工程结构论文范文
时间:2023-03-20 07:40:09
导语:如何才能写好一篇工程结构论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
1条文编写原则
鉴于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的编写原则是“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”,将不可避免地导致两本标准在有关施工过程的质量控制条文内容上的一些重复.对此,在编写时考虑了以下原则:1)标准不同适用范围原则:在编制《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203过程中,在“过程控制”的相应条文编写时,只针对为实现施工质量合格验收的某些重要施工环节作出基本要求;而对于《砌体结构工程施工规范》,则对施工全过程的质量控制作出较具体的规定.2)条文细化原则:由于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203遵循“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”的编制原则,因此,与之配套使用的《砌体结构工程施工规范》的个别条文内容不可避免地要涉及规范GB50203中的“过程控制”的相应条文.对此,在编写《砌体结构工程施工规范》条文时,着重对砌体结构工程施工过程中的操作技术要求进行细化,作出详细规定,以区别于规范GB50203针对施工过程控制的原则要求.3)标准完整性原则:对《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203“过程控制”涉及的部分内容,在施工规范中不需要再细化时,考虑到其内容的重要性和标准编写的完整性,同时也是为了保证两本规范间的协调一致,对GB50203的相关条文进行了引用.
2关于湿拌砂浆、干混砂浆及专用砂浆使用时间的规定
砌体施工中的砂浆使用时间是特指砂浆的可操作时间,即砂浆从加水拌合后到仍能施工而不影响其性能的最长时间间隔,而非等同于砂浆的凝结时间.湿拌砂浆是由专业生产厂将加水拌合后的砂浆运到施工现场的成品砂浆.由于砌体施工速度较慢,为使砂浆在一定时间内能保持其可操作性,生产厂一般通过掺加不同种类添加剂及控制添加剂用量等方法调节砂浆的凝结时间,实际上也是调整了砂浆保持可操作性的使用时间,且通过试验保证所提供的砂浆在可操作时间内不会影响砂浆性能.因此对湿拌砂浆的使用时间应按厂房提供的说明确定.干混砂浆是专业厂家生产的除拌合水外的砂浆粉状混合物,在加水拌合后即可使用的砂浆.为了解干混砌筑砂浆使用时间与强度的关系,规范编制组对西安市3个不同生产厂家的干混砌筑砂浆进行了试验分析.试验所采用砂浆类型均为DMM5,分别放置0、2、4、6、8h后,适量加水使得砂浆稠度保持在约70mm,通过制作砂浆试块对其强度进行试验,结果表明,随着使用时间的延长,砂浆强度有所降低,其中不同厂家的砂浆在0~8h强度损失最小约12%,最大超过30%,因此,施工过程中对干混砂浆的使用时间应按厂方提供的说明书确定.专用砂浆中的外加剂种类、用量存在差异,其凝结时间也不同,因此,其使用时间应以厂方提供的说明书为准.
3关于现场搅拌砂浆使用时间3h、2h的规定
砌筑砂浆采用现场拌制时,随着使用时间的延长,砂浆的流动性降低,砂浆稠度变小,砂浆操作性变差,这时如果再加水拌合(重塑)后使用,会影响砂浆的强度.原国家标准《砖石工程施工及验收规范》GB203-83编制组曾进行了M5和M5水泥石灰砂浆、M5水泥粘土砂浆、M5微沫砂浆拌合后停放时间对强度影响的试验,试验砂浆的稠度为80mm左右,气温为20~30℃(室内实验室气温).在试验过程中,砂浆稠度随停放时间的延续而减小,为模拟施工状态,对稠度减小的砂浆再加水拌合,使砂浆稠度与初拌时基本相同.试验结果表明:在一般气候状况下,水泥砂浆和水泥混合砂浆在3h和4h使用完,砂浆强度降低一般不超过20%,虽然对砌体强度有所影响,但降低幅度在10%以内,又因大部分砂浆在之前使用完毕,故对整个砌体的影响仅局限于很小的范围.另外,砌体强度除与砌筑砂浆相关外,还与瓦工的操作方法及精心施工程度密切相关,在施工中加强现场质量控制和监督检查,完全可以保证砌体的砌筑质量.当气温较高时,水泥凝结加速,砂浆拌制后的使用时间应予缩短.同时,近年来设计中对砌筑砂浆强度普遍提高,水泥用量增加,因此对现场拌制的水泥砂浆和水泥混合砂浆统一按水泥砂浆的使用时间进行了规定,即“现场搅拌的砂浆应随拌随用,拌制的砂浆应在3h内使用完毕,当施工期间最高气温超过30℃时,应在2h内使用完毕.”该规定不仅对施工质量有利,同时便于现场施工时的控制和管理.
4施工质量控制等级施工前的评审及施工中的检查规定
砌体的施工主要由手工操作完成,质量受到许多人为因素的制约和影响,为保证砌体工程的施工质量,现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203已参照有关国际标准,按施工现场质量管理水平、砂浆强度试验及搅拌、砌筑工人技术熟练程度等因素对施工质量控制等级进行了分级规定.为了保证施工过程中的质量控制等级满足设计要求,在国家标准《砌体结构工程施工规范》中,一方面要求施工前对承建工程的施工队伍进行施工质量控制等级审查、认定,同时在施工过程中对现场质量管理、砂浆与混凝土强度、砂浆拌合、砌筑工人技术等级等四要素要求适时检查监管.当发现施工质量控制等级的有关要素变化将引起施工质量控制等级下降时,应立即停工整顿,采取有效措施,使之回复到要求状态,再进行正常施工.为便于施工质量控制等级的审查、认定和检查,规范附录中提供了相应的表格.
5块材浇水湿润程度
改用相对含水率的规定试验研究和工程实践证明,砌体施工时砌块的湿润程度对砌体的施工质量影响较大:例如采用干砖砌筑不仅不利于砂浆强度的正常增长,大大降低砌体的抗压和抗剪强度,影响砌体的整体性,而且砌筑困难;相反,采用吸水饱和的砖砌筑时,会使刚砌的砌体稳定性差,且易出现墙体平面外弯曲、砂浆易流淌、灰缝厚度不均、砌体抗剪强度降低.关于砖含水率对砌体抗压强度的影响,湖南大学曾通过试验研究得出两者之间的相关性,即砌体的抗压强度随砖含水率的增加而提高,反之亦然.根据砌体抗压强度影响系数公式得到,含水率为零的烧结粘土砖的砌体抗压强度仅为含水率为15%砖的砌体抗压强度的77%.关于砖含水率对砌体抗剪强度的影响,国内外许多学者都进行过这方面的研究,试验资料较多,但结论并不完全相同.可以认为,各国(地)砖的性质不同,是试验结论不一致的主要原因.一般来说,砖砌体抗剪强度随着砖的湿润程度增加而提高,但是如果砖浇得过湿,砖表面的水膜将影响砖和砂浆间的粘结,对抗剪强度不利.美国Robert等在专著中指出:砖的初始吸水速率是影响砌体抗剪强度的重要因素,并指出,初始吸水速率大的砖,必须在使用前预湿水,使其达到较佳范围时方能砌筑.前苏联学者认为,粘土砖的含水率对砌体粘结强度的影响还与砂浆的种类及砂浆稠度有关,砖含水率在一定范围时,砌体的抗剪强度得以提高.近年来,长沙理工大学等单位通过试验获取的数据和收集的国内诸多学者研究成果撰写的研究论文指出,非烧结砖的上墙含水率对砌体抗剪强度影响,存在着最佳相对含水率,其范围是43%~55%,并从试检结果看出,蒸压粉煤灰砖在绝干状态和吸水饱和状态时,抗剪强度均大大降低,约为最佳相对含水率的30%~40%.由于各类砌筑用块材的吸水特性,如吸水率大小、吸水和失水速度快慢等的差异(有时存在十分明显的差异,例如从资料收集中得到,我国各地生产的烧结普通粘土砖的吸水率变化范围为13.2%~21.4%),以及环境温度、湿度的不同,块材砌筑时适宜的含水率也应有所不同.因此,需要在砌筑前对块材预湿的程度采用含水率控制是不适宜的.为了便于在施工中对适宜含水率有更清晰的了解和控制,块体砌筑时的适宜含水率宜采用相对含水率规定.根据国内外学者的试验研究成果和施工实践经验,以及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的相关规定,本次规范制定中,按照块体吸水、失水速度快慢,对烧结类、非烧结类块体的预湿程度采用相对含水率控制,并对适宜相对含水率范围分别作出了规定.
