混凝土结构论文范文
时间：2023-04-11 00:22:39
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篇1
论文摘要：混凝土结构被广泛应用于多种工程，解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。
0引言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看，混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因也有很多种。
1混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类
1.1静止裂缝系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时，仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法，而与其它因素无关。
1.2活动裂缝系指其宽度不能保持稳定，易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时，应先消除其成因，并观察一段时间，确认已稳定后，再依静止裂缝的处理方法修补；若无法完全消除其成因，则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。
1.3尚在发展的裂缝系指长度、宽度或数量尚在发展，但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后，方可进行修复或加固。
混凝土裂缝修补前，应对其成因进行研究，若是由于承载能力不足引起的裂缝，除应选择相应的方法进行修补外，尚应选用适当的加固方法进行加固。
2修补设计
修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果，进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计，更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时，应考虑如下事项：①根据是否需要修补的判断结果，设定修补范围及规模，还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等)，建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标，考虑环境条件，选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法，可按开裂现场及开裂原因决定。另外，当构筑物处于盐类等苛刻环境时，应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能，裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝，则宜在裂缝最宽时处理。
混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异，另外，保修年限也不尽相同。通常，可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。
3修补方法
3.1表面修补法①利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度ω≤0.2mm）或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃丝布，表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修复法①充填法用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。
3.3灌浆法将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加强度。
3.4低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内；此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。
3.5压力注浆法在一定时间内，以较高压力（按注浆料产品说明书确定）将灌注材料压入裂缝腔内；此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料，也可使用JN-M结构灌注胶。
3.6填充密封法在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充，必要时以纤维复合材料封闭其表面；此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。
民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样，但我们不能只知其一、只用其一，而应牢牢掌握每一种方法，以一变应万变，做到根据不同情况采取不同方法，切实从每一个环节入手，做好过程控制，完善施工手段，确保施工质量，尽量实现修补最优。
参考文献：
篇2
关键词：混凝土，耐久性．影响因素，措施
1前言
混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪，发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后，纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。
混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言，这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看，则为降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。
2影响混凝土结构耐久性的主要因素
（1）混凝土的材质。
混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量(包括密实度和强度等)，好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。近年来由于基本建设的迅猛发展，施工中往往忽略对材质的要求，工地上只检查混凝土试件的强度作为材质的唯一标准。岂知不合规格的材料，将导致混凝土收缩徐变量大大增加，初始裂缝大量产生，这对混凝土结构安全将是一严重隐患。
（2）混凝土的密实性。
混凝土的内部缺陷（不密实），使混凝土在使用过程中易受各种不利因素的侵袭，主要有如下几种形式：
①渗透：当混凝土不密实，空气和水容易渗入，水中有害物质就易对混凝土产生化学侵蚀，影响混凝土的耐久性。
②碳化：混凝土中因水泥石含有氢氧化钙而呈碱性，在钢筋表面形成碱性薄膜而保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀，起到了“钝化”保护作用。但当混凝土密实度低，空气中水和C02渗入，形成碳酸，尽管其酸性很弱，也能中和氢氧化钙使钢筋锈蚀，这一过程成称混凝土的“碳化”。
③冻融破坏：混凝土不密实，体内渗入的水量大，低温时水结冰体积膨胀产生压力，从内部破坏混凝土的微观结构，经多次冻融循环后，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，强度降低。
（3）混凝土结构所处的环境条件。
工程结构使用时所处的环境条件是影响混凝土结构耐久性的外部因素，如海水侵蚀、大气腐蚀、极高温度、冰冻、水、风、地震灾害的袭击等。根据环境条件对混凝土耐久性的影响，《桥规》（JTGD62）根据公路桥梁的使用情况，将桥梁结构使用环境条件划分为下列4类：
Ⅰ类环境——系指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境。
Ⅱ类环境——系指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；滨海环境。
