钢结构混凝土（精选12篇）
钢结构混凝土 篇1
0前言
结构在长期的自然环境和使用环境的作用下, 其功能必然逐渐减弱, 本文从结构加固程序和常见三大结构加固方法等方面, 对混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计方法进行综述。
1 结构加固工程的程序
结构加固一般遵循下列工作程序:结构可靠性鉴定※加固方案选定※加固设计※施工及验收
1.1 结构可靠性鉴定
结构可靠性鉴定分静力鉴定和抗震鉴定。前者依据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292-1999和《工业厂房可靠性鉴定标准》GBJ144-1990, 重点在结构的安全性和房屋的正常使用性;后者依据《建筑抗震鉴定标准》GB 52023-1995, 重点在房屋的综合抗震能力及整体性。
1.2 加固方案的选择
加固方案主要根据可靠性鉴定结果, 可靠性差异程度和原因, 结合该结构特点及施工条件, 按安全可靠, 经济合理原则选择。静力加固着重于结构承载能力提高和房屋使用功能的改善;抗震加固着重于结构稳定性提高和房屋整体性增强, 加固工作不应破坏原有结构, 一般情况下不宜扰动原有地基基础。
1.3 加固设计
加固设计应力求概念清楚正确, 技术先进可靠, 工艺简便可行, 包括加固前后结构内力分析及承载力计算、截面设计、构造措施、拟采用的施工方法及工艺要点等, 承载力计算应考虑新旧结构共同工作及二次受力问题, 对于静力加固, 加固时原结构的应力水平, 不应超过结构裂损程度限值, 否则应进行卸荷加固
1.4 施工及验收
施工是对加固设计的实施过程, 一般应由有加固资质的专业化队伍或经专门培训的施工队伍进行。并应按加固设计图及现行国家规范标准验收。
2 混凝土结构的加固
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类, 设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
2.1 直接加固的一般方法
2.1.1 加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层, 可增加截面有效高度, 扩大截面面积, 从而提高构件正截面抗弯, 斜截面抗剪能力和截面刚度, 起到加固补强的作用。在适筋范围内, 混凝土构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下, 增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面, 通过新加部分和原构件共同工作, 可有效地提高构件承载力, 改善正常使用性能。加大截面加固法施工工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2.1.2 置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近, 且加固后不影响建筑物的净空, 但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
2.1.3 有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边, 外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法, 即采用环氧树脂灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体, 加固后的构件, 由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高, 因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。该法也称湿式外包钢加固法, 受力可靠、施工简便、现场工作量较小, 但用钢量较大, 且不宜在无防护的情况下用于600℃以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
2.1.4 粘钢加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段 (正截面受拉区、正截面受压区或斜截面) 表面粘贴钢板, 这样可提高被加固构件的承载力, 且施工方便。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业, 对生产和生活影响小, 且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响, 但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
2.1.5 粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域, 使它与被加固截面共同工作, 达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需要专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
2.1.6 绕丝法
该法的优缺点与加大截面法相近, 适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固, 或需对受压构件施加横向约束力的场合。
2.1.7 锚栓锚固法
该法适用于混凝土强度等级为C 20~C 60的混凝土承重结构的改造、加固, 不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3 间接加固的一般方法
3.1 预应力加固法
3.1.1 预应力水平拉杆加固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件, 由于预应力和新增外部荷载的共同作用, 拉杆内产生轴向拉力, 该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上 (当拉杆与梁板底面紧密贴合时, 拉杆会与构件共同受力, 此时尚有一部分压力直接传递给构件底面) , 在构件中产生偏心受压作用, 该作用克服了部分外荷载产生的弯矩, 减少了外荷载效应, 从而提高了构件的抗弯能力。同时, 由于拉杆传给构件的压力作用, 构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。由于水平拉杆的作用, 原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压, 因此, 加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。
3.1.2 预应力下撑拉杆加固法
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固后, 形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系, 在外荷载和预应力共同作用下, 拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点 (下撑点和杆端锚固点) 传递给被加固构件, 抵消了部分外荷载, 改变了原构件截面内力特征, 从而提高了构件的承载能力。该法能降低被加固构件的应力水平, 不仅使加固效果好, 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力, 但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固, 但在无防护的情况下, 不能用于温度在600℃以上环境中, 也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
3.2 增加支承加固法
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度, 达到减少作用在被加固构件上的货载效应, 提高结构承载水平的目的。该法简单可靠, 但易损害建筑物的原貌和使用功能, 并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
3.3 其它加固法
辅助结构加固法是采用另制的辅助构件, 如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁, 部分或全部分担被加固梁的荷载。在支座附近加固后, 支座附近截面的有效高度提高了, 因此, 截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。
4 混凝土结构加固改造配套使用技术
4.1 托换技术
托换技术系托梁 (或桁架) 拆柱 (或墙) 、托梁接柱和托梁换柱等技术的统称;属于一种综合性技术, 由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比, 具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点, 但对技术要求较高, 需由熟练工人来完成才能确保安全。
4.2 植筋技术
植筋是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋, 也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救, 构件加大截面加固的补筋, 上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长, 房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
4.3 裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、现状和大小, 采用不同封护方法进行修补, 使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理, 但对受力性裂缝, 除修补外, 尚应采用相应的加固措施。内部修补法:内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中, 结硬后起到补缝作用, 并通过其胶结性使原结构恢复整体性, 该方法适用于裂缝宽度较大, 对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响, 或有防水防渗等要求的裂缝的修补。
4.4 碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性 (钝化作用) 或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
4.5 混凝土表面处理技术
系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
4.6 混凝土表层密封技术
系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。
4.7 其它技术
如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。
5 砌体结构的加固
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类, 设计时, 可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
5.1 适用于砌体结构的直接加固方法
5.1.1 钢筋混凝土外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强, 砌体加固后承载力有较大提高, 并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。
5.1.2 钢筋水泥砂浆外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固, 有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
5.1.3 增设扶壁柱加固法
该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但承载力提高有限, 且较难满足抗震要求, 一般仅在非地震区应用。
5.2 适用于砌体结构的间接加固方法
5.2.1 无粘结外包型钢加固法
该法属于传统加固方法, 其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少, 受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸, 却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高, 并需采用类似钢结构的防护措施。
5.2.2 预应力撑杆加固法
该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力, 且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。
5.2.3 砌体结构构造性加固与修补
(1) 增设圈梁加固。当圈梁设置不符合现行设计规范要求, 或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷, 或房屋的整体性较差时, 应增设圈梁进行加固。
(2) 增设梁垫加固。当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时, 应增设梁垫进行加固。
(3) 砌体局部拆砌。当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时, 可将破裂墙体局部拆除, 并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。
(4) 砌体裂缝修补。在进行裂缝修补前, 应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素, 确定造成砌体裂缝的原因, 以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
6 钢结构加固的方法
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时, 亦可采用其它加固方法。
6.1 改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件, 增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。
6.1.1 改变结构计算图形的一般加固方法
(1) 对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固: (1) 增加支撑形成空间结构并按空间结构验算; (2) 加设支撑增加结构刚度, 或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性; (3) 增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性; (4) 在排架结构中重点加强某一列柱的刚度, 使之承受大部分水平力, 以减轻其它柱列负荷; (5) 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
(2) 对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固: (1) 改变荷载的分布, 例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载; (2) 改变端部支承情况, 例如变铰接为刚结; (3) 增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构; (4) 调整连续结构的支座位置; (5) 将结构变为撑杆式结构; (6) 施加预应力。
(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固: (1) 增设撑杆变桁架为撑杆式结构; (2) 加设预应力拉杆。
6.1.2 加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时, 所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。
6.1.3 连接的加固与加固件的连接
钢结构连接方法, 即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择, 应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件, 并考虑结构原有的连接方法确定。钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接, 有条件时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时, 应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
6.1.4 裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时, 应设法修复。在修复前, 必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性, 有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施, 对不宜采用修复加固的构件, 应予拆除更换。
钢结构混凝土 篇2
混凝土结构厂房结构吊装论文【1】
摘 要：近年来，随着我国工业的快速发展，厂房工程也随之增多，钢筋混凝土结构以其自身具有的诸多特点，被广泛地被应用到工业厂房的建设当中。
由于混凝土结构构件中的柱子以及屋架的体积和重量越来越大，使得施工过程中采用吊装的方式提出了更高的要求。
基于此点原因，本文首先概括的阐述了混凝土结构厂房结构吊装的施工特点，并在此基础上详细的介绍了混凝土结构厂房结构吊装施工要点，仅供参考。
关键词：混凝土结构厂房;吊装;钢筋混凝土柱;预应力屋架
一、混凝土结构厂房结构吊装的施工特点
就混凝土结构厂房吊装施工而言，其具有以下特点：其一，结构构件的安装高度、体积大小以及重量等是选择起重设备时需考虑的主要因素;其二，结构构件加工制作过程中的质量，将会对施工进度以及吊装质量产生直接影响，如构件的预埋位置是否准确、强度是否符合要求等。
其三，结构构件在起吊就位的过程中，必须根据吊装时的受力特点准确选好吊点，并且还需对主要构件的刚度和强度在构件制作前进行验算;其四，在进行吊装施工前，必须将结构构件加工制作时的平面布置与吊装的实际运行线路结合在一起考虑，以提高吊装效率，尽量避免倒运。
其五，由于结构吊装构件自身的特点以及吊装过程高空作业量较大。
因此，在施工过程中需特别注意安全，并且应制定有效地安全技术措施，避免施工过程中发生安全事故。
二、混凝土结构厂房结构吊装施工要点
(一)钢筋混凝土柱子的吊装
1.吊装施工前的准备工作。
为了能够使后期吊装的过程更加顺利，必须对构件制作时的质量进行严格控制。
①必须严格按照有关质量标准对混凝土材料中的砂石、水泥、添加剂等主要原料的质量进行控制，同时还需考虑构件的耐久性这一因素;②控制好结构构件的尺寸。
主要包括截面尺寸、轴线间距离、节点截面尺寸以及构件总的几何尺寸等;③预留孔和预埋件的安装。
确保预留孔的准确性以及预埋件的合理性，能够为吊装工作的顺利开展提供准备;④清理基础杯口，按照实际标高与构件制作的实际尺寸相结合找平杯口底，并以杯口边的柱轴线以及边线作为立柱的标准;⑤对厂房的柱距及跨度进行检查，可采用钢卷尺测量基础上弹出的轴线尺寸的方法确定实际的柱距及跨度，若与设计要求误差太大，则必须在吊装进行前，采取一定的措施加以处理;⑥对预制柱进行翻身，并准备好与吊装有关的一系列工具，如索具、经纬仪等。
2.钢筋混凝土柱吊装。
①确定起吊点，并在柱身绑扎起吊索，对于自重较小的混凝土柱，一般在牛腿下部绑扎一点即可，而配筋较少、体型细长以及自重较大的柱子，应尽量绑扎2～3点;②起吊，以单机进行吊装时，采用旋转法，没有专门措施一般不得采用滑行法吊装;③柱子就位及临时固定。
在柱子被吊起后放入杯口之前，现场配合吊装的工作人员应事先准备好钢楔或木楔，并在柱子插入杯口后将楔子钉入杯口与柱子的间隙中，以此来确保柱身能够基本垂直;④利用经纬仪对柱身垂直方向的两个向进行观测，并校正柱身的垂直度，可采用打楔子、钢钎撬柱根和在柱身中间位置用钢管斜顶等方法进行校正;
⑤校正完毕后，便可在柱身与杯口的空隙中浇灌混凝土进行正式固定，首次浇灌时应尽量没过楔子底面，当混凝土达到设计强度的30%后，拔出楔子进行二次浇灌，并与杯口上平即可。
(二)预应力屋架
1.预应力屋架制作。
①可采用现场叠浇的方法进行预应力屋架的制作，叠浇的高度不超过4层，即可满足场地布置的要求。
为了便于屋架的涂料施工，可将腻子作为隔离剂，并将其薄而均匀的刷在屋架上，屋架涂料可在地面一次成活，减少高空作业量;②钢筋，钢筋的制作及安装需严格按照04G415-1中的相关规定进行，并且还应对各节点的抗震措施加以注意，同时还需严格控制钢筋保护层。
预应力孔道可选用波纹管进行预埋，为了确保管位准确，避免混凝土浇筑过程中受到挤压发生位移，可用钢筋架将其固定。
波纹管安装后，应对接头位置的严密性进行检查并在波纹管内设置钢管，在屋架成型后将其拔出;③混凝土的水灰比应尽量控制在0.4～0.5左右，砂、石、水泥等材料需作碱含量检测，外加剂严禁使用含氯化物的，混凝土的初凝时间必须大于45min，并由专人负责混凝土的振捣，确保均匀、密实。
混凝土屋架必须一次浇筑成型，严禁留有施工缝，浇筑完成后，需进行浇水养护，养护时间不得少于14d。
2.预应力工程。
①预应力钢绞线应有产品质量合格证，且外观无明显缺陷，如油污、生锈、损伤等，同时钢绞线的力学性能应符合设计要求，在下料时必须用砂轮机进行切割，严禁使用电弧切割。
可选用液压式千斤顶作为张拉设备，并配以精度等级不低于1.5级的压力表;②张拉前需对以下内容进行全面检查：屋架构件的几何尺寸、孔道位置及畅通情况、混凝土浇筑及振捣质量、灌浆孔位置、预埋铁板位置等，看其是否符合设计和施工要求;③预应力筋必须待混凝土达到100%设计强度要求时方可进行张拉。
进行张拉时应按照对称张拉的原则进行，以确保构件能够均匀受力，避免侧弯、变形。
3.屋架吊装。
①吊装前应做好以下准备工作：复核柱轴线及标高、检查屋架构件及吊环、吊车及索具的受力情况等;②屋架翻身、就位。
③屋架吊装。
进行吊装过程中，必须确保屋架吊点在屋架中心位置处，起吊后应尽可能让屋架保持水平，并使其基本安装轴线后缓慢落钩，对好先后便可进行临时固定，随后校正垂直度，进行最后固定即可。
结论：
总而言之，为了确保混凝土结构厂房吊装施工能够顺利完成，必须对各种构件的制作、布局、起吊及安装等环节进行详细、周密的考虑，一旦其中任意一个环节出现问题，势必会对工程的顺利进行造成影响。
参考文献
[1]彭春生.浅谈工业厂房预制混凝土构件的吊装施工[J].福建建材.(08). [2]梁智雄.预制钢筋混凝土柱施工方案探讨[J].企业科技与发展.(14). [3]杨长成.陈保家.陈平.厂房预应力屋架的施工及抗裂分析[J].施工技术.2009(12). [4]王朝钒.顾三新.主厂房预制钢筋混凝土结构施工[J].建筑施工.(09).