6后置拉结筋的施工质量检查的规定
近年来,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋,施工中常采用后植筋,这种施工方法虽然方便,但常常因锚固胶或灌浆料质量问题,钻孔、清孔、注胶或灌浆操作不规范,使钢筋锚固不牢,导致作用在植筋上的拉力不能有效通过化学粘结剂向混凝土中传递,起不到应有的拉结作用.因此,在本次规范制定中编制组从确保工程质量考虑,增加了后置拉结筋施工工序规定及对后置拉结钢筋进行现场非破坏性检验的规定.为了保证抽样检测结果具有代表性,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋现场实体检测的抽检数量,参照了现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB/T50344对建筑结构抽样检测的最小样本容量规定,即实际检测时抽检的样本容量不应少于最小样本容量的限定量.检验结果应符合设计及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的有关规定.
二关于节能减排政策的贯彻
为了贯彻节能减排的方针政策,《规范》在编制中主要从以下方面进行了体现:1)在材料方面,积极推广节能环保材料(如烧结类空心砖和空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块及人工砂、山砂、海砂等)和工厂化预拌砂浆在砌体结构工程中的应用,并在《规范》中对新型材料的性能和使用要求作出了相应的规定.2)《规范》中专门纳入了环保章节,特别对施工过程中可能会对环境造成污染和危害的方面做出了明确规定.3)对复合夹心墙的施工要求作出了相应规定,有利于砌体房屋在节能减排领域的推广应用.
三标准的先进性
1)预拌砂浆、专用砂浆以及新型块材的推广应用,不仅符合节能环保、发展绿色建筑的理念,也有利于建筑施工技术的工业化发展.2)针对不同种类块材吸水率差别较大的状况,对块材浇筑前浇水湿润程度要求采用了相对含水率的控制方法.3)强化施工前及施工过程中对砌体施工质量控制等级的认定及检查、整改,并编制了专用表格.4)对夹心复合墙的砌筑技术要求提出了规定.5)按照经修订的现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2011中填充墙连接方式的要求,对填充墙与主体结构之间的连接进行了规定,并提出了填充墙砌体后置拉结钢筋的植筋工艺及实体检测要求.6)注重环保和安全施工.
四结语
篇2
钢结构制作质量通病包括加工零部件、构件的尺寸出现偏差不符合要求,构件的拱度不符合设计或者规范的要求,构件发生严重的变形,加工零部件、构件的表面出现损伤不平整。钢结构焊接质量通病包括焊缝外形尺寸不符合要求,焊接时出现飞溅、咬边、焊瘤等现象,构件焊接完成后存在弧坑、气孔、焊渣等毛病。钢结构紧固件连接质量通病包括拧紧程度不一、同厚度连接件螺杆露出螺母长度不均、采用气割或电焊割进行扩孔,高强螺栓拧紧后的扭矩值不符合规定等。钢结构吊装质量通病包括基础质量偏差不符合设计要求,基础螺栓位移、螺杆损坏,吊装构件变形严重或拱度变化引起的安装尺寸不符合要求。
2钢结构工程施工质量通病预防及纠正措施
2.1钢结构制作质量通病的预防处理措施
对于钢结构制作质量通病包括加工零部件、构件的尺寸出现偏差不符合要求时,可以采取以下几个预防纠正措施。首先保证在放样以及下料时要认真严格,加强质量检查的监控力度;其次,在完成钻孔、弯曲以及切削等工序时要严格按照设计图纸和相关的施工质量验收规范的要求执行,完成的质量要符合相关的标准规范和规定;最后,保证各工序之间的交接验收制度的严谨性,对于没有经过质量监控人检查验收确定合格的零部件、构件严禁流转至下一个工序。对于构件的拱度不符合设计或者规范的要求时一般可以采取以下几种方式来预防此类通病的出现。在放样、下料时明确构件的起拱高度值,与此同时,事先放出所需起拱量的料场尺寸;在拼装时一定要按照设计以及规范的要求,根据经验选择合适正确的加工方法以获得正确的拱度;完成构件加工后,对构件运输、吊装以及翻转时,要采取相应的措施保护构件,预防构件的拱度发生改变。对于构件出现严重变形后,要及时的采取纠正措施来补救,一般当构件的变形超过了设计和规范的要求,可以根据工作经验采取相关的矫正工艺进行矫正,以达到设计值;对于刚度较差的构件,进行翻身前可以先加固处理,翻身后再找平;对称进行拼装节点的焊接,与此同时,还要有相应的反变形措施。很多情况下,由于未对零部件以及构件的表面进行保护而导致这些部件的表面出现损伤,尤其是螺栓、高强螺栓的钻孔、连接件接触表面和端铣面,一般在对构件进行安装前,对于表面出现损伤的构件要进行打磨处理,以达到设计和规范的要求。
2.2钢结构焊接质量通病的预防处理措施
一般,我们可以通过在焊接之前先确定合适的焊接工艺,在焊接过程中选择适合的坡口角度,严格要求焊工的操作水平,控制拼装的质量等措施保证焊缝的外形尺寸。避免出现飞溅、咬边、焊瘤等现象一般会采取以下几个措施,选择合适的焊接电流,掌握好焊条的角度以及熟悉运条手法。若使用碱性焊条要先烘干焊条,注意接地电缆和反接极的接法,如果出现了飞溅则用砂轮打平。在焊接前要先处理焊缝,彻底清理干净焊缝,防止留有油污之类的杂物,在选择焊接材料时要考虑母材的性质,焊条、焊丝和焊剂等焊材要符合质量标准,并且与母材相匹配。在焊接时要使用引弧板防止出现弧坑,在进行多层焊时要先清除上层的熔渣再进行下一层的工作。
2.3钢结构紧固件连接质量通病的预防处理措施
在进行拼装或者安装之前,要先将由于连接件产生的变形进行矫正,平直后再进行拼装和安装工作,对螺栓拧紧时,要按照正确的操作步骤进行,由中间向外侧对称进行,使用的工具要和螺栓的型号规格相符。使用的螺栓长度应符合设计要求,不能随意改变其长度。若发现孔径或孔距出现偏差时,要先采取过冲孔或者补焊措施再重新制孔,禁止使用电焊以及气焊进行扩充。构件接触的摩擦面要按照设计和施工规范的要求进行处理,处理完成后要对摩擦面采取保护措施,但是不能涂油漆和污损。在拧紧高强螺栓时要选择相应的扳手。这些措施可以保证高强螺栓拧紧后的扭矩值。
2.4钢结构吊装质量通病的预防处理措施
基础施工必须要进行交接验收,如果出现较大的偏差,要让基础承建单位负责处理完成再进行交接。放线定位要准确再进行埋设地脚螺栓,要确定复查没有问题再进行混凝土浇筑,在浇筑过程中要有专业人员检查确定地脚螺栓的定位。浇筑完成后,地脚螺栓要采取相应的保护措施,防止出现丝扣损伤。在吊装过程中,要缓慢的放置钢柱,以防损坏或者碰弯螺纹。在吊装前要对将要吊装的构件进行矫正处理,这样可以防止吊装过程中影响拱度值。如果需要吊装长构件要采取防止失稳措施,保证吊装过程中拱度值不变。若在安装时发现安装的尺寸有偏差,要采取相应的纠正措施,不要强行安装或者私自改变连接的位置以及尺寸,防止安装时出现误差。
3结语
篇3
在转换层的施工过程中,采用的支撑系统施工工艺包括常规浇筑施工、叠合浇筑施工以及载荷传递施工三种。
