控制结构（共12篇）
控制结构 篇1
传统的建筑结构抗震策略是依靠结构自身的刚度,以抵抗地震作用,或合理布置结构的刚度,使结构部件在地震时不同步的进入非弹性状态,具有较大的延性,以消耗地震能量。这些方法往往存在安全性难以保证、适应性有限制、经济性欠佳等缺陷。随着结构向大型化、复杂化发展,将综合了结构动力学、材料科学、信息控制理论、传感技术、计算机科学、测量技术和地震工程等多门学科的主动抗震控制应用到结构抗震领域已成为一个重要的研究领域[1]。主动控制技术是一种主动的抗震策略,它由控制系统和结构共同作用来抵御地震,尽可能减轻地震作用对结构的损伤。对结构进行减震控制是保证结构安全、减小地震灾害损失的一种重要途径,由于它具有控制效果好和适应能力强等优点,因此,开展结构主动抗震控制具有重要的理论意义和实用价值。
1 主动控制系统概述
1972年,美籍华人姚治平(Yao J.T.P)教授提出了结构振动控制的观点。振动控制包括主动控制、被动控制、半主动控制、混合控制以及智能控制。
主动控制系统[2]需要外部直接向受控结构输入控制能量,同时需要量测受控结构的动力响应或动荷载等信息。通过控制器给结构施加控制力来改变结构本身的动力特性,依靠外界能量来抑制结构响应。控制系统根据量测得到的反馈信息按一定的控制算法对受控结构施加控制力。其控制装置随结构一起运动。主动减震控制是应用现代控制技术,对输入地震动和结构动态响应实行联机实时跟踪和量测,通过作动器对结构施加控制力来改变结构的系统特性,使系统性能达到一定的优化准则,以达到抑制结构地震响应的控制方法。主动控制系统[3]主要由传感器(Sensor)、计算机控制器(Controller)、主动作动器(Control Actuator)等三部分组成,如图1所示。当结构系统受到地震激励时,传感器把量测到的结构地震响应和地震动的有关信息传输给控制系统,系统根据得到的信息使拉索产生主动控制力,从而使结构的地震响应减小。
主动控制系统的主要工作原理为:利用传感器监测结构的动力响应和外部激励,将监测的信息送入计算机内,计算机根据给定的算法计算出应施加的控制力的大小,最后由外部能源驱动,主动作动器产生所需的控制力。如果传感器仅测量外部激励的信号,称控制系统为开环控制;如果传感器仅测量结构响应的信号,称控制系统为闭环控制;如果传感器同时测量外部激励和结构响应的信号,则称控制系统为开-闭环控制。
计算机控制器是整个控制系统的指挥中心,包括:数据采集系统(装设在结构和地面上的传感器)、滤波调节器(用于对采集的信号进行滤波、放大、调节)和模拟微分器(用于对振动响应信号,如位移、速度、加速度等,进行微分转换)。
2 主动控制的减震机理
对于n维多自由度结构体系[4],结构在外激励或外荷载作用下的的动力平衡方程一般表示为:
引入控制力作用,则结构在环境外激励和控制力作用下的运动方程一般可以表示为如下的形式:
式中,M、C和K分别是结构n×n维的质量、阻尼和刚度矩阵;X、分别是结构n维的位移、速度和加速度向量;F和U分别是r维环境外激励和p维控制力向量;Ds和Bs分别是相应于描述结构运动坐标的环境干扰和控制力位置矩阵,分别是n×r和n×p维的矩阵。
如果结构体系的环境外激励为地震激励作用[5],并且在安装有r个主动控制系统的作用下,其运动方程为:
式中,I为n维单位列向量;为地震时地面运动加速度;Bs为n×r维主动控制力位置矩阵;U为r维的主动控制力向量;r为结构体系上安装的主动控制装置的数量。
如果结构主动控制系统为开闭环控制系统,并且假设对结构加速度的响应要求不严格,主动控制力向量U应由结构响应(包括X、和地震时地面运动加速度)所决定,则:
式中,Kb和Cb分别为结构位移和速度响应的增益矩阵;Fb为地震加速度的增益向量。
如果对结构加速度的要求严格,比如强调人的舒适性时,主动控制力向量U除了由X、和地震时地面运动加速度所决定外,还应由结构加速度共同决定,即:
式中,Mb为结构加速度响应的增益矩阵。
把式(4)代入式(3),则可得到结构在地震作用下主动控制结构体系的运动方程为:
将式(6)与式(1)对比,我们可以得出,对于安装有主动控制系统的结构体系,由于主动控制力的施加,结构体系的阻尼和刚度矩阵以及外部激励向量都发生了改变,且开环控制的作用就是改变(减小或消除)外扰力,闭环控制的作用就是改变结构的刚度和阻尼参数。
因此,我们如果选用合理的控制算法,选取合理的增益矩阵Kb、Cb和增益向量Fb,确定最优的主动控制力,则可以达到衰减或抑制结构地震响应的目的,这就是结构主动控制的减震机理。
3 算例
某5层框架楼,层高3.3 m,混凝土强度等级为C30混凝土,柱截面尺寸为500 mm×500 mm,纵梁截面为300 mm×500 mm,横梁为300 mm×600 mm。楼层活荷载为3.5 kN/m2,恒荷载为6 kN/m2。场地类别二类,抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度值为0.20g。采用抗震主动技术,在结构各层中布置主动控制装置,如图2所示。选取EL-Centro地震波进行输入,步长0.01 s,持时20 s,进行结构抗震主动控制研究,比较抗震主动控制前后结构动力响应情况。
在El-Centro波作用下施加主动控制前后结构顶层位移响应时程曲线如图3所示,可以看出,由于主动控制作用,结构顶层的加速度得到了良好的控制,说明半主动控制技术是减少结构振动,提高结构抗震性能、安全性以及适用性的有效途径。通过对地震波作用下,结构各层控制前后位移、速度、加速度峰值进行比较,可以得到,由于主动控制作用,结构的动力响应均得到了良好的控制,对位移峰值的控制效果最大达到41%;对速度的控制效果最大达到37%左右;对加速度的控制效果最大为33%。
4 结论
本文介绍了主动控制系统的基本组成及分类,利用结构动力学方程推导了主动控制系统的减震机理。给出了主动控制理论中受控结构的状态空间描述,通过具体的算例可知:在E1-Centro波的作用下,基于主动控制技术对结构位移、速度及加速度均进行了控制,效果显著,由此可见,基于主动控制装置,采用主动控制系统对结构抗震性能进行控制非常有效,主动控制系统具有较强的适应性,通过一定的控制律可以达到主动控制系统的控制效果,本文在求解结构抗震主动控制动力学方程的方法能够方便的进行计算、仿真,为工程应用提供参考。
参考文献
[1]刘相秋,王聪,王威远,邹振祝.压电结构的主动控制仿真与实验研究[J].力学与实践,2008,30(4):50-53
[2]吴昱廷,黄华林,徐俊,史翔,魏晓勇.压电主动控制在减振和降噪中的应用[J].压电与声光,2011,33(3):456-458,463
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[5]张微敬,欧进萍.多层结构基于静态输出反馈的主动控制试验研究[J].振动与冲击,2007,26(8):158-161
控制结构 篇2
摘要：与传统的砖混结构、混凝土结构相比，钢结构有其自身的特点和优点，钢结构工程由于其自重轻，跨度大、施工快速等优点，同时也具备施工难度大、对技术水平要求高等特点。目前在国内各类大跨度建筑
工程中，得到越来越多的使用。由于钢结构工程的特殊性而被建筑行业广泛运用。本文主要阐述高层建筑钢结构施工的技术要点，并结合实际工作提出了施工建议。
关键词：钢结构；特点；施工质量；质量控制
1、钢结构的特点
钢结构具有以下的几个特点：
（1）施工周期短。钢结构构件一般都是实行工厂化生产，成材运输到施工现场直接进行现场安装，因此大大缩短施工周期。
（2）空间大。在相同强度要求下，钢结构的建筑物结构体积可以大大减小，从而增大了有效空间。
（3）可循环利用。建筑物的施工材料在建筑物拆除后可以实现二次利用。
（4）耐火性差。钢材的导热系数远大于钢筋混凝土，所以其耐火性能远差于混凝土结构的耐火性。
（5）耐腐蚀性差。钢材表面的铁原子易与空气中的氧发生化学反应生成氧化铁。并且随着时间的增长氧化铁会随之不停地增加，使钢结构提前遭到破坏。
2、施工前的质量控制
（1）组织现场复核和施工图会审，提前做好各项技术指导工作。加强对工程进度计划的编制，对工程计划进行细化，编制各单位工程的网络施工计划，保证关键工序的计划落实。如果遇见不可预见的情况，发生工期延误，要及时调整施工计划，加班加点实现工期目标。
（2）熟悉图纸、标准、规范，分析钢结构施工的特点、难点和关键环节，有针对性地确定预控方案。在开工之前应尽快熟悉工程图纸，包括设计中所选用的规范、图集、工艺等。在此基础上，编制切实可行的实施细则。通过熟悉图纸和规范，主要理解设计意图。对于土建和钢结构设计不是同一设计单位时，要作好沟通协调工作，使各方面吻合一致。吃透工艺要求，包括下料、切割、成孔、组装、焊接、效正、除锈、涂装、运输和吊装等，对重点、难点以及有施工季节要求，都要作到心中有数。对容易影响钢结构结构安全和重要使用功能的施工工艺进行重点监控，如精度测量控制、精度工艺控制、精度拼装控制和屋面排水、防水控制等。
（3）审查施工组织设计方案，结合施工单位的实际情况对方案的合理性及技术条件的一致性进行审查，对针对性较差、不适合本工程的部分提出意见，限期修改
