刚性结构（精选11篇）
刚性结构 篇1
近年来,很多高大的现代化建筑正如火如荼的建设中,而作为新型钢结构的无钢梁钢结构,凭借其结构稳定、自重轻盈、造价低廉的特点,逐渐广泛的应用于高层、超高层建筑中。本文主要针对无钢梁刚性钢结构的概念、特点及其安装施工技术具体环节进行详细阐述。
1 概念
无钢梁劲性钢结构在钢筋混凝土柱结构、核心筒体钢结构、全钢结构的基础上发展起来的高层建筑新型结构。无钢梁刚性钢结构仅有钢柱没有钢梁,以钢柱代替普通钢筋砼柱中部分竖筋,采用钢筋与钢柱牛腿连接形成大梁,然后外包混凝土的结构形式该种结构是民用高层钢结构中一种新型结构形式,它的稳定性比普通钢筋砼结构好,造价比核心筒体钢结构及纯钢结构都要低廉。
2 机械及人员准备工作
由于无钢梁刚性钢结构具有自身的特点,其安装施工难度较大,施工前必须做好充分的准备工作。安装前充分提高施工人员的安全、质量意识,进行专项的安全技术交底。对该项施工的安全防护措施,质量控制措施以及施工进度有一个全面的认识,确保安装施工万无一失,保证安装质量。
2.1 精选优秀的施工人员
组建一个有项目经理领导的安装施工小组,要求分工明确、细致,将责任明确到到每一个人。选用经验丰富、技术高超的装吊技师、焊工、吊车司机、测量工程师、钢结构工程师等,为无钢梁刚性钢结构的安装施工做保证。
2.2 配备精良的安装施工机械设备,保证其必须的数量外应该准备部分以做备用,在使用前认真检查以保证各机械设备的性能、状态优良,避免安装时的用机械故障引起的意外。
无钢梁刚性安装时必须配备如下设备:塔吊、二氧化碳电焊机、直流电焊机、烘箱、经纬仪、水平仪、自由天顶铅直仪等。
3 无钢梁劲性钢结构安装施工
3.1 钢柱检查验收
钢柱一般在工厂内加工完成后,应该组织对其进行检查验收,不合格者不得出厂。钢柱进入施工现场应该对其编号、长度、扭转、焊缝、顶紧面、配料等技术指标进行再次检查,以免在运输过程中可能对钢柱的损伤,发现问题应及时返厂处理。
3.2 钢柱吊装就位及固定
综合考虑建筑物的布局、现场具体条件及钢结构的重量等因素,并保证装拆的安全、方便、可靠,选择合适的塔吊并布置于合理位置。吊装前,应该事先将供安装人员高空作业使用的爬梯等牢固地连接在构件上。钢柱吊装时先将钢柱吊至安装位置的上方,初步调整钢柱的垂直度并用水平尺检查,初步固定,再用两台经纬仪互成90°进一步校正其垂直度。同时将上、下节柱的接头连处用夹板采用高强螺栓和焊接并用的方法连接起来,然后将钢柱的对接接头处轻轻焊上。等相邻钢柱吊装结束后,采用临时附加钢梁将钢柱和牛腿用高强螺栓及焊接的方式连接起来。这样就保证了钢柱的就位准确,垂直、稳定。
3.3 接头焊接施工
3.3.1 钢柱接头安装操作平台及设备平台
无钢梁刚性钢结构,在空间上为独立柱,间距较大,没有专门的施工作业平台,焊机等施工设备没有地方放置。如果放置在混凝土结构层,则会影响混凝土结构施工,为了保证钢结构施工的顺利进行,必须设置设备平台及安装操作平台,方便吊装,就位焊接等施工,保证了钢结构及混凝土结构交叉作业的进行及高空作业的安全。
3.3.2 焊接工艺
无钢梁刚性钢结构具有结构复杂、工程量大、工期紧、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的关键工序,其施工工艺的选择与施焊水平对工程的质量影响巨大。因此必须采用适当的施焊工艺以及高水平的焊工。在施工中我们采取了如下工艺,取得了较为良好的效果。采用二氧化碳气体自动保护焊,焊接时用手工氩弧焊打底,二氧化碳半自动气体保护焊完成填充和盖面。焊缝形式采用单V型对接横位,焊接材料采用焊丝H08Mn2SiA,J5o7焊条。接头焊接完成后按照规范要求进行检查,如发现不合格焊缝,必须返工处理。
3.4 测量控制
在无钢梁刚性钢结构施工中,衡量工程质量的最重要指标便是结构的垂直度、轴线以及标高的偏差值,测量作为工程质量的过程控制阶段,必须为施工检查提供依据。钢结构施工各工序间既相互联系又相互制约,测量控制方法的选择直接影响到工程的进度。在焊接前后都得对钢结构的垂直度、轴线线偏差及标高进行测量。
3.4.1 垂直度测量控制
为了保证钢柱位置的准确,钢结构安装形成框架后,未实现结构最终刚化之前,便进行垂直度测量。其方法为采用两台互成90°的经纬仪测量柱底和柱顶的中轴线,使上下二中心线差值控制在规范允许偏差范围以内。焊前钢柱校正即为焊前的垂直度测量,钢柱校正后才能进行钢结构的最后刚化,然后才可以进行钢柱的焊接。
3.4.2 轴线偏差测量控制
由于受到钢柱相对位置的影响,钢柱中心线偏差及扭转偏差的测量,必须分别对待。钢柱轴线位移校正,以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准,安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。
3.4.3 标高测量控制
钢柱安装前应该对柱基面标高和钢柱的长度进行测量,检查是否与设计相符。钢柱就位后,首先调整标高,然后调整位移,最后调整垂直度。
3.5 砼结构施工对钢柱的影响及防治措施
钢结构的偏重及砼结构施工会对钢柱造成的偏载影响,所以在静态上钢柱将处于位置偏差积累状态,将对钢柱的偏差带来负面影响。刚性钢结构受混凝土结构施工的影响较大,但是只要采取合理的施工工艺也可以将浇混凝土的影响转化为有利于控制钢柱位置的偏差的因素,因此砼施工必须满足如下要求:
(1)必须在梁模及层面模完成后才能进行钢柱上所附大梁钢筋绑扎、安装。
(2)浇筑时应先完成钢柱的外包混凝土,然后再浇筑钢梁及层面混凝土,应该对称浇筑钢柱外包混凝土,严禁不平衡浇筑。
(3)混凝土浇捣时,应尽量避免在钢结构柱内形成钢柱拉力。
4 结束语
无钢梁刚性钢结构是一种新型钢结构,它不但具有核心简体钢结构及纯钢结构稳定性好的特点,而且具有造价低廉的优点,现已经逐渐为民用高层建筑广泛应用。虽然其安装施工难度较大,但是只要有一套完善的施工工艺,彻底解决其施工安全防护、质量控制、进度安排等难题,将给该类型的钢结构的蓬勃发展提供强有力的支持。
摘要：无钢梁刚性钢结构是一种新型钢结构,它具有核心简体钢结构及纯钢结构稳定性好的特点,而且其造价较为低廉,在高层建筑施工中普遍应用,但是无钢梁刚性钢结构安装施工难度大,为保证其安装质量,必须有一套成熟的安装工艺,本文就无刚梁刚性钢结构安装技术略做探讨,以飨同仁。
关键词：无钢梁,钢结构,安装,控制
参考文献
[1]钢结构结构施工质量验收规范GB50205-2001.
[2]符国章.钢结构施工质量控制刍议.《科技资讯》,2007年第27期.
[3]徐冠彤.钢结构厂房工程施工质量控制的要点和措施[J].山西建筑,2007,33(18) 222-223.
