位移,或者可以通过寻找其荷载—位移曲线(骨架曲线)上明显的屈服点来确定其屈服位移,且两种方法结果差别不大。但是对于配有多排钢筋的钢筋混凝土结构或者型钢混凝土结构不能简单的通过钢筋应变的测定或者荷载—位移曲线上明显的屈服点来确定其屈服位移,这时就需要采用一些变通的方法来确定其屈服位移。对于构件的极限位移,实际上就是确定延性定义中所谓的“一定承载力”所对应的荷载—位移曲线下降段的位移。总之,对于荷载—位移曲线无明显转折点的构件,由于对屈服位移和极限位移的理解极为不同,导致其屈服位移和极限位移的取值方法很多,极不统一。因为不同试验采用不同的取值方法,试验结果完全没有可比性。同时,对于延性的影响因素(如轴压比、配箍率、构件长度等)的理解,也只局限于这些因素对于延性系数计算结果的影响,而没有发掘到这些因素对于屈服位移以及极限位移的影响。所以有必要通过一定的试验来研究不同取值方法计算结果之间的联系,以及通过研究轴压比、配箍率、构件长度等因素分别对屈服位移以及极限位移的影响。
1 屈服位移以及极限位移不同确定方法
如图1所示,设一等截面铰接构件,承受竖向荷载P,依据其荷载—位移曲线,确定构件的屈服位移和极限位移的方法主要有如下三种:R.Park法、能量法、改进能量法。下面分别介绍三种方法:
1)方法A(R.Park法[5])。如图2所示,对于屈服位移,在实验曲线上找到对应0.6倍极限荷载(Fu)的点B,连接OB,延长后与极限荷载水平线交于点C,确定该点对应的变形为屈服位移δy。对于极限位移,在一般情况下,将“一定承载力”理解为极限荷载,即极限荷载对应的变形规定为δu;同时也有将其理解为85%的极限承载力,即采用极限荷载下降15%时对应的变形(图2中δua)作为极限变形。
2)方法B(能量法[2,3,4])。用实验曲线所包面积互等的办法确定屈服位移。如图3所示,过原点O作斜线与极限荷载Fu的水平线交于点C。点C按如下条件确定:折线OCD与实验曲线OD(图3中粗线)有一交点E,以点E为界,折线OCD与实验曲线OD之间包围的内侧阴影部分面积A1和外侧阴影部分面积A2相等。满足该条件的C点对应的变形确定为屈服变形δy。极限变形的确定与方法A相同。
3)方法C(改进能量法[2])。改进能量法是在能量法的基础上进行一定的改进,实质上也是一种利用面积互等的方法。如图4所示,过原点O作斜线OC,过实验曲线上极限荷载Fu对应的点D作斜线CD。点C按如下条件确定:折线OCD与实验曲线OD(图4中粗线)有两交点E1,E2,以点E1,E2为界,折线OCD与实验曲线OD之间包围的内侧面积A1+A3与外侧面积A2相等,且A1+A3+A2之和为最小。满足上述两个条件的C点对应的变形确定为屈服变形δy。极限变形的确定与方法A相同。
综合以上三种方法,对于屈服位移的确定,以R.Park法计算起来最为简单,能量法较复杂,改进能量法最为复杂;对于极限位移的确定,三种方法一样。
2 组合柱反复荷载作用下的延性分析
2.1 试验概况
结合一组混凝土柱试验,采用以上三种方法对混凝土构件延性进行计算分析。一共7个试件,试验分析参数为轴压比,试件按轴压比不同分为四组,每组试件的截面尺寸以及配筋均相同。试件分组以及编号如表1所示。试验加载方式采用两端铰接,跨中施加轴向荷载,两端施加轴力,加载示意图如图5所示。试验加载制度采用荷载与位移混合加载制度,屈服前采用荷载控制加载每级荷载循环一次;屈服后采用位移控制加载,每级荷载循环三次[2,3]。
2.2 试验骨架曲线
本试验取滞回曲线的各级荷载第三个循环的峰值点(回载控制点)连接的包络线作为骨架曲线,得试件骨架曲线如图6所示。
2.3 延性
根据前面所述的三种延性计算方法,结合混凝土柱试验所得到的骨架曲线,计算得各个试件的屈服位移、极限位移以及延性如表2所示。当骨架曲线只有一个峰值则取峰值点的荷载值作为极限荷载;当骨架曲线有两个以及两个以上峰值点时,取第一次到达峰值点时的荷载作为极限荷载。其中屈服位移的取值按照上面所述的三种方法分别计算,极限位移的取值统一采用骨架曲线的位移最大值点(此时荷载已有一定下降,下降值不超过极限荷载的10%,且截面的抗弯承载力不小于极限荷载时对应的截面弯矩)。其中试件SRCZ3因为意外原因,提前中止。延性计算结果如表2所示。
对于前面提到的“一定承载力”,无论是取其极限承载力还是极限承载力的85%,一般情况下都简单的用荷载代替承载力。如图1所示,其跨中截面承载力
其中,N为轴向荷载;Δ为试件的竖向变形。
令:
可得F′—Δ曲线如图7所示,由图7可以看出,当荷载达到极限荷载之后,截面承载力没有下降。
由表3可知,对于混凝土试件,三种方法确定试件的屈服位移基本上为固定的某一比例关系。所以在进行延性计算时可以采用比较简单的R.Park法,然后根据此比例关系,给出能量法或者改进能量法的估算值,同时也可以根据此比例关系,为不同延性计算方法计算结果的比较提供参考。
