鋼管混凝土柱論文大全11篇

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篇（1）

 

鋼管混凝土灌注施工過(guò)程中易出現(xiàn)問(wèn)混凝土輸送泵故障、泵管堵塞，泵管爆裂、鋼管堵塞等問(wèn)題。

為確保在突發(fā)事件影響到混凝土正常澆注時(shí)，能迅速有效地采取正確地措施，最大限度地減少突發(fā)事件對(duì)混凝土澆搗的影響。保證工程施工質(zhì)量，本人就如何保障鋼管混凝土灌注施工的質(zhì)量談一下個(gè)人的觀點(diǎn)：

一、現(xiàn)場(chǎng)工料機(jī)準(zhǔn)備

（1）人員配置

為保證鋼管混凝土灌注施工快速、安全、順利地進(jìn)行。澆筑前，項(xiàng)目部必須所有的相關(guān)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，明確各個(gè)人員的分工。一般由項(xiàng)目經(jīng)理或總工擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)總指揮，配備至少3個(gè)以上的試驗(yàn)員及2個(gè)質(zhì)檢人員，分別控制前后場(chǎng)的混凝土質(zhì)量。在拱上配備2名技術(shù)人員進(jìn)行跟蹤拱肋灌注進(jìn)度。

（2）現(xiàn)場(chǎng)布置

泵管布置原則為：連接線路短彎頭少。管道中不宜有小于90°的彎頭；盡量不設(shè)置下坡管道，避免管內(nèi)有空氣降低泵送壓力，如需設(shè)管道下坡時(shí)，水平傾角不宜大于15°。管道盡量順直并上好墊圈避免漏氣和漏漿。底部要墊穩(wěn)，懸空泵管不能超過(guò)兩節(jié)，豎管要用鋼絲繩或手拉葫蘆固定好，減少泵管擺動(dòng)。

（3）材料設(shè)備準(zhǔn)備情況

澆注前砂石料、水泥、外加劑等材料均配備充分，必須滿足兩條主拱肋的施工需要；同時(shí)備有泵機(jī)3臺(tái)、泵管、卡扣、墊圈若干，兩套拌和樓和發(fā)電機(jī)組均經(jīng)過(guò)檢修試用。并將填寫(xiě)澆筑申請(qǐng)單，由監(jiān)理對(duì)材料數(shù)量、設(shè)備等進(jìn)行確認(rèn)。

二、鋼管混凝土拌制

為更好的控制混凝土的性能，各試驗(yàn)員及現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須熟悉混凝土試驗(yàn)檢測(cè)性能，了解澆注鋼管混凝土坍落度設(shè)計(jì)值、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間等等。

開(kāi)盤(pán)前，若為高溫天氣，材料人員已提前2小時(shí)以上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石材料進(jìn)行不間斷淋水降溫；若為天氣較低，低于-5C*交通論文，應(yīng)對(duì)使用拌制混凝土的清水進(jìn)行加溫。試驗(yàn)人員測(cè)試好現(xiàn)場(chǎng)砂石的含水量，并調(diào)整好當(dāng)天施工配合比，填寫(xiě)配合比清單，經(jīng)試驗(yàn)工程師鑒認(rèn)后施工。粉煤灰按袋分堆存放，每次按規(guī)定袋數(shù)加入；外加劑預(yù)先按每次進(jìn)料數(shù)量稱好裝袋，進(jìn)料時(shí)按規(guī)定袋數(shù)加入；水則由拌和機(jī)上的繼電器控制加入。各種材料按一定順序加入，通過(guò)拉壓力傳感器控制材料用量，后場(chǎng)試驗(yàn)人員嚴(yán)格控制好。同時(shí)每次開(kāi)盤(pán)前，試驗(yàn)人員測(cè)好水泥溫度，水泥溫度過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響所拌制的混凝土工作性能，這一點(diǎn)應(yīng)引起足夠重視。

砂石、水泥、粉煤灰、外加劑等進(jìn)入攪拌筒后，先攪拌至均勻，然后再加水?dāng)嚢瑁油晁蠡旌狭显跈C(jī)內(nèi)的攪拌時(shí)間為150S。每盤(pán)混凝土攪拌完成后，試驗(yàn)員對(duì)混凝土的和易性進(jìn)行目測(cè)，達(dá)到要求即可出機(jī)，檢測(cè)出機(jī)混凝土坍落度，合格后才可運(yùn)走，運(yùn)送過(guò)程中要連續(xù)攪拌。

三、鋼管混凝土灌注

灌注混凝土之前，預(yù)先攪拌一兩盤(pán)稠度較小的水泥砂漿，用輸送泵泵送砂漿，將全部輸送導(dǎo)管濕潤(rùn)和，在泵送完砂漿之后泵送混凝土，應(yīng)待砂漿完全排出，排出合格的混凝土后才能將導(dǎo)管連接至主弦管。

混凝土泵送過(guò)程中要注意控制泵內(nèi)混凝土數(shù)量，要保持有足夠的混凝土，以防吸入空氣造成弦管內(nèi)混凝土不密實(shí)和混凝土供應(yīng)不及時(shí)時(shí)能夠泵送不至于等得太久造成堵塞中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。后場(chǎng)施工人員經(jīng)常檢查輸送泵管接頭的牢固性，一旦卡扣松動(dòng)，立即加固后再繼續(xù)泵送。

在混凝土輸送過(guò)程中前場(chǎng)值班人員應(yīng)通過(guò)用錘敲擊弦管的方法，確定混凝土在弦管內(nèi)的上升高度。混凝土泵送至拱頂部分，靠近拱頂橫隔時(shí)，應(yīng)放緩輸送速度，調(diào)整泵送進(jìn)度，鋼管混凝土在拱腳連續(xù)泵送至拱頂，不得長(zhǎng)時(shí)間中斷，應(yīng)控制在灌注完成后先進(jìn)入弦管內(nèi)的混凝土沒(méi)有達(dá)到初凝。待混凝土灌滿，管內(nèi)水泥漿完全排出，并在出漿孔排出合格的混凝土后，關(guān)閉設(shè)置于進(jìn)漿口的止回閥，拆洗導(dǎo)管及設(shè)備。本次混凝土灌即告結(jié)束。

鋼管混凝土施工過(guò)程中應(yīng)按規(guī)定抽樣制取試件。同一拱肋每根弦管混凝土灌注完成，預(yù)壓試件確定強(qiáng)度，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后才能進(jìn)行下一根鋼管混凝土的灌注。

四、質(zhì)量保障措施

（1）選擇合理的時(shí)間段進(jìn)行澆注混凝土，盡量避開(kāi)高溫天氣。澆注前，材料人員提前2個(gè)小時(shí)以上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石材料進(jìn)行不間斷淋水降溫。