（4）施工单位完善与强化质量管理及工期目标控制，充实施工单位质量管理人员，确保人、材、机到位。
3、施工过程中的质量控制
（1）钢结构基础工程的质量控制
钢结构工程的基础一般都采用混凝土独立基础，基础的混凝土及钢筋、模板的施工与其他非钢结构工程的施工工序及方法相同。钢结构建设常见的问题有锚栓不垂直、基础施工后预埋锚栓水平误差偏大，钢柱安装时柱脚底板大量扩孔，因而给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。所以锚栓施工时，可采用粗钢筋或角钢等固定锚栓，焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。钢结构安装前对建筑物的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓位置等进行检查，并进行基础检测和办理交接验收。当基础工程分批进行交接时，每次交接验收不应少于一个安装单元的柱基基础，并符合以下规定：
1）基础混凝土强度达到设计要求；
2）基础周围回填土、道渣夯实完毕；
3）基础轴线标志和标高基点准确、齐全。基础顶面直接作为柱的支承面和基础顶面预埋钢板或支座作为柱的支承面时，其支承面、地脚螺栓的允许偏差应符合规范要求。
（2）钢结构主体工程的质量控制
1）钢构件的质量验收。
钢构件的加工已实行工厂化生产，钢构件的进场质量验收就非常重要，构件进场我们除了按明细表核查数量，并进行外观感官、几何尺寸、合格证检查外，还检查了以下资料：
①钢材材质的复试单（原件）；
②钢材的材质证明（复印件须盖生产单位公章，还需说明原件的存放地）；
③无损检测报告（原件）。
2）钢构件安装质量控制。
钢构件柱、梁安装时，要检查柱底板下的垫铁是否垫实垫平、柱是否垂直、梁的垂直、平直、侧向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理，验收合格后，方可起吊。当第一根钢柱吊装就位后，应对钢柱的定位位置尺寸及垂直度进行测量检验，调整到满足质量规范的要求后，拉缆风绳进行固定，然后进行后续钢柱钢梁的吊装。当天应形成固定单元，不能形成固定单元必须拉缆风绳固定，防止倒塌事故的发生。当钢结构安装形成空间固定单元，并进行验收合格后，将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次灌浆密实。
钢结构现场安装的连接形式之一是螺栓连接（含铆接）。钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓；普通螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距；高强螺栓使用前，必须检查螺栓的合格证和复检单，安装过程中连接板的接触面应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm，高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔；高强螺栓不得作为临时安装螺栓。高强螺栓紧固顺序一般应从节点刚度较大部位向约束较少部位进行，由螺栓群中间向两端依次对称紧固；有两个连接构件时，应先紧固主要构件，后紧固次要构件。当天安装的应终拧完毕，终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
（3）焊接质量的控制
钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，按说明书和操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一级，二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一级、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，应定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。
（4）涂刷工程质量的控制
钢结构涂刷前，涂刷的构件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。
4、结束语
钢结构由于其特有的优越性，在当前的建筑市场中起着越来越重要的作用，使用范围也越来越广泛，对施工单位的要求也越来越高，因此，在施工过程中，要优化施工技术，合理采用施工方法，优化配置资源，加强对钢结构工程质量的控制，促进整个建筑工程质量的提高，严格按照施工图纸和相关的国家规范和标准进行施工建设，才能有效地保证钢结构施工的质量。
参考文献：
电梯的电气控制结构安全探究 篇3
关键词：电梯;电气;控制;结构;安全;操作
1 电梯电气控制结构安全的重要性
电梯是一种由机房、曳引机、轿厢、对重设备、安全保护设备等设备组成的垂直升降机。近年来，我国电梯安全事故呈逐年上升趋势。因此加强对电梯运行安全的研究具有现实意义。电梯的电气控制系统对于电梯的安全运行来说极为重要，电气控制系统直接关系着电梯运行的安全性和可靠性，电梯控制系统作为协调电梯各系统配合工作的核心部分必须得到充分的重视，随着微电子技术的快速发展，电梯控制系统的功能、电气结构越来越多样化，并且出现了多样化的结构和功能设计，但是弊利相关，电气控制在电梯的运行中也存在一定的安全隐患，对电梯的安全快速良性发展造成了阻碍。
2 电梯电气控制结构安全中常见问题
电梯控制系统的故障由于各种原因有很大的区别，通常情况下常见的有以下几种，一是门动系统会出现一些由于电器元件的触点接触不良而导致的故障。二是开关和触点出现的问题。三是指令按钮及各种信号灯出现的故障。四是指继电器和接触器发生的故障。以上几类都是电气控制系统的故障问题，基本上可以分为短路和断路两类，这种情况下就会导致控制系统的执行程序出现混乱的状态，有时便可导致失控，为了保证电梯的安全运行，需要采取一些措施来保障电梯电气控制结构的安全。
3 电梯电气控制结构安全的保障措施
3.1 安全电器装置 电梯的安全控制部位通常设有电气安全装置，其中电气安全装置的各类电气部件皆应符合安全电路与安全触点标准，而我国应用最普遍当属经中继控制电器用电气安全回路来控制电梯驱动主机供电设备，严格遵守《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）。若中继控制电器对电梯驱动主机进行间接控制，则其通常被看成直接对电梯驱动主机停止与启动设备进行控制。那么，中继控制电器应具备失效保护功能与故障定时检测功能。就电梯电气安全回路中继控制电器而言，普通继电器控制直流电路的选型普遍存在问题，即电气安全回路的中继控制电器为交直流两用继电器时没有把直流负载控制的电路技术参数考虑进去。除此以外，控制电器元件的额定值通常应属控制电阻性负载的额定值，随着技术的发展，交流变频技术被逐渐引入电梯门机拖动与电梯主拖动方面，但控制电器设计方面尚存在诸多问题，其中以电动机与变频器间接触器的选型问题最为明显。为了提高电梯交流变频控制的安全性，多数设计师会选择把接触器安装到电动机与变频器间，其中此类设计通常以交流工频条件来确定接触器的选型，则此类设计没有考虑变频器输出电流的变流特性。因此，此类设计易导致接触点间产生较为严重的拉弧现象，甚至会引起接触器被烧毁等后果。由此可见，电梯设计必须严格执行《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）的有关规定，以确保电梯电气控制结构内电器的安全。
3.2 安全电路的控制 针对电梯的安全电路问题，《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》（GB16899-1997）与《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）皆有明确规定，但现今我国电梯行业却未完全认识到安全电路的设计、试验、应用、合格评定等对电梯与自动扶梯安全运行的重要性。针对安全触点问题，国际标准主要对其做出如下规定，即动作的可靠性、电气间隙、触点断开后的距离、绝缘电压、爬电距离等，此规定主要从结构方面考虑触点不断开仍能安全运行的情况。
3.3 故障的控制 大量研究证实，多数故障并不会致电梯于危险境地，但若不及时制止电梯的继续运行，其必然会引发第二故障，此时电梯易被第一故障与弟二故障的组合致于危险的境地。待电梯出现第一故障后，其运行状态通常被要求在第一故障参与下一操作程序之前停止。若第一故障与电梯运行状态停止之间出现第二故障，其亦会致电梯于危险的境地，针对这样的问题，具体的解决方法为：把安全电路设计为一种由若干通道组成的监控电路，其中一个通道主要完成对其他通道相同状态的检查，若检测出通道的状态存有不一致，则必须及时停止电梯的继续运行。