(一)常规浇筑施工。在对转换厚板或者转换梁进行施工的过程中,首先采用的施工方式为一次支模浇筑混凝土成型施工方法。由于转换层底模及施工载荷较大,支撑系统从转换层底直至底层地面,采取一次支模浇筑施工方法尤其适合与需要使用多种支撑材料,转换层位置较低的施工条件。
(二)叠合浇筑施工。所谓叠合浇筑施工就是在浇筑施工过程中将厚板、转换梁等待浇筑结构分为2-3次进行叠合浇筑。该种浇筑方法的基本原理是充分利用首次浇筑混凝土所形成的板梁结构作为第二次混凝土浇筑的支撑结构;利用第二次浇筑获得的结构作为第三次混凝土浇筑的支撑结构。在使用该种浇筑施工工艺的过程中,因为厚板、转换梁下的支撑系统只需要能够承载首次混凝土浇筑产生的载荷以及重量即可,能够有效的降低整个结构下部钢管的支撑符合,达到减少模板材料的目的。同时,采取分层浇筑施工的方式能够显著降低混凝土凝固过程中产生的大应力、高水化热等对混凝土结构造成的影响。
(三)荷载传递施工。该种施工方法是利用支撑系统,将转换层结构的转换厚板、转换梁施工过程中的施工载荷以及自重均匀的分配到各个楼层中的施工方法。在采取该种施工方法的过程中,必须精确计算支承楼板的详细数据。在具体的载荷传递施工过程中,可以使用两种方法实现:使用钢牛腿或者梁下斜撑支架系统将转换层底部的大部分载荷传递至混凝土柱;使用转换梁下排架系统将剩余的载荷传递至下层若干楼层。
二、工程结构转换层钢筋施工工艺技术
篇4
对于防空地下室,在主体结构设计包括两个方面:一是包括屋顶,外侧墙壁,地板及其他部件的主要结构设计,二是防护设计,包括入口和消波保护系统(防护设备),其中包含了保护密不透风的防护门的入口和出口的选择,框架墙和入侵的计算,进口和出口渠道(包括通风竖井)墙,和其他几个方面的计算,而消波系统含有抗爆破活门的选择和扩散室(箱)的设计。因此,地下室人防结构设计有以下特点。(1)可以减少结构设计的可靠性,一般建筑结构的pf<10,而人防结构的pf<6%,(2)考虑动态反应,(3)结构构件可以被视为国家塑性工作;(4)材料设计强度可以提高,(5)注意构造要求。
人民防空的任务是据国防需要,动员和组织群众采取防护措施,预防和减少空袭的危害。除了疏散措施外,是最重要的战时防空措施。地下室结构设计的主要内容包括两个方面:第一,包括屋顶,外墙,地板及其他部件的结构设计的主要结构设计,第二孔口防护设计,包括入口和波保护系统(防护设备),其中载有防护密闭防护门的入口和出口的选择,门墙,入侵的计算,进口和出口渠道(包括通风竖井),以及其他几个方面的计算墙,而波系含有抗爆阀的选择和扩散室(箱)设计,然后,对结构设计和一般设计不同的内容?
首先,可以减少结构设计的可靠性,一般建筑结构pf≈10的可靠性,同时人防空结构≈6%,第二,考虑的动态响应,第三,塑料结构构件可以考虑的工作,第四,材料设计强度可以提高,实验表明,在快速加载,当有更明显的变化发生的力学性能主要是实力,但塑性变形行为包括相同的基本属性,因为,案例这种结构的工作的有利影响,如钢的强度可提高1.15至1.5倍,混凝土强度可增长1.5倍,这在材料的设计强度考虑完成全面调整系数实现。第五,注重建设的要求,人防设计与一般的建筑设计不同,设计的结构更为严格的许多国防要求,所以只考虑没有考虑到结构性措施,只有受力的计算,是不合理的,还应该考虑构造措施。
根据以上对地下室结构设计特点的基础上,我们可以判断设计,①平时和战时的一般原则参加土木结构设计的地下室的条件的控制,一般来说,只涉及五,六人防设计,屋顶的结构基本上控制了战争,而侧面墙壁和地下室的地板,由于不同结构类型的实际情况确定,②只有强度检查,在动载荷的作用下,由于核爆结构变形韧性比限制,允许已使用的各种成分和比例确定延性允许控制,一直被认为是变形的极限,因此,在地下室结构设计中,不再是一个独立组成部分的构造变形和检查裂纹进行验算;③只考虑核攻击;④注意的设计控制标准协调的各部分,以避免出现不一致导致结构破坏当地局部破坏,失去了建筑的保护作用;⑤地面和地下承重结构体相互协调,不能出现之间实力相差较大的情况。
2地下室人防改造设计的具体技术
2.1荷载取值与组合
地下室墙体弯曲和剪切计算,永久荷载效应由土压力的影响引起,可变荷载效应控制时,土压力的组合对部分负荷因子1.2;永久荷载的组装,负载因素的影响的控制分1.35。对于地面活荷载,同样应受侧压力系数相乘,而不是设计计算,(HiStruct注)如果我们采取最高级别的水压力,自重是一般的设计为基础,分项系数参考值到地下油罐设计规范。地下室的地板的强度计算,与《建筑结构规范》(GB50009-2001)第2.2.5的条板的覆土负荷因子的权重1.0。抗浮计算,中板、覆土的部分负荷因素重量为0.9[本条规定可以参照采取新的建筑结构规范][2]。地下室在静止土压力土压力墙面应根据不同的土壤性质采用不同的计算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。
如果没有在房屋基底顶部是开放的空间,其负载将被视为正常或大于消防车消防车负荷可负荷,采取更实际的设计基础控制负荷。另外一个项目的设计,1.55米的高度层表面在地下室顶板例如,活载只考虑4.5KN/m2,不包括覆荷载,消防车荷载。地下车库活荷载值6.0KN/m2,不符合GB50009-2001第4.1.1条,未考虑火灾荷载,或在施工过程和使用的载重车中可能出现的负荷,相对于火灾荷载值以较高者为准。(HiStruct注)应该考虑预压10kN/m2建设。
2.2地下水与抗浮
地下水位及其浮动幅度是地下室抗辐设计的一个重要依据,对实际的设计往往是地下室抗浮只考虑极限状态,施工过程和洪水的关注不足,而在施工过程中,因为没有足够的抗浮产生局部破坏的结果。此外,实际在同一大地下室的总在建立一个高层和低层的楼宇,而地下室的面积很大,形状没有规则,除了上面有没有地方建设,例如抗浮问题是比较难以处理,但详细的分析和处理。
通用设计的问题,如:地下水调查报告未能确定,或计算的调查报告未提供的水浮力表及其幅度,在第GB50007-2002第2.0.2条;坡道是不是抗浮检查,坡道和主处理子系统关节缺席;抗浮检查不符合要求,GB50009-2001第2.2.5条。
2.3裂缝及控制方法
地下室混凝土墙在收缩时,因墙体结构本身和基础条件等,将有较大的拉应力,即收缩裂缝,0.2mm的是地下室墙体裂缝宽度控制在0.2mm的权限内,它的钢筋量通常通过裂缝宽度控制。在工程中许多设计,地下室防水远离的弯曲幅度计算的结构构件,有的没有考虑荷载分项系数,有的在底部铰接,多层多跨连续失败的时间来计算,地下室的墙壁和地板结构没有连接在缺少检查(GB50108-20014.1.6条被违反)计算合理和地下室墙体裂缝,后浇带的位置设置不当,没有建立长期建设留置后浇带(GB50010-2002,第9.1.1条被违反),与主体结构连接的户外入口不设沉降缝等,没有解释墙施工缝或后浇带的细节图案,出现违反设计规范,渗漏现象。作为一个大底盘设计地下室的项目,形成下大底盘的基础也有天然地基,桩基,刚性桩复合地基(GB50011-20012.2.4条被违反),基础设施后浇带只能于施工阶段使用。
2.4外墙计算模型