（2）加大溝通力度，確保前后場(chǎng)聯(lián)系以及指揮人員和施工人員的配合。必要時(shí)配備足夠的通訊器材，確保通訊順暢。

（3）混凝土的質(zhì)量控制；開(kāi)盤(pán)前交通論文，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)砂石的含水量，并調(diào)整施工配合比，經(jīng)試驗(yàn)工程師鑒認(rèn)后施工。外加劑預(yù)先按每次進(jìn)料數(shù)量稱好裝袋，進(jìn)料時(shí)按規(guī)定袋數(shù)由人工加入。同時(shí)每次澆注前，試驗(yàn)人員已測(cè)好水泥溫度。攪拌完成后，試驗(yàn)員進(jìn)行坍落度抽檢，合格后才可運(yùn)輸至前場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)試驗(yàn)員進(jìn)行坍落度抽檢合格后才可使用。

（4）更換輸送管止回閥，由于原來(lái)使用的止回閥發(fā)現(xiàn)管口直徑小中間逐漸變大的現(xiàn)象，易造成在泵送混凝土?xí)r輸送管堵塞。因此直接使用導(dǎo)管接入拱肋，在靠近拱肋的導(dǎo)管處開(kāi)好小孔，插入鋼筋進(jìn)行止回。

（5）加大對(duì)泵機(jī)的檢查力度，開(kāi)工前對(duì)泵機(jī)進(jìn)行檢測(cè)標(biāo)定；對(duì)泵管的厚度及卡扣的強(qiáng)度進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)；合理布置泵機(jī)，盡量減少混凝土輸送管彎頭的布設(shè)。采用兩臺(tái)泵機(jī)進(jìn)行二級(jí)泵送，并采用高壓泵管進(jìn)行砼泵送。對(duì)泵機(jī)的布置情況必須形成文字方案，經(jīng)監(jiān)理審批后才可實(shí)施。

（6）沿鋼管拱肋縱向預(yù)布輸送泵管至第三、四拱肋節(jié)段接頭上四米，出現(xiàn)堵管時(shí)能迅速處理故障，在堵塞處立即開(kāi)孔接管，連續(xù)澆筑鋼管混凝土完畢。補(bǔ)灌鋼管灌注工藝流程如下：開(kāi)孔清理浮漿→焊接上部孔洞→焊接進(jìn)漿管→接泵管→泵水潤(rùn)濕管道（水不能進(jìn)入主弦鋼管）→拌砂漿和混凝土→泵送砂漿管道（砂漿不能進(jìn)入主弦鋼管）→泵送混凝土→拱頂出漿管冒混凝土并穩(wěn)壓后關(guān)閉止回閥→結(jié)束。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，保障鋼管混凝土灌注施工的質(zhì)量，必須有詳細(xì)的施工組織計(jì)劃及保證措施，這樣可確保在突發(fā)事件影響到混凝土正常澆注，并能迅速有效地采取正確地措施，最大限度地減少突發(fā)事件對(duì)混凝土澆搗的影響，保證了工程施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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篇（2）

題目:格構(gòu)式鋼管混凝土柱的耐火性能分析

課題來(lái)源：

研究人從事煉鋼廠房，連鑄廠房以及與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的工藝平臺(tái)，管道支架等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇見(jiàn)采用格構(gòu)式鋼管混凝土柱的工程；而一方面行業(yè)內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)有防火要求，另一方面鋼鐵廠相比其他工業(yè)廠房更容易發(fā)生火災(zāi)，因此本研究擬以格構(gòu)式鋼管混凝土柱升溫與降溫受火性能研究為方向，考察破壞形態(tài)及其受火極限狀態(tài)。

選題依據(jù)和背景情況：

鋼管混凝土作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)，是在鋼管內(nèi)部填加混凝土材料而構(gòu)成一種新型的構(gòu)件。鋼管混凝土一般簡(jiǎn)寫(xiě)為 CFST（concrete filled steel tubular），其橫截面的布置各有不同，按照形狀可以分為圓鋼管、矩形鋼管、和多邊形鋼管混凝土。 鋼管混凝土構(gòu)件中的兩種組成材料在外荷載作用下發(fā)生相互作用，其中最主要的作用為鋼管內(nèi)部核心的混凝土受到來(lái)自外圍鋼管的套箍作用，而處于三向應(yīng)力狀態(tài)，使混凝土的強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能得到了提高。同時(shí)，混凝土的存在，又可避免或延緩鋼管容易發(fā)生局部屈曲的特性，從而能夠發(fā)揮鋼材的材料強(qiáng)度。鋼管混凝土構(gòu)件具有比鋼管和混凝土簡(jiǎn)單疊加后更高的抗壓能力以及良好的塑性、韌性和抗震性能。 此外，鋼管混凝土還有延性好，抗壓強(qiáng)度高，比鋼結(jié)構(gòu)具有更好的抗火性能和更好的抗震性能。在施工中，外套鋼管可起到模板的作用，便于直接澆筑混凝土，加快施工進(jìn)度。綜上所述，鋼管混凝土構(gòu)件中鋼管和混凝土取長(zhǎng)補(bǔ)短，使鋼管混凝土構(gòu)件具有強(qiáng)度高、耐疲勞、抗沖擊、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文獻(xiàn)綜述

參考文獻(xiàn)：

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三、研究?jī)?nèi)容

四、研究基礎(chǔ)

1．所需工程技術(shù)、研究條件

本科碩士階段所學(xué)習(xí)的課程：鋼結(jié)構(gòu)基本原理與設(shè)計(jì)、組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)、

篇（3）

【關(guān)鍵詞】

超高層建筑、鋼管混凝土柱、混凝土質(zhì)量檢測(cè)方法。

中圖分類號(hào)： TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、項(xiàng)目概況和背景

保利國(guó)際中心（B3棟）為保利國(guó)際廣場(chǎng)中的超甲級(jí)寫(xiě)字樓，它聳立于長(zhǎng)沙市南湖路與湘江大道交匯處，與橘子洲頭雕像正對(duì)。建筑效果圖如圖1.1所示。該工程的建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。塔樓標(biāo)高+0.000（絕對(duì)標(biāo)高40.600米）以上采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒-伸臂體系，其中梁以H型鋼梁為主，柱由方鋼管混凝土為主，角部為8個(gè)圓鋼管混凝土柱，核心筒區(qū)域外樓面采用鋼筋桁架樓承板組合樓板；標(biāo)高+0.000以下采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，其中梁為混凝土梁，柱變成型鋼混凝土柱（其中方鋼管混凝土柱變成十字形截面柱，圓鋼管混凝土柱變成圓鋼管混凝土組合柱）。樓板均為混凝土樓板。剪力墻和柱在標(biāo)高+88.950以下采用C60混凝土，+173.550以下采用C50混凝土，+173.550以上采用C40混凝土澆筑。不同標(biāo)高位置鋼管混凝土柱平面布置示意圖如圖1.2-1.4。