Ⅲ类环境——系指海水环境。
Ⅳ类环境——系指受侵蚀性物质影响的环境。
在上述环境分类中，严寒地区是指累年最冷月平均温度低于-10℃地区；寒冷地区是指累年最冷月平均温度高于-10℃，低于或等于0℃的地区。除冰盐环境是指北方城市依靠喷洒盐水除冰化雪的且其主梁受到侵蚀的环境；滨海环境是指海水浪溅区以外且其前无建筑物遮挡的环境；海水环境是指潮汐区、浪溅区及海水中的环境；受侵蚀性物质影响的环境是指某些化学工业和石油化工厂的气态、液态和固态侵蚀性物质影响的环境。
如上所述，混凝土结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境，同时与结构设计、施工及养护密切相关。3提高混凝土结构耐久性的主要技术措施
（1）合理选择混凝土结构的组成材料。
混凝土各组成材料及钢筋的选用应满足材料的耐久性质量要求，应按规范规定对进场原材料进行严格的质量检验。同时合理改善颗粒级配，提高混凝土的密实性。从而提高耐久性。
（2）提高混凝土的密实性。
控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工艺，搅拌均匀、充分振捣，加强养护，严格控制施工质量。除了选择及配良好的集料和精心施工保证混凝土充分捣实和水泥充分水化外，水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件，故《桥规》（JTGD62）中规定了各类环境条件下满足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同时适当掺用外加剂，如掺用减水剂或引气剂，可改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的密实性。
（3）改进结构设计。
结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用。采用具有防腐保护的钢筋（例如，体外预应力筋，无粘结预应力筋，环氧涂层钢筋等）；加强构造配筋，控制裂缝发展；加大混凝土保护层厚度等。《桥规》（JTGD62－2004）与旧《桥规》相比，构造钢筋用量增多，混凝土保护层加大，构造不合理的地方进行了调整。
（4）采用高强混凝土以提高结构物的耐久性。
高强度混凝土(50MPa以上)的配制特点就是低水灰比，加外加剂，掺用超细活性掺合料，它的研制和应用解决的核心问题之一就是保证耐久性。由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土，因此不但适用于高层和大跨度结构物，对于海洋和港口工程，其抗渗和耐腐蚀性能均大大优于普通混凝土。
（5）加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件。
（6）加强结构使用阶段的维护与检测，提高混凝土的耐久性。
4结语
混凝土破坏绝非是某一孤立原因造成的，多是与其他综合不利因素有关。本文通过对影响混凝土结构耐久性主要因素的分析，提出综合提高混凝土结构的各种性能是改善和提高混凝土耐久性的主要措施。从混凝土技术的发展来看，采用高强度混凝土是解决结构耐久性要求的发展趋向。
参考文献
[1]戴文跃,安美华.高性能混凝土发展前景浅析[J].中国建设信息,2006,(11)
[2]王建花.浅谈钢筋砼结构的耐久性[J].淮阴工学院学报,2004,(05)
篇3
1.1混凝土内外温差过大
浇注混凝土直至浇注完毕，因为大量的水化热会在水化时产生，刚开始时会因为混凝土聚集大量水化热，因而内部热量不易挥发，进而造成混凝土中内外温差过大，同时在混凝土的内部产生强烈的拉应力，导致拉应力比此龄期的混凝土容许拉应力大很多时，会形成温度裂缝。另外，再加上通常大体积的混凝土配置钢筋没有深入到内部，因而由混凝土承担因过大的内外温差产生的拉应力，导致更容易产生温度裂缝。
1.2混凝土收缩
然而伴随着初期大量水热化混凝土的渐渐消失，混凝土在后期会逐渐蒸发内部自由水，在外力不影响的条件下，混凝土会伴随着硬结而自发的形成收缩和变形，但是，当这种收缩变形产生时会因为内部钢筋的影响而受限，进而大量的拉应力会产生在混凝土当中，如果混凝土承担不了该拉应力时，就会产生温度裂缝。
1.3温度突变
在土木工程中，待浇注完毕主梁，因为太阳会暴晒主梁的侧面，所以这部分的混凝土的温度显然比其他地方的要高，进而造成内部温度上升呈现非线性，使得主梁因为自己的限制产生过大的局部拉应力，进而因此产生温度裂缝；除此之外，因为暴雨、阵雨以及冷空气等气候变化原因，浇注完毕的混凝土表面温度会骤降，进而导致内外温度形成梯形，如果温度应力达到一定的高温，就会产生温度裂缝。
2土木工程大体积混凝土结构施工技术分析
2.1设计优化
在设计土木工程的时候，必须结合工程当地的气候情况正确选择混凝土配合比，而且还要布置适量的温度钢筋在易产生温度裂缝的地方，以此和拉应力抗衡，与此同时，选择在规定范围内厚度最小的钢筋保护层，防止由于过大厚度保护层而产生的温度裂缝；除此之外，在划分大体积混凝土的过程中，必须利用后浇带和伸缩缝的正确设置来进行规则的分隔，同时还要根据科学设计的混凝土结构形状，扩大混凝土水化热的散热范围，进而防止加快增加其内部温度，进而分散应力，减小产生温度裂缝的可能性；而且，还要最大限度使用二次浇注的方法设计和施工混凝土，而且，在进行二次浇注的过程中为了增加混凝土抗拉能力，必须在其中添加聚丙烯纤维网或者钢筋网。
2.2材料控制
大体积的混凝土之会有温度裂缝产生，原因在于混凝土释放大量的水化热，因此，尽可能使用水热化程度较低的水泥在大体积的混凝土当中，为了最大限度使用较少用量的水泥，还可以利用掺合料的方式，比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的选择而言，尽可能使用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料，可以有效防止混凝土产生收缩变形的现象，与此同时，也不会忽视含泥量和其他有害物质的含量的控制。而在混凝土的细骨料的选择上，就必须符合泵送的要求，尽可能使用细砂或者中砂，这样可以保证以最小的表面积和空隙率充分减少使用水泥的用量。除此之外，为了更好地增加同龄期混凝土的抗拉能力，还可以采用掺加外加剂的方式进行，有效提高了混凝土的和易性，减少水灰配比。
2.3施工控制
在实际施工混凝土浇注时，试验人员的职责是根据现场的情况，及时跟踪坍落度和和易性变化现象并随时测量，根据结果上报搅拌站并及时进行处理。对于混凝土捣固人员来说，要经过严格的培训，考核通过之后才能够上岗，并且要权责明晰，分工明确，特别是要由专职人员捣鼓和处理钢筋集中的地方、端模、拐（死）角等，技术人员和施工员要跟班指挥现场。通过插入式的为主要方式进行混凝土振捣，插入振捣最佳厚度为30cm，以垂直等距离插入到下层间距在60cm以内，高度大约为5～10cm。施工人员必须边振捣边观察，尽可能避免漏振或过振等现象。
2.4冷却管降温
利用提前铺冷却管路在混凝土结构内部中，以此降低在硬化时混凝土内部的温度，保证脚注混凝土完毕后通水循环冷却的正常实施，冷却管路中的水量的范围不能超过1.5m3/h，如果管内为过高水温，那么也会加快水流的速度和流量。施工的部位不能因为冷却管的出水而受到影响，如果混凝土总体初步凝固，那么可以酌情通过该出水进行保温养护。待混凝土养护的步骤结束，为保证混凝土的强度以及其他不受中空的冷却管的影响，所以下一步一般利用真空压浆的方式完成注浆和压浆的工作。
3结语
篇4
关键词：钢筋混凝土框架结构，钢筋，混凝土强度，保护层
内容：对于钢筋混凝土框架结构的施工，有关规范虽已有详细规定，但仍有一些具体细节问题没有明确具体做法，对工程施工过程的管理造成一定影响。本文针对粱柱节点箍筋施工、钢筋混凝土强度等级、保护层厚度等方面的常见问题，对钢筋混凝土框架结构施工方法提出改进意见。
1 梁柱节点箍筋施工问题
在实际施工中，梁柱节点区钢筋密集，构造复杂，特别是处于结构中间部位的梁柱接头部位，梁柱钢筋纵横、垂直交错，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉，这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中，施工单位普遍采取先安装梁底模，柱子箍筋先套在主筋上，再绑扎安装梁钢筋，那么节点区箍筋如果不能及时调位和正确绑扎，致使梁柱节点区出现箍筋不放、少放、间距不符合图纸和规范要求，这样就会给节点区质量留下安全隐患。