[4]汤毅.钢结构施工技术探讨[J].科技咨询2008(28):7.
[5]许建华.钢结构施工全程质量控制研究[J].科技咨询导报,2007,(24):10-11.
刚性结构 篇2
[关键词]半刚性连接钢框架；连接模型；设计方法
在传统的钢框架分析和设计中，一般都假定梁和柱的连接是完全刚接或者理想铰接。完全刚接就意味着相邻杆件间的斜率完全是连续的，当框架发生变形时，梁柱之间没有相对转动，之间的夹角保持不变；而理想铰接的假定则意味着梁的特性像一个简支构件，梁和柱之间不能传递弯矩，将独立地发生转动。虽然上述理想化的假定使分析和设计过程大大简化，但是当连接的刚性程度处于完全刚接和理想铰接之间的中间状态时，这种假定所做出的预测可能是不实际的或者是不正确。事实上，正如试验所证实的，实践中使用的全部连接所具有的刚度，没有一个是完全刚接或者理想铰接的，都是处于二者之间，即所谓的半刚性连接。按照完全刚接则夸大了节点约束的作用偏不安全；按理想铰接分析则忽略了节点约束的有利作用。因此，有必要在设计和分析中考虑节点半刚性连接的影响。
一、连接模型
半刚性连接承载性能好，构造简单，施工快捷，质量比较容易得到保证，在实际工程中已经得到广泛应用。目前，常用的半刚性连接的形式主要有：外伸式P齐平式端板连接；腹板单角钢P单板连接；腹板双角钢连接；矮端板连接；顶、底角钢连接；腹板带双角钢的顶、底角钢连接；短T型钢连接见图1。从图1可以看出：
1.所有连接表现出来的M -θr 特性，均处在理想铰接条件（水平轴）和完全刚性条件（垂直轴）之间。
2.弯矩相同时，连接的柔性愈大，θr 值愈大。反之，对于指定的θr 值，柔性大的连接在相邻杆之间传递的弯矩就要小一些。
3.连接所能传递的最大弯矩（极限弯矩承载力）在较为柔性的连接中要降低。
4.半刚性连接的M -θr 关系在全部实际加载范围内一般是非线性的。
二、半剛性钢框架分析设计
1. 无侧移框架
在梁的设计中，考虑连接对梁提供的约束作用，假定材料为线弹性，那么只需要在简支梁计算的基础上，在梁的两端再施加与连接的转动刚度相应的约束弯矩，运用结构力学叠加原理就可以计算出整个梁的弯矩分布。Nethercot 等人[9 ]对下列三种类型连接进行研究之后，对于梁端约束弯矩的取值，提出以下建议：腹板双角钢连接取8%Mp；齐平式端板连接取45%Mp；外伸式端板连接取60%Mp，其中Mp为梁的塑性弯矩承载力。完成梁的设计后，柱端弯矩可由梁端弯矩总和按节点处上柱和下柱的刚度分配求得。
2. 有侧移半刚性框架
最基本的设计方法是Disque 方法，它假定连接设计在乘以系数的重力荷载作用下将会屈服。一旦连接屈服，则假定达到极限弯矩承载力Mu，因此连接所承受的弯矩就不再增加。框架受风荷载发生侧移时，迎风面的连接弯矩将会反向，这时，假定连接卸载，其卸载刚度等于初始刚度Rki。背风面的连接则继续受力，因为风载引起的弯矩方向与重力荷载引起的相同，但是其刚度假定为零（因为施加重力荷载后，假定已经达到Mu）。按照简支梁对梁进行设计，由于忽略了梁端约束的影响，梁的设计通常过于保守。在柱的设计中，假定反弯点在各柱高度中点，框架侧移时，只有迎风面连接将风荷载弯矩传到柱身，背风柱不抵抗风荷载剪力。
三、半钢性连接中存在的问题
1.在进行半刚性钢框架的设计中，关键问题是节点的转动刚度怎样取值。对于无侧移框架，一般不宜采用初始转动刚度，因为连接的非线性特性，在加载过程中，节点的转动变形会使转动刚度降低，，可以取连接的弯矩-转角曲线与梁线交点处的割线刚度。在Disque方法中，节点的加载刚度为零，卸载刚度为初始转动刚度。而在节点单元法中，则需要考虑连接的弯矩-转角特性曲线。另外，现有的一些研究节点半刚性对框架整体特性影响的文献，都回避了节点转动刚度怎样取值这一重要问题。
2.节点的半刚性特性对框架柱计算长度取值具有很大影响。框架柱的计算度系数与梁柱线刚度比ib/ic有关，例如对于无侧移钢框架，若梁对柱无转动约束（接），则计算长度系数μ为1；若梁刚度很大，μ接近015；若梁、柱采用半刚性节点连接，为部分约束，μ介于015 和1 之间，柱的计算长度与节点的刚度比有关。所以，半刚性节点对柱的计算长度取值的具体影响以及相应的构件和框架的整体稳定问题都需要一步深入研究。
3.半刚性框架的抗震设计问题。美国的钢结构抗震设计规范针对不同抗震级的有侧移抗弯框架，对节点的转动能力和抗弯承载力提出了不同的要求。目前，对多层半刚性钢框架地震效应的研究表明，连接的柔性将使框架侧移增加、永久变形恶化并改变结构弯矩分布，另外，还影响框架的固有频率、周期、阻尼等动力特性。
四、结语
在钢结构建筑中采用半刚性连接，和传统的需要大量焊接的刚性连接相比制作和安装简易而迅速，并且节约用钢量，降低工程的造价。尽管半刚性连接存在着种种优势，但是目前难以推广应用，在我国焊接质量参差不齐，刚性节点很多时候达不到设计要求，存在许多工程隐患，提倡采用半刚性设计很有必要，钢结构设计规范（GB50017）对此作了一点原则性的规定，但是同欧美等国的水平相比还存在一定差距，有必要在这方面进行系统而深入的研究，结合我国的实际情况制定出相应的半刚性设计方法，在规范中加以体现。
参考文献：
[1]陈绍蕃.钢结构设计原理[M].北京：科学出版社，2001.
[2]陈惠发，周绥平.钢框架稳定设计[M].上海：世界图书出版社.2000 .