圖1.1 塔樓效果圖

圖1.2 塔樓標(biāo)高+0.000以下框架柱平面示意圖

圖1.3 塔樓標(biāo)高+0.000~119.230框架柱平面示意圖

圖1.4 塔樓標(biāo)高119.230以上框架柱平面示意圖

二、監(jiān)測(cè)主要方法選擇

2.1基于壓電應(yīng)力波測(cè)量的監(jiān)測(cè)方法

本工程的監(jiān)測(cè)過(guò)程采用32通道比利時(shí)進(jìn)口LMS-SCM05振動(dòng)測(cè)試分析集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)自帶信號(hào)發(fā)生功能，可以產(chǎn)生高頻激勵(lì)信號(hào)，并且各通道間完全獨(dú)立高頻采樣。該系統(tǒng)可以產(chǎn)生簡(jiǎn)諧信號(hào)、掃頻信號(hào)、隨機(jī)信號(hào)以及觸發(fā)信號(hào)等各種類型信號(hào)，可用于直接驅(qū)動(dòng)壓電功能塊，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波。同時(shí)，該系統(tǒng)具有高效、穩(wěn)定的采樣能力，其最大采樣頻率可達(dá)100KHz，能有效的采集到壓電傳感器以及壓電功能塊接收到的高頻信號(hào)。而且該系統(tǒng)配備有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其LMS Test.Lab Time Recording Add-in模塊具有時(shí)間歷程記錄功能，并與特征數(shù)據(jù)采集、階次跟蹤分析、譜采集或?qū)崟r(shí)倍頻程保持同步。記錄的時(shí)間數(shù)據(jù)可利用Test.Lab特征數(shù)據(jù)通程處理模塊做進(jìn)一步的后處理。該系統(tǒng)集發(fā)出信號(hào)、采集信號(hào)以及后處理分析信號(hào)于一身，極大地滿足了本次監(jiān)測(cè)的需要。如圖2.1所示。

圖2.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試狀況以及比利時(shí)LMS測(cè)試系統(tǒng)

2.2基于壓電機(jī)電耦合阻抗測(cè)量的檢測(cè)方法

在機(jī)電耦合阻抗法中，通過(guò)測(cè)量粘帖于鋼管外壁的壓電智能材料與鋼管壁所構(gòu)成的機(jī)電耦合系統(tǒng)的機(jī)電阻抗來(lái)評(píng)估界面性能，其測(cè)量原理見(jiàn)圖2.2。圖2.3表示的是用于測(cè)量機(jī)電阻抗的寬頻帶惠普阻抗分析儀以及一個(gè)帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構(gòu)件。運(yùn)用機(jī)電阻抗測(cè)量法對(duì)此帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構(gòu)件的剝離狀況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。圖2.4顯示的是界面完好與剝離區(qū)域的壓電智能材料的阻抗測(cè)量結(jié)果的比較以及多定義的界面損傷指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于機(jī)電阻抗測(cè)量可以很好識(shí)別出鋼管混凝土構(gòu)件中無(wú)法觀測(cè)到的界面剝離損傷。根據(jù)試驗(yàn)構(gòu)件的性能選取相應(yīng)頻段，分別測(cè)量了界面損傷發(fā)生前后的阻抗值，通過(guò)比較阻抗峰值的偏移和峰值對(duì)應(yīng)頻率的變化，有效的識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷。基于阻抗的方法能夠有效地反映局部損傷，由于其測(cè)量頻率較高，因此對(duì)初始微小損傷比較敏感。

圖2.2 基于壓電陶瓷的機(jī)電阻抗測(cè)量原理

圖2.3 帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構(gòu)件以及阻抗測(cè)量裝置

圖2.4 界面完好與剝離區(qū)域的比較以及界面損傷指標(biāo)

此方法主要針對(duì)鋼管混凝土柱的柱身在易于出現(xiàn)混凝土缺陷和界面缺陷的部位進(jìn)行抽樣檢測(cè)，重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵部位混凝土澆筑質(zhì)量、橫向加勁板以下范圍鋼管壁與核心混凝土的界面粘結(jié)狀態(tài)。

三 、鋼管混凝土構(gòu)件監(jiān)測(cè)

利用兩種監(jiān)測(cè)方法對(duì)澆筑后的鋼管混凝土柱中最易于發(fā)生核心混凝土缺陷以及核心混凝土與鋼管內(nèi)壁和橫隔板下表面界面缺陷的部位進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)關(guān)注橫隔板下部位內(nèi)部核心混凝土完整性、核心混凝土與鋼管內(nèi)壁的界面粘結(jié)狀態(tài)。

（1）對(duì)于基于應(yīng)力波的檢測(cè)，采用一發(fā)一收以及一發(fā)多收的方式進(jìn)行。通過(guò)對(duì)應(yīng)力波傳遞距離相等的一組傳感器的輸出信號(hào)的分析來(lái)對(duì)核心混凝土的完整性以及界面狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（2）對(duì)于壓電耦合阻抗法，采用對(duì)粘帖在鋼管外壁的壓電陶瓷片或者嵌入式壓電功能塊的機(jī)電耦合阻抗測(cè)量對(duì)界面粘結(jié)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。

3.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象以及測(cè)點(diǎn)布置

為了實(shí)現(xiàn)以上監(jiān)測(cè)目的，采用應(yīng)力波法和壓電耦合阻抗法兩種方法相結(jié)合的方法，將在標(biāo)高+0.000以上塔樓B3棟周邊的每層24根Q345B鋼管混凝土柱中的選擇關(guān)鍵截面進(jìn)行抽樣檢測(cè)，采用技術(shù)壓電功能塊、壓電傳感器（PZT）進(jìn)行。

圖3.1方形鋼管柱橫截面及立面示意圖

圖3.2 圓形鋼管柱橫截面及立面示意圖

標(biāo)高+0.000以上高235.5米，共50層，鋼柱采用自密實(shí)混凝土分段澆筑，其中1-10層每2層鋼管整體吊裝并澆筑一次混凝土，10層以上每3層鋼管整體吊裝并澆筑一次混凝土。24根鋼管柱中16根為方鋼管混凝土柱，8根為圓鋼管混凝土柱。橫截面及立面示意圖如圖3.1-3.2所示。

選取矩形截面柱與圓形截面柱與型鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)處最容易出現(xiàn)缺陷的部位，即三層橫隔板中的最上層以下的部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。總抽檢構(gòu)件數(shù)為總吊裝節(jié)段數(shù)的約30%。

在上層橫隔板下表面安裝壓電功能塊，在鋼管外壁粘帖壓電片。結(jié)合應(yīng)力波法和機(jī)電耦合阻抗法進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析。

3.1.1方形截面鋼管混凝土柱

（1）嵌入式與表面粘帖相結(jié)合

在上層橫隔板下表面上每邊布置3個(gè)壓電功能元，其中1個(gè)位于每邊的中間位置，其中PZT的方向?yàn)樨Q直且垂直于該鋼管內(nèi)壁。另外2個(gè)壓電功能元布置在該邊的1/4和3/4處，該壓電功能塊與鋼管內(nèi)壁留20mm距離，其PZT平面豎直但平行于該內(nèi)壁。每個(gè)構(gòu)件供設(shè)置12個(gè)壓電功能塊。此外，每邊對(duì)應(yīng)位置設(shè)置4個(gè)PZT，每個(gè)構(gòu)件共設(shè)置16個(gè)PZT片。方形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面的壓電功能塊以及外壁PZT片布置示意圖如圖3.3所示。在每個(gè)吊裝層中，選取一個(gè)方鋼管柱采取該方式布置。