3.4 监控电路的问题 国家标准认为若想有效规避由故障组合引发的电梯危险，必须增加冗余触点并监控及比较触点的状态。一旦发现某一个或多个触点出现异常，必须立即停止运行状态的电梯;国家标准规定若电梯存有两个通道，必须认真检查监控电路的功能，一旦发现监控电路问题，电梯不得重启;若电路存有三个或以上的通道，国家标准便未对其监控电路的功能做出强制规定。
3.5 电梯安全寿命问题 電梯的控制系统工作相当频繁，尤其是在电梯频繁运行的过程中，各个部件包括安全回路中继器、主控电器、门控电器等一直处于工作状态循环汇总，这种高频率的循环工作就对电器元件有很大的损耗，降低了工作寿命，尤其在电器元件已经超过工作寿命的情况下来说，电梯的安全运行由于这个原因产生了极大的安全隐患，因此，保证电梯的安全寿命是电梯安全运行的前提条件。鉴于以上情况，生产厂家必须做到在使用说明中标明电器元件的使用寿命，并且在电梯的使用中做到定期维护和元件更新。
4 结语
综上所述，电梯的电气结构对于电梯的安全运行尤为重要，随着电梯的不断发展，电梯越来越向着小型化、集成化发展，如何控制电梯的安全性就需要加强电梯的电气控制结构安全，从电梯的安全电器、安全电路、故障控制、寿命控制等多方面综合处理，不断改进和完善，促进电梯行业的快速有序的发展。
参考文献：
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怎样控制工程结构质量 篇4
1 严把按图施工关
1.1 必须按设计手续齐全的施工图施工。
1.2设计图纸必须经过审查, 且有设计院对审查的回复。1.3设计变更 (包括材料代用) 必须由设计院认可。1.4牵入到二个以上设计院设计的工程 (如网架等) , 设计分包单位的设计施工图必须得到原单位认可, 否则严禁施工。1.5未进行图纸会审和设计技术交底的工程, 不准施工。
2 严把原材料质量关
2.1 对用于工程结构的钢材 (钢筋、型钢) 水泥、砖、砂子、石子等, 必须有出厂合格证 (材质证明) , 且进行复试、检测, 合格后方准使用。
2.2对用于工程结构的焊条、焊剂等, 必须有出厂合格证和使用说明书。必要时进行试验, 合格后使用。2.3对用于钢筋、钢结构 (包括网架) 连接的零件 (铆钉、铆具、夹具、高强度螺栓、套筒、螺帽、网球等) , 必须按规范要求进行检测上、试验, 合格后使用。
3 加大施工准备阶段的质量控制力度
3.1 严把单位工程组织设计的审批关。
3.1.1施工单位必须在开工前编制、上报单位工程施工组织设计。无施工组织设计不准开工。3.1.2项目监理部必须认真审核拖工方上报的单位工程施工组织设计, 重点是结构部分, 尤其是保证工程质量的技术措施, 做好审核记录。3.2严把特殊工种持证上岗关。3.2.1特殊作业人员必须持证上岗, 无证不准操作, 严禁张冠李戴, 必须对号入座, 不准超作业范围作业。3.2.2施工单位必须设专业质量员, 要持证上岗, 人证相符, 齐备有效。3.3严把计量器具检测关。3.3.1施工现场必须配备满足检测要求的计量器具。3.3.2计量器具必须持有出厂合格证和鉴定合格证, 且在有效使用期内。3.3.3设置在现场的计量器具及位置必须满足使用要求。3.4强化砂浆、砼施工级配控制。3.4.1砼、砂浆制备必须按有相应资质的试验检测部门出具的正式级配单施工, 严禁无级配单施工。3.4.2严禁施工方套用级配单施工。3.4.3理论级配单必须由具有相应资质的试验检测部门出具, 且手续齐全, 禁止使用手续不齐全的理论级配。
4 施工中的质量控制
4.1 加强钢筋、型钢 (包括网架) 焊接、连接质量的控制。
4.1.1钢筋、型钢的各种接头必须按规定取样送试, 合格后使用。4.1.2对重要钢结构 (包括网架) 必须按规范进行探测, 合格后进行成品验收。4.2严格混凝土浇筑令的审批, 具备下列条件后允许签发浇筑令:4.2.1各种钢筋的试验合。4.2.2各种钢筋的各种接头试验合格单齐全。4.2.3各种预应力 (先张法、后张法) 和无粘结预应力筋的单体组合件试验, 合格单齐全。4.2.4各种原材料试验合格单、使用说明书齐全 (包括商品砼资料) 。4.2.5施工单位 (土建、安装) 自验合格, 手续齐全。4.2.6砼级配单齐全。4.2.7监理核验合格 (包括柱主筋位置正确, 固定牢固, 搭接合理, 符合规范要求, 柱顶已凿毛, 模板内已清理干净) 。4.2.8地方质监部门已通过。4.2.9砼施工技术交底已完成, 手续齐全。4.2.10施工材料满足施工进度 (包括水、电、商品砼有连续供应) 。4.2.11施工机具数量、性能满足施工要求。4.3抓好砼施工旁站工作。4.3.1严控执行旁站方案的质量控制要求。4.3.2严把施工中进场材料的质量。4.3.3严格要求施工方按技术交底的施工顺序施工。4.3.4严控柱主筋移位以及梁柱节点主筋位置和箍筋数量符合设计要求。4.3.5及时做好旁站记录及旁站确认工作。
摘要：结合实际工作经验, 谈谈如何控制工程结构质量。
控制结构 篇5
摘要:介绍广州市轨道 交通 三号线客村站转换层结构转换施工中控制已有结构变形的技术措施,说明在结构转换中变形控制是整个结构托换中的关键 问题。关键词:转换层;结构转换;变形控制 1前言
城市轨道交通因具有运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点,被称为“绿色交通”,但城市轨道交通只有在形成基本 网络 的情况下才能充分发挥其应有的功效。因此在路网的交叉点和各线路车站之间必须设置相互联通的换乘设施,这种相互连通的换乘设施就是所谓的转换层。通常情况下转换层是在前一条线路施工时就一起施工完成并预留了与交叉路网的接口部分,但如果受线路总体调整和周边环境的限制,将可能导致转换层的重新施作,而重新施作转换层中往往需首先进行荷载转移,也称为结构转换,必须解决承载力和变形控制两方面的问题,而变形控制尤为关键。本文通过广州市轨道交通三号线客村站转换层结构转换中变形控制实例,阐述变形控制在整个结构托换中的若干关键问题。2工程概况
广州市轨道交通三号线客村站是广州市轨道交通网中二号线与三号线的换乘车站,设计为地下4层车站,总体呈南北走向,与轨道交通二号线客村站呈十字交叉状。二号线客村站为地下2层车站,施工时在车站结构以下部位预留了与三号线的换乘转换平台(原转换层),长18m,宽19.1m,净高4.1m,底板厚1.2m,底纵梁下翻1.4m。
受车站型式布置的 影响 ,为使二、三号线换乘客流顺畅,三号线施工时要将已施工的二、三号线原转换层底板全部凿除,重新施作二、三号线换乘转换平台(位于三号线负3层位置)。又由于三号线线路的调整和车站站台的控制,造成二号线在节点段的中柱与三号线的中柱发生错位(两柱中心相距1.25m);为了将二号线中柱的荷载转移到三号线中柱上,必须在现二、三号线转换层进行荷载转移(结构转换),在结构转换完成后,重新施作新的转换层。本工程的特点是施工场地狭小,材料运输困难,工期紧,对既有的二号线变形控制要求相当高。3结构转换形式的确定
结构转换形式通常有板式、梁板式、梁式、拱式、桁架式等,其中梁式转换结构具有结构合理、受力明确、可靠、造价较低、布置灵活、施工方便等优点,可以通过结构柱在柱上设置大梁直接进行结构托换,且在托换结构体系完工后进行原柱与底板的分离也较方便,易于施工,符合本工程的施工条件,因此本工程结构转换选择梁式转换结构。为保证承载力的要求,桩型采用质量较有保证的人工挖孔桩,桩身采用钢筋混凝土型钢柱。
整个结构托换的主要施工工序为:首先在三号线新柱位进行人工挖孔桩及三号线型钢柱的施工,再在型钢柱进行转换大梁施工,最后截断节点段中柱,将二号线中柱荷载通过转换大梁转移到三号线中柱上。人工挖孔桩进入三号线底板以下8.1m(中风化岩)或9.6m(强风化岩)处,在转换层底板和转换层底纵梁以上采用边长1.0m的方桩,在转换层底板和转换层底纵梁附近扩大为f1.5m圆孔,在端头附近扩大为f3.0m圆孔。型钢柱采用2I50C工字钢,混凝土强度等级为C45;转换大梁长度为10.6m,结构采取变截面,尺寸为(1200~1400)×3000,转换梁与老柱采用植筋、齿槽和粘结剂并以水平预应力索箍抱紧进行连接。节点托换施工图如图1所示。
4施工中的变形控制技术措施
对已建建筑物进行基础托换和转换层施工时,上部结构将产生一定程度的不均匀沉降,又由于钢筋混凝土结构在长期荷载作用下具有徐变性,托换结构既要考虑原建筑物荷载转移到托换结构阶段产生的短期变形,又必须考虑托换完成后使用阶段的长期变形,因此整个托换结构的施工重点在于被托换工程建筑物的沉降变形控制方面。托换后的建筑物沉降变形容许值见表1。
在整个结构托换施工过程中,为控制被托换工程建筑物的沉降变形,除按设计要求采取人工凿除混凝土、人工 挖孔桩对角施工等外,我们主要采取了以下技术处理措施以确保被托换工程建筑物的沉降变形得到有效控制。
⑴对被托换柱进行临时支撑加固
由于施工新的三号线中柱时,必须对新柱部位的原转换层底板和底纵梁进行凿除,造成其结构受力状态的破坏,为了控制上部结构的变形,必须对被托换柱进行临时支撑加固。每条被托换柱采用4条临时支撑加固,临时支撑采用2Ⅰ36C工字钢焊接组合,为使支撑能紧贴二号线底板,在整个施工过程中必须对支撑施加预应力,预应力张拉并非一个单纯的自由反拱过程,而是一个复杂条件下的微变形反拱过程,同时也是一个被托换桩基向转换桩基转移部分荷载的过程,因此临时支撑必须一直贯穿于整个托换施工过程。
