混凝土强度等级范文
时间：2023-03-31 12:04:47
导语：如何才能写好一篇混凝土强度等级，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
关键词：水泥混凝土；强度；影响因素；
Abstract：Concrete quality is good or bad, both on the safety of structures, but also the cost of the structure has great influence, so we must in the construction quality of concrete construction have enough attention. How to control the concrete quality, quality control has become an extremely common and important work. In this paper, theoretical analysis of the concrete, water cement ratio, coarse aggregate and fine aggregate, set cement ratio, concrete technology, concrete construction technology, vibration compaction, conservation of species, temperature and other aspects brief description of cement concrete strength of several factors, the cement concrete structure design, construction and test analysis to provide some ideas.
Keywords：Cement concrete; strength; factors
TU528.45
1.前 言
混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力，强度是混凝土最重要的力学性能。通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。本文就影响水泥混凝土强度的因素做简单的分析。
2.影响水泥混凝土强度等级的主要因素
2.1 水泥对混凝土强度的影响
水泥混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。混凝土抗压强度与混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度及后期强度，而且这些影响贯穿于混凝土中。用早期强度较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。
2.2 水灰比对混凝土强度的影响
从混凝土强度表达式也看出，W/C即水灰比也与混凝土强度成反比，即水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越低。水灰比和混凝土的捣实程度，两者都对混泥土体积有影响，水灰比-孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管空隙率由水灰比所确定。当混泥土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。在使用同种水泥的情况下，水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。
2.4 细集料对混凝土强度的影响
细集料品种对混凝土强度的影响程度比粗集料小，所以混凝土公式中没有反映砂对混凝土强度的影响，但砂的质量对混凝土强度也有一定影响。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把试验配合比与施工配合比混为一谈。
采用碎石拌制的混凝土,其形成的强度要比采用的卵石拌制的混凝土强度高,因为粗糙的表面和较多的棱角,可使碎石在提高与水泥及其水化产物的黏附性和胶结程度的同时,也加大了拌和物内部摩擦阻力的缘故.在古骨料中夹杂着针偏状颗粒给施工带来了不利影响,并引起混凝土空隙率的提高,所以混凝土用的骨料要限制针片状含量.
骨料的最大粒径对混凝土抗压强度和抗折强度均有影响,一方面随着粗集料径增大，单位用水量相应减少，在固定的用水量和水灰比条件下，加大最大粒径，可获得较好工作性，或减少水灰比来提高混凝土强度和耐久性；另一面随着粗集料最大粒径的增加，将会减少泥浆与集料接触面积，是强度降底，同时还会由于振捣不密而降低混凝土强度。所以骨料过大会带来双重影响
2.5集灰比对混凝土强度的影响
对于强度大于35Mpa的混凝土，集灰比的影响就较为明显地表现出来。在相同水灰比时，混凝土强度随着集灰比的增大而提高。这是因为：集料数量增大，吸水量也增大，从而有效水灰比降低；混凝土内孔隙总体积减小；集料对混凝土强度所引起的作用更好地发挥。
2.6混凝土施工技术对混凝土强度的影响
混凝土施工技术对混凝土强度的影响主要包括：模板对混凝土强度的影响。模板及支架在在施工中出现问题，将会直接影响水泥混凝土的强度；混凝土浇筑质量对混凝土强度的影响。在施工过程中必须把混合物搅拌均匀，浇筑后必须振捣密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度；拆模对混凝土强度的影响。混凝土强度不足时，过早拆除支撑模板，过早荷载作用或者超堆荷载会使混凝土粱、板产生裂缝，导致强度降低；混凝土养护质量对混凝土强度的影响。混凝土成型后应在一定的养护条件下进行养护，才能使混凝土硬化后达到预定的强度及其他性能。
2.7试件制备振捣密实对混凝土强度的影响
试验时的试件尺寸、试件湿度和温度、支承状况和加载方式等都会影响同一混凝土最终的强度结果。
试件尺寸试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的尺寸而选用不同试件的尺寸。但是试件尺寸不同、形状不同，会影响试件的抗压强度测定结果。因为混凝土试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向膨胀。而钢制压板的横向膨胀较混凝土小，因而在压板与混凝土试件受压面形成磨擦力，对试件的横向膨胀起着约束作用，这种约束作用称为"环箍效应"。"环箍效应"对混凝土抗压强度有提高作用。离压板越远，"环箍效应"小，在距离试件受压面约0.866α（α为试件边长）范围外这种效应消失。一般都采用 150×150×150（标准试块）
混凝土入模后，通过适当的振捣，在激振力的作用下，排出混凝土内的水泡、气泡，使混凝土组成材料分布均匀密实，在模内充填良好，构件棱角完整、内实外光。如果混凝土在振捣过程中没有振捣密实，混凝土中存在较多气泡或存在缺陷，混凝土强度下降，特别是抗渗混凝土容易造成渗水。如果过振会使混凝土内水泥浆上升，粗骨料下沉，出现分层离析导致混凝土各材料不均匀，强度降低和外观质量差。在振捣完成后在适当温度下养生脱摸。
振捣是配制混凝土的一个重要的工艺过程。振捣的目的是施加某种外力, 抵消混凝土混合物的内聚力, 强制各种材料互相贴近渗透, 排除空气, 使之形成均匀密实的混凝土构件或构筑物, 以期达到最高的强度。为获得密实的混凝土, 所使用的捣实方法有人工捣实和机械振实两种。由于人工捣实弊端很多一般很少应用, 主要是机械振实。
振速同振幅( A) 、振频( n) 的关系可用公式表示。
V=OC×A×n ( 1- 3)
