時(shí)間:2023-09-17 14:52:51
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關(guān)鍵詞:土木工程;鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù)
中圖分類號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也逐漸的邁向了成熟化。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在我國(guó)的起步比較晚,但隨著超高層建筑的不斷發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑建設(shè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),因其具有承載力強(qiáng)、自重輕、強(qiáng)度高、施工快以及抗震強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)外,鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)有很久遠(yuǎn)的歷史了,而我國(guó)在建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)起步較晚。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也逐漸邁向成熟化,超高層建筑也越來(lái)越多,高層建筑對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的需求也在不斷的增加,而目前,建筑鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用也就越來(lái)越廣泛。土木工程在結(jié)構(gòu)的方面,通常會(huì)在兩種材料中進(jìn)行選擇,一種是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),另外一種是鋼結(jié)構(gòu)。兩種土木工程的結(jié)構(gòu)是適用于不同的工程中的,主要是從結(jié)構(gòu)的使用效果方面進(jìn)行考慮的,而且還要考慮施工的成本以及使用后的實(shí)際效果。因此,鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的使用中是非常的重要的,鋼結(jié)構(gòu)的施工有很多的因素,施工企業(yè)是要十分的重視的。鋼結(jié)構(gòu)在土木工程的施工中是存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的,施工的企業(yè)一定克服鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),使得鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可以在土木工程中得以最大的發(fā)揮。
1 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
在土工工程中,鋼結(jié)構(gòu)的使用是非常的多的,這主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定的。
1.1 鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
在施工的工程中,選擇哪種施工的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,是由構(gòu)件的強(qiáng)度決定的。材料的強(qiáng)度主要是由材料的承受能力和材料的使用效果決定的。土木工程中使用鋼結(jié)構(gòu)是由于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的性能決定的。鋼結(jié)構(gòu)的性能是由國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)決定的,土木工程中使用的鋼結(jié)構(gòu)一定是符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)決定的。土木工程選擇鋼結(jié)構(gòu)而不是鋼筋混凝土,主要是因?yàn)槭褂娩摻Y(jié)構(gòu)可以減少物料方面的消耗,使得施工的企業(yè)可以在一定程度上獲得更高的經(jīng)濟(jì)利益。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)的剛度
結(jié)構(gòu)在使用后會(huì)不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和變形的情況主要是由于構(gòu)件的剛度決定的,構(gòu)件的剛度又是同構(gòu)件與連接件的分布決定的。在土木工程中,鋼結(jié)構(gòu)的剛度是比鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)有很明顯的差別的,鋼筋混凝土的剛度比鋼結(jié)構(gòu)的剛度小很多,所以土木工程選用鋼結(jié)構(gòu)更加能保證工程的施工質(zhì)量。
1.3 鋼結(jié)構(gòu)的延性
材料的延性是指材料在拉伸的過(guò)程中會(huì)不會(huì)出現(xiàn)變形的情況,在一般的結(jié)構(gòu)中,延性的設(shè)計(jì)主要在抗震的設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn),因此,延性也是地震設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的參考依據(jù)。在地震中,幸存的建筑物的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的延性都是非常的好的。鋼結(jié)構(gòu)目前是使用非常廣泛的,而且是延性很好的施工材料。在土木工程的施工中,一般都會(huì)出現(xiàn)很多鋼結(jié)構(gòu)的建筑,這也是鋼結(jié)構(gòu)可以大量使用的前提。
1.4 鋼結(jié)構(gòu)的韌性
建筑材料的韌性通常表現(xiàn)為材料在制造、安裝和使用的過(guò)程中可以承受的多大的變形力的作用,鋼結(jié)構(gòu)在安裝的過(guò)程中可以承受非常大的力的作用,這也是鋼結(jié)構(gòu)可以大量使用的一個(gè)前提條件。鋼結(jié)構(gòu)在安裝的時(shí)候通常會(huì)進(jìn)行必要的彎曲、打孔和剪切,在鋼結(jié)構(gòu)受到這些力的作用的時(shí)候,通常是很少會(huì)發(fā)生變形的韌性也會(huì)受到溫度的影響,所以,生產(chǎn)企業(yè)一定要選擇好材料進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。
2 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
雖然鋼結(jié)構(gòu)具有很多的有點(diǎn),但是事物都不是完美的,有優(yōu)點(diǎn)就一定會(huì)有缺點(diǎn)存在,鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用和施工的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一下幾方面的缺點(diǎn)。
2.1 鋼結(jié)構(gòu)材料方面的缺點(diǎn)
雖然在一定程度上,鋼結(jié)構(gòu)的剛度是大于鋼筋混凝土的,但是在某一個(gè)特定的條件下,鋼結(jié)構(gòu)的剛度是要小于鋼筋混凝土的剛度的,之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況,是由于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的尺寸影響的,所以,鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)企業(yè)一定要重視構(gòu)件尺寸的問(wèn)題。
2.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的缺點(diǎn)
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要根據(jù)實(shí)際要進(jìn)行的工程進(jìn)行參考,要使的鋼結(jié)構(gòu)的功能要求符合正在進(jìn)行工程的建筑的結(jié)構(gòu)的要求,設(shè)計(jì)的人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要從實(shí)際的情況出發(fā),不能根據(jù)自己的想象去進(jìn)行不和實(shí)際的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的鋼結(jié)構(gòu)在使用以后,也不會(huì)到達(dá)預(yù)想的使用效果,可能有些鋼結(jié)構(gòu)根本就無(wú)法進(jìn)行施工。所以,設(shè)計(jì)的人員在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候,一定要進(jìn)行綜合的考慮,設(shè)計(jì)出來(lái)最好的產(chǎn)品。
2.3 鋼結(jié)構(gòu)的使用年限方面的缺陷
混凝土結(jié)構(gòu)號(hào)稱永不損壞,但是鋼結(jié)構(gòu)一般的使用壽命只有五十年,如果鋼結(jié)構(gòu)用在住宅建筑中,那么人們想到自己花費(fèi)終身積蓄而購(gòu)買的房子只能住五十年,會(huì)讓很多人喪失購(gòu)買的欲望。不過(guò)隨著保險(xiǎn)業(yè)的發(fā)展,住宅壽命問(wèn)題應(yīng)該相對(duì)容易解決。
3 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工的要點(diǎn)
整體來(lái)說(shuō),鋼結(jié)構(gòu)的施工流程是比較復(fù)雜的,并且建筑的要求不同,在細(xì)節(jié)上也有很大的差異性。
3.1 鋼結(jié)構(gòu)的選材與連接
鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼以及普通碳素鋼等,碳鋼的塑性比較低,但是硬度強(qiáng)度比較高。在鋼結(jié)構(gòu)中,柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形,另外還有“十”字形截面等等;梁多數(shù)是焊接或者軋制的“H”型鋼梁,如果要求特殊也可以符合截面,在安裝前要對(duì)主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗(yàn),定出焊接的格料和各項(xiàng)參數(shù)。梁與梁之間、梁與柱之間的連接,可以采取焊接連接或者高強(qiáng)螺栓連接,要注意高強(qiáng)螺栓的連接孔位的精度。
3.2 鋼構(gòu)件的堆放以及選擇安裝機(jī)械地點(diǎn)
通常情況下安裝結(jié)構(gòu)的用地面積應(yīng)該比結(jié)構(gòu)占地面積要大。依照安裝流水的順序,從中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)配套運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)的鋼構(gòu)件要采用裝卸機(jī)械把其安置于安裝機(jī)械的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。如果因?yàn)檫\(yùn)輸?shù)脑蛟斐闪藰?gòu)件的變形,則在施工現(xiàn)場(chǎng)就要加以矯正。一般鋼結(jié)構(gòu)的安裝采用的是塔式起重機(jī),臂桿長(zhǎng)度要有夠的覆蓋面,并且起重能力要相應(yīng)足夠,從而滿足各種不同部位構(gòu)件的起吊要求。鋼絲繩容量也要能滿足起吊的高度要求;起吊速度有足夠的檔次可以滿足安裝要求。在多機(jī)作業(yè)的情況下,臂桿的高差要足夠,以避免不安全的碰撞,保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.3 鋼結(jié)構(gòu)油漆工藝的流程
首先把金屬的表面清理干凈,然后再做除銹。手工處理先用鋼絲反復(fù)刷打,再用精砂布打磨,使得表面光亮、平滑,然后再用棉紗或者紗布把打磨下的銹粉和浮灰清理干凈。在涂漆前要保證金屬表面的干燥,如果有水則要立即擦干。在涂漆的時(shí)候,要刷細(xì)、刷滿、涂刷到位,并且要注意鉚孔內(nèi)不能有涂料涂入。待到防銹漆干燥后,采用和油漆配套的膩?zhàn)影褬?gòu)件的表面缺陷刮平??梢栽谀?zhàn)又屑尤脒m量的紅丹粉或者厚漆,從而增加其干硬性。在膩?zhàn)痈稍锖笠蚰テ秸?,并清理干凈。刷涂面漆時(shí)要多理多刷,油要不流不墜、飽滿均勻、色澤光亮一致,涂刷后要及時(shí)檢查避免漏刷。
4 結(jié)束語(yǔ)
土木工程在結(jié)構(gòu)的方面,通常會(huì)在兩種材料中進(jìn)行選擇,一種是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),另外一種是鋼結(jié)構(gòu)。兩種土木工程的結(jié)構(gòu)是適用于不同的工程中的,主要是從結(jié)構(gòu)的使用效果方面進(jìn)行考慮的,而且還要考慮施工的成本以及使用后的實(shí)際效果。因此,鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的使用中是非常重要的,鋼結(jié)構(gòu)的施工有很多的因素,施工企業(yè)要十分重視。
參考文獻(xiàn):
[1] 李國(guó)強(qiáng).鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代住宅中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2010,(9).
