發(fā)布時間:2023-03-13 11:17:44
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的結(jié)構(gòu)工程論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:人防工程;結(jié)構(gòu)自防水;質(zhì)量
1前言
21世紀(jì)是地下空間作為重要資源開發(fā)的世紀(jì),人防工程不僅在戰(zhàn)爭時期是國家防御體系的重要組成部分,在和平時期的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中同樣有著十分重要的地位,但是長久以來地下建筑工程的滲漏已是建設(shè)者們傷透腦筋的大事,由于地下室不同程度的滲漏水限制了已建人防工程的開發(fā)利用,每年不得不投入大量人力、物力、財力進(jìn)行維修,所以提高防水效果是當(dāng)前人防工程建設(shè)中需解決的重點(diǎn)問題之一。2001年新修訂的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001)把結(jié)構(gòu)自防水明確規(guī)定為“應(yīng)選”,而不是舊規(guī)范的“宜選”,體現(xiàn)了以結(jié)構(gòu)自防水為主的思想,結(jié)構(gòu)自防水是人防工程防水的治本措施,提高結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量是提高人防工程最終防水效果的關(guān)鍵。根據(jù)自己親自參與人防工程設(shè)計、質(zhì)監(jiān)及施工的實(shí)踐,談?wù)勌岣呷朔拦こ探Y(jié)構(gòu)自防水中應(yīng)注重的幾個問題。想對當(dāng)前人防建設(shè)起到拋磚引玉的作用。
2影響人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的主要因素
2.1工程地質(zhì)方面。工程地質(zhì)對基礎(chǔ)的均勻沉降有重要影響,是影響人防工程防水效果的關(guān)鍵因素之一。湖南有些城區(qū)地質(zhì)狀況較復(fù)雜,巖溶和土洞均有不同程度的分布,屬地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的場地,如果工程地質(zhì)狀況未掌握清楚,地質(zhì)鉆探深度不到位或抄襲相鄰的地質(zhì)報告,工程地質(zhì)報告未正確反映土層性質(zhì)、地下水和土工試驗(yàn)情況,則會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計方案欠佳,施工措施不到位,可能導(dǎo)致基礎(chǔ)不均勻沉降,出現(xiàn)人防地下室滲水現(xiàn)象。
2.2設(shè)計方面。在認(rèn)識上,未真正樹立以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為防水之本的設(shè)計理念,在實(shí)際工作中往往重防水材料,輕防水混凝土。在設(shè)計時,強(qiáng)調(diào)防水混凝土的強(qiáng)度等級,而對混凝土抗裂性能未引起足夠重視。細(xì)部結(jié)構(gòu)和配筋不合理,防水設(shè)計與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計未很好結(jié)合,結(jié)構(gòu)形式設(shè)計過于復(fù)雜。同時,人防專業(yè)設(shè)計單位缺乏,非專業(yè)設(shè)計單位的設(shè)計人員掌握的人防工程設(shè)計知識參差不齊,造成人防工程設(shè)計問題較多,使工程質(zhì)量受到影響。
2.3施工方面。原材料質(zhì)量控制不良,坍落度控制不好,施工縫等細(xì)部結(jié)構(gòu)處理不當(dāng),混凝土澆注后未按照施工規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混凝土結(jié)構(gòu)自防水施工是個精細(xì)過程,必須合理地選用配合比、水灰比、坍落度等參數(shù),把好混凝土澆筑、振搗關(guān),注意養(yǎng)護(hù)時間和條件,否則將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)空隙,結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫。
2.4監(jiān)督管理方面。對防水工程質(zhì)量監(jiān)督檢查不嚴(yán),未嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行工程全過程監(jiān)督檢查。圖紙設(shè)計不夠規(guī)范,設(shè)計審查不嚴(yán)。施工前未認(rèn)真進(jìn)行圖紙技術(shù)交底,承包人未掌握防水施工要點(diǎn),不少人防工程在建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位上,現(xiàn)場監(jiān)督?jīng)]有完全到位。對監(jiān)理公司的監(jiān)督管理不嚴(yán),素質(zhì)和技術(shù)管理水平不高,甚至存在無專項資格的監(jiān)理。
3提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的措施
3.1選用合理的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)自防水是利用結(jié)構(gòu)本身的密實(shí)性、憎水性以及剛度,提高結(jié)構(gòu)本身的抗?jié)B性能,它要求結(jié)構(gòu)本身必須具備一定的剛度,而合理的結(jié)構(gòu)形式是提高結(jié)構(gòu)整體剛度的關(guān)鍵。因此,在結(jié)構(gòu)選型方面,應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求、平時和戰(zhàn)時使用功能、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等因素綜合確定,避免結(jié)構(gòu)平面突變或斷面剛度突變,盡量使結(jié)構(gòu)平面選型規(guī)整,借以提升結(jié)構(gòu)的整體剛度。
3.2科學(xué)設(shè)計防止混凝土開裂方案。提高混凝土結(jié)構(gòu)自防水性能關(guān)鍵是控制鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生,在地下工程防水設(shè)計中,應(yīng)特別注重防止混凝土開裂的設(shè)計方案,從混凝土強(qiáng)度設(shè)計及材料選用、鋼筋及拉結(jié)筋布置、防止不均勻沉降等方面減少和控制混凝土開裂。
3.2.1選擇適宜的主體結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度。提到防水混凝土質(zhì)量,人們自然想到如何提高強(qiáng)度和抗?jié)B等級,混凝土設(shè)計強(qiáng)度、抗?jié)B等級越高,單位水泥用量也就越多,水泥水化產(chǎn)生的熱量也高,收縮變形加大,結(jié)果導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。因此,要根據(jù)使用功能、防水等級、工程埋深等,考慮適宜的人防地下室工程主體結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30,但也不應(yīng)過高,抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)工程埋置深度在S6~S12范圍內(nèi)選用。
3.2.2合理選擇混凝土原材料及配合比。一是正確選擇水泥品種和用量。一般選用水化熱較低的水泥,在保證混凝土強(qiáng)度和其他性能的前提下,通過優(yōu)選砼配合比,盡量減少水泥用量。二是嚴(yán)格骨料質(zhì)量,特別應(yīng)重視粗骨料的選擇,宜選用表面粗糙、質(zhì)地堅硬、級配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是摻用符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土,降低水化熱,增加密實(shí)性,增強(qiáng)砼后期強(qiáng)度,提高砼的抗摻性和抗裂性。四是摻入適量的膨脹劑,配制成補(bǔ)償收縮混凝土。補(bǔ)償收縮防水混凝土不但可以減少混凝土在各齡期的收縮值,而且使混凝土在硬化過程中推遲了收縮的產(chǎn)生時間,提高了混凝土抵抗收縮應(yīng)力的能力,從而減少了收縮裂縫的數(shù)量。
3.2.3鋼筋布置的設(shè)計。一是適當(dāng)增加墻體水平構(gòu)造筋。墻體受力鋼筋過多,水平構(gòu)造筋過少是墻體容易開裂原因之一。為了防止這些裂縫的產(chǎn)生,可以采用螺紋鋼筋,并適當(dāng)減少水平構(gòu)造筋的間距,增加墻體水平構(gòu)造筋,以提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度。二是合理設(shè)計拉結(jié)筋結(jié)構(gòu)。在設(shè)置拉結(jié)筋時,采用“梅花型”布置,盡量少而精。雙面配筋采用統(tǒng)一的模數(shù)確定鋼筋間距,保證雙面鋼筋交叉點(diǎn)連線垂直于鋼筋網(wǎng)。在拉結(jié)筋中間焊接止水環(huán),或?qū)⒗Y(jié)筋與模板拉桿二者結(jié)合起來,合設(shè)一個止水環(huán)。
3.2.4防止基礎(chǔ)不均勻沉降。在開始設(shè)計前,要取得全面、準(zhǔn)確的工程地質(zhì)情況資料。在設(shè)計時應(yīng)注意上部結(jié)構(gòu)的均衡布置,以減少上部荷載不均導(dǎo)致沉降差,地基基礎(chǔ)設(shè)計以控制變形值為主,設(shè)計單位必須進(jìn)行基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距離的驗(yàn)算。巖溶和土洞有不同程度分布的人防工程,應(yīng)對持力層范圍內(nèi)的巖溶、土洞進(jìn)行相應(yīng)處理,在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設(shè)置沉降縫。
3.3提高防水混凝土的施工質(zhì)量
3.3.1控制好原材料的質(zhì)量?;炷恋脑牧媳仨毞犀F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、施工及驗(yàn)收規(guī)范和設(shè)計的有關(guān)規(guī)定。在施工前進(jìn)場材料必須現(xiàn)場抽樣檢驗(yàn),達(dá)不到要求不得使用,重點(diǎn)控制好水泥的用量、強(qiáng)度,砂石含泥量及級配,要通過增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰等來減少水泥用量,避免混凝土實(shí)際強(qiáng)度超過設(shè)計強(qiáng)度,提高抗裂性能。
3.3.2把好混凝土澆筑、振搗關(guān)。混凝土應(yīng)分層澆筑、分層振搗,相鄰兩層澆筑時間應(yīng)根據(jù)氣溫情況合理確定,以確保上、下層混凝土在初凝之前的牢固結(jié)合?;炷帘盟腿肽r,應(yīng)使其水平均勻入模,并控制其自由傾落的高度?;炷琳駬v前應(yīng)先根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)物設(shè)計振搗點(diǎn),振搗時間一般為10~30s,以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準(zhǔn),避免漏振、欠振和超振。
3.3.3選擇合理的混凝土坍落度。實(shí)踐證明,在同等條件下,混凝土坍落度越小,混凝土早期收縮越小,施工后主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度應(yīng)控制在120±20mm,目前,人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法,為控制坍落度同時又保證可泵性,應(yīng)選擇質(zhì)量好的混凝土輸送泵,最好選用進(jìn)口混凝土輸送泵。