振幅与振频: 由公式可见, 在已定振速的情况下, 振幅大, 振频相应减小, 反之振频相应加大, 在一定临界振速时,相应于每一振频都有一个临界振幅, 在这个临界振幅作用下,可使混凝土得到最大的密实度。此外, 振幅的大小还与混凝土混合物颗粒尺寸大小及流动度有关。如果振幅过小, 难以达到密实, 振幅过大则发生振动不和谐。呈紊乱状态, 这会导致混凝土的分层现象。由此可见, 只要振幅保持在一个适当的范围之内, 振频对混凝土的密实起主要作用。
振动时间: 现在使用的振动器的振速、振幅、振频等参数往往都是固定的, 所以应按照具有不同参数的振动器和混凝土混合物的流动性及结构特性, 决定振动时间, 如果振动时间太少, 则密实效果不会好, 相反, 振动时间过长, 会使颗粒大的石子沉底, 上部多是水泥砂浆或水泥浆及浮水, 形成离析现象, 造成上下不均匀, 降低混凝土强度。
2.8温度的影响
混凝土的硬化是水泥水化和凝结硬化的结果。养护温度对水泥的水化速度有显著的影响，一般的规律是养护温度高, 水泥的初期水化速度快, 混凝土早期强度增长的快。湿度大能保证水泥正常水化所需水分，有利于强度的增长。这对加速施工进度、提高经济效益是十分有利的。还应注意, 即早期养护温度超过某一个值时?养护温度越高, 混凝土的后期强度衰退越多。养护温度高, 混凝土早期( 1～3天) 强度高, 但养护温度在4～23℃之间的后期混凝土强度都较养护温度在32～49℃之间的高。如果是高温( 50～90℃) 蒸汽养护, 混凝土强度还因膨胀而降低混凝士热胀作用主要是在升温中产生, 因此混凝土应有一个较长的预养时间, 使得混凝土在常温下获得一定的结构强度, 并适当的将升温速度减慢, 以尽可能减少热胀的破坏作用。当然, 在负温度下养护混凝土, 由于水已结冰, 水泥水化也就停止了, 如不采取升温措施, 混凝土不但获不到强度,还会使混凝土冻结, 转正温后强度也是很低的, 甚至酥松崩溃。混凝土浇捣成型后立即受冻, 其强度损失为50%以上,如果转正温养护后, 又未使混凝土保持一定的湿度, 情况更加严重, 混凝土将变为酥松体, 直至崩溃。所以在冬季施工,禁止混凝土立即受冻, 必须在获得规定强度后, 才允许受冻,同时转正温后, 应加强浇水养护。对混凝土自身的质量而言,其养护温度在15~25℃最好。
2.9混凝土外加剂和掺合料对混凝土的影响
在混凝土中掺入外加剂，可使混凝土获得早强和高强性能，混凝土中掺入早强剂，可显著提高早期强度；掺入减水剂可大幅度减少拌合用水量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得很高的28d强度。在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与骨料的界面粘结强度，提高混凝土的长期强度。因此，在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料是制备高强和高性能混凝土必需的技术措施。外加剂或掺和料是工业副产品或废料，其产生的危害很大它自身含有放射性、腐蚀行对人体有害、污染环境，混凝土外加剂掺量过多影响混凝土的和易性、凝结时间、可泵性、混凝土硬化强度发展速率、耐久性、抗裂性、结构动载性等。在施工中造成质量问题是不容忽视的
2.10 混凝土硬化时间即龄期的影响
混凝土强度随龄期的增长而逐渐提高，在正常使用环境和养护条件下，混凝土早期强度（3—7天）发展较快，28天可达到设计强度。此后强度发展逐渐缓慢，在混凝土养护过程中温度.湿度和龄期是影响强度形成的主要因素。混凝土在潮湿的环境下养护，形成的强度要远高与干燥环境下形成的强度。因此，为了是混凝土正常硬化，促进强度的形成和提高，应创造和维持一定的潮湿环境，尤其在夏季高温季节，由于气温高，水分蒸发快，要特别注意撒水养护。如果混凝土养护温度过底或冰点下，由于水泥的水化反应的停止，使混凝土强度不在发展，甚至冰冻作用造成混凝土强度的损失。所以再相同湿度条件下，适宜的高温养护有利于强度快速提高。
成型室：20℃±2℃，相对湿度＞50℅
养护箱：20℃±1℃，相对湿度＞90℅
养护水：：20℃±1℃。
2.11混凝土立方体抗压强度
混凝土立方体抗压标准强度(或称立方体抗压强度标准值)系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95％保证率(保证率概念将在本章第三节中进一步叙述)的抗压强度值，以f cu,k表示。混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来划分的。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值(以 MPa计)表示。普通混凝土划分为下列强度等级：C7．5、C10、 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60等十二个等级。混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值的依据，同时也是混凝土施工中控制工程质量和工程验收时的重要依据。
在抗压时应先擦干表面水分，在看外形是否变形；在施加压力时对于强度等级小于C30的混MPa5∕s凝土，加载速度为0.3～0.5 MPa5∕s；强度等级大于C30小于C60时，取05～0.8 MPa5∕s.的加在速度。强度等级大级C60的混凝土，取0.8～1.0 MPa∕s的加载速度。记录破坏荷载并计算。
混凝土强度影响因素众多，本文根据理论分析和施工实践并结合众多工程经验，提出并总结了影响混凝土强度的几大因素。较全面的分析了这些因素对混凝土强度的影响。加强对影响混凝土强度因素的研究, 对于提高现场的施土质量有着重大的现实作用。
参 考 文 献
[1]建筑材料科学(JTG F20-2006)
作者：霍曼琳 出版社：高等教育出版社 出版时期：2006-09-17
[2]混凝土学(JTG F60/5-2000)
作者：重庆建筑工程学院 南京工学院编著
出版社：中国建筑工业出版社 出版时期：2001-07-06
篇2
[关键词] 结合面；超声法；声参量值；异常点
中图分类号：TV331文献标识码： A
Testing the quality of joints by ultrasonic method
Duan Shixin1,Hou Linguo2
(1、Shandong Academy of Building Research,250031,Jinan,China 2、Yankuang Donghua Construction Group,273500,Yanzhou,China)
Abstract:Jinan,a commercial office building for framework-core structure,the beam column concrete adopt the different intensity grade.Upaving steel wire mesh at the joint surface in accordance with technical specification,the obvious dividing line was found at the joint surface of concrete beams after template removal.In order to ensure the quality of the joint surface, testing the quality of joints by ultrasonic method.Ultrasonic detection points should be inclined the surface of joints and record various acoustic parameters.Judging the outliers of acoustic parameters and was verified by the core drilling method.