地下室墙配筋计算:不同项目的外部配筋的计算,凡与帮助壁柱墙,并须由双向配筋计算的规模之间没有区分壁柱各种尺寸大小,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。通按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直方向的外墙是钢筋混凝土墙贴在墙上的板或壁柱部分尺寸较大(如高层建筑之间)护墙板的双向板计算配筋以外,在墙上的其余部分应得到垂直板是正确计算方法。垂直载荷(轴向力)的外墙支持桩,内外侧也应适当加固加强。外墙墙体水平分布根据扶壁柱横截面的大小,可适当添加一个横向另配负筋给予加强,墙角转角,也应适当地与此加强。
2.4.1门框墙
由两部分组成所受荷载,一是在墙上直接作用的荷载qe=200KN/m21;二是分别按门扇的型号、大小计算确定的门的等效静载标准值。
2.4.2临宅墙
依工程实际情况和规范表4.5.7取其等效静荷载标准值为l30KN/m2。
篇5
【摘要】随着现代化步伐的加快,我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开,同时质量问题越来越成为人们关注的焦点,近年频繁出现的一些质量事故,如桥梁垮塌、房屋倒毁、路基沉陷等直接关系到人民群众生命财产安全,引起有关部门的高度重视。因此,我们必须重视和加强公路工程现场施工中的工程质量管理及检测,提高公路工程施工质量。而在公路工程质量检测过程中,土方路基最大干密度、无机结合料基层最大干密度、沥青混合料中沥青含量和钻孔桩沉淀层厚度等问题最易引起施工、监理和建设单位的争执,本文提出了解决这些问题的具体办法。
【关键词】公路工程质量土方路基
一、施工过程中常见的八项工程质量通病
1.防护工程和结构物表面粗糙。混凝土结构物表面不光滑,外观不美观。
2.高填土下沉。深填、高填、半填半挖、桥头引道高填土或立交桥互通匝道填方,往往会在通车一段时间后下沉,究其原因,一方面在于施工因素,如压实控制不好、分层过厚、冬施措施不当等,另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等,均会出现此问题,它会使路面变形、开裂或下陷。
3.沥青路面早期破损。是指路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损。
4.桥梁伸缩缝和桥头跳车。由于桥头填土的沉降与桥台沉降有差异,以及伸缩缝、桥头搭板做得不好,在桥台处形成台阶,影响行车的舒适和安全,并对桥梁产生很大的冲击力。
5.软土地基超限沉陷。软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等。
6.预应力结构孔道压浆不实。由于灌浆强度低,在孔道内填充不饱满,易产生预应力钢筋的锈蚀,对于通过灌浆握裹钢材来传递预加应力给结构混凝土的作用将有所削弱。
7.路面不平。路面不平出现的主要原因有:基层平整度控制不严,甚至出现波浪式起伏;路面施工控制不力,摊铺机及压路机的操作人员水平较低;基准线或滑靴失控,从目前路面施工情况看,滑靴已基本取代基准线但仍有其局限性。
8.水泥路面断板、开裂。由于土基强度不够或不均匀,或在春秋两季施工的混凝土路面白天与晚上的温差大,而产生较大的翘曲应力致使板体开裂。在施工过程中应严格控制路基和基层的密实度、强度、稳定性、均匀性。控制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标,使用合格路用水泥和低碱含量水泥,同时禁止使用小窑水泥。另外,板块混凝土的过振,会产生分层离析,也将导致板块裂缝,所以振捣时要注意易产生不密实的部位的振捣,防止发生过振产生的混凝土分层。根据近几年的研究表明,为防止断板、开裂现象的发生,可采用碾压式干硬性混凝土,同时预留的伸缩缝必须符合要求。二、解决土方路基最大干密度、无机结合料基层最大干密度、沥青混合料中沥青含量和钻孔桩沉淀层厚度等问题的具体办法。
随着公路建设项目管理水平、质量监控体系、监管办法和机械化施工水平的逐步提高,全社会对公路工程质量的要求也在不断提高,而公路工程质量的优劣是靠具体的检测方法和检测数据来评定的,这些质量检测方法和检测数据是否科学、真实、有效,越来越成为公路工程建设者关注的焦点。笔者就几个在公路工程质量检测中常见问题谈谈自己的理解和做法。
1.土方路基最大干密度。土方路基施工检查压实度时,须先经室内标准击实试验得出最大干密度和最佳含水量,以工地上实测路基土的干密度占最大干密度的百分比得出压实度。实践证明,室内试验方法的不同,将直接影响最大干密度数值的科学性。
2.无机结合料基层的最大干密度苏北地区高级路面基层、底基层大多采用二灰碎石、石灰土等无机结合料,在检测其压实度时,常发现有“虚假合格”和“超密”现象,笔者认为这主要是参照标准的科学性不够造成的。由于施工时拌和不均匀性,对于二灰碎石基层应根据不同碎石含量分别击实,绘制碎石含量与二灰碎石干密度之间的关系曲线;石灰土层也应根据不同石灰剂量绘制其与干密度的关系曲线。在中间检查或复检时,除检测其实际达到的干密度,还应分析二灰碎石中的碎石含量和石灰土中的石灰剂量分别在其关系曲线中找出对应的最大干密度来计算实际达到的压实度,以保证检测结果的科学性、公正性。下面两组数据反映了无机结合料中配合比变化,最大干密度变化的情况。
3.沥青混合料中沥青含量。检测沥青混合料中沥青含量目前常用离心抽提法,虽然其原理简单,但是操作方法对检测结果有很大影响。做抽提试验前后,滤纸是否烘干,烘干后放置多久称重,对计算滤纸增重即矿粉的质量很重要。在烘干室温冷却30分钟后,滤纸吸潮趋于稳定,这时称量滤纸质量对检测结果影响就很小。
4.矿料的称重。对于石灰岩,由于表面比较致密,烘干后冷却至室温的过程中不会吸取空气中的水分,而对多孔的玄武岩,在室温下吸潮率及对检测沥青混合料中沥青含量有很大的影响。对于有孔或多孔性矿料应在烘干后,应立即放入干燥器中冷却至室温,再称取矿料质量,否则暴露在空气中时间越长,对检测结果的影响越大。
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【摘要】本文结合工程实例,详细阐述了高层建筑地下室基坑支护结构设计处理与施工监测措施,探讨了在场地条件限制下,采用钻孔桩和钢板桩,钢筋混凝土水平支撑和工字钢水平支撑两种不同的支护结构体系结构设计要点和科学验算,对其施工技术进行了扼要介绍,对支护结构施工效果进行了监测和评析。
【关键词】基坑支护;结构设计;支撑;监测
1.工程概况湖南住宅建筑工程东面为小区道路,距路边约20m;南面为单层临建某酒店,间距约5.5m,该临建基础采用600喷粉桩,桩长约15m,但现场观察有部分墙体有不同程度的开裂,是基础不均匀沉降引起的,如果地下室深基坑支护结构有较大变化,就会对该酒店造成较大不利影响;西面为围墙,距离约10m,北面是八层宿舍楼,间距约13m。该建筑物占地成矩形,长55.52m,宽18.5m。总建筑面积约15500m2,楼高15层,设一层地下室,地下室层高分别为4.4m和3.4m,但外露0.9m在地面上。场地自然标高约为-0.90m,地下室基础承台垫层底标高分别为-6.4m和-7.35m,即地下室挖土深度分别为5.5m及6.45m,具体布置详见图1。图1地下室围堰平面图