3.3.4設(shè)置、處理好細(xì)部構(gòu)造?;炷翍?yīng)盡量做到連續(xù)澆筑,不留或少留施工縫。施工縫的設(shè)置,主要考慮一次混凝土澆筑強(qiáng)度和有效控制混凝土的收縮裂紋,在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土前,對接縫表面應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理,粘貼遇水膨脹止水條或中埋式止水帶。因工程設(shè)計需要設(shè)置后澆帶的地方應(yīng)提高施工質(zhì)量,采用補(bǔ)償收縮混凝土,其配合比應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定,施工前,應(yīng)將接縫面用鋼絲刷認(rèn)真清理,鑿去表面砂漿層,完全露出新鮮混凝土后再澆筑。
3.3.5重視混凝土拆模及養(yǎng)護(hù)工作??沽逊浪炷劣捎趽郊恿舜罅康V物摻合料,早期強(qiáng)度增長一般較為緩慢,后期強(qiáng)度有較高的持續(xù)增長,因此拆模時間和養(yǎng)護(hù)制度與普通混凝土不同,混凝土側(cè)模的拆除時間一般比普通混凝土晚2d,嚴(yán)禁過早拆模。混凝土終凝后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間不少于14d,以防止在硬化期間產(chǎn)生干裂。
3.4加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理,把好設(shè)計審查、施工監(jiān)督、竣工驗(yàn)收關(guān)
3.4.1堅持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)把設(shè)計審查關(guān)。要選擇有資質(zhì)的設(shè)計單位,提高設(shè)計質(zhì)量。抓好施工圖設(shè)計審查,對不符合人防工程建設(shè)設(shè)計規(guī)范、強(qiáng)制性條文及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的施工圖,提出審查修改意見,由設(shè)計單位進(jìn)行修改,經(jīng)審核批準(zhǔn)后方可施工。進(jìn)行設(shè)計交底和圖紙會審,使施工單位熟悉設(shè)計圖紙,了解工程特點(diǎn)和設(shè)計意圖以及人防工程施工的質(zhì)量要求等。
3.4.2跟蹤到位,嚴(yán)把施工監(jiān)督關(guān)。人防工程質(zhì)監(jiān)部門要對建設(shè)、勘查設(shè)計、施工、監(jiān)理單位在工程建設(shè)中作出的具體質(zhì)量行為合法性進(jìn)行監(jiān)督檢查,對每一項報監(jiān)工程制定質(zhì)量監(jiān)督計劃,對關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)行跟蹤監(jiān)督檢查,采取法律、經(jīng)濟(jì)、行政手段及時糾正問題,嚴(yán)防不合格的工序質(zhì)量形成或進(jìn)入下一道工序。建設(shè)、施工單位要建立健全質(zhì)量管理制度,設(shè)置工序控制點(diǎn),把好工程材料進(jìn)場關(guān),加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制,杜絕隨意變更設(shè)計和不按審查批準(zhǔn)的設(shè)計圖紙施工現(xiàn)象的發(fā)生,確保設(shè)計、施工方案和質(zhì)量保證措施在實(shí)際工作的落實(shí)。
3.4.3規(guī)范管理,嚴(yán)把竣工驗(yàn)收關(guān)。利用人防工程竣工驗(yàn)收備案這一強(qiáng)制手段,強(qiáng)化監(jiān)督管理,檢查設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)的工作成效,對存在的問題要求及時整改,使得不合格的工程不能備案,更不能投入使用。
4工程實(shí)踐
某綜合樓地上十二層,地下二層,建筑高度約56m,總建筑面積約10.41萬m2,該工程地下一、二層為汽車庫及配套設(shè)備用房,其中,主樓地下二層設(shè)有部分人防地下室,防水等級為一級。近年來,由于結(jié)構(gòu)裂縫影響人防工程地下室正常使用的問題越來越突出,該工程一開始就對結(jié)構(gòu)自防水問題認(rèn)真對待,確定“綜合治理,以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主”的防水原則,重點(diǎn)對結(jié)構(gòu)自防水采取了以下措施:
4.1強(qiáng)化地質(zhì)狀況調(diào)查,采用合理的主體結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)該工程所在地的地質(zhì)情況,對持力層范圍內(nèi)的巖溶、土洞進(jìn)行了相應(yīng)處理,設(shè)人防地下室的主樓基礎(chǔ)形式通過采用復(fù)合地基和調(diào)整樁基的樁長、樁數(shù)、樁徑等來調(diào)整各部分的沉降量。地下室布置規(guī)整,為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)選型方面提高了結(jié)構(gòu)整體剛度。
4.2優(yōu)化配合比設(shè)計?;炷僚浜媳冉?jīng)與混凝土廠家反復(fù)試配后慎重決定。如C45、S8剪力墻1m3混凝土各種材料用量分別為:水泥340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、礦碴73kg、緩凝高效減水劑7.29kg、水180kg,即配合比為1:1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特點(diǎn)是通過摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰和礦碴(每m3混凝土摻入量達(dá)146kg),減少了水泥用量,降低了混凝土最高絕對溫升,同時節(jié)約了成本。
4.3嚴(yán)格施工工藝和方法。嚴(yán)格控制混凝土坍落度,當(dāng)坍落損失后不能滿足施工要求時,加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進(jìn)行攪拌,嚴(yán)禁直接加水。嚴(yán)格控制混凝土入模溫度,避免在高溫時段灌注混凝土。主體結(jié)構(gòu)施工時,采用合理振搗方法,拆模時間不宜過早,混凝土養(yǎng)護(hù)及時到位,采用混凝土養(yǎng)護(hù)自動噴淋系統(tǒng)。
4.4加強(qiáng)工程質(zhì)量的監(jiān)督。對設(shè)計中存在的問題提出了審查修改意見,經(jīng)再次審核批準(zhǔn)后施工。制定了該項目質(zhì)量監(jiān)督方案,對關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督抽查驗(yàn)收。
該人防工程地下室建成近一年來,工程質(zhì)量完好,未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,取得了良好的效果。
5結(jié)語
以上是多年來自己從理論到實(shí)踐從事人防工程設(shè)計、施工、質(zhì)監(jiān)工作中的點(diǎn)滴體會,是對人防工程結(jié)構(gòu)自防水問題的研究和探討,總的來說可以歸納總結(jié)出提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的“一個理念、一個重點(diǎn)、四項手段”的解決方案。即樹立“混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主,防排結(jié)合”的理念;以防止混凝土開裂為重點(diǎn),提高人防工程防水耐久性;采取“四項手段”:一是選擇規(guī)整的結(jié)構(gòu)平面形式,二是從混凝土強(qiáng)度選擇、優(yōu)化配合比、鋼筋及拉結(jié)筋布置、防止不均勻沉降等方面科學(xué)設(shè)計防止混凝土開裂的方案,特別是針對龍巖優(yōu)質(zhì)粉煤灰較多情況,在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,減少混凝土中水泥用量,增加粉煤灰用量,三是提高防水混凝土施工質(zhì)量,特別是在許可的范圍內(nèi)盡可能降低混凝土坍落度,把好混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)關(guān),四是加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理,做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全過程質(zhì)量監(jiān)督管理。希望能對提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水有所幫助,不當(dāng)之外,請批語指正。
參考文獻(xiàn):
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框支結(jié)構(gòu)工程技術(shù)目前普遍應(yīng)用于高層建筑中,它是以鋼筋混凝土為主要原料,制成的承重梁,同時配以浮石等原料制成的輕質(zhì)隔墻的一種施工技術(shù)。建筑工程框支結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于高層建筑中具有其必然性:①現(xiàn)代高層建筑的施工程序比較簡單,主要是通過混凝土的直接澆筑,實(shí)現(xiàn)對建筑工程主體的一次成型,不再需要對每層的混凝土建筑工程進(jìn)行單獨(dú)的承重墻施工,避免了重復(fù)施工的現(xiàn)象;②框支結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要求高層建筑要先進(jìn)行房梁、樓板等部門的澆筑與施工,然后在進(jìn)行填充墻體的施工,這樣的施工環(huán)節(jié)有利于根據(jù)用戶不同的空間要求,對墻體進(jìn)行靈活施工,同時也便于對房屋內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的二次調(diào)整。分析框支結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是具有抗震性。因?yàn)榭蛑ЫY(jié)構(gòu)會將所受的力向縱橫兩個方向轉(zhuǎn)移,從而降低了建筑物的承載力。
2建筑工程框支結(jié)構(gòu)施工工藝
建筑工程框支結(jié)構(gòu)施工工藝流程主要分為:一是軸線放樣定位。也就是講框支結(jié)構(gòu)的軸網(wǎng)控制線確定下來,一般采取經(jīng)緯儀進(jìn)行定位,然后再按照主軸線測量軸線間距;二是捆扎鋼筋和搭設(shè)模架。在進(jìn)行鋼筋捆扎時要對鋼筋的捆扎位置進(jìn)行校正,然后再采取焊接、搭接等方式延長鋼筋長度之后在進(jìn)行綁扎;三是柱混凝土澆筑,此環(huán)節(jié)可以選擇混凝土泵送方式進(jìn)行澆筑,提高操作的自動化,實(shí)現(xiàn)混凝土的一體化程度,避免因?yàn)闈仓r間的不同而出現(xiàn)的裂縫等問題;四是對澆筑混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)以及填充墻砌筑。施工人員要對澆筑的混凝土進(jìn)行及時的養(yǎng)護(hù),并且要砌筑填充墻。
3建筑框支結(jié)構(gòu)工程技術(shù)面臨的問題
