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论文摘要:混凝土结构夜上海论坛被广泛应用于多种工程,解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。
0引言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种。
1混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类
夜上海论坛 1.1静止裂缝系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法,而与其它因素无关。
1.2活动裂缝系指其宽度不能保持稳定,易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补;若无法完全消除其成因,则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。
1.3尚在发展的裂缝系指长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后,方可进行修复或加固。
混凝土裂缝修补前,应对其成因进行研究,若是由于承载能力不足引起的裂缝,除应选择相应的方法进行修补外,尚应选用适当的加固方法进行加固。
2修补设计
修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果,进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计,更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时,应考虑如下事项:①根据是否需要修补的判断结果,设定修补范围及规模,还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等),建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标,考虑环境条件,选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法,可按开裂现场及开裂原因决定。另外,当构筑物处于盐类等苛刻环境时,应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能,裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝,则宜在裂缝最宽时处理。
夜上海论坛 混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异,另外,保修年限也不尽相同。通常,可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。
3修补方法
夜上海论坛 3.1表面修补法①利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法,增加整体面层,压抹环氧胶泥,环氧浆液粘玻璃丝布,表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时,采用手工或机械喷涂方法,将修补材料涂覆于混凝土表面,起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间,厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化,介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等,例如,要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷沥青涂料等刚性涂料,不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体,橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时,宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修复法①充填法用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力钢筋),施加预应力拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直,钻孔方向不与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗、充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真,否则新老混凝土结合不良将导致失败。
3.3灌浆法将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内,使其扩散,固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙,使之不透水并增加强度。
3.4低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。
夜上海论坛 3.5压力注浆法在一定时间内,以较高压力(按注浆料产品说明书确定)将灌注材料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料,也可使用JN-M结构灌注胶。
夜上海论坛 3.6填充密封法在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充,必要时以纤维复合材料封闭其表面;此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。
民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样,但我们不能只知其一、只用其一,而应牢牢掌握每一种方法,以一变应万变,做到根据不同情况采取不同方法,切实从每一个环节入手,做好过程控制,完善施工手段,确保施工质量,尽量实现修补最优。
参考文献:
夜上海论坛 论文摘要:随着人们对建筑质量的要求越高,也越来越重视建筑工程中的腐蚀现象。由于多种因素,在建筑工程中,腐蚀无所不在。本文就腐蚀混凝土结构的因素进行分析,进一步指出预防腐蚀混凝土结构的处理办法。
夜上海论坛 1腐蚀混凝土结构的因素:
1.1素混凝土结构
素混凝土的基本组成材料是水泥、砂、石和水。影响素混凝土结构的耐久性的主要因素为碱-集料的反应(混凝土中碱含量超标,暴露在水或潮湿环境使用时,其中的碱与碱活性集料间发生反应,引起膨胀)。
1.2钢筋混凝土结构
夜上海论坛 钢筋混凝土结构材料是混凝土与钢筋的复合体,它的腐蚀形态可分为两种:一是由混凝土的耐久性不足,其本身被破坏,同时也由于钢筋的、腐蚀而导致整个结构的破坏;二是混凝土本身并未腐蚀,但由于外部介质的作用,导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子,从而使钢筋表面的钝化作用丧失,引起钢筋的锈蚀。从化学成分来看,钢筋的锈蚀物一般为Fe(OH)3、Fe(OH)2、Fe3O4·H2O、Fe2O3等,其体积比原金属体积增大2~4倍。由于铁锈膨胀,对混凝土保护层产生巨大的辐射压力,其数值可达30MPa(大于混凝土的抗拉极限强度)使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂缝(俗称顺筋裂缝)。这些裂缝进一步成为腐蚀性介质渗入钢筋的通道,加速了钢筋的腐蚀。钢筋在顺缝中的腐蚀速度往往要比情况快,等到混凝土表面的裂缝开展到一定程度,混凝土保护层则开始剥落,最终使构件丧失承载能力。
夜上海论坛 影响混凝土中性化(包括碳化)速度的因素很多,但主要的因素是混凝土的密实度,即抗渗性能。混凝土愈密实,即抗渗性能愈高,则外界的气体只能作用于混凝土表面,向内部渗透比较困难。影响混凝土密实度的主要因素是混凝土的水灰比和单位水泥用量。水泥品种对混凝土的中性化速度有一定的影响;不同品种的水泥,因其掺合料的品种及含量不同,水解时生成的碱性物质数量不同,使混凝土的中性化速度也就不同了。
普通硅酸盐水泥的熟料含量多,掺合料的含量一般不大于15%,其碱度比其它品种的水泥高,中性化速度相对的要慢。火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,由于掺合料中的活性氧化硅与水泥熟料中水解时产生的氢氧化钙结合,从而降低了混凝土孔隙中的液相碱度,加快了碳化或中性化的速度。
夜上海论坛 1.3预应力混凝土结构
夜上海论坛 预应力混凝土结构的腐蚀除了具有普通混凝土结构的腐蚀类型外,由于采用高强度钢筋和钢筋在高应力条件下工作,所以可能发生应力腐蚀和钢材的氢脆。
1.3.1应力腐蚀
应力腐蚀是钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂。这种破坏与单纯的机械应力破坏不同,它可以在较低的拉应力作用下破坏;这种破坏又与单纯的电化学腐蚀破坏不同,它可以在腐蚀性介质很弱的情况下而破坏。
夜上海论坛 腐蚀性介质与钢筋作用,在钢筋表面形成一个大小不等弥散分布的腐蚀坑后,每个腐蚀坑相当于一个缺口,钢筋在拉应力的作用下,形成应力的不均匀分布和应力集中,在缺口的边缘,当钢筋平均应力不高时,其集中的应力即可达到断裂应力的水平,而引起钢筋的断裂。由于缺口的存在,形成了拉应力三轴不相等状态,阻碍了钢筋塑性变形的开展,使塑性变形性能在钢筋断裂前不能充分发挥出来,延伸率、冷弯等塑性指标均有明显下降。预应力钢筋的腐蚀是拉应力与腐蚀性介质共同作用的结果,腐蚀因素对钢筋断裂的最初形成起主要作用,而拉应力则促进了腐蚀的发展。
1.3.2氢脆
氢脆是预应力钢筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂的另一中类型。氢脆与应力腐蚀的机理完全不同。应力腐蚀发生在钢筋的阳极,而氢脆发生在钢筋的阴极区域。氢脆是由于钢筋吸收了原子氢,而使其变脆,所以称为氢脆。钢筋在腐蚀过程中,表面可能有少量氢气产生,在通常情况下,生成的原子氢会迅速结成分子氢,在常温下是无害的,但当这一过程受到阻碍时,氢原子就会向钢筋内部扩散而被吸收到金属内部的晶格中去,如果钢筋内部有缺陷存在,氢原子很可能重新结合成为氢分子。氢分子的生成产生很大的压力,出现“鼓泡”现象。使钢筋变脆。产生氢脆的钢筋在受到超过临界值的拉力作用时,便会发生断裂。硫化氢是能引起预应力钢筋氢脆的介质之一。
1.4纤维混凝土结构
纤维混凝土的腐蚀机理与普通混凝土基本相同,但纤维的直径较细,且均匀分布,其耐久性相对普通混凝土要强一些。开裂的纤维混凝土构件在潮湿的环境下,裂缝处的混凝土碳化后,碳化区的钢纤维开始锈蚀。有研究表面,钢纤维混凝土中钢筋的锈蚀较普通混凝土钢筋的锈蚀减轻,其原因除了钢纤维阻裂作用的影响外,还在于细小纤维在混凝土中乱向均匀分布,从而改变了钢筋电化学锈蚀的离子分布状态,阻止了钢筋的锈蚀。
1.5轻骨料混凝土结构及加气混凝土
轻骨料混凝土的腐蚀机理与类型基本与普通混凝土相同,由于大多数轻骨料抵抗气体扩散能力较低,腐蚀性气体较易渗入内部,因此必须控制轻骨料混凝土的密实度。
夜上海论坛 加气混凝土的显气孔较多,不致密,吸水率高,碳化速度较快,在正常使用条件下尚需对钢筋进行表面涂覆保护层,而且加气混凝土表面气孔多,不容易进行保护,所以在腐蚀环境下不宜使用加气混凝土。
2预防混凝土结构腐蚀的办法
夜上海论坛 对混凝土结构腐蚀预防应针对其不同的结构组成制定不同的办法。
夜上海论坛 2.1原材料的选择
2.1.1水泥
水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料。水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。水泥石一旦遭受腐蚀,水泥砂浆和混凝土的性能将不复存在。由于各种水泥的矿物质组份不同,因而它们对各种腐蚀性介质的耐蚀性就有差异。正确选用水泥品种,对保证工程的耐久性与节约投资有重要意义
夜上海论坛 2.1.2粗、细集料
夜上海论坛 发生碱-集料反应的必要条件是碱、活性集料和水。粗、细集料的耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。集料与水泥石接触的界面状态对混凝土的耐蚀性有一定影响。
混凝土中所采用粗细集料,应保证致密,同时控制材料的吸水率以及其它杂质的含量,确保材质状况。
夜上海论坛 2.1.3拌合及养护用水
混凝土拌合及养护用水,应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况,防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。