關(guān)鍵詞:土木工程;大體積混凝土;結(jié)構(gòu)施工;質(zhì)量;裂縫
中圖分類號(hào):TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 引言
隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,在土木工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中,原材料的控制、澆筑質(zhì)量的控制、混凝土養(yǎng)護(hù)的控制、降低水泥水化熱等方面成為施工質(zhì)量控制的重要方面。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能,因此,研究土木工程大體積混凝提結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制是重要的課題。本文在重點(diǎn)論述大體積混凝土質(zhì)量控制方法,以為相關(guān)行業(yè)的建設(shè)提供參考。
2 大體積混凝土施工質(zhì)量控制方法
2.1 原材料的控制
大體積混凝土一般采用商品混凝土和泵送混凝土工藝澆筑,泵送商品混凝土對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。因此,混凝土生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量的精確度首先應(yīng)得到有效保障,組成混凝土的所有材料應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,以確?;炷恋馁|(zhì)量。
(1)水泥品種的選擇。應(yīng)根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn),既要注意水泥的水化熱,又要注意水泥的收縮作用,選用低水化熱、低收縮的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等,而不宜采用早強(qiáng)型水泥。由于采用泵送施工工藝,因此混凝土的流動(dòng)性較大,水灰比較大,水泥用量一般均較大。為減少水泥的水化熱,在盡量少用水泥的基礎(chǔ)上,摻入一定量的粉煤灰,以保證膠凝材料的總量。
(2)粗細(xì)骨料的選擇。配制大體積混凝土,應(yīng)選用合理粗細(xì)骨料的比例,砂率過(guò)高意味著細(xì)骨料多,粗骨料少,增加了收縮,對(duì)抗裂不利。碎石應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配、良好粒級(jí)的彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些,以利于降低收縮。
(3)外加劑的選擇。外加劑有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等多種類型。在混凝土添加了膨脹劑之后,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力可以抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)力,提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
(4)優(yōu)化混凝土配合比。在混凝土中摻加緩凝劑、減水劑等外加劑和粉煤灰、礦渣粉等摻合料,可以改善混凝土的性能,減少用水量和水泥用量,延長(zhǎng)緩凝時(shí)間,提高混凝土的抗?jié)B能力。另外,可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。試驗(yàn)證明,在混凝土中摻入一定量的粉煤灰,使其替代部分水泥,不僅可以降低水化熱,而且能起到改善混凝土和易性的效能,且摻加粉煤灰后,混凝土的后期強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土相等或略高。但是這樣會(huì)降低早期極限抗拉值,對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利,因此粉煤灰的摻量最好控制在10%以內(nèi)。
2.2 澆筑的質(zhì)量控制
根據(jù)混凝土配合比要求,跟蹤檢查進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的混凝土質(zhì)量,監(jiān)理工程師應(yīng)目測(cè)混凝土和易性、離析狀況、混凝土用料規(guī)格,并按施工組織設(shè)計(jì)要求定時(shí)、定量抽查混凝土塌落度。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)提出暫緩該車或該批混凝土澆搗, 并報(bào)總監(jiān)理工程師處理。
拌制與輸送
大體積混凝土由于體積大,一般可達(dá)數(shù)千立方米甚至上萬(wàn)立方米,因此在拌制時(shí)應(yīng)盡可能集中拌制,有條件的可采用商品混凝土,用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),采用兩臺(tái)混凝土輸送泵泵送。或當(dāng)施工條件允許時(shí),在臨近施工地點(diǎn)設(shè)置攪拌站。
(2)澆筑與搗固
根據(jù)具體情況和溫度應(yīng)力計(jì)算確定是整澆或分段澆筑。澆筑時(shí)應(yīng)采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個(gè)坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝。根據(jù)混凝土泵送時(shí)形成的坡度,在上層與下層布置兩道振搗點(diǎn)。第一道布置在混凝土卸點(diǎn),主要解決上部振實(shí);第二道布置在混凝土坡角處,確保下部混凝土的密實(shí)。澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行,直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,混凝土形成扇形向前流動(dòng),然后在其坡面上連續(xù)澆筑,循序推進(jìn)?;炷练侄螡仓戤吅?應(yīng)在混凝土初凝之后終凝之前進(jìn)行二次振搗或進(jìn)行表面抹壓,排除上表面的泌水,用木拍反復(fù)抹壓密實(shí),消除最先出現(xiàn)的表面裂縫,提高混凝土防水性能和表面觀感。混凝土澆筑應(yīng)在夜間進(jìn)行,以縮小新舊混凝土間的溫差,減少因限制條件下冷縮變形而產(chǎn)生的裂縫。
(3)泌水、浮漿處理
由于混凝土坍落度大,澆筑面廣,在澆筑和振搗后,必然有大量的泌水和浮漿順著混凝土坡面流淌,在低洼的地方沉積,若不及時(shí)清除,混凝土拌合物中的杜拉纖維會(huì)出現(xiàn)漂浮現(xiàn)象,影響抗?jié)B效果。為此,在混凝土的澆筑過(guò)程中,先在未澆筑的一邊設(shè)置集水坑。同時(shí)準(zhǔn)備1臺(tái)~2臺(tái)吸水泵排干小承臺(tái)內(nèi)的積水。
2.3 養(yǎng)護(hù)的控制
根據(jù)方案布置圖,混凝土澆筑前檢查測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)情況及防止?jié)仓r(shí)損壞該設(shè)施,并建立測(cè)溫點(diǎn)初始值?;炷脸跄?,落實(shí)二次泌水處理,克服由于早期脫水引起的裂縫,適量澆水后覆蓋薄膜,并落實(shí)保溫措施。根據(jù)施組要求,嚴(yán)格檢查混凝土保溫措施落實(shí)情況?;炷翝矒v過(guò)程中以及養(yǎng)護(hù)期內(nèi),應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)溫度變化情況。
大體積混凝土養(yǎng)護(hù)一般不少于 7 d,并根據(jù)板中心混凝土溫度變化及同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊強(qiáng)度確定養(yǎng)護(hù)周期。
混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)采用保溫、保濕及緩慢降溫的技術(shù)措施,一般在澆筑時(shí),要求考慮在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻水循環(huán)降溫措施,設(shè)冷卻水管,并通過(guò)溫度檢測(cè)控制混凝土中心與表面的溫度或混凝土內(nèi)部與冷卻水的溫度控制在25℃以內(nèi)。
2.4 降低水泥水化熱和變形
(1)在厚大無(wú)筋的或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過(guò)20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達(dá)到降低水化熱和節(jié)省水泥的目的。
(2)改善配筋。為了保證每個(gè)澆筑層上下均有溫度筋,可建議設(shè)計(jì)人員將分布筋做適當(dāng)調(diào)整。溫度筋宜分布細(xì)密,一般用φ8鋼筋,雙向配筋,間距15cm。這樣可以增強(qiáng)抵抗溫度應(yīng)力的能力。
3 進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養(yǎng)護(hù)方案,采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)大體積混凝土施工期溫度場(chǎng)和溫差進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬及預(yù)測(cè),提供結(jié)構(gòu)沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化的規(guī)律,制定混凝土在施工期內(nèi)不產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)優(yōu)化選擇。在約束條件和補(bǔ)償收縮措施確定的前提下,大體積混凝土的降溫收縮應(yīng)力取決于降溫值和降溫速率。降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。