3.1混凝土質(zhì)量問題因?yàn)榛炷羻栴}而影響建筑工程框支結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)象非常普遍,也是當(dāng)前建筑工程施工需要給予解決的問題之一,分析混凝土質(zhì)量問題主要體現(xiàn)在:一是混凝土強(qiáng)度等級不同的問題,為了滿足建筑工程質(zhì)量需要,柱子需要選用強(qiáng)度等級較高的混凝土,而后對于以受彎為主的樓層梁板則不宜使用強(qiáng)度過高的混凝土,因此高強(qiáng)度的混凝土對構(gòu)件承受的非負(fù)載應(yīng)力會產(chǎn)生不利的影響,但是在具體的施工過程中建筑工程框支結(jié)構(gòu)使用高強(qiáng)度的混凝土現(xiàn)象還普遍存在;二是混凝土的澆筑質(zhì)量問題,在框支結(jié)構(gòu)混凝土澆筑過程中,施工人員為了個人私利他們會在混凝土中參雜各種添加劑,影響了混凝土的質(zhì)量,而且混凝土澆筑施工一般采取的施工工具是泵送方式,施工企業(yè)為了節(jié)省時間與成本他們會同時對豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件進(jìn)行集中澆筑,這樣的施工工藝會影響框支結(jié)構(gòu)的質(zhì)量;三是框支結(jié)構(gòu)混凝土的配合比比例不科學(xué)。在框支結(jié)構(gòu)施工技術(shù)施工中,混凝土的配合比比例有著嚴(yán)格的要求,即砂率每下降2個百分點(diǎn),混凝土的強(qiáng)度就會下降15個百分點(diǎn),同樣水和石灰的比重每增加10個百分點(diǎn),混凝土的強(qiáng)度就會降低5個百分點(diǎn);四是對于混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)不到位。在施工現(xiàn)場對混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作不嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)流程與要求進(jìn)行,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)各種病害,影響建筑工程框支結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
3.2保護(hù)層問題我國有關(guān)規(guī)章規(guī)定:受力鋼筋保護(hù)層厚度梁柱允許偏差5mm。但是在具體的施工中,只重視對主筋的保護(hù),而忽視了對箍筋的保護(hù),我們都知道混凝土的保護(hù)層作用不僅體現(xiàn)在對框支結(jié)構(gòu)的支撐加固作用,而且還對鋼筋的防銹起到關(guān)鍵的保護(hù)作用,因此在具體的施工過程中為了保護(hù)受力鋼筋,將受力鋼筋的保護(hù)層設(shè)定為d+30mm,雖然這種方法有效地保護(hù)了鋼筋,但是其削弱了框支梁載面所承受的壓力,導(dǎo)致其受力過重,引起混凝土開裂。
3.3鋼筋框支結(jié)構(gòu)技術(shù)問題鋼筋框支結(jié)構(gòu)技術(shù)是影響建筑工程質(zhì)量的重要因素,其問題主要體現(xiàn)在梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工的復(fù)雜性,比如節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜、鋼筋分布密集導(dǎo)致施工難度比較大,再比如使用的鋼筋規(guī)格與設(shè)計的要求不符、鋼筋接頭焊接存在彎折等問題,這些問題的存在都會影響框支結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,如果再對這些問題進(jìn)行修正,就會對框支結(jié)構(gòu)的整體形狀造成改變。
4建筑框支結(jié)構(gòu)工程技術(shù)問題的對策研究
4.1嚴(yán)格控制框支結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量首先要基于不同的框支結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取不同強(qiáng)度的混凝土,在施工前要對框支結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行整體規(guī)劃,設(shè)定不同構(gòu)件結(jié)構(gòu)所需要混凝土的工程量等,從而在具體的施工中直接應(yīng)用,避免出現(xiàn)錯誤;其次加強(qiáng)對混凝土源頭的控制,在進(jìn)入施工現(xiàn)場前對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查,避免一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的混凝土進(jìn)入施工現(xiàn)場,同時也要嚴(yán)格控制混凝土的配合比比例,并且根據(jù)不同的施工要求進(jìn)行混凝土配比實(shí)驗(yàn),以確保混凝土的配合比比例符合施工要求,對于配合比結(jié)果不符合施工要求的要及時進(jìn)行調(diào)整,堅決杜絕使用參雜添加劑的混凝土;最后做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在混凝土進(jìn)行澆筑完成后,要保證框架柱澆搗10小時后在進(jìn)行側(cè)模的拆除,并且要用塑料膜對混凝土進(jìn)行包裹,并進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù),當(dāng)然模板的拆除要避免過早,以此避免出現(xiàn)裂縫等病害。
4.2科學(xué)設(shè)計保護(hù)層眾所周知,建筑工程框支結(jié)構(gòu)技術(shù)在施工過程中會優(yōu)先保護(hù)主筋,這樣的施工技術(shù)對于建筑工程的整體抗震效果而言非常不利,因此為了可以保護(hù)主筋,有效提高建筑工程的整體抗震性,在設(shè)計保護(hù)層框支結(jié)構(gòu)時可以框支梁端保護(hù)層超過30mm的區(qū)域內(nèi)增加一道直徑間距和框架梁箍筋相等的雙支箍,并且鋪設(shè)4根12mm的縱向鋼筋加以固定。
4.3鋼筋工程施工技術(shù)鋼筋工程施工技術(shù)是框支結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中的重要一部分,首先要做好鋼筋施工準(zhǔn)備工作,將綁扎好的鋼筋放置到安全、干燥的地方,對于已經(jīng)放置在安好的梁上的,則要做好固定工作,避免發(fā)生安全事故;其次要進(jìn)行鋼筋焊接技術(shù),對每批次的鋼筋都要進(jìn)行嚴(yán)格檢查,在具體的焊接時,一定要做好焊接頭的處理,避免焊接頭出現(xiàn)彎曲、打結(jié)的現(xiàn)象;最后在進(jìn)行鋼筋的放樣過程中,應(yīng)該預(yù)留一定的空間,避免焊接處由于受到收縮作用而出現(xiàn)拱起作用,具體的余量為:當(dāng)受彎構(gòu)件超過24m時,放樣余量應(yīng)該為5mm,如果受彎構(gòu)建總長超過24m時,放樣余量就應(yīng)該為8mm。
4.4填充墻砌筑建筑框支結(jié)構(gòu)技術(shù)要求施工人員按照預(yù)定的施工方案對建筑物的填充墻進(jìn)行砌筑,砌筑的技術(shù)要求為:①砂漿灰縫控制在8-12mm之間,并且砂漿的飽滿度不能低于80%;②填充墻、剪力墻以及框架柱之間的交匯處根據(jù)間距在上面打入膨脹螺母,并且將拉結(jié)鋼筋焊接并埋設(shè)到砌體的灰縫中;③當(dāng)砌到距離框架梁200mm處,要等待1周時間,隨后在采取粘土磚將其斜砌在梁底。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)計算設(shè)計軟件設(shè)計制圖
計算機(jī)是知識、經(jīng)驗(yàn)和思維的替代品??v觀當(dāng)今世界,這種非常令人不安的觀點(diǎn)正在結(jié)構(gòu)工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來越愿意相信計算機(jī)使他們能對工程作出正確的判斷,而根本不去想一想,如果沒有計算機(jī)同樣的工作需要哪些必要的知識和經(jīng)驗(yàn)。按百分比計迅速增加的工程師相信,解決工程問題的專業(yè)知識就是怎樣使用計算機(jī)以及計算機(jī)本身的專業(yè)知識。在結(jié)構(gòu)工程界,把使用計算機(jī)的能力當(dāng)成能勝任工作的證明,作為一種觀點(diǎn)正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結(jié)構(gòu)工程師確實(shí)相信,他們僅僅簡單地依靠計算機(jī)就可以“解決”工程問題了,而沒有認(rèn)識到高質(zhì)量的工程只能是淵博的工程理論知識,大量的經(jīng)驗(yàn),以及艱辛的腦力勞動相結(jié)合的產(chǎn)物。
問題是過分強(qiáng)調(diào)自動化技術(shù)是以削弱實(shí)際知識為代價的,過分強(qiáng)調(diào)也演變成了不學(xué)習(xí)實(shí)際知識的借口。從教育和實(shí)踐兩方面來看,如此過分強(qiáng)調(diào)計算機(jī)帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個錯誤的信息,工程學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐就是輕松地使用菜單和用計算機(jī)生成五顏六色的圖畫。
在工程設(shè)計環(huán)境中利用信息自動化技術(shù)有很嚴(yán)重的負(fù)面影響,信息自動化技術(shù)象一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性,知識性和能力。在這些自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)其真正的價值以前,設(shè)計工程師必須不依賴計算機(jī),而用學(xué)識和經(jīng)驗(yàn)去解決工程問題。非常不幸,我們變得如此依賴于計算機(jī),以至于正在迅速喪失不依賴計算機(jī)進(jìn)行計算工作的技能。
與那些只有依賴計算機(jī)才能“解決”工程問題的人討論問題時,一個稱職的結(jié)構(gòu)工程師什么樣的痛苦和挫折沒有經(jīng)歷過?這些人(不要把他們跟真正的工程師混為一談)已不再有能力,或者從來沒學(xué)過,不依賴計算機(jī)解決工程問題。從根上他們不懂得,計算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計的一些技巧??梢赃@樣認(rèn)為,除了具有快捷的計算速度以外,計算機(jī)程序只是一些離散的知識。這些人沒有認(rèn)識到,知識已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了有限的計算機(jī)指令所能編程的界限。真正的工程知識是經(jīng)驗(yàn),直覺,靈感,領(lǐng)悟力,創(chuàng)造力,想象力和“認(rèn)知”的巨大綜合體,它超越了任何計算機(jī)程序和程序員對結(jié)構(gòu)工程的“理解”。恰恰相反,這些人認(rèn)定世界是一個巨大的有限元模型,而計算機(jī)能夠并且也應(yīng)該自動地建立模型,進(jìn)行分析,完成設(shè)計,打印出最終結(jié)果?!肮こ處煛蹦茏龅?,僅僅是區(qū)分規(guī)格和需求,給顧客開發(fā)票,牟取利潤,并且迅速找到新項目。
今后,只有越來越少的工程師能獨(dú)立地(即不依賴計算機(jī))找出結(jié)構(gòu)工程問題的正確解答,這種對計算機(jī)的依賴性將會帶來巨大的麻煩。隨著對計算機(jī)的依賴程度的不斷上升,誰來解決工程問題?是那些沒有或只有很少的結(jié)構(gòu)工程知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的程序員,或是有其他專業(yè)學(xué)位而不是結(jié)構(gòu)工程學(xué)位的程序員來做?計算機(jī)現(xiàn)在不是,也永遠(yuǎn)不會是解決工程問題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問題。如果結(jié)構(gòu)工程師們繼續(xù)制造這樣的氛圍,在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中,首先靠計算機(jī),而不是靠有學(xué)識、有創(chuàng)新和有豐富經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師本身,就能夠解決大部分結(jié)構(gòu)工程問題,那他們就是自欺欺人,也欺騙了他們的服務(wù)對象。