夜上海论坛 海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物,除了对水泥石有腐蚀作用外,对钢筋的腐蚀也有影响,因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。
2.1.4外加剂
混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入,用以改善混凝土性质的物质。
混凝土外加剂的范围很广,品种很多,我国外加剂的品种目前已超过百种,其中包括减水剂、早强剂、加气剂、膨胀剂、速凝剂、缓凝剂、消泡剂、阻锈剂、密实剂、抗冻剂等。
在建筑防腐工程中,外加剂的使用主要是为了提高混凝土密实性或对钢筋的阻锈能力,从而提高混凝土结构的耐久性。实践证明,采用加入外加剂的方法,可以在一定范围内达到提高混凝土结构的耐腐蚀能力,是一种经济而有效的技术措施。
夜上海论坛 但由于外加剂的化学组成,来自外加剂中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋脱钝,给结构物带来隐患。在进行外加剂选择时需对其中氯盐的含量进行检测,并做相关实验。
2.2防腐混凝土的配合比设计
夜上海论坛 为提高混凝土的密实性和抗中性化能力,混凝土的强度等级宜大于或等于C25。受氯离子腐蚀或其它大气腐蚀时,钢筋混凝土构件中可掺入钢筋阻绣剂。对于预应力混凝土结构,其混凝土强度等级不小于C35,后张法预应力混凝土构件应整体制作,不得采用块体拼装的构件。
混凝土配合比的设计,应按以下两种情况进行:一是按设计要求的强度(即按正常要求的强度)进行配合比设计;二是按密实度的要求(即按最大水灰比和最小水泥用量的要求)进行配合比设计,但强度等级往往大于前者。腐蚀环境中的混凝土配合比设计,必须取用上述两种情况中强度等级的较高者。
夜上海论坛 关键词:预应力混凝土;无粘结;预应力筋;施工
1前言
无粘结预应力是后张预应力混凝土的一种新的施工工艺,其做法在预应力丝束表面涂防腐涂料并用塑料管包裹后,如同普通钢筋-预先铺设在支好的模板内,然后浇筑混凝土,待达到强度后进行张锚固。由于其具有无需留孔与灌浆、孔道摩擦力小、预应力筋易形成跨度曲线、施工简便等优点,近年来得以推广并广泛应用,但其技术量高、专业性强、施工中如果质量控制不严,易造成结构隐患,影响结构安全,在施工中应采取质量控制措施。
2工程概况
某出版基地科技文化活动中心-康乐中心,康乐中心共三层,一层层高5m,二层4.5m,三层6m,局部4.5m和7m。建筑物最高点19.1m,室外地坪最低标高-0.6m。康乐中心建筑物长度88.15m,宽度48.575m。各层建筑面积分别为:一层2840.81m2,二层2249.57m2,三层2593.5m2,单项工程建筑面积7880.92m2。其屋面设有4根24m跨无粘结预应力大梁,为本工程特殊结构部位。
3无粘结预应力屋面大梁施工
夜上海论坛 3.1施工前的准备工作
图纸会审和技术交底:在施工前组织各级技术人员审图对关键部位放出大样图,发现问题及时与设计者协商解决。
夜上海论坛 严格拉制所用材料:钢绞线、锚具进场后要检查与货同行的产品标牌、合格证、厂家出具的物理性能证明书或产品质量检验报告。对钢绞线进行外观检查,不得有接头或死弯,油脂饱满均匀,不漏涂、护套圆整光滑,松紧适当。预应力筋的表面如有破损,必须及时用塑料胶带纸修补,外观检查必须逐盘进行。同时钢绞线及水泥要进场后抽样送试。
张拉设备与压力表:使用前应由计量部门配套检测是否合格,并提供相应拉力对照表。
3.2屋面大梁施工
康乐中心屋面结构层,纵向17轴、19轴的C轴至J轴线段,横向G轴、E轴的15至21轴线段设计为无粘结预应力屋面大梁,共四根,呈井字状布置。跨度24m,截面尺寸宽500mm,高1350mm,C40砼。除配设普通钢筋外,另配设8根单束φs15.2钢铰线作为预应力主筋,呈抛物线布置,一端作固定端,一端作张拉端,大梁与柱为刚结点。
3.2.1施工顺序
夜上海论坛 施工中采用如下的施工顺序:搭设大梁、板支撑架铺大梁底模绑扎大梁普通钢筋和敷设无粘结预应力筋固定端附加螺旋钢筋、安装锚板及夹具张拉端附加钢筋网片、安装锚垫板支次梁底模、扎次梁钢筋支大梁侧模、次梁侧模、板底模绑扎屋面板钢筋浇捣梁板砼大梁砼达到75%设计强度后,张拉钢铰线建立预应力张拉端锚板、锚具防腐处理、浇砼封闭张拉端预留张拉口处砼后浇封闭模板拆除。
夜上海论坛 3.2.2屋面大梁支撑及模板施工
夜上海论坛 支模体系:双立杆钢管、双扣件支模架体系。双立杆纵横间距不大于800mm,水平横杆间距不大于1200mm,支撑架体纵、横向均开设剪刀撑。梁底受力杆为8号槽钢。
夜上海论坛 模板材料:为确保模板自身刚度,梁底、侧模均采用20mm厚钢框竹胶合板。
夜上海论坛 特殊措施:梁底模起拱3‰L,梁底中部加设双立杆顶撑,梁两侧模板设置3道直径16、间距600mm的对拉螺杆。立杆底部带钢垫板,一、二层楼板顶撑保留不拆除并垂直对应,使大梁梁板砼及支撑架的重量直接传至地面。屋面梁板砼浇筑时,派专人看模,发现异常情况,停止砼浇筑,待加固支撑体系后再施工。
3.2.3屋面大梁无粘结预应力钢铰线施工
采用挤塑涂层工艺生产的1×7,直径为15.2的标准型钢铰线,强度级别为1860Mpa。钢铰线的下料长度及下料方法:下料长度按钢铰线一端张拉L=L0+2(L1+100)+L2+L3公式计算。L0为构件内孔道长度,L1为夹片式工作锚厚度,L2为穿心式千斤顶长度,L3为夹片式工具锚厚度。经计算,17轴线、19轴线梁钢铰线下料长度为25.6m,E轴线、G轴线梁下料长度为25.8m。因钢铰线盘重大,盘卷小,弹力大,采用简易铁笼,将钢铰线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出,丈量长度后,采用砂轮切割机断料。
钢铰线铺设与固定:在大梁底部普通钢筋铺设后进行,采用人工穿束铺设。先临时固定在模板支撑体系的横杆上,待普通钢筋箍筋绑扎后,根据设计图纸确定的抛物线状标记出钢铰线每距1m的高度位置,用直径14的钢筋点焊固定在箍筋上,作为钢胶线就位的支杆。复核支杆高度无误后逐步拆除临时支杆,使其就位。并按设计给定的水平位置将8根单束钢铰线排列均匀,用8号铁丝绑牢。对预应力筋和普通钢筋分别隐蔽验收。
夜上海论坛 3.2.4钢铰线锚固端、张拉端的特殊处理
17、19轴线预应力大梁钢铰线张拉端考虑设在C轴柱顶外侧端,固定端则直接锚入J轴柱梁端顶部内。E、G轴大梁钢铰线张拉端考虑设在21轴柱梁端固定端则直接锚入15轴柱梁端内。
钢铰线锚固端的特殊构造处理:钢铰线锚固端处按单根套设直径8mm的螺旋钢筋,螺旋钢筋圈数5圈以上。单孔钢锚垫板设4根螺纹直径14mm的锚筋,锚筋长度大于140mm,直接点焊固定在柱、梁钢筋上。钢铰线末端穿过锚板孔口后,采用单孔15-1P夹片式锚具固定。
钢铰线张拉端的特殊构造处理:钢铰线张拉端处按设计增设5片直径10mm,间距50~80mm的钢筋网片,钢筋网片与柱梁钢筋点焊固定。8根单束钢铰线按设计设二块锚垫板,锚垫板采用Q235材质,厚度14mm,长宽按设计尺寸。锚垫板设直径16的螺纹锚脚,钢筋长度大于160mm。锚脚点焊固定于柱梁钢筋上,并固定于端部模板上,确保锚板位置正确,平整无误。张拉端的钢铰线通过锚板孔,甩头长度确保大于穿心式千斤顶的长度,以便张拉。
3.2.5大梁砼浇捣
大梁分三层浇捣,每层分别浇捣密实,特别是锚固端及张拉端部砼必须仔细浇捣,确保密实。大梁一次连续浇捣成型,没有水平、垂直施工缝。大梁浇捣沉实1小时后再浇板砼,以免出现裂缝。为提早张拉时间,大梁砼强度宜提高一级,按C50砼浇捣。
3.2.6锚具
固定端采用单孔15-1P夹片式锚具,张拉端采用单孔15-1夹片式锚具。锚具锚环采用45号钢,调直热处理硬度HRC32-35。夹片采用20Cr钢,表面热处理后的齿面硬度为HRC60-62。
3.2.7无粘结预应力张拉施工
夜上海论坛 预应力张拉准备工作:砼浇捣时预留试块,按现场同条件养护,试压检验砼强度达到设计强度75%以上时,才进行张拉。张拉端预埋垫块与锚具接触处的焊渣、砼残渣等清理干净。准备四台穿心式YC20D千斤顶,四台ZB0.8-500电动油泵。未张拉前,模板及支撑系统不得拆除。
夜上海论坛 张拉方法及顺序:采取一端张拉,双控方法(即控制张拉应力、控制张拉伸长值),分束分批建立预应力。因四根梁呈井字布置,考虑张拉应力平衡,每根梁端设一套张拉机具,四根大梁同步分束建立预应力。
夜上海论坛 张拉程序:因钢铰线为曲线布置,以0.2Pj级载量初始伸长值,Pj级或1.03Pj级为伸长终点值。本工程张拉程序征求设计单位意见,取其中一种与设计松驰应力相吻合的张拉程序。为便于同步建立预应力和便于校核张拉伸长值,实行分级加载,中间增加一级0.6Pj载级。
张拉最大控制应力:最大张拉应力бcon不大于规范和设计要求的75%fPtk,即最大张拉力бcon=0.75×fPtk×AP=0.75×1860×139=19.3905kN。最大张拉力由千斤顶与电动油泵配套标定的压力读数表控制。
夜上海论坛 伸长值校核:按直线段、曲线段分别计算伸长值后叠加,大梁钢铰线理论伸长值初步计算为180mm。考虑钢铰线为曲线布置,以0.2Pj级载量伸长起点值,以0.6Pj级载量伸长中间值,以1.0Pj或1.03Pj时量伸长终点值。
夜上海论坛 张拉端锚固区处理:张拉端锚固后,将多余的钢铰线采用手提式砂轮切割机切除,外露长度不少于300mm,并清除锚板及锚具上的油污、杂物,涂刷防锈漆后,采用C40膨胀砼封闭。
张拉端区预留板孔处理:将张拉端锚固处理后,对预先为方便张拉留设的板孔洞支模,按施工缝处理后,后浇C30膨胀砼封闭。
3.3预应力张拉准备工作中应注意的问题
夜上海论坛 预应力张拉前,对从事张拉工作的人员进行专门的技术培训和全生产教育,操作人员必须熟记张拉程序和机械操作规程,熟悉机性能,并进行以下工作。
3.3.1所有用于预应力的千斤顶应是专为采用的预应力系统所设计,经国家认定的技术监督部门认证的产品。
3.3.2千斤顶的精度应在使用前校准。千斤顶一般使用超过6个月或200次,或在使用过程中出现不正常现象时应重新校准。测力环或测计应至少每2个月进行重新校准,并使监理工程师认可。任何时候工地测出的预应力钢绞线延伸量有差异时,千斤顶应进行再校准。
夜上海论坛 3.3.3用于测力的千斤顶的压力表,其精度应不低于1.5级。校正千顶用的测力环或测力计应有±2%的读数精度。压力表读盘直径应小于15mm。每个压力表应能直接读出以“kN”为单位的数值或伴一换算表可以将读数换算为“kN”。压力表应具有大致两倍于工作力的总压力容量,被量测的压力荷载应在压力表总容量的1/4~4范围内,除非在量程范围建立了精确的标定关系。压力表应设于作者肉眼可见的2mm距离以内,使无视觉差能够获得稳定和不受动的读数。每台千斤顶及压力表应视为一个单元且同时校准,以确张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
夜上海论坛 3.3.4张拉前根据钢绞线的强度、拉力和弹性模量值计算出每束(根)绞线的初始拉力、控制拉力和超张拉力下的伸长值,作为施工时的拉伸长值控制指标。
3.3.5无论是进行预应力张拉,还是进行孔道压浆,事先在操作部位两端用钢板设置屏障,用缆绳隔离并设置明显警示标志,操作期间禁任何非施工人员进入施工现场,操作人员也严禁将身体直接对准道部位。
4结束语
通过对无粘结预应力混凝土工程质量施工过程各个环节的控制,出版基地科技文化活动中心-康乐中心的施工质量得到了很好的效果。实践证明,只要强化管理、精心施工,在技术上严格把关,操作上严格按照工艺要求去施工,无粘结预应力混凝土就会达到预期的效果,杜绝质量隐患的发生。
参考文献:
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夜上海论坛 [3]郑康喜.某教学实验楼无粘结预应力混凝土大梁施工技术.广东土木与建筑,2005-07:28~29
关键字:民用建筑裂缝修补
裂缝修补主要以恢复结构材料的防水性及耐久性为目的,也有从维护人身安全及注重美观的角度而进行修补的。在满足修补的前提下,必须考虑经济性来决定修补的范围及修补的规模等。
夜上海论坛 一、修补设计
修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果,进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计,更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。
进行修补设计时,应考虑如下事项:
(1)根据是否需要修补的判断结果,设定修补范围及规模,还应
夜上海论坛 按需要再度调查现场。
夜上海论坛 (2)掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等),建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。