半刚性基层路面结构荷载应力分析 篇3
半刚性基层路面结构的路面模式是“强基、薄面、稳路基”, 该路面结构是在较厚的半刚性基层上铺筑较薄的沥青面层。我国的高等级公路沥青路面使用寿命普遍达不到设计年限, 短则2年~3年, 最多7年~8年就必须进行大修。普遍认为这与半刚性基层沥青路面结构设计有很大的关系[1]。因此本文进行了半刚性基层路面结构的受力分析。
1 模型构建
1.1 模型构建假设
本文采用ANSYS软件对不同条件下路面的荷载应力进行分析, 文中对模型构建的假设如下:
1) 假定构建模型的每层结构层为均匀、连续、、各各向向同同性性的的弹弹性性体[2];2) 假定每层结构层间竖向连续并且水平向可自由滑移;3) 假定路基的底面固定, 侧面与底面垂直并约束其法向位移;4) 假定轮胎与路面接触形状为矩形, 并且路面所受荷载为均布矩形荷载;5) 不计任何结构层自重对模拟的影响。
1.2 模型构建参数
矩形均布荷载尺寸为18.6 cm×19.2 cm, 轴长为182 cm, 轴重分别为25 k N, 30 k N, 35 k N, 40 k N, 45 k N, 50 k N, 单轴四轮双轮间距为31.4 cm, 路面宽度为3.75 m。各层结构层的计算参数取值见表1。
2 半刚性基层路面受力模拟
2.1 轴重对半刚性基层路面的影响
车辆荷载以单轴双轮为基准, 荷载由25 k N变化至50 k N, 面层参数见表1;基层厚度20 cm, 模量1 400 MPa;底基层厚度20 cm, 模量600 MPa;路基厚度取值600 cm, 模量取值40 MPa;路基泊松比为0.35, 其他结构层泊松比取值0.25。经过模拟分析, 各结构层层底应力和顶面的位移随着车辆荷载的变化曲线见图1~图4。
从图1分析可知, 路面结构层各层层底应力随着轴载加重而呈现显著增加的趋势, 并且应力增加与轴重增大两者基本呈线性关系。从图2, 图3分析可知, 路面结构中, 面层层底主要承受压应力, 基层层底主要承受拉应力, 随着轴载加重, 基层层底应力由压应力转变为拉应力。分析图4可知, 基层厚度不变时, 轴载改变但基层层底由压应力变为拉应力的位置不会改变;轴载的增加, 会导致基层承受的荷载越来越剧烈。因此, 超载、重载会导致道路的加速破坏。
2.2 基层厚度对半刚性基层路面的影响
建模荷载采用标准轴载BZZ-100[3], 面层参数及泊松比见表1, 基层模量取值1 400 MPa, 厚度取15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm四个可选值;底基层模量取值600 MPa, 厚度取20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm四个可选值。经过建模模拟, 随道路基层和底基层厚度变化各层层底应力及基层内应力的变化规律见图5~图8。
由图5可以看出, 面层和底基层底的应力随着路面基层厚度的增大而有明显的减小, 特别是上面层底, 降幅接近35%;下面层和基层层底应力随基层厚度的增加先增大后减小;同时, 在底基层的厚度和基层的厚度组合不合理的情况下, 底基层受到的层底拉应力会大于基层层底拉应力, 这种现象会极大减小道路的使用寿命。由图6可知, 基层内应力随其厚度的增加而逐渐增大, 且厚度越大, 应力变化的速率越快, 压应力转变为拉应力的位置逐渐靠下。
由图7可以看出, 各结构层的层底拉应力随着底基层厚度的增大而出现减小的现象, 其中基层的层底应力, 降幅最为明显, 超过一半。由图8可以看出, 基层内部压应力和拉应力随着底基层厚度的增加而均逐渐减小, 压应力和拉应力的分界点即应力为0的点随着底基层厚度增加而距离基层顶面高度越大, 并且如果底基层厚度过大, 会出现底基层的层底拉应力超过基层层底拉应力的现象。
2.3 路基模量对半刚性基层路面的影响
建模荷载采用标准轴载BZZ-100, 面层参数及泊松比见表1;路基厚度取值600 cm, 模量取30 MPa, 40 MPa, 50 MPa, 60 MPa, 70 MPa五个可选值;底基层厚度取值20 cm, 模量取值600 MPa;基层厚度取值20 cm, 模量取值1 400 MPa。通过建模模拟, 随道路路基模量变化各层层底应力及基层内应力的变化规律见图9, 图10。
由图9可以看出, 当路基模量不断增加时, 道路的各结构层的层底应力不断减小。同时, 由图10也可以看出, 随着路基模量的不断增加, 基层内应力曲线变得平缓, 所受到的实际内应力逐渐减小。因此, 可以通过提高路基的强度和稳定性, 来改善半刚性基层路面各结构层的受力状况, 延长道路的使用寿命。
3 结语
1) 随着轴载的增长, 半刚性基层路面结构层层底应力增加显著, 表明半刚性路面对交通荷载较为敏感;2) 基层和底基层结构层厚度增加, 各层应力均减小, 但需要对基层和底基层进行合理的厚度组合;3) 路基模量增加, 可以降低各结构层的层底应力, 同时可以提高路基的稳定性, 延长道路的使用寿命。
摘要：利用ANSYS有限元分析软件, 对半刚性基层路面进行了受力模拟, 探讨了轴载、基层厚度、路基模量等因素对半刚性基层路面结构荷载应力的影响, 得出的一些结论可为道路结构设计提供依据。
关键词：半刚性基层,轴载,荷载应力,结构设计
参考文献
[1]吕彭民.车辆沥青路面系统力学分析[M].北京:人民交通出版社, 2010.
[2]沙庆林.重载交通长寿命半刚性路面设计与施工[M].北京:人民交通出版社, 2011.
什么是刚性路面？ 篇4
根据路面结构的力学特性，一般可以将路面分为柔性路面和刚性路面两类，
刚性路面是指面层板体刚度较大，抗弯拉强度较高的路面结构，一般指水泥混凝土路面，
水泥混凝土的强度高，特别是抗弯拉强度，较之其他各类路面材料要高得多，弹性模量也较之其它各种路面材料大得多，故呈现出较大的刚性。
刚性需求启动了 篇5
从成交的数量来说，青岛房地产市场迎来了小阳春，从成交面积来说，单套面积基本在90平方米左右，可以说绝大部分都是90平方米以下的中小套型，也就是我们通常所说的刚性需求为主。从销售一线反馈回的信息是，由于国家对购买首套中小户型的刚性需求给予贷款利率的政策调整，将之前的上浮20％回调到基准利率，另外今年由于“两头春”，对婚房的需求达到了高点，加上各个开发商都实施了最大幅度的优惠政策，三力合一，促成了今年过年后的刚性需求的释放，房地产市场逐步复苏。
同时我们也注意到，国家对于房地产调控的总体把控并没有放松的迹象，从金融系统、住建部相关领导均呈现对房地产调控的高压态势，开发贷依然没有，房企股市融资依然没有，信托依然没有，从市场回笼资金成了唯一的出路，可以想象到各开发企业已经放弃幻想，不再等待宽松的政策出台，在这一场博弈当中，成为完完全全的输家，输的彻头彻尾心服口服。
当然，这场博弈还在持续。今年以来，各地土地拍卖市场依然冷清，各地方政府由于备受财政压力而变相的执行了中央的调控政策，这其中也包括了头龙大哥上海。上海这个城市无论从经济、金融还是政治层面都举足轻重，具有很重要的样板示范效应。
今年中国经济增长速度放缓已经是不争的事实了，关键是缓到什么程度?对于那个具体的增长数字已经不是我们关注的本身，我们关注的中国出口势头继续在减弱，内需在缺乏了家电、汽车等产业的拉动，还有多少潜力可挖?股市创造不了GDP，更可况现在股市已经成为了散户的陷阱，弱弱的文化产业、旅游产业也不能立竿见影，在房地产行业这个火车头去年突然减速甚至急刹车给国家经济、居民生活造成的负面影响，一刀切的房地产调控政策到至今仍不见纠正的政策调整，中国经济能坚持多久呢?