在今天的現(xiàn)實(shí)生活中,結(jié)構(gòu)工程師發(fā)現(xiàn)了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務(wù),它不需要花費(fèi)大量的時間和金錢去學(xué)習(xí)或理解結(jié)構(gòu)工程模型,分析和設(shè)計的細(xì)節(jié)。這種“方式”就是計算機(jī)。工程師們現(xiàn)在的行為方式符合宇宙的自然規(guī)律,即用最低的能量消耗前進(jìn)?,F(xiàn)在,越來越多的結(jié)構(gòu)工程師對自動化技術(shù)的響應(yīng)就是讓計算機(jī)工作,同時讓自己不再去操心細(xì)節(jié)了。
現(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論細(xì)節(jié),依靠計算機(jī)的工程不能,根本不能,讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)代計算機(jī)的運(yùn)算范圍和速度,太容易使工程設(shè)計變得毫無生氣。試問,有誰能抵抗激動和解脫的感覺--不用太多的艱辛就能求解成千上萬個方程?又有誰能抵抗誘惑--讓自動化技術(shù)來“解決”工程問題?真正的結(jié)構(gòu)工程師,不用計算機(jī)就能工作的真正的結(jié)構(gòu)工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實(shí)質(zhì),計算機(jī)是一種很不完善的工具,它只能處理大量信息。以光速執(zhí)行的指令大多是沒有經(jīng)驗(yàn)的程序員編制的,它們的可靠性值得懷疑。在計算中,對于受動力載荷的作用的曲殼結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形時,不正確的結(jié)果一樣可以在屏幕顯示,它們的等應(yīng)力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去,只要手上有計算機(jī)軟件的使用說明,就可以用計算機(jī)得到結(jié)果了?;蛘吒奖?,只需在圖形用戶界面上選擇合適的菜單,就得到結(jié)果了。事實(shí)上,如果“靠相互交談來探討怎樣分析梁和柱,靠雙手找出閉合解”會更有利。
也許有人推測,以上論調(diào)只能證明本文作者從根本上是反計算機(jī)的,或是他沒有認(rèn)識到現(xiàn)代信息技術(shù)美好的未來,或是他對那些在神奇的創(chuàng)意中利用這種技術(shù)的專家不屑一顧。然而,并不僅僅是這樣。即使認(rèn)識到計算機(jī)的潛力,工程師也對危險熟視無睹。結(jié)構(gòu)工程是對安全性吹毛求疵的職業(yè)。在世界各地,結(jié)構(gòu)的特性是由結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的質(zhì)量決定的。由于在實(shí)踐中采用了計算機(jī),越來越多的結(jié)構(gòu)工程師正在制造以幻想為基礎(chǔ)的信仰系統(tǒng),正在發(fā)展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續(xù),工程失效的威脅也會按指數(shù)形式增長。
一個簡單的例子就是世界各地越來越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結(jié)構(gòu)工程設(shè)計程序完全自動化?,F(xiàn)在,越來越多的結(jié)構(gòu)工程師希望在解決問題時他們只需區(qū)分類型和條件,讓CAE/CAD程序自動生成必要的數(shù)學(xué)模型,完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計過程。最后,由制圖工具完成生產(chǎn)圖和施工圖。在這種環(huán)境中,結(jié)構(gòu)工程師唯一的責(zé)任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設(shè)計“結(jié)果”。這種設(shè)計方式注定是災(zāi)難性的。數(shù)不清的軟件開發(fā)商為滿足市場的需求,不斷開發(fā)和推銷注明有各種用途的軟件。于是,不那么稱職的工程師就相信了廣告,即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進(jìn)行工程設(shè)計。
軟件開發(fā)商經(jīng)常被要求改進(jìn)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計軟件,以使用戶在不詳細(xì)了解技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下就能夠使用軟件。例如,這些用戶要求開發(fā)商創(chuàng)造出不用閱讀使用手冊的環(huán)境。因?yàn)楦哔|(zhì)量的結(jié)構(gòu)工程軟件的用戶參考手冊包括軟件的技術(shù)細(xì)節(jié),限制范圍,以及計算所依據(jù)的理論和假設(shè),結(jié)構(gòu)工程師們不愿意使用這樣的高質(zhì)量軟件?,F(xiàn)實(shí)是,結(jié)構(gòu)工程師們不希望了解細(xì)節(jié)。他們所希望又愿意購買的是窗口界面,這種界面能讓他們處理信息見得到,然后把結(jié)果以彩色圖表形式展示。最好還有動畫功能,還可以用漂亮的圖表打印數(shù)值結(jié)果。而對于是否能可靠地檢測重特征值;或在用反映譜進(jìn)行分析時是否用了足夠的模態(tài);或非線性索單元的理論是否正確;或分析結(jié)果對網(wǎng)格的形狀和單元的選擇是否敏感;或部分固定端剛度是否確切等等方面,如今使用計算機(jī)的工程師表示,他們幾乎不考慮這些細(xì)節(jié)問題。
不少人認(rèn)為他們沒有時間,或沒人付給他們費(fèi)用去關(guān)心細(xì)節(jié)。越來越多的結(jié)構(gòu)工程師都持這樣的看法。但是,他們確實(shí)相信,依靠計算機(jī)他們的設(shè)計能夠達(dá)到顧客要求。為什么不能如此簡單地相信???/!!!輸入數(shù)據(jù),然后擊鍵,就有了結(jié)果。而且,這種方式幾乎沒有人力消耗。
當(dāng)然,計算機(jī)技術(shù)本身并不壞。然而,問題的核心是結(jié)構(gòu)工程計算中計算機(jī)的使用方法,以及濫用計算機(jī)不斷增加的趨勢。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務(wù)特別強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐中知識,專業(yè)技能,以及經(jīng)驗(yàn)的重要性,而非計算機(jī)使用者的“性別”。在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中,僅僅關(guān)心“怎樣”使用計算機(jī)是不夠的,了解“為什么”這樣設(shè)計才是關(guān)鍵。專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師必須重視手工求解的原理,基本原則和提煉模型,識別計算結(jié)果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結(jié)果的有效性。對計算機(jī)要又敬又畏,對計算結(jié)果應(yīng)持批評態(tài)度,尊重工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過工程實(shí)踐(而不是通過“世界的有限元分析”,或是靠過分的簡化去滿足那些不合格的結(jié)構(gòu)工程軟件的限制條件)學(xué)習(xí)工程。強(qiáng)調(diào)從那些資深的或更有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師(即數(shù)量急劇減少,但仍記得不依賴計算機(jī),怎樣解決工程問題的真正的工程師)那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程。只有通過訓(xùn)練專業(yè)工程師,而不是通過訓(xùn)練技術(shù)員(即計算機(jī)操作員),結(jié)構(gòu)工程界將完全能擔(dān)負(fù)起服務(wù)大眾的責(zé)任和義務(wù)。
到底該不該如此擔(dān)心計算機(jī)的不當(dāng)使用?擔(dān)心那種怠惰?擔(dān)心工程界默許這種危險作法?雖然計算機(jī)對人類有很大的應(yīng)用價值,但如果結(jié)構(gòu)工程師們繼續(xù)象現(xiàn)在這樣破壞性地使用計算機(jī),這些價值就得不到實(shí)現(xiàn)。
有什么辦法才能使結(jié)構(gòu)工程界改變過分依賴計算機(jī)的情況?不再濫用計算機(jī)?這些都沒有簡單的答案。然而,所有稱職的,經(jīng)驗(yàn)豐富的資深工程師都有機(jī)會用危險的計算機(jī)這一思想去影響年輕人。一個真正的工程師所需要的是不依賴計算機(jī)解決工程問題的能力。經(jīng)常懷疑計算機(jī);在沒有深入的論證以前決不使用計算機(jī)的結(jié)果。在被工程師證實(shí)正確之前,假設(shè)計算機(jī)提供的結(jié)果是錯誤的。在用計算機(jī)求解之前,必須先“知道”答案。不崇拜計算機(jī),而崇尚知識和經(jīng)驗(yàn);提倡全面了解工程理論和實(shí)踐中的所有細(xì)節(jié);避免為那樣的雇主工作,他們僅有的學(xué)習(xí)機(jī)會是通過計算機(jī)學(xué),而不是通過有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的真正工程師的深入訓(xùn)練。
計算機(jī)不可能,而且永遠(yuǎn)不可能,成為人類知識,經(jīng)驗(yàn),遠(yuǎn)見,靈感,創(chuàng)造力,獨(dú)立思維,以及自古以來的勤奮的替代品。雖然在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中計算機(jī)是非常有價值的工具,但是結(jié)構(gòu)工程師必須認(rèn)識到對工程學(xué)的細(xì)節(jié)(即原理,方法,標(biāo)準(zhǔn),道德等等)的全面了解,比懂得怎樣在計算機(jī)屏幕上游逛不知道要重要多少。警告實(shí)際工程師,如果沒有計算機(jī)他們的結(jié)構(gòu)工程知識不足以勝任工作,他們也沒有資格使用計算機(jī)(如若不然,那不僅是不道德,而是犯罪)。
所有稱職的,經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師都意識到,好的計算機(jī)程序造就不出稱職的結(jié)構(gòu)工程師,而只有稱職的工程師才能使用好的計算機(jī)程序??杀氖牵m然上面的結(jié)論似乎是不言而喻的,但它并不是今天計算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)。因此需要讓危險曝光,并實(shí)現(xiàn)和完善保護(hù)措施。
不幸的是,計算機(jī)時代的現(xiàn)實(shí)是,所有(即無一例外)商業(yè)應(yīng)用的計算機(jī)和計算機(jī)軟件都受制于許多因素,這些因素在不同程度上影響了工程軟件作出結(jié)構(gòu)工程問題的正確解答的能力。更值得注意的是,當(dāng)不正確的結(jié)果產(chǎn)生時,它們通常并沒有“錯”到立即被識別出來的地步。更進(jìn)一步,有時結(jié)果有重大錯誤,但如果工程師對“正確”的結(jié)果是什么直覺也沒有(無論是因?yàn)闊o知,還是缺乏經(jīng)驗(yàn)),也就不可能意識到結(jié)果的錯誤。計算機(jī)的危險在于,很多工程師假設(shè)(并且?guī)缀跛械墓こ處煷_實(shí)希望)計算機(jī)總是產(chǎn)生“正確”的結(jié)果。這樣的假設(shè)和希望常常會使工程師對潛在的和經(jīng)常的錯誤放松警惕性和敏感性!