夜上海论坛 (3)为了明确规定修补目的及恢复目标,考虑(2)中的环境条件,选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法,可按开裂现场及开裂原因参照表6.1所示内容决定。另外,当构筑物处于盐类等苛刻环境时,应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能,裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝,则宜在裂缝最宽时处理。
混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异,另外,保修年限也不尽相同。
夜上海论坛 通常,可将修补恢复目标分成如下三个阶段:
①恢复到与健全构件同等性能。因水泥的水化热、碳化、千缩而产生的裂缝等,是作为搞清开裂原因而进行修补的对象。希望保修年限定为10-15年。
夜上海论坛 ②恢复到不妨碍使用的程度。当由钢筋腐蚀、碱性骨料而导致的裂缝及由此产生的劣化度比较明显时,或者开裂原因是多方面的,又不能将所有原因都搞清楚时,年限定为5-10年。
③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。
(4)必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。
二、修补工法及特点
2.1表面修补法
常用的方法为涂覆法,增加整体面层,压抹环氧胶泥,环氧浆液粘玻璃丝布,表面缝合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时,采用手工或机械喷涂方法,将修补材料涂覆于混凝土表面,起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间,厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化,介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等,例如,要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷沥青涂料等刚性涂料,不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体,橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。
(2)增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时,宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。
夜上海论坛 (3)压抹环氧胶泥:对于数量不多,又不集中,缝宽>0.lmm的裂缝可采用此法处理。
(4)环氧浆液粘贴玻璃丝布:一般采用环氧树脂胶料或环氧焦油胶料,粘贴1~2层玻璃丝布。
(5)表面缝合:在裂缝两边钻孔或凿槽,将u形钢筋或金属板放入孔或槽中,用环氧树脂砂浆等无收缩型砂浆灌入孔或槽中锚固,以达到缝合裂缝的目的。
2.2局部修复法
常用的方法有充填法,部分凿除重新浇筑混凝土、预应力法等。
(1)充填法
用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。
(2)预应力法
夜上海论坛 用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力钢筋),施加预应力拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直,见图2.2(a)钻孔方向不与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力,见图2.2(b)。
(3)部分凿除重新浇筑混凝土
对于钢筋混凝土预制梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗、充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真,否则新老混凝土结合不良将导致失败。
2.3灌浆法
将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内,使其扩散,固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到堵漏防锈补强的目的。
用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙,使之不透水并增加强度。
虽然民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样,但我们不能只知其一、只用其一,而应牢牢掌握每一种方法,以一变应万变,做到根据不同情况采取不同方法,尽量实现修补最优。
参考文献:
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夜上海论坛 [3]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施.建筑结构,2002,(8)
关键词:混凝土,耐久性.影响因素,措施
1前言
混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪,发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后,纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下,出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象,如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。
混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为:混凝土损伤;钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言,这些问题影响结构的外观和使用功能;从长远看,则为降低结构安全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。
夜上海论坛 2影响混凝土结构耐久性的主要因素
夜上海论坛 (1)混凝土的材质。
夜上海论坛 混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量(包括密实度和强度等),好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。近年来由于基本建设的迅猛发展,施工中往往忽略对材质的要求,工地上只检查混凝土试件的强度作为材质的唯一标准。岂知不合规格的材料,将导致混凝土收缩徐变量大大增加,初始裂缝大量产生,这对混凝土结构安全将是一严重隐患。
(2)混凝土的密实性。
混凝土的内部缺陷(不密实),使混凝土在使用过程中易受各种不利因素的侵袭,主要有如下几种形式:
①渗透:当混凝土不密实,空气和水容易渗入,水中有害物质就易对混凝土产生化学侵蚀,影响混凝土的耐久性。
夜上海论坛 ②碳化:混凝土中因水泥石含有氢氧化钙而呈碱性,在钢筋表面形成碱性薄膜而保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到了“钝化”保护作用。但当混凝土密实度低,空气中水和C02渗入,形成碳酸,尽管其酸性很弱,也能中和氢氧化钙使钢筋锈蚀,这一过程成称混凝土的“碳化”。
③冻融破坏:混凝土不密实,体内渗入的水量大,低温时水结冰体积膨胀产生压力,从内部破坏混凝土的微观结构,经多次冻融循环后,损伤积累将使混凝土剥落酥裂,强度降低。
夜上海论坛 (3)混凝土结构所处的环境条件。
夜上海论坛 工程结构使用时所处的环境条件是影响混凝土结构耐久性的外部因素,如海水侵蚀、大气腐蚀、极高温度、冰冻、水、风、地震灾害的袭击等。根据环境条件对混凝土耐久性的影响,《桥规》(JTGD62)根据公路桥梁的使用情况,将桥梁结构使用环境条件划分为下列4类:
Ⅰ类环境——系指温暖或寒冷地区的大气环境;与无侵蚀性的水或土接触的环境。
Ⅱ类环境——系指严寒地区的大气环境;使用除冰盐环境;滨海环境。
Ⅲ类环境——系指海水环境。
Ⅳ类环境——系指受侵蚀性物质影响的环境。
在上述环境分类中,严寒地区是指累年最冷月平均温度低于-10℃地区;寒冷地区是指累年最冷月平均温度高于-10℃,低于或等于0℃的地区。除冰盐环境是指北方城市依靠喷洒盐水除冰化雪的且其主梁受到侵蚀的环境;滨海环境是指海水浪溅区以外且其前无建筑物遮挡的环境;海水环境是指潮汐区、浪溅区及海水中的环境;受侵蚀性物质影响的环境是指某些化学工业和石油化工厂的气态、液态和固态侵蚀性物质影响的环境。
如上所述,混凝土结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境,同时与结构设计、施工及养护密切相关。3提高混凝土结构耐久性的主要技术措施
(1)合理选择混凝土结构的组成材料。
混凝土各组成材料及钢筋的选用应满足材料的耐久性质量要求,应按规范规定对进场原材料进行严格的质量检验。同时合理改善颗粒级配,提高混凝土的密实性。从而提高耐久性。
(2)提高混凝土的密实性。
夜上海论坛 控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量,改善混凝土的施工工艺,搅拌均匀、充分振捣,加强养护,严格控制施工质量。除了选择及配良好的集料和精心施工保证混凝土充分捣实和水泥充分水化外,水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件,故《桥规》(JTGD62)中规定了各类环境条件下满足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同时适当掺用外加剂,如掺用减水剂或引气剂,可改善混凝土的孔隙结构,提高混凝土的密实性。
(3)改进结构设计。
结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用。采用具有防腐保护的钢筋(例如,体外预应力筋,无粘结预应力筋,环氧涂层钢筋等);加强构造配筋,控制裂缝发展;加大混凝土保护层厚度等。《桥规》(JTGD62-2004)与旧《桥规》相比,构造钢筋用量增多,混凝土保护层加大,构造不合理的地方进行了调整。
(4)采用高强混凝土以提高结构物的耐久性。
夜上海论坛 高强度混凝土(50MPa以上)的配制特点就是低水灰比,加外加剂,掺用超细活性掺合料,它的研制和应用解决的核心问题之一就是保证耐久性。由于高强混凝土的密实性能好,抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土,因此不但适用于高层和大跨度结构物,对于海洋和港口工程,其抗渗和耐腐蚀性能均大大优于普通混凝土。
(5)加强桥面排水和防水层设计,改善桥梁的环境作用条件。
(6)加强结构使用阶段的维护与检测,提高混凝土的耐久性。
4结语
混凝土破坏绝非是某一孤立原因造成的,多是与其他综合不利因素有关。本文通过对影响混凝土结构耐久性主要因素的分析,提出综合提高混凝土结构的各种性能是改善和提高混凝土耐久性的主要措施。从混凝土技术的发展来看,采用高强度混凝土是解决结构耐久性要求的发展趋向。
参考文献
夜上海论坛 [1]戴文跃,安美华.高性能混凝土发展前景浅析[J].中国建设信息,2006,(11)
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夜上海论坛 1.1命题单一或老化,缺乏对学生创新能力培养
高校对课程设计的要求一般为一人一题,但是由于学生人数多,设计任务书资料不足,难于真正实现人手一题。导致产生两方面的问题,一是教师在同一届学生中多采取分组方式开展不同结构类型的课程设计,在同一组内只是对部分参数做一定修改,计算过程和步骤完全相同,学生无需考虑结构布置或经济性等要求,缺乏对学生创新意识和能力的培养;二是教师在下届学生课程设计时会继续使用上一届使用过的题目,命题更新不够,致使学生会搜集上届学生的课程设计成果进行单纯模仿或直接抄袭,学生无法通过课程设计来了解当前相关技术的最新动态,与社会生产发展中的实践环节脱节。长此以往,学生便无法真正掌握结构设计方法,更无益于培养分析问题、解决问题的能力。
夜上海论坛 1.2课程设计图纸计算大多采用软件,不利于学生基本技能的培养
随着计算机技术普及,各大高校在土木工程教学中大多都开设了CAD、SoliWorks、PKPM、midas等用于提高制图及计算的效率,同时有助于学生很好地与工程实际应用相结合,然而在教学中,过多地采用计算机软件进行辅助设计,学生只知道按照软件提示步骤操作获取最终结果,但对其内在的制图和识图方法、规范依据等却不熟悉甚至不去思考,导致工作中经常出现对于实际工程中的明显错误判断不出,图纸识别不准确等问题,不利于培养学生的基本技能。
夜上海论坛 1.3考核评价体系不合理,缺乏对设计过程的控制