為掌握基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土實(shí)際溫度變化情況,了解冷卻水管進(jìn)出水溫度,對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)外部以及進(jìn)出水管進(jìn)行測(cè)溫記錄,密切監(jiān)視溫差波動(dòng),來(lái)指導(dǎo)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,并同時(shí)控制冷卻水流量以及流向。測(cè)溫設(shè)備可采用“大體積混凝土溫度微機(jī)自動(dòng)測(cè)試儀”,溫度傳感器預(yù)先埋設(shè)在測(cè)點(diǎn)位置上,基礎(chǔ)承臺(tái)測(cè)點(diǎn)位置分承臺(tái)內(nèi)部、薄膜下溫度、室內(nèi)室外溫度、冷卻水管進(jìn)、出水溫度設(shè)置。測(cè)點(diǎn)溫度、溫差以及環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)與曲線用電腦打印繪制。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)控制要求時(shí),系統(tǒng)馬上報(bào)警。測(cè)溫點(diǎn)的布置應(yīng)考慮由于大體積混凝土澆筑順序時(shí)間不一致,應(yīng)由各區(qū)域均勻布置,核心區(qū)、中心區(qū)為重點(diǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著大體積混凝土越來(lái)越多地應(yīng)用在眾多實(shí)際工程中,對(duì)大體積混凝土溫度裂縫的研究也在不斷深入。實(shí)踐證明,要保證大體積混凝土的施工質(zhì)量,除要滿足強(qiáng)度、剛度、整體性、抗?jié)B等要求外,還應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)、受力狀況、約束條件等因素進(jìn)行綜合考慮,從工程設(shè)計(jì)、原材料選用、改善施工工藝、做好溫控和養(yǎng)護(hù)工作等方面入手進(jìn)行全面的質(zhì)量控制,從而減少溫度裂縫的產(chǎn)生,保證大體積混凝土的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]任玲華,杜向明.上海信息城綜合樓基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)[J]. 科技資訊. 2008(17)
[2]仇文輝,劉國(guó)賢,王貴堂.大體積預(yù)拌混凝土的溫度控制與防裂技術(shù)[J]. 甘肅科技. 2010(22)
中圖分類號(hào):TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
混凝土作為土木工程中比較常見(jiàn)的施工材料,發(fā)揮著重要的作用,其中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接影響到整體建筑的質(zhì)量。在土木工程中,對(duì)混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督,保證混凝土的澆筑質(zhì)量,不僅可以降低施工成本,同時(shí)還對(duì)整體建筑質(zhì)量有所保障。
1 大體積混凝土在施工時(shí)出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題
因?yàn)榛炷潦怯啥喾N不同材質(zhì)的原料組成的施工材料,所以對(duì)于大體積的混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)講,會(huì)因?yàn)楦鞣N原因?qū)е铝芽p的產(chǎn)生。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后,由于外界環(huán)境因素和外載荷的因素,會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生一定的影響,從而形成裂縫。如果按照深度可將裂縫分為表面裂縫、貫穿裂縫和深度裂縫,表面裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不是很大,如果發(fā)展成貫穿裂縫的話將會(huì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。當(dāng)貫穿裂縫發(fā)展為深度裂縫時(shí),就會(huì)切斷結(jié)構(gòu)的斷面,對(duì)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性產(chǎn)生危害。
產(chǎn)生裂縫的原因有很多,其中主要有以下幾種:
(1)溫度變化引起的裂縫。混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),在整體結(jié)構(gòu)完成后,當(dāng)受到外部環(huán)境的溫度變化時(shí),會(huì)導(dǎo)致混凝土發(fā)生變形,在混凝土的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,在這種應(yīng)力向外擴(kuò)散時(shí)受到束縛,超過(guò)了所能承受的極限時(shí),就會(huì)發(fā)生裂縫。
(2)地基變形引起的裂縫。在整體結(jié)構(gòu)施工后,會(huì)發(fā)生豎向的不均勻沉降或者是橫向的位移等,由此在混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超出抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生裂縫。
(3)鋼筋銹蝕引起的裂縫。施工時(shí)對(duì)鋼筋所做的保護(hù)層不規(guī)范,導(dǎo)致后期鋼筋發(fā)生銹蝕,由此導(dǎo)致附近的混凝土再次漲裂。
(4)施工工藝的優(yōu)劣引起的裂縫?;炷恋氖┕すに囀潜容^嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模绻谑┕さ倪^(guò)程中,因?yàn)槭┕すに嚨牟灰?guī)范會(huì)在后期使用中發(fā)生裂縫。
2 對(duì)出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題采取控制措施
使用混凝土作為施工材料產(chǎn)生裂縫是在所難免的,因?yàn)橛行┝芽p是由于混凝土的物理性能決定的,再有就是在施工的過(guò)程中,因?yàn)闇囟鹊淖兓突炷恋膹?qiáng)度導(dǎo)致的,對(duì)于因?yàn)檫@些因素而導(dǎo)致的裂縫都是可以解決的。比如說(shuō)在混凝土的原材料中填入膨脹劑來(lái)提高混凝土的抗裂性,同時(shí)還可以彌補(bǔ)混凝土產(chǎn)生的收縮。在溫度變化時(shí),會(huì)在混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超出了抗拉性能時(shí),就會(huì)發(fā)生裂縫,針對(duì)這方面可以提高混凝土的強(qiáng)度。由這些因素導(dǎo)致的裂縫都是可以通過(guò)一定的方法和措施進(jìn)行控制,盡量的減少由此帶來(lái)的有害程度。這種方法因具有較好的實(shí)用性,因此在處理混凝土裂縫中經(jīng)常使用,在施工時(shí)表面處理和填充法也會(huì)在不同的情況下被使用,如在細(xì)而淺的裂縫中,由于漿材難以灌入,因此可以進(jìn)行表面涂抹和表面貼補(bǔ)法來(lái)進(jìn)行處理。同時(shí)對(duì)于較寬的裂縫,可以選用填充法來(lái)進(jìn)行,這種方法成本低,施工簡(jiǎn)單實(shí)用。另外,還有控制溫度的變應(yīng)力使用水化熱低,凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,如選用中熱硅酸鹽水泥,低熱礦渣硅酸鹽水泥等。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,適當(dāng)?shù)臏p少水泥用量,降低當(dāng)量差和澆注的溫度等降低混凝土的絕熱升溫。同時(shí)合理的分塊,縮小約束的范圍,使收縮自由,以減少內(nèi)部,進(jìn)而來(lái)減小裂縫的有害程度。
3土木工程大體積混凝土施工中存在的主要問(wèn)題
3.1 結(jié)構(gòu)材料不達(dá)標(biāo)
根據(jù)相關(guān)建筑工程行業(yè)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)分析,在目前多數(shù)建筑工程項(xiàng)目中,大體積混凝土原材料還不能夠達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量要求。為了提高工程建筑的質(zhì)量,在工程項(xiàng)目施工中,混凝土材料必須能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)在施工的過(guò)程中要確保砂石骨料的選擇具有一定的含水量,并且要定期進(jìn)行含水量的監(jiān)測(cè),從而保證混凝土強(qiáng)度能夠滿足目前的施工要求。
3.2 技術(shù)規(guī)范不標(biāo)準(zhǔn)
大體積混凝土在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行配比的過(guò)程中雖然技術(shù)規(guī)范都達(dá)到了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)程度,但是由于在施工的過(guò)程中與實(shí)驗(yàn)室存在著一定的差異,因而按照實(shí)驗(yàn)室規(guī)定進(jìn)行配合與分析,使得其在施工的過(guò)程中能夠達(dá)到混凝土施工強(qiáng)度要求模式。
4 大體積混凝土施工之前的準(zhǔn)備工作
由于大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高,所以它的原材料必須需注意以下幾點(diǎn):對(duì)于粗骨料采用盡可能大粒徑,但不宜大于40mm,所含泥土不得呈塊狀或包裹石子表面并含泥量不得不超過(guò)1%。細(xì)骨料:當(dāng)采用不含有機(jī)質(zhì)的中砂,細(xì)度模數(shù)控制在 2.5,含泥量不大于 2.5%。粗砂時(shí)含泥量不得超過(guò) 3%。外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻和料宜采用粉煤灰、礦渣粉等;由于混凝土的澆筑方式為泵送,為了改善混凝土的和易性便于泵送,考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求,采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r,其粉煤灰取代水泥的最大限量為 25%。粉煤灰對(duì)水化熱、改善混凝土和易性有利盡可能按設(shè)計(jì)和規(guī)范摻用外加劑,減少單位體積水泥用量,外加劑應(yīng)有質(zhì)保書和復(fù)驗(yàn)單,配制計(jì)量要正確。攪拌用水采用自來(lái)水,局部較大體積的混凝土用水,用冰塊先降溫然后再用來(lái)攪拌混凝土,有效地降低混凝土的入模溫度。大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,以降低單方混凝土的水泥用量。水泥采用低水化熱的水泥品種配制混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等。