混凝土结构厂房结构吊装施工技术【2】
【摘 要】当下我国的经济发展迅速，工业发展也是日益推进，在工业发展的同时，我国的混凝土结构厂房建设工程也在逐渐地增多。
但是因为混凝土结构构件中的柱子、屋架的重量和体积都在不断地增大，日益增大的体积与重量对施工过程中的吊装的要求也是越来越高。
文章立足于此，针对当下混凝土结构厂房的吊装进行分析笔者还根据自身的实践对混凝土结构厂房的结构吊装的施工要点进行分析，希望对以后的混凝土结构厂房的结构吊装有所帮助。
【关键词】混凝土厂房;结构吊装;特点;施工工艺
1、引言
钢筋混凝土因为自身的很多特点，在工业厂房的建设过程中得到广泛地运用，但是对混凝土结构厂房结构吊装的要求也越来越高。
结构吊装作为装配式建筑的主导工序，在装配式钢筋混凝土工业厂房的构件制作完成后，经过养护，混凝土已达到设计强度，对外加工的构件也已具备提货运入的`时间，这样厂房的吊装作业就可以开始了。
2、混凝土结构厂房结构吊装的施工特点
混凝土结构厂房的结构吊装施工特点，具体而言具有以下几个方面：①在进行混凝土结构厂房结构吊装施工的过程中要充分考虑构件的安装高度以及其体积的大小、重量等，这些都是选择其中设备时需要考虑的问题;②要知道结构构件的加工制作过程中的质量问题直接影响到施工进度以及吊装质量，比如对结构构件的预埋位置是否合理与准确，构件的强度是否符合要求等等;
③在对结构构件进行起吊的过程中，务必要科学、合理地选择起吊点，在进行选择的时候要依据吊装时的受力特点进行，另外对于在构件制作前，要对结构构件的刚度以及强度进行检验、验算;④在吊装之前，务必要把结构构件加工制作时的平面布置和吊装的实际运行线路联系起来，综合考虑，综合考虑的效果是有利于提高吊装的效率，有力地避免倒运。
混凝土结构加固方法选择 篇3
【关键词】:混凝土结构 加固方法
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)06-0037-01
结构加固,是对已有的受力结构来进行加固补强,使其满足新的使用要求及安全性,达到节约成本,减少资金浪费的目的。
由于建筑物在长期的使用过程中由于年代长,使用维护不当或者其他原因,使得建筑物存在结构问题,危及结构安全。而由于新建建筑投资大,所以采用不进行拆除重建,而是采用结构加固的办法,用少量的投资来进行维修和加固就可以恢复其承载力,确保安全使用。另外,也可能由于为了使建筑物达到新的使用要求,需要对原结构进行加固,来达到新的用途。目前常用的加固方法通常有: 加大截面、增补钢筋、预应力、改变传力途径、改变受力体系、粘钢、包钢、粘贴碳纤维等。 混凝土结构目前常用的的方法通常有: 对有裂缝的混凝土构件应先进行裂缝修补和化学灌浆,是否另外做加固补强,应根据实际情况,应根据实际承载力而定。下面就谈谈几种常用的加固方法。
1、灌浆加固
当混凝土建筑物由于本身有裂缝,需要对裂缝进行修补,此时可进行灌浆加固,一般采用密封剂灌浆及结构粘合剂加固修补,在不影响生产使用的情况下可以达到预期的强度,延长结构的适用寿命,施工快捷方面,不需要大型机械作业,加固效果安全可靠。可根据裂缝情况、灌入状况来调整压力,细微裂缝均可修补,可以直接用眼观察来控制灌入量。适用于工业民用交通建筑,桥梁、隧道、堤坝等。
2、加大截面
加大截面是指在原构件的表面浇一层新的混凝土并补加钢筋,达到提高建筑物构件承载能力的目的。使用这种方法时,混凝土结构与新混凝土接触的表面凿毛,并且每隔一定距离要凿槽,在新浇混凝土层中加配箍筋及钢筋。新浇混凝土的强度等级比原混凝土强度高一级,石子最大粒径不宜超过新浇混凝土最小厚度的一半及钢筋最小间距距3/4。加固配筋采用钢筋,必要时再用角钢或钢板。根据混凝土的结合情况,加大后的截面分为新旧混凝土截面独立工作和整体工作两种情况。
3、增补钢筋或型钢
增补钢筋是或型钢指在建筑物的梁上补加受拉钢筋或型钢,来达到提高承载能力的目的。
增补钢筋所使用的连接方法有全焊接法、半焊接法和黏结法3种:全焊接法是增补钢筋直接焊接在梁的原筋上,以后不在补浇混凝土做黏层保护;半焊接法是指将增补筋焊接在梁中原筋上后,再补浇或喷射一层细石混凝土进行黏结和保护;黏结法是增补筋完全依靠后浇混凝土的黏结力传递,来参与原梁的工作。
增补型钢所使用的连接方法有湿式外包法和干式外包法两种。湿式外包法是用结构粘接水泥砂浆把角钢粘在原梁下边角部,并用U形扣件加固,外部再用水泥砂浆包裹。
干式外包法就是型钢与原梁间无任何胶黏剂。
4、施加预应力
施加预应力是指采用预应力钢筋对结构进行改造加固的方法。这种方法具有施工简便和增加结构使用空间的特点。比如在旧的建筑中必须要取消受力柱或者梁,增大使用空间,此时可需要加固的受拉区段外面补加预应力筋,对钢筋进行张拉,并将其锚固在其它受力梁、板的端部。预应力筋通常裸置于梁体之外,所以预应力筋的张拉也是在梁体外进行的。
张拉方法分为三种:千斤顶张拉法,即使用千斤顶对钢筋进行张拉,施加预应力;横向收紧法,即锚固钢筋的两端,使用工具让钢筋由直变弯产生拉伸应变,建立预应力;竖向张拉法。锚固的方法分为四种:高强螺栓锚固;钢板托套锚固;套箍锚固;U形钢板锚固。
5、改变受力体系
改变受力体系,即改变结构受力,在梁的中间设支点或者将多跨简支梁改为连续梁等方法,可大幅度提高承载力。
支点的刚度可以分为刚性支点和弹性支点。新增设的支撑件刚度大,使结构构件的新支点在外荷载作用时基本没有竖向位移,这就是刚性支点,例如集中支撑体系。如果支撑件相对刚度小,在外荷载作用时变形大时,此为弹性支点,例如受弯支撑体系。
支撑的受力可以分为预应力支撑和普通支撑。其中预应力支撑是支撑杆件被施加预压应力,对被加固的部位产生预顶力,预应力的大小以支撑部位的上表面不出现裂缝和不需增设附加钢筋为宜
在多跨简支梁的支座处凿出钢筋槽,清理后放入加配的钢筋,并对钢筋加2kN/m的压力,产生负弯矩,使其可以承受弯矩,通过此方法可使简支梁体系变为连续梁体系,跨中弯矩减小,提高承载力。
6、粘钢加固
粘钢加固是用结构粘接剂将钢板粘贴在结构构件的表面,增加结构的强度喝刚度。粘钢加固使得结构坚固耐用,而且加固速度快,根据加固构件的不同使用不用的钢板样式,而且费用经济。使用粘钢加固时,工程师根据结构的部位及特点来设计加固的方案,选择适合的钢板。
7、粘贴碳纤维结构加固
粘贴碳纤维结构加固是指采用高性能粘结剂将碳纤维片材或者碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两者共同工作,提高建筑结构的承载力,达到对建筑物进行加固、补强的目的。碳素纤维有高强度PAN基碳纤维和高弹性沥青基碳纤维,特点是强度高,抗拉强度是钢材的10倍;重量为刚才的五分之一;疲劳强度高,耐久性好,耐磨损,抗老化;复合材料的弹性模量高于钢材,玻璃纤维复合材料的弹性模量为钢材的一半,可以根据不同的结构选择;其中碳纤维布的厚度仅为2mm左右,基本不增加构件截面,能保证碳素纤维布与原构件共同工作;施工方便、不养护、无噪声、保持结构和节省造价。适合加固梁、板等受弯构件和受拉构件,不适合对小偏压构件和轴压构件进行加固。
通过上面的介绍,在实际工程中,遇到加固混凝土结构的问题,需要根据不同的结构部位,不同的使用要求,来进行加固方法的选择以及加固方案的具体设计,否则选用的加固方法不合理反而会引起结构的不安全。本文中提到的多种方法中都涉及到结构粘接剂,这个的具体选择也必须根据不同的条件和加固方法进行选择,当然在施工中,粘接剂的使用必须处理好,才能达到预期的加固目的。
参考文献:
[1]混凝土结构加固设计规范(GB50367-2006)
[2]《外贴纤维增强塑料板的混凝土结构加固技术》,何颖、胡云飞 2009
[3]《粘钢加固在混凝土结构工程上的应用》,刘力 2009
[4]碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程CECS 146:2003
型钢混凝土钢结构梁柱吊装工艺 篇4
某工程位于广州珠江新城花城大道与海清路交界处, 本工程总建筑面积约11.63万m2, 其中地下为三层, 地上由5栋44层结构组成, 分别为T1-T5栋。其中T1栋建筑总高度均为146.8m, T2栋、T3栋、T4栋和T5栋为建筑总高度均为149.95m。
从-3层至4层各层的结构标高为-3层-12.200m、-2层-8.200m、-1层-4.200m、1层±0.000m、2层7.95m、3层11.1m、4层16.8m。
T1~T3栋相互紧邻。T4、T5栋相互紧邻。如图1:
2 钢结构工程概况
本工程钢结构工程包括五栋住宅楼-12.2m标高~16.8m标高的H型钢和十字型钢钢骨柱, 还有+16.8m标高的焊接H型钢钢骨梁。
本工程钢结构用钢量:钢柱1372.16t, 钢梁399.82t。
3 现场施工条件
T1-T5栋位于项目北区, 项目地下室有三层。现场布置有土建施工用塔吊, 起重量最大6t, 除少量预计埋件外, 其他钢结构均不用塔吊进行吊装。北区基坑边缘距离围墙最宽处约10m, 最窄处不到3m, 造成吊装机械只能在围墙外站位。由于基坑与围墙间的部分空地并不多, 仅约5m宽, 土建已经用作钢筋堆场及加工场, 现场工地内已没有场地提供给钢结构作为堆场。待钢结构要安装时, 直接从花城大道上的货车用300t汽车吊将待安装的钢结构吊装到位。
4 钢结构现场安装方案
4.1 施工准备
⑴在现场钢结构安装前, 施工技术人员必须熟悉合同、图纸及规范, 编制详细的施工组织设计、各分项工程技术交底, 做好各项施工技术准备。
⑵主要机械设备确定
(1) 主要吊装机械
钢结构安装考虑到构件重量重, 工期又紧, 现场钢结构主要利用汽车吊进行吊装。每阶段钢结构安装均采用1台300t汽车吊。
(2) 本工程钢结构现场连接方式主要为焊接连接, 由于钢柱截面尺寸较大, 为增加焊接效率, 采用手工焊和CO2半自动焊结合, 以加快焊接速度。根据本工程的现场焊接工作量, 需配置CO2半自动焊机10台、交流弧焊机5台。
(3) 测量仪器的准备:本工程需配备全站仪1台、经纬仪2台、水准仪2台及50m卷尺若干等, 所有测量仪器在使用前, 均需计量标定, 并在计量有效期内使用, 超过有效期的要重新计量。
⑶构件进场验收检查
钢构件进场后, 按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符, 发现问题及时在回单上说明, 反馈给工厂, 以便更换补齐构件。按设计图纸、规范及工厂质检报告单, 对构件的质量进行验收检查, 做好检查记录。为使不合格构件能在厂内及时修改, 确保施工进度, 也可直接进厂检查。主要检查构件外形尺寸、螺孔大小和间距等。检查用计量器具和标准应事先统一。
制作超过规范误差和运输中变形的构件必须在安装前在地面修复完毕, 减少高空作业。
⑷钢构件堆场安排、清理