（2）外部粘帖壓電陶瓷片

對(duì)于部分方鋼管柱，采用外部粘帖壓電片的方法。方形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面外壁PZT片布置示意圖如圖3.4所示。核心混凝土與鋼管內(nèi)壁的界面粘結(jié)狀態(tài)通過(guò)壓電阻抗法評(píng)估，核心混凝土采用應(yīng)力波方法檢測(cè)與評(píng)估。在鋼管已經(jīng)安裝就位其靠建筑外側(cè)的表面無(wú)法在保證安全的情況下粘貼壓電陶瓷片的情況下，可以只在方柱的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上進(jìn)行粘貼。

圖3.3方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面壓電功能元以及PZT片布置示意圖

圖3.4方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下鋼管表面粘帖PZT片布置示意圖

3.1.2 圓形截面鋼管混凝土柱

（1）嵌入式與表面粘帖相結(jié)合

對(duì)于部分圓形截面鋼管混凝土柱，在上層橫隔板下表面上沿鋼管內(nèi)壁均勻布置6個(gè)壓電功能元，該壓電功能塊與鋼管內(nèi)壁留20mm距離，其PZT平面豎直且與鋼管內(nèi)壁保持相切。此外，鋼管外壁對(duì)應(yīng)位置設(shè)置6個(gè)PZT。圓形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面的壓電功能塊以及外壁PZT布置示意圖如圖3.5所示。在每個(gè)吊裝層中，選取一個(gè)方鋼管柱采取該方式布置。

（2）外部粘帖壓電陶瓷片

另外的圓鋼管柱采用外部粘帖壓電片的方法。圓形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面外壁PZT片布置示意圖如圖3.6所示。核心混凝土與鋼管內(nèi)壁的界面粘結(jié)狀態(tài)通過(guò)壓電阻抗法評(píng)估，核心混凝土采用應(yīng)力波方法檢測(cè)與評(píng)估。考慮到嵌入式壓電功能元的施工耗時(shí)較多，主要采取表面粘帖壓電陶瓷片的方法進(jìn)行。在鋼管已經(jīng)安裝就位其靠建筑外側(cè)的表面無(wú)法在保證安全的情況下粘貼壓電陶瓷片的情況下，可以只在圓柱的相互垂直的兩個(gè)相對(duì)位置上進(jìn)行粘貼。

圖3.5方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面壓電功能元以及PZT片布置示意圖

圖3.6方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下鋼管外壁粘帖PZT片布置示意圖

3.2監(jiān)測(cè)方法

3.2.1基于應(yīng)力波的鋼管混凝土監(jiān)測(cè)

運(yùn)用方形截面以及圓形截面構(gòu)件內(nèi)部對(duì)稱位置的壓電功能塊進(jìn)行信號(hào)發(fā)射和接受信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波包能量分析，進(jìn)而對(duì)鋼管混凝土內(nèi)部核心混凝土的均勻性進(jìn)行評(píng)估。激勵(lì)信號(hào)采用掃頻信號(hào)、正弦信號(hào)和脈沖信號(hào)，測(cè)量?jī)纱巍Ｓ檬瞻l(fā)信號(hào)距離等同的一組傳感器的輸出信號(hào)來(lái)評(píng)定監(jiān)測(cè)結(jié)果。

對(duì)于方鋼管混凝土柱的四個(gè)角區(qū)的缺陷的監(jiān)測(cè)，選取每邊中間位置的壓電功能塊作為激勵(lì)器，采集對(duì)應(yīng)鋼管外壁的兩個(gè)PZT的響應(yīng)。

對(duì)于方鋼管混凝土的四邊鋼管內(nèi)壁與核心混凝土的截面粘結(jié)情況，分別采用嵌入式壓電功能元作為激勵(lì)，對(duì)于外壁PZT片接受信號(hào)的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2.2基于機(jī)電耦合阻抗的鋼管混凝土界面性能監(jiān)測(cè)

鋼管壁與核心混凝土的粘結(jié)狀況，分別對(duì)于嵌入式壓電功能元和表面粘帖壓電陶瓷片進(jìn)行機(jī)電耦合阻抗測(cè)量，通過(guò)阻抗結(jié)果的分析對(duì)界面粘結(jié)性能進(jìn)行評(píng)估。

3.2.3混凝土界面性能監(jiān)測(cè)

分別基于應(yīng)力波和機(jī)電耦合阻抗測(cè)量，在混凝土澆筑后1-2周內(nèi)測(cè)量一次。

選取嵌入和粘貼方案的方形截面和圓形截面鋼管混凝土試件各一個(gè)（圖3.7中位置1與2），進(jìn)行多次監(jiān)測(cè)。混凝土澆筑后3天，7天，14天，28天，3月，6月分別進(jìn)行測(cè)試。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家發(fā)明專利：基于壓電陶瓷和小波包分析的鋼管混凝土構(gòu)件鋼管壁剝離監(jiān)測(cè)方法,（201010544540.8，已授權(quán)，專利第一發(fā)明人：許斌）。

[2] 國(guó)家發(fā)明專利：基于壓電陶瓷機(jī)電耦合阻抗的鋼管混凝土構(gòu)件管壁界面剝離監(jiān)測(cè)方法, （201110268031.1，公開(kāi)中，專利第一發(fā)明人：許斌）。

[3] 張婷：基于壓電陶瓷的鋼管混凝土柱界面剝離損傷監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究。碩士學(xué)位論文，湖南大學(xué)土木工程學(xué)院，2012（指導(dǎo)教師：許斌）。

[4] 黃清：基于壓電陶瓷的鋼管混凝土柱界面及混凝土缺陷損傷評(píng)估。碩士學(xué)位論文，湖南大學(xué)土木工程學(xué)院，2012（指導(dǎo)教師：許斌）。

[5] Bin Xu 等: Active Debonding Detection for large rectangular CFSTs based on wavelet packet energy spectrum with piezoceramics, 美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)結(jié)構(gòu)工程雜志ASCE Journal of Structural Engineering (in Press)。

篇（4）

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

Abstract: this paper expounds the concrete filled square steel tubes structure system in light of the application of the steel structure housing situation and advantages, introduces the structure of the concrete-filled steel tube column party design analysis method and its future research prospect， and provides light steel structure housing or related design work for the staff technology reference.