由于意识到这个问题对工程质量的影响，具体可采取以下措施：
第一，柱子箍筋下料时做成两个U型的，肢长根据截面尺寸、搭接焊接焊缝要求统一考虑，在绑扎梁的纵向钢筋时，柱子箍筋先不绑扎，待梁的主筋正确就位后再将制作好的两个U型箍筋焊接，这样就可以保证箍筋数量、位置满足设计和规范要求。论文格式。
第二，在安装梁钢筋之前，先把梁钢筋纵向钢筋用垫块准确就位后再进行绑扎，绑扎时控制好纵向主筋与箍筋先后搁置顺序，确保接头处箍筋钢筋位置、数量、间距满足要求。
以上两种做法能有效保证箍筋的施工质量能满足规范和图纸要求，也进一步满足结构中的强结点，强锚固的要求。论文格式。
2 梁柱节点处混凝土强度等级的问题
在钢筋混凝土框架结构设计时，根据设计原则，为保证“强柱弱梁”“ 强节点，强锚固”的要求，柱的混凝土强度等级通常会比梁板高，而且随着建筑物高度的增加，两者的差距会更大。然而这样的话，就会给施工中梁板与柱子交接处截面处混凝土强度等级、构件质量的控制带来很大麻烦。论文格式。
在框架结构施工中，比较普遍的做法是柱和梁板混凝土分两批集中浇筑，即节点区采取和梁板结构混凝土相同强度等级混凝土浇筑。如果单独浇筑节点区，会存在因供应量少和与梁板分隔困难的问题，若同柱一起浇筑，会使节点区混凝土施工缝的留置很困难，如与梁板同时浇筑存在节点“夹层”，存在质量隐患。
根据规范规定，梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa，如果超过时，梁柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。特别强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同，不能与梁板混凝土强度等级相同；而规范规定，当柱混凝土设计强度等级高于梁板的设计强度时，应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施，保证节点混凝土的强度。两个观点都在保证强节点的设计原则。具体可采取以下措施：
为了方便施工，可以直接在梁端(柱边)设置垂直交界面，采用快易收口网，可避免在板内设置分界面，使施工难度降低；但为防止分界面出现施工冷缝，建议施工时梁柱节点区混凝土采用塔吊配备小口漏斗浇筑，梁板等大面积部位混凝土则采用泵送，同时浇筑，并做好养护工作。
要保证核心区混凝土构件的强度，具体做法是在节点处增加纵向钢筋，设置型钢或增加箍筋予以补强。这种方法施工方便，质量容易保证，施工单位易接受。
3 混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求、满足混凝土炭化深度符合规范和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小，无法满足上述要求，太大则会在弯矩作用下使截面边缘产生的拉应力而使构件表面易开裂(δ＝M/W＝My/I)。因此，《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)第5.5.2条均规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为5mm。
施工时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度，但实际施工时很难做到。高层建筑中。由于柱箍筋直径较大，间距较密，肢数较多，加工难度较大，上下钢筋有相互锚固，安装后箍筋有外突部分，外突箍筋使模板无法安装，为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板。但会造成柱纵筋保护层偏大，解决该问题有赖于提高现场加工施工准确度，做好钢筋工程施工样板。 其次模板的几何尺寸也是影响保护层的因素之一，几何尺寸偏小，骨架尺寸不变，则会造成保护层偏小，反之则会偏大。还有梁的起拱、保护层垫块多少也会造成保护层大小的改变。
在框架结构施工中，由于楼面结构标高是一致的。双向框架梁同时穿越柱节点时，必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大。井宇架梁节点也有同样问题，这些问题无法避免，可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。但需注意：一是梁箍筋的下料问题．由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过，若该向框架梁端箍按原尺寸下料，面筋无法直接绑扎到箍筋上，对梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料时高度可减小2-3cm(仅一向框架梁端需要)；二是施工时以哪一向为主，保护层厚度增大，混凝土截面有效高度变小，正截面抗弯承能力减小，设计时是否考虑这种影响，另一方面构件表面容易开裂(原因如上，δ＝M/W＝My/I)，《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.2.4条规定：当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施；对此须在设计时就明确以哪一向为大，并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂，也可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。
[1]《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
[2]《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（03G101）
[3]《建筑结构抗震设计》，中国建筑工业出版社
[4] 《一级注册结构工程师必备规范汇编》中国建筑工业出版社
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)
篇5
关键词：混凝土组合结构结构体系发展趋势
一、引言
随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢-混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段，而轻钢-混凝土组合结构的研究还比较少。轻钢-混凝土组合结构是一种由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系。轻钢─混凝土组合结构具有轻钢结构的优点，同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性，并增强了结构的防火性能。
二、轻钢-混凝土组合结构体系
（一）竖向承重结构
结构竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄，管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲，还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋，从而提高钢管的局部稳定承载力。同时钢管对混凝土有较强的约束作用，提高了混凝土的轴向抗压强度，因此，薄壁钢管混凝土柱的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土，发生火灾时能够吸收热量，从而延长了钢管的耐火极限。圆钢管轴向受力性能较好，其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管，但方钢管对混凝土的约束能力较差。因此可考虑采用六边形及八边形钢管，以便为梁﹑柱连接提供方便和保证。
（二）楼面结构
轻钢-混凝土组合建筑可选用多种楼面结构形式。它要求楼板必须有足够的刚度﹑强度和整体稳定性，同时应使楼板自重轻﹑厚度小，并提高施工速度。楼面结构可选用如下形式：
（1）压型钢板和混凝土组合楼板；
（2）密肋轻钢─混凝土组合楼板；
（3）现浇预应力钢筋混凝土楼板；