1.1混凝土內(nèi)外溫差過大
澆注混凝土直至澆注完畢,因?yàn)榇罅康乃療釙谒瘯r產(chǎn)生,剛開始時會因?yàn)榛炷辆奂罅克療?,因而?nèi)部熱量不易揮發(fā),進(jìn)而造成混凝土中內(nèi)外溫差過大,同時在混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的拉應(yīng)力,導(dǎo)致拉應(yīng)力比此齡期的混凝土容許拉應(yīng)力大很多時,會形成溫度裂縫。另外,再加上通常大體積的混凝土配置鋼筋沒有深入到內(nèi)部,因而由混凝土承擔(dān)因過大的內(nèi)外溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力,導(dǎo)致更容易產(chǎn)生溫度裂縫。
1.2混凝土收縮
然而伴隨著初期大量水熱化混凝土的漸漸消失,混凝土在后期會逐漸蒸發(fā)內(nèi)部自由水,在外力不影響的條件下,混凝土?xí)殡S著硬結(jié)而自發(fā)的形成收縮和變形,但是,當(dāng)這種收縮變形產(chǎn)生時會因?yàn)閮?nèi)部鋼筋的影響而受限,進(jìn)而大量的拉應(yīng)力會產(chǎn)生在混凝土當(dāng)中,如果混凝土承擔(dān)不了該拉應(yīng)力時,就會產(chǎn)生溫度裂縫。
1.3溫度突變
在土木工程中,待澆注完畢主梁,因?yàn)樘枙裰髁旱膫?cè)面,所以這部分的混凝土的溫度顯然比其他地方的要高,進(jìn)而造成內(nèi)部溫度上升呈現(xiàn)非線性,使得主梁因?yàn)樽约旱南拗飘a(chǎn)生過大的局部拉應(yīng)力,進(jìn)而因此產(chǎn)生溫度裂縫;除此之外,因?yàn)楸┯?、陣雨以及冷空氣等氣候變化原因,澆注完畢的混凝土表面溫度會驟降,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)外溫度形成梯形,如果溫度應(yīng)力達(dá)到一定的高溫,就會產(chǎn)生溫度裂縫。
2土木工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析
2.1設(shè)計優(yōu)化
在設(shè)計土木工程的時候,必須結(jié)合工程當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r正確選擇混凝土配合比,而且還要布置適量的溫度鋼筋在易產(chǎn)生溫度裂縫的地方,以此和拉應(yīng)力抗衡,與此同時,選擇在規(guī)定范圍內(nèi)厚度最小的鋼筋保護(hù)層,防止由于過大厚度保護(hù)層而產(chǎn)生的溫度裂縫;除此之外,在劃分大體積混凝土的過程中,必須利用后澆帶和伸縮縫的正確設(shè)置來進(jìn)行規(guī)則的分隔,同時還要根據(jù)科學(xué)設(shè)計的混凝土結(jié)構(gòu)形狀,擴(kuò)大混凝土水化熱的散熱范圍,進(jìn)而防止加快增加其內(nèi)部溫度,進(jìn)而分散應(yīng)力,減小產(chǎn)生溫度裂縫的可能性;而且,還要最大限度使用二次澆注的方法設(shè)計和施工混凝土,而且,在進(jìn)行二次澆注的過程中為了增加混凝土抗拉能力,必須在其中添加聚丙烯纖維網(wǎng)或者鋼筋網(wǎng)。
2.2材料控制
大體積的混凝土之會有溫度裂縫產(chǎn)生,原因在于混凝土釋放大量的水化熱,因此,盡可能使用水熱化程度較低的水泥在大體積的混凝土當(dāng)中,為了最大限度使用較少用量的水泥,還可以利用摻合料的方式,比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的選擇而言,盡可能使用級配良好、強(qiáng)度高和粒徑大的粗骨料,可以有效防止混凝土產(chǎn)生收縮變形的現(xiàn)象,與此同時,也不會忽視含泥量和其他有害物質(zhì)的含量的控制。而在混凝土的細(xì)骨料的選擇上,就必須符合泵送的要求,盡可能使用細(xì)砂或者中砂,這樣可以保證以最小的表面積和空隙率充分減少使用水泥的用量。除此之外,為了更好地增加同齡期混凝土的抗拉能力,還可以采用摻加外加劑的方式進(jìn)行,有效提高了混凝土的和易性,減少水灰配比。
2.3施工控制
在實(shí)際施工混凝土澆注時,試驗(yàn)人員的職責(zé)是根據(jù)現(xiàn)場的情況,及時跟蹤坍落度和和易性變化現(xiàn)象并隨時測量,根據(jù)結(jié)果上報攪拌站并及時進(jìn)行處理。對于混凝土搗固人員來說,要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),考核通過之后才能夠上崗,并且要權(quán)責(zé)明晰,分工明確,特別是要由專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方、端模、拐(死)角等,技術(shù)人員和施工員要跟班指揮現(xiàn)場。通過插入式的為主要方式進(jìn)行混凝土振搗,插入振搗最佳厚度為30cm,以垂直等距離插入到下層間距在60cm以內(nèi),高度大約為5~10cm。施工人員必須邊振搗邊觀察,盡可能避免漏振或過振等現(xiàn)象。
2.4冷卻管降溫
利用提前鋪冷卻管路在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部中,以此降低在硬化時混凝土內(nèi)部的溫度,保證腳注混凝土完畢后通水循環(huán)冷卻的正常實(shí)施,冷卻管路中的水量的范圍不能超過1.5m3/h,如果管內(nèi)為過高水溫,那么也會加快水流的速度和流量。施工的部位不能因?yàn)槔鋮s管的出水而受到影響,如果混凝土總體初步凝固,那么可以酌情通過該出水進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。待混凝土養(yǎng)護(hù)的步驟結(jié)束,為保證混凝土的強(qiáng)度以及其他不受中空的冷卻管的影響,所以下一步一般利用真空壓漿的方式完成注漿和壓漿的工作。
3結(jié)語
現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)模型基本都是應(yīng)用在高校中的建筑制圖等課程中,這些建筑結(jié)構(gòu)模型大多是由一些相應(yīng)廠家生產(chǎn)的,但是現(xiàn)存的一些模型大多存在著一些問題:首先,由于運(yùn)輸、制作、安裝和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等因素的影響,這些廠家在生產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)模型時,經(jīng)常使用有機(jī)玻璃對材料進(jìn)行替代建筑中的實(shí)際材料鋼筋,這樣生產(chǎn)的模型雖然在外型上看起來沒有很大差別,但是實(shí)際作用卻打了很大的折扣,某些重要內(nèi)容無法得以體現(xiàn),如鋼筋梁柱之間的錨固、鋼筋材料本身的材料特征、鋼筋的實(shí)際搭建方式等都無法真實(shí)呈現(xiàn)出來。其次,只有單純的硬件模型還無法達(dá)到很好的教學(xué)效果,還需要結(jié)合配套軟件,也就是模型的說明,用來反應(yīng)模型的具體內(nèi)容及相關(guān)知識的延伸,但是實(shí)際情況下,由于技術(shù)力量的有限性導(dǎo)致模型反映內(nèi)容比較單一,大多數(shù)廠家并沒有提供模型相關(guān)說明,制作的模型也大多只是反映了簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。單純使用模型進(jìn)行教學(xué),教師自身的水平很大程度就影響了教學(xué)效果,導(dǎo)致了一些教學(xué)水平一般的教師無法真正體會到模型的作用。如果模型出廠時能夠配套相應(yīng)的說明,結(jié)構(gòu)模型就不僅是用來反映簡單的建筑構(gòu)造,而是對建筑材料、實(shí)驗(yàn)、預(yù)算、施工等內(nèi)容進(jìn)行綜合反映,有利于教師對整個施工過程進(jìn)行有效講解,也就能夠更充分地體現(xiàn)出模型的作用。
2建筑結(jié)構(gòu)模型研制
(1)建筑結(jié)構(gòu)模型設(shè)計
研制建筑結(jié)構(gòu)模型,首先需要對建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行設(shè)計,下面以一個建筑結(jié)構(gòu)模型為例。模型設(shè)計為兩層,每層兩個方向各為兩跨的結(jié)構(gòu),下層采取一半高度置于土中的設(shè)計,來增加其穩(wěn)定性,從而也方便觀看。梁柱斷面采用1:2的比例,梁長和柱高都采用縮小比例2:1,從而保證更好地反映相關(guān)內(nèi)容。梁柱錨固處的鋼筋采用焊接的方式進(jìn)行固定,保證整個結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,如果梁的撓度過大,則需要采用有機(jī)玻璃模板來進(jìn)行固定。
(2)建筑材料及實(shí)驗(yàn)
工程中購買的鋼筋,一級小規(guī)格的鋼材大多是圓盤形式,二級和三級的鋼筋大多是直線線材形式,其一般長度為9米。而且鋼材表面上也經(jīng)常有相關(guān)標(biāo)示,如廠家的商標(biāo)、鋼材的規(guī)格及直徑,這些標(biāo)示一般是每隔2米出現(xiàn)一次。鋼材表面的形式分為光圓和帶肋,帶肋又分為螺紋肋和月牙肋兩種。因此制作模型時對于板筋選用時應(yīng)選用光圓鋼筋,梁處的鋼筋應(yīng)選用螺紋肋,柱筋應(yīng)選用月牙肋。從廠家購買鋼材后應(yīng)當(dāng)注意廠家提供的出廠合格證,這為以后的工程驗(yàn)收提供了非常重要的保證。出廠合格證一般也分為兩種,一種是廠家提供的蓋有廠家公章的原始合格證,另外一種是在廠家的原始合格證上也可以加蓋經(jīng)銷商的紅章。鋼筋是建筑工程中必不可少的材料,因此使用時應(yīng)當(dāng)對其材料進(jìn)行見證取樣檢查。取樣時可以按照相關(guān)規(guī)定取一定長度的鋼筋到檢測單位進(jìn)行檢查,并要求其出具相關(guān)檢測結(jié)果報告。檢測內(nèi)容通常分為屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎性能的檢測,前兩項為力學(xué)性能的檢測,后兩項為塑性性能的檢測。
(3)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造施工
在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造施工中,鋼筋的連接形式主要分為綁扎連接、焊接和機(jī)械連接三種,在實(shí)際的建筑工程施工中,前兩種更加常用,機(jī)械連接形式使用比較少。在進(jìn)行模型制作時,可以將這三種連接方法在不同部位都出現(xiàn),從而便于學(xué)生對這三種連接形式有直觀的認(rèn)識。可以在板筋的連接中采用綁扎的形式,邊柱和角柱可以采用機(jī)械連接中的套絲對接連接,中柱中可以采用電渣壓力焊連接,梁筋則采用閃光對焊連接。對于焊接工程也需要出具相應(yīng)的檢測報告。
3建筑結(jié)構(gòu)模型在建筑工程教學(xué)中實(shí)際應(yīng)用
建筑施工圖紙大多采用的平法標(biāo)注形式,對于建筑結(jié)構(gòu)模型來說,則可以將圖紙和模型進(jìn)行對比,使學(xué)生能夠更直觀地認(rèn)識到鋼筋的布置。比如梁KL1(2A),表示這個梁的編號為KL1,并且該梁有兩跨,一端是懸臂,梁的斷面是200*600,箍筋為8雙肢箍,間距是200MM,加密區(qū)的間距是100MM,上部布置2根通長18鋼筋,負(fù)彎曲處設(shè)置5根18鋼筋,布置形式分為上下兩排進(jìn)行布置,上排斷點(diǎn)為凈跨徑的1/3,下排斷點(diǎn)為凈跨徑的1/4。腰部設(shè)置兩根16的抗扭構(gòu)造的鋼筋,下部布置3根通長的20鋼筋。另外,梁柱錨固連接處的構(gòu)造是以平法圖集中的規(guī)定為要求的,具體選用的是《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》,按照此規(guī)定要求,柱頂處和梁錨固分別采用其43頁非抗震KZ邊柱和角柱柱頂縱向鋼筋構(gòu)造中詳圖B和44頁非抗震KZ中柱柱頂縱向鋼筋構(gòu)造中詳圖B的做法,梁采用57頁非抗震樓層框架梁KL縱向鋼筋構(gòu)造彎錨的做法,懸臂端則采用66頁各類梁的懸臂端配筋構(gòu)造詳圖C的做法。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:城市道路;工程路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計