夜上海论坛 混凝土结构课程属于专业基础课程,课时量大,理论授课占用时间较长,课程设计基本在学期末,学生此时面临多门课程的期末考试,迫于对课程设计成绩的追求,学生大多数会需找往届模板,或照抄别人的成果交差。由于教师对课程设计成绩的评定多以设计成果作为唯一依据,也有高校采取了抽查答辩等方式进行,但是忽视对学生设计过程的监管,缺少平时考核,日常检查也不严格、不规范,最终给定的成绩也不科学,甚至出现抄袭者的成绩反倒高于自行完成者的成绩,评定不够客观和公正,课程设计成果的质量自然无法保证。
2教学方法改革
2.1课程设计命题工程化、多元化,切实增加学生设计自由度
课程设计命题不能只是要求学生做简单的虚拟设计,应该密切联系现行的工程规范依托已建或在建项目资料编制多元化的课程设计题目,同时在任务书的编写上可以适当放宽约束条件,给学生自由选择和发挥的空间,从而激发学生设计的积极性和主动性。具体做法:一是学校应该充分发挥校内外实习基地(设计院、工程单位)的作用,大量收集工程背景资料、设计图纸等为教师开展课程设计命题提供依据;二是教师应该根据该课程设计的大纲要求科学编写任务书,充分体现一人一题的要求,同时已知条件可适度放宽,让学生自由选择和发挥,引导学生独立思考、解决“实际问题”;三是由教研室组织相关教师对拟开展的任务书进行认真审定,包括设计内容、深度、工作量、成果评定方式等,然后下发至学生开始设计。通过这种方式可切实提高课程设计科学性和工程应用性,为学生后续工作奠定良好的基础。
夜上海论坛 2.2采取手工设计为主,软件验证为辅的方式开展课程设计
为杜绝学生电子文本相互抄袭的问题,该课程设计可要求学生对于结构设计及施工图纸手工绘制,教师严格按照制图规范标准进行检查,对于不符合要求的图纸全部返工;设计计算书要求学生先采取手工计算,然后利用软件进行验证。通过这种方式,既可以提高学生对基本计算公式和规范的应用能力,又可以加强学生对基本制图、识图能力及三维工程形构件能力的培养,真正达到理论结合实际的目的。
2.3充分体现课程设计教师主导作用,加强过程监控
教师的实践能力直接决定学生课程设计的质量和效果,因此,任课教师必须要具有丰富的工程实践经验,且熟悉现行规范。为提高课程设计质量,教师必须要积极投入到学生的设计当中去,并起到主导作用,教师每天进行集中答疑,以便及时发现问题,对于共性问题采取集中讲解,个别问题单独解释,这样既可以保证课程设计质量,又可以检查和督促学生的设计进度,真正达到课程设计大纲对人才培养的要求。
夜上海论坛 2.4改革课程设计成果评价机制,正确处理成绩与效果的关系
课程设计的成果评价应该改变传统的以设计成果作为唯一依据的评定方式,坚持以“考核只是手段,学习效果才是目的”的原则,充分考虑教师在指导过程中掌握的信息,既要保证对设计过程中表现积极,成果完整可靠的学生给予高分评价,又不挫伤部分成果欠佳学生的积极性,而是将最终反映出的问题必须反馈至学生,同时要求学生限时改正,最终给予合理的成绩评定。因此,成果评价可采取学生自评、互评、教师讲评和抽查答辩相结合的方式进行,并结合教师平时指导记录,科学设定各环节的分值比例,以实现该课程设计成果评价的客观、公正。
3结语
1.1混凝土内外温差过大
夜上海论坛 浇注混凝土直至浇注完毕,因为大量的水化热会在水化时产生,刚开始时会因为混凝土聚集大量水化热,因而内部热量不易挥发,进而造成混凝土中内外温差过大,同时在混凝土的内部产生强烈的拉应力,导致拉应力比此龄期的混凝土容许拉应力大很多时,会形成温度裂缝。另外,再加上通常大体积的混凝土配置钢筋没有深入到内部,因而由混凝土承担因过大的内外温差产生的拉应力,导致更容易产生温度裂缝。
1.2混凝土收缩
然而伴随着初期大量水热化混凝土的渐渐消失,混凝土在后期会逐渐蒸发内部自由水,在外力不影响的条件下,混凝土会伴随着硬结而自发的形成收缩和变形,但是,当这种收缩变形产生时会因为内部钢筋的影响而受限,进而大量的拉应力会产生在混凝土当中,如果混凝土承担不了该拉应力时,就会产生温度裂缝。
1.3温度突变
在土木工程中,待浇注完毕主梁,因为太阳会暴晒主梁的侧面,所以这部分的混凝土的温度显然比其他地方的要高,进而造成内部温度上升呈现非线性,使得主梁因为自己的限制产生过大的局部拉应力,进而因此产生温度裂缝;除此之外,因为暴雨、阵雨以及冷空气等气候变化原因,浇注完毕的混凝土表面温度会骤降,进而导致内外温度形成梯形,如果温度应力达到一定的高温,就会产生温度裂缝。
2土木工程大体积混凝土结构施工技术分析
2.1设计优化
夜上海论坛 在设计土木工程的时候,必须结合工程当地的气候情况正确选择混凝土配合比,而且还要布置适量的温度钢筋在易产生温度裂缝的地方,以此和拉应力抗衡,与此同时,选择在规定范围内厚度最小的钢筋保护层,防止由于过大厚度保护层而产生的温度裂缝;除此之外,在划分大体积混凝土的过程中,必须利用后浇带和伸缩缝的正确设置来进行规则的分隔,同时还要根据科学设计的混凝土结构形状,扩大混凝土水化热的散热范围,进而防止加快增加其内部温度,进而分散应力,减小产生温度裂缝的可能性;而且,还要最大限度使用二次浇注的方法设计和施工混凝土,而且,在进行二次浇注的过程中为了增加混凝土抗拉能力,必须在其中添加聚丙烯纤维网或者钢筋网。
2.2材料控制
大体积的混凝土之会有温度裂缝产生,原因在于混凝土释放大量的水化热,因此,尽可能使用水热化程度较低的水泥在大体积的混凝土当中,为了最大限度使用较少用量的水泥,还可以利用掺合料的方式,比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的选择而言,尽可能使用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料,可以有效防止混凝土产生收缩变形的现象,与此同时,也不会忽视含泥量和其他有害物质的含量的控制。而在混凝土的细骨料的选择上,就必须符合泵送的要求,尽可能使用细砂或者中砂,这样可以保证以最小的表面积和空隙率充分减少使用水泥的用量。除此之外,为了更好地增加同龄期混凝土的抗拉能力,还可以采用掺加外加剂的方式进行,有效提高了混凝土的和易性,减少水灰配比。
2.3施工控制
夜上海论坛 在实际施工混凝土浇注时,试验人员的职责是根据现场的情况,及时跟踪坍落度和和易性变化现象并随时测量,根据结果上报搅拌站并及时进行处理。对于混凝土捣固人员来说,要经过严格的培训,考核通过之后才能够上岗,并且要权责明晰,分工明确,特别是要由专职人员捣鼓和处理钢筋集中的地方、端模、拐(死)角等,技术人员和施工员要跟班指挥现场。通过插入式的为主要方式进行混凝土振捣,插入振捣最佳厚度为30cm,以垂直等距离插入到下层间距在60cm以内,高度大约为5~10cm。施工人员必须边振捣边观察,尽可能避免漏振或过振等现象。
2.4冷却管降温
利用提前铺冷却管路在混凝土结构内部中,以此降低在硬化时混凝土内部的温度,保证脚注混凝土完毕后通水循环冷却的正常实施,冷却管路中的水量的范围不能超过1.5m3/h,如果管内为过高水温,那么也会加快水流的速度和流量。施工的部位不能因为冷却管的出水而受到影响,如果混凝土总体初步凝固,那么可以酌情通过该出水进行保温养护。待混凝土养护的步骤结束,为保证混凝土的强度以及其他不受中空的冷却管的影响,所以下一步一般利用真空压浆的方式完成注浆和压浆的工作。
3结语
1.1浅析预应力混凝土结构的基本概念
在开始充分讨论预应力混凝土结构关键技术及其施工管理之前我们必须对预应力混凝土结构有一个初步的认识和了解,对其基本概念、特点以及相关方面的内容都应该面面俱到,这样才有助于我们下文展开分析和论述。就其字面意思分析,预应力混凝土结构肯定是在混凝土基础上演变而来的,在其基础通过注入一定的技术使其具有更加稳定、安全的性能。从更严格的含义出发,所谓的预应力混凝土结构是指在实际的施工过程当中,通过采用强度较好的钢材和强度等级优良的混凝土,然后凭借先进的设计理念和相关的理论以及一些比较科学的先进的施工工艺将其形成一个整体,最终形成的配筋混凝土结构。传统的预应力混凝土结构已经无法满足我们当前对混凝土技术的需求,现代的预应力混凝土技术正如雨后春笋般开始进入我们的日常的建设活动过程当中。和传统的预应力混凝土技术相比较而言,现代的预应力混凝土技术拥有绝对的优势,具体可以表现为以下几个方面:在某种程度上二者在预应力的钢筋选取上有一定的差别,传统的预应力混凝土结构主要采取的是通过冷加工过程形成的钢材,抗拉强度比较差,而现代的预应力混凝土结构则主要采用的是抗拉强度比较好的高标准的钢绞线作为预应力的钢筋,这大大的避免了因为预应力钢筋抗拉强度差而导致的一些严重的问题,另一方面二者在混凝土的选择上有一定的差别,相对于传统的预应力混凝土结构而言,现代的预应力混凝土结构运用的混凝土的指标和质量明显的优于传统的预应力混凝土结构所采用的混凝土。除此之外,我们必须还需要明确传统的预应力混凝土结构和现代的预应力混凝土结构在结构方面存在的差别。前者主要侧重于预制预应力混凝土构件为主,而后者则更侧重于大跨超静定结构,在某种意义上实现了从“构件”向“体系”的完美过渡。当然,正是由于二者之间存在着这种本质上的区别,它们的运用领域也有所不同,相比较而言,现代的预应力混凝土结构有着更为广阔的用途。
1.2预应力混凝土结构的工作原理初探
在对现代预应力混凝土结构的概念和其基本特点有了初步的了解以后,在此基础上我们接下来探讨一下现代预应力混凝土结构的工作原理,对其形成一个更为全面、深入、系统的了解和认识。现代预应力混凝土结构的工作原理主要是通过对混凝土的结构进行科学合理的布置和安排,然后凭借预应力钢筋的张拉效应产生一种新型的荷载,使得这种荷载与外荷载形成完全相反的效应,在这种情况下,新产生的新型荷载就可以在一定程度上抵消外荷载的作用,将整个结构受到的实际的荷载的影响降低到一个水平之下。最终达到不断减小截面尺寸的目的,截面尺寸的面积越小,它所受到的外荷载效果就会越显著,从而实现增大预应力混凝土结构跨越时的跨度,达到这一结构的目的之所在。
2现代预应力混凝土关键技术及其施工管理探析
夜上海论坛 2.1现代预应力混凝土关键技术分析
夜上海论坛 整个施工过程中,现代预应力混凝土模型结构主要包括斜梁预制、保持预制斜梁就位、穿环向预应力筋、在预制斜梁间向拼缝处灌入一定量的浆液、向预应力筋张拉环、在预应力筋中穿入径、浇筑地圈梁等重要的环节。这些环节之间有着密切的联系,对于每一个环节都必须要做的非常精确和完整,不能够出现一丝闪失,否则整个工程将前功尽弃。对这些过程细分,我们需要对每一个环节都进行严格的探讨和分析。在斜梁预制的过程当中,我们必须要认识到模型结构的尺寸直接关系到我们斜梁预制效果的好坏,考虑到它的面积本身比较小,我们一般情况下采取的是细石混凝土来预制斜梁,对于细石混凝土的配比、规格都有严格的规定。斜梁预制的关键在于如何有效的控制好预应力筋预留孔道的误差的大小,这个误差的界限对于后期施工的开展至关重要,我们必须将其有效的控制在0.5毫米以内的范围之内。而在架设临时支撑和斜梁就位的过程当中,我们采用两点支撑的方法,除了严格按照一定的流程进行施工之外,这一环节在技术和细节上没有太多的限制和要求。相比较前两个环节而言,穿环向预应力筋和拼缝处灌浆就显得有点难度,由于斜梁上的板尺的尺寸大小不一,使得孔道之间的间隙也完全不同,这就为预应力筋的穿筋过程造成了一定的麻烦,在穿筋过程中,我们要设法减轻相互之间的摩擦,穿筋完成之后,我们才可以在拼缝处灌入浆液,灌浆的主要目的在于避免应力集中,同时灌浆对于径向主梁平面外受弯开裂也发挥着至关重要的作用。在之后的几个环节中对于钢筋的规模尺寸以及质量都有着较高标准的要求,因此,在施工过程中,一定要对钢筋进行严格的筛选和考察,使得每个钢筋都可以有条不紊的对号入座,从而保证整个施工过程的完整性和优质性。
2.2预应力混凝土结构在施工管理的具体分析
夜上海论坛 在施工过程中,除了要把握好预应力混凝土结构的关键环节意外,同时还需要注重对施工质量的监督和重视,即做好所谓的施工管理工作。这就要求我们在实际的施工过程当中,科学合理的管理施工项目部,注重对施工人员的筛选、考核和定期培训,在人员安排上做到人尽其用,有效的发挥出其个体的主观能动性和价值作用。
3结语
根据此前的勘察资料了解到此施工范围具有良好的地质条件,且结构较为稳定。以钢管混凝土(剪力墙筒体结构)作为选择当其竖向结构。在设计标准中,按7×102mm的标准做简体壁厚度,将钢管混凝土柱设置在内部,共巧根,并以2×102mm为作为外直径标准,对钢管内的填充原料需使用强度等级为C100的混凝土原料。
2施工管理
2.1原材料质量控制
第一步,当水泥原料等相关材料还没抵达施工现场前时,其相关负责专人一定要仔细查看并核对的材质证明及具体数据等,尤其在收货时,一定要注意是否有铅封方,若无可拒收拒用;然后,现场管理人员必须遵循严格的检查标准,并全面整体的复检原材料,在进行对主要原料检验时,可以通过预先,批量、抽样三种检验方式相结合可以提高其检验频率。可以坚决保证不让不符合质量标准的材料进入到现场施工的每一个环节里:第三,对于相关材料减水剂进行基本的检验之后,随着现场施工进度的推进情况,依然要定时定期通过对混凝土对比试验这种方式来对减水剂挥况做具体评估,与此同时对水泥适应性波动进行跟进性计算,有必要时还要合理调整优化混凝土和减水剂的配合比。
2.2模拟试验