Key words: square steel tube concrete column; Multi-layer light steel structure; Advantages; Structure design; Technical difficulties

0 概況

隨著人類對(duì)住宅要求越來(lái)越高，建筑房屋的絕熱、抗震及抗壓性能越來(lái)越理想。這一切都源于人類對(duì)房屋質(zhì)量的舒適感與安全感的追求，鋼—混凝土組合的建筑結(jié)構(gòu)就是人類追求建筑房屋舒適與安全的產(chǎn)物。鋼—混凝土結(jié)構(gòu)早在19世紀(jì)就已開(kāi)始被人類所注意，并對(duì)其展開(kāi)一系列的研究開(kāi)發(fā)，其綜合了鋼材的韌性與混凝土材料的較好的抗壓性能，更好地發(fā)揮了建筑材料的材質(zhì)特點(diǎn)，而避免各自的缺點(diǎn)。

由于環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)及材料短缺越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)外很多國(guó)家如澳大利亞、日本、美國(guó)等，都在在積極研發(fā)和設(shè)計(jì)更多鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。而我國(guó)在近幾年內(nèi)也開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與制造、施工安裝輕鋼結(jié)構(gòu)，也取得了很大的成就，如首都博物館新館的設(shè)計(jì)與施工[1]。

1 方鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)

1.1節(jié)約鋼材，降低造價(jià)

一般情況下，由于方鋼管混凝土加入鋼結(jié)構(gòu)，降低了建筑物的自重，相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)的一半，而基礎(chǔ)荷載相對(duì)變小，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，己成為公認(rèn)的節(jié)材、經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)形式。

1.2抗震性能好

由于鋼管的材料的存在，提高了整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性和韌性，因此在同樣的震動(dòng)條件下，其能更好地克服因超載而發(fā)生斷裂現(xiàn)象，更好地適應(yīng)動(dòng)力荷載的壓力，其良好的延展性在抗震性能方面表現(xiàn)得無(wú)可挑剔。

1.3防銹蝕和抗火性能優(yōu)于鋼柱

方鋼管混凝土柱只是外表面需涂防銹漆，而鋼柱全周邊皆需防銹蝕，顯然，可以大大節(jié)省防銹漆。且方鋼管混凝土由于其管內(nèi)設(shè)置有混凝土結(jié)構(gòu)，可以吸收大量熱量，因而耐火時(shí)間比鋼柱更長(zhǎng)。所用的防火涂料比鋼柱更少，造價(jià)也比鋼柱更低，性價(jià)比更高。

1.4抗扭、抗剪性能優(yōu)越

方鋼管混凝土柱的抗扭和抗剪性能都很好，延性大，強(qiáng)度高。建筑物的一些邊柱和角柱，在地震作用下，將同時(shí)承受軸心壓力、彎矩、扭矩和剪力作用。對(duì)于方鋼管混凝土柱來(lái)說(shuō)，在復(fù)雜應(yīng)力作用下的承載力很高，并且其塑性和延性更好，安全而可靠[2]。

2 方鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1主要計(jì)算依據(jù)

方鋼管混凝土柱的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)依據(jù)建筑設(shè)計(jì)單位提供的建筑設(shè)計(jì)方案、并參考有關(guān)的國(guó)家建筑設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)范，如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）等等[3]。

2.2軸向受力構(gòu)件計(jì)算

2.2.1軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)鋼管和混凝同工作的機(jī)制，參照我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度承載力設(shè)值的計(jì)算公式為：

Nu=α(fAs+fcAc)

上式中α是與鋼管對(duì)混凝土的約束效應(yīng)和混凝土徐變對(duì)承載力影響等因素有關(guān)的系數(shù)，前者對(duì)混凝土的強(qiáng)度有所提高，后者則相反。考慮到α的影響因素比較復(fù)雜，對(duì)軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度承載力的提高有限，對(duì)于管壁較薄的構(gòu)件更是如此，為方便使用，取α=1，即得到方鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式：

N≤Nu u= fAs+fcAc

2.2.2軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)試驗(yàn)資料，方鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件受力較接近于鋼構(gòu)件，因此采用鋼結(jié)構(gòu)類似的計(jì)算公式：

公式中的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)也近似地采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中的b曲線：

構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比則按考慮鋼管和管內(nèi)混凝同工作后的影響

2.2.3軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

由于混凝土的抗拉強(qiáng)度相對(duì)于鋼管較小，在計(jì)算方鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件時(shí)可不計(jì)入混凝土的作用，只考慮方鋼管抵抗所有拉力，由極限狀態(tài)即可得到方鋼竹混凝土的抗拉承載力計(jì)算公式：

N≤Asf

2.3彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算

其中包括a、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；b、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算；c、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土拉彎曲構(gòu)件計(jì)算；d、彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸壓彎方鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；e、彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸壓彎方鋼管混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算。但由于論文章節(jié)的安排，在本文就不詳細(xì)介紹。

2.4節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)

梁-柱連接的性能是影響結(jié)構(gòu)整體性能的關(guān)鍵，合理的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠龋礉M足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”原則。方鋼管混凝土柱與H型鋼梁的連接，按照連接處相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用的大小，可以分為：柔性連接、半剛性連接和剛性連接三種。其中半剛性連接可減少施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接工程量，且節(jié)點(diǎn)外觀簡(jiǎn)捷、傳力明確，鋼柱制作與混凝土的澆筑質(zhì)量不受影響，柱兩側(cè)梁高不等構(gòu)造容易處理，避免了內(nèi)隔板與外環(huán)板由于焊接殘余應(yīng)力影響，而在地震力的反復(fù)作用下節(jié)點(diǎn)處鋼材易發(fā)生分層或脆性破壞的缺點(diǎn)。

3方鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方向

雖然鋼管混凝土住宅具有較多的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際中的應(yīng)用時(shí)，還存在一些善待解決的難題。

3.1結(jié)構(gòu)理論研究需進(jìn)一步完善

對(duì)方鋼管混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，目前對(duì)構(gòu)件動(dòng)力性能的研究還是基于試驗(yàn)結(jié)果，缺乏理論分析方法，不利于深入全面研究其動(dòng)力特性，同時(shí)不利于對(duì)實(shí)用抗震設(shè)計(jì)方法的研究。

3.2設(shè)計(jì)理論需要進(jìn)一步完善

目前國(guó)內(nèi)的建筑規(guī)程雖然對(duì)圓鋼管混凝土構(gòu)件和方鋼管混凝土構(gòu)建的設(shè)計(jì)做了有關(guān)說(shuō)明，但有些依據(jù)還不能非常準(zhǔn)確地描述方鋼管混凝土柱體構(gòu)件的性能，相差誤差還比較大，設(shè)計(jì)過(guò)程僅僅對(duì)混凝土和鋼管部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加，這樣降低了該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。而采用研究理論進(jìn)行計(jì)算時(shí)，公式卻顯得過(guò)于煩瑣，還需要結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量簡(jiǎn)化。

3.3結(jié)構(gòu)形式需要進(jìn)一步完善

由于鋼管混凝上構(gòu)件的抗彎性能低于抗壓性能，因此鋼管混凝土框架抗側(cè)力性能比較弱，僅采用框架結(jié)構(gòu)一般不能滿足抗震要求，需要增加抗側(cè)力體系，一般為柱間支撐。但是柱間支撐的增加限制了建筑開(kāi)窗的靈活性。因此，進(jìn)行該類型住宅設(shè)計(jì)需要建筑和結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合。