由表2延性计算结果可以发现,有些试件极限位移很大,但是延性反而却小,如SRCZ1与SRCZ7。根据国家抗震规范一般控制的是层间相对位移,实质上就是控制其相对变形。所以不能简单的拿其延性来判断一个构件的变形能力是片面的,必须考虑其相对变形。相对变形和延性既有联系又有区别,相对变形实际上代表着试件的极限位移,而延性的大小取决于屈服位移和极限位移两个因素。所以要全面评价一个试件的变形能力,不但要考虑其延性,同时也要考虑其相对变形。
3 延性的影响因素
大量的试验研究结果表明,影响构件延性的主要因素是配箍率、轴压比以及构件长度[6]。但是,大量的试验研究都集中在这些影响因素对延性系数计算结果的研究,而没有更深层次的研究,即没有研究这些影响因素对屈服位移以及极限位移的影响,只有进行更深层次的研究才能从更本质上理解延性。
3.1 配箍率的影响
试验研究结果表明,在其他条件相同时,提高配箍率可以改善构件的延性。但是,根据文献[7]中的试验结果可以看出,相对而言,配箍率对屈服位移影响不明显,而对极限位移影响很明显,即配箍率主要是通过影响极限位移而影响延性的。也就是说,在弹性阶段,配箍率对构件的受力性能影响不大,当构件进入弹塑性阶段之后,配箍率才发挥影响。另外,由于箍筋可以提高构件的抗剪承载力,即可以使构件的破坏形态由剪切破坏转变为弯曲破坏,从而可以变相的提高构件的延性(因为破坏形态改变,导致延性明显的改变)。
3.2 轴压比的影响
不同结构的构件,轴压比的影响不尽相同。对于混凝土构件以及一般型钢混凝土构件(含钢率不超过8%),构件在大轴压比情况下,构件的破坏是以受压区边缘混凝土达到极限压应变为标志,所以轴压力越大,构件就会越早的破坏,但是对于本文的构件,含钢率比较大,其破坏标志是受拉钢骨翼缘拉断或者受压钢骨屈曲变形,而不是受压区边缘混凝土达到极限压应变为标志(混凝土压碎后,其承载力没有下降,随着钢骨的强化,承载力反而可能缓慢上升),所以对于小轴压比构件,受拉翼缘钢骨可能更早的被拉断;对于轴压比太大构件,受压翼缘可能过早的发生屈曲。所以本文中的试件SRCZ1(轴压比最大),以及SRCZ7(轴压比最小)的极限位移相对较小。
3.3 构件长度的影响
影响分两种情况:剪跨比的变化影响构件破坏形式;剪跨比的变化不影响构件破坏形式。
对于第一种情况,常见于一般的混凝土以及型钢混凝土构件,即随着剪跨比的改变,构件的破坏形态也发生改变,比如随着剪跨比的减小,破坏形态由弯曲破坏转变为剪切破坏。由于弯曲破坏的构件在达到极限荷载之后还有相当大的塑性变形能力,极限位移较大;但是对于发生剪切破坏的构件在达到极限荷载之后,荷载很快下降,基本上没有太大的塑性变形,极限位移较小,所以弯曲破坏属于延性破坏,而剪切破坏属于脆性破坏,即弯曲破坏的延性明显大于剪切破坏的延性。所以在此种情况下通过构件长度改变构件的破坏形态来影响构件的延性。
对于第二种情况,当构件剪跨比超过某一限值,只能发生弯曲破坏,也就是说破坏形态不随剪跨比的改变而改变。由于构件的屈服位移主要是构件的弹性变形,如图1所示的铰接构件,跨中弹性变形为
4 结语
1)本文以一组低周反复荷载作用下SRC柱的试验结果为基础,研究了三种延性计算方法之间的关系,指出在计算屈服位移时,三种方法存在近似的比例关系。2)根据试验的延性计算结果可以发现,仅仅用延性考察试件的变形能力是片面的,还需考虑试件的相对变形;同时在进行不同构件变形能力比较时,相对变形的比较更具有普遍意义。3)分析了延性的三个主要影响因素(配箍率、轴压比、构件长度)对屈服位移以及极限位移的影响,更深层次的分析了这些影响因素对延性的影响。
摘要：阐述了三种延性计算方法,并结合一组组合柱的试验结果进行了研究,进而阐明了几种方法之间的关系,分析了影响延性的几个因素,最后指出延性与变形能力的差别与联系。
关键词：延性,屈服位移,极限位移,构件长度,轴压比,配箍率
参考文献
[1]王传志,腾智明.钢筋混凝土结构理论[M].北京:中国建筑工业出版社1,985.
[2]朱伯龙.结构抗震试验[M].北京:地震出版社,1989.
[3]沈在康.混凝土结构的试验方法[M].北京:中国建筑科学研究院1,990.
[4]王清湘,赵国藩,林立岩.高强混凝土柱延性的试验研究[J].建筑结构学报,1995(8):66-67.
[5]Park,R.,Paulay,T..Reinforced concrete structures.Willey,New York1,975.
[6]中国建筑科学研究院.混凝土结构研究报告选集3[R].北京:中国建筑工业出版社,1994.
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