按照安装流水顺序将配套好运入现场的钢构件, 利用现场的装卸机械 (主要利用汽车吊) 尽量将其就位到吊机的回转半径内。钢构件堆放应安全、整体, 防止构件受压变形损坏。构件吊装前必须清理干净, 特别在接触面、摩擦面上, 必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。
⑸现场柱基检查
(1) 定位轴线的检查
根据控制定位轴线引到柱位置的基础上, 定位线必须重合封闭, 每根定位线的总尺寸误差是否超过控制数, 定位轴线必须垂直或平行;定位轴线的检查应由业主、监理、总包 (土建) 、安装联合进行检查, 对检验的数据要统一认可后才能进行钢结构的柱脚预埋;要把检验合格的建筑物定位轴线引到柱顶上。
(2) 柱间距检查
柱间距检查是在定位轴线被认可的前提下进行的, 用标准钢卷尺实测柱间距, 柱间距的偏差值应严格控制在±2mm以内;
(3) 柱中心线的检查
检查柱中心线与定位轴线的偏差。钢结构的安装质量和工效与柱基的定位轴线、基础标高直接有关, 必须对定位轴线的间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置进行检查、测量, 并经过监理及相关部门复测合格后才可进行下一节柱子的安装。
4.2 钢结构施工阶段现场吊机布置情况分析
本工程钢结构的施工主要为5栋住宅楼的-12.2m标高~16.8m标高的钢骨柱的吊装 (-3F~3F层) 及16.8m标高层 (4F) 的钢梁的吊装。
考虑到钢结构施工周期较短, 吊装内容也不是非常多, 现场施工时, 土建总包单位布置的塔吊没有考虑钢结构的吊装, 现场仅布置供土建施工的小型塔吊, 如图4所示。
现场布置的塔吊均为60m臂长塔吊, 塔吊的起重性能如表1所示。
从表1可以看出, 现场塔吊的最大起重能力为6t。
4.3 劲性钢骨柱及框架梁分段
分段原则:本工程钢柱类型主要为焊接H型钢柱和十字形柱, 其中焊接H型钢柱截面较小, 数量也较少。主要钢柱截面均为十字形。根据相关文件要求, 钢柱共分为四个吊装段:
第一吊装段:负三层;第二吊装段:负二层、负一层;第三吊装段:首层;第四吊装段:二层、三层。
显然分段最重为钢柱类型六, 对应钢柱编号为GGZ7, 分布在T4、T5栋建筑中, 最大分段重量11.18t。
4.4 钢结构安装思路及流程
考虑到本工程钢结构只是下部几层存在, 且主体结构位于大面积地下室内部。根据土建进度要求, 纯钢结构的吊装基本不会交叉进行。再综合考虑工程周边施工情况, 钢结构吊装时, 总体方案考虑为:
⑴预埋件采用土建塔吊进行吊装, 钢柱、钢梁均采用300吨汽车吊进行吊装。
⑵钢柱分为四个吊装段:第一段负三层, 第二段负二、一层, 第三段首层, 第四段二、三层。位置选在楼层面标高以上1.2m处。
注:当吊重大于3t时, 必须采用4倍率。
⑶因为每个吊装段工期仅为2d, 为保证吊机的安装效率, 安装吊机站位均在基坑外围或围墙外。
⑷每个吊装段施工均采用1台300t汽车吊吊装, 先吊装钢结构, 再交付土建单位进行核心筒和楼面的施工。
4.5 吊装工况分析及吊装机械选择
4.5.1 T1、T2、T3栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过2t。共36吊。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过3t。共36吊。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为两种:十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.5.2 T4、T5栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重7.1t;十字钢柱, 22吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过2t。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重11.18t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重10.84t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过3t。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为三种:双十字钢柱, 分段重10.43t;十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.6 钢柱的吊装工艺
4.6.1 首节钢柱吊装
首节钢柱即地下室钢柱吊装, 由大型汽车吊在围墙外进行吊装。
钢柱吊装时均需要设置四道缆风绳进行固定和调整。钢柱用四根缆风绳和倒链临时固定;用千斤顶校正柱脚对中, 经纬仪测量钢柱垂直度, 柱脚螺帽固定。然后与预埋分段进行焊接连接。
钢柱的垂直度校正, 采用布置两台经纬仪在两个方向上进行测量, 利用缆风绳调整。水平偏移则在钢柱脚部设置千斤顶进行调整。
4.6.2 地上部分钢柱吊装
⑴钢结构安装施工流程
先安装外框架钢柱, 完成后, 再进行核心筒部分的施工, 步骤为:底板混凝土施工→首段钢柱吊装→负二层楼板混凝土施工→第二段框架钢柱吊装→首层楼板混凝土施工→第三段框架钢柱吊装→第二层楼板混凝土施工→第四段框架钢柱吊装→二层、三层梁板混凝土施工→转换梁钢梁安装。 (上层钢结构吊装前, 吊装部位的混凝土需达到相应合格的强度方可吊装) 。
⑵钢柱吊装工艺
(1) 吊装准备
本工程超高层结构钢柱主要为焊接H型钢钢骨柱、焊接异型十字型截面钢骨柱、钢管混凝土柱等几种, 最重钢柱分段重量为11.18t。根据钢构件的重量及吊点情况, 准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。在柱身上绑好爬梯, 并焊接好安全环, 以便于下道工序的操作人员上下、柱梁对接及设置安全防护措施等。
(2) 吊点设置
钢柱吊点的设置需考虑吊装简便, 稳定可靠。为避免钢构件的变形, 钢柱吊点设置利用两个临时连接耳板作为吊点。为了保证吊装平衡, 在吊钩下挂设两根足够强度的单绳进行吊运, 钢柱起吊前绑好爬梯。
(3) 钢柱吊装
吊装前, 下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净, 保证上下节钢柱对接面接触顶紧。两组临时连接板用双夹板和临时螺栓连接固定, 钢柱焊接完成2/3后割除。
下节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内, 在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理, 逐节进行纠偏, 避免造成累积误差过大。
钢柱吊装到位后, 钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合, 并四面兼顾, 活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上, 穿好连接螺栓, 连接好临时连接夹板, 并及时拉设缆风绳并设置斜撑对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后, 即可进行初校, 以便钢梁的安装。
(4) 钢柱垂直度整体校正
外立面钢柱垂直度应整体考虑, 用倒链、钢丝绳将钢柱往同一方向牵拉校正。
钢柱校正后, 在柱顶用钢卷尺丈量两根钢柱之间的间距尺寸, 复核间距正确无误才能交下道工序。配合经纬仪进行测量定位, 对于梁柱节点位置处的牛腿, 钢柱安装采用全站仪对各对接口进行定位复测。
在柱顶架设水准仪, 测量各柱顶标高, 根据标高偏差进行调整。可切割上节柱的衬垫板 (3mm内) 或加高垫板 (5mm内) , 进行上节柱的标高偏差调整。
(5) 钢柱安装注意事项
钢柱吊装应按照各分区的安装顺序进行, 并及时形成稳定的框架体系;
每根钢柱安装后应及时进行初步校正, 以利于钢梁安装和后续校正;
校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑, 全面兼顾, 每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求;
钢柱安装前必须焊好安全环及绑牢爬梯并清理污物;
利用钢柱的临时连接耳板作为吊点, 吊点必须对称, 确保钢柱吊装时为垂直状;
每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上, 不得从下层柱的轴线引上;
结构的楼层标高可按相对标高进行, 安装第一节柱时从基准点引出控制标高标识在混凝土基础或钢柱上, 以后每次使用此标高, 确保结构标高符合设计及规范要求;
当本层钢柱和框架主梁吊装完成, 采取高强螺栓连接完成后, 应及时催促土建单位进行十字柱内混凝土浇灌;
上部钢柱之间连接的连接板待校正完毕, 并全部焊接完毕后, 将连接板割掉, 并打磨光滑, 并涂上防锈漆。割除时不要伤害母材;
起吊前, 钢构件应横放在垫木上, 起吊时, 构件在地面上不得有拖拉现象, 回转时, 需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行, 就位时缓慢下落, 防止擦坏螺栓丝口。
4.7 钢梁吊装
⑴钢梁吊装概况
本工程钢梁主要为17.3m标高层的大截面钢骨梁, 钢骨梁主要截面为H2200×400×35×25、H2200×300×35×25、H2200×400×35×35、H2100×2500×30×16。
钢骨梁最大截面为H2200×400×25×35, 每米重量0.64t, 根据现场情况, 钢骨梁吊装时, 主要也是利用300t汽车吊进行吊装。
钢骨梁的最大跨度为8m, 考虑到十字钢柱的截面减少量及钢柱牛腿的影响, 钢骨梁的最大吊装跨度约6.5m, 因此其最大吊装重量为0.64×6.5×1.1=4.58t, 显然小于钢柱的吊装重量。
⑵钢梁吊装
钢梁总体随钢柱的安装顺序进行, 相邻钢柱安装完毕后, 及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架, 并且每天安装完的钢柱必须用钢梁连接起来, 不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。按“先主梁后次梁, 先下层后上层”的安装顺序进行安装。
⑶焊接平台设置
焊装平台采用型钢构件焊接而成, 周围设置防护栏杆, 并满挂密目网用于安全防护之用。
⑷钢梁的就位与临时固定