2.地质条件
按地质钻探资料提示,地质情况按孔深分层如下:0~3.7m为杂填土,松散;3.7~16.7m为淤泥质粘土,饱和流塑;16.7~24.1m为中细砂角砾层,饱和,中细砂松散,角砾稍密;24.1~26.6m为粉质粘土,饱和硬塑;26.6~29.3m为粉质土层,湿坚硬;29.3~55.5m为强风化花岗片麻岩。地下水位较高,地表下约0.84m。
3.基坑支护结构设计方案的选择
根据该建筑物地形及钻探资料,综合分析该地下基坑有如下几个特点:
(1)基坑开挖深度大。
(2)基坑开挖深度范围内是杂填土、淤泥,土性差;地下水位较高。
(3)地下室南面距某酒店只有5.5m,且酒店有约3.0宽洗车槽场地及海鲜水池设在此5.5m范围内。钻孔桩,喷粉桩等机械无法靠近施工。并且一定要保证酒店正常营业,地下室施工时要保证该酒店建筑物的安全。
通过对多种方案综合分析,最后确定地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型钢板桩围护,其余三面采用钻孔桩800间距1100围护,钻孔桩外侧采用500、400喷粉桩联成止水帷幕。钻孔桩除基坑底为-7.35m部分采用两层水平支撑外,其余钻孔桩均采用一层水平支撑设计,钢板桩采用两层水平支撑设计。第一层支撑体系采用钢筋混凝土梁(其中钢板桩仍使用HK300C工字钢作腰梁,节点利用焊接钢筋锚入支撑混凝土中),中间设φ800钻孔支承桩。第二层支撑体系采用HK300C工字钢。由于部分基础承台阻挡节在二层支撑的支撑桩上,考虑到不能拖延加设支撑的时间,因而先加设支撑,然后支撑与承台混凝土一起浇筑
此设计方案本着“安全、经济、施工方便”的原则,一方面采用钻孔桩及钢筋混凝土支撑,经济合理,节省工程开支,又能保证基坑支护结构有足够的刚度和整体性;另一方面,钢板桩可接驳加长,使桩锤能悬空施打板桩,以解决场地限制问题;另外,钢板桩的抗渗性能较好,钢支撑安拆方便,施工速度快,且钢板及钢支撑可重复使用。
4.支护结构设计的验算取值
4.1钻孔桩的计算(按等值梁法计算)
4.1.1r、Ck、ψk按20m范围内的加权平均值计算,求得:r=15.9KN/m,ψK=120;主动土压力系数Ka=tg2(45-12/2)=0.66;被动土压力系数Kp=tg2(45+12/2)=1.52;查表得K=1.28;eAh=rhKa=15.9×5.5×0.66=57.7KN/m2;eAq=qKa=2.64KN/m2;
4.1.2基坑面以下支护结构的反弯点取在土压力零的d点,视为一个等值梁的一个铰支点,计算桩上土压力强度等于零的点离基坑底面下的距离为:y=Pb/r(K·Kp-Ka)=2.94m。
4.1.3按简支梁计算等值梁的两支点反力,求得:Po=127.3KN/m,Ra=134.6KN/m。
4.1.4计算钻孔桩最小入土深度to=X+Y,X=10m,求得:to=12.94m;t=1.13×to=14.62m;Lh+t=5.5+14.62=20.12m。综合考虑桩长取L=20m。
4.1.5按剪力为零处弯矩最大,求得最大弯距:Mmax=246.8KN/m。
4.1.6采用800径钻孔桩,每隔1100mm布置,最大弯矩设计值:Mmax=246.8×1.1×1.2=325.8KN/m桩混凝土等级为C25,通过常规方法计算,钻孔桩选配1620(对称配筋,承受最大弯矩每侧配密)。
4.2水平支撑GL1的截面设计。水平支撑GL1的截面尺寸定为500×900mm,作用于GL1的竖向荷载包括GL1的结构自重g=1.25KN/m和支撑顶面的施工荷载q=9.7KN/m2,作用在支撑结构上的水平力包括由土压力和坑外地面荷载引起的围护墙对腰梁QL1的侧向力。可按围护墙沿腰梁长度方向分布的水平乘以支撑中心距确定,即支撑的轴向力为NO=7.5Ra=7.5×134.6=1009.5KN。
水平支撑GL1按偏心受压构件计算。取内力标准值综合系数为1.2,则GL1上的弯矩M=1.2×(g+q)lo2/8=219.1KN/m;轴力为N=1.2No=1211.4Kn,为了构造简便,GL1采用对称截面配筋,经按常规方法计算,GL1上下各选配625,(四肢)。
4.3腰梁QL1的截面设计。
QL1梁的截面尺寸定为500×800mm,围护墙沿QL1梁长度方向分布的水力为q=Ra=134.6KN/m,考虑八字撑的影响,QL1梁的计算跨度按规范取lo=(l+l1)/2=5.0m,QL1梁按连续梁考虑。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75KN/m,最大剪力Qmax=0.607,qlo=408.5KN。通过正截面承载力计算及斜截面抗能力计算,选配625(每侧),(四肢)。
4.4工字钢I30的强度验算。查表Wx=472.3×103mm2;(f)=215MPa,得f=Mmax/Wx=106.9MPa<(f)),所以,采用I30工字钢偏于安全。
4.5钢板桩的计算。基坑深6.5m,经验算是一层内支撑不满足要求,为此要用第二层内支支撑。采用现在拉森Ⅲ型钢板桩,其截面特性:Wx=1600×103;f=200N/mm2;最大弯矩设计值:Mmax=1.2189.2=227.04KNm/m;f=Mmax/Wx=142﹤200N/mm2;考虑到现有钢板桩规格等因素,经验算桩长设计为20m,保证深基坑支护结构安全。
4.6第二道腰梁QL2的截面设计。设计采用H钢HK300C,其截面特征值:A=225.1×102mm2;Ix=40948×104mm4;Iy=13734×104mm4;Wx=2559×103mm3;Wy=900×103mm3;ix=135mm;iy=78mm;沿QL2梁上分布水平力q=1.2×243.2=291.8KN/m;M=0.107qLo2=780.7KNm;f=M/Wx=305<315N/mm2。4.7第二层水平支撑QL2截面设计。GL2梁采用HK300C钢梁,其自重q=1.77KN/m;自重产生弯矩M=22.2KN/m;轴向力No=7.5RB=2188.8KN;ε=M·A/N;W=0.089<30;λ=lo/iy=117;ψb=0.374;f=260N/mm2﹤315N/mm2。以上结构设计理论值经验算,符合设计规范要求。
5.基坑支护结构的施工处理措施要点
5.1钢板桩的施工。
为避免施工打工程桩时震动及土壤挤压对酒店的基础影响,所以靠近酒店(平行于A轴)的钢板在工程桩施工前先打,打完钢板桩后在板桩背后做排水沟。
5.2钻孔桩及喷粉桩施工。全部钻孔桩均在工程桩完成后才进行钻孔施工,钻孔桩采用“跳打”的方式施工。喷粉桩按钻孔桩的施工进度分段插入施工。
5.3挖土施工及支撑的设置和拆除
5.3.1钻孔桩完成后,降土约1.3m深(即支撑梁面标高-2.2m),制作第一层支撑,该层支撑完成后大面积回填300mm厚土,支撑面为不少于300mm厚的准石粉石渣,这样一方面保护支撑不被机械压坏,另一方面有利于运泥车在场上行走。