Keywords:joint surface; ultrasonic method; acoustic parameters; outliers
1工程概况
济南某商业办公楼为钢筋混凝土框架核心筒结构，地下车库及裙房为框架剪力墙结构，裙楼地上4层，主楼地上47层，建筑最大高度约185.8m，建筑面积约为11万m2。主楼基础采用独立基础加筏板基础，车库基础为独立柱基加防水板，楼面、屋面板均为钢筋混凝土现浇板。设计条件：结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度（第三组），设计基本地震加速度值为0.05g，主楼基础设计等级为甲级，地下车库基础设计等级为乙级。设计材料：基础垫层为C15混凝土，主楼部分基础为C40，其余部分基础为C35；主楼基础面~11层墙柱混凝土为C60，12~18层墙柱混凝土为C55，19~26层墙柱混凝土为C50，27~34层墙柱混凝土为C45，35~41层墙柱混凝土为C40，42~屋面墙柱混凝土为C35，梁板混凝土均为C30；±0.000m以下裙楼及地下室墙柱混凝土为C40，±0.000m以上裙楼墙柱混凝土为C35，梁板混凝土构件均为C30混凝土。施工过程中发现部分梁柱不同强度等级混凝土结合面处存在明显分界线，为保证结合面工程质量，采用超声法对结合面工程质量进行检测，并结合钻芯法进行验证。
2 超声法检测混凝土结合面质量
2.1数据采集
依据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECE 21：2000[1]，现场采用超声法对该工程存在不同混凝土强度等级结合面的构件进行随机抽查检测，并采用统计法对声参量异常点进行判定。因为所检构件混凝土强度等级相差较大，在不同强度等级混凝土传播的声参量值也相差较大，为保证各声参量在相同条件下进行对比，测点应分别布置在高强度混凝土处、低强度混凝土处及斜跨高低强度混凝土，各测点连线的倾斜角测距相等，然后分别读取高、低混凝土各测点声参量值，并换算高、低混凝土各测点声参量均值，同时与斜跨高低混凝土各测点的声参量进行统计，判定异常点。测点间距均为100mm，检测时换能器与混凝土表面保持良好耦合状态，各测点布置示意图见图1。经检测，所检测点波形无畸形，未发现异常点，具体检测数据见表1。
图1：各测点布置示意图
表1 测点声参量值
2.2异常点判定
依据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECE 21：2000[1]第6.3.1条进行声参量异常点判定，现以声速值为列进行计算。
mx=( 2.2-1)
Sx=( 2.2-2)
X0= mx- Sx( 2.2-3)
式中Xi为第i点的声学参数测量值；n为参与统计的测点数。
声速值中没有明显小的数据，以声速最小值视为可疑，经计算，mx=4.399km/s，Sx=0.03 km/s，n=26，=1.77，X0=4.346 km/s，因Xi,min> X0，所以判定声速值无异常点。
3 钻芯法验证混凝土结合面质量
依据《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004[2]及《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECE 03：2007[3]，现场采用钻芯法对该工程存在不同混凝土强度等级结合面的顶梁进行随机抽查检测，并在结合面处钻取芯样。经检测，所检构件芯样结合面紧密，未见明显界限，与超声法检测混凝土结合面质量情况相符，如照片1所示。
照片1
4 钻芯法检测混凝土强度：
依据《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》CECS03:2007[3]，对该工程存在不同混凝土强度等级结合面的顶梁混凝土强度进行检测，并按单个构件进行强度推定，经检测，所检构件的混凝土强度推定值为43.5MPa，满足设计强度等级C30的要求。
5结论
5.1 依据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECE 21：2000[1]，采用超声法对该工程-存在不同混凝土强度等级结合面的顶梁进行随机抽查检测，经检测，所检测点波形无畸形，各测点声参量未发现明显小数据，未发现异常点，不同强度等级混凝土结合面结合良好。
5.2 依据《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》CECS03:2007[3]对该工程存在不同混凝土强度等级结合面的顶梁混凝土强度进行检测，经检测，所检构件混凝土强度推定值满足设计强度等级C30的要求，芯样未在混凝土结合面处破坏，所检构件芯样结合面紧密，未见明显界限，与超声法检测混凝土结合面质量情况相符。
参考文献：
[1] CECE 21：2000，超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].
[2] GB/T 50344-2004，建筑结构检测技术标准[S].
篇3
关键词：高层建筑 梁柱 混凝土浇筑 技术
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1、梁柱节点不同强度等级混凝土施工
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
在钢筋混凝土结构中，高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂，由于荷载组合及内力计算的结果，要求同一层的竖向结构（柱、墙）混凝土强度等级高于水平结构（梁、板）的混凝土强度等级。钢筋混凝土框架结构，水平施工缝通常留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑使用商品混凝土梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工缝，均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
2、梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时，可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。
3、控制和消除梁柱节点处裂缝的具体措施
3.1 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据我在高层建筑工程施工的实践，梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。经现场察看和讨论分析认为，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。虽然微裂在混凝土中是很难避免的，但是应从严要求，分析原因，采取有效措施，尽量控制和消除这类裂缝，进一步提高工程质量。其具体原因是：
（1）梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，（相差两个等级）时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子体积大，水泥用量多，产生的水化热高，高低强度等级混凝土的收缩有差异，所以在其交界附近容易产生裂缝。
（2）柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也容易产生裂缝。
（3）商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。
（4）现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。
（5）有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利。
3.2 防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
（1）要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
（2）节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
（3）梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。
（4）在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。
（5）严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
（6）加强混凝土的养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除之前，可以对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。
篇4
关键词：水工混凝土 耐久性 措施
中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：
前言：凭借其优越的性价比，水工混凝土成为了水利工程中最重要的工程材料。长期的水利工程施工经验表明，在施工中采用水工混凝土，能够创造较大的经济价值；然而，长期的施工经验也暴露出了水工混凝土的一大缺陷，这便是耐久性较差。
一、低强度等级水工混凝土介绍
由于所含胶凝材料过少，水工混凝土往往强度等级较低，致密性较差，这也是造成其耐久性不好的根本原因。下面对低强度水工混凝土的性能特点、耐久性的影响因素及提高其耐久性的意义分别进行分析：
1、低强度等级水工混凝土的性能特点
水利工程施工中，低强度等级水工混凝土具有易浇筑成型、适应性强、综合能耗低等优点，也存在耐久性差的缺陷[1]。
2、低强度等级水工混凝土耐久性的影响因素
低强度等级水工混凝土的耐久性是指，在不同环境、温度、压力等因素作用下，不借助任何保护措施，其结构能够在一定时间内保持稳定，并且能够发挥施工设计所要求的作用。碳化作用、低温冻裂以及腐蚀性物质的侵蚀渗漏都能对其结构产生破坏，降低水工混凝土的耐久性。
3、提高低强度等级水工混凝土耐久性的意义
由于水工混凝土是水利工程施工中最重要的建筑材料，提高其耐久性以满足工程需要，能够切实提高水利工程的施工质量；由于水工混凝土具有原料来源广、成本低、能耗低等多重优点，提高其稳定性可使其在工程中的运用无任何后顾之忧，保证了施工的经济高效；由于水利工程项目的使用时限往往较长，提高水工混凝土的耐久性可省去大量维护、检修项目的费用，为项目的使用提供方便，保证项目使用的安全。