5 大體積混凝土施工過(guò)程中的質(zhì)量控制
在大體積混凝土施工過(guò)程中,由于施工復(fù)雜,繁瑣,因此,對(duì)它的要求也很高。混凝土澆筑時(shí)在每臺(tái)泵車的出灰口處配置 1~2 臺(tái)振搗器,因?yàn)榛炷恋奶涠缺容^大,在 1.5 米厚的底板內(nèi)可斜向流淌1 米遠(yuǎn)左右,2 臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)下部斜坡流淌處振搗密實(shí),另外2~4 臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)頂部混凝土振搗?;炷敛捎蒙唐坊炷粒没炷吝\(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),配備專職測(cè)溫人員,按兩班考慮。對(duì)測(cè)溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé),按時(shí)按孔測(cè)溫,不得遺漏或弄虛作假。測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔,換班時(shí)要進(jìn)行交底。測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與外部溫度之差達(dá)到 25 度或溫度異常,應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人,以便及時(shí)采取措施。新澆筑的混凝土水化速度比較快,蓋上塑料薄膜后可進(jìn)行保溫保養(yǎng),防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫,同時(shí)可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。停止測(cè)溫的部位經(jīng)技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后,可將保溫及塑料薄膜逐層掀掉,使混凝土散熱?;炷恋闹行臏囟扰c表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之的差值均應(yīng)小于 20℃;當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí),不大于 25℃-30℃。大體積混凝土澆筑面大,混凝土澆筑量大要求連續(xù)澆筑,不得留施工縫,故施工前應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,制定具體澆筑方法。混凝土拆模時(shí),混凝土的溫差不超過(guò) 20℃。其溫差應(yīng)包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。
6 結(jié)束語(yǔ)
在土木工程施工中,大體積混凝土施工比較常見(jiàn),而大體積混凝土施工是一項(xiàng)比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ろ?xiàng)目,要想保證大體積混凝土的施工質(zhì)量就要全過(guò)程的進(jìn)行質(zhì)量控制。在施工之前要做好組織管理工作,制定完善的規(guī)章制度,并且將職責(zé)落實(shí)到位。對(duì)于施工中所用的混凝土要詳細(xì)的了解相關(guān)的性能,在施工中的注意事項(xiàng),了解混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,制定完整的防治措施。在施工的過(guò)程中,要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督工作,施工工藝要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行,協(xié)調(diào)好各方面的工作,保證工程優(yōu)質(zhì)高效的完成。
參考文獻(xiàn):
[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1997.
[2]皮育暉,陳仕周.澆注式瀝青混凝土在橋面鋪裝中的應(yīng)用[J].中外公路,2006,12(1).
[3]朱伯芳.大面積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制.北京:中國(guó).
[4]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》 JGJ55-2002
[5]《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009
[6]念紅芬,楊華舒,華靜.水工大體積混凝土溫度裂縫成因及對(duì)策研究[J].云南水力發(fā)電,2005.
【關(guān)鍵詞】土木工程建筑;混凝土結(jié)構(gòu);施工技術(shù)
引言在城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展當(dāng)中,土木工程具有十分重要的位置,我國(guó)社會(huì)對(duì)土木工程建筑的品質(zhì)具有較高的標(biāo)準(zhǔn)??墒?,在土木工程的建筑行業(yè)當(dāng)中,混凝土材料被大量運(yùn)用,混凝土材料品質(zhì)對(duì)土木工程的總體水平具有直接影響。因此,混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)對(duì)土木工程建筑越發(fā)關(guān)鍵,這也令混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)更加嚴(yán)謹(jǐn)??墒?,當(dāng)前土木工程的施工建設(shè)依舊具有一些無(wú)法忽略的問(wèn)題,相關(guān)部門及企業(yè)必須積極配合,將混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進(jìn)行改良,從而提升土木工程產(chǎn)品的質(zhì)量以及總體施工能力。
一、土木工程中混凝土裂縫的原因
(一)外界溫度差異導(dǎo)致
土木工程的施工當(dāng)中,混凝土溫度會(huì)被外界所影響。在實(shí)踐當(dāng)中,外界溫度減少時(shí),混凝土表層與內(nèi)部溫差則變大,從而產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力。
在實(shí)踐當(dāng)中,溫度應(yīng)力會(huì)由于混凝土中以及表面溫度而產(chǎn)生變化,隨著溫差的增加,溫度應(yīng)力則會(huì)越來(lái)越大,溫度應(yīng)力成為了混凝土出現(xiàn)裂縫的一個(gè)根本因素。對(duì)于實(shí)施土木工程而言,通常需要進(jìn)行大面積混凝土的澆筑,可是當(dāng)前土木工程施工中,大面積混凝土澆筑通常較為厚重,如此則會(huì)令地基束縛混凝土。這種束縛會(huì)令混凝土出現(xiàn)裂縫,這也是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因。
(二)混凝土水化熱引發(fā)的裂縫
混凝土在攪拌時(shí)會(huì)出現(xiàn)熱量,在混凝土施工當(dāng)中,施工面積較大,混凝土結(jié)構(gòu)斷面厚度也會(huì)增加,這在較大層面令混凝土表面系數(shù)比過(guò)低,為水泥本身熱量的散發(fā)形成較大的影響,最終令大量熱量匯聚于混凝土當(dāng)中,從而令混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量較難散出,隨著內(nèi)部溫度的上升,加大混凝土表面與內(nèi)部溫度,最終令混凝土中出現(xiàn)的各類裂縫,為土木工程的施工具有較大影響[1]。
(三)混凝土自縮而出現(xiàn)裂縫
對(duì)于混凝土的生產(chǎn)而言,通常會(huì)在混凝土內(nèi)添加一些硅灰,雖然對(duì)提高建筑品質(zhì)十分有利,可是硅灰的添加則在某種程度中加大了混凝土的自縮值,成為了裂縫出現(xiàn)的主要原因。
除卻生產(chǎn)環(huán)節(jié)而言,水泥硬化當(dāng)中大多數(shù)水分會(huì)隨之蒸發(fā),這些蒸發(fā)的水分會(huì)具有自縮值,在所蒸發(fā)的水分超出混凝土自身的自縮值時(shí),則會(huì)令混凝土產(chǎn)生裂縫。
二、土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點(diǎn)
(一)設(shè)計(jì)原理
對(duì)于土木工程建筑而言,施工單位在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)施工中,需考量混凝土自縮性與溫度應(yīng)力的控制方面,謹(jǐn)防產(chǎn)生混凝土裂縫。對(duì)于設(shè)計(jì)而言,施工單位還需考量混凝土選擇材料的問(wèn)題,需要選擇優(yōu)秀的混凝土材料,以便令施工品質(zhì)獲得保障。
(二)施工技術(shù)分析
1.控制水泥量
在水化當(dāng)中,水泥中會(huì)排放出熱量,由于被混凝土表層參數(shù)所影響,水泥熱量的排放較難實(shí)現(xiàn),從而令混凝土產(chǎn)生各種溫度應(yīng)力。想要令混凝土溫度應(yīng)力降低,則需令水泥用量適量降低。在產(chǎn)生混凝土?xí)r,可通過(guò)相關(guān)材料取代一些水泥,獲得更佳的攪拌效果,加快混凝土內(nèi)匯集的熱量可以完全排放。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的狀態(tài)下,低熱水泥已經(jīng)在市場(chǎng)當(dāng)中出現(xiàn),此類水泥可以令水泥現(xiàn)象降低,其熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通水泥,對(duì)混凝土溫度變化的掌控更加有力,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的施工而言,施工單位可選擇低熱水泥,令水泥現(xiàn)象降低。