舆论拼凑了一个“刚需”的概念来调控房地产市场，一刀切的政策不但让众多首套购房群体因为首付增加、利率调高增加月供而无奈放弃购房，很多因为家庭成员增加而需要改善住房条件(首置需求)的家庭放弃了改善的选择，这些都直接影响了家庭生活，一刀切的政策更加让火车头急刹车，以至于开发企业自己都看不起自己了，称自己为“夜壶”，出台了这么多不算成熟、不算理智的政策，但是总是不能达到很好的效果。
刚性结构 篇6
为改变这种现状, 我公司承建的悦山国际I座工程的大胆引进了荣获国家四项专利的“数字化刚性模板支撑组合结构”。
1 数字化刚性模板支撑组合结构优点及特点
1.1 数字化刚性模板支撑组合结构支模系统具备了节能、节材、节费、提高工程质量、提高施工效率等优势, 落实节能减排的基本国策。
1.2 数字化钢性模板支撑组合结构在悦山国际I座工程应用效果可达到清水混凝土效果, 不用抹灰, 并且根治了混凝土观感不合格的质量通病。
1.3 这种新型材料特点是:耐腐蚀, 弹性大, 坚固不变形, 提高了模板、混凝土施工安全水平, 避免了模板坍塌等质量事故的发生, 同时保证混凝土构件几何尺寸准确。
2 模板支撑体系组合结构分析
2.1 材质要求:
“数字化刚性模板支撑组合结构”所用材料都是高性能冷轧钢, 厚度是2~2.5mm。
2.2 组合结构分析。
(1) 每根支撑杆可以支撑3~4吨左右, 两根主龙脊之间可以承重2~2.5吨的重量, 每根副龙脊可以承重1吨。悦山国际I座现浇混凝土楼板厚度一般是10~12cm, 同等面积重量为250~380kg, 对本工程支撑力度完全满足要求。
(2) 主龙脊长度可在1.12m和4.39m之间任意调整距离, 短的主龙脊用于阳台的卫生间、小间。副龙脊长度有1.15m、0.8m和0.4m三种规格, 支撑杆有四种, 规格可以在2.0m至4.8m之间任意调整高度, 悦山国际I座商服部分大厅高度用连接杆可以任意调高, 底座可调高度为0.5m。
(3) 锁母起固定支撑杆的作用, 鹰嘴卡用于连接支撑杆和拉条使整体更坚固。
(4) 调整底座可调高度1~45cm, 短节规格有0.5m和1m长, 可以无限接高, 不影响牢固性, 梯形拉条更容易被固定, 增加结构的牢固性。主龙脊和支杆之间的连接靠半旋转型锁扣, 操作简单不易脱扣, 梁底和支杆的连接也是这种原理。
3 数字化钢性模板支撑组合结构与常规支模工艺的对比分析
3.1 传统常规建筑支撑顶板部分 (以悦山国际I座工程中任意房间为例, 其房间长6.6m×宽3.9 m=25.74m2) 。
(1) 碗扣架计算:0.03元/ (日租金) ×24根×2.4m/根×8天 (一层施工时间) ÷25.74m2=0.54元/平方米。
(2) 横杆计算:0.025元/ (日租金) ×114根×1.15m/根×8天 (一层施工时间) ÷25.74m2=1.02元/平方米。
(3) 快拆头计算:0.08元/ (日租金) ×24个×8天 (一层施工时间) ÷25.74m2=0.22元/平方米。
(4) 钢管计算:0.016元/ (日租金) ×3.9m×12根×8天 (一层施工时间) ÷25.74m2=0.23元/平方米。
(5) 辅件扣件耗材等计算:2.4元/平方米。
(6) 木方计算:按照常规支模工艺平方米需要5根 (5cm×10cm规格) 木方, 因建筑施工的实际需要 (尺寸不适合) 有一部分搭接系数 (俗称抄手) 或木方需要截断, 增加10%的损耗, 故:每平方米实际需用木方为:0.05×0.1×5×110%=0.0275立方米/平方米, 如果每平方米模板中含木方按10次摊销计算, 即:0.0275立方米÷10次=0.00275立方米/次, 按木方1700元/立方米价格计算, 即:1700元/立方米×0.00275立方米/平方米=4.68元/平方米 (每平方米所需价格) 。
(7) 主体部分人工费:常规支模工艺每平方米模板木工人工费约为16元。
(8) 合计:常规支模工艺支撑及顶板部分每平方米费用合计为: (1) 0.54元+ (2) 1.02元+ (3) 0.22元+ (4) 0.23元+ (5) 2.4+ (6) 4.68元+ (7) 16元=25.09元。
3.2 数字化钢性模板支撑组合结构费用。
(1) 支模费用计算:悦山国际I座工程, 采用数字化钢性模板支撑组合结构一次投入钢材共计63吨 (周转三层) , 每平方米含钢量0.02T, 单价7800元/T, 摊销按300次计算, 即:7800元/T×0.02T÷300 (摊销次数) =0.52元/平方米 (每平方米建筑面积中所含费用) 。
(2) 人工费用计算:按上面主体人工费16元/平方米计算:使用新型数字化钢性模板支撑组合结构系统可节省劳动力30%, 仍以16元/平方米×30%=4.80元计算, 每平方米节约4.8元人民币。
即:16-4.8元 (每平方米节约数) =11.20元
(3) 合计:数字化钢性模板支撑结构顶板每平方米费用为: (1) 0.52+ (2) 11.2=11.72元
4 使用新型数字化钢性模板支撑组合结构的直接经济效益
(1) 综合以上所计算, 每平方米 (常规支撑) 25.09元-11.72元 (数字化钢性模板支撑结构) =13.37元 (每平米直接节省) 。
(2) 悦山国际I座共20层×单层面积1050m2=工程建筑面积为21000m2建筑计算, 单层1050m2×3层支撑结构=3150m2×0.02T (每平米用钢量) =63T, 实际全部购买费用是63T×7800元=46.8万元, 新型数字化钢性模板支撑组合结构系统所利用工具购进价格按7800元/T计算, 摊销完后残值剩余部分按购进价的30%计算, 按建筑面积内含0.02T/m2计算, 以单层面积1050m2计算, 综合摊销次数以300次计算, 残值计算如下:7800元/T×30%×63T=14.742万元。在上述材料费和人工费两项成本降低的基础上, 新型数字化钢性模板支撑组合结构系统摊销完后还有剩余价值14.04万元。
悦山国际I座工程直接经济效益21000m2 (工程建筑面积) ×13.37 (每平米直接节省) =28.077万元, 使用后剩余价值14.04万元。直接节省28.077万元+14.742万元=42.8190万元。
(3) 投资回收期为:悦山国际I座采用数字化钢性模板支撑组合结构一次投入钢材共计63吨 (周转三层) , 投入资金63T×7800元/T=49.14万元, 剩余残值14.04万元;传统支撑费用25.09元/平方米×1050m2/层×3层=7.9033万元, 模板支撑天数按24天计算, 则投资回收期: (491400元-140400元) ÷ (79033.5元÷24天) =106天。