（4）混凝土预制叠合楼板。
其中优先选用1﹑2类型。其主要优点是：
（1）省去楼面模板支撑，节省投资，施工速度快；
（2）压型钢板与轻钢密肋中可布置设备管线，减少吊顶高度；
（3）平面刚度大，房屋有较强的整体性，抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形钢管﹑双槽钢﹑冷弯U型卷边槽钢或H型﹑I字型焊接或热轧型钢。I字型钢可以是实腹的也可是空腹的，也可选用卷边槽钢－混凝土组合梁。梁板组合结构通过栓钉及剪力连接件形成整体，共同来承担楼面荷载。目前压型钢板与混凝土组合楼面结构在国内发展已比较成熟。
（三）支撑结构
（1）对于单层工业厂房轻钢─混凝土组合结构，由于采用薄壁钢管混凝土柱承受竖向荷载及吊车荷载，屋架及支撑均可采用轻型钢构件，因而其支撑布置方式与普通钢结构厂房类似。即采用柱间支撑及屋盖水平﹑垂直支撑来保证厂房及屋盖的整体稳定性。
（2）对于多﹑高层轻钢─混凝土组合结构体系，由于其侧向刚度较弱，为抵抗水平地震作用，减小层间侧移，宜在相应位置采用垂直支撑。为满足门窗开洞及其它方面需要，支撑的形式可以灵活多样，如X型﹑M型﹑W型﹑V型﹑单斜杆型﹑人字型支撑等。对位于地震区的通常的钢－混凝土组合梁楼盖宜采用偏心支撑，以便结构在地震作用下具有良好的延性及耗能性能。此外，若采用刚性梁柱节点，对于多层结构可以不设置支撑构件。
（四）维护结构
轻钢-混凝土组合结构与其它钢结构一样，应采用轻质维护材料。墙梁宜优先选用冷弯薄壁槽钢﹑卷边槽钢﹑卷边Z型钢。可采用轻型组合墙体，如：压型钢板加轻型保温隔层墙体﹑压型钢板夹芯板﹑玻纤增强水泥外墙板﹑钢网塑料墙板等。至于屋盖结构，一般采用有檁体系，亦可采用拱形波纹屋顶或轻型网架﹑轻型桁架加铺轻质保温层和彩色压型钢板。其特点是生产工厂化，制作机械化，施工方便﹑速度快﹑工期短。
三、轻钢-混凝土组合结构的发展现状
（一）国外研究现状
国外一些学者已进行了薄壁型钢混凝土组合梁及薄壁钢管混凝土组合柱的试验研究。组合梁中的薄壁型钢主要有冷弯U型型钢﹑百叶薄壁型钢和装配式薄壁型钢等形式。c～h类型均能与混凝土有效地结合，来共同承受外界弯矩和剪力。其中h类型为装配式截面，布置较为灵活，可适用于不同截面尺寸的轻钢组合梁，并可作为标准型材批量生产，但在浇混凝土之前必须用框架固定其形状。a、b类型为箱形薄壁型钢截面，与混凝土的粘结性能较差，一般只起到模板的作用。此外，还可根据实际需要，在薄壁型钢混凝土梁中配置一定数量的纵向钢筋，以进一步提高其抗弯刚度和极限承载力。
国外研究表明，薄壁型钢混凝土组合梁的承载力大小，取决于薄壁型钢与混凝土间的粘结力性能。粘结性能好才能使钢和混凝土两种材料共同工作，充分发挥材料的强度。而薄壁型钢的截面形状及表面有无刻痕是影响粘结力的主要因素。c～h类型，在充分咬合情况下，钢板与混凝土处于完全粘结状态，其应变相同，几乎没有滑移发生。对于不同形状的薄壁钢板，可取用不同的粘结系数，具体数值需要由试验确定。目前，轻钢-混凝土组合梁还正处于研究开发阶段。
薄壁钢管混凝土柱的研究目前主要集中在短柱上,重点研究圆形和方形截面短柱在轴压荷载作用下的力学性能，包括钢壁板的局部屈曲性能，而对于长柱构件在轴压和压弯荷载作用下的性能研究还未见相关报导
（二）国内研究现状
在国内，清华大学和哈尔滨工业大学正在进行轻钢-混凝土组合构件的研究工作。哈尔滨工业大学近期进行了薄壁型钢混凝土组合梁和短柱的试验研究。共对6根梁和22个短柱构件进行了静载试验观测，取得了较为理想的结果。下面对其组合梁、柱试验情况分别加以介绍。
1.薄壁型钢混凝土组合梁试验
薄壁型钢组合梁采用了3种截面类型。试验中所采用的6根梁跨度均为3m,截面尺寸为，梯形截面混凝土翼缘宽为550mm,翼缘高为80mm。每一种截面类型做两个试件，一个为素混凝土组合梁，另一个在下部配有钢筋。在试验中，采用三分点加载，使组合梁中部受纯弯作用。试验结果表明，其中b、c两种类型的粘结性能优于a种，而c种最好。组合梁达到受弯极限承载力时，梁顶部混凝土基本上达到或接近极限压应变，同时梁下部钢板也达到了极限拉应变。这说明该种梁截面类型薄壁型钢与混凝土的粘结性能能够满足受弯承载力要求。构件破坏时，粘结力的丧失与薄壁型钢和混凝土的屈服几乎同时发生。在钢与混凝土界面粘结破坏之前，构件处于弹性阶段。随着粘结的破坏，构件刚度逐步下降，但并不显著；当粘结全部破坏时，外包薄壁型钢与混凝土之间出现了滑移，刚度很快下降。随着滑移的增加，混凝土翼缘板开裂（未配筋试件）或梁腹部的混凝土被剪坏（配筋试件），最后导致构件破坏。由此可见，相对于配筋试件，未配筋试件具有更好的延性，说明薄壁型钢与混凝土间的粘结力对组合梁的承载力起控制作用。
2.薄壁钢管混凝土组合柱试验
在薄壁钢管混凝土短柱试验中，共选用圆柱、方形柱、和八边形柱三种截面类型，同时改变截面尺寸及钢材和混凝土强度进行构件的正交试验设计。钢管壁厚选用1mm和1.5mm，管径（圆形截面）及边长（方形、八边形截面）分别采用100mm、150mm和200mm,试件高度为400mm～1000m；混凝土标号采用C20～C30。试验结果表明，圆柱的受力性能最好，八边形柱次之，方形柱的受力性能最差。这主要是由于圆形钢管对混凝土的约束能力强于其他两种类型的缘故。圆形薄壁钢管混凝土短柱随着荷载的逐渐增大，柱中部首先突起，钢管达到屈服强度，进而出现褶皱，发生较大塑性变形，此时钢管与混凝土均达到极限强度，最后破坏现象为斜向剪切破坏。由于管壁较薄，方形钢管对混凝土的约束作用较小，强度较低。八边形钢管混凝土柱的承载力介于圆形和方形构件之间。比较之下，薄壁钢管混凝土组合柱宜优先选用圆形及八边形截面。
3.节点构造
在轻钢-混凝土组合结构体系中，最关键的部位就是节点。只有节点的构造措施和受力性能得到了解决，才有可能进行结构体系的研究。原哈尔滨建筑工程学院做过大量厚壁钢管混凝土柱节点的试验研究，并在实践中得到了应用，且编入了规范，取得了很好的成果。但是由于薄壁钢管的管壁较薄，易于变形，因此节点构造较难处理。暂时可以将薄壁钢管混凝土梁、柱节点分为刚接和铰接两种形式，对其进行尝试性的理论分析及试验研究，以确定节点的合理形式和局部构造。对薄壁钢管混凝土柱与钢梁相连接的情况，可在节点处的柱子部分局部采用厚壁钢管，上、下分别与薄壁钢管相焊接，这样钢梁与厚壁钢管的连接便可以采用规范中的传统形式进行设计。薄壁型钢混凝土组合梁与其他构件的连接则比较难以处理，可以考虑在混凝土中采用预埋型钢或钢筋来实现连接，但是该种连接形式的抗弯、抗剪等力学性能还有待于研究。根据以上设想，组合梁和八边形柱节点的刚接形式，其它截面柱可采取类似构造。其中，组合梁外的薄壁钢板与柱上外套厚壁钢管焊接，内穿双角钢，并且上部纵向钢筋穿过柱子，梁外钢板与厚壁钢管焊接，薄壁钢管混凝土柱内不配钢筋或少量配筋。组合梁截面可以采用各种截面类型。铰接节点为柱子中只有角钢穿过，组合梁支承于角钢之上，梁柱间既不焊接，也没有钢筋通过，但需设置柱间支撑以承受水平荷载。除轻钢混凝土组合梁、柱体系外，还可以采用薄壁钢管混凝土柱与I字形钢梁体系及钢筋混凝土柱与薄壁型钢组合梁体系，后两者节点连接则更为容易。
四、轻钢-混凝土组合结构发展的几个问题
（一）轻钢-混凝土组合构件的研究。
除压型钢板与混凝土组合板技术比较成熟外，其他轻钢─混凝土组合构件的研究目前仍较少。需对薄壁钢管混凝土柱的极限承载力及薄壁钢管的局部屈曲和不同类型冷弯薄壁型钢混凝土组合梁的受弯﹑受剪状况及整体﹑局部稳定性能进行理论分析和试验研究。
（二）轻钢-混凝土组合结构体系及构造措施的研究。
普通的钢─混凝土组合结构及轻钢结构都已进行了大量的科学研究，取得了丰硕的成果及丰富的实践经验，并制订了相应的规范和规程，我们可以借鉴以上两者的成果及经验进一步进行研究。其中梁柱节点的研究是关键。可进行薄壁钢管混凝土柱与冷弯薄壁型钢混凝土组合梁节点及薄壁钢管混凝土柱与热轧型钢﹑冷弯型钢梁节点的理论分析及试验研究。由于轻钢壁厚较小，一般只有几毫米，可考虑部分构件工厂焊接，部分构件采用现场螺栓连接。
（三）轻钢-混凝土住宅建筑的开发。
在大多数多﹑高层钢结构建筑中，均采用压型钢板─混凝土组合楼盖。如果同时采用薄壁钢管混凝土柱及轻钢混凝土组合梁作为主框架，则必将使结构的受力性能及防火性能得到改善，因此可考虑在钢结构及轻钢结构建筑中尽量多采用组合构件。可重点研究给排水管线及供电﹑供热管线与结构相协调问题，同时研究防火﹑保温﹑隔声及室内外装修等问题。
（四）轻钢-混凝土组合结构计算理论的研究。