3.4節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

梁柱剛接節(jié)點(diǎn)，需要傳遞彎矩。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果僅對(duì)鋼管進(jìn)行節(jié)點(diǎn)拼接，由于略去混凝土部分的抗彎承載力，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度將低于構(gòu)件強(qiáng)度，不符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則。而考慮節(jié)點(diǎn)處混凝土部分的作用，施工時(shí)不可避兔混凝土的二次澆注，不符合全裝配式住宅施工要求。因此對(duì)于梁柱端頭和節(jié)點(diǎn)均應(yīng)另行設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)將成為設(shè)計(jì)工作中的重要部分。

3.5結(jié)構(gòu)防火處理

雖然鋼管混凝土具有較好的抗火災(zāi)性能，并且通過(guò)理論計(jì)算和工程實(shí)例驗(yàn)證。但目前的規(guī)程仍規(guī)定按照鋼結(jié)構(gòu)防火要求處理，防火處理將大量增加工程造價(jià)，該問(wèn)題已成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中的瓶預(yù)問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

多層輕鋼建筑中采用方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可大大增加其結(jié)構(gòu)的承載力和可靠度，提高建筑品位，縮短施工工期，提高了住宅的抗震性能，節(jié)省了建筑過(guò)程的有關(guān)材料費(fèi)用，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于目前木材、礦產(chǎn)資源缺乏的國(guó)情來(lái)說(shuō)，方鋼管混凝土柱體構(gòu)建是相當(dāng)具有發(fā)展?jié)摿Y(jié)構(gòu)形式。但是，由于國(guó)內(nèi)建設(shè)設(shè)計(jì)人員對(duì)方鋼管混凝土構(gòu)件的各種性能的研究分析工作才處于比較初級(jí)的階段，在其結(jié)構(gòu)布置、設(shè)計(jì)方法、施工措施等方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐祖元. 首都博物館新館鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù) [J]. 建筑技術(shù)，2006，（09）

篇（5）

中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1.引言

鋼筋混凝土是在19世紀(jì)中葉開(kāi)始得到應(yīng)用的，由于水泥和混凝土剛剛問(wèn)世，同時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算理論尚未建立,所以發(fā)展比較緩慢。19世紀(jì)末,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,以及試驗(yàn)工作的開(kāi)展、計(jì)算理論的研究、材料及施工技術(shù)的改進(jìn)，鋼筋混凝土在以后的兩百年得到了飛速發(fā)展，各種形式的約束混凝土結(jié)構(gòu)隨之出現(xiàn)。人們對(duì)約束混凝土的研究始于20世紀(jì)30年代，并逐漸形成了鋼管混凝土、碳纖維約束混凝土、鋼筋約束混凝土三大體系。其中，鋼筋約束混凝土的應(yīng)用和研究最為廣泛。曹新明教授提出了區(qū)域約束的概念[1]，以往的研究均是將構(gòu)件截面作為整體進(jìn)行約束，而且強(qiáng)調(diào)橫向箍筋對(duì)混凝土的約束作用，其實(shí)約束混凝土中縱向鋼筋與橫向箍筋有著同等重要的作用；再者，盡管約束可以提高混凝土的強(qiáng)度和延性，但是構(gòu)件在受力時(shí)并非所有的地方都需要有強(qiáng)約束，有效而經(jīng)濟(jì)的做法應(yīng)該是在需要的地方施加有效約束。區(qū)域約束混凝土概念的提出，突破了傳統(tǒng)思維模式，以一個(gè)全新的視角考察鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中各個(gè)組成成分的功能，通過(guò)調(diào)整縱向鋼筋及橫向箍筋的布置方式，改變了混凝土、縱向鋼筋及箍筋的受力機(jī)理，并將區(qū)域約束與整體約束有機(jī)地結(jié)合，使鋼筋與混凝土的結(jié)合更為緊密，充分發(fā)揮了各個(gè)組成部分的性能。

2.關(guān)于約束混凝土

（1）約束混凝土結(jié)構(gòu)約束機(jī)理[1]

對(duì)于約束混凝土構(gòu)件，在混凝土受壓時(shí),由于側(cè)向壓力的約束，限制內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，能極大地提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。工程上運(yùn)用這一現(xiàn)象，把以受軸心壓力為主的柱子做成鋼管混凝土柱（鋼板焊接成為筒狀或直接用大直徑鋼管，內(nèi)澆注混凝土）、側(cè)向密排配置螺旋形或者環(huán)形箍筋柱。在混凝土構(gòu)件受到軸心壓力過(guò)程中，混凝土發(fā)生與軸壓力相互垂直的橫向變形，內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，此時(shí)的鋼管或者密排環(huán)狀箍筋就發(fā)生作用，向混凝土提供徑向反作用力，緊緊地約束了混凝土的橫向變形，從而限制內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，以達(dá)到提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性（發(fā)揮混凝土的塑性性能，得到良好的變形效果），我們通常稱鋼筋對(duì)混凝土的這種約束效果為有效約束：如矩形截面柱，普通配筋情況下的鋼筋對(duì)混凝土的約束機(jī)理如圖1所示。把箍筋與縱筋的連接點(diǎn)視為不動(dòng)點(diǎn)，則虛線范圍內(nèi)為有效約束區(qū)域（拱作用）

圖1矩形截面柱約束機(jī)理示意圖

縱筋則可視為同時(shí)受軸向壓力及彎矩的連續(xù)梁，共同為核心混凝土提供約束。當(dāng)鋼筋（縱筋及箍筋）配置達(dá)到一定水平后，可以有效提高核芯混凝土的強(qiáng)度及延性。

（2）區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

傳統(tǒng)約束與區(qū)域約束：

傳統(tǒng)矩形截面鋼筋約束混凝土柱的箍筋形式主要有螺旋箍、井字箍、復(fù)合箍（圖2）等，它們都是將整個(gè)截面進(jìn)行約束，并在截面中心形成約束最強(qiáng)的約束核心。其縱筋主要分布在柱截面四邊，當(dāng)然這對(duì)柱體抗彎是很有效的。

圖2 傳統(tǒng)箍筋形式

區(qū)域約束混凝土旨在在最需要的地方設(shè)置約束鋼筋。將約束鋼筋集中布置在受壓或剪壓區(qū)，以便更有效提高該區(qū)域混凝土的強(qiáng)度及延性；并且以合理的方式布置約束鋼筋。有效的約束是由混凝土、縱向鋼筋及橫向箍筋共同實(shí)現(xiàn)的，縱向鋼筋的配置、橫向箍筋的形態(tài)及配箍率、鋼筋的強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度的比值都影響到約束的效果，因此，需要有合理的配置（圖3）。

圖3 區(qū)域約束箍筋形式

區(qū)域約束混凝土受力特點(diǎn)：

a.區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)承載能力、強(qiáng)度比普通混凝土均有所提高，提高的幅度根據(jù)約束程度而定（圖4）；

b.同等強(qiáng)度下，可以減小構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，從而獲得更多的使用空間；由于截面減小，結(jié)構(gòu)耗能略有降低，但是延性性能大幅度提高，更有利于結(jié)構(gòu)抗震；