(4) 租赁企业投资回收期为:悦山国际I座标准层施工工期为160天, 每天碗扣架、横杆、快拆头、钢管租赁费用为2.01元/平方米÷8=0.25元/平方米元, 租赁费用共计:0.25元/平方米×1050m2/层×3层×160天=126000元, 即每天78.75元, 投资回收期为: (491400元-140400元) ÷ (126000元÷160) =445天。
(5) 租赁企业投资回报率 (年) : (78.75元/天×365天) ÷[ (491400元-140400元) ÷100]×100%=81.89%。
综上所述, 数字化钢性模板支撑组合结构一次使用投入资金较大, 但是支撑组合结构是长久性投资, 钢材可以周转、重复使用很多次, 资金回收期远大于租赁施工材料回收期, 且采用数字化钢性模板支撑组成结构投资回报率接近100%, 具有较高的经济效益。
悦山国际I座工程标准层顶板支模面积为每层1050m2, 标准层层数20层, 顶板支模面积为21000m2。现场操作需要20~25名技术工人, 3个工作台班 (一台班8小时) 就可以顺利完成顶板梁模板及支撑施工任务。使用新型数字化钢性模板支撑组合结构系统可节省劳动力30%, 常规施工工期缩短40%。
通过使用数字化刚性模板支撑组合结构, 达到了节约资源、节省工时, 节约费用、提高工程质量优质率、提高建筑业劳动生产率的效果, 获得了巨大的经济效益、社会效益。
摘要：采用数字化刚性模板支撑组合结构用于混凝土现场浇筑的模板支撑, 操作简单, 安装拆卸及高度调整灵活方便, 适用范围广, 省时、省工、省料。
浅议钢结构半刚性节点的防火要求 篇7
有很多人认为钢结构建筑是最安全的, 因为其抗震性能好, 荷载承受能力强, 而且因为钢材自身不会燃烧起火, 所以其防火性能也是最佳的。其实事实恰恰相反。钢结构建筑的最大致命缺陷就是其抗火性能的影响较大。虽然钢材的耐热性能很好, 但是并不能长时间耐高温。大量文献资料表明, 当钢材的受热温度在2500℃以下时, 钢材的弹性模量和强度不会受到较大影响;当钢材受热温度超过2500℃时, 钢材开始变得“柔软”, 即发生所谓的“塑性流动”;当钢材受热温度超过3000℃后, 钢材就会失去其明显的屈服极限和屈服平台, 其强度和弹性模量发生锐减。对于没有涂抹防火保护涂层的钢柱、钢梁、钢屋架等钢结构构件的耐火极限仅为0.25h~0.5h, 也就是说在钢结构构件面临火灾作用下, 15分钟后钢结构就随时有可能因其中部分钢构件失去承载力而发生倒塌。在现有的钢结构建筑设计施工过程中, 虽然对于钢结构建筑已经采取了较多的防火措施, 但是“钢结构不耐火”的悲剧却常常发生。尤其是钢结构构件中的节点部位, 因其受力条件复杂和钢结构构件自身耐火性能影响, 往往是火灾的易侵蚀部位, 也是导致钢结构建筑发生破坏的主要因素。
在进行钢结构建筑设计时, 设计师也很注重钢结构的节点设计。通常节点破坏有如下几种方式:当端板刚度相对较薄而柱翼缘刚度相对较大时, 梁端板破坏导致连接破坏;当柱翼缘的厚度相对较薄, 而端板较厚时, 柱翼缘破坏导致连接破坏。对于一般钢结构建筑节点设计需要满足以下几方面的要求:首先, 在强度方面, 要求节点应能够承担在正常荷载作用下产生的剪力、弯矩和轴力;其次, 在刚度方面, 要求节点应能够满足一定的构件变形要求;另外, 在施工方面, 要求节点构造简单, 便于批量制造和现场安装。
同时, 我们希望节点可以达到一种理想的受力状态, 即完全刚性连接要具有一定的柔度, 满足于构件的正常变形要求, 而理想铰接也具有一定的刚度, 满足于构件的正常承载需要, 使得节点连接的性能能够介于完全刚性连接和理想铰接之间。那么, 这种所谓的理想状态节点既能够满足钢结构的荷载要求, 同时具有满足构件变形的柔性, 在荷载作用下连接构件间可以发生相对转动, 产生一定的转角, 即半刚性节点连接。这种半刚性节点连接由于比刚性连接具有更大的延性和耗能能力, 同时还能减少工厂加工和现场安装的焊接工作量, 已经在工程中广泛应用。但是其抗火性能是否满足需要, 还要进一步的研究。
在实验室中, 我们现场模拟了半刚性节点连接在高温状态下的受载情况。通过对半刚性节点连接进行耐火荷载破坏试验, 我们发现:钢结构节点破坏主要受端板的厚度、柱腹板加劲肋的布置情况、梁柱翼缘和腹板厚度等多方面的影响。尤其是端板厚度和加劲肋的布置情况对节点耐火性能影响最大, 决定了节点的破坏形式、节点延性和节点转动刚度, 同时也决定了节点抗火性能。由于端板自身的可弯曲变形性能, 使得端板节点具有较好的延性;同时端板的厚度虽然对提高钢结构耐火温度影响不大, 但可明显提高节点的刚度;增设加劲肋可以大幅提高节点的抗火极限温度和转动刚度。
因此, 对于半刚性节点连接的设计过程中, 应注意端板的设计厚度不能太薄, 否则, 即使能够保证构件具有相应的柔性, 但却不能保证节点的抗火性能和转动刚度要求, 会导致端板和柱翼缘之间产生撕裂裂缝;加劲肋应合理设置, 用以增强节点的抗火性能, 保证节点在火灾情况下能够协调受力;如果对于端板刚度的提高不能通过增加端板厚度实现, 可采取加设加劲肋的方法来提高端板刚度。另外, 钢结构施工时, 要采用合理的焊接方法和施工顺序, 注意连接构件摩擦面的处理, 对摩擦面进行除锈打磨, 同时保证构件不出现夹渣、未焊透和气孔等焊接缺陷, 防止这些缺陷削弱焊缝的实际受力面积, 在焊缝中产生严重的应力集中, 从而影响节点的抗火性能;装配前要用钢丝刷刷去表面浮锈;对于钢梁与端板间应采用双面角焊缝, 同时端板焊接残余变形应满足《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的要求, 保证节点焊接质量, 使节点既能够满足荷载的要求, 同时又能够保证节点具有相应的延性。
摘要：很多人认为钢结构建筑是最安全的建筑, 其实由于钢材不耐高温, 很容易受到火灾的侵袭二破坏, 特别是其节点部位最易发生破坏。对于半刚性的节点连接进行耐火试验, 得出加强半刚性节点的出发点和一般措施, 提出相应的对策。
刚性结构 篇8
1.1 级配碎石基层的应用回顾
在我国, 20世纪70年代前后, 相当一部分的二级公路是采用的柔性基层, 许多干线公路, 国道以及大量的城市道路主干线, 建筑的是柔性基层沥青路面, 那时的柔性基层的质量是非常差的, 公路和城市道路主要使用天然砂砾, 级配碎石是少数, 甚至根本没有用过真正意义上的级配碎石, 但是一直到21世纪, 这些干线公路和城市道路都在运营, 只不过已经维修了几次, 由于沥青层很薄, 很多路面已发生了网裂。