夜上海论坛 在整个木工程施工环节之内,自密实混凝土扩展度以6×102mm~6×102mm区间作为设计标准区间,坍落度2.3×102mm~2.4×102mm区间作为设计标准,为了使得上述指标达到满足,当混凝土经过出厂检测后并符合检查的合格标准后应该没有延误的将混凝土送至施工地。与此同时,现场施工人员要尽早提前半个小时抵达现场,以便对模拟施工方做好具体的准备。
夜上海论坛 3自密实钢管混凝土结构的施工管理措施
3.1钢管的安装以及质量验收
夜上海论坛 在安装钢管柱之前,需要完全清理柱内存在的杂物和养护水等,在对钢管柱进行安装时候,一定要密封处理钢管柱的上口,如在其上口盖上塑料布等方式可以进行密封,这样一来可以保证无积水或者杂物的进入管内。同时,要安排专人严格控制轴线方向,严格控制钢管上卜管口错位偏差值,当一切安置妥当自检达标后,可上报监理人员并让他们验收。如果验收结果未达到相关验收标准,那么便不能投入使用到则接下来的施工工序里。
夜上海论坛 3.2施工前的混凝土检查
在自密实钢管混凝土结构施工过程当中,只有对混凝土的扩展、坍落度做好严格严密的控制工作。如此才能保证实现混凝土自密实性能的最大化,故而,专人工作时应在混凝土原料在运输至施工现场前时,需要对每一辆装载混凝土车要认真的检查并记录,即使是卸料时候,也要再次进行复查。本工程所用为C100强度等级混凝土,总7次进行施工过程中的浇筑,实测坍落、扩展度都达到相关标准和要求,另外和易性优势体现的也比较显著。
3.3设置浇筑孔
夜上海论坛 在钢管内隔板上面所留设的混凝土浇筑,要求孔径设置不得小于200mm<=,以此来确保混凝土的顺利浇筑。与此同时,还需要在内隔板的四个拐角位置设置透气筑气孔,要求孔径设置为25mm,并且将透气孔设置在与管壁相间隔大约100~200mm的位置处,提高透气效果,避免出现混凝土气泡大量聚集在内隔板下面的情况,以此来提高节点位置处的混凝土浇筑质量。在该工程中,钢管内隔板上就留设了孔径为300mm的浇筑孔,并且四个拐角各设置了一个孔径为25mm的透气孔,与管壁之间的距离控制在了100mm。
3.4浇筑工序
在工序实施中,由于其自由下落高度超过其允许浇落范围外,即使是自密实混凝土时粘聚、抗离析性很好的情况下,但过大的下落高度会很容易使其产生离析分层,所以自由落下高度最好控制在6m以内,6米以内是一个规定的允许区间。据了解如果浇筑大于12m长柱时,会对长柱进行两次浇筑,同时在每次新柱浇筑混凝土前,应先浇灌一层厚度为100~200mm的与混凝土强度等级相同的水泥砂浆,以免自由下落的混凝土骨料产生弹跳而离析。浇筑过程中可采用敲击钢管来检查浇筑面高度和浇筑的密实度,同时敲击也有利于混凝土气泡的排出。在浇筑到标高后,待混凝土扩展、密实、气泡排出稳定后,在初凝前,检查浇筑完成的混凝土面有无浮浆。若有,需将其舀出。同时,在自密实混凝土浇灌中和浇灌后,严禁采用任何形式的振捣。
3.5施工缝的处理
夜上海论坛 根据此前施工的实践经验而言,因为钢管柱在拼接环节中,柱内凝土灼伤反应有出现的可能性,所以,合理的处理施工缝隙是一道非常重要的工序。通常而言,本结构施工缝大多在柱的连接位置3×102mm管口以下设置,之后在进行拼接第二节钢管柱前,应重复对第一节对柱内部清理的措施对第二节进行处理,此后将凿除管内的浮浆,并用清水冲洗其表面。
夜上海论坛 4自密实钢管混凝土结构的质量检验管理
夜上海论坛 从钢管混凝土难以直观查看混凝土质量存在的特殊性,通常以铁锤敲击钢管的方法对其密实度进行检查。在对重要建筑物进行检查时,需要运用超声波对其重要构件或部位等予以抽检。通过超声波检测取得超声参数后,用此参数来做标准,再比较自密实钢管混凝土所测得的结果,由此来判定管内土的实际质量状况如何。该工程在各节层上各抽取一根,总的测了19根。经检测后,其提出检测结果,并对每根受到检测柱的混凝土性能给予判断。最后,该工程所测结果都全部达到验收规范要求。
5结束语
夜上海论坛 关键词:钢筋混凝土框架结构,钢筋,混凝土强度,保护层
内容:对于钢筋混凝土框架结构的施工,有关规范虽已有详细规定,但仍有一些具体细节问题没有明确具体做法,对工程施工过程的管理造成一定影响。本文针对粱柱节点箍筋施工、钢筋混凝土强度等级、保护层厚度等方面的常见问题,对钢筋混凝土框架结构施工方法提出改进意见。
1 梁柱节点箍筋施工问题
夜上海论坛 在实际施工中,梁柱节点区钢筋密集,构造复杂,特别是处于结构中间部位的梁柱接头部位,梁柱钢筋纵横、垂直交错,梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部,呈井子形交叉,这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中,施工单位普遍采取先安装梁底模,柱子箍筋先套在主筋上,再绑扎安装梁钢筋,那么节点区箍筋如果不能及时调位和正确绑扎,致使梁柱节点区出现箍筋不放、少放、间距不符合图纸和规范要求,这样就会给节点区质量留下安全隐患。
由于意识到这个问题对工程质量的影响,具体可采取以下措施:
第一,柱子箍筋下料时做成两个U型的,肢长根据截面尺寸、搭接焊接焊缝要求统一考虑,在绑扎梁的纵向钢筋时,柱子箍筋先不绑扎,待梁的主筋正确就位后再将制作好的两个U型箍筋焊接,这样就可以保证箍筋数量、位置满足设计和规范要求。论文格式。
夜上海论坛 第二,在安装梁钢筋之前,先把梁钢筋纵向钢筋用垫块准确就位后再进行绑扎,绑扎时控制好纵向主筋与箍筋先后搁置顺序,确保接头处箍筋钢筋位置、数量、间距满足要求。
以上两种做法能有效保证箍筋的施工质量能满足规范和图纸要求,也进一步满足结构中的强结点,强锚固的要求。论文格式。
2 梁柱节点处混凝土强度等级的问题
夜上海论坛 在钢筋混凝土框架结构设计时,根据设计原则,为保证“强柱弱梁”“ 强节点,强锚固”的要求,柱的混凝土强度等级通常会比梁板高,而且随着建筑物高度的增加,两者的差距会更大。然而这样的话,就会给施工中梁板与柱子交接处截面处混凝土强度等级、构件质量的控制带来很大麻烦。论文格式。
在框架结构施工中,比较普遍的做法是柱和梁板混凝土分两批集中浇筑,即节点区采取和梁板结构混凝土相同强度等级混凝土浇筑。如果单独浇筑节点区,会存在因供应量少和与梁板分隔困难的问题,若同柱一起浇筑,会使节点区混凝土施工缝的留置很困难,如与梁板同时浇筑存在节点“夹层”,存在质量隐患。
根据规范规定,梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如果超过时,梁柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同。特别强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同,不能与梁板混凝土强度等级相同;而规范规定,当柱混凝土设计强度等级高于梁板的设计强度时,应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施,保证节点混凝土的强度。两个观点都在保证强节点的设计原则。具体可采取以下措施:
夜上海论坛 为了方便施工,可以直接在梁端(柱边)设置垂直交界面,采用快易收口网,可避免在板内设置分界面,使施工难度降低;但为防止分界面出现施工冷缝,建议施工时梁柱节点区混凝土采用塔吊配备小口漏斗浇筑,梁板等大面积部位混凝土则采用泵送,同时浇筑,并做好养护工作。
要保证核心区混凝土构件的强度,具体做法是在节点处增加纵向钢筋,设置型钢或增加箍筋予以补强。这种方法施工方便,质量容易保证,施工单位易接受。
3 混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求、满足混凝土炭化深度符合规范和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小,无法满足上述要求,太大则会在弯矩作用下使截面边缘产生的拉应力而使构件表面易开裂(δ=M/W=My/I)。因此,《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)第5.5.2条均规定:受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为5mm。
夜上海论坛 施工时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度,但实际施工时很难做到。高层建筑中。由于柱箍筋直径较大,间距较密,肢数较多,加工难度较大,上下钢筋有相互锚固,安装后箍筋有外突部分,外突箍筋使模板无法安装,为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板。但会造成柱纵筋保护层偏大,解决该问题有赖于提高现场加工施工准确度,做好钢筋工程施工样板。 其次模板的几何尺寸也是影响保护层的因素之一,几何尺寸偏小,骨架尺寸不变,则会造成保护层偏小,反之则会偏大。还有梁的起拱、保护层垫块多少也会造成保护层大小的改变。
在框架结构施工中,由于楼面结构标高是一致的。双向框架梁同时穿越柱节点时,必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大。井宇架梁节点也有同样问题,这些问题无法避免,可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。但需注意:一是梁箍筋的下料问题.由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过,若该向框架梁端箍按原尺寸下料,面筋无法直接绑扎到箍筋上,对梁骨架受力不利,因此梁端箍筋下料时高度可减小2-3cm(仅一向框架梁端需要);二是施工时以哪一向为主,保护层厚度增大,混凝土截面有效高度变小,正截面抗弯承能力减小,设计时是否考虑这种影响,另一方面构件表面容易开裂(原因如上,δ=M/W=My/I),《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.2.4条规定:当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于40mm时,应对保护层采取有效的防裂构造措施;对此须在设计时就明确以哪一向为大,并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂,也可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。
[1]《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)
[2]《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101)
夜上海论坛 [3]《建筑结构抗震设计》,中国建筑工业出版社
[4] 《一级注册结构工程师必备规范汇编》中国建筑工业出版社
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)
夜上海论坛 关键词:超长结构,温度收缩,裂缝
1.前言
随着建筑向大型化和多功能发展,超长高层或大柱网建筑不断出现,混凝土强度等级的提高,施工中泵送混凝土工艺的应用,使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝,一般不致影响构件承载力和结构安全,但却会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。
2. 温度收缩裂缝的基本特点
混凝土在结硬的过程中发生收缩,温度变化时会热胀冷缩,当这两种变形受到约束后,在结构内部就会产生收缩应力和温度应力,这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。超长混凝土结构中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。要分析温度收缩裂缝的基本特点,首先应掌握收缩和温度变形的一些基本概念。
夜上海论坛 2.1收缩变形的特性及影响因素:一般混凝土最终收缩应变约3~5×10-4,其特点是早期收缩快,半年可完成第一年收缩量的80~90%,一年后仍发展但已不明显。其影响因素主要有混凝土强度等级,水泥品种,水灰比,坍落度,养护和体表比。
2.2温度变形的特性及影响因素:混凝土温度线胀系数一般为1.0×10-5/C°,其变形随温差而变化,一般发生在混凝土结硬一直到房屋使用期间。其影响因素有季节温差,内外温差和日照温差。
2.3温度收缩裂缝的基本特点:1,该裂缝由收缩和温度变形共同产生,其分布一般为收缩和温度两种裂缝的组合,随环境湿度和温度而变化,随时间而发展,裂缝的开裂和危害程度往往较单一的收缩或温度裂缝严重。2,根据具体工程裂缝出现的时间、发展与变化、以及分布、形状、尺寸等特征。一般可分为以收缩变形为主或以温度变形为主,实际工程中较常见的是以收缩变形为主的温度收缩裂缝,一般发生在混凝土浇筑后一年内,但多见半月至数月之内。3,主要影响的部位及构件是底层和顶部数层梁板构件以及基础梁、挑檐、栏板等外露构件。4,梁板裂缝呈现不同分布和特征,梁缝一般垂直于纵向,分布在两侧面,两头细、中间宽、枣核形。裂缝为表面,深进或贯通。单向板缝等间距平行于短边。双向板缝较重于单向板缝,两个方向板缝纵横交错,不规则,缝多为贯通,板面缝一般宽于板底缝。