圖4混凝土抗壓強(qiáng)度與應(yīng)變關(guān)系圖

c.隨著軸壓比的提高，區(qū)域約束混凝土試件的剛度的提高略低于普通約束混凝土試件，這就使得區(qū)域約束混凝土構(gòu)件在地震中耗能有所降低，安全儲(chǔ)備相應(yīng)提高；

d.在工程設(shè)計(jì)中，區(qū)域約束軸壓比限值在滿足配箍率的前提下，對(duì)于矩形截面柱可以比規(guī)范取值提高1.1倍，對(duì)于圓形截面柱可以比規(guī)范取值提高1.2倍[2] [3]。

3.區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

區(qū)域約束混凝土定性描述了混凝土結(jié)構(gòu)中各個(gè)組成成分的工作性能，箍筋的強(qiáng)度、混凝土的延性都得到了充分發(fā)揮，鋼筋與混凝土的粘滯性及混凝土間的咬合力得到了實(shí)質(zhì)改善，提高結(jié)構(gòu)的承載力的同時(shí)不降低安全度。區(qū)域約束混凝土有了很強(qiáng)的耗能能力，可以大幅度地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此當(dāng)它用作多層及高層建筑中的柱子時(shí)，不僅可以減小柱子的截面尺寸，還可以擴(kuò)大建筑的使用空間。并且在建筑上一改“肥梁、肥柱”的舊結(jié)構(gòu)形式，使建筑更加美觀，由于柱子截面的減小，必然會(huì)增加建筑的使用空間，減輕柱子自重，減少混凝土用量。這樣將帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益與綜合效益。此外，區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，區(qū)域約束混凝土有著同樣簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式，采用同樣的施工方法，因此極易為施工單位所接受，便于推廣使用。

當(dāng)前建筑業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，約束混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展十分迅速。合理地利用約束混凝土結(jié)構(gòu)，可明顯提高混凝土的承載能力，充分發(fā)揮材料的使用效率，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都具有很大的優(yōu)越性。基于上述優(yōu)勢(shì)，區(qū)域約束混凝土構(gòu)件可以應(yīng)用于橋梁工程、高層與超高層建筑，工程中應(yīng)用于受拉、受壓、受彎、受扭等梁柱構(gòu)件，以及一些大體積鋼筋混凝土構(gòu)件，如大壩、橋墩、承臺(tái)等，可以充分減輕結(jié)構(gòu)自重，增加使用空間。

約束混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑最重要的結(jié)構(gòu)形式之一，具有節(jié)約材料和勞動(dòng)力，提高施工工效，加快施工進(jìn)度，提高建筑工程的產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。從環(huán)保和節(jié)能的角度講，應(yīng)用區(qū)域約束混凝土技術(shù)，可以減少環(huán)境污染，取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。在當(dāng)前狠抓工程質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工管理的情況下，應(yīng)用區(qū)域約束混凝土技術(shù)，不僅改善了構(gòu)件的受力性能，降低結(jié)構(gòu)的總體造價(jià)，能夠滿足現(xiàn)代工程施工質(zhì)量和效率的要求。相信在本世紀(jì)的初，我國(guó)工程建設(shè)必將出現(xiàn)嶄新的氣象。

4.結(jié)語(yǔ)

區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)是針對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層、超高層鋼筋混凝土以及大跨結(jié)構(gòu)中遇到的軸壓比超限問(wèn)題，在約束混凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，能有效實(shí)現(xiàn)滿足建筑、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、安全之間合理協(xié)調(diào)的新型結(jié)構(gòu)。

鋼筋混凝土抗震設(shè)計(jì)中，經(jīng)濟(jì)而有效的方法是提高結(jié)構(gòu)及構(gòu)件吸收地震能量的能力，利用結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形能力來(lái)耗散地震能量。對(duì)區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能和設(shè)計(jì)方法的研究還有待于進(jìn)一步深入。

參考文獻(xiàn)

【1】曹新明，楊力列，陳宗強(qiáng)，曹鵬程，朱國(guó)良.約束混凝土與區(qū)域約束混凝土[D].2005-09

【2】龐新賓，區(qū)域約束混凝土柱往復(fù)荷載作用下軸壓比限值研究[D]. 碩士學(xué)位論文, 2011-06

篇（6）

關(guān)鍵詞：高層鋼結(jié)構(gòu)住宅；結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析；地震荷載；風(fēng)荷載

Key words： high-rise steel residential；structure calculation and analysis；seismic load；wind load

中圖分類號(hào)：TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）02-0131-03

0 引言

鋼框架結(jié)構(gòu)與混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，有很多不同之處。一方面鋼材比混凝土材質(zhì)更為均勻、各方向的力學(xué)性能幾乎一樣，這些有利于結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算；另一方面，鋼材強(qiáng)度較高，在相同承載力下鋼構(gòu)件的截面可以減小很多。這是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也產(chǎn)生一些問(wèn)題：構(gòu)件截面的抗彎剛度EI、抗扭剛度GIt、抗翹曲剛度EIw均小于混凝土構(gòu)件的各個(gè)剛度值。剛度小就意味著抗變形的能力比較差，容易產(chǎn)生較大的變形。[1-5]

1 荷載效應(yīng)的計(jì)算

我國(guó)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算作規(guī)定，但公式只限于彈性分析，而且一般采用一階彈性分析。由于鋼框架結(jié)構(gòu)P-Δ效應(yīng)較大，采用一階彈性分析顯得保守，這時(shí)宜采用二階分析。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)進(jìn)行了研究，比較成熟的分析方法有兩種：塑性區(qū)法和塑性鉸法。這兩種方法都對(duì)材料進(jìn)入塑性階段給出了研究結(jié)果。但由于計(jì)算工作量大，難于在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中推廣。

本文按照我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2014）中的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)PKPM軟件，對(duì)常用的鋼結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，從而找出結(jié)構(gòu)性能比最好的結(jié)構(gòu)體系。[1-2]

2 PKPM計(jì)算分析

2.1 結(jié)構(gòu)模型

現(xiàn)以昆明某小區(qū)12層鋼結(jié)構(gòu)住宅為背景，建筑方案為：（高層）地下1層，地上12層，出屋面樓梯、電梯間1層；層高為地下3.6m，地上12層每層均為2.9m，出屋面4.1m；室內(nèi)外高差：0.45m；地上結(jié)構(gòu)總高度：0.45+2.9×12=35.25m；結(jié)構(gòu)方案為：樓板采用現(xiàn)澆混凝土平板，預(yù)應(yīng)力槽形疊合板，樓面預(yù)留70mm建筑做法，輕骨料混凝土填充；主體結(jié)構(gòu)材料為鋼材：Q235；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：鋼管混凝土柱C40，其他C30；鋼筋：HPB300級(jí)、HRB400級(jí)。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)；填充墻采用200mm厚加氣混凝土砌塊。抗震設(shè)防烈度分別考慮7度和8度，設(shè)計(jì)基本加速度值為0.10g和0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地土特征周期值選取0.40s。

結(jié)構(gòu)類型分別考慮鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)和鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)兩種，結(jié)構(gòu)平面布置如圖1和圖2所示，其三維模型如圖3和圖4所示。柱子采用方鋼管柱和鋼管混凝土柱兩種類型。