通过这些工程的研究, 得出:
1.1.1 半刚性沥青路面因半刚性基层干缩,
温缩开裂导致的反射裂缝成为沥青路面的主要病害之一, 而采用级配碎石基层或过渡层对于防止和减少沥青面层裂缝具有较好的效果。
1.1.2 采用级配碎石过渡层结构都没有关于路面抗车辙性能差的报道,
因此至少没有证明因采用了级配碎石而减弱了路面结构的抗车辙性能。
1.1.3 采用级配碎石层结构的沥青路面, 如果沥青层厚度较薄时, 容易产生沥青路面疲劳破坏。
1.1.4 级配碎石的生产必须严格控制原材料碎石的质量。
1.2 厚沥青层路面的应用与问题
在我国有几条高速公路采用了沥青导相对较厚的半刚性沥青路面, 如北京首都机场高速公路, 京津塘高速公路和广深高速公路。这些沥青路面沥青层较厚, 已经不是我国传统意义上的薄沥青层半刚性路面。
1.3 厚沥青层路面的问题调查
1.3.1 采用较厚的沥青层, 没有任何迹象表明这些高速公路结构强度不足。
1.3.2 虽然沥青层较厚, 但是车辙并不大,
特别是京津塘和广深珠高速公路的交通量应该说很大, 这说明了增加沥青层厚度, 并不意味着车辙量的增加, 从广深高速公路的栓测结果看, 在炎热的气候条件下和大交通量的情况下采用较厚的沥青路面, 其车辙量显然并不大。
1.3.3 这些高速路的主要裂缝表现为表面裂缝, 且裂缝深度仅局限在表面层。
2 我国新型沥青路面结构的研究进展
纵观国际上的高速公路和重交通道路, 大量使用的全厚式路面或者柔性基层沥青路面。相反半刚性基层沥青路普遍使用于交通量不很大的公路, 或者往往在半刚性基层下设置一个碎石过渡层, 同样称为半刚性基层的水泥稳定碎石基层。在强度要求, 具体做法上也有许多不同之处, 这引起了我国研究人员的普遍重视, 开始关注对沥青路面结构问题的研究, 希望改变目前单一使用半刚性基层沥青路面的状况, 使不同的路面结构得到合理的使用。
2.1 从2001年起, 交通部公路科学研究院
针对目前高速公路沥青路面早期损坏现象, 充分考察了国际上高速公路普遍采用的结构, 吸取了本国不同沥青路面结构应用的经验, 结合西部研究课题《高速公路早期病害预防措施的研究》以及交通部公司司《沥青稳定碎石与级配碎石结构设计指标》项目的研究, 结合新材料、新结构、新工艺、新技术对柔性基层, 组合式基层沥青路面进行了深入细致研究。在多个省市的高速公路上铺筑了不同结构沥青路面试验路, 并进行了大量研究, 在这些试验路段中, 结构型式主要有柔性路面, 分别采用级配碎石过渡层和较厚沥青层的组合式路面, 同时也试验了一些低强度的半刚性基层沥青路面, 将这些结构和我国高速公路常用的沥青层较薄的半刚性基层沥青路面进行比较。
2.2 江苏省沿江高速公路试验路。沿江高
速公路试验路于2004年7月建成。结构A是正常路段的半刚性基层结构形式, 结构B是采用沥青稳定碎石基层的组合式基层, 结构C是采用了沥青稳定碎石和级配碎石过渡层的组合式基层, 结构D是按照永久性路面结构设计的路面结构, 结构D的沥青厚度达45cm。
在2005年进行了试验中物观测, 使用情况良好, 试验路全线没有发现坑槽, 泛油, 车辙, 开裂等路面病害现象, 在沥青层厚度较大的B、C、D结构段并没有产生较大车辙变形, 沥青层最厚的结构D和采用级配碎石过渡层的结构C的车辙平均值均小于有较厚水稳碎石基层的B和正常路段。
2.3 青海省平西试验路。平西试验路于2002年通车,
结构A采有低强度水稳基层结构, 水泥稳定碎大专生的设计强度为2.5MPA。结构B是采用级配碎石过渡层的组合式基层结构, 结构C是全柔性沥青路面结构, 结构C的沥青层后为21cm。
2.4 2002年通车的试验路及对应生产路段, 2004年观测时,
试验路C结构柔性基层路段均没有发现任何横向裂缝, 在A结构, 即低强度的水稳碎石基层路段共发现了4条横贯3个车道的横向裂缝, 而在试验路的对向车道上, 使用了3.5mpa的水稳碎石基层的路段, 约1400m路段上出现了22条横向裂缝, 在2001年7月开放交通的其它常规路段, 经过三个冬季低温考验以后, 路面的横向开裂成为主要的损坏形式之一, 平均开裂间距为50~58m。
3 我国新型沥青路面结构的应用
随着对于柔性基层以及组合式基层研究的深入, 我国越来越多的高速公路从业者开始接受这些新的技术, 特别是随着管理部门对于高速公路早期病害问题的高度重视, 管理者越来越注重沥青路面的耐久性和工程全寿命周期成本的理念。我国的高速公路结构已经不再局限于原来单一的结构型式, 已经开始在高速公路上尝试采用多种新型的沥青路面结构在福建省的两条高速公路上, 建设部门已经采用新型的路面结构作为主要的高速公路结构形式, 福建省多雨潮湿地区, 以往该地区高速公路的结构都采用了15~16cm厚的沥青路面, 基层为半刚性基层, 设计使用年限为15年, 但是通车后不到设计使用年限一半的时间路面病害就不断加剧。通过研究论证, 新建的两条高速公路将采用组合式基层沥青路面, 希望能够避免和延缓反射裂缝出现, 同时改善多雨潮湿地区基层的排水功能, 在级配碎石上使用了较厚的沥青层, 厚度为22~23cm, 一方面是提高沥青路面的耐久性, 另一方面是保证高速公路具有足够的强度。
新型路面结构的造价相比原来的配筋半刚性基层沥青路面结构的造价都要有报增加, 但增加的比例并不大, 不超过总造价的1%, 但是从沥青路面全寿命周期的费用角度分析, 初期投资高一些能够使得后期的维修、养护费用降低, 路面的使用寿命得到延长, 采取这样的方案是非常合理的。
结束语
对于以往常用的平刚性基层的使用要进行改造, 完善它的设计与应用, 明确它的适用范围, 最大限度地减少半刚性基层沥青路面的早期损坏, 延长沥青路面的使用寿命。更为重要的是大力推广采用组合式基层, 柔性基层等其它路面结构, 鉴于我国的实际情况, 由于对半刚性基层有丰富的应用经验, 当前应该首先发展组合式基层沥青路面, 即以沥青混凝土作面层, 沥青稳定碎石作基层, 半刚性材料作底层这种结构形式, 也可以在半刚性底基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝和有利于排水。
摘要：介绍了半刚性沥青与新型沥青路面结构的应用。
关键词：半刚性沥青路面,新型沥青路面,结构
参考文献
[1]高速公路早期病害预防措施的研究[J].交通部公路科学研究院, 2004.
[2]山区重载路段沥青路面车辙变形防止措施[J].交通部公路科学研究院2004.