3.防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议
夜上海论坛 3.1设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施
3.1.1有效设置后浇带后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法,它利用了混凝土早期收缩量大的特性,其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求,不少资料对此也有所介绍。但是结合多年来对几个较大型超长工程的设计实践,深感对后浇带的做法必须予以重视。如设计施工处理不好,不仅起不到予期的效果,还会留下结构隐患。因此就后浇带的具体做法提出以下建议和看法:(1),间距:高规规定为30m~40m.建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑,一般应控制在30m左右。(2),位置:a,小跨梁开间或受力较小的部位,一般可在梁跨三分之一处。b,平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。论文参考网。论文参考网。C,视具体情况可沿平面曲折通过。(3),宽度:高规规定800~1000mm.建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于00mm.⑷钢筋:目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。第一种:梁板钢筋均断开后搭接,但由于梁钢筋搭、焊接处理困难,质量不易保证,易给结构造成隐患;第二种:板钢筋断开,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于截断梁较多时,钢筋全部不断会约束混凝土收缩,达不到予期效果。建议:梁上部钢筋,腰筋及板墙钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊。梁下部钢筋不断,可适当加大配筋。论文参考网。这样即可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束,又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难,这种处理方法笔者自93年以来已在一些工程中较好的进行了使用。(4),浇筑时间:高规要求,宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大,相对一年的收缩量,半月约占30~40%;1个月约占45~55%;2个月约占65~75%;半年约占80~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇筑。(5)后浇混凝土:采用无收缩或微膨胀混凝土,强度较主体混凝土提高C5级。
3.1.2针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能设计标准。(1),屋面板、外廊板,阳台板等外露室外现浇板以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面配置不小于φ6@200双向钢筋网片,或支座钢筋隔一全跨贯通,但间距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%.以上板在有受力钢筋处,实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。(2),框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密,间距不应大于200mm,每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%.(3),檐口板,外露栏板应双面双向配筋,上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋,并每隔15~20m设置一道20mm温度伸缩缝。(4),控制现浇板混凝土强度等。级不宜大于C35.后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及,其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此,超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决,必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的综合措施。
夜上海论坛 3.2采用补偿收缩混凝土。
夜上海论坛 方法提出:由于后浇带延长工期,钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦,处理不好将留下隐患,因此在施工时采用混凝土掺加适量膨胀剂取代后浇带连续浇筑超长建筑的无缝设计施工方法。2,设计思路:“以抗为主”的设计原则,利用补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用,在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力,从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。3,具体做法一般是所有楼板均掺10~12%膨胀剂。但每间隔50m设置一条2m宽膨胀加强带,带内混凝土掺加14~15%膨胀剂,两侧设密孔钢丝网,防止混凝土流入加强带,可连续浇筑100~200m的超长建筑,具文献介绍,该技术已在全国50多个重大工程中应用。
夜上海论坛 由于这种方法,规范未列入,施工要求严,气候环境影响大,潮湿地区膨胀可保持,干躁地区会存在问题。结合对08年施工建设的临清市六馆工程添加采用NC-P3型(山东省建科院配制)流化膨胀剂后实际效果地回访,临清市六馆工程已建成并投入使用,经观察检测无温度裂缝出现,结构情况良好。对于设置后浇带后影响工期的工程上使用,但对梁板构件仍应针对性地采取一些必要的控制和抵抗温度收缩应力的设计措施。另外特别提请施工时要严格保湿养护。
4.结语
夜上海论坛 由于建筑物设缝后可能会影响或限制建筑物的使用功能,或对建筑物的立面造型等产生较大影响,并且缝处理起来也较困难,因此,在保证建筑物安全的前提下,根据建筑物的具体情况,综合各种因素,采用必要的设计方法及相应的构造措施,在超长钢筋混凝土建筑物中不设伸缩缝是可行的。
夜上海论坛 【关键词】混凝土;结构设计;耐久性;抗震性
1.前言
夜上海论坛 从传统的观念来看,钢筋混凝土结构具有很多优点,它有良好的物理力学性能、取材容易和造价可观的优点,但它最为显著的特点主要耐久性,混凝土本身的耐久是毋庸置疑的,虽然钢筋容易发生腐蚀,但是有混凝土的保护层的包裹,钢筋不能和空气接触,钢筋不会发生锈蚀,所以钢筋混凝土结构的使用寿命是相当长的。所以成为了世界工程建筑使用最广泛的结构形式。当然这只是从传统的观念来看的,但从科学的角度来看,这是不符合科学的探索观点的,正是由于人们收传统观念的影响,只片面了考虑的混凝土的耐久性,忽视了混凝土结构的整体耐久性,并且很多地区属于地震多发段,地震对其的危害相当的大,所以抗震性也不容忽视,特别是高层建筑中,抗震性尤为重要,越是楼层高,高楼层的顶部在受到地震作用时侧向位移也越大,就更容易发生坍塌的危险。本文主要从混凝土结构的耐久性和抗震性来分析设计中的一些值得注意的问题。
2.混凝土结构的耐久性
夜上海论坛 虽然混凝土结构存在的很多的优点,但是也存在一些内部因素和外部因素对混凝土结构的耐久性产生影响。
2.1内部因素。内部因素首先便是混凝土的自身问题,混凝土内部存在碱性的水化物,当大气环境里的CO2侵入混凝土内部时,会使得混凝土中的这些碱性水化物与CO2发生中和反应,也就是使得pH值下降,俗称混凝土的碳化过程。这个过程会让混凝土急剧收缩,导致混凝土开裂,加上碳化也会破坏钢筋外表面的氧化膜,使得钢筋容易锈蚀,发生危险。提高混凝土的强度等级的,使得内部孔隙率降低,混凝土内部更加的密实,提高了抗渗透性能,减缓了外部有害物质的入侵。值得注意的是当混凝土中加有碱活性的骨料的时候,在露天潮湿环境下,碱与骨料里的活性颗粒会产生反应,混凝土表面也会产生裂缝,加速侵蚀性物质的入侵破坏。再者的内部因素便是钢筋本身的影响,当混凝土有裂缝存在且较大的时候,钢筋肯定会受锈蚀,经过锈蚀的钢筋体积会膨胀,将混凝土保护层胀裂,又加快了钢筋的锈蚀。钢筋锈蚀后,钢筋的有效受力面积减小,相对应的强度会降低,致使结构承载力削弱。另一方面,锈蚀后的钢筋抗滑移的能力也会降低,很可能使得结构发生滑移破坏。时间越长,结构出现承载力问题会加大,有时甚至会突然断裂的脆性破坏,十分危险。所以影响混凝土耐久性的根源就是混凝土自身的碳化和钢筋锈蚀。
2.2外部因素
夜上海论坛 影响混凝土结构耐久性外部重要因素便是外界环境的影响。《混凝土结构设计规范》规定:
“一类:室内干燥环境;永久的无侵蚀性静水浸没环境
夜上海论坛 二类a:室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境;非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境;寒冷和严寒地区的冰冻线以下的无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
夜上海论坛 二类b:干湿交替环境;水位频繁变动环境,严寒和寒冷地区的露天环境;严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
夜上海论坛 三类a:严寒和寒冷地区冬季水位冰冻区环境;受除冰盐影响环境;海风环境
夜上海论坛 三类b:盐渍土环境;受除冰盐作用环境;海岸环境
四类:海水环境
五类:受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。” [1]
根据混凝土结构耐久性的调查,一类环境中设计使用年限为50年的质量安全基本可以保证。而一类环境中大部分使用年限超过了100年的都是一些纪念性建筑,数量上相对来说很少。一类环境中使用年数在70到80年的混凝土结构基本符合要求,这些构件的混凝土立方体抗压强度在15N/mm2 [2]。所以,在设计时,在一定程度上提高混凝土的强度等级并且定期维护,可以使混凝土结构的使用年限适当增加;
夜上海论坛 第二、三类的环境情况有些复杂,设计时要规定水灰比并适当提高混凝土的强度等级,提高密实性以降低混凝土的渗透性,设计时要采用环氧涂层钢筋,这种钢筋就是普通的光圆钢筋和带肋钢筋表面喷涂环氧树脂,有很强的耐腐蚀性,注意构造上不能有积水。可以适用于潮湿环境的工业与民用房屋、桥梁、码头等一些钢筋混凝土结构;(下转第505页)
(上接第503页)
第四、五类环境下的混凝土结构的耐久性应该符合有关的标准规定。
3.混凝土结构的抗震性
当地震发生时,作用时间极短,破坏力极大,而建筑本身结构也十分复杂,当其遇到地震力作用的时候,其破坏形式和破坏过程也是相当的复杂,如果仅仅依靠结构的计算设计是片面的,是不能够满足在地震作用时结构的实际受力状态需要的,所以抗震性的问题不能仅仅依赖结构计算设计,还要重视结构抗震的概念设计。概念设计就是在有利于提高结构抗震性的基础上,对结构进行全面合理的宏观控制。对于这样的设计思路我们就应该注意下面几个问题:
3.1合理场地选择。场地是影响结构抗震性的一个重要的因素,如果场地地形复杂,依靠工程措施是很难弥补复杂地形的缺陷的。所以选择场地的时候应该进行详细的勘察,弄清楚地质情况,避开软弱土层,容易滑坡,易液化等这样的不利地段,若不能避开就采取有效的措施,如用桩基础,加强基础的刚度和整体性等。
夜上海论坛 3.2合理选择建筑体型。在选择建筑体型的时候,不要选择太复杂的建筑体型,复杂的建筑体型没有直接明确的传力途径,不利于分析结构的内力,很难找到薄弱部位,特别是有凸起凹进的地方容易产生应力集中的现象,在地震时最容易产生破坏,所以一般最好采用圆形、方形等对称的建筑体型,受力均匀,布局合理,方便进行内力以及位移分析,美学上也有良好的视觉观。
3.3合理选择结构体系。结构体系应该保证有足够的承载力分布和刚度,并在此基础上还有足够的延性。一般来说结构的承载力和刚度是分不开的,刚度越大,则承载力也越大,结构的延性可以吸收很多地震时产生的能量,可以产生较大的变形不让结构在地震时产生突然的破坏,给人员安全撤出留下了足够时间。为了更好的提高抗震性能结构所用的材料也要符合相关的抗震要求。
4.结语
夜上海论坛 总之,虽然在进行混凝土结构设计的时候需要考虑的问题很多,但是混凝土结构的耐久性和抗震性是必须要考虑的问题,把握好这两个问题的关键,可以减少很多的工程事故,提高工程质量,提高工程的安全系数,保障人员的生命与财产安全。
【参考文献】
[1]百度百科.[EB.OJ].