钢梁吊装前, 应清理钢梁表面污物;对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。待吊装的钢梁应装配好附带的连接板, 并用工具包装好螺栓。
所有梁吊装前应核查型号和选择吊点, 以起吊后不变形为准, 并平衡和便于解绳, 吊索角度不得小于45°, 构件吊点处采用麻布或橡胶皮进行保护。钢梁水平吊至安装部位, 用两端控制缆绳旋转对准安装轴线, 随之缓慢落钩。钢梁吊到位时, 要注意梁的方向和连接板靠向, 为防止梁因自重下垂而发生错孔现象, 梁两端临时安装螺栓 (不得少于该节点螺栓数的1/3, 且不少于2颗) 拧紧。钢梁找正就位后用高强螺栓固定, 固定稳妥后方可脱钩。
⑸钢梁安装注意事项
在钢梁的标高、轴线的测量校正过程中, 一定要保证已安装好的标准框架的整体安装精度。
钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。
钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行, 及时形成框架, 保证框架的垂直度, 为后续钢梁的安装提供方便。
混凝土结构实验报告 篇5
混凝土结构试验实践报告
一、实习目的和任务
1、理论联系实际，验证，巩固，深化所学的理论知识。深化与加强对混凝土结构基本理论，基本概念和基本工作方法的了解和掌握，通过工地实地考察，进一步掌握混凝土结构设计的知识。从理论高度上升到实践高度。
2、积累感性认识，增强实践知识，收集有关的资料，为学好后续课程做好准备，创造条件。
3、培养独立提出问题，分析问题，解决问题的能力，加强解决工程实际问题的信心勇气和兴趣。通过在实践中的锻炼，增强专业素质。
二、实习的主要内容
我们这次的实习主要内容就是在老师的带领下，参观参观我们学校的建筑。经过参观后没我们了解到，我们学校的大多数建筑都是剪力墙结构和框架结构。下面我简单介绍一下这两种结构。
剪力墙结构就是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力的结构。这是一种在高层建筑中大量采用的结构。
框架结构是指由梁、柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用该结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
框架建筑的主要优点在于空间分隔灵活，自重轻，节省材料、可以较灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁、柱浇注成各种需要的截面形状。
框架结构体系的缺点在于框架节点应力集中显著，框架结构的侧向刚度小，在强烈地震作用下，结构所产生的水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏，抗震性较差，因此项目中只有小高层建筑采用框架结构。
我们学校的有些建筑物还有地下室。地下室是建筑物中处于室外地面以下的房间。在房屋底层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。
地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。按构造形式分，有全地下室和半地下室，地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，即房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/3，且小于等于1/2 者。这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。
三、实习心得
在实习的过程中，我们亲身的感受到了很多超出理论的东西，这些是在工程中实际需要用到的，是我们今后的学习和走向技术岗位的一次历练。平时只是坐在课堂中听老师的讲解，看书本上的知识，有时让我们充分地为了地了解知识，书本上会列出某种施工工艺的方法是工程中最常使用的，哪种施工工艺是最便于工程中运用的，很有很多课本上没有的知识，只有到现场问过技术人员才会了解。非常感谢老师为我们安排了这样一次实习的机会，内容很充实，全程都有老师和现场技术人员的讲解，遇到我们略显幼稚的问题,也会虚心解答，让我们在整个过程中收获到很多。
混凝土框架结构抗震设计探析 篇6
关键词：框架结构；混凝土；抗震设计方法
在混凝土框架结构抗震设计中，通过“强节弱杆、强剪弱弯、强压弱拉、强柱弱梁”四强四弱抗震措施的采取，实现混凝土框架结构抗震设防目标，是混凝土框架结构抗震设计的核心。在混凝土框架抗震设计两阶段设计中，在混凝土框架结构方案布置符合抗震设计原则前提下，通过第一阶段多遇地震作用下延性框架的设计，落实了混凝土框架结构抗震设计要求，减轻了大地震对框架结构的破坏作用，建立混凝土框架结构抗震设计抗震机制，最终可实现抗震设防目标。
一、地震对混凝土框架结构建筑物的破坏
1.混凝土框架结构的承重体系是由梁板柱三种构件组成的结构体系。从施工角度来说，这种结构的施工速度是比较快的，也比较简易，而且在使用功能上也比较灵活。可以根据用户的要求进行隔墙布置，是一种比较实用的结构体系。
2.地震使承重结构承载力不足或变形过大，引起的框架梁﹑柱的破坏和填充墙的破坏、结构丧失整体性的破坏和地基失效破坏。框架梁﹑柱的破坏主要反映在节点处。柱的破坏重于梁；柱顶的破坏重于柱底；角柱的破坏重于内柱；短柱的破坏重于一般柱。混凝土框架结构的砖砌填充墙遇到地震时破坏较为严重，一般7 度就出现裂缝。端墙、窗间墙及门窗洞口边角部分裂缝最多，9 度以上填充墙大部分即会倒塌，原因是在强烈的地震作用下，框架的层间位移较大，因填充墙砌体的极限变形很小，在往复水平地震作用下，即产生斜裂缝甚至倒塌。混凝土框架结构的变形为剪切型，下部层间位移较大，因此填充墙的破坏在房屋中下部几层较严重。
二、混凝土框架结构抗震设计方法
1.应重视框架梁柱节点的设计，保证其具有满足要求的承载力。
（1）框架节点是联系梁柱的重要部件，只有节点具有了足够的承载力，才能保证梁柱充分发挥其承载能力和变形能力，从而使整体结构具有良好的抗震能力。因而建筑抗震规范从概念设计的角度规定了“构件节点的破坏，不应先于其连接的构件”，同时也规定“一、二、三级框架的节点核芯区，应进行抗震验算；四级框架节点核芯区，可不进行抗震验算，但应符合抗震构造措施的要求”及一些加强节点的构造要求。
图1 框架节点破坏
（2）从大量震害实例来看，节点的破坏形式主要有： 节点区域混凝土被压碎，箍筋断裂或松脱，纵筋压曲外鼓等（图1） 。从目前的一些设计来看，很多设计人员并未重视对节点的设计，设计中经常出现节点区域的抗剪能力不足、节点区域的箍筋实配梁少于计算量、节点区域的箍筋肢距或配箍率不满足要求、节点区域的实际混凝土强度等级低于计算、梁柱的偏心距较大而未采取合理的加强措施等，这些都会导致节点的承载力不足，使节点在地震中成为薄弱部位。设计中应有针对性地对节点采取加强措施，在使节点设计满足有关规定的前提下，还宜适当提高节点区域的配箍率和加密箍筋间距和肢距，加强箍筋对混凝土和纵筋的约束，进一步提高节点的承载力和延性。
2.应采取措施，避免结构的扭转破坏。
（1）地震中，很多建筑结构端部构件破坏严重，甚至已局部倒塌。结构平面端部的破坏一般由结构的扭转引起，结构在地震作用下的扭转变形很难形成整体结构的延性耗能机制，即使在设计时采取了保证结构构件延性的构造措施，整体结构有可能仍不具有设计期望的延性。
（2）对于结构的位移比，按规定楼层的竖向构件最大弹性水平位移（或层间位移），不宜大于该楼层两端弹性水平位移（ 或层间位移） 平均值的1.5倍。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3）规定在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层的竖向构件最大弹性水平位移和层间位移与该楼层的平均值的比值，A、B级高度高层建筑、混合结构高层建筑、复杂高层建筑不宜大于1.2，A级高度高层建筑不应大于1.5，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑、复杂高层建筑不应大于1.4。在结构设计时，严格控制结构位移比，使之满足规范要求是非常必要的。
（3）众所周知，由于地震作用的不确定性和地震作用中扭转分量的实际存在，即使设计为平面简单、规则、对称、荷载布置均匀的结构，在地震中也会产生扭转变形，当结构第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1比较接近时，说明结构的抗扭刚度偏小，结构在地震中产生扭转振动的可能性很大，当建筑结构（ 包括多层结构） 的周期比不小于0.90时，结构在地震中极易产生扭转破坏，为避免结构在地震中产生扭转破坏，设计中仍应采取有效措施提高结构的抗扭刚度或提高结构的抗扭承载能力。
3.提高混凝土强度等级。为满足框架柱轴压比要求及避免框架柱截面尺寸过大，在抗震结构设计中（尤其是高层结构抗震设计中）常取框架柱的混凝土强度等级高于梁板的强度等级，有时高出几个等级。高层建筑结构抗震设计是十分复杂的任务，需要在每一个环节充分考虑，根据国内一些工程实践，较成熟的施工方法如下。第一，为满足“强节点”的概念设计，节点区混凝土强度等级与柱相同。第二，先浇注高等级混凝土，后浇注低等级混凝土。第三，应确定合理的配合比，严格控制施工配料，并在现场测控坍落度，加强对混凝土的养护，以防梁端高低等级混凝土交界处附近出现混凝土收缩裂缝。
4.截面尺寸不宜太小。第一，框架梁是框架地震作用下的主要耗能构件，因此，梁特别是梁的塑性铰区应保证有足够的延性。影响延性的因素有：梁柱剪跨比、梁柱剪压比、柱轴压比等。在地震作用下，梁端塑性铰区保护层容易脱落，如梁截面高度过小，则截面损失比例较大。第二，框架柱是框架结构的主要抗侧力构件，应具有较高的承载能力和变形、耗能能力。而且，框架柱截面尺寸太小，箍筋不充分，柱的延性与抗震能力不足会导致脆性剪切破坏或柱头压碎。
地震所产生的地面运动有很大的随机性，不同地点所发生地震的波形是完全不同的，从而它对建筑物所产生的作用是很不相同的。所以，抗震设计所考虑的地是不确定的，也不能准确地预测，更难以确切地估计。因此，抗震设计必须留有较多的余地。正确合理地采取抗震构造措施，能最大限度地减少地震损失，防止结构脆性破坏与倒塌。
参考文献：
[1]张志俊，论混凝土框架结构抗震设计[J].黄冈职业技术学院学报，2011
（2）.
[2]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010.
[3]柳炳康. 荷载与结构设计方法[M]. 武汉： 武汉理工大学出版社， 2011： 68-83.