5.3.2地下室大面积降土时,根据加设第一层支撑后,未加设第二层支撑之前,保证钢板桩安全的验算挖土深度来开挖土方,并且通过研究核算决定,除坑底设计标高为-7.35m的部分和靠A轴至钢板桩的范围内挖土至-5.9m深,并按I-I剖面图所示在靠近钢板桩留设土台外,其余部位均大面积降土至标高-6.4m。这样,通过预留土台,增加被动土压力的土坑力,保证钢板桩的安全,充分利用机械挖土,加快施工速度。实践证明该方法是可行的,但不同的土质其留设的土台的宽度不同。
5.3.3第二层支撑应在挖土后两天内加设完成,不能拖延时间,保证整个支护结构安全。
5.3.4全部桩承台施工完毕后,用石粉、石渣将基坑回填至于-5.9m处,这样,使整个基坑底回复于一层支撑的深度,然后拆除第二层支撑,继续填土至能施工地下室底板为止。
5.3.5第一层支撑(-2.2m)待±0.00楼面施工完毕,围堰桩与地下室外壁回填土方至-3.00标高外才拆除。
5.4降排水处理措施。基坑上部采用集水井和排水沟联合排水,虽然钢板桩及粉喷桩止水帷幕抗渗性能较好,但为防止基坑开挖时的雨水、少量渗水及土层含水量的影响,基坑底四周共设8个集水井,井壁用砖砌筑,但砖缝必须疏水,井内径为1.0m,井底标高比施工面低0.8m,井内设潜水泵,集水井用排水沟纵横联接。这样,由排水沟、集水井和抽水设备组成一个简易的降排水系统将地下水位降低至6.0m以下。
5.5钢板桩的回收。完成±0.00楼面,全部支撑拆除后,采用吊车在A~B轴的楼面行车回收钢板桩。
6.施工监测为及时掌握基坑支护工程的变化动态,对该项工程采取专门监测,对所定的监测内容定时进行观测,印制标准表格,进行数据整理,绘制位移(沉降)-时间坐标图,以观察各参数随时间的变化趋势,及时反馈信息,指导土方开挖和后续工程施工。
观察项目包括:
(1)观察南面酒店及北面八层宿舍楼的轴线标高变化,在靠近基坑支护工程的墙转角及中间各设四个三角标志;
(2)观察东面小区道路及西面围墙的标高位移变化,各设两个标志;
(3)钢板桩墙及钻孔桩墙每隔15m设一点,观察水平位移和垂直度。
监测结果表明:从挖土到地下室工程完工,共进行18次监测,在整个监测过程中,围堰的位移、倾斜、支撑变化均正常,周围建筑物、道路、管线安全。主要监测结果如下:
(1)南面酒店的轴线无变化,最大沉降量为3mm。
(2)东面小区道路及西面围墙无明显变化。
(3)钢板桩最大倾斜13mm,最大移位为18mm;钻孔桩的最大位移为4mm,无明显倾斜面。监测结果也说明此基坑支护结构设计方案是十分成功的,并且说明采用钢板桩和钻孔桩,钢支撑和钢筋砼支撑所组成的基坑支护结构,刚度及整体性良好。
7.基坑支护结构技术经济分析
该基坑支护结构的总造价约为252万元,总设计基坑支护长度为156.95m,平均每延长米的费用为1.6万。基坑支护结构施工工期为52d。这对于主要土层内磨擦角仅为9°且挖土深度超过6m的地下室基坑支护工程来说是比较经济和省时的。
8.设计体会与监理结论
8.1地下室基坑支护结构的设计必须满足强度和变形两个方面的要求,特别是变形问题。
8.2针对不同的情况,采用因地制宜的围护措施,不仅能达到围护目的,而且安全经济省时。本工程基坑围护针对不同现场情况,不同开挖深度,综合采用了钻孔桩、钢板桩、卸土、挖土预留土台、钢筋混凝土内支撑和钢内支撑等方法,即达到设计的目的,而且围护费也合理。
8.3内支撑的设置不仅满足整个支护结构计算内力的合理性,同时还要为方便施工创造条件。本工程设上、下两层支撑均采用对撑及角撑,不仅满足设计内力要求,而且有利于机械挖土,且第二层支撑采用工字钢,用电焊联接,施工灵活方便,缩短工期;工字钢可回收重复使用,降低基坑支护费用。
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1平时使用与战时使用相结合。一般情况下,人防工程在平时主要是作为民用的储藏室或者停车场等,但是在战争时期,人防工程主要用作军用的群众避难场所,从这个角度说,地下人防工程既是民用工程也是军用工程。因此,我们在对地下人防工程进行结构设计的时候要充分考虑到地下人防工程的这两种功用,使地下人防工程不仅能够在平时充分发挥其作为储藏室或者停车场作用,还能够在战争时期保证人民群众的生命安全。由此可知,平时使用与战时使用相结合是地下人防工程结构设计的最主要特点。
2钢筋混凝土的结构组成。目前,我国大部分的地下人防工程的结构设计往往采用钢筋混凝土的结构构件,这也是地下人防工程的结构设计特点之一。一般来说,地下人防工程的结构构件在塑性阶段的吸收能力要高于弹性阶段的吸收能力,因此在地下人防工程的结构设计过程中,我们要以结构构件弹性阶段的吸收能力作为主要的参考依据,这样才能够在最大程度上保证钢筋混凝土的结构构件的安全与稳定,促进地下人防工程的结构设计质量的提高。
二、地下人防工程的结构设计策略
地下人防工程是复杂的系统性工程,如何提高地下人防工程的设计质量是建筑行业的发展面临的重大问题,为此我们要加强技术创新,找出地下人防工程结构设计的有效策略,促进地下人防工程的结构设计质量的不断提高。笔者认为地下人防工程的结构设计策略主要有以下几个方面。
1科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件的布置是地下人防工程的结构设计的重要内容,因此必须要采取积极措施,科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件布置的本质是用结构方式来表现建筑平面人防信息,为此我们要根据科学的标准对人防区和非人防区进行合理的划分,在此基础上划分出人防外墙、人防隔墙、人防门框墙和人防临空墙等。其次,我们要对划分以后的墙体按照科学的顺序进行编号,并确定其具体的荷载类型,为接下来的计算过程以及配筋表的编制奠定基础。最后,我们在结束了上述工作的基础上要科学确定墙体的具体厚度以及门框墙的具体的尺寸。综上所述,只有科学布置地下人防工程的平面结构构件,才能使地下人防工程的结构设计质量得到有效保证。
2加强地下人防工程的荷载设计。地下人防工程结构设计的核心内容是根据相关的规定来确定地下人防工程的具体荷载数值。一般情况下,地下人防工程的具体荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型。具体来说,平时地下人防工程的荷载以静态荷载为主,战争时期,地下人防工程会受到一定的冲击,此时的荷载主要以动态荷载为主。其中的难点问题在于动态荷载的设计,笔者认为地下人防工程的动态荷载设计的思路是把爆炸冲击所产生的动态荷载转化为等效的静态荷载,然后在此基础上根据荷载的总体组合状况,按照一般结构力学的具体方法来计算地下人防工程结构的设计内力。地下人防工程的动态荷载之所以能够转化为等效的静态荷载,是由于地下人防工程的动态荷载对于不同结构构件的冲击不一定在同一时间达到荷载的最大值,所以我们可以将地下人防工程的整个结构分割开来独立地计算各个构件的荷载最大值。总体来说,加强地下人防工程的荷载设计是提高地下人防工程结构设计质量的必要措施。