夜上海论坛 关键词:混凝土组合结构结构体系发展趋势
一、引言
随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产,我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前,普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟,轻型钢结构和普通钢-混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段,而轻钢-混凝土组合结构的研究还比较少。轻钢-混凝土组合结构是一种由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系。轻钢─混凝土组合结构具有轻钢结构的优点,同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性,并增强了结构的防火性能。
夜上海论坛 二、轻钢-混凝土组合结构体系
(一)竖向承重结构
结构竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄,管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲,还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋,从而提高钢管的局部稳定承载力。同时钢管对混凝土有较强的约束作用,提高了混凝土的轴向抗压强度,因此,薄壁钢管混凝土柱的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土,发生火灾时能够吸收热量,从而延长了钢管的耐火极限。圆钢管轴向受力性能较好,其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管,但方钢管对混凝土的约束能力较差。因此可考虑采用六边形及八边形钢管,以便为梁﹑柱连接提供方便和保证。
(二)楼面结构
夜上海论坛 轻钢-混凝土组合建筑可选用多种楼面结构形式。它要求楼板必须有足够的刚度﹑强度和整体稳定性,同时应使楼板自重轻﹑厚度小,并提高施工速度。楼面结构可选用如下形式:
夜上海论坛 (1)压型钢板和混凝土组合楼板;
(2)密肋轻钢─混凝土组合楼板;
(3)现浇预应力钢筋混凝土楼板;
(4)混凝土预制叠合楼板。
其中优先选用1﹑2类型。其主要优点是:
(1)省去楼面模板支撑,节省投资,施工速度快;
(2)压型钢板与轻钢密肋中可布置设备管线,减少吊顶高度;
夜上海论坛 (3)平面刚度大,房屋有较强的整体性,抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形钢管﹑双槽钢﹑冷弯U型卷边槽钢或H型﹑I字型焊接或热轧型钢。I字型钢可以是实腹的也可是空腹的,也可选用卷边槽钢-混凝土组合梁。梁板组合结构通过栓钉及剪力连接件形成整体,共同来承担楼面荷载。目前压型钢板与混凝土组合楼面结构在国内发展已比较成熟。
(三)支撑结构
夜上海论坛 (1)对于单层工业厂房轻钢─混凝土组合结构,由于采用薄壁钢管混凝土柱承受竖向荷载及吊车荷载,屋架及支撑均可采用轻型钢构件,因而其支撑布置方式与普通钢结构厂房类似。即采用柱间支撑及屋盖水平﹑垂直支撑来保证厂房及屋盖的整体稳定性。
夜上海论坛 (2)对于多﹑高层轻钢─混凝土组合结构体系,由于其侧向刚度较弱,为抵抗水平地震作用,减小层间侧移,宜在相应位置采用垂直支撑。为满足门窗开洞及其它方面需要,支撑的形式可以灵活多样,如X型﹑M型﹑W型﹑V型﹑单斜杆型﹑人字型支撑等。对位于地震区的通常的钢-混凝土组合梁楼盖宜采用偏心支撑,以便结构在地震作用下具有良好的延性及耗能性能。此外,若采用刚性梁柱节点,对于多层结构可以不设置支撑构件。
(四)维护结构
轻钢-混凝土组合结构与其它钢结构一样,应采用轻质维护材料。墙梁宜优先选用冷弯薄壁槽钢﹑卷边槽钢﹑卷边Z型钢。可采用轻型组合墙体,如:压型钢板加轻型保温隔层墙体﹑压型钢板夹芯板﹑玻纤增强水泥外墙板﹑钢网塑料墙板等。至于屋盖结构,一般采用有檁体系,亦可采用拱形波纹屋顶或轻型网架﹑轻型桁架加铺轻质保温层和彩色压型钢板。其特点是生产工厂化,制作机械化,施工方便﹑速度快﹑工期短。
三、轻钢-混凝土组合结构的发展现状
(一)国外研究现状
国外一些学者已进行了薄壁型钢混凝土组合梁及薄壁钢管混凝土组合柱的试验研究。组合梁中的薄壁型钢主要有冷弯U型型钢﹑百叶薄壁型钢和装配式薄壁型钢等形式。c~h类型均能与混凝土有效地结合,来共同承受外界弯矩和剪力。其中h类型为装配式截面,布置较为灵活,可适用于不同截面尺寸的轻钢组合梁,并可作为标准型材批量生产,但在浇混凝土之前必须用框架固定其形状。a、b类型为箱形薄壁型钢截面,与混凝土的粘结性能较差,一般只起到模板的作用。此外,还可根据实际需要,在薄壁型钢混凝土梁中配置一定数量的纵向钢筋,以进一步提高其抗弯刚度和极限承载力。
国外研究表明,薄壁型钢混凝土组合梁的承载力大小,取决于薄壁型钢与混凝土间的粘结力性能。粘结性能好才能使钢和混凝土两种材料共同工作,充分发挥材料的强度。而薄壁型钢的截面形状及表面有无刻痕是影响粘结力的主要因素。c~h类型,在充分咬合情况下,钢板与混凝土处于完全粘结状态,其应变相同,几乎没有滑移发生。对于不同形状的薄壁钢板,可取用不同的粘结系数,具体数值需要由试验确定。目前,轻钢-混凝土组合梁还正处于研究开发阶段。
薄壁钢管混凝土柱的研究目前主要集中在短柱上,重点研究圆形和方形截面短柱在轴压荷载作用下的力学性能,包括钢壁板的局部屈曲性能,而对于长柱构件在轴压和压弯荷载作用下的性能研究还未见相关报导
(二)国内研究现状
在国内,清华大学和哈尔滨工业大学正在进行轻钢-混凝土组合构件的研究工作。哈尔滨工业大学近期进行了薄壁型钢混凝土组合梁和短柱的试验研究。共对6根梁和22个短柱构件进行了静载试验观测,取得了较为理想的结果。下面对其组合梁、柱试验情况分别加以介绍。
夜上海论坛 1.薄壁型钢混凝土组合梁试验
夜上海论坛 薄壁型钢组合梁采用了3种截面类型。试验中所采用的6根梁跨度均为3m,截面尺寸为,梯形截面混凝土翼缘宽为550mm,翼缘高为80mm。每一种截面类型做两个试件,一个为素混凝土组合梁,另一个在下部配有钢筋。在试验中,采用三分点加载,使组合梁中部受纯弯作用。试验结果表明,其中b、c两种类型的粘结性能优于a种,而c种最好。组合梁达到受弯极限承载力时,梁顶部混凝土基本上达到或接近极限压应变,同时梁下部钢板也达到了极限拉应变。这说明该种梁截面类型薄壁型钢与混凝土的粘结性能能够满足受弯承载力要求。构件破坏时,粘结力的丧失与薄壁型钢和混凝土的屈服几乎同时发生。在钢与混凝土界面粘结破坏之前,构件处于弹性阶段。随着粘结的破坏,构件刚度逐步下降,但并不显著;当粘结全部破坏时,外包薄壁型钢与混凝土之间出现了滑移,刚度很快下降。随着滑移的增加,混凝土翼缘板开裂(未配筋试件)或梁腹部的混凝土被剪坏(配筋试件),最后导致构件破坏。由此可见,相对于配筋试件,未配筋试件具有更好的延性,说明薄壁型钢与混凝土间的粘结力对组合梁的承载力起控制作用。
2.薄壁钢管混凝土组合柱试验
在薄壁钢管混凝土短柱试验中,共选用圆柱、方形柱、和八边形柱三种截面类型,同时改变截面尺寸及钢材和混凝土强度进行构件的正交试验设计。钢管壁厚选用1mm和1.5mm,管径(圆形截面)及边长(方形、八边形截面)分别采用100mm、150mm和200mm,试件高度为400mm~1000m;混凝土标号采用C20~C30。试验结果表明,圆柱的受力性能最好,八边形柱次之,方形柱的受力性能最差。这主要是由于圆形钢管对混凝土的约束能力强于其他两种类型的缘故。圆形薄壁钢管混凝土短柱随着荷载的逐渐增大,柱中部首先突起,钢管达到屈服强度,进而出现褶皱,发生较大塑性变形,此时钢管与混凝土均达到极限强度,最后破坏现象为斜向剪切破坏。由于管壁较薄,方形钢管对混凝土的约束作用较小,强度较低。八边形钢管混凝土柱的承载力介于圆形和方形构件之间。比较之下,薄壁钢管混凝土组合柱宜优先选用圆形及八边形截面。
3.节点构造
在轻钢-混凝土组合结构体系中,最关键的部位就是节点。只有节点的构造措施和受力性能得到了解决,才有可能进行结构体系的研究。原哈尔滨建筑工程学院做过大量厚壁钢管混凝土柱节点的试验研究,并在实践中得到了应用,且编入了规范,取得了很好的成果。但是由于薄壁钢管的管壁较薄,易于变形,因此节点构造较难处理。暂时可以将薄壁钢管混凝土梁、柱节点分为刚接和铰接两种形式,对其进行尝试性的理论分析及试验研究,以确定节点的合理形式和局部构造。对薄壁钢管混凝土柱与钢梁相连接的情况,可在节点处的柱子部分局部采用厚壁钢管,上、下分别与薄壁钢管相焊接,这样钢梁与厚壁钢管的连接便可以采用规范中的传统形式进行设计。薄壁型钢混凝土组合梁与其他构件的连接则比较难以处理,可以考虑在混凝土中采用预埋型钢或钢筋来实现连接,但是该种连接形式的抗弯、抗剪等力学性能还有待于研究。根据以上设想,组合梁和八边形柱节点的刚接形式,其它截面柱可采取类似构造。其中,组合梁外的薄壁钢板与柱上外套厚壁钢管焊接,内穿双角钢,并且上部纵向钢筋穿过柱子,梁外钢板与厚壁钢管焊接,薄壁钢管混凝土柱内不配钢筋或少量配筋。组合梁截面可以采用各种截面类型。铰接节点为柱子中只有角钢穿过,组合梁支承于角钢之上,梁柱间既不焊接,也没有钢筋通过,但需设置柱间支撑以承受水平荷载。除轻钢混凝土组合梁、柱体系外,还可以采用薄壁钢管混凝土柱与I字形钢梁体系及钢筋混凝土柱与薄壁型钢组合梁体系,后两者节点连接则更为容易。
夜上海论坛 四、轻钢-混凝土组合结构发展的几个问题
(一)轻钢-混凝土组合构件的研究。
除压型钢板与混凝土组合板技术比较成熟外,其他轻钢─混凝土组合构件的研究目前仍较少。需对薄壁钢管混凝土柱的极限承载力及薄壁钢管的局部屈曲和不同类型冷弯薄壁型钢混凝土组合梁的受弯﹑受剪状况及整体﹑局部稳定性能进行理论分析和试验研究。
(二)轻钢-混凝土组合结构体系及构造措施的研究。
夜上海论坛 普通的钢─混凝土组合结构及轻钢结构都已进行了大量的科学研究,取得了丰硕的成果及丰富的实践经验,并制订了相应的规范和规程,我们可以借鉴以上两者的成果及经验进一步进行研究。其中梁柱节点的研究是关键。可进行薄壁钢管混凝土柱与冷弯薄壁型钢混凝土组合梁节点及薄壁钢管混凝土柱与热轧型钢﹑冷弯型钢梁节点的理论分析及试验研究。由于轻钢壁厚较小,一般只有几毫米,可考虑部分构件工厂焊接,部分构件采用现场螺栓连接。
(三)轻钢-混凝土住宅建筑的开发。
夜上海论坛 在大多数多﹑高层钢结构建筑中,均采用压型钢板─混凝土组合楼盖。如果同时采用薄壁钢管混凝土柱及轻钢混凝土组合梁作为主框架,则必将使结构的受力性能及防火性能得到改善,因此可考虑在钢结构及轻钢结构建筑中尽量多采用组合构件。可重点研究给排水管线及供电﹑供热管线与结构相协调问题,同时研究防火﹑保温﹑隔声及室内外装修等问题。
夜上海论坛 (四)轻钢-混凝土组合结构计算理论的研究。
夜上海论坛 在轻钢混凝土组合构件试验研究的基础上,可考虑进行轻钢─混凝土组合结构体系的受力性能与稳定性分析并同时对结构的抗震﹑防火性能进行研究。计算方法上,可由试验及理论分析所得各构件的力学指标及截面模量﹑参数,运用现有的通用计算软件对结构进行计算分析及设计。
夜上海论坛 (五)施工荷载及围护结构蒙皮效应的研究。
混凝土浇注前,施工荷载对薄壁钢构件变形的影响较大。可考虑在尽可能少设或不设脚手架,使薄壁钢构件的刚度足以承受施工荷载。此外,围护结构的蒙皮效应能够提高结构的承载力,其提高程度有待研究。
五、结论
所谓的建筑结构主要是指在建筑物中,由各类建筑材料混合制成的一种用于承载建筑体的框架结构,以保证建筑物的受力能力及空间体系。在建筑结构中,由于材料及建筑物本身的不同需求,建筑结构可分为混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构以及轻型钢结构、组合式结构等。