钢结构混凝土 篇7
关键词：泵送轻骨料混凝土,配合比设计,干密度,优化分析
0前言
轻骨料混凝土是指用轻粗骨料、普通砂或陶砂、胶凝材料和水,必要时加入外加剂配制而成的,且在标准养护条件下,28d龄期干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。轻骨料混凝土可减轻结构自重20%以上,且具有保温、保湿、节能、隔声、抗震、耐火性好等优点,广泛地应用于国内外的各类保温结构、高层建筑及大跨径桥梁工程中。1969年建成的美国休斯敦贝壳广场大厦[1]采用了抗压强度32~42MPa,干表观密度为1840kg/m3的轻骨料混凝土;1998年挪威成功应用LC60轻骨料混凝土建造了世界上跨度最大的悬臂桥[2]。国内轻骨料混凝土的生产和应用经历了漫长又曲折的过程,直到上世纪90年代中后期,随着宜昌、上海等地高强、高性能轻骨料的规模化生产,轻骨料混凝土在我国开始应用于高层建筑和桥梁工程中。如珠河国际会议中心采用了LC30泵送轻骨料混凝土;武汉证券大厦64~68层楼板使用了LC35轻骨料混凝土;天津永定新河大桥引桥应用了预应力LC40高强轻骨料混凝土等等。轻骨料混凝土越来越多地应用于高层建筑、大跨径结构和桥梁工程中。
为了将轻骨料混凝土应用于高层钢结构楼板中,本文对LC25轻骨料混凝土进行了大量的配合比优化试验研究,得到了满足工程要求的轻骨料混凝土配合比,并对试验结果进行了试泵验证,研究结果可为同类工程提供参考和借签。
1 已有轻骨料混凝土的配比分析
表1给出了几个国内典型建筑所用的轻骨料混凝土的配合比,由表1不难发现,对于高层建筑中所使用的中高强度等级的轻骨料混凝土,其干表观密度几乎都在1800kg/m3以上,如果低于1800kg/m3,则混凝土强度明显偏低,对于轻骨料混凝土来说,其强度、密度和可泵性之间存在着极大的矛盾,如何兼顾这三者,实现配合比的优化,值得进一步研究。
2 轻骨料混凝土配比的改进与优化
2.1 工程概况及轻骨料混凝土配比的设计难点
本工程为地下4层,地上27层的钢结构工程,地上工程采用轻骨料混凝土,混凝土强度等级为C25,干表观密度1500kg/m3,采用泵送施工。本工程的泵送轻骨料混凝土要求混凝土强度等级高,密度等级低。本工程混凝土的设计难点为:①轻骨料混凝土密度等级与强度等级之间的矛盾。为达到轻骨料混凝土的干表观密度要求,需采用较少的水泥用量和低密度等级的轻骨料,低密度的轻骨料强度低,吸水率高,在压力作用下,混凝土基体中的轻骨料首先会遭到破坏,从而影响混凝土的力学性能;②轻骨料混凝土低密度等级与可泵性之间的矛盾。轻骨料强度低,吸水率高,在泵压下进一步吸水,混凝土失水过快,失去流动性,从而影响混凝土的可泵性。
2.2 泵送轻骨料混凝土的优化配比分析
2.2.1 原材料选择
本工程在选材时,需要全盘考虑混凝土密度等级、强度等级与可泵送三者之间关系,为此需要选择合适的轻骨料。轻骨料表面特性对混凝土的可泵性影响显著,圆球形轻骨料虽然可提高混凝土流动性,但其表面光滑,与水泥浆体的黏结力较弱,因而其抗离析性较差。而表面多孔且粗糙或呈碎石型轻骨料抗离析性较好,应优先选用。依据相关标准要求,采用泵送施工时,轻粗骨料不应小于600级。根据以往工程经验及工程特点,本工程选用强度较高、吸水率低的湖北宜昌页岩600级5~20mm陶粒(碎石型)、湖北宜昌700级0~3mm陶砂。页岩陶粒、陶砂样品见图1、图2,性能指标见表2和表3。
其它材料选用公司现用的普通混凝土用材料,具体材料如下:
水泥:P·O 42.5级,3d抗压强度30.2MPa,28d抗压强度54.9MPa,标准稠度用水量135g,比表面积350m2/kg。该水泥早期强度高,产品质量稳定,与外加剂适应性好。
粉煤灰:Ⅰ级灰,细度10.5%,需水量比92%。该粉煤灰需水量低,与外加剂适应性好,能有效提高浆体的和易性。
砂:河砂,为Ⅱ区中砂,细度模数2.6,含泥量2.0%,泥块含量0.1%,堆积密度为1450kg/m3。
高性能减水剂:北京某企业生产的高性能减水剂,减水率30%。质量稳定,与水泥的适应性较好。
2.2.2 配合比设计及优化
轻骨料混凝土所用骨料具有多孔性特点,强度和弹性模量较低,不同轻骨料的孔结构形成条件差异很大,这些因素使配合比设计非常复杂。由于轻骨料具有与普通砂石骨料不同的物理、力学性能特点,流态轻骨料混凝土存在骨料上浮、分层离析、匀质性差等缺点,胡曙光教授等人根据液体力学原理总结得出了轻骨料运动的方程式[7]:
式中:
ρ———轻骨料的颗粒密度,g/m3;
ρc———水泥浆体的密度,g/m3;
r———颗粒半径,cm;
η———混凝土黏性系数,N·s/m2;
ν———颗粒运动速度,cm/s。
由式(1)可以看出,轻粗骨料的粒径、水泥浆体的黏度、轻骨料与水泥浆体之间的密度差均影响轻骨料混凝土的匀质性,从而影响轻骨料混凝土的泵送性能。进行配合比设计时,在满足相关标准要求的前提下,需要提高混凝土的匀质性,需考虑流动性与稳定性的协调统一。提高可泵性的措施主要有:①优选原材料;②对轻骨料进行预湿处理。在配合比设计方面,单位用水量、浆集比和砂率等,都会影响轻骨料混凝土的可泵性。
在参考文献[8,9]及相关工程案例的基础上,依据JGJ 51—2002《轻骨料混凝土技术规程》、JGJ 12—2006《轻骨料混凝土结构设计规程》和JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》,LC25轻骨料混凝土配合比设计中采用松散体积法进行计算,确定参数为:配制强度≥33.2MPa,净用水量160kg/m3,胶材用量450kg/m3,砂率45%,骨料总体积率1.35,减水剂掺量1.8%。陶砂与河砂的比例5:5,初步试配的基准配合比见表4。
kg/m3
按表4配合比进行试拌前,首先对陶粒及陶砂进行24小时饱和吸水的预湿处理,搅拌顺序为:将粗骨料和胶凝材料投入后搅拌0.5min,然后将水和外加剂投入后搅拌2.5min。试验结果见表5。
从表5可以看出,28d强度达到设计强度的174%,但混凝土和易性较差,拌合物湿表观密度较大,采用调整水泥与粉煤灰的用量来增加混凝土的和易性,调整河砂与陶砂的混合比例来降低混凝土的密度,并微调砂率及用水量。调整后的配合比见表6。
kg/m3
按表6配合比进行试拌试验,结果见表7。
表7试验结果表明,水泥用量降低,粉煤灰用量提高后,混凝土和易性得到了很大改善,但混凝土的抗压强度下降。随着陶砂用量的增加,河砂用量的减少,混凝土的密度有所下降,但密度值仍然不满足设计要求。根据设计要求,L4、L5号配合比的和易性及抗压强度良好,满足强度及可泵性要求,但密度仍然不满足设计要求。为了降低混凝土的密度,外加剂厂专门配置了掺量为1%的泵送剂,泵送剂由减水组分、少量的增黏组分、引气组分组成,引气组分将混凝土的含气量控制在4%~5%之间,这样既可改善混凝土和易性,又可降低混凝土的表观密度。性能优良的引气组分不仅能引入一定量的气体,还能实现较小的含气量经时损失。增黏组分可有效地改善混凝土的保水性,解决混凝土的泌水问题。另外,可将河砂的使用比例进一步降低,来降低混凝土的密度。调整后的配合比见表8。
kg/m3
根据表8配合比进行试拌试验,试验结果见图3、图4和表9。
试验结果分析:①掺加泵送剂后,拌合物的和易性有了很大改善,拌合物流动性好,1h后,拌合物的坍落度损失很小,在10~20mm之间,混凝土保坍功能良好。但L10、L11号配合比混凝土的保水性差,混凝土出机10min后,混凝土表层出现了清水,可能是由于天然砂用量减少,陶砂的保水性差所致,泵送剂中的引气组分和增黏组分也没有起到作用;②L8~L11号拌合物出机含气量在5%左右,加入引气组分后,有效地解决了混凝土密度大的问题,除L8号外,混凝土的干表观密度均满足设计要求;③掺加泵送剂后,L8、L9号混凝土与未掺加泵送剂相比,其28d抗压强度降低了3~4MPa,该现象主要是由于混凝土中引入了5%的空气,从而导致了混凝土强度降低。L10、L11号混凝土的抗压强度达不到配制强度值,一方面是由于添加了引气剂,另一方面是由于陶砂的用量增加所致。
综合以上分析,L9号混凝土的拌合物性能、强度、干表观密度最优,完全满足设计要求。
2.3 收缩试验
轻骨料是一种多孔材料,其强度和弹性模量都远低于普通粗骨料,因而对水泥石收缩变形的抵抗能力明显低于普通碎石。文献[10]和文献[11]研究结果表明,轻骨料的吸水率对混凝土干缩具有较大影响,吸水率较大的轻骨料配制得到的混凝土早期收缩率较低。本次试验将骨料不预湿及分别预湿30min、1h、24h、48h,然后用L9号配合比成型试样(试样分别为A、B、C、D、E。A试样未经预湿处理,初凝前试件表面已经出现裂缝,经过二次抹面后,混凝土又开始出现了裂缝,故试件作废),测量不同龄期混凝土的收缩。采用标准尺寸试件(100mm×100mm×515mm),每组3块,24h后拆模,并立即放入收缩室内进行测量,试验结果见图5。
试验结果表明,陶粒的不同含水率对混凝土的收缩性具有十分明显的影响。混凝土的收缩随着轻骨料的含水率的增大而减小。在混凝土水化过程中,随着结构内部的水分越来越少,混凝土内部的温度不断降低,并产生湿度差,陶粒中的孔尺寸远大于水泥基体形成的毛细孔尺寸,陶粒中的水分将向水泥基体迁移,可供迁移的水分越多,对水泥基体收缩的补偿作用越大,混凝土的收缩值也就越小。因此,充分预湿不仅可以显著降低轻骨料混凝土的收缩率,而且能够进一步影响轻骨料混凝土的可泵性和体积稳定性。
根据JGJ 51—2002,对轻骨料混凝土的收缩进行计算,计算公式为:
式中:
ε(t)———轻骨料混凝土的收缩值,mm/m;
ε(t)0———轻骨料混凝土随龄期变化的收缩值,mm/m;
t———龄期,d;
β1、β2、β3、β5———轻骨料混凝土的收缩值修正系数;
a、b———计算参数,当取3d初始测试龄期时,a=78.69,b=1.20;当取28d初始测试龄期时,a=120.23,b=2.26。
经计算:
从上述分析可以看出,无论是理论值还是实测值,均低于JGJ 51—2002中规定的轻骨料混凝土收缩值。
3 轻骨料混凝土的试泵
3.1 轻骨料混凝土泵送困难原因分析及主要措施
轻骨料混凝土泵送难点主要有:①由于轻骨料吸水率大,密度小,在混凝土中易漂浮,使混凝土离析,难以泵达;②轻骨料在输送泵管压力作用下,轻骨料吸水量比自然状态的吸水量大,尽管压力消除后会释放出一部分水分,但仍会造成混凝土拌合物坍落度减小的情况,使混凝土拌合物流动阻力增大,造成堵泵[12]。
针对以上两点,需要采取以下措施来解决泵送难的问题:①必须使轻骨料吸足水分处于饱水状态,使混凝土拌合物在输送泵管的压力下,轻骨料尽量少吸水分;②轻骨料拌合物的和易性一定要好,尤其是包裹性,使混凝土中的轻骨料不漂浮,且不易发生压力泌水现象。
3.2 试泵试验
轻骨料混凝土的工作性能对单位用水量的变化很敏感,尤其是大流动性、泵送轻骨料混凝土,因此,试验过程中对单位用水量一定要严格控制,否则极易出现分层离析,并且在生产前,必须进行洒水预湿处理6h,然后取样进行吸水率试验,吸水率在24h吸水率的±0.5%之间。如果吸水率低,说明预湿不够充分,不能进行搅拌生产。投料顺序与试配投料顺序相同,搅拌时间及投料顺序对混凝土的含气量影响显著,搅拌时间长,引气组分完全发挥作用,将最大量的空气带入混凝土。搅拌时间不得低于150s。搅拌完后,立即取样,出机状态见图6。
将样品送检进行系列试验,并模拟样品抵达工程项目路线所用的时间(路途8.7km,耗时约为30min),在站内等待1h后进行泵送试验。试验泵为48m泵车,试验泵压为6~10MPa,泵送量为6m3。泵送至罐车后,再次取样,样品状态见图7,试验结果见表10。
4 结论
(1)以600级页岩陶粒、700级陶砂为轻骨料,在配制干表观密度小于1500kg/m3的C25配合比设计中,轻骨料的密度等级、陶砂与河砂的比例是控制轻骨料混凝土密度的关键因素。
(2)在初步配合比试拌的基础上,陶砂与河砂的比例由5∶5调整至8∶2,有效地降低了轻骨料混凝土的密度,另外掺加具有引气作用、少量增黏作用的泵送剂是改善轻骨料混凝土密度及可泵性的有效措施。
(3)轻骨料含水率对混凝土的收缩影响很大,尤其是早期收缩。轻骨料的吸水率越大,混凝土的收缩越小。因此,轻骨料混凝土在生产前,需对轻骨料进行饱和吸水处理。
(4)轻骨料混凝土的饱和吸水预湿环节非常重要,可以使混凝土拌合物在泵送压力下尽可能少地吸入水分,从而提高轻骨料混凝土的泵送性能。
参考文献
[1]杨秋玲,马克栓.轻骨料混凝土的现状与发展[J].铁道建筑,2006(6):73-75.