⑵转换层的降水处理
根据设计文件的要求,施工前必须打设降水孔进行降水,防止积水对基坑的浸泡超成基岩软化,使桩基承载力降低。根据地质勘察资料,在转换层以下岩层为强风化和中等风化带,虽然岩层中含有基岩裂隙水,但基岩为泥质、铁质胶结,风化裂隙和构造裂隙不甚发育,且距离补给源珠江水较远,基岩裂隙水的赋存和运动条件差,含水量较小,渗透系数仅为0.013~0.037md,属弱透水层,因此我们认为人工挖孔桩施工过程实际上也是一个降水过程,及时排除人工挖孔桩孔内的积水,可保证桩基承载力不会减小,因此取消了降水孔降水,而采用人工挖孔桩间接降水。
⑶托换桩的沉降量控制
虽然人工挖孔桩的桩底较易清理,质量较易保证,但考虑到若桩的沉降量控制不好,整个被托换工程建筑物的沉降变形将难以控制,因此在桩底预埋2根注浆管,在严格控制孔底岩层和孔底沉渣的基础上,待桩身终凝后对桩底可能存在的少量沉渣作补救性压浆。
⑷托换结构的新旧混凝土的联接处理
新旧混凝土联接处理的好坏,直接关系到结构托换的成败,为确保被托换柱与转换梁的新旧混凝土结合紧密,首先在被托换柱与转换梁交接的柱体表面设置齿槽,齿槽为倒梯形凹槽,深35mm,底宽35mm,面宽105mm,间距105mm,通过人工开凿,开凿时将柱上的混凝土棱角打掉,并将二号线底板与转换梁结合面进行凿毛。其次在界面四周增设箍筋并用TN粘结剂对被托换柱和转换梁顶及二号线底板进行植筋以加强联接。最后在浇筑新混凝土前45min内在界面喷涂以环氧为主剂的LB界面处理剂。为保证转换梁结合面的粘接,混凝土浇筑均在夜间进行,且在浇筑过程中对转换梁上方实行 交通 封闭,待转换梁浇筑完成并达到一定强度后方可恢复地面交通。
⑸转换梁顶的空洞处理
由于转换梁与二号线底板相接,虽然施工中采取了结合面凿毛等措施,但由于结构所处的特殊位置等原因,造成梁顶新旧混凝土联接处出现较严重的空洞和裂缝缺陷。采取的处理 方法 是首先通过预埋的管道注入水泥砂浆(1∶0.5~1∶1)充塞空洞,最后将环氧树脂通过一定压力注入混凝土裂缝中,经渗透、固化达到修补裂缝的目的。
⑹托换基础与建筑物分离的施工按设计文件要求,在托换结构施工完成后,必须将原转换层柱与建筑物进行分离,将二号线中柱的荷载转移到三号线中柱上,原转换层柱与建筑物进行分离是对整个托换结构的决定性考验,分离过程必须进行严格监控,并制定了相应的报警值,即:柱位沉降差<8mm,转换梁挠度值<5mm。在分离过程中对柱逐根进行截断,先凿除钢筋保护层再截断钢筋。5信息化施工
信息化施工已成为建筑施工中的重要组成部分,通过对施工状况的监测取得监测数据,及时进行整理和 分析 ,并对监测结果进行回归分析,预测结构的安全状况,以信息反馈的形式来指导施工,改进施工方案,采取必要的技术措施以确保施工安全。
针对本次结构托换的施工特点和二号线客村站的结构特点,认为结构沉降及平面变形为主要观测项目,在二号线站厅层、站台层、转换层分别布置了监测点。其中转换层监测点布置在4条被托换柱、转换层底板、转换层侧墙、二号线底板(纵梁)底上;二号线站厅层、站台层监测点分别布置在的底(中)板及柱位上,监测点共布置约50个,在施工期间每天监测一次。在被托换柱与建筑物分离时,在转换梁上进行了应变监测。6结语
6.1结构托换完成后,最大沉降量仅为7mm,说明施工过程中采取的技术措施是有效的,既保证了托换桩的质量,又有效地控制了建筑物的变形,变形控制成为托换工程中的关键 问题。
6.2二号线、三号线首通段开通至今,转换层未发生沉降和裂缝,说明结构托换是成功的。
6.3人工挖孔桩在地质条件允许的条件下, 应用 于工作面小、材料运输困难的托换工程中,较其它桩型更具有明显的优势。
6.4必须加强监控量测在施工中的力度,通过监测反馈的信息来指导施工。
6.5本文介绍的方法对同类问题的工程实施有着积极的借鉴意义。
钢筋混凝土结构的裂缝控制 篇6
关键词：钢筋混凝土；裂缝；施工
钢筋混凝土出现裂缝的现象在很多工程施工中都无法避免，为了使结构具备耐久性与安全性，必须要找出合理控制裂缝的方法。在部分地下工程中就曾经产生了工程裂渗的现象，裂缝的产生使整个施工工程质量大大降低。通过科学控制裂缝的产生，有利于提高混凝土结构的可靠性与安全性。
1 钢筋混凝土产生裂缝的主要原因
1.1 混凝土结构施工不合理
若施工不合理，会对混凝土结构质量产生很大影响。①混凝土质量。混凝土质量是决定混凝土的安定性与均匀性的重要标准，混凝土在浇注、搅拌、振捣、运输过程中，若施工不规范，极有可能导致混凝土结构产生裂缝。②混凝土干缩与水泥结石会导致混凝土结构出现裂缝现象。③在工程施工中，如果钢筋表面保护层厚度不合理（太厚或太薄），在实施浇注操作时，钢筋产生了移位现象，当温度处于负数后再次施工，也有可能导致混凝土结构开裂。④模板没有经过科学设计，在施工中出现漏水、漏浆情况，以至于支撑刚度降低，整个支撑系统崩溃，极有可能导致混凝土结构开裂。⑤对混凝土进行搅拌时，如果水灰比例不正确，必定会导致裂缝的形成。⑥项目工程施工完毕后，没有对混凝土结构进行养护，也有可能形成裂缝。
1.2 受到物理温度的影响
热胀冷缩是混凝土最大的物理特点，若施工环境产生变化，混凝土形状也会受到一定影响，它会逐渐变形，引发附加应力的产生，当附加应力大于抗拉力后，便会出现裂缝，这种情况在工程施工过程中非常常见。
1.3 混凝土硬化
在空气中，混凝土逐渐硬化后，体积会大大降低，且形成干缩裂缝。这种类型的裂缝在现浇框架结构与墙板结构较为常见，如果建筑物时间太长、混凝土结构养护不合理等，均会导致这种现象出现。它的发生规律在于早期快，后期变慢。另外，混凝土徐变也会导致混凝土结构开裂，徐变后应力损失较大，使结构抗裂性能大大降低。
1.4 应力过度张拉
一般而言，如果混凝土结构裂缝程度在允许范围内，这类裂缝便无需进行控制，通常裂缝最大宽度可在0.2～0.3mm之间，用肉眼基本无法观察到裂缝的存在。如果结构受到施工超载、过早拆模、构件堆放等因素的影响后，便会导致应力过度张拉，以至于混凝土结构产生裂缝。
1.5 地基无法实现均匀下沉
在混凝土结构中，若地基无法实现均匀下沉，便会导致其裂缝的形成，混凝土结构产生裂缝后，地基会变形，产生较大的应力。
2 钢筋混凝土结构的裂缝控制
通过分析钢筋混凝土产生裂缝的原因后，探讨如何对裂缝进行有效控制。现阶段，很多行业专家都对钢筋混凝土裂缝控制方法进行了研究，对裂缝的有效控制提高混凝土结构的安全性，其主要措施如下。
2.1 制定科学的施工计划
在施工之前，设计人员要考虑到混凝土结构开裂问题，针对产生裂缝风险最大的部位，可使用超长结构，对于结构变形集中或受温度影响较大的部位，可同设计单位进行商讨后，有效处理结构面，例如对配筋进行调整，使混凝土强度得到提高，确保其不会产生裂缝。
施工单位应该科学制定施工计划，若施工方案存在不合理之处，必须要做出相应的纠正。施工方案与设计要求必须相符，同时，施工单位要提高人员的施工技巧。合理规划工期，处理好工程质量与施工时间之间的关系，在确保工程进度的同时，也要对施工质量进行有效控制，不能盲目追求施工进度，忽略工程质量。
2.2 注重施工材料的选择
针对工程类型选择施工材料，针对超长超大结构，可选用水化热较低的水泥材料，在配合比方面，水泥含量偏大，水灰比要小。同时，施工单位要建立检验制度，在原材料进入施工现场前，严格把握原材料质量，材料的检验报告、合格证与复试报告必须齐全。
2.3 全面控制施工进度，注重施工细节的处理
在施工过程中，施工单位要以施工规范为依据施工，若当地地理环境恶劣，不适合施工，则需采取相应措施处理。从以往的建筑工程项目上看，部分工程存在潜在危险，主要原因在于细节处理不够，因此，必须处理好工程中的细节问题。混凝土模板的结构构造要符合相关要求，不能出现漏水、漏浆现象。钢筋放置与工程设计要求一致，根据施工计划施工。在施工过程中注重钢筋定位，定位的精准度要高，对排距误差、保护层厚度与间距进行严格把控，误差若在控制范围内，则可允许其存在。根据抗裂性能，适当调整钢筋混凝土的数量、品种。
严格控制工程施工进度，做好混凝土结构的养护工作，对拆模时间要完全掌握，使混凝土结构质量得到提升。加大力度管理混凝土的运输、搅拌与振捣操作，混凝土的振捣要注重均匀、密实。对于已经完成浇注的混凝土结构，施工人员需反复检查其是否存在问题，若出现模板下沉，发现混凝土产生裂缝后要及时采取措施处理。
2.4 重点把控施工质量
要想对混凝土结构裂缝进行控制，必须要重点把控施工质量。在建筑平面选型时，不仅需要考虑到其使用功能，还要考虑该建筑是否因应力增大而产生开裂现象。对每个部位的受力情况进行分析，以免出现受力不均匀的现象。对地基沉降进行控制，积极采取促使调整埋深度，若地基强度不同，則其垫层厚度也存在差异，改善地基不均匀变形的情况。
科学设置构造柱与圈梁，有利于使施工工程整体性增强，砖石必须具有较好的抗拉强度，这样有利于降低裂缝出现的可能性，即使真的产生裂缝，也不会发展至最坏的状态。