3保证地下人防工程结构构件的质量。地下人防工程结构构件的质量至关重要,它直接决定着地下人防工程结构的安全与稳定,因此我们必须采取积极的措施保证地下人防工程结构构件的质量完全符合相关规范和技术标准的要求。首先,地下人防工程结构构件要采用符合等级要求的混凝土,并保证所采用的混凝土的抗渗等级符合相关要求。其次,要特别注意保证地下人防工程结构构件的厚度符合要求,比如,地下人防工程的密闭通道的隔墙的厚度必须在200mm以上,地下人防工程的连通口处的防护密闭门门框墙厚度必须在500mm以上。因此,我们必须严格按照相关的要求,保证地下人防工程结构构件的质量,只有这样才能真正提高地下人防工程结构设计质量。
4努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。一般情况下,地下人防工程地下室孔口是整个人防工程的关键部位,是地下人防工程结构设计的重要内容,因此我们必须努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。地下人防工程地下室孔口的主要设计内容包括防护密闭门的设计、消波系统的设计、出入口通道内临空墙的设计以及出入口通道门框墙的设计等等。具体来说,门框墙的设计一般情况下是按照悬臂梁来计算的,但是要注意平时使用和战时使用的区别。地下人防工程地下室出入口通道的平时宽度比较大,而对于战时来说,又相对比较窄,在这种情况下,门框墙的悬臂梁长度就会过长,从而引起水平筋过大。此时我们可以通过加设一定的支柱和悬梁来改变门框墙的受力效果,但是这一操作必须要在不影响门框墙的具体使用功能的前提下进行。另外,在地下人防工程地下室孔口的设计过程中,要深入贯彻平战转换的思想方针,使地下人防工程能够在战时迅速投入使用,为广大人民群众提供一个安全的避难场地。
三、结语
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关键词:建筑工程;混凝土;结构设计
近年来,随着我国城镇化发展的深入推进,建筑需求量越来越多。在现代建筑工程施工过程中,混凝土结构是普遍使用的一种结构形式。这种结构具有承载力强、耐久性好、刚度大、耐火性高、安全性高等特点,同时在施工过程中施工成本较低,得到了广泛的应用。在实际中,为了确保建筑混凝土结构的施工质量,实现建筑工程的各项功能,必须对混凝土结构设计中可能存在的问题进行严格的管控,合理分析,并制定相应的解决对策,为建筑工程施工质量的提高打下良好基础。
1建筑工程混凝土结构设计中的不足
1.1地基与基础设计中的问题
在混凝土结构设计中,天然地基独立基础有时因为持力层土层分布不均匀,使基础坐落在软硬不均的土层上,相邻基础沉降差过大,导致基础变形过大;由于地下室在提高建筑稳定性、地基承载力、减少地震破坏以及解决建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此,在很多建筑工程中,经常会设置地下室。当建筑选址在山地上时,由于原始地貌水位较低,设计过程中往往会忽视建筑工程竣工后由于回填土体毛细现象,导致地下室底板及外墙承载力不足,出现墙体裂缝和底板涌水现象,给工程项目带来难以解决的问题和损失。
1.2混凝土上部结构设计中的问题
在混凝土结构上部设计时,还存在一些问题,框架结构中抗震设防防线较少;因梁跨度大,梁截面高度就大,而框架柱截面较小,导致强梁弱柱情况出现;框架—剪力墙和剪力墙结构中,剪力墙布置不均匀,出现单肢剪力墙刚度过大,应力集中,连梁刚度过强等;高层结构中忽视零应力区等现象。这样类似问题出现,会给建筑结构的安全带来隐患。
2混凝土结构设计不足的应对策略
2.1混凝土结构地基与基础设计
在实际工程中,采用天然地基基础形式时,要么基础情况非常好,地基承载力非常高;要么上部荷载较小,楼层数较低,对地基承载力要求也较低,采用天然地基可以使工期短、造价低。但无论如何都要满足地基的强度和变形要求。根据地基基础设计规范的规定,地基承载力特征值低于130kPa、相邻建筑物距离过近可能导致发生倾斜、建筑物附近堆载过大等都应进行变形验算。当基础处于软硬不均的持力层土层上时,要采用褥垫层以调整不均匀沉降。根据具体情况,进行厚度约为500~600mm的换填,并进行分层碾压夯实。采用锥形独立基础时,斜面坡度小于1:3,混凝土能够振捣密实,保证基础强度和高度的要求。在对基础间拉梁设计时,要充分考虑梁上土的重量和柱底荷载拉力的作用,适当的增加配筋,从而保证基础的整体刚度。对于地下室工程,宜建造在密实、均匀、稳定的地基上。当处于不利地段时,应采取相应措施。充分考虑各个构件所承受的荷载,尤其是水浮力,回填土后水的压力会升高。底板的浮力会加大,墙体的水平压力也会增高。针对这样的问题,在建筑使用功能允许的情况下,应将底板和地下室外墙尽量分隔成小跨,以减小压力对底板和外墙的影响,减少开裂情况的发生。同时,可以提高垫层混凝土强度等级,厚度也不小于100mm。
2.2混凝土结构上部设计
上部设计中,宜设置多道防线。(1)对整体建筑的抗震要求进行全面考虑,也就是重视概念设计。抗震设计宜采用平面布置基本均匀,竖向刚度无明显变形、承载力无明显突变的结构体系,不应采用严重不规则结构。因此应选择合理的抗震结构体系和构件截面尺寸以及合适的配筋方式,确保竖向构件有足够的延性,增大构件的塑性变形能力。框剪结构和剪力墙结构设计时,剪力墙应沿着纵横两个方向,布置在建筑周边、电梯间、楼梯间及荷载较大的位置,墙体间距满足规范,同时单片剪力墙的水平剪力不能高于结构底部总水平剪力的30%。在设计第二道防线时,要对剪力墙连梁的跨高比进行严格控制。实践表明,剪力墙连梁跨高比为5时,各项性能是最好的。(2)在进行剪力墙梁、柱设计时,应该坚持强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的原则。此外,对于中震程度建筑混凝土结构,需要考虑第一级别剪力墙,墙肢数量最少要保持4肢。当第一级别的剪力墙进入塑性阶段后,需要在级别较小的剪力墙进行多道设防,避免建筑在震动下过度变形,从而对级别小的剪力墙造成危害。在上部结构设计中,设计者应有选择的将纵横两片剪力墙连接在一起,在遇到中震或者大震时,剪力墙开裂会达到耗能的作用,这样就保持了建筑延性破坏,确保了建筑整体性能不损坏,真正做到小震不坏、中震可修、大震不倒,以保证人民生命财产的安全。
3结束语
在新时期下,不管是业主,还是建设单位都对建筑工程的整体质量有很高的要求,即使是墙体开裂都会对人的心理带来不好的影响。因此结构设计时必须根据具体情况,认真、仔细的对混凝土结构进行设计,并反复审查,发现问题后及时解决,不断优化混凝土结构设计方案,从而促进建筑工程施工质量的提升,为整个建筑工程各项功能的实现提供保障。
作者:毛亚凤 单位:昆明理工大学
参考文献:
[1]张立军.论房屋建筑混凝土施工技术[J].工程技术研究,2017,(2):73+75.
[2]仇文法.建筑工程混凝土施工技术与质量管理[J].住宅与房地产,2015,(28):53+57.