[2]Melby K,Jordet E A,Hansvold C.Long-span bridges in Norway constructed in high-strength LWA conrete[J].Engineering Structures,1996,18(11):845-849.
[3]王海亮,景凌,陈小龙,等.干密度小于1400kg/m3轻骨料混凝土长距离泵送[C].混凝土低碳技术与高性能混凝土——混凝土低碳技术国际学术研讨会暨第九届全国高性能混凝土学术研讨会论文选编,2010:366-369.
[4]陈烈芳,李荣,宋淑敏.轻骨料混凝土工程应用案例.轻骨料工业发展及工程应用[C].第十一届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论会暨第五届海峡两岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会论文集,2012:216-234.
[5]王国荣.100米高强泵送陶粒混凝土的应用(滨江国际花园陶粒混凝土的应用)[C].“第八届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论会”暨“第二届海峡两岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会”论文集,2006:291-299.
[6]季永新,杨景饶,朱伯庆,等.南京太阳宫广场戏水大厅屋顶拱梁轻质陶粒混凝土应用及施工[C].“第七届全国轻骨料混凝土学术讨论会”暨“第一届海峡两岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会”论文集,2004,381-391.
[7]胡曙光,王发洲.轻集料混凝土[M].北京:中国化学工业出版社,2006.
[8]龚洛书.国内外轻骨料混凝土配合比设计方法评述[J].建筑技术,1991,18(8):48-52.
[9]JA Bogas,A Gomes.A simple mix design method for structural lightweight aggregate concrete[J].Materials and Structures,2013,46(11):1919-1932.
[10]董淑慧,葛勇,袁杰,等.轻骨料混凝土的收缩性能研究[J].混凝土,2008(2):47-49.
[11]宋培晶,丁建彤,郭玉顺.高强轻骨料混凝土的收缩及其影响因素的研究[J].建筑材料学报,2004,7(2):138-144.
钢结构混凝土 篇8
近年来,我市城市建设的力度加快,陆续修建了多座钢结构桥梁,包括横跨汾河的特大桥祥云桥、北中环桥,跨越城市快速路的学府街快速路匝道桥、跨越城市主干道的五一路跨线桥等,以上桥梁上部结构均采用了钢结构形式,在钢结构桥面上所铺装的浇筑式沥青混凝土,从所用的改性沥青、外加剂等原材料、施工配合比到现场摊铺各个工序都有所不同。本文结合所参与的工程实例,主要对钢桥面的除锈、防水、浇筑式沥青混凝土原材料特点、施工配合比、拌合、运输、现场施工工艺做简要介绍。
1 钢结构桥面的特点
钢结构桥面适用于城市大跨径或较大跨径的桥梁工程,其结构自重较轻,多采用在构件厂预制,运输至施工现场后现场拼装焊接,施工时间较现浇钢筋混凝土梁板大幅缩短,能尽量减少施工对现状交通与周边环境的影响。
2 钢结构桥面的处理
钢桥面板长期受空气、水、化学介质等介质影响,如果处理不当,在施工中、后期使用会发生不同程度的腐蚀。为保持桥梁上部结构的承载力、刚度及稳定性,在钢结构桥面沥青面层铺装前,需要对钢结构桥面进行彻底、完善的处理,确保表面无尘土、焊渣、油污等杂质。
1)打磨除锈:防腐层涂装前要先对钢桥面进行除锈,钢桥面除锈最低等级Sa2.5级,钢桥面表面无明显的油污、灰尘,焊缝无焊渣毛刺。打磨除锈后桥面需具有适当的粗糙度,以保证防腐层涂装后与桥面有足够的粘结力。
2)防腐层涂装:除锈检验合格后及时施作防腐涂层,防腐涂料要有良好的附着性、耐腐蚀性,底漆具有良好的封孔性能,涂装应在天气晴朗、风力不大时进行,涂装后4 h内采取防护措施。
3)防水粘结层:待防腐底漆固化后喷涂防水材料,一般需喷涂两层。防水卷材和防水涂膜均应具有高延伸率、高抗拉强度、良好的弹塑性、耐高低温和抗老化性能,采用热铺沥青混合料作为磨耗层时,采用可耐140℃~160℃高温的高聚物改性沥青等防水卷材及防水涂料。
3 浇筑式沥青混凝土材料要求
浇筑式沥青混凝土所有入场原材料均应有三证(即出厂合格证、产品检验报告、产品说明书),且材料进场后及时进行送检,确保产品合格后方可使用。
浇筑式沥青混凝土所采用的聚合物改性沥青,粘结性好,针入度小,软化点高,抗变形能力强,耐久性好,具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂性能、耐磨耗、使用寿命长等特点。
浇筑式改性沥青主要技术指标要求见表1。
粗骨料采用具有足够强度、耐磨耗的玄武岩、辉绿岩,应清洁、干燥、无风化、杂质;细集料采用天然砂、机制砂,与沥青有良好的粘结能力;矿粉采用石灰岩经磨细后形成。
粗集料技术性能指标见表2。
4 浇筑式沥青混合料材料配合比、拌合及运输
1)配合比控制。浇筑式沥青提前做热拌筛分试验,从二次筛分进入各热料仓的材料中取样,确定各料仓的材料所占比例,以便控制室掌握情况,同时,及时调整冷料仓进料比例,使供料达到平衡,取沥青进行了马歇尔试验,确保生产配合比沥青的最佳用量。
生产配合比一经确定,在生产过程中不得随意变更,当粗细骨料、矿粉、添加剂等原材料发生变化,导致沥青混合料的矿料级配、马歇尔试验技术指标发生变化时,应及时调整生产配合比,使沥青混合料质量符合相关规范要求。
2)拌合。浇筑式沥青采用间歇式拌合机拌合,配置自动记录设备,拌合过程中逐盘记录沥青、粗细骨料、矿粉、外加剂的用量及拌合温度。
骨料加热温度控制在340℃左右,出料温度控制在220℃~250℃之间。拌合时间经试拌确定,间歇式拌合机每盘的生产周期不宜小于50 s,其中干拌时间不宜小于10 s。
3)运输。浇筑式沥青混合料拌合完成后,从出厂到现场摊铺,均需不断拌合加温,保证混合料保持良好的流动性。采用专门运输混合料的罐车,该罐车能够在整个运输过程中不断拌合、加温,使混合料从出厂温度160℃加热到摊铺时的220℃~250℃左右。为防止沥青老化,整个运输过程不宜使沥青混合料在运输罐车中温度过高,尽量保持在220℃~260℃之间,超过260℃的时间不宜超过4 h。
5 现场摊铺要求
5.1 准备工作
1)摊铺前,应对防水层、防腐层进行验收,对不符合要求的部位及时进行处理,合格后方可进行摊铺施工。
2)摊铺应安排在天气晴好时进行。安排专人使用吹风机、墩布等清扫钢桥面,保证其干燥清洁,无污染。
3)摊铺机采用专用摊铺设备,摊铺前受料斗内涂刷适量柴油,防止混合料粘斗。摊铺机提前1 h进行预热,熨平板加热温度大于100℃。
4)摊铺前在桥面防水层上涂刷乳化沥青粘层油,保证桥面与浇筑式沥青很好的结合。
5)新摊铺与已摊铺浇筑式沥青冷接缝处贴沥青粘结条,该粘结条在高温下会融化,确保新旧沥青接缝很好的结合。
5.2 摊铺
浇筑式沥青混合料流动性大,无需碾压成型,故采用专用式摊铺机,利用摊铺机自动找平功能即可满足平整度、坡度要求。
根据桥面宽度及摊铺机一次摊铺宽度,确定分几幅摊铺,尽量使纵向接缝避开车辆轮迹带,半幅摊铺时,路中一侧提前设置挡板,保证纵向接缝直顺美观。
摊铺机应连续、缓慢、均匀不间断摊铺,摊铺过程中不得随意停顿、变速,受料斗内两侧应保持有不少于2/3的送料器高度沥青混合料。
人工应紧跟摊铺机,发现摊铺后的沥青面层有壅包、坑槽、松散、拖痕、离析等现象,要及时进行人工修补,铲平或填补料,并调整摊铺机设置或改进摊铺工艺,保证面层平整度符合要求。
当面层降低到一定温度时,及时洒布嵌丁料,一般为直径5 mm~10 mm碎石,并将其一部分压入沥青混凝土,使得浇筑式沥青混凝土能与上面层沥青混凝土很好的粘结。
5.3 冷接缝处理
浇筑式沥青混凝土冷却后非常坚硬,冷接缝处理起来非常困难,因此要尽量避免。摊铺前应估计充分,有足够的料车等候,尽量保证纵向接缝为热接缝,无法避免时,尽量摊铺齐整,沿线贴沥青粘结条。
横向接缝应在当天沥青面层摊铺完成后,在其冷却前垂直切齐端部厚度不够、平整度不符合要求部分,清理、冲洗干净,等下次接着摊铺时先涂刷粘层油,再摊铺新沥青混合料。
6 安全文明施工措施
1)钢桥面在打磨除锈、喷漆过程中,会产生大量固体和液体粉尘,在沥青混凝土摊铺时,环境温度高达200多摄氏度,劳动强度非常大,且多为夏季高温季节,户外施工。所以必须有足够的安全防护工作,配备防尘面具、防护服、防滑鞋等必要的劳动保护用品,保护作业人员的身心健康。
2)从桥面打磨到沥青铺筑,整个施工过程对环境要求高,不安全因素多,因此,施工现场要设有连续密闭的围挡,周围设置各类安全警示标志,并在出入口安排专人值守,非作业人员禁止入内,这样既能保证施工现场干净整洁,又能使施工现场以外人员免受伤害。
7 结语
钢结构桥梁以其自重轻、强度高、施工速度快等诸多优点,越来越多应用于城市桥梁工程,但其对桥面的处理、沥青混凝土的材料及施工也有着更高的要求,如果处理不当会过早出现钢结构锈蚀、沥青面层坑槽、裂缝、车辙等病害。所以施工中必须对人员、材料、机械、施工方法实行精细化管理,严格按照设计文件和相关技术规范进行作业,保证桥面的使用寿命和路用性能。
摘要：基于钢结构桥面的特点,介绍了该桥面处理的工序,并从材料要求、配合比设计、现场摊铺等方面,阐述了浇筑式沥青混凝土在钢结构桥面中的应用,有利于延长桥面的使用寿命。
关键词：钢结构桥面,浇筑式沥青混凝土,配合比,摊铺工艺
参考文献
[1]CJJ 2—2008,城市桥梁工程施工与质量验收规范[S].