沉降缝的设置需合理，正确选择沉降缝的宽度与位置。若工程施工沉降不均匀，此时要控制伸缩缝间距。施工工序的安排要科学，如果两个建筑物间相隔较近，则需在基础较深的位置先施工。
2.5 注重混凝土结构的养护
施工人员要注重加强混凝土结构的养护，使养护时间适当延长，若施工地区风速大、气温高、湿度低，则需要提前喷水养护，如果经浇水养护后，也无法确保混凝土结构完全湿润，则可采用保湿材料，将其覆盖于混凝土结构上。有效的养护方法有利于使混凝土结构质量大大提升，避免形成裂缝。
2.6 强化地基验收工作的执行
施工单位必须强化对地基的验收工作，如果地基非常复杂，在地基开挖后，可对其进行探查，当发现地质情况存在不利因素时，可首先实施加固处理，经验收符合要求后，才能够执行下一步操作。
3 结束语
在钢筋混凝土结构中，如果混凝土结构的长度不符合相关规定，极有可能产生裂缝，混凝土结构存在裂缝后，不利于建筑物的防水处理，同时也影响建筑物的美观，因此，必须采取措施对裂缝进行处理，通过严格控制施工操作，有利于降低混凝土结构开裂的几率。本文首先分析了钢筋混凝土产生裂缝的原因，然后对混凝土结构裂缝控制方法进行了详细阐述，有利于控制混凝土结构裂缝的形成。混凝土结构控制措施在未来还将会有进一步研究，控制技术会取得进一步发展。
参考文献
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控制结构 篇7
1.1 钢结构工程施工进度控制目标的确定和分解
1.1.1 控制目标的确定。
通常将施工进度控制目标规定为安装工程的竣工时间,在实施目标控制时主要考虑以下因素:(1)项目总进度计划对钢结构工程安装进度的要求;(2)总包合同对钢结构工程承包合同的特殊要求;(3)已建成的同类或近似项目的施工期限;(4)业主提供建设资金的保证程度;(5)钢结构承包商可能投人的施工力量;(6)钢结构制作分包商和材料供应分包商的履约能力。
1.1.2 控制目标的分解。
控制目标可按施工阶段、施工单位、专业工种、时间等进行分解,同时,按进展阶段的不同又可分解为多个层次,以构成进度目标系统。
1.2 钢结构工程施工进度控制的内容和方法
1.2.1 钢结构工程施工进度控制的内容。
(1)事前进度控制。内容包括:确定钢结构工程施工进度控制的工作内容和特点,控制方法及具体措施,进度目标实现的风险分析,提出尚待解决的问题;根据合同工期、施工进度目标及工程分期投产要求,对施工准备工作及各项施工任务作出时间安排,确定各单位工程、工种工程和全工地性工程的施工衔接关系;利用流水施工原理,科学组织分段流水施工,实现立体和平面的流水作业,同时应用网络计划技术,编制局部的实施性网络计划,根据关键线路的工作,实现施工的连续性和均衡性;以工程项目施工总进度计划为基础编制年度工程计划,确定钢结构工程的形象进度和所需资源(包括人力、物力、材料、设备及资金等)的供应计划。(2)事中进度控制。内容包括:建立钢结构工程施工进度控制的实施系统;及时对施工进度进行检查、做好记录,随时掌握进度实施动态;对收集的进度数据进行整理和统计,并与计划进度相比较,从中发现是否出现进度偏差并进行工程进度预测,提出可行的修改措施;重新调整进度计划及相关计划并付诸实施;加强现场的施工管理和调度,及时预防和处理施工中发生的技术问题、质量事故和安全事故,减少这些问题对进度的影响。(3)事后进度控制。内容包括:及时组织工程验收、处理工程索赔、工程进度资料整理、归类、编目和建档等。
1.2.2 钢结构工程主承建进度控制方法。
钢结构工程施工进度控制方法主要是规划、控制和协调。规划即是钢结构工程承包商根据项目总进度的要求,认真分析工程特点和各种条件。控制即是在承包合同实施的全过程中,跟踪检查实际进度,并与计划进度作比较,发现偏差及时采取措施,加以调整和纠正。协调就是协调与工程施工有关单位和部门的关系,调动一切积极因素,协调各种关系,从而保证施工进度的实施。
1.3 钢结构工程施工进度计划的实施钢结构工程施工项目部
应将规定的任务与现场实际施工条件和实际施工进度相结合,在施工前和实施中不断编制月(旬)作业计划,明确本月(旬)应完成的施工任务、完成计划所需的各种资源量,提高劳动生产率。分项工程作业计划的编制,要保证在不同项目间同时施工的平衡与协调;确定对施工项目进度计划分期实施的方案;施工项目的分解要明确进度要求。在钢结构工程实施过程中,各级施工进度计划的执行者都要跟踪做好施工记录,实事求是地记录计划执行中每项工作的开始日期、工作进程和完成日期,为施工进度计划实施的检查、分析、调整、总结提供真实、准确的原始资料。
2 如何做好钢结构施工的质量控制
2.1 做好工程开工前准备工作
2.1.1 强化施工图纸的会审工作。
图纸是工程施工的依据,工程开工前项目控制机构要组织控制人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。
2.1.2 认真审查钢结构安装施工组织设计。
施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要有针对性和重点。
2.2 加强现场施工过程中的质量控制
2.2.1 做好钢结构基础工程的质量控制。
2.2.2 钢结构主体工程的质量控制。
(1)钢构件的质量验收。钢构件的加工已实行工厂化生产,钢构件的进场质量验收就非常重要。(2)钢构件安装质量控制。柱、梁安装时,主要检查柱底版下的垫铁是否垫实、垫平,柱是否垂直和位移,梁的垂直、平直、侧向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理,验收合格后,方可起吊。当钢结构安装形成空间固定单元,并进行验收合格后,要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。(3)螺栓安装质量的控制。钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大于75%,边缘缝隙不得大于0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔。(4)焊接质量的控制。钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。
2.3 门窗工程安装质量的控制钢窗安装质量的控制重点有两点,一是钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。
建筑结构振动控制概述 篇8
结构控制问题是一种多学科交叉的理论与工程问题, 其结构类型繁多、控制目标不同、实现手段多样。目前, 国内外控制界对这类问题的研究十分重视, 有大量的学术论文发表, 其中不少新结果得到了实际工程应用。本文旨在对当前结构控制的一些新进展加以综述, 并对一些有待进一步研究的问题给以归纳。
1 结构控制的特点、发展与现状
1.1 按控制对能量需求来划分
从控制对外部能量需求的角度[2], 结构控制可分为:被动结构控制、主动结构控制、混合结构控制、半主动结构控制。除被动控制外, 其他三种控制方式中的控制力全部或部分地根据反馈信号按照某种事先设计的控制律实时产生。主动结构控制效果较好, 对环境有较强的适应力, 但完全依赖外部能源, 闭环稳定性比其他方式差。在被动控制中, 控制力不是由反馈产生的。其主要优点是:成本低、不消耗外部能量、不会影响结构的稳定性;缺点是:对环境变化的适应力与控制效果不如其他方案。混合控制是指用主动控制来补充和改善被动控制性能的方案。由于混合了被动控制, 因此减小了全主动控制方案中对能量的要求。半主动控制中通常包含某种对能量需求很低的可控设备, 如可变节流孔阻尼器等作用时所需的外部能量通常比主动控制小得多。一些初步研究表明混合控制与半主动控制的性能大大优于被动控制, 甚至可达到或超过主动控制的性能, 并在稳定性与适用性方面要优于后者[8], 因此成为当前研究的一个热点。
1.2 按结构特性划分
从被控结构的特性划分, 结构控制可分为柔性结构控制与刚性结构控制。其中柔性结构包括大型柔性空间结构、大跨度桥梁等;刚性结构则包括武器系统中稳定平台、车辆悬挂系统、多刚体机器人等。对于两类结构控制所用的主动控制设备也不相同, 如在柔性结构控制中传感器与执行器常用的智能材料是分布智能材料, 如压电材料;而刚性结构控制中传感器与执行器常用的智能材料是电智能材料, 如磁致伸缩材料。相应地所研究的控制问题侧重点也有所不同, 如柔性结构控制中多研究分布参数系统, 在控制器设计时所考虑的是模型简化与控制溢出等问题, 波动控制是其中较新提出的一类控制问题。而在刚性结构控制中则较多研究智能材料的非线性与在不同约束下的控制器设计问题。
1.3 按控制效果要求划分
精度要求是根据不同的应用而定的。不同的指标决定了不同的控制。如稳定平台, 控制目的是消除振动, 使平台系统尽可能保持稳定, 而在土木结构中, 控制目的是减少振动和保证安全, 并不要求完全消除振动。
在高精度应用中常采用精密的智能结构, 如Stewart六自由度稳定平台[6], 采用Terfenol_D材料, 在尺寸与重量方面都较小, 在控制器设计时常采取比较复杂的控制策略, 以求达到高的控制效果, 比如微米级或纳米级精度, 而相对地, 对控制能量要求不大。相反在一些低精度结构控制中由于被控结构特点往往超大尺寸, 超大重量, 如高层建筑, 控制律则要相对简单, 高可靠性, 低控制能量。