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结合使用概念设计理念中的近似估算形式,可以缩短方案设计初始阶段对各种结构系统的构想、对比和选择时间。而且获得的结构设计方案具有清晰的概念、准确的定性,在后期设计中就不需要再次进行一些繁琐的计算,方案的整体效果非常优异。与此同时,结构设计者还能正确判断使用计算机进行内力分析所得到的相关数据是否具有预期的准确性。在建筑结构设计中使用概念设计是避免出现结构不合理的有效形式,能够迅速排除一切影响建筑物安全的隐患。
将概念设计应用于建筑结构设计中应该把握的若干要点
激烈的发展竞争推动我国建筑企业不断补充能量,汲取先进的建筑结构设计理念,力求持续提升自身市场核心竞争能力。近几年以来,在国外概念设计思想的熏陶下,国内很多建筑结构设计者也在全面总结并完善自身设计理念,积极将概念设计理念实际应用于建筑结构设计工作中。概念设计逐渐成为目前我国建筑领域的主流思想,设计者在这种方式下可以不断挖掘自身潜在的创新技能,给建筑结构设计领域注入新鲜的理念。
1选择使用最佳的结构设计策略
概念设计是一种将专业知识与建筑设计者实践经验有效结合在一起的设计理论,其本质目的是确保使用的结构设计策略在经济适用的基础上,具有很强的实用性。所以,具有一个适宜的结构设计策略是应用概念设计的前提条件,也就是说开展概念设计工作必须首先获得一个能够满足实际要求的结构机制或形式。这个结构机制或形式应该包括建筑结构整体的设置、应力及抗震能力的计算分析,不能将具有差异化的结构机制混杂使用在相同的结构部分,争取满足竖向及平面的规则要求。
在选择最佳结构策略的时候,必须从整体出发,应该将设计要求、结构特征、施工环境、材料情况等多方面因素综合起来进行分析,同时获得顾客的充分支持,然后再开展结构方案及策略的选定,确保方案的最优性。策略的选择是建筑结构设计工作的开端,其选择结果的质量及水平将会直接影响接下来所有的工作,因此,结构设计者必须给予其足够的重视力度。
2采用适宜的计算简图
到目前为止,人们仍然无法完全突破实际空间结构系统整体分析及研究的局限性,在建筑结构的设计过程中必须使用各种简化或假设的形式。所以,结构设计者应该全面掌握建筑物的整体构成,及其各个分区域之间存在的一切力学关系,将概念设计切实运用于实际工作中。适宜的计算简图是建筑工程结构安全性的有效保障,采用恰当的计算简图才能施行正确的结构计算,将建筑工程结构安全隐患消除在萌芽阶段。
结构设计者必须重视计算简图的挑选,结合建筑工程的实际情况使用理想的计算简图,同时保证计算简图全部都能符合标准的构造要求。在实际情况下,虽然结构里的节点并不是单纯的铰结及刚结点,但是只要能够将计算简图的误差控制在预期计划许可的范围内就可以了。
确保计算结果的高度准确性
近几年以来,计算机在建筑领域得到了非常广泛的应用,设计者经常使用不同的软件来协助完成结构设计工作,但是因为软件的类型繁多,导致计算结果之间存在较为明显的差异性。因此选择适当的软件来尽量减少计算结果可能出现的误差是非常有必要的,设计者应该全面掌握各种类型软件的特征、使用要求、适用范围等内容,着重突出相关参数的独特及重要性,结合自身充足的学科理论知识及实践经验来进行分析计算。获得计算结果之后,仍然要保持谨慎的态度再次复核,遇到问题采取措施及时整改。
结构设计者必须从根本上认识到目前所获得的结构设计及计算理论仍然存在或多或少不足的地方,甚至在建筑结构的设计过程中有一些区域的数值是无法进行计算的。例如在设计混凝土结构的时候,设计者根据塑性理论极限状态的设计形式来获得截面的数值,而内力数值则要在弹性理论计算形式的基础上才能实现,这两者之间存在着不能忽视的矛盾。因此,建筑结构实际的受力情况与计算数值之间的差距也较为显著。为了避免这些可能在设计时出现的失误,弥补计算理论存在的缺陷,或者确保计算结果的高度准确性,都需要结构设计者在正确概念设计理念的引导下,采取有效措施实现预期的设计目标。
结束语
篇10
[关键词]工程结构;抗震设防;标准;问题 文章编号:2095-4085(2015)11-0039-02
我国先后经历过比较严重的唐山大地震、汶川地震,地震灾害所带来的损失十分严重。要想解决和减少地震所带来的伤害就需要对各种建筑设施进行防震设计和施工建设,从而间接减少带来的地震危害。
1抗震设防标准
1.1国外抗震设防标准
不同国家由于自身的经济条件、地震危害程度、社会因素、政治因素等方面存在差异,使得在设防标准上也存在很大的差异性。本文主要介绍美国、日本以及欧盟在抗震方面设立的抗震设计标准,希望为我国抗震设计提供一定的经验借鉴。
(1)美国抗震规范。美国抗震规范由于当时经济、政治体制的影响抗震规定也具有多种模板,主要包括抗震技术指南、地方规范、专业结构规范以及国家规范等几种类别。美国联邦紧急事务管理局规定“保证结构在合理超越概率和地震的作用下绝对安全并且不存在损伤”,并且规定了设防目标以及两级抗震设防水准。
(2)日本建筑法则。日本建筑法则对抗震设防设立了两个等级,第一个标准是在中等强度地震作用下,建筑结构要保证不遭受任何程度的破坏,确保建筑、生命、财产的安全;第二个标准是指在强震作用下,建筑物不会发生倒塌或者出现危及人身安全的事故。
(3)欧盟规范。欧盟制定了两级防震设防要求:不倒塌和限制破坏要求。地震作用期限为50年,保证建筑在50年的多次地震作用下,结构不会存在局部破坏或倒塌。
1.2我国抗震设防标准
我国抗震设防标准没有做出明确规定,只是指出在震级8级以下不用设防,9级及以上的话可以采取降低建筑高度和改善建筑平面来减少地震带来的伤害。80年代以后提出了富有时代特色的“小震不坏;中震可修;大震不倒”的设防目标,但是设防标准仍旧存在很多的缺点和问题,主要包括:
(1)设防标准设置过于死板,仅仅通过地震危险性进行等级划分,并没有实际考察设防标准对震区建筑物震害、人员伤亡以及经济损失等方面的具体影响,不能够保证未来发生地震建筑结构的安全性。
(2)对于发生的大震还是小震,全国上下都借助统一标准进行区分,没有考虑不同城市经济、社会、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差异性,容易导致抗震救灾物质的浪费,而对于一些人口密集的震区还有可能存在安全隐患。
(3)当前的设防标准考虑的问题都过于片面,只是考虑建筑结构在地震时不要出现损坏或者是倒塌,并且确保人身安全,但是没有考虑要保证整座城市能够在震后继续稳定的运行。
1.3工程结构抗震设防标准
工程设防的传统思想其实就是利用最低的造价建设满足实用和安全性能的工程,通过不断的探索,人们转变了对工程建筑安全的定义,引入了针对建筑结构安全性的概念。将建筑结构强度R0外部荷载力的变化产生的效应进行比值计算得出R值,如果结构的比值大于1则表明结构安全局,如果小于1则表示结构存在安全隐患。我国的抗震设防标准原则可以用以下公式表示:
E=收益-可能存在-定的损失=最大
其中的收益指的是建筑结构在建设完成之后所获取的全部直接以及间接的精神成果;生产投资则可能是利用货币衡量,再加上建筑结构破坏所产生的各方面影响,通过人数伤亡数据以及对人们日常生活动作的影响,很难由其公式得出。费用一般是一种概念性总称,它主要包括有装修费、施工费用以及材料费等,可以发现在建筑结构设计施工时,工程造价和修复费用本身就是看似毫无关联的,所以要想对在减少工程造价的同时又不会引起维修费用的提升,可以通过优化初始造价和修复费用之间的配比,找出两者之间的一个平衡点。
2工程结构抗震设防标准问题
区地震发生的特点对工程结构进行防震设防处理十分必要。
(1)抗震设防的原则。设防原则有以下几大类别:杜绝和减少人员的伤亡;尽量减少财产的损失;采取相关措施减少人员伤亡;容许工程结构在发生地震时出现小程度的损坏;工程设施在地震发生时确保安全性,并且保证不会向外界排放有毒物质和不会导致发生严重程度的次生灾害。
(2)抗震设防的目标。工程结构在抗震设防时具有非常明确的目标:小震不坏;中震可修;大震不倒。我国也在1989年的相关设防规范文件中采用了这种思想。不过在设防目标上仍旧存在几个方面的问题。首先对大、小震的不倒还是不坏缺乏明确定义,其次只是单纯考虑设防目标并没有考虑工程结构的经济指标,最后没有根据地区的不同,规定设防目标。
(3)抗震设防的环境。一般来讲设防环境并不是一种主观量,它是取决于人们对地震危险性的评估结果和地震的评估方法,更多的是来自于一种客观评估。设防环境是确定设防标准以及设防目标的重要依据,它的准确性评估对于工程结构设防具有非常重要的意义。
(4)抗震设防的参数借鉴。在进行工程设防时,需要借助一定的物理参数进行,国内外使用最多的参数有地震动参数以及烈度参数两种。不过这几年来越来越多的国家倾向于使用地震动参数,因为随着科技的不断进步,烈度参数所暴露出的弊端也越来越多,不能够满足人们的设防需要。
(5)抗震设防的等级。同一类建筑在同一个地区由于受到当地不同政治、经济、文化等方面的影响,再加上震后的影响程度,在考虑设防等级的时候就会存在很大差异。重要性的工程结构一般需要较高的设防等级,相对来讲一些普通的工程结构就不需要设立很高的设防等级。
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