工程资料显示，我国部分海港竣工仅10年，就由于水工混凝土的耐久性不佳而需要进行大型修理，产生大量修理费用的同时，还影响了海港的正常使用。因此，通过改善低强度等级水工混凝土的耐久性以提高水利工程的施工质量，不但具有巨大的经济价值，还具有一定的社会效益。
二、提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径
为了提高低强度等级水工混凝土的耐久性，材料界结合相关水利工程施工经验，进行了深入研究，最终发现优选材料、适当的工程设计以及施工保护，是提高水工混凝土耐久性的有效途径，下面分别进行详细分析：
1、选择合理的材料
（1）水工混凝土中最常见的胶凝材料是水泥，水泥种类多种多样、性能各异，通过优选水泥可以有效提高水工混凝土的耐久性。基于影响水工混凝土耐久性的主要因素考虑，水利工程施工中应选择耐热性、耐冻性兼备的水泥，避免极端温度条件下水工混凝土结构的破坏；应选择耐腐蚀的水泥，避免腐蚀性物质侵蚀，影响水工混凝土的耐久性；应选择结构致密、渗透性差的水泥，避免腐蚀性物质从水工混凝土表面轻松进入内部，加快腐蚀速度，严重破坏水工混凝土结构，影响其耐久性；应选择碱性物质含量少的水泥，避免骨料中的活性矿物与其反应，导致水工混凝土胀开、破裂。对于水工混凝土中水泥的选用还要考虑工程的施工环境，具体情况具体分析。例如，火山灰水泥不适用于干燥环境和低温环境；而矿渣水泥在降低混凝土水化热的同时却提高了其渗透性。
（2）骨料作为混凝土原材料之一，工程中对其强度也有着一定要求。此外，一般水利工程还要求混凝土骨料有着较好的抗腐蚀、抗渗透、耐低温能力，较差的吸水及与碱反应的能力，并要求混凝土骨料的选择尽可能环保，将对环境的污染降到最低。
（3）碳化作用除了会破坏水工混凝土结构之外，还对钢筋的破坏有着一定的推动作用。混凝土破环使钢筋失去了保护层，此时的钢筋更容易与氧气及含一定腐蚀性物质的水发生反应，加速腐蚀，严重削弱其承载载荷的能力。为了有效保护钢筋，通常会采取两种措施，一是通过电镀的方法在钢筋表面添加保护层；二是在混凝土表面添加保护层，封堵腐蚀性物质的流动通道。此外，采用抗腐蚀性、抗氧化性更强的钢筋也是一种防止钢筋腐蚀的有效方法。
（4）除了使用性能更好的原材料，还可以通过向水工混凝土中添加特定物质来改善其耐久性。为了使水工混凝土结构致密，以提升其强度及抗渗透能力，可向混凝土中添加减水剂。减水剂的实质是一种表面活性剂，可使混凝土中的水泥颗粒有效分散，减少混凝土中的水含量，降低水灰比，提高混凝土强度，抗渗透能力。为了提高水工混凝土的抗渗透及耐低温能力则应添加引气剂，引气剂可使混凝土在搅拌过程中产生大量气泡，并有效堵塞其内部孔隙和流动通道，以达到提高耐久性的目的。向水工混凝土中添加高效活性矿物，既能提高水泥强度，又能封堵流动孔隙，改善混凝土耐久性的效果十分显著。
2、进行恰当的施工设计
进行恰当的施工设计也可以有效缓解环境对水工混凝土结构的破坏，提高其耐久性，达到延长工程项目使用年限的目的。施工设计是否因地制宜，对混凝土耐久性的提高效果影响巨大。工程环境恶劣，尤其当腐蚀性物质含量较多时，应该增加混凝土保护层的厚度，阻止腐蚀性物质的侵入，从而保护钢筋；对于工程中较易破坏的重点部位，也应该采取相应的重点保护措施，例如加厚保护层；减少施工缝、减小施工缝宽度也是阻止腐蚀性物质渗入，保护混凝土，特别是钢筋的重要途径，通常的措施是在工程中采用整体浇筑的方式。
3、施工中采取保护措施
施工过程中，针对施工条件及气候状况，对水工混凝土采取合理的处理手段，也能有效对其进行保护，提高耐久性。混凝土搅拌不充分，混合不均匀必然会导致其各部分的性能差异。强度高低、保护层厚薄都会影响其耐久性，投入使用后往往是性能较差的部分最先出现破坏。施工中常采取二次搅拌法和裹砂法进行混凝土的拌制，以保证其混合的均匀，性能的均一。混凝土的水灰比也会对其强度及耐久性产生影响。施工拌制时应在不影响其和易性的条件下，尽可能减少水量，减小水灰比，提高耐久性。现场施工时应尽量避免对混凝土进行二次加水，增加原配比水灰比，从而影响混凝土强度和耐久性。混凝土振捣制度和振捣方式的不当会影响其压实程度，进而影响耐久性。振捣过程中使用透水模板布可将拌和物中多余的水气排出，降低水灰比，提高耐久性。此外，对水工混凝土表面进行磨面压光可提高其压实度，降低渗透性，提高耐久性［2］。工程经验表明，施工中的保护措施能有效提高混凝土耐久性。
四、结束语
（1）低强度等级水工混凝土在水利工程中应用广泛，有效提高其耐久性对提高水利工程施工质量，保证相关工程项目安全正常投入使用意义重大。
（2）尽管低强度等级水工混凝土存在耐久性不佳的明显缺点，但是由于具有经济性好、工程使用方便等优点，其在水利工程中的作用仍旧处于不可替代的地位。相信随着耐久性的逐渐改善，低强度等级水工混凝对于水利工程的作用将会更加明显。
（3）低强度等级水工混凝土耐久性的提高依赖于不断深入的理论研究，以及丰富的工程实践经验。只有把理论与实践有机结合起来，才能使水工混凝土耐久性的提高更加具有实用意义。
（4）提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径多种多样，施工中选择提高途径时务必充分考虑施工条件、提高效果以及经济价值。力求采取最为经济有效的提高途径，使施工效果事半功倍。
参考文献
篇5
【关键词】框架梁；高强材料；强度等级
一、高强材料的推广
（一）高强材料的特点
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.2.1条[1]强调高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋。应用高强高性能混凝土和高强钢筋，可以在提高强度的同时，降低用钢量以及水泥、砂、石的消费量，从而达到提高结构耐久性，节约国家资源的目的[2]。
（二）规范为推广使用高强材料所采取的措施
为了减小高强材料的缺陷带来的应用限制，国家通过修改相应的设计规范，来增加高强材料的使用范围。具体措施如下：
1、三级裂缝控制等级下，钢筋混凝土受弯构件的最大裂缝宽度和最大挠度计算，由按荷载的标准组合并考虑荷载长期作用的影响改为按荷载的准永久组合并考虑荷载长期作用的影响。规范对此的修订使得对采用高强钢筋的梁的裂缝宽度和挠度值大幅减小，不再使正常使用极限设计成为高强钢筋使用的限制条件。
2、对构件最小配筋率的要求往往由混凝土的强度与钢筋强度的比值大小决定，规范对使用高强混凝土的构件采用提高最小配筋百分率的方法，从而避免构件可能的脆性破坏，对使用高强钢筋的构件采用降低最小配筋百分率的方法，从而加强高强钢筋的使用意义。
（三）规范对框架梁的材料等级使用限制要求
梁的纵向受力普通钢筋应采用强度等级为400、500MPa的钢筋；箍筋可采用的强度等级为300、335、400及500MPa的钢筋。当钢筋的强度等级为400MPa及以上时，相应的混凝土强度等级不应低于C25；当抗震等级按一级考虑时，混凝土强度等级不应低于C30。
二、框架梁设计
（一）承载能力极限状态
以5跨连续梁为例，截面尺寸为300mm× 600mm，抗震等级为三级，梁受到相同的均布恒荷载与活荷载作用，梁的混凝土强度等级分别采用C30、C40、C50，纵向钢筋采用HRB400级、箍筋采用HRB335级钢筋，间距200mm。对不同跨度下的梁配筋见表1、表2。
对减小配筋面积作用不显著；当跨度较大且内力值较大时，提高混凝土强度等级可有效减小配筋面积。3、对于表1中的超筋截面，提高混凝土强度等级可以解决超筋的问题，提高构件延性。4、按构造配筋计算时，配筋结果主要由最小配筋率控制，由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[3]（以下简称“规范”）中表11.3.6-1知框架梁纵向受拉钢筋最小配筋率的大小与抗震等级、混凝土强度等级、钢筋强度等级有关。因此，当构件按构造配筋计算时，抗震等级一定的情况下，降低混凝土强度等级或提高钢筋强度等级都可减小配筋。5、由公式 知，提高钢筋等级可成比例的减小配筋面积，采用HRB500级钢筋比采用HRB400级钢筋可以减少配筋面积17%左右。
（二）正常使用极限状态
三、结论
综上所述，当框架梁配筋按强度控制时，提高混凝土与钢筋强度等级可以减小配筋面积；当按裂缝控制时，提高混凝土强度等级提高配筋率可减小裂缝，钢筋等级宜选择HRB400。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]董立坤.2010版规范修订对钢筋混凝土结构配筋影响研究[D].中国建筑科学研究院，2012
篇6
关键词：梁柱节点混凝土施工方法措施
在高层现浇钢筋混凝土结构中，出于结构和经济方面的考虑，柱和梁板的混凝土强度等级往往是不同的，如果在混凝土施工中不认真分析考虑，盲目地施工，极易引起质量事故，从设计角度看梁柱节点处的混凝土强度如果取梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足。从施工角度看，节点区域选用较高强度混凝土也是必要的，施工规范要求在梁柱混凝土强度等级差异较大时，应使节点混凝土强度等级与柱相同。
1 梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
在钢筋混凝土结构中，高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂，由于荷载组合及内力计算的结果，要求同一层的竖向结构(柱、墙)混凝土强度等级高于水平结构(梁、板)的混凝土强度等级。钢筋混凝土框架结构，水平施工缝通常留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑多数使用商品混凝土或现场搅拌站泵送浇捣的情况，柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工缝，均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施（如改用细石混凝土），确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
1.3 宜采用梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土宜采用分别浇捣的施工方法，虽然该方法给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，但梁柱节点处的混凝土强度取用柱的混凝土强度，可确保柱在竖向荷载作用下的承载力，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力。应该指出的是，当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时(10N/mm 2) ，可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣.