2.強(qiáng)行降溫
想要提升混凝土結(jié)構(gòu)的施工品質(zhì),在施工當(dāng)中,施工單位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行質(zhì)量控制,可透過(guò)強(qiáng)制降溫,令混凝土降溫。比如施工人員可預(yù)先在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)定水管,且在水管中添加冷水,通過(guò)冷水的作用控制混凝土內(nèi)的溫度。
3.科學(xué)、有效掌控混凝土澆筑溫度
外界環(huán)境溫度會(huì)較大程度對(duì)混凝土澆筑溫度具有影響,令混凝土具有溫度應(yīng)力。為謹(jǐn)防以上狀況的產(chǎn)生,在混凝土建筑當(dāng)中,施工單位需盡可能避開(kāi)高溫條件,杜絕大面積澆筑。假如需要在較高溫度狀況下進(jìn)行施工,則需綜合降溫,通過(guò)冷卻方式,控制混凝土澆筑溫度。
(三)減少地基約束力
混凝土中溫度應(yīng)力擴(kuò)大后,其約束力也會(huì)加大,想要控制內(nèi)部約束力,則需通過(guò)具體方法,減少內(nèi)部溫度,以此掌控混凝土結(jié)構(gòu)的約束力。對(duì)于降低溫度應(yīng)力而言,施工單位應(yīng)當(dāng)綜合考量保溫方法,有效掌控混凝土外部、內(nèi)部的溫度差,獲得良好的溫度應(yīng)力。對(duì)于混凝土澆筑而言,假如混凝土澆筑面積過(guò)厚,則會(huì)令地基產(chǎn)生約束力。所以,想要令混凝土厚度減少,則需通過(guò)滑動(dòng)層,設(shè)定滑動(dòng)層,以便降低外部約束力。
(四)加快提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能
首先,調(diào)配材料比例?;炷敛牧系恼{(diào)配和混凝土性能、質(zhì)量具有直接聯(lián)系,通常施工單位需透過(guò)科學(xué)技術(shù)方式、計(jì)算公式獲取混凝土材料的調(diào)配比,在生產(chǎn)混凝土以前,技術(shù)人員需要挑選可信性較高的配比,確?;炷两Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。
其次,添加增強(qiáng)材料與添加劑。對(duì)于混凝土的生產(chǎn),可以適量添加增強(qiáng)材料,令混凝土的抗裂性能提高。并且,還可以添加相應(yīng)的添加劑,加快調(diào)整混凝土的自縮值。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,只有真正把握土木工程建筑施工中混凝土相應(yīng)的施工技術(shù),有效運(yùn)用于施工當(dāng)中,才可以降低混凝土施工中的問(wèn)題,確?;炷两Y(jié)構(gòu)的施工品質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1]閻旭,張翔.土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下).2013.(2):246
[2]楊輝.土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版).2014.(22):200201
[3]曾秋.鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].中國(guó)建材科技.2013.(4):124126
[關(guān)鍵字] 建筑結(jié)構(gòu) 大體積混凝土 施工質(zhì)量
[中圖分類號(hào)] TU3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-1-233-2
1 土木工程中的大體積混凝土概述
1.1 大體積混凝土的定義
混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一,它主要是由砂石、骨料、水泥和水等物質(zhì)按照一定的比例混合攪拌而成,而大體積混凝土若是從字面上理解,就是體積較大的混凝土構(gòu)件,但這種解釋顯然是不準(zhǔn)確和片面的。
對(duì)于大體積混凝土的定義,各國(guó)均有不同的界定,如日本的JASS5中對(duì)大體積混凝土的定義為:結(jié)構(gòu)斷面最小厚度為0.8m以上,水化熱引起混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之間的差超過(guò)25攝氏度的混凝土,即大體積混凝土;美國(guó)ACI則認(rèn)為:任何就地澆筑的大體積混凝土,其尺寸之大必須要求解決水化熱引起的體積變形問(wèn)題,以此來(lái)減少混凝土裂縫;根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的GB50496-2009中的有關(guān)規(guī)定,可將大體積混凝土定義為:混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體的最小尺寸大于等于1m的體量較大的混凝土,或是有可能因?yàn)榛炷林性牧纤療嵋饻囟茸兓褪湛s造成有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。該規(guī)范中對(duì)大體積混凝土的定義可簡(jiǎn)單理解為以下兩個(gè)方面:一方面是結(jié)構(gòu)物實(shí)體斷面尺寸大于等于1m;另一方面是混凝土內(nèi)、外部溫差大于25攝氏度。
1.2 土木工程中大體積混凝土存在的部位
在土木工程中,大體積混凝土一般都存在于結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部位,如筏板基礎(chǔ)中的底板、高層建筑的基礎(chǔ)承臺(tái)、橋梁結(jié)構(gòu)的柱墩、特種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)等。正是因?yàn)榇篌w積混凝土都出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部位,所以它的質(zhì)量?jī)?yōu)劣,直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,為此,必須在大體積混凝土中施工過(guò)程中,采取合理、可行的施工技術(shù),并做好施工質(zhì)量控制,以確?;炷恋恼w質(zhì)量。
1.3 大體積混凝土的特點(diǎn)分析
大體積混凝土最為典型的特點(diǎn)是水泥使用量較大、斷面多、結(jié)構(gòu)表面容易產(chǎn)生裂縫等。由于水泥水化后會(huì)釋放出大量的水化熱,從而會(huì)使混凝土產(chǎn)生出較大的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,當(dāng)這部分應(yīng)力超出混凝土承受極限時(shí),便會(huì)造成混凝土表面開(kāi)裂,隨著裂縫的出現(xiàn),混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性必然會(huì)受到嚴(yán)重影響。所以,在大體積混凝土施工時(shí),必須采取有效地措施防止裂縫的產(chǎn)生。
2 建筑結(jié)構(gòu)中大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施
2.1 施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)
(1)原材料選用。
①水泥。為了有效地避免大體積混凝土開(kāi)裂的情況發(fā)生,必須合理選用水泥,一些低水化熱的水泥應(yīng)作為首選,如礦渣水泥、火山灰水泥等。同時(shí)在確?;炷翉?qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求的條件下,應(yīng)盡可能減少水泥用量。在實(shí)際施工中,應(yīng)建立一套較為嚴(yán)格的水泥選用標(biāo)準(zhǔn),由于水泥用量較大,很難按照施工要求的數(shù)量一次性進(jìn)場(chǎng),這就需要加強(qiáng)對(duì)水泥質(zhì)量的檢驗(yàn),質(zhì)量不合格或是不符合設(shè)計(jì)要求的水泥不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),這有助于確保混凝土的整體質(zhì)量。
②骨料。粗骨料可選用碎石或是卵石,其最大粒徑不得超過(guò)鋼筋最小間距的3/4,若是采用泵送時(shí),應(yīng)根據(jù)管道直徑確定最大粒徑,同時(shí)粗骨料中不得含有有機(jī)雜質(zhì),含泥量應(yīng)小于等于1%。而細(xì)骨料則宜選用中砂或是粗砂,含泥量應(yīng)小于等于3%,采用泵送時(shí),砂的細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.6-2.8這一范圍內(nèi)。
③粉煤灰。其屬于一種摻和料,不僅能夠提高混凝土的可泵性及和易性,而且還能減少水泥用量,有利于降低水泥水化熱。粉煤灰的選擇應(yīng)注意細(xì)度和粒度,磨細(xì)加工應(yīng)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是,在建筑地下室大體積混凝土施工時(shí),粉煤灰的摻入量不得影響到混凝土的抗?jié)B性能,應(yīng)通過(guò)計(jì)算來(lái)確定,絕對(duì)不可隨意加大或是減少。
④外加劑。在大體積混凝土施工中,常用的外加劑主要有以下幾種:防水劑、減水劑、膨脹劑以及緩凝劑等。合理選用外加劑能夠減少水的用量,這樣也可以起到降低水化熱的作用。外加劑的實(shí)際用量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。
(2)混凝土配合比設(shè)計(jì)。
在對(duì)混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能利用其60d或是90d的強(qiáng)度作為依據(jù),這樣可以減少水泥用量,但采用這種設(shè)計(jì)方法時(shí),必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位同意,而且還應(yīng)滿足施工荷載的要求。混凝土配合比應(yīng)當(dāng)按照所用材料并通過(guò)試配進(jìn)行確定,通常情況下,水泥用量應(yīng)控制在260-300kg/,水灰比則應(yīng)小于等于0.6,泵送時(shí)砂率應(yīng)控制在0.4-0.45為宜,并按照配合比設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制坍落度,不得通過(guò)加水的方式隨意增大坍落度。