道路修建是城市現(xiàn)代化發(fā)展中的核心工程,與車輛通行、運(yùn)輸?shù)陌踩嬖谥苯拥穆?lián)系。城市道路在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,考慮到交通、行人等因素,提出了安全要求,在保障城市道路路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,維護(hù)路面的安全與強(qiáng)度,消除路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中潛在的風(fēng)險因素。設(shè)計人員遵循道路修建的根本要求,完善路面結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計。
1城市道路工程的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計
城市道路工程在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,需要重點(diǎn)研究城市道路,深入分析城市道路的實(shí)況,進(jìn)而才能真實(shí)的設(shè)計出路面結(jié)構(gòu)的方案。設(shè)計人員要選擇有代表性的城市道路進(jìn)行研究,路線、路段需屬于典型城市道路,由此才能提升路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平[1]。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時,按照《城市道路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的要求,提前選擇一定年齡的路面,約3年或以上年齡,調(diào)查路面的性能狀況,盡量包含不同類型的路基結(jié)構(gòu),所以針對城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的調(diào)查工作,提出三點(diǎn)要求。第一,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)查的過程中,需要反饋不同調(diào)查路段的具體情況,特別是城市道路的修建水平,以便優(yōu)化方案的設(shè)計,進(jìn)而為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供詳細(xì)的依據(jù)。第二,掌握道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的土基實(shí)況,尤其是強(qiáng)度等級、回彈模量范圍等項目內(nèi)容,各項參數(shù)之間的關(guān)系如表1所示,促使設(shè)計人員掌握路面設(shè)計中的各項要點(diǎn)內(nèi)容,有效控制路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的影響因素,一方面控制結(jié)構(gòu)設(shè)計時的沉降,另一方面優(yōu)化路面的設(shè)計過程。第三,根據(jù)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計類型,維護(hù)路面設(shè)計組合的優(yōu)質(zhì)性,以免路面結(jié)構(gòu)工程中出現(xiàn)誤差,體現(xiàn)設(shè)計的科學(xué)性。
2城市道路工程中路面結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計
2.1設(shè)計原則
設(shè)計原則是城市道路路面工程中的主要部分,專門用于約束路面設(shè)計,確保路面設(shè)計的規(guī)范性[2]。例舉路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則,如:(1)站在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)角度上分析城市道路路面的整體設(shè)計,改進(jìn)方案中的不足點(diǎn),選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案;(2)路面結(jié)構(gòu)材料的選擇,必須考慮到城市道路所處的環(huán)境,包括交通環(huán)境、氣候環(huán)境等,有針對性的選擇路面材料,維護(hù)路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;(3)設(shè)計人員著重分析瀝青的面層結(jié)構(gòu),在質(zhì)量、力學(xué)等方面評價路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,為路面結(jié)構(gòu)提供優(yōu)質(zhì)的級配方案,強(qiáng)化路面的結(jié)構(gòu);(4)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員要遵循環(huán)保、節(jié)能的原則,既要保障城市道路的質(zhì)量和性能,又要落實(shí)相關(guān)熱的原則。
2.2結(jié)構(gòu)材料
結(jié)構(gòu)材料是路面結(jié)構(gòu)的一大設(shè)計因素,需依照城市道路工程路面的設(shè)計實(shí)況,挑選恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料。以某城市路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為例,該工程是城市路網(wǎng)的重要組成部分,總長0.72公里,寬30m,分析其在主要材料上的選擇方式。如:(1)面層材料,分為上、中、下三部分,均以瀝青材料為主,該路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,按照常用瀝青的級配,合理分配其在不同面層部分的應(yīng)用;(2)下封層材料,用于加強(qiáng)面層、基層的連接,防止相連層面發(fā)生側(cè)滑,該工程將改性瀝青做為吸收膜,降低側(cè)滑的發(fā)生機(jī)率;(3)基層材料選擇,該工程通過試驗(yàn)分析的方式,選擇基層強(qiáng)度的指標(biāo),以指標(biāo)為基礎(chǔ)選擇可用的材料,以水泥穩(wěn)定砂礫此項材料為根本,逐步提升基層結(jié)構(gòu)的密實(shí)性強(qiáng)度和剛度,保障路面設(shè)計材料的科學(xué)使用。
2.3設(shè)計方案
2.3.1新建路面結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計。城市新建的公路工程內(nèi),路面設(shè)計新可分為4個部分,分析如:(1)主線行車道設(shè)計方案,其為新建道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要部分,按照城市道路的要求,主線行車道的不同層面,使用了不同的混合材料,以混凝土為主進(jìn)行分析,新建路面的上面層部分,使用改性瀝青混凝土,厚度為5cm,同時使用75cm的應(yīng)力吸收膜,中間結(jié)構(gòu)選擇中粒式瀝青混凝土,保持4~6cm的厚度,下方厚度要大,基本可以設(shè)計為8cm,材料為粗粒式混凝土,用于穩(wěn)定路面的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),其中基層要求達(dá)到30cm,墊層也要達(dá)到30cm厚度,具體厚度依照實(shí)際情況分配;(2)地面鋪道行車設(shè)計中,僅僅分為上下兩部分,取消了中間部分的設(shè)計,上方設(shè)計5cm的細(xì)粒式瀝青結(jié)構(gòu),下方可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計,一般為5cm的粗粒式,基層與墊層的厚度保持30cm;(3)非機(jī)動車道設(shè)計方案內(nèi),分為20cm的墊層,采用天然的砂礫材料,基層厚度控制在20cm,選擇含有5%水泥成分的砂礫,而且砂礫材料要具備足夠的穩(wěn)定性,防止影響基層的結(jié)構(gòu)性能,面層厚度為4.5cm,路面結(jié)構(gòu)的全部非機(jī)動車道的結(jié)構(gòu)厚度,不能超出44cm;(4)人行道的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,與非機(jī)動車不同,面層同樣需要分為上面層和下面層,使用材料為:預(yù)制混凝土透水磚、水泥砂漿,厚度是7cm、4cm,基層、墊層及非機(jī)動車道結(jié)構(gòu)設(shè)計中,材料一致,厚度范圍是15~20cm。
2.3.2改建道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。城市道路工程中,存在部分需要改進(jìn)的道路,同樣需要設(shè)計路面結(jié)構(gòu)。一般情況下,城市道路改建道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時,涉及到結(jié)構(gòu)翻挖、結(jié)構(gòu)挖除的情況,需要先處理舊路面的結(jié)構(gòu),再實(shí)行新路面結(jié)構(gòu)設(shè)計[3]。分析需要修改建設(shè)的道路,其在路面結(jié)構(gòu)上的設(shè)計方式,如:(1)吸收膜結(jié)構(gòu),根據(jù)修改要求,分為基層、底基層兩個部分,基層厚度30cm,底層按照實(shí)際情況設(shè)定;(2)車行道結(jié)構(gòu),下方部分的設(shè)計厚度是7cm,材料粗粒式瀝青混凝土,上方結(jié)構(gòu)4cm,材料細(xì)粒式混凝土,上、下面層的相互穩(wěn)定,劃分為兩層施工,材料為砂礫,底基層厚度30cm,選擇天然砂礫,用于確保底基層的穩(wěn)定性。
3城市道路工程中路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項
城市道路在路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計項目上,還要考慮到工程指標(biāo)的差異,特別是城市自身規(guī)定與國家規(guī)定的差別,其中各項設(shè)計指標(biāo)均有細(xì)小的差別,應(yīng)該遵循路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的實(shí)際情況,由此才能保障結(jié)構(gòu)設(shè)計的真實(shí)度。不同規(guī)定中的設(shè)計指標(biāo),對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有一定的限制,所以設(shè)計人員綜合分析設(shè)計指標(biāo),按照城市道路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計需求,選擇可遵循的指標(biāo)項目[4]。除此以外,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還要注意試驗(yàn)路的鋪筑和養(yǎng)護(hù),以試驗(yàn)路為標(biāo)準(zhǔn),落實(shí)路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案,嚴(yán)格遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案要求,落實(shí)設(shè)計要求,最主要的是依照試驗(yàn)路的設(shè)計方法,完善路面結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計,盡量避免出現(xiàn)不良的影響因素,強(qiáng)化城市道路的路面結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升城市交通的安全水平,保障路面通行的良好性能。
4結(jié)束語
道路路面修建工程中,提高了對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視度,根據(jù)道路路面的基礎(chǔ)特性,如:強(qiáng)度、抗滑、耐久性等,都需合理的設(shè)計路面結(jié)構(gòu),改善城市道路的特性,最主要的是保障城市道路的穩(wěn)定與安全,全面體現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點(diǎn),防止干擾城市的車輛通行。路面設(shè)計過程內(nèi),必須依照城市道路的實(shí)際情況,安排規(guī)劃設(shè)計的工作,提升城市道路的設(shè)計能力。