夜上海论坛 2、建筑结构加固的重要性
夜上海论坛 (1)建筑结构的加固与修补有着本质上的区别。建筑的修补主要是对建筑物外观进行修复与改进,使其从外观上更具观赏性。而建筑结构加固则是对老的建筑物内部结构因老化问题以及人为原因所造成的问题、自然原因所造成的结构损伤问题等进行稳固性处理,从而使建筑物的安全系数提高。
夜上海论坛 (2)建筑结构加固时对所需材料的使用没有一个明确的限定,因此在一定的程度上降低了建筑企业的成本。虽然建筑结构加固所使用的材料相比于新建成的建筑物结构材料质量偏低,但就成本而言,建筑结构加固所支出的财力物力成本也远远低于新建成的建筑物结构成本。而从建筑物的稳定安全性来说,则是基本相同的。因此就这一点而言,大大节约了建筑企业的资源浪费。
(3)建筑结构加固更有利于对材料资源的合理利用,避免不必要的浪费。一般来说,建筑结构加固是在现有建筑物之上采集门、窗等结构参数,然后通过所采集的参数对加固材料量进行分析设计,并制定出最合理的加固技术措施,从而在材料更可能少的基础上最大限度保障建筑的结构安全。
夜上海论坛 3、建筑结构的加固方法
夜上海论坛 根据建筑结构的不同,其加固方法也不同。主要分为以下几种:
(1)混凝土加固法,顾名思义,所谓的混凝土加固法主要是采用混凝土材料及其它材料混合而成的。在混凝土加固法中又包括了:加大结构截面积的加固方法、结构外包钢材料加固法、预应力混合结构加固法、粘钢式加固法、改变建筑结构的承载及传力途径的加固法、全焊接补筋式结构加固法、碳纤维混合物质结构加固法,喷射式混凝土补强结构加固法以及局部结构加固法等。
(2)砌体结构加固立法,也就是用修补结构外侧的方式进行堵塞式加固。砌体结构加固方法又分为:钢筋水泥混合砂浆式结构加固法、扩大结构截面积加固法、扶壁柱式加固法、外包钢筋加固法以及外包钢混凝土混合加固法等。
(3)钢结构加固方法,此类方法也是高层建筑结构加固中最为常用的一种方法。钢结构加固法主要是采用改变建筑结构计算参数,加强结构连接和扩大结构截面积等方式进行加固,另外需要注意的是,采用钢结构对建筑进行加固时,必须根据建筑结构的实际情况及加固使用要求选择合适的结构加固方式,以保证建筑结构安全性能达到最高。
4、建筑结构加固的施工技术
要建筑结构加固中,主要是采用混凝土加固方式,其主要的施工技术如下:宋良瑞四川建筑职业技术学院四川德阳618000
夜上海论坛 (1)托换式结构加固施工技术。所谓的托换工结构加固是混凝土加固方式中一种综合性的加固技术,它主要是对相关结构以及建筑的上下结构、顶升与废弃结构的拆除等进行技术处理,是建筑结构加固或改造中最常用的一种技术措施。另外,托换式结构加固法具有工期短、成本低等特点,因此对建筑正常使用及人均正常工作生活不会带来太大的不便之处。然而托换式结构加固施工也是一项要求技术含量较高的施工项目,因此,在施工中必须由专业性及技术水平、工作责任心都较强的人员来完成,以最大限度保障建筑安全性。
(2)植筋式结构加固施工技术。所谓的植筋式结构加固技术就是指在建筑中利用钢筋植入法对结构进行加固。因它对混凝土混合结构的要求较为简单,且操作较为灵活,因此常被用于建筑结构的连接及锚固中。在植筋式结构加固施工中,可以植入普通的混凝土钢筋,也可植入螺栓式的锚筋。在施工技术中具体需用哪种钢筋进行结构加固,是根据建筑物的使用特性以及结构的分布来确定的。
夜上海论坛 (3)裂痕修补式结构加固施工技术。所谓的裂痕式结构加固技术主要是指在加固中根据建筑结构裂痕的大小及发生裂痕的原因、性状等对结构进行堵塞式修补加固施工,从而延长建筑结构的使用年限以及提升建筑结构的稳固和安全性。裂痕式结构加固法主要应用于建筑结构出现不同程度的裂痕修补加固中。但是需要注意的是,对于因外界受力不均等问题所产生的建筑结构裂痕,单单只用裂痕式结构加固技术施工是不能达到加固结构稳定性的作用的,必须要在裂痕式结构加固技术施工的同时采用其它加固技术措施进行结构稳固,以保证建筑达到最佳的安全状态。
(4)碳化混凝土修复式结构加固施工技术。所谓的碳化混凝土修复式结构加固施工技术主要是指通过对混凝土结构内碱性物质的恢复达到建筑结构加固的目的。该技术主要是以增强混凝土结构阻抗能力为主,从而使建筑结构中混凝土因碳化物质所造成的钢筋等腐蚀情况得到改善或抑制。
(5)混凝土表面处理式结构加固施工技术。所谓的混凝土表面处理式结构加固施工技术主要是指通过采用各类方式对混凝土表面的腐蚀性物质进行清理,以确保结构的坚固性。此类方法目前在我国建筑结构加固中得到了广泛的应用。混凝土表面处理式结构加固施工技术主要有:各类化学方式、喷砂方式、机械方式、射水方式以及真空吸力方式等,使其对混凝土结构表面的各种酸碱性腐蚀类附着物进行彻底的清除。从而保证建筑结构的使用安全性。
夜上海论坛 5、结语
高层建筑的特征决定了其施工不同于多层建筑的要求。高层建筑施工的一些工艺要求必须是连续的,同时高层建筑的工程规模决定了施工技术和组织管理的复杂度,除具有一般多层建筑施工的特点外,其独有的施工特点包括:工程量大、工序多、工种配合复杂;施工准备工作多;施工周期长、投资人为增加资金效益工期要求短;基础深、基坑支护和地基处理复杂;高空作业多、垂直运输量大;层数多、高度大,安全防护要求高;结构复杂;平行流水作业时、立体交叉作业多,机械化作业程度高等,为某高层建筑群施工现场情况。
2高层建筑质量管理应注意的事项及对策
2.1高层建筑质量管理要求
2.1.1计划管理计划管理是一项全面综合性的管理工作。具有系统性、全过程和全员管理的特点,即全面计划管理。结合高层建筑规模大、基础埋置深、层数多的特点,精心进行施工组织设计,进行计划管理能更有效地推进高层建筑施工的顺利进行。
2.1.2质量管理质量管理是为了保证和提高产品质量所进行的计划、组织、协调、控制等各项工作的总称。由于现阶段市场经济,建筑市场为买方市场,建设方多采用分包,故在建筑施工中存在着多家同时施工,建筑由立项至竣工周期较长,有时由多个单位组织完成。只有统一协调,分工合作,才能建立起保证体系,确保建筑产品的全部功能质量。在建筑施工中,为确保工期质量应做到以下两个方面:一方面,提高全体施工人员素质,从全面质量管理角度对工程质量明确目标,施工过程按照国家规范、标准进行质量管理。另一方面,完善质量保证体系,做好工程质量检查和验收工作,坚持检验批分项、分部工程质量验收,保证分部、分项工程质量,建立各种台帐,使不符合项具有可追索性。
2.1.3材料质量管理所有进场材料及时验收,经项目部技术人员、材料员、专业监理工程师共同检查验收,严格控制,保证所有进场材料数量足、质量满足设计及规范要求,实行见证取样。对进入场地的原材料及时复试检测,未经复试或复试不合格材料不得使用。对大型设备如塔吊、混凝土泵等应实行报验制,符合要求方可使用。设备要有专业人员操作,并定期检查,以确保工程按时开工以及施工质量要求。选用符合标准的配套机电设备、配件和供应商的原材料,保证施工顺利进行。
夜上海论坛 2.2混凝土强度控制强度主要是指混凝土的强度,高层建筑混凝土用量大,施工周期长,气候及工作条件影响因素明显,发生混凝土强度离散的可能性大,严重的话甚至导致工程质量不合格。因此克服客观因素的影响,控制好混凝土的强度是高层施工中的重中之重。混凝土强度控制问题应从以下角度出发:
夜上海论坛 2.2.1严格控制配比工程施工前期,均要按设计要求设计不同强度等级的混凝土,科学设计配合比,根据级配做配合比试验(实验室配比),配合比在确保混凝土强度及规范要求条件的同时还应便于施工,即具有良好的流动性和保水性。级配确定后与现场施工过程中是否能够一致是混凝土强度控制的关键。因此,配比设计生成后必须要在施工管理中严格控制配比,同时在实际的管理中建立完善的配比监管和审核制度,做到专人专管,未经现场技术负责人同意,任何人不得改变配合比。
2.2.2养护高层建筑多采用泵送混凝土进行浇注和施工。为某高层建筑基坑中基础泵送混凝土施工的情况,泵送混凝土的优点是缩短施工周期,提高工艺化和专业化的施工水平,节能环保。实际应用过程中某些工程在配比、原材料、振捣控制严格的情况下,还是会出现混凝土强度下降的情况,造成这种情况的原因,就是养护措施和养护时间不足。所以,在高层建筑施工管理中要有专门的制度严格控制养护措施和养护的时间,做到定人、定时、定方法养护。
夜上海论坛 2.3高层建筑裂缝的控制骨料凝固过程中产生微观的裂缝是必然的,对于裂缝可以分为不稳定、稳定、闭合、愈合等几大类型。施工时混凝土强度等级较高可能产生裂缝,从质量角度考虑,高层建筑施工中应尽可能避免。在高层建筑施工中一般的控裂方法有:
夜上海论坛 2.3.1“放”的措施砌筑填充墙至接近梁底,留一定高度,待底部砌筑7d后补砌挤紧,防止干砌式砂浆不饱满;合理分缝施工,在柱、梁、墙板等处合理设置施工缝,分层浇捣等。
夜上海论坛 2.3.2“抗”的措施
夜上海论坛 (1)避免使用早强高的水泥,积极采用掺合料和混凝土外加剂,降低水泥用量。
夜上海论坛 (2)选择良好的级配砂石,减少水和水泥用量,减少泌水、收缩和水化热。
(3)在施工工艺上,应避免过振和漏振,提倡二次振捣,尽量排除混凝土内部的水分和气泡。
(4)现浇板中的线盒置于上、下层钢筋中间,交叉布线处采用线盒。对板面为单层双向钢筋时,暗敷设线管上部加设构造措施,防止线管处沿线管产生裂缝。
(5)采用二次抹面工艺,对现浇板面在混凝土捣固完成后,由于泵送混凝土坍落度较大(通常为100-140mm,为便于施工有时达到180mm甚至更大),初次捣固成形后混凝土在自重作用下产生“沉陷”,出现沿面层钢筋长向裂缝,或在粗骨料较少区域产生较大“沉陷”出现裂缝,故应采取二次抹面。一般在混凝土初凝至手按存在压痕时二次抹面。
2.3.3“放”、“抗”相结合的措施在混凝土裂缝的防控中,对新浇混凝土的早期养护十分重要。减少收缩是早期浇筑的混凝土的防裂根本,这里要控制好构件的湿润养护,因为表面水分蒸发过快,引起较大的收缩,再加上受到内部约束的作用,这样就会导致开裂。另外,对于大体积混凝土而言,应采取有效措施,避免水化热的情况集中和同时出现。在养护过程中应时时对表面、中间、底部温度进行跟踪监测,对于混凝土浇筑后的内部最高温度与表面气温差宜控制在25℃以内,否则温差过大就会产生混凝土裂缝。总体上看,在高层建筑施工中还要结合实际的施工环境和进度,采取相应的养护措施。
3工程质量控制
3.1项目质量控制方法落后存在的问题首先,发现异常时未采用科学合理的控制方法来分析控制,仅单独处理这一工序的问题,缺乏全局整体性。其次,在项目的各阶段缺乏非常明晰的质量控制目标,部门之间联系较少,对突发事件的处理能力较弱,控制过程和方法落后。
夜上海论坛 3.2关键点的控制①在施工的各个阶段,对工程中的隐蔽工程和关键部位进行重点检查。②对于在施工中出现的重大技术问题,要多方参与,邀请有关专家进行专题研讨,根据专家意见合理确定最优施工方案。③监督、检查、记录和统计实施过程,完成对项目质量的各种记录,及时完成各种检查表格绝对避免事后补填的造假行为。④分析质量问题的原因,这需要掌握关键工序和控制点的质量判断方法,掌握常见的质量通病和事故产生的原因,并能确定整改和预防措施。⑤采取补救和改进质量的措施,使用合适的方法,纠正质量缺陷,及时排查引起缺陷的原因并纠正,以防止再次发生,应确保所采取措施的有效性。⑥质量管理是一个不断改进的过程,不断改进项目过程和管理过程的质量,应从已完的项目中寻求项目过程质量的改进经验,应建立信息系统,收集、分析项目实施期间产生的信息,以持续地改进。
夜上海论坛 3.3明确的质量控制目标任何一个控制系统都必须有明确的控制目标,否则就失去了控制的意义。在项目质量控制中,根据控制对象、控制范围的不同,有若干控制子系统,每一个子系统都有其相应的控制目标。例如,在工程项目质量控制中,混凝土强度控制子系统,其控制目标就是通过控制原材料质量和混凝土施工工序质量,以达到保证混凝土强度满足质量要求的目的。
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