2.2 大體積混凝土施工階段的質(zhì)量控制
(1)混凝土澆筑。
在進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí),應(yīng)當(dāng)按照整體連續(xù)不間斷的要求,并充分結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋疏密程度以及混凝土供應(yīng)情況等條件進(jìn)行;基礎(chǔ)底板厚度超過(guò)1.3m時(shí),應(yīng)采用分層法進(jìn)行澆筑,分層厚度應(yīng)控制在0.6-1.0m為宜,而大塊底板應(yīng)在平面上將其分為若干個(gè)小塊進(jìn)行施工,這樣有利于減少溫度和收縮應(yīng)力,從而降低裂縫的產(chǎn)生幾率;為了進(jìn)一步減少混凝土底板的內(nèi)外約束,可在澆筑前在基層上設(shè)置滑移層;進(jìn)行分層澆筑時(shí),上層鋼筋的綁扎應(yīng)當(dāng)在下層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行,同時(shí)為了提高分層澆筑各層之間的結(jié)合度,應(yīng)在下層混凝土表面上設(shè)置鍵槽;分層澆筑的間隔時(shí)間應(yīng)為3-5d,并盡可能大于5d;若是夏季天氣較為炎熱時(shí)進(jìn)行施工,應(yīng)采取有效措施降低混凝土內(nèi)部溫度,如在拌合水中摻入冰塊或是摻入適量的粉煤灰等等;為避免混凝土離析,當(dāng)自由傾落高度大于2m時(shí),應(yīng)設(shè)置串筒,其與漏斗之間的間距不得大于3m;應(yīng)采用振動(dòng)棒對(duì)混凝土進(jìn)行振搗,操作時(shí)應(yīng)快插慢拔,每個(gè)點(diǎn)位的振搗時(shí)間不應(yīng)低于30s,分層建筑時(shí),振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右,這樣能夠消除層間接縫。
(2)混凝土養(yǎng)護(hù)。
大體積混凝土在澆筑完成后,應(yīng)于12h內(nèi)進(jìn)行澆水覆蓋,并按照選用的水泥確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間,如普通硅酸鹽水泥應(yīng)不少于14d,礦渣、火山灰等水泥不得少于21d。夏季施工時(shí),可以采用灑水、噴水、草袋覆蓋等方法對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù);冬季施工時(shí),因環(huán)境溫度較低,應(yīng)采用保溫材料提高混凝土表面及其四周的溫度,以此來(lái)減少混凝土的內(nèi)外溫差,這樣能夠有效防止裂縫的產(chǎn)生。
3 結(jié)論
總而言之,大體積混凝土施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作,由于影響施工質(zhì)量的因素相對(duì)較多,為此,在實(shí)際工程中,必須采取科學(xué)合理、行之有效的措施控制好施工質(zhì)量。這就要求施工人員必須熟練掌握大體積混凝土的施工技術(shù),并在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作,只有這樣,才能確保工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]朱偉.復(fù)雜地質(zhì)條件下長(zhǎng)大群樁及承臺(tái)大體積混凝土施工[D].西南交通大學(xué).2009(6).
[2]朱曉君.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制探討[A].國(guó)際航運(yùn)協(xié)會(huì)2008年會(huì)暨國(guó)際航運(yùn)技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2008(5).
[3]樊勝軍.史澤運(yùn).劉振江.某振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度控制技術(shù)[J].混凝土施工技術(shù).2011(7).
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);控制
中圖分類號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
l.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力保障安全,是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)
量指標(biāo)結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工水準(zhǔn),也與結(jié)構(gòu)的正確使用(維護(hù)、檢測(cè))有關(guān)。工程的安全性主要決定于設(shè)計(jì)者者的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),當(dāng)然此外也有施工者的水準(zhǔn)問(wèn)題,也與結(jié)構(gòu)的合理使用與維護(hù)、檢測(cè)緊密相連。目前,建筑部門關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的安全管理水準(zhǔn)較低,而國(guó)際上同類規(guī)范較高,出現(xiàn)事故較少,即使出現(xiàn)重大天災(zāi)人禍,損失也較輕微。我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)規(guī)范的欠缺就表現(xiàn)在牢固性方面差,結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒(méi)有足夠的承載能力。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是建筑安全的保障,是土木建筑工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)的第一要考慮的問(wèn)題,安全設(shè)計(jì),即便建筑局部出現(xiàn)損壞也不會(huì)引起其它部分損壞甚至大范圍連續(xù)破壞倒塌造成極大的損失和悲劇,這是安全設(shè)計(jì)應(yīng)具備的最基本的能力。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度,如此,即便出現(xiàn)爆炸、地震等災(zāi)難,關(guān)系著工程的質(zhì)量和使用壽命,然而由于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)起步晚,發(fā)展比較落后,在實(shí)際操作中出現(xiàn)了很多問(wèn)題。
1.2主要體現(xiàn)在以下幾方面:
1.2.1工程設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)偏低。對(duì)土建結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、安全系數(shù)范圍的定位、結(jié)構(gòu)工程的整體牢固性與結(jié)構(gòu)工程的耐久性等幾個(gè)方面。我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)計(jì)及設(shè)置水準(zhǔn),總體上要比國(guó)外同類規(guī)范低。這使得在工程施工中難以按照實(shí)際的區(qū)施工,是導(dǎo)致施工質(zhì)量低的根源。
1.2.2I程設(shè)計(jì)規(guī)范的整體牢固性差。土建結(jié)構(gòu)工程除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外,結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的而應(yīng)該具備的最基本的能力,或者說(shuō)是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度,用來(lái)對(duì)付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯(cuò)導(dǎo)致的災(zāi)難后果,可以減輕災(zāi)害損失。而我國(guó)這方面的問(wèn)題并不少見(jiàn),很多工程的整體性差,因火災(zāi)、地震、人為破壞而造成的整體倒塌另人矚目,尤其是在地質(zhì)情況復(fù)雜、土質(zhì)承載能力差的地區(qū),在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)不重視設(shè)計(jì)與設(shè)置前的論證及安全等級(jí),造成的問(wèn)題十分普遍,所造成的后果也是觸目驚心。
1.2.3土建結(jié)構(gòu)工程的耐久安全性差、正確使用與維護(hù)意識(shí)相對(duì)較差。我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范中,把土建結(jié)構(gòu)工程耐久性的重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求上,而對(duì)環(huán)境因素的作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及:翻鼙周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕)下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少或基本不考慮,并且在很多方面沒(méi)有細(xì)致的規(guī)范。而混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故或降低土建結(jié)構(gòu)的使用壽命的問(wèn)題十分普遍,不僅僅是設(shè)計(jì)單位忽視了其嚴(yán)重性,就其使用者也沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí),其普遍性和嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過(guò)于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害。
2.加強(qiáng)木工工程安全性和耐久性控制措施