混凝土结构和砌体结构的加固技术 篇9
1 混凝土结构加固方法与技术
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类, 设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
1.1 直接加固的一般方法
1) 加大截面加固法:该法施工工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。2) 置换混凝土加固法:该法的优点与加大截面法相近, 且加固后不影响建筑物的净空, 但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。3) 有粘结外包型钢加固法:该法也称湿式外包钢加固法, 受力可靠、施工简便、现场工作量较小, 但用钢量较大, 且不宜在无防护的情况下用于60℃以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。4) 粘贴钢板加固法:该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业, 对生产和生活影响小, 且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响, 但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。5) 粘贴纤维增强塑料加固法:除具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需要专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。6) 绕丝法:法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固, 或需对受压构件施加横向约束力的场合。7) 锚栓锚固法:该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
1.2 间接加固的一般方法
1) 预应力加固法:该法能降低被加固构件的应力水平, 不仅使加固效果好, 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力, 但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固, 但在无防护的情况下, 不能用于温度在60℃以上环境中, 也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。2) 增加支承加固法:该法简单可靠, 但易损害建筑物的原貌和使用功能, 并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
1.3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
1) 托换技术:系托梁 (或桁架, 以下同) 拆柱 (或墙, 以下同) 、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术, 由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比, 具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点, 但对技术要求较高, 需由熟练工人来完成, 才能确保安全。2) 植筋技术:系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋, 也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程, 如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救, 构件加大截面加固的补筋, 上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长, 房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。3) 裂缝修补技术:根据混凝土裂缝的起因、性状和大小, 采用不同封护方法进行修补, 使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理, 但对受力性裂缝, 除修补外, 尚应采用相应的加固措施。4) 碳化混凝土修复技术 (还不成熟) :系指通过恢复混凝土的碱性 (钝化作用) 或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。5) 混凝土表面处理技术:系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。6) 混凝土表层密封技术:系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。7) 其它技术:如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。
2 砌体结构加固方法
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类, 设计时, 可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
2.1 适用于砌体结构的直接加固方法
1) 钢筋混凝土外加层加固法:该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强, 砌体加固后承载力有较大提高, 并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。2) 钢筋水泥砂浆外加层加固法:该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固, 有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。3) 增设扶壁柱加固法:该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但承载力提高有限, 且较难满足抗震要求, 一般仅在非地震区应用。
2.2 适用于砌体结构的间接加固方法
1) 无粘结外包型钢加固法:该法属于传统加固方法, 其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少, 受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸, 却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高, 并需采用类似钢结构的防护措施。2) 预应力撑杆加固法:该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力, 且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在60℃以上的环境中。
2.3 砌体结构构造性加固与修补
1) 增设圈梁加固:当圈梁设置不符合现行设计规范要求, 或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷, 或房屋的整体性较差时, 应增设圈梁进行加固。2) 增设梁垫加固:当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时, 应增设梁垫进行加固。3) 砌体局部拆砌:当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时, 可将破裂墙体局部拆除, 并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。4) 砌体裂缝修补:在进行裂缝修补前, 应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素, 确定造成砌体裂缝的原因, 以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
参考文献
[1]候治国, 混凝土结构[M].武汉:理工大学出版社, 2002.
混凝土结构裂缝的修补与结构加固 篇10
由于多种原因, 混凝土建筑物的梁、柱、板经常发生超过设计规范的可见裂缝, 引起结构耐久性降低和承载力下降, 不得不进行化学灌浆加固补强, 以恢复建筑物的使用功能, 避免重建的重大损失。目前, 化学灌浆技术已在建筑、水电、隧道、矿山、煤炭、交通等领域得到了广泛应用。
1 对化学灌浆材料的基本要求
(1) 浆液起始黏度低, 可灌性好, 能在较低的压力下比较容易地灌入细微裂缝。
(2) 浆液固化后收缩率小, 密实度高, 抗渗及耐久性能好, 与混凝土有较高的粘结强度。
(3) 操作工艺性好, 浆液有较长的适用期, 便于浆液进入缝隙深处, 固化时间可调。
(4) 用于补强加固的浆材固化后抗压、抗拉强度高, 有利于结构承载力的恢复。
(5) 浆材应具备无毒或低毒特性, 不会造成环境污染。
2 化学灌浆材料的物理力学性能
2.1 黏度
甲基丙烯酸甲酯的黏度比水低得多, 25 ℃时, 黏度仅为0.569 mPa·s, 表面张力约为水的1/3, 因而具有很好的扩散能力。用它稀释环氧树脂, 由于二者溶解度系数相近, 所以, 与环氧树脂混合后成为一种高度分散的混溶状态, 任何比例下不析出。经试验测试, 稀释配比及效果见表1。
依据环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯的性能, 考虑到甲基丙烯酸甲酯的固化收缩特性, 在满足微细裂缝灌浆可灌性的前提下, 取甲基丙烯酸甲酯配比在30 %～50 %, 既可达到比较满意的可灌性, 又可以保持环氧树脂的低收缩率与高性能。
2.2 浆材固化体的力学性能
按优选配方配制的灌浆材料, 经力学性能测试, 其固化体的7 d抗压强度平均值≥84.88 MPa, 7 d抗压弹模平均值≥1.14×103 MPa。
2.3 模拟化学灌浆试验的粘结强度
模拟承载梁受弯应力的测试方法, 对砂浆、混凝土试件以抗折的方式进行测定, 对钢件以抗剪的方式进行测定。
(1) 砂浆试件:
试件规格40 mm×40 mm×160 mm, 其抗压强度平均为68.18 MPa, 灌浆后的抗折强度平均为9.45 MPa, 且均未从粘结面折开。
(2) 砂浆试件与钢板的粘结:
砂浆试件的抗压强度平均值>60 MPa, 与钢板粘结的抗剪平均值>4.72 MPa。
(3) 混凝土试件:
试件规格100 mm×100 mm×510 mm, 模拟缝宽0.46 mm, 灌浆后抗折强度平均值为57.44 MPa, 且均未从灌缝处撕开。
2.4 结论分析
从测试结论来分析, 浆材配方的起始黏度低, 可灌入微细裂缝, 对混凝土具有一定的浸渍渗透及补强加固作用。从试验结果来看, 浆材固化体的抗压强度远高于一般混凝土的强度, 而且粘结强度高, 无论是高强砂浆试件, 还是混凝土试件, 模拟化学灌浆后, 均未从粘结面折开。因此, 该配方完全可满足土木工程中补强加固混凝土裂缝的化学灌浆, 也适用于水电、铁道工程等的防渗、堵漏、固结灌浆。
3 应用案例
3.1 某发电厂主厂房混凝土梁柱补强加固工程
某发电厂建于山脚下, 装机容量38万kW, 由于山体整体蠕滑, 致使厂区建筑结构、发电主厂房梁柱、冷却水塔“人”字柱等出现大面积变形和裂缝, 尤以1999年和2000年为甚, 严重危及电厂的安全运行。根据监测资料并经巡回检查确认, 蠕变仍在加速, 裂缝程度及数量发展加快, 经专家建议并经有关会议研究, 决定对危及设备与人身安全的裂缝梁、柱进行裂缝化学灌浆补强, 加固排险。
该发电厂排险补强化学灌浆加固, 共涉及主厂房19根梁、21根柱 (梁、柱截面为50 cm×100 cm) 和2座冷却水塔“人”字柱, 建筑物破坏程度非常严重, 加固范围大。梁、柱大部分为贯穿性裂缝, 最大缝宽5 mm左右, 最小缝宽约0.2 mm, 对缝宽<0.2 mm的裂缝仅做封闭处理。从2006年5月14日进点, 到2007年9月5日竣工, 共灌注化学浆材20多t (包括粘贴钢板) 。
3.1.1 加固施工的难点
该发电厂的主厂房排险及化学灌浆补强加固是在部分机组停机时进行, 工作干扰大, 工期时间紧, 且为高温作业, 梁、柱预埋件多, 截面又不能增加。而厂房的紧急撤离通道, 要求时刻保持畅通, 这一切都对工程施工带来极大不便。
3.1.2 加固技术难点
(1) 梁、柱大部分为贯穿性裂缝, 开度不一, 化学灌浆持压时间相对要长, 否则随着浆液对混凝土的渗透, 化学灌浆饱满度不能达到技术要求的95 %以上, 影响补强效果。另外, 该工程的梁、柱厚度为50 cm, 要能从梁、柱的一侧灌入, 从另一侧出浆, 且化学灌浆压力应≯0.2 MPa, 否则有可能形成气阻, 不能保证浆液充分灌满整个裂缝, 所以, 要求浆液必须具备良好的可灌性。
(2) 灌浆嘴的埋设绝对不能采取打孔埋设的方法, 不能对已经非常危险的梁、柱造成新的破坏。
(3) 化学灌浆浆材的强度增长必须快速, 要求7 d内超过原有混凝土的强度, 起到补强加固的作用。
(4) 化学灌浆压力应≯0.2 MPa, 以防造成安全事故。
3.1.3 灌浆工艺流程
灌浆施工的工艺流程为:裂缝处理→粘贴灌浆嘴→封缝→密封检查→配制浆液→灌浆→封口→结束。
3.1.4 化学灌浆加固工程效果
发电厂化学灌浆加固工程完成后, 在竣工验收前进行了取芯检测, 化学灌浆饱满度近100 %, 浆材凝固良好。通过2年多时间的变形观测, 山体蠕动滑坡虽仍有缓慢发展, 但未对发电主厂房梁、柱、冷却塔造成新的破坏, 补强加固可靠, 工厂已正常安全生产。
3.2 某发电厂5号机汽机混凝土梁裂缝的化学灌浆加固
某发电厂5号机在运行时曾发生飞车事故, 引起汽机岛混凝土梁出现多处裂缝, 曾进行汽机梁增加截面钢筋混凝土加固, 但未能完全奏效。发电机振动较大, 不能满负荷运行, 厂方要求对该厂汽机岛汽机梁、换热器梁等裂缝进行化学灌浆补强加固。
3.2.1 加固施工的难点
(1) 加固区域管道纵横, 不易靠近, 操作极为不便, 封缝非常困难。
(2) 裂缝已存在几年时间, 缝内灰尘较多, 清缝工作难度较大。
(3) 汽机岛及轴承横梁宽1 m以上, 灌注难度较大。
3.2.2 加固技术难点
(1) 轴承横梁运行时温度较高, 浆材必须具备高的玻璃化温度, 要求>118 ℃。
(2) 由于是在机组检修期进行化学灌浆补强加固, 因而要求浆液的强度增长快。
(3) 补强加固后, 要求能适应机组的高频振动, 稳定运行。
3.2.3 化学灌浆加固效果
对发电厂5号机汽机岛、轴承横梁等化学灌浆补强加固后, 经过几年的运行考验, 化学灌浆补强效果良好, 机组达到了额定出力。随后, 该厂又对4号机汽机梁、换热器梁等进行了化学灌浆加固。
3.3 应用案例总结
通过多项工程的化学灌浆补强加固, 逐渐形成了一套简单易行、化学灌浆效果可靠、补强效果明显的施工工艺。主要归纳为以下几点:
(1) 化学灌浆注浆泵十分轻便 (重18 kg) , 压力最高可达1.0 MPa, 稳压效果良好, 吸液量最大为5 L/min, 拆卸清洗方便。
(2) 采用独特的灌浆嘴粘贴方式, 1 min内可粘贴灌浆嘴3～5个, 避免了打孔埋设灌浆嘴裂缝易堵的弊端。
(3) 浆液的可灌性良好, 可灌入缝宽>0.1 mm的裂缝, 并对混凝土有一定的浸渍渗透和加固作用。
(4) 灌注饱满度可达95 %以上。
(5) 浆液固化速度适中, 后期强度增长快, 固化收缩率小, 粘结强度高, 一般高于原混凝土抗拉强度。
4 结语
高强化学灌浆材料性能优异, 粘结强度高, 工艺方法恰当, 灌浆工艺简便可靠, 经过多个重要工程的实际应用, 完全满足土木工程中建筑物构件裂缝补强加固、恢复结构耐久性和承载力的需要, 消除了结构的不安全因素, 减少了经济损失。
参考文献
[1]魏涛, 董建军.环氧树脂在水工建筑物中的应用[M].北京:化学工业出版社, 2007.