在轻钢混凝土组合构件试验研究的基础上，可考虑进行轻钢─混凝土组合结构体系的受力性能与稳定性分析并同时对结构的抗震﹑防火性能进行研究。计算方法上，可由试验及理论分析所得各构件的力学指标及截面模量﹑参数，运用现有的通用计算软件对结构进行计算分析及设计。
（五）施工荷载及围护结构蒙皮效应的研究。
混凝土浇注前，施工荷载对薄壁钢构件变形的影响较大。可考虑在尽可能少设或不设脚手架，使薄壁钢构件的刚度足以承受施工荷载。此外，围护结构的蒙皮效应能够提高结构的承载力，其提高程度有待研究。
五、结论
篇6
建筑工程中，许多混凝土结构在施工过程、使用过程中均出现不同程度和不同形式的裂缝，这是相当普遍的现象。按其成因，基本上可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。工程实践中的许多裂缝现象往往无法用荷载原因解释，而是变形引起的裂缝。这种变形作用中，由混凝工收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝则是最常见的裂缝。虽然这类裂缝属于非结构性裂缝，是变形作用引起的裂缝，一般不致于影响构件承载力和结构安全，但却会影响结构的耐久性和整体性，同时也会给使用者在感官和心理上造成不良影响。随着建筑向大型化和多功能化发展，超长结构(即超过《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的结构)建筑不断出现，混凝工强度等级的提高，施工中泵送商品混凝土的应用，使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。我国《混凝土结构设计规范》仅对钢筋混凝土伸缩缝最大间距控制和解决混凝土收缩和热胀冷缩问题，显然具有一定的局限性。
一、超长混凝土结构设计
超长混凝土结构设计时应因地制宜，区别对待。对不同地区的抗震设防烈度、环境温度、材料、施工条件、建筑物的不同使用性质、平面布置、立面体形等，根据伸缩内应力特点，为减小或防止超长混凝土结构温度收缩裂缝，应遵循以下“放”、“防”、“抗”相结合设计原则和相应的处理措施。
放的方法：减少约束体与被约束体之间的相互制约，以设置永久性伸缩的方法。将超长的现浇混凝土结构分成若干段，以释放大部分变形，减少约束应力。
抗的方法：采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差，改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度。
设置后浇带。“以放为主”，为了消减温度应力，取消伸缩缝，在施工期间设置临时伸缩的后浇带，把结构分成若干段，这样可以有效地削弱温度收缩应力。在施工后期，将若干段浇筑成一个整体，以承受约束力。这就是利用“后浇带”办法控制裂缝，达到不设置永久伸缩缝的目的。有效设置后浇带是目前列入高规中的一种常用方法，它利用了混凝土早期收缩量大的特性，其主要作用是释放早期混凝土收缩应力，减小以收缩为主的变形。高规对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求，不少资料对此也有所介绍。具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑采取用相应具体做法。
采用UEA补偿收缩混凝土。“以抗为主”利用超长混凝土结构无缝设计新技术，运用中国建筑材料科学研究院的专利产品 UEA膨胀剂，补偿收缩混凝土在硬化过程中产生的膨胀作用。在结构中产生少量预压应力来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。近年来为了减少碱含量，UEA―H膨胀剂代替了UEA膨胀剂。该新技术日趋成熟在多项工程中实施应用，为不设置永久伸缩缝开创了新局面。
采用预应力混凝土结构。对结构施加相应的预应力可以减小因温度变化和混凝土收缩而在混凝土产生拉应力，从而达到扩大温度伸缩缝间距目的。用预应力抵抗温度变形裂缝无疑效果很好，但预应力成本高，技术复杂，当为满足建筑层高、大跨度等特殊需要时采用该技术才能更显现其技术优势和效能。
工程结构中由变形作用引起的裂缝，为保证混凝土结构的耐久性，除从结构控制外，还可只考虑在裂缝部分表面封闭处理即可。
超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防首先应采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施，就是说不能仅靠设置后浇带来解决问题，必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的设计措施及相应的综合措施。上述措施很多结构设计实例证明比较有效。
二、基础底板及地下室部分
基础底板及地下室部分不设永久性伸缩缝，避免了高层建筑整体稳定、埋深嵌固和地下室的防水等一系列的更加难处理的问题。地下基础厚度往往是较大的大体积混凝工，它的凝结收缩是最突出的问题。地下室钢筋混凝土墙受温度影响较大，养护困难，温度胀缩、开缩开裂问题容易出现。结合具体情况做具体分析从而采用可靠措施是必要的。控制基础底板及地下室部分的混凝土裂缝问题常采取下列措施：
（1）混凝土强度等级不宜高，在满足承载力和防水要求的条件下，宜在C30～C35的范围选用。
（2）水泥应优先采用水化热低的品种，如矿渣硅酸盐水泥。
（3）为减少硬化过程中的收缩应力，设后浇带。
（4）采用膨胀剂配制混凝土，利用UEA膨胀剂等新技术的补偿收缩功能解决混凝土收缩开裂。
（5）基础底板大体积混凝土，采用分层浇筑、阶梯式推进，每层混凝土在初凝前完成上层浇筑，应避免出现冷缝。
（6）对混凝土凝结收缩，基础底板仅受到地基的摩擦约束，可以通过增设滑移层减小摩擦约束。具体做法是设沙层、防水层、塑料布等兼作滑移层。
（7）地下室墙体的水平分布钢筋不宜小于0.5%，并采用变形钢筋，钢筋间距不宜大于150mm。
（8）地下室外墙地平以上的部分，应设置保温隔热层，，避免直接暴露。
三、楼盖结构
控制楼盖结构混凝土裂缝，可采取下列措施：
（1）控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35，设置后浇带。
（2）采用掺膨胀剂配制的补偿收缩混凝土。
（3）楼板宜增加分布钢筋配筋配筋率。楼板厚度≥200mm时，跨中上部应将支座纵向钢筋的1／2拉通。屋面板、外廊板、阳台板等外露室外现浇板(板跨＞4m，挑板≥1.5m)时，以及采用泵送混凝土的双向连续板等温度、收缩应力较大的现浇板，配筋更应加强，板面钢筋间距宜150～200mm，并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋。板面的上、下面沿纵、横两个方向的配筋率不宜
（4）檐口板，外露栏板应双面双向配筋，上下端头各配≥2Φ10温度抵抗筋，并每隔15～20m设置一道20mm温度伸缩缝，宜在柱子处设缝，缝宽l0mm。
（5）框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者(外露梁高度≥ 500)均设置≮2Φ12腰筋。腰筋宜细而密，间距≯200mm，每侧腰筋配筋率≮0.1%。外侧边粱不宜外露，宜设保温隔热面层。
（6）板钢筋断开，梁钢筋直通不断。在楼盖面板必要的位置仅将混凝土板断开，梁不断开，在该跨粱中增加温度钢筋。因梁所处环境比板较好，伸缩温差不显著，截面积也小得多，且梁在结构中的作用比板重要，板断开，楼盖面伸缩混凝土截面积减小了70― 80％，伸缩自内力也就减少了70～80％，因此，只要梁不断，结构上矛盾就几乎就没有了。该方法目前工程采用较多，但由于有的工程梁较多截面积较大时，钢筋全部不断会约束混凝土收缩，也有达不到预期效果的。此时建议，梁上部钢筋、腰筋及板钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊；粱下部钢筋不断，适当加大配筋。这样既可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束，又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难。
（7）根据工程具体情况和需要，楼盖采用部分预应力，使混凝土预压应力有0.2～0.7MPa。