2 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据在佛山、中山、江门等地高层建筑工程施工的实践，梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。经现场察看和讨论分析认为，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。虽然微裂在混凝土中是很难避免的，但是应从严要求，分析原因，采取有效措施，尽量控制和消除这类裂缝，进一步提高工程质量。其具体原因是：
(1)梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，(相差两个等级)时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子体积大，水泥用量多，产生的水化热高，高低强度等级混凝土的收缩有差异，所以在其交界附近容易产生裂缝。
(2)柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也容易产生裂缝。
(3)商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝，对裂缝应从严要求，分析原因，裂缝如不足荷载作用下的结构裂缝一般不影响结构安全使用，但尽量控制和消除这类裂缝，进一步提高工程质量。
(4)现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，因而在硬化过程中，受到支座的约束，势必产生温度应力而出现裂缝，这些裂缝也首先产生在较薄弱的高低强度等级混凝土交界部位。造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。
(5)有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利。
3. 防止梁柱节点处裂缝的措施
裂缝应该侧重于“防”，即防患于未然，如处理得当，施工方法科学合理，这种裂缝是完全可以杜绝的。采取改进的具体措施如下：
(1)要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
(2)节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土 ，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
(3)梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的 密实性，减少收缩。
(4)在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。
(5)严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在 现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
(6)养护是整个施工过程中重要的一个环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中因失水得不到几时补偿而产生裂缝，尤其是在高温下施工，更应经常浇水养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除 之前，可以用高压水枪对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。
4 结语
高层建筑的框架结构节点处，经常因现柱混凝土强度等级比同一层梁板高而产生裂缝，但只要在施工过程中对混凝土裂缝防治编制切实可行的施工方案，结合多种综合处理措施并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到最大限度的控制。
〔1〕郭猛，框架结构梁柱节点区优化施工设计〔J〕。施工技术，2007.（6）
篇7
关键词：钢骨混凝土(SRC)构件；抗震性能；非线性有限元分析；参数；优化设计
中图分类号：TV331文献标识码： A
1 构件的设计及分组
为了改善钢骨混凝土构件的抗震性能，以耗能能力和延性作为改善提高的对象对构件的设计参数进行优化，依据以上设计参数设计了四组共14个柱构件，并对每组柱构件进行有限元模拟，对所得数据分析计算并得到其变化规律。
柱构件分组情况如下所示：
第一组以轴压比为设计参数，轴压比分别为0.15、0.25、0.35、0.4、0.6、0.8。
第二组以混凝土强度等级为设计参数，混凝土强度等级分别为C20、C30、C40、C50、C60。
第三组以剪跨比为设计参数，剪跨比分别为2、2.25、2.5、3、4。
所有构件的截面尺寸均为240mm×310mm，构件长度均为1140mm，构件内均配置4根直径为16mm的HRB335级钢筋，箍筋直径为10mm，箍筋间距为100mm，型钢为Q235级的碳素结构钢。所有构件的设计信息汇总于表1。
表1 构件设计信息汇总表
通过对四组构件进行有限元模拟，得到了各组构件的数据，由于所得计算数据繁多，在此没有列出。分析数据得到了改善钢骨混凝土复合受扭构件耗能能力和延性的设计参数优化组合。
2 改善钢骨混凝土构件耗能能力的设计参数优化组合
分析数据可以得到每组构件的等效粘滞阻尼系数，并对其变化规律进行分析总结，以此得到了改善耗能能力的设计参数优化组合为：
（1）根据第一组构件的等效粘滞阻尼系数变化规律可知，等效粘滞阻尼系数随着轴压比的增大而减小，轴压比为0.15的构件其等效粘滞阻尼系数最大，且从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，此构件的水平极限承载力较大，达到的极限位移较大。但是柱构件的截面尺寸是根据轴压比来确定的，轴压比过小，会造成柱构件的截面尺寸过大，导致其自重过大，引起的地震反应过大，也更容易形成短柱，这些都不利于改善柱的耗能能力。因此在进行耗能能力改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的轴压比为0.4。
（2）根据第二组构件的等效粘滞阻尼系数变化规律可知，等效粘滞阻尼系数随着混凝土强度等级的提高而减小，虽然混凝土强度等级为C20的构件其等效粘滞阻尼系数最大，但是从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，其水平极限承载力过低，达到的极限位移过小，极限变形能力过差。因此在进行耗能能力改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的混凝土强度等级为C30。
（3）根据第三组构件的等效粘滞阻尼系数变化规律可知，等效粘滞阻尼系数随着剪跨比的增大而增大，剪跨比为4的构件其等效粘滞阻尼系数最大，且从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，此构件的水平极限承载力较大，达到的极限位移较大，塑性转动能力较强，但剪跨比越大，构件的刚度越小。因此在进行耗能能力改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的剪跨比为3。
综上所述，改善钢骨混凝土构件耗能能力的设计参数优化组合为：轴压比为0.4，混凝土强度等级为C30，剪跨比为3。
3 改善钢骨混凝土构件延性的设计参数优化组合
分析数据可以得到每组构件的延性系数，并对其变化规律进行分析总结，以此得到了改善延性的设计参数优化组合为：
（1）根据第一组构件的延性系数变化规律可知，延性系数随着轴压比的增大而减小，轴压比为0.15的构件其延性系数最大，且从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，此构件的水平极限承载力较大，达到的极限位移较大。但是柱构件的截面尺寸是根据轴压比来确定的，轴压比过小，会造成柱构件的截面尺寸过大，导致其自重过大，引起的地震反应过大，也更容易形成短柱，这些都会降低柱的延性。因此在进行延性改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的轴压比为0.4。
（2）根据第二组构件的延性系数变化规律可知，延性系数随着混凝土强度等级的提高而减小，虽然混凝土强度等级为C20的构件其延性系数最大，但是从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，其水平极限承载力过低，达到的极限位移过小，极限变形能力过差。因此在进行延性改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的混凝土强度等级为C30。