混凝土结构常见裂缝的预防 篇11
【关键字】混凝土；裂缝；预防
引言
随着社会的发展，人们的生活水平的到了大幅度提高，因此人们对建筑业提出了更高的要求。在当前的建筑领域中，随着科学技术的日新月异，建筑行业也呈现出突飞猛进的发展态势，因此，在现代的建筑工程中，各种施工工艺和施工材料以及施工设备都得到了长足的发展，并且还涌现出了大批先进的施工技术和施工材料以及施工设备，随着这些材料和设备以及技术在建筑工程中的应用，使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升，这为确保现代建筑的质量和性能打下了坚实的基础，同时也为适合经济的发展起到了不可估量的作用。但是就现在建筑工程的实际情况而言，还不可避免的存在各种各样的质量问题，其中混凝土结构裂缝就是较为常见的问题之一。混凝土结构裂缝，可以说是现代建筑工程的一个通病，在现代各中建筑工程中，几乎都会伴随着混凝土结构裂缝的发生。在建筑工程中出现裂缝，不僅影响了建筑的美观，而且会直接造成建筑的渗渗水漏水，导致建筑物的内在结构被腐蚀破坏，使建筑工程出现更为严重的质量问题。因此，在现代建筑工程施工中，为了确保建筑工程的质量和使用寿命，对混凝土结构常见裂缝进行科学合理的预防势在必行。但是如何才能有效的预防现代建筑工程中混凝土结构常见裂缝呢？本文从混凝土结构材料出发，就如何预防混凝土结构常见裂缝问题进行了深入分析，并且制定了具体方案，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国在今后的建筑工程中预防混凝结构常见裂缝时起到一定的参考作用。
一、混凝土工程中常见裂缝分析
混凝土渗、漏的主要原因是在其拌合物在浇灌振捣过程中漏振和振捣不密实而产生的毛细孔隙或蜂窝状，在外部水压力的作用下，导致渗、漏现象。
1、混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝
这种裂缝的发生，往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝，大家知道，大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前，混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体，虽然经过振动器械进行了振动，内部的孔隙也基本排除，但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉，若是素混凝土，内部的下沉是均匀的，在混凝土硬化过程中，表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的。
2、混凝土干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。
3、对拉螺栓钢筋端头处漏水现象
在实际工程的施工中，对拉螺栓是用来固定模板的，在混凝土浇灌前已预先固定在钢筋笼内，且钢筋穿过整个混凝土结构物。在施工时，该对拉钢筋在±0.00以下都要求在对拉钢筋中焊接有钢板止水垫，防止地下水从钢筋周围直接渗入混凝土结构物内部，要求止水钢板与钢筋四周用电焊焊满，不得有漏焊和点焊，确保对拉螺栓的止水效果，若止水垫焊不满，在混凝土振捣过程中，对拉螺栓下方的骨料颗粒还在继续下沉。
二、混凝土裂缝预防措施
材料选用
1、水泥：水泥是混凝土结构施工的主要原材料之一，其重要性不言而喻，在现代建筑工程中，为了有效的预防裂缝的产生，应该原则合适的水泥，通常情况下，混凝土结构产生裂缝都与水泥的水化热有关，因此在选用水泥时，通常应该选择水化热较低的水泥，从而有效的提高混凝土防止裂缝产生的能力。
2、粗骨料：粗骨料同样也是水泥混凝土结构施工的主要原材料，因此在进行粗骨料选择时也应该对其高度重视。通常情况下，为了有效的预防混凝土结构产生裂缝问题，在选择粗骨料时应该选择硬度和强度都较高的石料，并且粗骨料中含有的杂质和粘土都不能超过相关规定。
3、细骨料：在进行混凝土制备的过程中，科学合理的对细骨料进行选择关系重大，能够直接影响到混凝土的质量问题，因此在选择时就应该严格按照混凝土的制备标准，通常情况下，在制备混凝土的过程中，最好选用颗粒较粗，但是空隙却较小且含泥量低的中砂作混凝土施工材料。
根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：
1、设计
在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。
2、施工方案
良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。
3、施工质量
由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。
4、养护
养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。
三、结束语
混凝土结构建筑抗震结构设计分析 篇12
伴随着时代的不断进步, 建筑结构的抗震设计也出现了一定的变化。一直以来, 地震严重威胁着人民群众的人身以及财产安全, 据对以往自然灾害的分析可知, 地震灾害在总灾害中的比重达到一半, 而我国抗震能力与西方国家相比, 能力较弱, 外加, 地震灾害的发生几率逐渐增加, 这严重制约了社会经济的快速发展速度。
2、当前混凝土结构抗震设计中存在的问题
2.1 前期准备工作不完善
前期准备工作不完善是当前建筑混凝土结构抗震设计中最为突出的一个问题表现, 正是因为这种前期工作准备的不充分, 才导致了在具体的设计过程中出现了一些判断方面的失误, 进而影响了抗震设计的效果, 尤其是对于具体设计之前的勘察测量工作来说, 只有保障其勘察测量的准确性才能更好的促进其设计的可靠性, 但是对于当前的勘察测量现状来看, 其在地质勘察等方面确实存在着一定的问题, 进而导致设计人员不能够很好地了解施工现场的实际状况, 最终表现在设计过程中就可能存在着一些抗震设计失误, 无法确保建筑工程项目在后期使用过程中满足相应的抗震要求。
2.2 缺乏规范的防震缝设计
根据相关规范和标准, 当高层建筑存在以下三种情况时, 需要设置相应的防震缝:一是平面各项尺寸都超过了《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的限值而且没有相应的加强措施;二是各部分结构的刚度或者荷载相差悬殊同时也没有采取相应的应对措施;三是建筑存在较大的错层。而从目前来看, 许多建筑在设计过程中, 并没有重视防震缝的设计, 严重影响了建筑整体的稳定和安全。
2.3 建筑结构抗震设计的参数选取不合理
在进行混凝土建筑结构抗震设计的参数选取过程中, 由于缺乏岩土工程勘察资料, 使得浪凝土建筑的抗震设计忽略了对岩土工程的前期勘察资料的初审工作, 导致选取的参数往往与建筑物抗震设计的实际效果不相符合, 又需要重新选取建筑结构抗震设计和工程预算的相应参数, 降低了工作效率。这也会对混凝土建筑物的抗震能力产生负面影响, 导致建筑结构抗震体系不合理, 部分建筑物的高度过高, 增大了建筑物内钢筋结构的负担, 这使得在地震力的强作用下, 髙层混凝土建筑物的抗震能力下降。
3、混凝土结构建筑抗震结构设计
3.1 确保结构延性
通过对以往地震灾害分析可知, 建筑结构若想有效吸收塑性阶段所生成的能力, 这要求建筑结构应具有较强的负载能力。这主要是因为建筑物在遭遇地震灾害时, 建筑结构处于塑性阶段, 十分容易出现形变现象。因此, 应参照钢筋混凝土结构的实际特点以及具体的抗震标准, 地震灾害多发的国家应依据延性结构开展设计工作, 确保局部结构的薄弱地带具备一定的负载能力和刚度, 进而确保建筑结构的整体质量, 增加延性可增强建筑结构的形变能力, 以此来降低地震灾害的影响程度, 全面提升抗震能力。另外, 在结构分布上, 应依据适当增加的数值来设计柱端变形负载能力, 这不仅严格坚守了强柱弱梁的设计原则, 还降低了屈服几率。然而, 在实际应用过程中, 若想预防柱中出现塑性绞现象存在一定的难度, 同时, 还应遵循强剪弱弯, 为实现这一目标, 应采取有效的构造措施, 进一步实现结构延性。
3.2 框架设计
建筑项目的规划设计人员在建设开发项目的设计阶段要根据建筑物主体构建布局进行全面的考量与综合的判断, 从而使得抗震性设计能够够好的满足建筑开发项目的实际需要, 同时加强对建筑物自身刚性重要程度的认识, 将建筑物的形变量有效地控制在合理的范围之内, 保证建筑物在地震过程中能够承受较大的形变力量, 从根本上提高建筑物主体的抗震能力与效果。在建筑物结构中建筑物的抗震性能扮演着重要角色, 发挥着一定的作用, 因此建筑项目的施工建设者需要对建筑物的非结构性构建进行科学的评估, 以保证非结构建筑构件的抗震性能的发挥。为了达到这一目的, 最大限度的提升框架结构的稳定性, 在进行框架结构设计与施工的过程中必须要将保塑性铰安置在框架梁的首端, 以此来加强框架设计对于地震发生时竖直方向上作用力对建筑物的破坏。
3.3 防震缝
防震缝是指为了防止地震对于建筑的破坏, 在适当位置设置的缝隙, 可以将建筑分为若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分。简单来讲, 防震缝是为了减轻或者防止相邻结构单元在地震作用下相互碰撞而预先设置的间隙。通过设置防震缝, 可以对复杂的建筑结构进行分割, 形成相对规则的结构单元, 从而减少建筑的扭转、改善结构抗震性能。在对防震缝进行设计时, 设计人员应该结合实际情况, 保证其宽度的合理性, 如果完全按照规范要求, 则在强烈地震作用下, 仍然可能会发生碰撞;如果防震缝宽度过大, 则会影响建筑立面设计。对于体形相对规则的混凝土结构建筑, 可以不设置防震缝, 而如果建筑的结构非常不规则, 而且建筑场地并没有限制, 则应该设置防震缝, 同时防震缝的宽度应该能够满足抗震支座在遭遇强烈地震时的位移要求, 并考虑建筑与周围构造物之间可能出现的相对运动。
3.4 建筑结构的计算
结构工程师在熟练运用电算方法的同时, 应掌握必要的结构简化计算方法, 以便在方案和初步设计阶段从整体上控制结构设计的合理性、对电算结果进行分析校核, 对设计中或施工过程中出现的问题及时处理解决。
4、结语
综上所述, 对于建筑工程项目来说, 其结构的稳定性和强度是保障其后期使用安全性的一个基本条件, 对于这种稳定性和安全性来说, 其最为重要的一个设计方面就是针对建筑结构的抗震性进行有效地设计, 尤其是对于当前建筑结构施工中常用的混凝土结构来说, 更是应该加强对于抗震性能的设计和优化, 重点从建筑混凝土结构的强度和受力状态等两个方面进行有效的设计, 并且加强对于抗震层、防震缝以及抗震支座的设计, 切实提升其抗震效果。
摘要：就当前我国建筑工程项目的结构施工现状来看, 混凝土结构仍然是最为主要的一种构建形式, 利用混凝土结构进行建筑工程项目结构的施工确实具备着较为突出的作用和优势, 但是其中存在的一些问题也应该引起相关设计人员的高度重视, 比如抗震设计就是比较关键的一个方面, 本文就重点针对混凝土结构建筑抗震结构设计进行了简要的分析和探讨, 希望能够有助于提升今后混凝土结构在建筑结构中应用的抗震性水平。
关键词：混凝土结构,建筑结构,抗震设计
参考文献
[1]李翠伟.高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究[J].江西建材, 2015 (01) .
[2]罗联训.浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J].中华民居 (下旬刊) , 2014 (6) .