2 结构振动控制中的一些理论
2.1 结构控制中建模与模型简化
建模的目的是建立结构及控制系统在外部动态载荷作用下的动力响应模型, 尽量真实地描述整个系统的行为。通常的建模方法有两种[2]:1) 根据牛顿力学原理建立系统的数学模型。对于复杂结构, 这类模型往往维数较高或者是分布系统, 多用于系统动力学响应分析与对闭环系统的性能评价方面。2) 利用系统的输入/输出数据采用控制中的系统辨识算法辨识出系统模型, 辨识算法不同, 则得到的描述模型也不尽相同。
2.2 最优控制问题
1) 混合最优控制。通过被动控制可以在一个给定范围内改变结构的质量、刚度与阻尼等参数, 进而改变结构的动力学特性。而基于结构原始参数, 按照某一准则可设计出具有理想闭环性能的控制器。在保证上述理想闭环系统动态特性前提下, 同步进行控制器与结构参数重新设计, 就有可能同时优化结构与控制参数, 在同样的控制效果下最小化控制能量, 即实现“被动与主动控制的最优混合”, 得到性能与结构参数满足给定约束的最小能量控制器。如果通过这种优化得到的主动控制器所需能量为零, 则对应的最优控制是被动控制。这种最优混合问题可化为凸二次规划问题, 数值解的收敛速度快并能保证全局最优解。
2) 可行控制。通常的输出或输入约束下的最优控制是在L2范数约束下最小化通常最优控制中的某一标量性能函数, 而可行性控制是对输出和输入同时加可行性约束, 但并不最小化某个标量性能指标。从这一意义上, 可行控制不是最优的, 但优点在于易于求得数值解, 如利用MATLAB的LMI软件工具箱。
2.3 随机控制
在结构模型中, 结构动力学特性与外部作用力通常存在着不确定性。此外对结构响应输出测量时, 由于柔性结构动力学特性是无穷维的, 分散点测量无法对状态进行完全观测, 而且存在传感器噪声, 因此对结构控制中一些问题的研究需要随机控制理论。
2.4 智能控制
在结构控制中, 神经元网络除用于辨识结构模型外, 也用于结构控制。间接预报学习控制用于大型空间结构中, 自适应神经控制用于柔性空间结构振动控制, 使用BP算法及随机优化搜索算法训练的神经元网络逼近多自由度结构的逆动态和控制结构响应。
3有待研究的控制问题
1) 控制器设计角度的建模与模型简化:由于结构系统维数高, 含有未建模动态特性及参数不确定性等, 研究面向低阶鲁棒控制器设计的辨识方法及模型简化技术等问题是具有实际意义的, 同时对于含智能材料的结构, 由于材料的强非线性, 对材料与结构间的非线性相互作用的辨识也需进一步研究。2) 研究一些较新的鲁棒控制器设计方法:另外研究基于某类特殊结构 (如含磁致伸缩材料的稳定平台) 的振动控制机理与鲁棒控制算法等都是有很强的工程应用前景的问题。3) 结构控制中的混合控制:不同类型的控制算法集成的研究即混合控制方式目前是控制界极受关注的问题, 在结构控制中研究主动与被动控制间的最优混合, 具有实际意义的方向。4) 许多结构控制问题对于可靠性要求很高, 而在正常条件下又无法对整个闭环系统进行实现证实控制方案的正确性, 如为提高建筑物的抗震能力而设计的结构控制器
参考文献
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道路砌体结构施工质量控制 篇9
1 砌体砂浆不饱满
砌体砂浆不饱满主要表现在砌体块、片石的砌体上、块、片石块体之间有空隙和孔洞。经过原因分析是由于卧浆不饱满, 在石块之间缝隙小或互相紧贴的地方灌不进砂浆。这样引起的后果是石块与石块未全部由砂浆包裹, 不能使砌体完全结合成整体, 将降低整体强度。承重构筑物、薄弱部分有坍塌倾覆的危险。护坡护底有断裂下沉的可能。
施工中控制要点:浆砌块、片石应坐浆砌筑, 立缝和石块间的空隙应用砂浆填捣密实, 石块完全被密实的砂浆包裹。同时砂浆应具有一定的稠度 (用稠度仪测定3~5cm) , 便于与石块胶结。严禁干砌灌浆。
2 砌体平整度差, 有通隙
砌体平整度差, 有通隙主要表现在砌体外漏面高低不平, 超出平整度标准要求。经过原因分析是选材不当、砌筑上下层有滑动, 外面侧立石块, 中间填心, 未按丁顺相间和压缝砌筑、下层尚未凝固就施工上层。这样引起的后果是影响外观和量测质量, 承重砌体过分凹凸不平, 影响受力。
施工中控制要点:要使用一侧有平面的石料, 要选择片石中部厚度最小边长不小于15cm, 块石厚度不应小于20cm的材料, 以保证砌筑稳定;应材料之间要丁顺相间、压缝砌筑, 一层丁石, 一层顺石, 至少应保证两顺一丁。丁石应长于顺石的1.5倍以上, 上下层交叉错缝不小于8cm;当日砌筑高度不得大于1.2m;测量放线人员, 应经常检查砌筑面 (立面、坡面、扭面) 线位的准确度。
3 砌体凸缝和顶帽抹面空裂脱落
砌体凸缝和顶帽抹面空裂脱落主要表现在砌石工程所勾抹的凸缝和砌石砌体的顶帽抹面出现裂缝、空鼓, 甚至脱落。经过原因分析是:
所勾抹的凸缝和砖石砌体顶面的水泥砂浆抹面, 没有进行洒水养生, 勾缝抹面的基底干燥, 原砂浆中的水分很快被蒸发或被干燥的基底吸干, 水泥砂浆中的水泥来不及完成水化热硬化, 使干燥、收缩、裂缝、空鼓, 以致脱落;
勾缝的基底上未露出凹进的缝隙, 等于一薄层砂浆浮贴在平整的墙面上, 与底基结合不牢。
这样引起的后果是勾缝和抹面是为了构筑物的牢固和美观, 裂缝、空鼓、脱落, 将影响外观质量, 降低砌体牢固程度。
施工中控制要点:在砂浆勾缝和抹面的底基上应该洒水浸湿, 砖面要有足够的水分浸透;顶帽抹面, 墙面抹面或勾缝, 在大气干燥和阳光曝晒下应洒水养生, 以保证其硬化所需的水分;砌筑过程中应随时将灰缝露出一定深度, 便于勾缝砂浆与墙面紧密结合。
4 护坡下沉、下滑
在浆砌或干砌片石护坡, 局部下沉或下部下滑裂缝。经过原因分析:护坡下沉主要是护砌基底不实;下部下滑主要是坡脚基础下沉或未做基础。
这样引起的后果是破坏了护坡砌体的整体性, 受雨水冲刷会造成护坡更大的损坏面, 或引致路基的坍塌。
施工中控制要点:护坡基础应该是经分层碾压密实削出的坡基;护坡坡脚应该按设计所给定的基础型式和要求施作基础。
5 预制挡墙帽石松动脱落
砖石和预制混凝土挡墙的预制安装帽石稍有外力碰撞, 即易松动脱掉。经过分析易松动脱掉的原因:砂浆不饱满或砂浆标号过低、粘粘力小;帽石底面与底层过干, 砂浆水分被吸掉, 达不到要求强度, 不能使上下面拉结紧密;在易碰撞的挡墙端头和路口处只靠砂浆拉结, 抵抗不住车辆的碰撞。
这样引起的后果是帽石的松动脱落, 破坏挡墙的整体性, 影响路容美观。
施工中控制要点:根据地段的需要, 应尽可能取用标号较高的砂浆, 且应搅拌均匀, 做到砂浆饱满;预制帽石砌块和底基都应浸水湿透, 以保证砂浆有足够的水化热所需要的水分, 并能发挥水泥浆的粘接作用;如在易撞击的部分, 诸如路口, 挡墙端头, 应采取现浇混凝土的办法, 如加设锚筋更好。
6 预制混凝土空心砌块质量低劣
强度低、密实度差, 运输过程损伤严重, 缺棱掉角的砌块数量和尺寸超标。原因分析:因属新兴材料, 质量低劣造成的后果还未充分暴露出来, 尚未被人们重视;因是低矮挡墙所用, 空心中又灌注有混凝土, 稳定性较好, 未发现倾覆事故;这种挡墙, 所处位置少有受侵害的机会, 短时间内不易损毁;对中小工程的相关监督管理不力, 把关不严, 得以低劣产品侵入。
这样引起的后果是强度低, 密实度差, 抗外力侵害的能力差, 抗盐冻的能力差, 随着使用时间的推移, 会受到冻融、盐碱剥蚀, 过早造成损坏, 降低使用寿命。
施工中控制要点:该砌块属受力构件, 应受到施工相关单位的重视, 把住工程进料这一重要环节, 除应做好进场外观质量检验验收外, 还应按相关规定做好强度检验;材料质量主管部门, 应重视对该产品货源质量的管理。
7 结束语
在施工过程中要严格按照规定要求施工。材料进场严格遵守试验检测制度, 以及规范要求的材料检查频率, 从材料源头上保证质量合格。在施工过程中要引起重视, 虽然不是主体工程但是质量要求不能有丝毫的麻痹大意。主动接受监理监督, 查找施工中存在的问题, 以便及时能够改进。施工过程中要保证砂浆强度达到设计要求, 以及砂浆和易, 以便砌块之间能够具备足够粘结强度。严格遵守砌体组砌方法, 避免砌墙面出现数两张皮现象。严防砌块墙体裂缝。
总之, 砌体工程是一个综合施工过程, 任一过程的质量控制不好, 都将最终影响到整体的砌筑质量, 我们要加强防范措施, 以确保砌体工程质量。
摘要：本文通过对道路砌体工程的质量病害调查, 从现象、危害、原因三方面进行分析, 并归纳出引起道路砌体结构质量的原因, 提出了预防的措施和方法。
关键词：砌体,结构,质量,病害,控制方法
参考文献
[1]郭仕群.砌体结构常见裂缝的原因分析及处理办法[J].山西建筑;2006年01期.
[2]刘桂秋.砌体结构基本受力性能的研究[D].湖南大学.2005年
[3]张仁瑜.贯入法检测砌筑砂浆的抗压强度[A].第六届全国建筑工程无损检测技术学术会议论文集[C].1999年.