篇7
论文关键词：钢筋混凝土；地基与基础设计；概念设计；问题；
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度不断增加，建筑类型与功能也愈来愈复杂，结构体系更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的重点和难点, 如何做好高层结构设计,笔者认为应从以下几个方面考虑:
一、概念设计
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等每个设计步骤中都贯穿了结构概念设计内容。强调结构概念设计的重要性，是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。以下一些问题值得探讨：
1．在结构体系上，应重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径，结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
2．一般工程都仅进行小震下的弹性设计，而用概念设计和构造措施保证“中震可修，大震不倒”，但没有验算和证实，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，无人知晓。对抗震设防烈度较高地区的特别重要建筑和超限建筑，审查专家往往会提出更具体的设计指标：（1）中震或大震不屈服设计；（2）中震或大震弹性设计；要求设计单位确保实现“三水准”的设计目标。
3．建筑物是应当有个性的，不应当千面一物。基于性能的抗震设计理念的特点是，使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，允许按照业主的要求选择不同层次的抗震性能目标作为设计者的设计依据。例如业主可以提出更高的抗震设防要求，按中（大）震不屈服设计或中（大）震弹性设计，保证重要的建筑物在大地震作用下不影响正常使用功能，而不仅仅是不坏不倒。
4．水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，但是也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因P-Δ效应过大而导致结构破坏；结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
5．在一个独立的结构单元内，应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼、电梯间；减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急，结构刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。根据具体情况，结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元应采取加强连接的方法。
二、结构选型问题
对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：
1、结构的规则性问题
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题
在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A 级高度的建筑外，增加了 B 级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、嵌固端的设置问题
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设置问题
在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
三、地基与基础设计问题
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
四、结构计算与分析问题
在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
1、结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
2、是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。
3、非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
篇8
关键词：混凝土；框架；结构设计；问题
Abstract: With economic development and the development of the real estate market, the domestic design market increasingly active around the number of design companies have continued to increase， design quality is also poor missing. This paper introduced in the structural design engineering is often the majority of designers ignores some of the problems and put forward their own opinions, for reference.Key words: concrete; framework; structural design; problem
中图分类号：TU375 文献标识码：A文章编号：
前 言
框架结构是指由梁和柱连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵水平荷载和竖向荷载。墙体仅起到围护和分隔作用，一般用轻质板材等材料砌筑。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，有时为了争取较大的跨度，对混凝土梁或板施加预应力，以达到使用要求。比如由于缺乏规范依据及相应的设计规定，加之对结构体系概念设计缺乏了解，有些设计人员往往对结构设计把握不够，在实际工程中出现了不少规则性很差、对结构抗震十分不利的结构。
1、电算参数及结果分析
随着我国计算机技术的飞速发展，我国的设计软件也日趋完善。目前，国内在结构设计中，工程中应用较多的结构分析软件主要有两类： 一类是利用薄壁杆件理论的三维杆系结构有限元分析软件，目前工程中常用的TAT、TBSA属于这一类。第二类是利用壳元理论的三维组合结构有限分析软件，SATWE软件属于这类软件。不同的软件有其不同的控制参数，作为设计人员，应理解规范的前提下合理的选择相应的设计参数。以PKPM为例，其结构控制参数就有几十个，比如在SATWE参数地震信息中有：结构平面规则性判断（见《抗规》表3.4.2-1、《高规》4.3节）、结构竖向规则性判断（见《抗规》表3.4.2-2、《高规》4.4节）、框架抗震等级(见《抗规》表6.1.2)、活载质量折减系数（见《抗规》表5.1.3）等。每个参数对应了规范的不同条款，设计时应认真对照规范，合理选择，在此前提下再对结果认真分析，做到经济、安全。轴压比不满足要求，结构的延性要求无法保证，应增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度；轴压比过小，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
2、框架短柱
短柱效应则是在设计时易被忽视的一个问题。短柱由于其刚度大，吸收地震作用使其时容易受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性破坏，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌。
其破坏形态多为剪切破坏，无明显征兆，一般而言以多层建筑中设置构造柱的楼梯间、宽度较大的窗台等部位最为典型。如同鞭梢效应一样，这也是一种与地震效应密切相关的效应。