作者:崔君 單位:蘇州市曉陽市政建設(shè)設(shè)計有限公司
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關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;剪力墻;超高;概念設(shè)計
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點(diǎn)
與單層或多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比,高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮的因素較多,尤其是如果實(shí)現(xiàn)建筑整體美觀性和安全性的協(xié)調(diào),逐漸成為廣大設(shè)計師關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近年來,在國內(nèi)各地區(qū)頻繁出現(xiàn)高層建筑建設(shè)質(zhì)量問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理是其主要原因之一,設(shè)計師難以把握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點(diǎn),由于設(shè)計方案的不合理性,最終導(dǎo)致建筑的整體質(zhì)量難以保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1水平荷載具有決定性因素
由于高層建筑的層數(shù)一般在15層以上,其自身重量和使用荷載必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件產(chǎn)生一定的軸力,所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須注意水平荷載的問題,保證建筑的整體高度與彎矩值形成正比。對于水平荷載與建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的傾覆力距,則應(yīng)與建筑整體高度的二次方形成正比。
1.2結(jié)構(gòu)延性至關(guān)重要
與多層建筑相比,高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性相對較大,特別是在地震或地基不規(guī)則沉降過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的幾率較大,因此,為了進(jìn)一步提升高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后的變形能力,防止其出現(xiàn)倒塌的問題,必須采取有效的措施增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性。
1.3側(cè)移是主要控制性指標(biāo)
在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,側(cè)移是設(shè)計師必須考慮的關(guān)鍵性問題之一。隨著現(xiàn)代高層建筑層數(shù)的不斷增加,結(jié)構(gòu)在水平荷載的強(qiáng)大作用下,其出現(xiàn)側(cè)向變形的幾率也無形中增加,所以一定要將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在合理的范圍內(nèi)。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題
目前,國內(nèi)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中雖然積累了一定的經(jīng)驗(yàn),并且積極吸取了國外的先進(jìn)設(shè)計理念,但是對于相關(guān)問題的把握和控制仍然存在一定的缺陷,這是阻礙我國建筑行業(yè)整體設(shè)計水平發(fā)展的主要因素之一。結(jié)合國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀,應(yīng)注意的問題主要有以下幾點(diǎn):
2.1框架柱截面大小的選擇
對于框架柱而言,軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會越豐滿,即耗能能力越大,延性就愈好。而對于柱凈高與截面高度的比值小于4的短柱,在往復(fù)水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反s形,耗能能力降低、延性較差,呈剪切破壞。
高層建筑的底部柱,由于對軸壓比值有要求, 因此往往會將柱截面取得很大,但是由于受到層高的限制就使得框架柱成為了短柱。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要確定截柱面的大小要注意以下幾點(diǎn):框架柱的截面首先必須滿足規(guī)范軸壓比的需要,從而為結(jié)構(gòu)的豎向承載力和底板的抗沖切承載力提供保障。而對于形成的短柱,則可以通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達(dá)到提高延性的效果:采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強(qiáng)混凝土柱;柱的軸壓比必須滿足規(guī)范限制,軸壓比過大則結(jié)構(gòu)的延性無法得到保證,過小又會造成結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差。
2.2短肢剪力墻的設(shè)置問題
在我國建設(shè)部組織編制的《高層建筑設(shè)計規(guī)范》中,對于短肢剪力墻作出了明確的定義,即墻肢截面的高厚比為5.8的墻被統(tǒng)稱為短肢剪力墻。根據(jù)相關(guān)建筑技術(shù)部門的研究和實(shí)驗(yàn),對于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也提出了具體的要求,因此,在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計師應(yīng)盡量減少或取消短肢剪力墻的設(shè)置,以免為建筑的后期設(shè)計和竣工質(zhì)量檢驗(yàn)造成麻煩。
2.3結(jié)構(gòu)的超高問題
在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,超高問題是較為突出的,根據(jù)我國《建筑抗震規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,必須對建筑的整體高度進(jìn)行嚴(yán)格控制。我國高層建筑的限制高度一般分為:A級和B級兩個標(biāo)準(zhǔn),對于高層建筑的處理措施與設(shè)計方法的要求也有所改變。在高層建筑的實(shí)際設(shè)計工作中,設(shè)計師應(yīng)根據(jù)建筑類型合理確定其高度,并且在通過相關(guān)部門的審核后,方可組織施工。
3 加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施
在我國高層建筑數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大,以及工藝和技術(shù)要求不斷提高的背景下,在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,一定要不斷采取新的理念和方法,全面提高設(shè)計方案的合理性、可行性與經(jīng)濟(jì)性,這也是促進(jìn)我國建筑行業(yè)發(fā)展的先決條件。針對國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀,應(yīng)采取一下加強(qiáng)措施:
3.1進(jìn)行合理的概念設(shè)計
在國外的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,概念設(shè)計較為流行,而國內(nèi)則較少采取此方法。所謂的概念設(shè)計是指在通過科學(xué)的構(gòu)想來完善設(shè)計工作,促進(jìn)設(shè)計方案更趨合理化、人性化。在我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)用概念設(shè)計方法時,必須考慮到結(jié)構(gòu)的平面布置與剛度宜,以保證高層建筑的平面布置簡單、規(guī)則,減少凸出或凹進(jìn)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。另外,在概念設(shè)計中盡量減少扭轉(zhuǎn)對于結(jié)構(gòu)的危害性也是十分重要的,可以從以下兩方面入手:進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能;盡量減少或控制因地震作用而引起的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題。
3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)體系
總結(jié)國內(nèi)的高層建筑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn):在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果結(jié)構(gòu)體系的選擇不合理,而僅是依靠所謂的先進(jìn)理論和計算方法進(jìn)行設(shè)計,難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與可靠性,而且會留下較多的安全和質(zhì)量隱患。由此可見,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,選擇合理的結(jié)構(gòu)體系是至關(guān)重要的,而且設(shè)計師應(yīng)該重點(diǎn)分析的問題之一。目前, 國內(nèi)的高層建筑中主要采用:抗震墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)、板柱一抗震墻結(jié)構(gòu)、框架.抗震墻結(jié)構(gòu),以及部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)等,每一種結(jié)構(gòu)體系都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)的缺點(diǎn),適用的環(huán)境也有一定的差異,所以設(shè)計師一定要結(jié)合工程項目的實(shí)際要求進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)體系選型。
3.3科學(xué)進(jìn)行計算
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,科學(xué)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的計算是設(shè)計師必須掌握的專業(yè)技能。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,設(shè)計師要選取相應(yīng)的計算模型。在進(jìn)行概念設(shè)計時,要注意簡化計算流程,以保證設(shè)計工作的時效性。目前,在國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算中,各種專業(yè)的計算機(jī)軟件和工具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,設(shè)計師僅需將各種實(shí)地測量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中,就可以在短時間內(nèi)獲取所需的各種專業(yè)數(shù)據(jù),大大提高了設(shè)計師的工作效率和設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。