框架结构施工质量控制探讨 篇10
1 框架结构及特点
框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱, 再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅楼, 商用楼等[1]。它比较适合高层和大面积结构的楼层施工, 因为其先浇柱、梁、楼板, 后做填充墙的特点, 使得填充墙的拆卸或堆砌较为灵活, 为用户提供了灵活的使用空间。框架结构由梁柱构成, 构件截面较小, 其承载力和刚度都较低, 另外其受力特点类似于竖向悬臂剪切梁因此楼层越高, 水平位移越慢, 高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力。框架结构由于其“整体”的特性, 其抗震效果较传统的砖混结构要高。但是影响框架结构抗震性的关键因素还是在施工质量和震级, 后者是不可控制的自然因素, 因此框架结构以及墙体的施工质量对于抗震效果有重要影响。
2 框架结构施工过程
混凝土框架结构施工包括以下工序:轴线定位, 柱钢筋绑扎及支模架搭设, 柱模板, 柱混凝土, 梁底模及梁筋, 板底模, 板筋, 梁板混凝土。重要步骤如下:轴线定位, 即选取适当位置上的几条轴线作为整个轴网的控制线, 用普通经纬仪定出这些控制轴线, 其它轴线以这些主轴线为基准用钢尺量测轴线间距离得出;柱筋绑扎及支模架搭设, 根据柱边框线校正楼面上柱插筋位置后采取焊接、搭接或机械连接等方式将柱纵筋接长后再绑扎箍筋。对于多层或高层框架结构, 目前最常见的接长方式是电渣压力焊;混凝土浇注, 可以采用泵送混凝土, 该方法浇灌速度较快, 可采取柱、梁、板一次性浇灌的方式。另外的浇灌方式是在楼面模板安装之前先浇柱混凝土待达到一定强度拆出柱模, 然后再封装楼面模板。
混凝土施工速度或施工周期对混凝土结构质量影响极大。混凝土构件只有严格按规定的程序, 即测量放线, 技术复核, 钢筋绑扎, 隐蔽验收, 模板安装, 模板加固及拚缝处理, 模板检查, 混凝土浇注, 才可能达到施工及验收规范要求。
3 框架结构施工中的质量控制
3.1 钢筋质量控制
钢筋时骨架, 是建筑的最重要的构建材料之一, 其质量直接关系到框架结构的稳定性能。钢筋在施工中主要控制两个环节, 下料和接头控制。a.下料。钢筋在下料之前, 必须先放出大样, 并依据大样下料, 下料的过程中应注意以下两个方面的问题:一是不要把长的钢筋料下短了, 因为这样就会增加钢筋的接头数量, 而钢筋接头数量的增多会直接影响到钢筋的受力性能;二是尽量不要利用短的钢筋料加工较长或较大的钢筋半成品。钢筋在加工过程中应尽量一次成型或一次成活, 不得在一根钢筋的同一部位反复加工, 因为这样容易造成钢筋的疲劳破坏。钢筋在加工过程中, 如发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象, 尚应对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验[2]。b.接头控制。钢筋连接主要靠机械连接和焊接连接。前者的关键在于选择合适的街头, 如筒冷挤压连接、锥罗纹连接、直罗纹连接等。相对而言, 焊接的质量的可控性要差很多, 但其十分重要。
3.2 混凝土质量控制
3.2.1 柱的“烂根”和夹渣
现浇框架柱容易出现“夹渣烂根”现象, 使根部混凝土漏浆, 严重时出现“露筋”和“孔洞”。其直接原因是预先没有在楼板上做找平层或加标准框柱模直接放在楼地板上浇出底面, 更没留清扫口。当层高>5m时中段未留浇筑口, 进料从顶部直接落下, 自由落差>3m, 在柱内钢筋阻拦下使粗细料分离;另外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干净、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处进行, 即上次浇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, 浇筑时在柱顶洒一层1:0.4的水泥素浆, 并铺1:2水泥砂浆25~30mm厚, 再在其上浇筑混凝土, 可保证框架柱自然密实, 不会出现夹渣或烂根的质量问题。
3.2.2 控制好混凝土质量
保证水泥, 细骨料, 粗骨料, 水, 外加剂质量的前提下, 混凝土工程质量的浇筑就成为框架结构工程的关键因素。混凝土在拌制过程中的主要问题有:水灰比失控, 计量不准确甚至不计量, 施工配合比不根据砂、石料的含水率变化及时调整, 偷工减料, 振捣过程中出现漏振、过振、漏浆等导致混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等现象。所有这些都会直接对混凝土强度产生不利影响[3]。因此施工过程中注意以下几个环节:a.对原料的结构控制。水泥, 粗细骨料, 水, 外加剂应该根据施工的环境, 如温度, 潮湿度进行合理的计算。首先要准确调整水灰比, 在现场施工时根据试验室出具的理论配合比, 实测砂、石的实际含水量, 准确计算用水量;水的计量采用电子装置自动计量, 计量设备定期检定合格。其次要确定水泥浆的用量、砂率及坍落度。b.混凝土的搅拌、运输、浇注、振捣。混凝土搅拌时间要适当, 时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。
3.3 混凝土中配筋和配箍质量控制
墙体结构式简而言之就是钢筋和混凝土, 在满足计算要求和构造要求的前提下, 配筋率、和配箍应该是以经济原则为前提。a.配筋率和配箍率。以框架结构梁柱节点部位为例, 其钢筋数量和截面面积越小越好, 因为只有这样才能保证钢筋的间距和锚固长度, 而且也便于施工, 因为在混凝土的浇注过程中, 一是在梁柱节点部位钢筋的数量少则混凝土拌合物容易流动到边边角角和下层混凝土表面, 而且粗骨料也不会被钢筋从半空中卡住, 从而造成拌合物离析现象;二是钢筋的配筋率和配箍率少则钢筋间的净距就相对大一些, 在进行振捣的时候振捣棒就容易插入混凝土内部进行充分的振捣[4]。b.长度控制。首先是边柱和角柱柱顶纵向钢筋锚固长度控制。框架边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造分两种类型, 一种类型是柱筋锚入梁中, 另一种类型是梁筋锚入柱中。
结束语
框架结构施工质量的控制点非常多, 如原料质量的甄别, 混凝土浇筑过程中的各项原料配比, 搅拌程度, 以及后期浇筑和维护。在实际施工总, 应积极提高施工人员的工程理解水平和各项素质, 如管理技术干部、操作人员、服务人员。尽管建筑工作总体上知识含量不高, 但是如果从质量意识角度入手, 从关注细节入手, 对于提高框架结构施工质量应大有裨益。
参考文献
[1]杨晓红.框架结构混凝土工程施工质量问题[J].煤炭技术, 2008 (6) .
[2]叶华勇.抗震框架结构施工质量通病成因及对策[J].福建建筑, 2009 (4) .
[3]刘齐茂.强震作用下框架结构的优化设计[J].西北地震学报, 2008 (2) .
砌体结构裂隙的成因分析与控制 篇11
关键词：墙体裂隙 产生机理 控制措施
一、概况
在多层砌体结构建筑物中，墙体裂隙多有发生，裂隙出现的时间因不同的建筑物而异，有的出现早，有的出现晚，但多发生在单枪匹马的建房屋的1—3年内，缝宽不等，较宽者有3，二以上，严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂隙问题已经是一个普遍性的问题，它不仅影响了建筑物的正常使用，降低了建筑功能，缩短了使用年限，而且对抗震也是极为不利的，尤其是在住宅商品化的今天，这个问题已日益引起开发商情和居民的普遍关注，因此，如何控制砌体结构房屋墙体开裂的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。
二、裂隙成因及类型
产生裂缝的原因是多方面的，归纳起来主要有两方面：一是由于外荷载（包括静、动荷载）变化引起的裂隙，二是由变形引起的裂隙（主要有温度变化，不均匀沉隐或膨胀等变形产生应力而引导的裂隙）。在砌体结构的民用建筑中，砌体裂隙绝大部分是由于变形引导起的，温度变化是引起墙体形裂的主要因素。由于温度应力和变形而产生的裂隙具有“顶层重下层轻”、“两端重中间轻”、“阳面重阴面轻”的特点与规律，裂缝的类型及其产生的原因可具体分为如下5种：
1、八字形裂隙。主要出现在模墙与纵墙两端部，此种裂缝属正八字形的热胀裂缝，随温度升降而变化，其原因是由一地方财政民施工中的缺陷，使屋面保温层的热阻减少甚至失效，致使屋面板温度变形大于砌体温度变形，当产生一定的温度应力的，屋面板的推力就传给墙体，并因墙体温度附回应力在房屋两端较大，当砌筑砂浆强度较低时，则易发生剪力产生的主的应力，当超过砌体抗拉极限时，墙体即出现八字形开开裂。
2、倒八字形裂隙。属冷缩裂隙，主要出现在纵横墙两端的窗洞口处，尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩附加应力在墙体两端较大，当房屋收缩变形大于墙体时，在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂隙，使墙体开裂。
3、水平裂隙。多见于顶层横墙、纵墙，“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差，屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力，由于墙体在端部收缩要大于中部且砌体抗剪能力较低，使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂隙。
4、垂直裂隙。主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层处，。此种裂隙主要由于温度变化，墙体受到楼板的拉应力作用，在门穿洞口处产生应力集中效应而接裂，或因冷缩变形，在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝土上梁端和楼板错层处，引起墙体垂直开裂。
5、X形裂缝。多数沿砌体灰缝开裂，主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成，而底层墙体产生的S形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。
三、设计过程中对砌体裂隙的主动控制
砌体结构裂隙一旦产生，就会降低建筑物的使用功能，嚴重裂隙还会影响结构安全，同时对列隙进行“加固补强”困难较大，因此防止、控制砌体结构产生裂隙是十分重要的，尤其是在地震区更为重要，否则将产生严重后果。