规范规定，房屋建筑中的短柱一般是指柱净高H与截面高度h之比H／h≤4为短柱，工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱，这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M／Vh≤2的柱才是短柱，而柱净高与截面高度之比H／h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H／h≤4来判定的主要依据是：①λ＝M／Vh≤2；②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点，取M＝0.5VH，则λ＝M／Vh＝0.5VH／Vh＝0.5H／h≤2，由此即得H／h≤4。但是，对于高层建筑，梁、柱线刚度比较小，特别是底部几层，由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小，反弯点的高度会比柱高的一半高得多，甚至不出现反弯点，此时不宜按H／h≤4来判定短柱，而应按短柱的力学定义λ＝M／Vh≤2来判定才是正确的。目前,在工业与民用建筑的框架、框剪设计中,普遍采用PKPM等设计软件进行设计,但目前的软件设计还不完善,在进行电算时,对短柱不能进行自动判别,因此短柱需要设计人员利用电算结果另行设计。
其实，短柱出现时，可以通过多种方法来提高短柱的承载力或变形能力，使短柱的抗震性能获得提高，从而避免发生脆性破坏,保证结构安全。比如可以加强短柱的构造措施：① 尽量减弱短柱的楼层约束，如降低梁的高度、梁与柱采用铰接等；③合理采用箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等②增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于100 mm，柱的纵向钢筋间距≤150 mm；
3、强柱弱梁
目前一些设计人员却并不重视规范这个概念的精神。多次的地震震害表明：混凝土结构，尤其是框架结构的“强柱弱梁”概念在工程实际中较难实现。其原因主要有：结构计算。现行的一些结构计算软件中，在结构内力分析时考虑了楼板对梁的刚度贡献,然而却在梁的承载力配筋中未考虑，造成梁配筋偏大； 计算梁端截面配筋时，由于考虑了梁的裂缝，由此而控制梁端截面的配筋；梁端配筋采用柱中线处内力，实际上柱中线截面弯矩比柱边截面的弯矩要大些，目前在PKPM中的梁柱结点是否形成刚域对此有控制开关，可供设计人员控制；钢筋归并及人为放大梁支座配筋及跨中配筋。
我们知道框架结构是超静定结构，如在柱上出现塑性铰，结构就有可能成为机构，整个结构就会失稳倒塌，但是如果在梁上出现塑性铰后结构仍为超静定结构，对整个结构的影响较少，也不至于结构整体的失稳；为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现，这就必须做到在同一节点柱的抗弯能力大于梁的抗弯能力，即满足“强柱弱梁” 的要求。因此规范提出“强柱弱梁”这一概念设计是十分的重要的，规范中的梁端负弯矩调幅及抗震设计时的柱端弯矩放大系数都体现了“强柱弱梁”这种抗震理念。强柱弱梁只是一种抗震概念，没有人为了体现强柱弱梁这个概念故意把柱截面做大，层高做小来增加其线刚度，也不是说梁的线刚度比柱的线刚度大就没有体现强柱弱梁这个概念，要体现“强柱弱梁”是多方面的原因，除了刚度比之外，配筋及一些构造措施也不能忽视。
规范保证“强柱弱梁”的措施是对柱端弯矩乘以放大系数，强柱弱梁就是要保证在梁上先出现塑性铰而不是在柱子上先出现，因此，要柱子的承载力要大于梁的承载力，规范里就是根据各种抗震等级规定了各种各样的柱端弯矩放大系数来实现它的,与梁柱线刚度比并无直接的关系，我们可以通过加强柱的配筋来做到强柱弱梁的要求，但要适当控制其可能对柱端内力调整造成的影响。
4、关于板面设置温度应力筋
《混凝土结构设计规范》（ G B50010-2002）第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内， 钢筋间距宜取为150~200mm，并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1％ ，河北省地方技术措施中也有对于屋面板板面负筋宜通长布置的说法。对于规范中所提“温度收缩应力较大区域”这一条设计人员的理解又会产生出入。工程中什么区域属于温度收缩应力较大的区域，仅是板跨较大还是屋面板等这些外露构件为温度收缩应力较大的区域，这其实是一个难题。不过，根据工程经验来说，一般认为对于一般结构形式规则且较短的建筑，我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋，而对于超长结构，则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋或设后浇带来处理。其余部位则可因人而异但不必过于强调。
5、结束语
对于结构设计人员来说，先应对其设计计算的软件功能有确切的了解，再选取切合实际情况参数和符合现行规范要求的计算方法，通过合理控制各项指标，认真仔细比对结构方案和分析相应计算结果进行正确的判别。
参考文献
［1］ 中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部《PKPM用户手册及技术条件》及《SATWEE用户手册及技术条件》[CP]．
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关键词：混凝土结构的加固，砌体结构的加固，钢结构加固
混凝土结构加固篇
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
一、直接加固的一般方法有：
1、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。
在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘钢加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
二、间接加固的一般方法有：
1、预应力加固法
（一）预应力水平拉杆固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。论文大全。
（二）预应力下撑拉杆加固法
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力
2、增加支承加固法
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：
1、托换技术
系托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。
2、植筋技术
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3、裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。内部修补法。
4、碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
四、砌体结构加固方法：
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
（一）适用于砌体结构的直接加固方法一般为：
1、钢筋混凝土外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、钢筋水泥砂浆外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
（二）适用于砌体结构的间接加固方法一般为：
1、无粘结外包型钢加固法
该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。论文大全。
2、预应力撑杆加固法
该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。
（三）砌体结构构造性加固与修补
1、增设圈梁加固
当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固
2、增设梁垫加固