2.1改善我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性,是符合社會(huì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的基本要求??偟膩?lái)說(shuō)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題需要引起國(guó)家有關(guān)部門的重視:建議國(guó)家及相關(guān)研究單位或機(jī)構(gòu),強(qiáng)化對(duì)混凝土工程耐久性及對(duì)特殊環(huán)境狀態(tài)下耐久性的基礎(chǔ)理論研究,并制定技術(shù)規(guī)范和有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)督措施;科學(xué)的編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測(cè)與評(píng)估要建立從業(yè)人員的注冊(cè)制度和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制與常設(shè)機(jī)構(gòu);完善土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù)機(jī)制,強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念和意識(shí);用科學(xué)的管理手段把握和約束從業(yè)人員的注冊(cè)和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)的認(rèn)證,規(guī)范土建結(jié)構(gòu)工程安全性及耐久性的管理體制,學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),以人為本,注重人性化管理與科學(xué)管理相結(jié)合,逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強(qiáng)制性質(zhì),并鼓勵(lì)科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步;合理制定和設(shè)置土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全及耐久性水準(zhǔn),主管部門、研究機(jī)構(gòu)實(shí)事求是組織論證,在建筑結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)上,建議集思廣益,收集不同意見(jiàn),使規(guī)范具有實(shí)實(shí)在在的科學(xué)性先進(jìn)性和可操作性。
2.2從具體而言可以從兩方面進(jìn)行考慮:
2.2.1設(shè)計(jì)的安全性。①?gòu)墓芾砩媳WC設(shè)計(jì)的安全性。選擇資質(zhì)等級(jí)高、實(shí)力強(qiáng)、管理先進(jìn)的設(shè)計(jì)單位,掌握最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法,擁有最先進(jìn)
的設(shè)計(jì)設(shè)備,其設(shè)計(jì)人員素質(zhì)較高,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)比較豐富,其設(shè)計(jì)成果質(zhì)量往往也很高。②加強(qiáng)理論學(xué)習(xí),熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算理論及方法,提高設(shè)計(jì)素質(zhì)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)方法的掌握程度直接影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。③ 設(shè)計(jì)計(jì)算不漏項(xiàng)一般來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)者考慮到的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目都能滿足安全要求。對(duì)幾起設(shè)計(jì)事故的分析表明,設(shè)計(jì)事故多數(shù)是由設(shè)計(jì)者疏忽而漏掉某個(gè)項(xiàng)目 l起的。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真對(duì)待,對(duì)于每一部分的數(shù)據(jù)都要認(rèn)真核對(duì)。④設(shè)計(jì)圖紙要詳細(xì)。由于施工人員素質(zhì)差異很大,設(shè)計(jì)者應(yīng)該本著吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度對(duì)某些細(xì)節(jié)詳加說(shuō)明以便于不同的施工者都能理解圖紙的意思,能夠嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工,從而避免因圖紙的問(wèn)題造成的工程質(zhì)量事故。⑤加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)管發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)文件審核實(shí)施后,設(shè)計(jì)單位與施工單位要保持聯(lián)系,及時(shí)糾正施工人員的理解錯(cuò)誤,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)核對(duì)設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)改正。對(duì)施工人員提出的建議,要給以足夠的重視。
2.2.2設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
①?gòu)墓芾矸矫娲龠M(jìn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)招投標(biāo),并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)比、論證。在確保安全的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)考察經(jīng)濟(jì)性,兼顧美觀等,優(yōu)中選優(yōu)。這樣會(huì)促使設(shè)計(jì)單位盡可能拿出最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案,為國(guó)家節(jié)約開(kāi)支。
②不要一味采用標(biāo)準(zhǔn)圖。采用標(biāo)準(zhǔn)圖能大大降低設(shè)計(jì)工作量,加快設(shè)計(jì)進(jìn)度,減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。但由于沒(méi)經(jīng)過(guò)計(jì)算,為保證安全,只好采用高標(biāo)準(zhǔn)系,列容易造成成本超支。設(shè)計(jì)人員應(yīng)有吃苦耐勞的精神,對(duì)可能壓縮費(fèi)用的地方進(jìn)行仔細(xì)核算,在保證安全的基礎(chǔ)上,爭(zhēng)取拿出最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。
③ 注意減少多參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)的安全累積。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)是個(gè)多因素問(wèn)題,涉及材料選擇、截面形狀、尺寸、鋼筋用量、合理布置等,所以,對(duì)于同一荷載,設(shè)計(jì)結(jié)果并不惟一,但必須滿足構(gòu)造和強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)該使構(gòu)件美觀經(jīng)濟(jì)。
④ 協(xié)調(diào)相關(guān)部門關(guān)系,克服本位主義,以大局為重一個(gè)工程往往與其他單位發(fā)生關(guān)系,比如提供數(shù)據(jù)、拆遷等。如果這些單位能以大局為重,積極配合,將大大減少工程費(fèi)用。
3.結(jié)語(yǔ)
土木建筑工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)事關(guān)重大,關(guān)系著工程的質(zhì)量和使用壽命,因此要加強(qiáng)設(shè)計(jì)的重視,保證工程的施工質(zhì)量。要想獲得施工質(zhì)量的保證,要想得到工程設(shè)計(jì)的安全,土木建筑工程結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)是重中之重,它是整個(gè)建筑過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié),不僅關(guān)系著建筑水平的高低,還關(guān)系著人們生命財(cái)產(chǎn)的安全和國(guó)家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]程蕓.試論土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與安全性[J].山西建筑.2008
關(guān)鍵詞: 結(jié)構(gòu)減震, 隔震, 消震, 土木工程
前言:傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震是彈塑性設(shè)計(jì)方法, 采用增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震性能( 強(qiáng)度、剛度、延性) 來(lái)抵御地震作用, 這是被動(dòng)消極的抗震對(duì)策。由于人們對(duì)未來(lái)地震災(zāi)害作用的強(qiáng)度和特性尚不能準(zhǔn)確地估計(jì), 按傳統(tǒng)抗震方法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不具備自我調(diào)節(jié)的能力。因此, 結(jié)構(gòu)很可能不滿足安全性的要求, 而產(chǎn)生嚴(yán)重破壞或倒塌, 鑒于結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)涵蓋范圍太大, 下面討論其中的隔震控制技術(shù)及耗能減震技術(shù)。