（3）根据第三组构件的延性系数变化规律可知，延性系数随着剪跨比的增大而增大，剪跨比为4的构件其延性系数最大，且从荷载―位移滞回曲线和骨架曲线可以看出，此构件的水平极限承载力较大，达到的极限位移较大，塑性转动能力较强，但是剪跨比越大，构件的刚度越小。因此在进行延性改善时应综合以上的情况进行考虑，选择最优的剪跨比为3。
综上所述，改善钢骨混凝土构件延性的设计参数优化组合为：轴压比为0.4，混凝土强度等级为C30，剪跨比为3。
4 结束语
本文研究并选取轴压比、混凝土强度等级以及剪跨比这些设计参数的优化组合，以此来改善并提高钢骨混凝土构件的抗震性能，选取耗能能力和延性作为改善提高的对象进行设计参数的优化选取。通过以上的研究，为将来钢骨混凝土复合受扭构件抗震性能的优化设计提供依据与参考。得出的结论如下：
（1）改善钢骨混凝土构件耗能能力的设计参数优化组合为：轴压比为0.4，混凝土强度等级为C30，剪跨比为3。
（2）改善钢骨混凝土构件延性的设计参数优化组合为：轴压比为0.4，混凝土强度等级为C30，剪跨比为3。
参 考 文 献(References)：
[1] 沈聚敏，王传志，江见鲸．钢筋混凝土有限元与板壳极限分析．北京：清华大学出版社，1993.11
[2] 赵世春，黄雄军，路湛沁．劲性钢筋混凝土柱基本抗震行为的试验研究[J]．建筑结构学报．1996年03期
[3] 薛建阳，赵鸿铁．利用ANSYS SOLID65单元分析复杂应力条件下的混凝土结构，ANSYS土木年会，2002
[4] 刘坚，周东华，王文达．钢与混凝土组合结构设计原理．北京：科学出版社，2007.6
篇8
[关键词]钢筋混凝土 框架结构 施工
一、梁、柱的钢筋保护层厚度问题
钢筋保护层厚度通常是指主筋的保护层厚度。钢筋保护层的作用:一是确保混凝土握裹钢筋,使两者共同工作;二是考虑耐久性,即钢筋的保护,防止因混凝土开裂后钢筋被氧化锈蚀,且满足耐火极限的需要。但保护层太厚会导致构件有效截面削弱过多,而太薄则降低上述两个作用。目前相关文献已按环境类别对不同构件保护层的最小厚度做出新的规定,其含义也十分明确,具体施工中应严格执行。但考虑到每个工程都有不同的具体情况,所遇到的问题也各式各样,以下将分别探讨。
(1)当建筑物的防火等级要求较高时,可根据防火规范的要求适当增大钢筋保护层厚度,但应与设计方共同协商,确定是减小有效截面值,还是保持该两值不变而增大构件截面尺寸。
(2)对一类环境的C25混凝土梁,其主筋保护层厚度为25mm,箍筋均应包含在其内,实际箍筋外侧保护层厚度为17mm。
(3)当构件截面尺寸较大时,可通过减小的方法来增大保护层厚度,因此时该两值的缩减量的比例较小,对构件截面尺寸及承载力影响很小。施工人员可在保证安全或设计认可的原则下根据具体工程、构件及部位灵活运用。
(4)当箍筋在10以上或有其外拉筋时,主筋保护层取25mm就未免偏小,此时应根据具体情况适当将原构件增大10-20mm,同时增大保护层厚度,使有效截面保持不变。
二、混凝土强度等级不同的问题
目前高层建筑中,柱使用C45甚至C60及以上混凝土已非常普遍。实际工程中楼盖合适的混凝土强度等级应为C20―C35。柱混凝土设计强度高于梁板,且随建筑物高度增大。两者的设计强度差距会越大。JCJ3――1991第5.2.1条规定:梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。如超过时,梁柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同,强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同,不能与梁板混凝土强度等级相同;而现行规范JCJ3-2002第13.5.7条规定:当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时,以对梁柱节节点混凝土施工采取有效措施。虽未强调节点核心区混凝土强度等级要与柱相同,但无论梁柱混凝土强度等级相差多少都要保证节点强度。两者均旨在保证“强节点”的设计原则。
目前,几乎都采用商品混凝土泵送工艺,且习惯于将竖向构件与水平构件分两批集中浇筑(即节点区采用楼盖混凝土的强度等级浇筑)。若要求梁柱节点单独浇筑,会因浇筑时日不易控制而导致质量事故,且节点区与梁板间分隔也有难度。对此问题虽提出了很多种处理方法,但还未得出完全统一的作法。
三、按不同规范要求施工的探讨
1.按ICI3―1991规范要求施工
JCJ3-1991规范规定。应保证节点核心区的混凝上强度等级与柱相同。但又未对节点区的施工范围进行明确规定。因此对此有很多作法。
(1)在梁板与柱交界处。离柱边不小于500mm且不小于1/2梁高处。沿45斜面从梁顶面到梁底面用5mm网眼铁筛布隔开。
(2)在梁板与柱交界处。离杵边梁高处世置垂直交界面即设置成直槎(交界面处采用快易收口网)。不能做成斜槎或阶梯槎。上述作法都均未涉及板的范围。
为方便施工,可直接在梁端(柱边)设置垂直交界面(采用快易收口网),可避免在板内设罱交界面,使施工难度降低;但为防止交界面形成施工冷缝,建议施工时节点区混凝土采用塔吊用漏斗浇筑,梁板混凝土则采用泵送,同时浇筑。
2.按JGJ3―2002规范要求施工
另一种作法是在节点处增加纵向钢筋(可与前述为保证节点箍筋采取的增加竖向短筋措施合并使用),设置型钢或矩形芯柱及增加箍筋予以补强。该法施工方便,质量容易保证,易被施工单位接受,但节点区柱的轴压比会增大,延性减小,根据节点核心区受压受剪验算规律。当梁板与柱的混凝土强度等级仅相差5MPa时,节点区可与楼盖一起浇筑;当梁板比柱的混凝上强度等级分别低10MPa和15MPa时,节点区需增设竖向短筋,其数量分别为柱主筋配筋量的50%和100%;当梁板比柱的混凝土强度等级低20MPa及以上时,再靠增设节点区竖向短筋来提高抗压强度已不可行,此时节点区需采用与杜同强度等级混凝土单独浇筑。为增加节点延性.增加的竖向短筋可做成柱内矩形芯柱。
四、核心区箍筋施工的问题
1.问题分析
在实际施工中,梁-柱节点区钢筋密集,构造复杂,特别是处于结构中间部位的柱子,梁柱钢筋纵横交错,梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部,呈井子形交叉,这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中,施工单位普遍采取先安装梁板模板,再绑扎安装梁钢筋,待梁钢筋安装结束,然后整体沉梁,那么节点区箍筋就无法绑扎,致使梁柱节点区出现不放、少放或者即使放也是杂乱的挤在一起,这样就会给节点区质量留下安全隐患。根据规范的规定,为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用,箍筋要封闭、末端要有弯钩。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好,然后和梁一起下落,由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡,使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象,不但把箍筋打得变形,而且也不能使得箍筋到位。这样做的结果是箍筋没有得到封闭绑扎且杂乱变形,间距更不会满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。
2.采取措施
篇9
关键词：框架节点、混凝土、钢筋代换
Abstract: in the reinforced concrete structure, the frame structure of the high-rise building joints is more complex, some engineering for construction undeserved or no corresponding measures, the nodes in the weak position or material everywhere waste, and the situation is not individual phenomenon, has become the common fault of the frame structure, is worth causing the construction units and quality inspection department attention. In this paper the authors discuss the problems encountered in practical work of some comments.