刚性结构 篇9
因此,本文结合我国典型的半刚性基层沥青路面结构对其应力、应变和位移进行力学计算,并分析各个力学指标沿路面结构深度方向的变化规律,进一步解释路面结构在重载作用下破坏的原因,为运营中的道路在车辆荷载控制方面提供一定的参考。
1 路面结构、计算参数及荷载的选择
1.1 路面结构
本文选取的是我国典型的半刚性基层路面结构,沥青面层分为三层,基层分为半刚性基层和半刚性底基层,最下面的层位为土基,其具体路面结构参数如表1所示。
1.2 计算参数
为了了解弯拉应力、应变和弯沉在不同荷载作用下沿道路深度的影响,用bisar3.0软件进行力学计算,计算点位选取在单轮荷载中心。采用不同的荷载情况对路面结构力学响应做分析,选择了100kN、140kN、180kN、220kN四种荷载。
根据赫克洛姆(Heukelom)和克罗朴(Klomp)提出的轮载P与接地压力ρ之间的关系计算式(1):
ρi/ρj=(Pi/Pj)1/3 (1)
式中:Pi、Pj分别为各级轴载;ρi、ρj分别为相应轴载的轮压。我国标准轴载为单轴双轮100kN, 轮压为0.70MPa。
依据JTG D05-2006,荷载采用单轴双轮、双圆荷载形式。不同轴载下的荷载几何参数见表2。
双圆荷载的当量圆半径,按式(2)计算:
式中:δ为当量圆半径,m;P为轴载,(kN);p为轮胎接地压强,(kPa)。
2 计算结果及分析
2.1 弯拉应力计算结果及分析
以单元荷载中心为计算点位,得到不同荷载作用下的弯拉应力沿道路深度方向分布图,如图1。由图1可以得出,路面结构的上面层处于受拉状态,中下面层处于受压状态,沥青层底受到较小的拉应力,不会因弯拉应力过大而疲劳开裂,但是随着竖向荷载的增大,沥青层底受到的拉应力逐渐增大,且半刚性基层层底受到的弯拉应力最大,有可能引起反射裂缝,并逐步向面层扩展。
2.2 弯拉应变计算结果及分析
以单元荷载中心为计算点位,得到不同荷载作用下的弯拉应变沿道路深度方向分布图,如图2。由图2可以看出,在沥青层底出现了较大的弯拉应变,且随着荷载的增加弯拉应变增大,且增加的幅度是一样的,弯拉应变最不利的受力部位是沥青层底。
2.3 剪应力计算结果及分析
以单元荷载中心为计算点位,得到不同荷载作用下的弯拉应变沿道路深度方向分布图,如图3。由图3可以看出,最大剪应力出现在沥青路面结构的上面层,随着深度的增加剪应力一般呈现减小趋势,且随着荷载的增大剪应力逐渐增大,很可能在路表出现剪切破坏。
2.4 弯沉值计算结果及分析
以单元荷载中心为计算点位,得到不同荷载作用下的弯沉值沿道路深度方向分布图,如图4。由图4可以看出,弯沉值沿道路深度方向变化不大,但是随着竖向荷载的增大弯沉值变化较大,荷载为100kN时,最大弯沉值为38.51(0.01mm),当荷载增大至220kN时,最大弯沉值增大至81.8(0.01mm),使整个路面结构强度降低很快,很可能导致路面结构的破坏,降低了道路的使用寿命。
3 结语
重载对路面结构力学响应有很大影响,从各个力学指标沿道路深度分布图可以得出:重载对弯沉值、剪应力的影响最大,对弯拉应力和弯拉应变的影响相对较小。弯沉值的增大直接导致路面结构整体强度降低,剪应力增大很可能导致路表剪切破坏,因此,道路在运营阶段一定要严格控制交通荷载在设计要求范围内,使道路达到甚至延长设计寿命并更好地服务于车辆。
摘要：基于我国的沥青路面设计理论及标准,选取典型半刚性基层路面结构及材料参数,采用BISAR3.0软件对不同荷载作用下的路面结构应力、应变和位移进行计算,并分析了各力学指标对道路结构的影响。结果显示:不同荷载模式对路面结构的影响相当大,这对进一步解释路面面层的一些破坏现象提供了有益的参考。
关键词：道路工程,半刚性基层,沥青路面,车轮荷载,力学响应
参考文献
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[3]伍祥松.重载交通下不同基层类型沥青路面结构应力分析[J].2012(1).
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[5]郑仲浪.重载车辆作用下沥青路面层间力学行为研究[D].西安:长安大学,2010.
[6]严二虎,沈金安.半刚性基层与沥青层之间界面条件对结构性能的影响[J].公路交通科技,2004,21(1):38-41.
刚性中求劲道 篇10
作品多次参加全国及省、市书画展并获奖，多次举办个人展览，大众日报、齐鲁晚报、山东电视台、《齐鲁艺谭》、日照日报、沂蒙晚报等多家专业报刊及媒体为其报道，出版有《段凯夫中国画集》、《段凯夫中国画作品集》、《中华文脉 艺术丹青段凯夫大写意作品集》。作品远销日本、韩国、美国及港澳台等地区。
第一次品读段凯夫的画，感觉很粗粝，仿佛站在一棵苍劲的、树皮皲裂的大树下；抑或是走进无垠的旷野，任朔风吹痛脸颊……段凯夫的画能将人的感觉“磕痛”，这就是粗粝，像风中裹着沙粒，像河床上那一道道深深浅浅的痕迹……倘若我的感觉只是被“磕痛”，那就会流于偏颇、流于肤浅，然而，随着品读的深入，我渐渐发现，段凯夫的粗粝，其实就像一件宽大的袍子，也许它的布料并不华贵，甚至可以说是家常土布，但它的针脚却细致、绵密，这件袍子，穿在一个骨架伟岸的男子身上，自然阳气彰显，劲道十足。 段凯夫的画有刚性，但这不是全部。如果以刚性见长，那就只有锋利而无韧性。无韧性，就容易摧折；无韧性，就无法拓展和深入。段凯夫的画有刚性，却也有劲道，他在把握“刚”的一面的同时，却也注意到了劲道，即，内在韧性。段凯夫的画，不能分开而论，他的山水、花鸟、人物，说到底，都有一种外在的刚性和内在的韧性。因此，读段凯夫的写意画，你会发现他在秉承传统的同时，还有一种被生发的东西。这种东西不是传统的赋予，而是在传统的基础上的开掘和延伸。段凯夫的写意画，有着十分强烈的个体意识，从他的画中你能领略到大开大合的气势、磅礴奔涌的笔力，看似简约、疏放，却又细致、精微。他的写意画，是极具高度的自我艺术和高度的忘我艺术的结合，这看似是一对矛盾，但在段凯夫林林总总的写意画中，却达到了水乳交融的统一。写意画有大写意和小写意之分，所谓分只是一种技法的确定，但在操作和运用中，大与小，受画家主观的支配。因此，在段凯夫的画中，既有画家忘我的情感宣泄，也有恰到好处的写实表现。段凯夫的造型观，不是机械的、教条的，先意后形，意在笔先，这是他的大写意的精髓。他的花鸟画，虽重在表现写意，但他绝不放任，在似与不似之间，他追求形与神的相互填补、相互渗透，神在有形的物象中，化作一种自然的韵致和气息。如，画作《高原勇士》、《三羊开泰》、《风雨雄立》、《国宝》、《仙鹤四条屏》等，在这些画作中，无论是藏獒、绵羊、巨鹰、仙鹤，都达到了以神驭形的效果。而段凯夫笔下老虎，笔者以为应是花鸟画中的典范之作，如，画作《虎威雄风》、《威震千山百兽惊》、《猛虎啸日》，作品紧紧扣住一个“威”字，而在如何表现这个“威”字上，画家运用写意、工笔等技法，既有夸张的形体表现，又有细腻的笔墨呈现。通过用笔的轻重、虚实、刚柔、方圆、徐疾、顿挫，使老虎之“威”，惯于形体，让人产生一种敬畏、惊惧的感觉。段凯夫的人物画是他写意画中的一个重要组成部分，而人物画又以道释画（即，道教、佛教为内容的绘画）最见功底，如，他绘制的十八罗汉像，是对壁画的继承与发扬。段凯夫的十八罗汉是新的十八罗汉，他从传统的窠臼中走出来，将形带到了神中，笔下的罗汉更具主观性，你能透过每一幅画，看到一种内在的神采；透过肢体表现和面部的笑容，读出画中的故事，了解历史的渊源。
刚性中求劲道，是强化作品的内蕴。劲道不只是力量，更是一种张力、一种可以无限延长的柔韧。段凯夫的画，刚性中已经呈现出劲道，这是笔力，是神韵钻出了土层，而最后的绽放必将华美而娇艳……
刚性结构 篇11