一、結(jié)構(gòu)減震控制的概念及分類
應(yīng)用結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)是解決結(jié)構(gòu)工程安全性問(wèn)題的一個(gè)可替代的方法,從而為結(jié)構(gòu)控制理論在土木工程中的應(yīng)用指出了光明的前景。結(jié)構(gòu)控制的概念可以簡(jiǎn)單表述為: 通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)施加控制機(jī)構(gòu), 由控制機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)共同承受振動(dòng)作用, 以調(diào)諧和減輕結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng), 使其在外界干擾作用下的各項(xiàng)反應(yīng)值被控制在允許范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)減震控制根據(jù)是否需要外部能源輸入可分為被動(dòng)控制、主動(dòng)控制和混合控制。被動(dòng)控制是指不需要能源輸入提供控制力, 控制過(guò)程不依賴于結(jié)構(gòu)反應(yīng)和外界干擾信息的控制方法。文中所討論的基礎(chǔ)隔震、耗能減震等均為被動(dòng)控制。
一、隔震控制技術(shù)
1 隔震控制技術(shù)的基本原理
由地震反應(yīng)譜知, 隨周期的增大, 加速度反應(yīng)譜逐漸減小, 通常低層建筑物的剛度很大, 因而周期短, 地震時(shí)輸入其中的加速度較大, 所以如果采取措施加大延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)基本自振周期, 使其遠(yuǎn)離場(chǎng)地的卓越周期, 使結(jié)構(gòu)的基頻處于地震能量高的頻段之外, 將會(huì)有效地降低建筑物的輸入加速度。同時(shí)由地震反應(yīng)譜還可看出, 當(dāng)周期增大時(shí), 位移反應(yīng)譜逐漸增大, 這就是說(shuō)地震時(shí)由于建筑物周期的增大, 反應(yīng)位移將增加, 若同時(shí)再加上阻尼, 反應(yīng)位移將不會(huì)過(guò)大, 而且反應(yīng)加速度下降的效果將更好。
2 常用的隔震裝置及其應(yīng)用
2. 1 橡膠支座的應(yīng)用
現(xiàn)代用于隔震的橡膠支座由橡膠片和薄片增強(qiáng)鋼板粘合硫化加工而成, 容易采用現(xiàn)代橡膠化工技術(shù)制造, 如圖1 所示。它的水平向剛度較低, 而垂直向剛度則很高。這種形式的橡膠支座首先在橋梁上使用。建筑與橋梁所用的橡膠支座結(jié)構(gòu)基本相同,有類似的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)要求, 也同樣具有耐久性、可靠性和包括防火在內(nèi)的環(huán)境耐受性問(wèn)題, 在地震荷載作用下, 橡膠支座可以隔離水平向的運(yùn)動(dòng)分量但在垂直向保持不動(dòng)。因而既可以隔離由于地鐵或公共交通產(chǎn)生的高頻振動(dòng), 也可以保護(hù)結(jié)構(gòu)免受地震或其他振動(dòng)的傷害。
2. 2 鉛芯橡膠支座的應(yīng)用
鉛芯橡膠支座是在疊層橡膠支座中部圓形孔中壓入鉛而成的, 是對(duì)橡膠支座的一大改進(jìn)。由于鉛具有較低的屈服點(diǎn)和較高的塑性變形能力。鉛芯具有提高支座的吸能能力, 確保支座有適度的阻尼, 同時(shí)又具有增加支座的初始剛度, 控制風(fēng)反應(yīng)和抵抗微震的作用。鉛芯橡膠支座既具有隔震作用, 又具有阻尼作用, 因此可單獨(dú)使用, 無(wú)需另設(shè)阻尼器, 使隔震系統(tǒng)的組成變得比較簡(jiǎn)單, 可以節(jié)省空間, 在施工上也較為有利。
三、耗能減震技術(shù)
1 耗能減震技術(shù)的基本原理
結(jié)構(gòu)耗能減震技術(shù)是在結(jié)構(gòu)物某些部位設(shè)置耗能裝置, 通過(guò)耗能裝置產(chǎn)生摩擦, 彎曲彈塑性滯形耗能來(lái)耗能或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量, 以減小主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng), 從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌, 達(dá)到減震控震的目的。而裝有耗能( 阻尼) 裝置的結(jié)構(gòu)稱為耗能減震結(jié)構(gòu)。耗能減震結(jié)構(gòu)具有減震機(jī)理明確、減震效果明顯、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、適用范圍廣等特點(diǎn)。
2 常用的耗能減震裝置及應(yīng)用
2. 1 摩擦耗能裝置
摩擦耗能器是根據(jù)摩擦做功而耗散能量的原理而設(shè)計(jì)的, 目前已有多種不同構(gòu)造的摩擦耗能器, 如Pall 型摩擦耗能器, 摩擦筒制震器, 限位摩擦耗能器, 摩擦滑動(dòng)螺栓節(jié)點(diǎn)及摩擦剪切鉸耗能器等。摩擦阻尼器種類很多, 但都具有很好的滯回特性, 滯回環(huán)呈矩形, 耗能能力強(qiáng), 工作性質(zhì)穩(wěn)定等, 圖2 即為回復(fù)力特性曲線。
2.2 鋼彈塑性耗能器
軟鋼具有較好的屈服后性能, 利用其進(jìn)入彈塑性范圍后的良好滯回特性, 目前已研究開(kāi)發(fā)了多種耗能裝置, 如加勁阻尼裝置、錐形鋼耗能器、圓形( 或方框) 鋼耗能器、雙環(huán)耗能器、加勁圓環(huán)耗能器、低屈服點(diǎn)鋼耗能器等。這類耗能器具有滯回性能穩(wěn)定、耗能能力大, 長(zhǎng)期可靠并不受環(huán)境與溫度影響的特點(diǎn)。圖3 即為典型的回復(fù)力特性曲線。
2.3 粘彈性阻尼器
典型的粘彈性阻尼器是由兩個(gè)T 型約束鋼板夾一塊矩形鋼板而組成, T 型約束鋼板與中間鋼板之間夾了一層粘彈性材料, 在反復(fù)軸向力作用下, 約束T 型鋼板與中間鋼板產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), 使粘彈性材料產(chǎn)生往復(fù)剪切滯形來(lái)增加結(jié)構(gòu)的阻尼, 耗散輸入的振動(dòng)能量, 從而減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。
四、結(jié)構(gòu)減震控制的最新研究及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
由地震反應(yīng)譜知,隨周期的增大,加速度反應(yīng)譜逐漸減小,通常低層建筑物的剛度很大,因而周期短,地震時(shí)輸入其中的加速度較大,所以如果采取措施加大延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)基本自振周期,使其遠(yuǎn)離場(chǎng)地的卓越周期,使結(jié)構(gòu)的基頻處于地震能量高的頻段之外,將會(huì)有效地降低建筑物的輸入加速度,從而達(dá)到減震的作用?;A(chǔ)隔震是在建筑結(jié)構(gòu)底部與基礎(chǔ)頂面之間設(shè)置隔震控制體系,使上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分離。通過(guò)隔震體系隔離地震波向上部結(jié)構(gòu)的輸入,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)基本周期,減小輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量,降低建筑物地震反應(yīng),使結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)減小,實(shí)現(xiàn)地震時(shí)建筑物只發(fā)生較輕微的運(yùn)動(dòng)和變形,從而保障建筑物的安全。目前隔震研究的重點(diǎn)和今后的發(fā)展在以下兩個(gè)問(wèn)題上:
1 近場(chǎng)強(qiáng)地震條件下, 沿?cái)鄬悠屏逊较蛴幸粋€(gè)很強(qiáng)的加速度與位移脈沖。當(dāng)位移脈沖超出隔震系統(tǒng)的最大允許位移時(shí), 結(jié)構(gòu)會(huì)與限位裝置發(fā)生碰撞, 對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊。這種沖擊對(duì)結(jié)構(gòu)的安全是有害的。
2 結(jié)構(gòu)阻尼的分布影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征已經(jīng)為人們所認(rèn)識(shí), 通過(guò)在結(jié)構(gòu)的特定部位設(shè)置阻尼器控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性, 減弱結(jié)構(gòu)在地震中的動(dòng)力反應(yīng)使結(jié)構(gòu)更安全是目前隔震研究中的熱點(diǎn), 目前主要集中在新型阻尼器的研究上, 如何使阻尼器在小位移下就可以有效地產(chǎn)生所需的阻尼。
五、 結(jié)語(yǔ)
目前, 世界上許多國(guó)家開(kāi)展了結(jié)構(gòu)減震技術(shù)與理論的研究,并致力于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)是一門科學(xué)性和技術(shù)性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用減震控制技術(shù), 能很好地減小地震反應(yīng)從而降低抗震等級(jí), 同時(shí)建筑物的總造價(jià)增大不多。另外, 隨著結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的發(fā)展, 減震系統(tǒng)造價(jià)不斷減低, 減震房屋的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)越來(lái)越突現(xiàn)。結(jié)構(gòu)減震技術(shù)代表著未來(lái)抗震技術(shù)的發(fā)展方向, 值得大力推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] 周福霖. 工程結(jié)構(gòu)減震控制[M] . 北京: 地震出版社, 1977.