Keywords: framework node, concrete, steel substitution
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1.梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
考虑地震作用组合的框架柱受轴压比控制,为避免柱子断面过大,影响使用功能,常取较高的混凝土强度等级,根据“强柱弱梁”的抗震设防概念,且为不使梁板出现过多的收缩裂缝,梁板的混凝土等级往往低于柱的混凝土强度等级,在《钢筋混凝土高屋建筑结构设计与施工规程》中,规定梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如超过时,梁柱节点区施工应作专门处理,使节点区混凝土强度与柱相同。
施工单位通常的处理方法是要求修改设计,使柱与梁板的混凝土强度等级相同,提高梁板的强度等级,但这样往往不经济,产生浪费。可以这样处理：钢筋混凝土框架结构，水平施工缝留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑多数使用泵送商品混凝土的情况，梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工缝，均应先用混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
2.梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时（10N/mm2），可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。
3、框架节点处钢筋的施工
3.1不应削弱节点处的钢筋强度
由于节点处的受力比较复杂,在节点处有拉力、压力、剪力、弯矩复合作用,有抗震设防的结构,要求做到“强节点、弱构件”,因此节点处的钢筋强度应比较高,以提高结构的抗震能力。
钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作,是由于混凝土硬化后,混凝土与钢筋之间产生了粘结力。它是由分子力、摩阻力和机械咬合力三部分组成,其中起决定作用的是机械咬合力。因此在施工中或将钢筋端部作成弯钩,或将钢筋焊成骨架或网,均可提高其粘结力。另外,在使用中为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋锈蚀,钢筋周围须具有足够的混凝土保护层。
为了保证节点处的强度,节点处的钢筋除应保证其自身强度以外,还应保证在节点处无接头,满足搭接长度。
3.2节点处钢筋的代换法
在施工中经常会遇到节点的截面较小,而钢筋在节点处较密的现象,这种情况下不利于混凝土的浇筑和振捣,势必要影响节点的强度和施工进度,为此对于一些钢筋较密较特殊的节点我们可以使用“钢筋代换”的方法减少钢筋的密度。
3.2.1代换原则：
对拉裂性要求高的构件，不宜用光面钢筋代换变形钢筋，钢筋代换时不宜改变构件中有效高度。凡属重要的结构和预应力钢筋，在代换时应征得设计单位的统一，代换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的5%，亦不低于2%，且满足规范规定的最小钢筋直径、根数、钢筋间距、锚固长度等要求。
3.2.2钢筋代换方法：
当结构构件是按强度控制时，可按强度等同原则代换。称“等强度代换”。
式中 d1、n1、fy1——分别为原设计钢筋的直径、根数、设计强度
d2、n2、fy2——分别为拟代换钢筋的直径、根数、设计强度
上式有两种特例：
A.设计强度相同，直径不同的钢筋代换：
B.直径相同、设计强度不同的钢筋代换：
当构件最小配筋率控制时，可按钢筋面积相等的原则代换，称“等面积代换”
AS1＝AS2
当结构构件按裂缝宽度或扰度控制时，钢筋代换需进行裂缝宽度或扰度验算。钢筋代换后，有时由于受力钢筋直径加大或根数增多，而需要增加排数，则构件截面的有效高度h0减少，截面强度降低，此时需要核截面强度。对矩形截面的受弯构件，根据弯矩相等，按下式复合截面强度。
N1——原设计的钢筋拉力，即N1= AS1fy1
N2——代换钢筋拉力，即N2= AS2fy2
h01 h02——代换前后钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离（即构件截面的有效高度）
fcm——混凝土的弯曲抗压强度设计值
b——构件截面宽度
4. 梁柱节点处裂缝的原因及防止措施
4.1产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据高层建筑工程施工的实践，梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。裂缝的具体原因有：
梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，（相差两个等级）时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子体积大，水泥用量多，产生的水化热高，高低强度等级混凝土的收缩有差异，所以在其交界附近容易产生裂缝。
柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也容易产生裂缝。
商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。
现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利。
4.2 防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
加强混凝土的养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除之前，可以对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。
篇10
关键词：框架结构；梁、柱节点部位；施工方法；质量通病
收稿日期：2011-05-07
作者简介：潘华贵（1968―），男，四川内江人，工程师，主要从事建筑工程施工的教学与科研工作。
中图分类号：TU712
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0218-03
1 引言
在建筑工程施工中,框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽,既是承受梁、柱、板等各种荷载的受力点,也是模板、钢筋、混凝土工程等多种交汇施工的重要部位。节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力,受它们共同作用且受力状态复杂，因此节点要求具有足够的强度,以抵抗相邻构件承受的各种荷载,保证整个结构体系坚固且安全可靠。然而在实际工程中,节点细部构造设计不细致、施工不精心的现象普遍存在,容易给工程质量留下隐患,在节点处容易产生质量问题。
根据笔者的调查,无论是曾荣获“鲁班奖”,还是“长城杯”,或者是各类省级优良工程,从施工现场实际情况看,框架结构梁、柱节点部位都不同程度的存在蜂窝、麻面、露筋等外观质量缺陷,或者混凝土强度等级不准、钢筋保护层厚度不足等内部质量问题。当然,对于不少没有获得优良的工程而言,广泛存在的就不仅仅是外观质量缺陷了,同时还有其它质量问题.尤其是一些私人承包队伍的工程,其梁、柱节点质量更加令人担忧，如梁、柱节点区内箍筋少放或不放、混凝土振捣不密实、混凝土强度偏低等等。
2 梁、柱节点箍筋施工存在的问题