1、从计算角度控制。
由于砌体裂隙主要是由间接作用引起的，而温度变化与材料胀综系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定计算目前尚无统一的规范，因此设计人员应根据当地的实际情况，对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑的的计算，并对砌体强度进行分析计算，以减少在通常温差下变形裂隙的产生。
2、规范结构控制。
为控制裂隙的产生，在建筑物的平面布置设计中，结构的平面形状应力求规则对称，如平面形状不规则，应尽量采用“伸缩缝”将其分成若干独立规则单元，“以放为主，抗放兼施”，以避免由于墙体温度变化产生竖向开裂。对伸缩缝的设置，设计规范的规定一般较灵活，没有严格的明确规定，设计方法均由设计人员自行处理。根据多年实际经验，只要按规范每隔一定距离留一条“伸缩缝”，按“留缝就不裂”的简单方法，在一般情况即可得到基本控制。在建筑物的竖向设计时，应力求按竖向规范规则 ，尽可能不出现错层，以避免由于温度变化产生的水平裂缝。
3、构造控制。
（1）加强设置钢筋硷圈梁，提高墙体的整体性。在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈子梁；顶层外罪状梁应设计为暗圈梁，不应外漏，这样可使外罪状梁免受阳光直接照射或大气影响；无论“女儿墙”高低，均要设置钢筋混凝土压顶圈梁，并与“构造柱”连为整体，以抵抗裂缝的产生。（2）除据规范要求设置“构造柱”外，在“L”“I”“L”平面形状中的纵横墙交接处必须设置“构造柱”，以提高建筑物的整体刚度和墙体的可延性，约束墙体裂缝的扩展。（3）提高屋面板的整体性。屋面板最好采用现浇板，或在预制屋面板上增加现浇层，在预制屋面板与外纵培墙间设置现浇板带，预制屋面板间设置现浇板缝梁，使屋面成整体式装配。（4）在房屋顶层端部1—2开间范围内的墙体采用配筋砌体，即每隔8皮砖在水平灰缝内加配2必6钢筋，并在1—2开间范围内拉通，与“构造柱”钢筋结合。顶层用砖不应低于MU7.5，砌筑砂浆强度不应代于MS，以提高墙体坑裂能力。
1）、当屋面保温层未达到热工要求和节能标准时，应重做四屋面保温层，使裂缝稳定，因为对温度裂缝仅做一般性的加固补强是无济无于事的，必须从减少温度应力人手。保温层使用的绝热材料要满足表面现密度、粒经、导热系数与含水率等各项技术接线员标的 要求，在施工中要格按照设计的和现行施工规范的要求施工，力求达到设计的保温效果。
2、）对地基不均匀沉降引起的砌体裂隙，应先加固地基，等沉降量达到稳定标准（平均日沉量0.02-0.03以内）后，再加固墙体。
3、）对外纵墙、横墙、肉纵墙的裂隙采用钢盘网水泥砂浆抹面加固法，剔灰缝深12cm，必胀错栓500，呈梅花型分布。挂钢筋网必，M10水泥砂浆40mln厚，3道成活，施工完后，要注意喷水养护预防空鼓。
4）、对于轻微裂隙可用水泥砂浆加107胶嵌补即可。
钢结构焊接质量控制 篇12
1.1 对于首次焊接的钢种, 进行焊接工艺评定, 并制定相应的焊接工艺。
1.2 对母材及焊材种类、焊接位置的控制。上岗人员执证上岗, 焊工要有焊工合格证。
1.3 严格把住接头装配质量关。接头的装配质量包括:坡口质量, 根部间隙, 对口错边量等几个方面。
1.4 当焊接表面潮湿、有油污, 焊接环境温度过大或焊接部位受风、雨、雪直接侵袭时, 都无法保证焊出高质量的焊缝, 特别是焊低氢焊条时更容易出现问题。
1.5 焊接过程中为减少焊接应力, 防止产生焊接裂纹, 应严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热, 在整个焊接过程中应随时加热以保证焊缝道间温度并一次焊完一条焊缝, 在焊接完成后应及时按标准要求进行后热。
1.6 对设计及国家规范要求探伤的焊缝, 按规定进行检验。
2 无损探伤是进行焊缝质量检验的重要手段
2.1 焊缝无损探伤的种类
(1) 超声波探伤。 (2) 射线探伤。 (3) 磁粉探伤。 (4) 渗透探伤。
2.2 焊缝无损检测方法的选用原则
(1) 对于设计要求熔透焊缝内部缺陷检测, 应优先用超声波探伤方法, 当超声波探伤不能对缺陷作出判断时, 即超出使用标准的适用方法时, 应采用射线探伤。 (2) 当采用射线探伤方法时, 应优先采用X射线源进行透照检测, 确因厚度、几何尺寸或工作场地所限无法采用X射线时, 可采用γ源进行射线透照。 (3) 对于焊缝表面缺陷的检测, 应优先采用磁粉探伤, 只有存在结构形状等原因无法进行磁粉检测的场合下才采用渗透检测。 (4) 当采用渗透探伤方法时, 宜优先选用具有较高检测灵敏度的荧光渗透检测, 当检测现场无水源、电源的情况下, 可以采用着色渗透检测。 (5) 当采用两种或两种以上的检测方法对同一部位进行检测时, 应符合各自的合格级别;如采用同种检测方法的不同检测工艺进行检测, 其检测结果不一致时, 应以危险度大的评定级别为准。
2.3 焊缝质量等级
焊缝质量等级是设计图纸中要求对焊接质量的等级, 共分为三级:一级、二级、三级。
2.4 焊缝无损检测的检验等级
(1) 超声波检验等级分为A、B、C三个级别。 (2) 射线检验等级为A、AB、B三个级别。 (3) 渗透检验灵敏度等级1级、2级、3级。
2.5 焊缝缺陷的评定等级
(1) 超声波检验焊缝内部缺陷的评定等级分为I、II、III、IV级。 (2) 射线检验焊缝内部缺陷的评定等级I、II、III、IV级:I级焊缝内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣;II级焊缝内应无裂缝、未熔合和未焊透;III级焊缝内应无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透;焊缝缺陷超过III级者为IV级。焊缝缺陷分圆形缺陷和条状夹渣缺陷两类, 并分别有评定等级。在圆形缺陷评定区内, 同时存在圆形缺陷和条状夹渣或未焊透时应各自评级, 将级别之和减1作为最终级别。 (3) 磁粉检测焊缝质量分级I、II、III、IV级。 (4) 渗透检测焊缝质量分级I、II、III、IV级。
说明:三、四、五项具体详见规范。
2.6 钢结构焊缝无损探伤检验具体要求
(1) 设计要求全焊透的焊缝, 其内部缺陷的检验应符合下列要求:a.一级焊缝应进行100%的检验, 其合格等级应为“钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法”GB11345-89中B级检验的II级及II级以上;b.二级焊缝应进行抽检, 抽检比例20%, 其合格等级应为“钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法”GB11345-89中B级检验的III级及III级以上;c.全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。 (2) 设计文件制定进行射线探伤或超声波探伤不能对缺陷性质作出判断时, 可采用射线探伤进行检测。射线探伤应符合“钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级”GB3323-87的规定, 射线照相质量等级应符合AB级的要求。一级焊缝评定合格等级为II级及II级以上, 二级焊缝评定合格等级应为III级III级以上。 (3) 下列情况之一应进行表面检测:a.外观检查发现裂纹时, 应对该批中同类焊缝进行100%的表面检测;b.外观检查怀疑有裂纹时, 应对怀疑的部位进行表面探伤;c.设计图纸规定进行表面探伤时;d.检查员认为有必要时。 (4) 铁磁性材料应采用磁粉探伤进行表面缺陷检测。确因结构原因或材料原因不能使用磁粉探伤时, 方可采用渗透探伤。磁粉探伤应符合焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级JB/T6061-1992的规定, 渗透探伤应符合焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级JB/T6062-1992的规定。
2.7 焊缝无损检测的时机及要求条件
2.8 焊缝检测的计数规则及合格评定
(1) 焊缝内部缺陷无损检测计数规则:一级焊缝探伤比例100%, 即全数探伤;二级焊缝探伤比例20%。对于工厂制作焊缝, 应按每条焊缝长度计算比例, 且探伤长度≥200mm, 当焊缝长度≤200mm时, 应对整条焊缝进行探伤;对于现场安装焊缝, 应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算比例, 探伤长度应≥200mm, 并应不少于1条焊缝;三级焊缝不要求进行内部缺陷的无损探伤。 (2) 焊缝处数的计数方法:工厂制作焊缝长度≤1000mm, 每条焊缝为1处;长度≥1000mm时, 将其划分为每300mm为1处;现场安装焊缝每条焊缝为1处。 (3) 抽样检验的合格判定:抽样检查的焊缝数如不合格率<2%时, 该批验收应定为合格;不合格率>5%时, 该批验收应定为不合格;不合格率在2%～5%时, 应加倍抽检, 且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加1处, 如在所有抽检焊缝中不和各类≤3%时, 该批验收应定为合格, >3%时, 该批验收应定为不合格。当批量验收不合格时, 应对该批余下焊缝的全数进行检查。当检查出1处裂纹缺陷时, 应加倍抽检, 如在加倍抽检焊缝中未检查出其它裂纹缺陷时, 该批验收定为合格, 当检查出多处裂纹缺陷或加倍抽检又发现裂纹缺陷时, 应对该批余下焊缝的全数进行检查。 (4) 所有检查出的不合格焊缝都应100%的予以补修至检验合格。同一部位返修不宜超过2次。
3 焊缝的质量控制措施
3.1 脱氧及掺合金。
为了补偿烧损的合金, 提高焊缝的力学性能和物理化学性能, 在焊条药皮中加入锰铁合金等进行脱氧、脱硫、脱磷、去氢、渗合金等, 从而保证焊缝的性能。
生成的MnS、CaS、硅酸盐MnO.SiO2和稳定的复合物;P2O5不溶于金属, 进入焊渣, 最终被清理掉。
3.2 焊前进行清理。
对坡口以及焊缝两侧的油、锈及其它杂物进行清理;对焊条、焊剂进行烘干。
3.3 合理的焊接顺序和焊接方向。
先焊收缩量大的焊缝, 以保证焊缝能够自由收缩;拼板时, 先焊错开的短焊缝, 后焊通直的长焊缝。另外, 焊前预热、焊后锤击焊缝金属, 使之延伸, 可以减少焊接应力。
3.4 形成保护气氛
(如CO2、氩气等)，限制空气侵入。
3.5 控制电弧长度。
因为电弧越长, 侵入的氧越多。
3.6