半刚性基层沥青路面在我国已经走过了几十年。半刚性基层在提高道路强度方面表现出了明显的优势[1], 但是由半刚性材料引起的路面早期破坏现象也成为当前公路界关注的问题。早期破坏是指:沥青路面在设计寿命的前1/4至3/4期内, 所发生的各种形式的路面破坏[2]。半刚性沥青路面的早期损坏形式主要有开裂、冲刷、翻浆、车辙、泛油、松散、坑槽。目前对半刚性沥青路面早期破坏的原因分析了很多, 也提出了一系列的解决措施, 但效果并不明显。对严格控制材料、设计、施工、超载的道路, 在没有达到设计年限时同样发生破坏这需要我们从设计、施工考虑道路是否在早期就存在先天不足, 导致寿命达不到设计目标。目前规范对施工期荷载没有严格的规定, 也没有考虑施工荷载对结构设计的影响。但施工中的荷载多为严重超载型, 对半刚性结构很可能产生早期破坏。
1施工期荷载分析
某二级公路 (双向双车道) 路基宽度12.0m, 路面宽度为10.5m, 设计车速80km/h, 采用半刚性沥青路面结构形式, 设计标准轴载次数8×106次/车道, 交通增长率7%, 设计年限为12年。路段长度为10km中等交通量[3], 详细结构见表1。采用厂拌法对基层施工。厂拌场地选在此路段的中间, 施工时运输车从拌和场将料运送到摊铺现场。路段中部将承受最多的运输车次数, 即路段中部为最危险断面。
本文通过对山东某二级公路施工水泥稳定碎石层的运料车记录的研究, 得出施工期车辆的载重量在 (22～42) t之间, 其载重情况基本呈正态分布形式, 施工轴载谱见图1。施工轴载在 (160～200) kN之间占轴载的81.39%, 可知施工轴载相对于现行规范的荷载 (100～130) kN均为超载型。通过计算施工中单轴车占10%, 其余为双轴车, 其平均载重量为32.46t, 单轴车的平均载重量为25.15t, 双轴车的平均载重量为33.79t。
根据以上分析可以得知, 按照山东某二级公路施工路段中的车辆配置及车辆的平均载重情况, 铺设5km的水泥稳定碎石共需要127次单轴车和1143次双轴车, 铺设5km的中粒式沥青混凝土共需要32次单轴车和288次双轴车, 铺设5km的细粒式沥青混凝土共需要17次单轴车和153次双轴车。
通过下列公式可确定施工时的标准轴载次数。
按照山东某二级公路施工路段中的车辆配置及车辆的平均载重情况, 铺设5Km的水泥稳定碎石层时在最危险断面二灰土层需要承受1288730次的标准轴载作用。
铺设5 km的中粒式沥青混凝土在最危险断面水泥稳定碎石层需要承受322 834次的标准轴载作用。
铺设5 km的细粒式沥青混凝土在最危险断面中粒式沥青混凝土层需要承受130 980次的标准轴载作用;在最危险断面对水泥稳定碎石层的标准轴载作用次数为169 897次。
2 施工期荷载对各层层底拉应力影响分析
利用Shell Pavement Design Software来计算荷载作用下的各层层底拉应力状况, 具体见表2。
在设计结构下施工水泥稳定碎石层时二灰土层的层底拉应力远大于二灰土层的劈裂强度0.3 MPa, 所以施工水泥稳定碎石层时二灰土层底将产生微裂纹。
施工中粒式沥青混凝土时二灰土层的层底拉应力最大为0.375 8 MPa, 最小层底拉应力为0.154 7 MPa, 二灰土的劈裂强度为0.3 MPa, 在施工荷载作用下施工中粒式沥青混凝土时二灰土层底将产生微裂纹。
施工细粒式沥青混凝土时二灰土层的层底拉应力最大为0.3138 MPa, 最小层底拉应力为0.129 3 MPa, 二灰土劈裂强度为0.3 MPa, 在施工荷载作用下施工细粒式沥青混凝土时二灰土层将产生微裂纹。
在设计结构下, 施工中粒式沥青混凝土时水泥稳定碎石层的层底拉应力最大为0.235 9 MPa, 最小层底拉应力为0.098 3 MPa, 水泥稳定碎石的劈裂强度为0.4 MPa, 在施工荷载作用下施工中粒式沥青混凝土时水泥稳定碎石层不会发生一次性破坏, 但可能发生疲劳破坏。
施工细粒式沥青混凝土时水泥稳定碎石层的层底拉应力最大为0.215 0 MPa, 最小层底拉应力为0.088 5 MPa, 二灰土劈裂强度为0.4 MPa, 在施工荷载作用下施工细粒式沥青混凝土时水泥稳定碎石层不会发生一次性破坏, 但可能发生疲劳破坏。
在设计结构下, 中粒式沥青混凝土层的层底拉应力最大为-0.215 5 MPa, 最小层底拉应力为-0.533 9 MPa, 中粒式沥青混凝土劈裂强度为0.8 MPa, 在施工荷载作用下中粒式沥青混凝土层不会发生一次性破坏, 也不会发生疲劳破坏。
施工期荷载对结构的破坏情况见表3。
3 施工期荷载对结构损伤的评价
在施工期荷载作用下路面材料或结构的各种性能将出现损伤。本研究用损伤度k来表征材料或结构的损伤程度。定义损伤度为材料或结构因损伤而引起的强度 (寿命) 损失与理论强度 (寿命) 之比。对施工期荷载作用下的损伤采用施工轴载次数与结构容许轴载次数之比来表征损伤度k。
本研究通过损伤度k来反映结构寿命的变化。
从表3中可知施工水泥稳定碎石层、施工中粒式沥青混凝土层、施工细粒式沥青混凝土层时, 二灰土层底产生微裂纹, 定义其损伤度为k=1。施工细粒式沥青混凝土层时, 中粒式沥青混凝土层既不会发生一次性破坏, 也不会发生疲劳破坏, 定义其损伤度k=0。
对设计结构, 施工中粒式沥青混凝土时, 水泥稳定碎石层最危险断面承受的标准轴载次数N=322 834次。要使结构层不发生疲劳破坏, 容许拉应力至少为0.239 5 MPa。利用下列公式计算其对应能承受的标准轴载次数。
Ks=σs/σR (3)
Ne= (KsAc/0.35) 1/0.11 (4)
劈裂强度取0.4 MPa, 计算得N0=351 701 1次, 则水泥稳定碎石层的损伤度k=N/N0=322 834/3 517 011 =0.091 79。
施工细粒式沥青混凝土时, 水泥稳定碎石层最危险断面承受的标准轴载次数N=169 897次。要使结构层不发生疲劳破坏, 容许拉应力至少为0.215 0 MPa。同理计算其相应能承受的标准轴载次数为N0=938 075 8次, 则水泥稳定碎石层的损伤度k=N/N0=169 897/9 380 758=0.01 811。
对于二灰土层在施工期荷载作用下其整体损伤度k=1;对于中粒式沥青混凝土层其整体损伤度k=0。
施工期中水泥稳定碎石层最危险断面上共承受的标准轴载次数为N=492 731次, 在施工期荷载作用下要使结构层不发生疲劳破坏, 容许拉应力至少为0.239 5 MPa, 计算其相应能承受的标准轴载次数N0=3 517 011次, 则k=N/N0=492 731 /3 517 0 11=0.140 1。
现仅考虑施工期水泥稳定碎石层的损伤对结构整体的影响, 即认为结构在施工期中损失了14.01%的标准轴载作用。通过公式 (3) 可以计算出结构寿命 (使用年限) 的损失。
结构设计年限为12年, 设计年限内交通量的平均年增长率为7%。经过计算结构在施工完成投入营运可使用10.8年, 即设计结构尚未达到设计年限就会破坏。
4 结论
通过对半刚性沥青路面施工期各结构层应力的计算分析, 可知施工期荷载对半刚性沥青路面结构损伤具有一定的影响。
摘要：半刚性沥青路面早期破坏的因素较多。当前虽采取一定的措施来防止早期破坏的发生, 但仍未完全解决早期破坏现象。施工期荷载较重可能在施工过程中对结构产生影响, 进而影响结构发生早期破坏;因此研究施工期荷载对结构的影响具有一定的意义。通过壳牌路面设计应力分析软件的计算, 研究了施工期荷载对半刚性沥青路面结构损伤的理论影响。
关键词：施工期荷载,结构寿命,结构损伤,半刚性沥青路面
参考文献
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