箍筋对梁、柱节点核心区混凝土具有约束作用,对提高节点的抗剪强度起着重要作用,箍筋间距越小,对混凝土的约束作用就越大,节点受剪承载力也越高,梁、柱节点区钢筋密集,构造复杂,特别是处于结构中间部位的柱子，梁、柱钢筋纵横交错,梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部,呈井字形交叉,就给柱子的箍筋绑扎带来了困难。在框架结构实际施工中,施工单位普遍采取先安装梁、板模板,再绑扎安装梁钢筋,待梁钢筋安装结束,然后整体沉梁,这样节点区箍筋就无法绑扎,致使梁、柱节点区出现不放、少放或者即使放箍筋也是杂乱地挤在一起的现象,这就会给节点区的施工质量留下隐患。介于此,有些施工单位的施工人员就采取用两个开口箍筋对向拼合的方法,然而这种做法显然是不符合规范规定的。根据规范的规定,为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用,箍筋要封闭,末端要有弯钩［2］。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好,然后和梁一起下落,由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡,使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象,不但把箍筋打得变形,而且也不能使得箍筋到位,间距更不能满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。
笔者在内江世纪滨江二期17#楼实际施工中采用了以下两种施工方法:其一是在梁的断面高度小于500mm的情况下,仍然采用先安装梁板模板,再绑扎安装梁钢筋,待梁钢筋安装结束,然后整体沉梁的方法,但做了一些改进,即首先在钢筋下料加工的时候,就加工若干根与箍筋同规格级别的短钢筋,其长度根据节点区箍筋间距确定,箍筋开口处先焊接好,然后把柱箍筋按照设计间距用短钢筋焊接连接成上下开口四周封闭的整体骨架。其次在安装梁钢筋之前,把整体骨架先套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上,然后穿入梁纵向钢筋并绑扎,待梁钢筋绑扎完毕沉梁时,节点区骨架就与梁整体下落,且不会出现变形、开口的问题。此方法可保证节点区箍筋的间距与数量,实施效果很好,使节点区箍筋能够满足规范要求。其二是在梁的断面高度较大的情况下,采用上述方法也不能完全解决箍筋到位问题,于是调整施工程序为:绑柱钢筋套节点核心区箍筋支梁底模板梁下部钢筋弯入柱纵筋内,绑扎梁钢筋绑扎节点核心区箍筋支柱模板、梁侧模板支现浇板模板绑扎楼板钢筋浇注混凝土。这样就可解决柱箍筋位置、间距和数量满足设计要求。但和第一种方法比较要稍稍耽误模板工支设模板的工期。所以,根据现场实际情况,两种方法可同时使用,对梁断面高度较小的采用第一种方法,模板工和钢筋工交叉作业,先完成部分梁、楼面模板的施工,以利于钢筋等材料的堆放和施工操作人员的工作,保证安全,对梁断面较大的采用第2种方法,待钢筋工完成梁、柱钢筋及其节点箍筋绑扎后,模板工也完成了其余地方的模板支模,而开始进行此处模板的支设,既很好解决箍筋就位、数量问题,又解决了支梁、楼面模板的工期问题。实践证明:只有提高对节点重要性的认识,严格管理,采取合理的施工措施,木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区箍筋符合设计及规范要求。
3 不同混凝土强度等级的施工方法
在钢筋混凝土框架结构设计时,根据设计原则,为保证“强柱弱梁”强节点的要求,柱的混凝土强度等级通常会比梁、板混凝土强度高,而且随着建筑物高度的增加,两者的差距会更大.根据规定,梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如果超过时,梁、柱节点区的施工应作专门技术处理,使节点区混凝土强度等级与柱的混凝土强度等级保持相同,当柱混凝土设计强度等级高于梁、板的设计强度时,应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施,保证节点混凝土的强度［3～7］。
3.1 不同等级混凝土施工缝的留设
钢筋混凝土框架结构,水平施工缝通常留于柱脚,柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底.若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣,则柱顶不留施工缝。
3.2 梁、柱不同强度等级混凝土分别浇捣的方法
根据高层建筑多数使用商品混凝土泵送浇捣的情况,柱节点核心区的混凝土浇捣方法为:不管柱顶留或不留施工缝,均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱同等级的混凝土就位,分层振捣,在楼面梁、板处留出45°斜面,在混凝土初凝前,随即泵送浇筑楼面梁、板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时,应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝,同时对梁、柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣,杜绝漏振,对于钢筋确实过分密集的情况,应把振动棒改为片式,以免碰撞钢筋,同时可避免钢筋比较集中处插拔振动棒困难而发生的漏振、过振及离析现象［8］。
3.3 梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁、柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法,给施工带来不便,且容易形成邻接面的冷缝,所以当柱子混凝土强度等级高于梁、板混凝土强度等级不超过二级时,可考虑梁、柱节点处的混凝土随同梁、板一起浇捣。在柱的混凝土达到强度后,再浇筑楼面梁、板混凝土,施工时一般可分2个班组进行施工,一个班组随输送泵浇筑梁、板,一个班组用塔吊浇筑柱（梁、柱节点区）,要在梁、板混凝土接近柱边前,先浇筑柱混凝土。这种施工方法应注意梁、柱节点处的混凝土强度分区要明确,可先用钢丝网分隔出梁与柱的混凝土分区,先浇筑柱的混凝土然后浇筑梁的混凝土,这样可防止梁、柱节点处的混凝土强度使用梁、板的混凝土强度,从而引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足,以及地震作用下节点核心区的抗剪力不足。只要采取合理的针对性措施,并精心组织施工,梁、柱节点高低强度等级混凝土交界处的裂缝完全可以避免。
4 控制和消除梁、柱节点处质量通病的具体措施
钢筋混凝土结构工程施工中容易发生质量通病,根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）,对梁、柱节点处的钢筋、混凝土施工常见的质量缺陷和其原因分析及其防治措施归纳如表1所示，只要我们严格管理,采取合理的施工措施,确保施工质量,就能够达到设计及规范的要求,决不会留下任何质量隐患（表1）。
表1 梁、柱节点施工常见质量缺陷、原因与对策
5 结语
我国现行各种施工方法不能完全保证框架结构梁、柱节点的施工质量,尤其不能有效保证梁、柱节点施工的“内坚外美”。只有提高对节点重要性的认识,严格管理,采取合理的施工措施,木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区钢筋符合设计及规范要求。只有采取合理的施工措施,注意梁、柱节点箍筋施工、混凝土强度等级等方面的问题,消除质量通病,才能保证框架结构的整体性和安全性。
参考文献：
［1］ 中国建筑标准设计研究院.03G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图［S］.北京:中国计划出版社,2006.
［2］ 严建峰.高层建筑梁柱节点施工中的问题与对策［J］.建筑技术,2004,35（11）:811～812.
［3］ 中国建筑科学研究院.GB 50010-2002.混凝土结构设计规范［S］.北京：中国标准出版社，2002.
［4］ 中国建筑工业出版社组委会.现行建筑施工规范大全［M］.北京:中国建筑工业出版社,2005.
［5］ 钟汉华.建筑工程施工工艺［M］.重庆:重庆大学出版社,2006.
［6］ 廖代广,孟新田.土木工程施工技术［M］.武汉：武汉理工大学出版社,2006.