近年來, 我國高層建筑的建設(shè)有了迅猛的發(fā)展,而且成為促進(jìn)國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)項目。但是從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量而言,存在的弊端和問題相對較多,必須引起國家建筑主管部門和相關(guān)單位的高度重視。在未來的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,廣大設(shè)計師一定積極運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計理念和方法,在提高相關(guān)數(shù)據(jù)計算精確度的基礎(chǔ)上,全面提高設(shè)計方案的質(zhì)量,為工程項目的建設(shè)提供專業(yè)的工藝和技術(shù)依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;裂縫;控制措施
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
隨著國內(nèi)城市化進(jìn)程的加快,工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和商品住宅建設(shè)的飛速發(fā)展,在建筑工程中遇到的混凝土裂縫問題越來越多,由于裂縫問題產(chǎn)生的糾紛也不斷增加,成為一直困擾工程設(shè)計人員的問題。根據(jù)大量的工程實(shí)踐和對近代工程材料的微觀研究,混凝土結(jié)構(gòu)建筑的裂縫是不可避免的,其危害程度是可以控制的,我們可以通過各種方法,使裂縫產(chǎn)生的影響,滿足規(guī)范和正常使用的要求。
結(jié)構(gòu)設(shè)計主要由承載力極限狀態(tài)控制,但很多情況下正常使用極限狀態(tài)下的變形(裂縫、撓度、位移等),尤其是裂縫,起控制作用。由于混凝土等建筑材料的自身物理特性原因,裂縫(包括微觀裂縫和宏觀裂縫)不可避免,但裂縫的數(shù)量和寬度如果過多發(fā)展,就會引起滲漏、保護(hù)層脫落、鋼筋銹蝕、混凝土碳化等,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)耐久性、持久強(qiáng)度和美觀。所以,結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其是大體積、超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計,采取措施預(yù)防出現(xiàn)裂縫,控制裂縫寬度,對有害裂縫進(jìn)行處理是一個值得探討的重要課題。
一、建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫產(chǎn)生的主要原因
通常情況下,在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中,裂縫的產(chǎn)生主要是針對混凝土而言的,基于此點(diǎn),下面對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的具體原因進(jìn)行分析。
1、 由溫度應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫
形成此類裂縫的主要原因?yàn)榛炷猎跐仓瓿梢院?,由于聚積在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱很難散發(fā)出去,從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度較高,同時混凝土表面與外界接觸時,表面的溫度因外界環(huán)境的作用散熱較快,此時便會使混凝土內(nèi)外的溫差過大,最終混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生壓應(yīng)力,而表面則會出現(xiàn)拉應(yīng)力?;炷劣捎趧倓倽仓戤叄潺g期較短,抗拉強(qiáng)度也相對較弱,當(dāng)表面的拉應(yīng)力超過混凝土自身的極限抗拉強(qiáng)度時,混凝土表面便會出現(xiàn)裂縫。
2、 應(yīng)力裂縫
形成此類裂縫的主要原因是混凝土結(jié)構(gòu)收縮徐變造成的。其中較為常見的裂縫形式包括結(jié)構(gòu)自身收縮、干燥收縮、塑性收縮以及炭化收縮?;炷两Y(jié)構(gòu)在澆筑完成之后,其將會進(jìn)入硬化過程,在這一過程中,由于混凝土內(nèi)部的水分不斷蒸發(fā),從而使混凝土的體積逐漸縮小,進(jìn)而產(chǎn)生收縮,混凝土在收縮時由于受到支座的約束,無法自由伸展,當(dāng)約束應(yīng)力達(dá)到一定程度時,勢必會導(dǎo)致現(xiàn)澆的混凝土板開裂,開裂的位置一般都出現(xiàn)在應(yīng)力較為集中的地方。此外,若混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度時便過早的拆模或是混凝土未完全凝固時便在其上施加荷載,也都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
3、由塑性變形引發(fā)的裂縫
這種類型的裂縫一般出現(xiàn)在混凝土硬化前,形成原因是混凝土在硬化前本身處于塑性狀態(tài),由于上部結(jié)構(gòu)的均勻沉降受到一定限制,致使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中,若骨料的粒徑過大或鋼筋的直徑過粗以及混凝土的表面積加大時,均會導(dǎo)致混凝土的水平收縮較之垂直方向的收縮更加困難,進(jìn)而形成不規(guī)則的裂縫,這些裂縫的表現(xiàn)形式為互相平行,裂縫之間的間距一般為0.3~1.0mm 左右,同時裂縫本身存在一定的深度。
4、結(jié)構(gòu)裂縫
隨著施工技術(shù)水平的不斷提高,在一些采用現(xiàn)澆樓板的建筑工程中,澆筑完成后的樓板承載能力基本上都能夠滿足設(shè)計要求。但如果將預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆樓板時,則會導(dǎo)致墻體的剛度增大,從而是原有樓板的剛度減弱,這樣有可能一些墻體的截面突變位置或是較為薄弱的地方產(chǎn)生裂縫。如墻角應(yīng)力比較集中的位置等。
二、建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫的控制措施
針對上述影響混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的因素,設(shè)計中可根據(jù)工程特點(diǎn)采用以下裂縫控制措施。
1、混凝土強(qiáng)度等級不宜過高。 在滿足承載力及防水要求的條件下,宜采用C25~C35 混凝土。
2、選用低水化熱 、收縮小的水泥品種,如礦渣硅酸鹽水泥等。 摻加適量外加劑,減少水泥用量,降低水灰比,嚴(yán)格控制砂石骨料含泥量,控制因水化熱內(nèi)部升溫過高,控制外部降溫速度,及時保水、 保溫養(yǎng)護(hù)。
3、采用粉煤灰(摻量為水泥用量的 15%~30%),改善混凝土和易性,減少水泥用量。
4、設(shè)置伸縮縫(考慮滿足沉降縫 、防震縫要求),間距不可過長。
5、在合適部位設(shè)置后澆帶,帶寬 0.8m~1.0m,間距30m~40m,減少硬化收縮。 后澆帶混凝土宜 2個月后采用較高標(biāo)號(提高 5MPa~10MPa)微膨脹混凝土澆灌。
6、基礎(chǔ)、 筏板、 底板等大體積混凝土采取分層澆筑、 階梯推進(jìn)施工,但要注意避免冷縫。
7、對于大體積混凝土、 超長結(jié)構(gòu),混凝土中宜摻加膨脹劑,采用補(bǔ)償收縮混凝土。
8、較長墻體,尤其是有防水要求的較長地下室外墻,應(yīng)適當(dāng)提高水平構(gòu)造鋼筋的配筋率 (0.4%~0.6%),采用細(xì)而密的配筋原則,間距 150mm 墻頂及中部設(shè)水平暗梁;墻與柱交接處設(shè)水平附加筋(配筋率為通長配筋的 10%~15%),伸入墻內(nèi) 1.5m~2.0m,以減小應(yīng)力集中。
9、露天的地下一層外墻及屋面等應(yīng)加強(qiáng)保溫隔熱,減小溫差;適當(dāng)提高構(gòu)造配筋率。 外露邊梁應(yīng)加強(qiáng)腰筋配置,梁側(cè)宜設(shè)保溫隔熱面層。
10、地下室頂板及屋面可采用部分預(yù)應(yīng)力,使混凝土預(yù)壓應(yīng)力達(dá)到 0.2MPa~0.7MPa。
11、外露挑檐、 陽臺、女兒墻等每隔 12m 設(shè)伸縮縫,水平分布筋適當(dāng)加大。
12、超長混凝土結(jié)構(gòu)可采用無縫設(shè)計:由于溫度應(yīng)力只是在一定長度范圍內(nèi)是逐漸增大的,超過一定長度后溫度應(yīng)力趨于不變定值 根據(jù)這一規(guī)律,超長混凝土結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)無縫設(shè)計。 具體做法如下:
在應(yīng)力集中處設(shè)膨脹加強(qiáng)帶,間距 40m~60m,寬度 2m,兩側(cè)鋪設(shè)密孔鋼絲網(wǎng)或快易收口網(wǎng),并用立筋 8mm@100mm 加固,防止混凝土流入加強(qiáng)帶,加強(qiáng)帶外側(cè)混凝土采用小膨脹混凝土(水中養(yǎng)護(hù) 14d的限制膨脹率0.02%~0.03%),加強(qiáng)帶采用大膨脹混凝土(水中養(yǎng)護(hù) 14d 的限制膨脹率 0.04%~0.06%) ,強(qiáng)度等級比兩側(cè)高5MPa~10MPa。 可以連續(xù)澆筑,也可以采用間歇式無縫施工法,在加強(qiáng)帶一側(cè)留臺階式施工縫 。無防水要求時,樓板加強(qiáng)帶兩側(cè)可采用無收縮混凝土(水中養(yǎng)護(hù) 14d 的限制膨脹率為 0.01%~0.02%)。 墻體宜采用后澆加強(qiáng)帶,先分段澆筑小膨脹混凝土,養(yǎng)護(hù) 14d 后再用大膨脹混凝土澆筑加強(qiáng)帶。這樣可以更有效地釋放收縮應(yīng)力,避免出現(xiàn)裂縫。采用的摻加膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)在設(shè)計圖紙中注明強(qiáng)度等級、抗?jié)B等級及水中養(yǎng)護(hù) 14d 的限制膨脹率(一般 >0.015%或更高)。 膨脹劑的質(zhì)量、 摻量及膨脹混凝土限制膨脹率應(yīng)通過試驗(yàn)確定。
13、對于重點(diǎn)工程,當(dāng)不宜設(shè)縫時,可以通過計算得出混凝土結(jié)構(gòu)的最大溫度應(yīng)力,驗(yàn)算會否開裂及裂縫寬度,根據(jù)情況采取相應(yīng)的裂縫控制措施。
14、在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用鋼纖維混凝土控制結(jié)構(gòu)裂縫在鋼筋混凝土梁的底部加人適當(dāng)?shù)匿摾w維,使其與鋼筋混凝土梁中的鑰筋共同抵抗開裂,可明顯提高抗裂能力,使其達(dá)到設(shè)計要求,同時符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)抗裂度或裂縫寬度的規(guī)定。對于鋼筋鋼纖維混凝土梁而言,當(dāng)摻人鋼纖維的體積率在1.0%~1.5%,受拉區(qū)鋼纖維混凝土層達(dá)到0.3 倍的截面高度時,鋼纖維就能很好的降低裂縫寬度。同時,受拉區(qū)鋼纖維混凝土層達(dá)到0.3 倍的梁截面高度后,彎拉性能將接近全截面鋼纖維混凝土梁。鋼纖維混凝土構(gòu)件的正常使用性能比鋼筋混凝土構(gòu)件有明顯改善的主要原因?yàn)殇摾w維依靠粘結(jié)力給混凝土基體裂縫尖端應(yīng)力場施加了一個反向的應(yīng)力場,緩和了混凝土基體裂縫尖端的應(yīng)力集中阻止了裂縫的進(jìn)一步發(fā)展,使荷載作用下的裂縫開展滯后,使構(gòu)件開裂較晚。鋼纖維與未裂混凝同承擔(dān)裂縫截面上的部分拉力,降低了裂縫截面上的鋼筋應(yīng)力,對裂縫開展起著約束作用,提高了裂縫之間混凝土的整體性和構(gòu)件的剛度。
在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中,混凝土出現(xiàn)裂縫是—個普遍性的現(xiàn)象,也是長期令技術(shù)人員困擾的—個復(fù)雜的技術(shù)難題。裂縫在大多工程中雖然不可避免,但卻可以控制。只要在設(shè)計過程中針對各影響因素考慮全面、細(xì)致,嚴(yán)格遵守設(shè)計規(guī)范,一定能把裂縫控制在設(shè)計所要求的范圍內(nèi)。
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