当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。
3、砌体局部拆砌
当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。论文大全。
4、砌体裂缝修补
在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
参考书籍：
《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编
《混凝土结构耐久性》 金伟良编
《老化混凝土的断面特征与损伤描述研究》 赵震洋老师博士学位论文
《钢筋混凝土原理和分析》 过镇海 时旭东编著
篇10
关键词：碳纤维片材；建筑结构加固和改造；钢筋混土结构；碳纤维布
中图分类号：TU7 文献标识码：A
前言：近年来，随着我国经济的迅速增长，建筑结构加固和改造的工程日益增多，碳纤维加固是伴随建筑改造加固的运用已经相对成熟的新技术，碳纤维布具有高强、轻质、抗腐蚀、耐老化、施工便捷、使用面广等优点。碳纤维加固技术是利用改性环氧树脂类胶结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，从而达到结构补强及改善受力性能的目的。近年来碳纤维加固技术在土木工程领域中的研究与应用得到了迅速发展，此项技术在国内外等发达国家已成熟运用，虽取得了一定的成果，但至今尚未形成系统的理论。本文结合加固理论及工程算例，阐述碳纤维片材的性能与在既有建筑楼板后开洞改造加固中的应用及分析。希望对从事加固改造的同行有借鉴意义。
碳纤维材料加固设计的基本原理：
根据钢筋混凝土结构设计理论，碳纤维加固混凝土结构有4个基本假定：
（1）平面假定，即碳纤维加固混凝土受弯构件截面的应变满足平面变形假设，钢筋和碳纤维的应变与相同位置处的混凝土相同。
（2）混凝土的应力应变关系，受压混凝土的应力应变关系采用现行规范建议的模式，当压应变达到极限应变时，混凝土被压碎，受拉混凝土应力应变关系近似按线性取用，当拉应力超过其抗拉强度时，混凝土退出工作。
（3）钢筋的应力应变关系，采用理想的弹性材料模式。
（4）加固所用布为完全理想粘结，即表示混凝土与碳纤维布之间没有滑移，碳纤维布、钢筋和混凝土同时达到极限状态，在实际设计时，考虑构件安全性和简化设计，可以近似认为碳纤维的拉应变等于钢筋拉应变，按受力相等的原则可将碳纤维的面积转化为等效钢筋面积。粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面，使两者共同工作，提高结构构件的（抗弯、抗剪）承载能力，由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。碳纤维增强聚合物（CarbonFibreReinforcedPolymer 简称CFRP，也称为碳纤维增强塑料）是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。
碳纤维材料加固施工工艺：
一般工艺流程为：卸荷—基底处理—涂底胶—找平—粘贴—保护。
一、工程概况：
对土木工程结构的加固改造是当前一个相当普遍的问题。如许多建筑在施工或使用过程中，由于功能的改变，需要进行各种类型的改造，如楼板开洞，剪力墙开洞等。在这些改造中，由于结构荷载、约束条件发生变化，受力性能也会产生相应的改变，通常原结构截面或配筋很难满足要求，因此也就存在如何最有效地进行加固的问题。工程实例:某酒店在施工过程中,由于甲方原因,房间的使用功能发生改变,设备洞口位置变化,已经做完的楼板要开洞,原有楼板的约束条件和受力性能发生了改变,需要对楼板加固, 经过分析研究决定用碳纤维布加固。
二、楼板开洞分析：
设计依据
加固设计主要依据《混凝土结构加固技术规范》、《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》进行，承载力计算按照《混凝土结构设计规范》基本规定，《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》规定：当矩形洞边和圆形洞直径不大于300mm时钢筋构造：受力钢筋绕过孔洞，不另设补强钢筋；当矩形洞形边长和圆形洞直径大于300mm且不大于1000mm时补强钢筋构造；当矩形洞边边长和圆形洞直径大于1000mm时加梁。
楼板开洞：楼板开小洞：楼板开小洞(b1、b2≤300mm)，可直接在楼板上人工剔凿，注意不得伤害板内原有钢筋(楼板开大洞(300mm＜b1、b2≤1000mm)施工前先采取专业措施对洞口相关区域内的钢筋进行卸荷并做好相关区域的支护，在洞边进行粘贴碳纤维布加固，水钻切割楼板，切断洞口内钢筋；
楼板开大洞(b1、b2≥1000mm)施工前先采取专业措施对洞口相关区域内的钢筋进行卸荷并做好相关区域的支护，在洞边梁宽范围内人工剔凿留通槽，最好增设梁，梁钢筋植入周边框架。
楼板封堵加固：小洞口封堵(b1、b2≤300mm )在洞边剔凿斜向抗剪槽(30mm～50mm)，直接浇注标号不小于周边结构的混凝土；大洞口封堵(300mm＜b1、b2≤1000mm)在洞边剔凿斜向抗剪槽(30mm～50mm)，按简支计算确定须封堵楼板的钢筋，在洞口放入钢筋，浇注混凝土，标号不小于周边结构的混凝土。已建楼板后开洞口不大于1000mm的洞周边粘贴碳纤维布的示意图如下:
三、工程算例：
由我院设计并已建成的某工程为六层的框架结构的酒店。因甲方变更局部房间的使用功能, 没有预留设备洞口,现需要在几个不同部位的楼板需开设几个大小不一的洞口，其中有两个洞口，其板跨度均为9m×9m，分别开有600mm×600mm和800mm×800mm 的洞口，根据原有钢筋的截断情况和《碳纤维片材料加固混凝土结构技术规程 》（ CECS 146:2003）计算需要洞口补强的碳纤维布如下：
碳纤维布规格采用300g/m2，厚度为0.167mm, fcfk≥3000N/mm2。
（一）新开洞口600mm×600mm,原来配筋为三级钢14@200,每边断开钢筋(4X2)8根,断筋面积为1230mm2。粘贴两层或者两层以上碳纤维布S=0.8,AseXfy=SXfcfkXAcf, Ase=1230 mm2, Acf= AseXfy /（SXfcfk）=1230X360/(0.8X3000)=184.5mm2
L=Acf/0.167=184.5/0.167=1105mm,实际取值为1200mm。
楼板板面和板底洞口的两侧各粘贴两层300mm宽的300g/m2碳纤维布。
（二）新开洞口800mm×800mm,原来配筋为三级钢12@200,每边断开钢筋(5X2)10根,断筋面积为1230mm2。粘贴两层或者两层以上碳纤维布S=0.8,AseXfy=SXfcfkXAcf, Ase=1130 mm2, Acf= AseXfy /（SXfcfk）=1130X360/(0.8X3000)=169.5mm2
L=Acf/0.167=169.5/0.167=1015mm,实际取值为1200mm。
楼板板面和板底洞口的两侧各粘贴两层300mm宽的300g/m2碳纤维布。
本工程完成后，经过验收发现碳纤维布与混凝土粘贴紧密，没有脱层现象，加固的施工质量得到预期效果，
四、结语
粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经得到较为广泛的应用，并已产生较大的经济效益；碳纤维布主要是分担钢筋的受力，即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度，因而，这项技术在混凝土结构的加固中应用是非常广泛的。对混凝土构件正截面承载力的提高，虽然碳纤维布比加大截面法略显逊色，但它是在几乎不增加构件自重和使用净空的情况下完成的加固。但是当对已建楼房开洞改造时，开洞楼板的刚度和强度较不开洞时会有不同程度的削弱，尤其刚度的削弱更为显著，其削弱程度与洞口尺寸有明显的关系，在洞口短边和转角处会出现较大的应力集中和挠度变形，因此在选用加固方法时要根据楼板跨度和所开洞口尺寸具体分析，以便确定最佳加固措施。
参考文献：
1.《碳纤维片材料加固混凝土结构技术规程 》（ CECS 146:2003）.
2.《混凝土结构加固设计规范 》（ GB 50367-2006）.
3. 刘航.李晨光.鲁昂 楼板开洞改造有限元分析及加固方法[会议论文]-2002.