2.2 計(jì)算結(jié)果比較

通過(guò)PKPM計(jì)算，將兩種結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，期中用鋼量對(duì)比如表1所示，層間位移角對(duì)比如表2所示，應(yīng)力比對(duì)比如表3所示。

通過(guò)以上分析可以看出，無(wú)論是7度設(shè)防區(qū)還是8度設(shè)防區(qū)，采用鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)用鋼量少，在水平荷載作用下的層間側(cè)移也比較小。說(shuō)明鋼管混凝土柱的使用效果更好，在高層鋼結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)更好。此外，從應(yīng)力比對(duì)比結(jié)果來(lái)看，鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件的應(yīng)力比比較高，說(shuō)明構(gòu)件的承載力更能夠充分發(fā)揮。

3 結(jié)論

本文對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了分析與對(duì)比。從分析結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

3.1 用鋼量

無(wú)論是鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)還是鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)，采用鋼管混凝土柱的用鋼量都比較小。7度時(shí)兩種結(jié)構(gòu)的用鋼量比為1：0.96，8度時(shí)兩種結(jié)構(gòu)的用鋼量比為1：0.92，兩種結(jié)構(gòu)的用鋼量相當(dāng)。若是考慮經(jīng)濟(jì)性，在結(jié)構(gòu)中采用鋼管混凝土柱可以大大降低成本。

3.2 抗側(cè)移性能

7度、8度時(shí)，兩種結(jié)構(gòu)類型都可以滿足水平側(cè)移要求，鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)更優(yōu)。兩者的側(cè)移不僅滿足了規(guī)范規(guī)定的限值，而且滿足了住宅精裝修的要求。

3.3 安全性能

鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)和鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)都能滿足安全性能的要求，兩種結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)力比都比較大，構(gòu)件的承載力能夠充分發(fā)揮。

綜上所述：鋼管混凝土柱的受力性能要強(qiáng)于方鋼管柱，在8度區(qū)，用鋼梁比后者少了8%左右，優(yōu)勢(shì)相當(dāng)?shù)拿黠@。對(duì)于鋼框架-混凝土筒體結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)方向上筒體都屬于強(qiáng)支撐體系，所以安全性能全面高于其他結(jié)構(gòu)類型。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB50017-2014，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.

[2]鄭添，王恒華.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)選研究[D].東南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

[3]陳驥.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

篇（7）

Abstract: concrete filled steel tube structure combines the advantages of both steel and concrete has good mechanical properties in engineering has been widely applied in. In the actual application process with special attention to the steel pipe concrete, this paper gives the concrete procedure, for reference.

Key words: concrete; structure; concrete; engineering application

中圖分類號(hào)：TU398.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0.前言

鋼管混凝土是在鋼管中充填混凝土制成的建筑構(gòu)件。鋼管混凝土構(gòu)件具有強(qiáng)度高、塑性好、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中大跨度、高聳、重載及在惡劣條件下施工的需要，也符合現(xiàn)代施工技術(shù)的工業(yè)化要求。其中鋼結(jié)構(gòu)在制造、使用過(guò)程中具有無(wú)污染、可再生、節(jié)能、安全等特點(diǎn)，符合現(xiàn)代綠色環(huán)保的要求，因而己成為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科發(fā)展的－個(gè)重要方向。[1][2]

1鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼管混凝土具備了鋼管和混凝土兩種材料的性質(zhì)特點(diǎn)，即在鋼管內(nèi)充填混凝土材料。由于外鋼管對(duì)管內(nèi)混凝土形成的套箍作用，大大提高了混凝土的承載能力、塑性性能；改善了管內(nèi)混凝土的性能，特別是高強(qiáng)混凝土脆性大的弱點(diǎn)得到克服，構(gòu)件的延性性能明顯改善，具有優(yōu)越的抗震性能；同時(shí)把混凝土內(nèi)填于鋼管之內(nèi)，增強(qiáng)了鋼管的管壁穩(wěn)定性，剛度也遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)，使其整體穩(wěn)定性有了較大的提高。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于受壓構(gòu)件中，在施工過(guò)程中，鋼管具有較大的剛度和強(qiáng)度，可以作為施工的勁性骨架；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的耐沖擊能力和動(dòng)力性能:由于鋼管內(nèi)部混凝土的比熱較大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，混凝土能吸收大量的熱量，從而延長(zhǎng)了鋼管的耐火極限，有利于鋼管的抗火和防火。[3]

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）承載力高，由于鋼管約束混凝土，同時(shí)混凝土也可以延緩或避免薄壁鋼管過(guò)早的發(fā)生局部屈曲。兩種材料相互彌補(bǔ)了對(duì)方的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮了彼此的長(zhǎng)處，從而使鋼管混凝土具有較高的承載能力，適用于高層建筑、大跨度橋梁等大型結(jié)構(gòu)。（2）施工方便，鋼管具有較好的強(qiáng)度和剛度，能夠替代模板，可省略過(guò)支模拆模的施工過(guò)程，同時(shí)在管內(nèi)不需要配筋，省去了綁扎鋼筋等工序，再配合以混凝土泵送工藝，使得鋼管混凝土施工極為方便、快捷。鋼管混凝土本身的施工特點(diǎn)符合現(xiàn)代施工技術(shù)工業(yè)化要求，可以節(jié)約人工費(fèi)用，降低工程造價(jià)。（3）耐火性能好，鋼管混凝土內(nèi)的混凝土可大量吸收熱能，其耐火性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)時(shí)可降低體系的維護(hù)費(fèi)用。（4）經(jīng)濟(jì)效益高，在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中可充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的潛力，使得材料的性能得到更充分和合理的應(yīng)用。實(shí)踐表明，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可節(jié)約混凝土60～70％，減輕自重50％左右，用鋼量略高或相等；和全鋼結(jié)構(gòu)相比，則可節(jié)約鋼材50％，其工程造價(jià)也可降低45％。[4]

2.鋼管混凝土構(gòu)件的制作

2.1內(nèi)填混凝土的試配

1.材料的選擇：水泥選用42.5硅酸鹽水泥，密度為3.10g/cm，水泥用量為500～550kg/m3。粗骨料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙、粒徑為5～16mm連續(xù)級(jí)配的機(jī)制石灰?guī)r碎石，同時(shí)控制石子的最大粒徑不超過(guò)16cm，表觀密度為2.65g/cm，堆積密度為1480g/cm3含泥量小于0.5％，碎石的壓碎指標(biāo)為11.23％。細(xì)骨料為砂子，采用級(jí)配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)為2.7，密度：2.56g/cm。外加劑為高效減水劑，高效減水劑為配制高性能混凝土的技術(shù)關(guān)鍵，高效減水劑的減水率在25％以上，可大幅度的提高混凝土強(qiáng)度，密度為3.05g/cm，使用量為水泥用量的1.4％。

2.初步配合比設(shè)計(jì)[6][5]

本試驗(yàn)的混凝土強(qiáng)度要達(dá)到C60，試配C60的混凝土

（1）確定混凝土的配制強(qiáng)度：

………………………………………（1）

其中可以查表得

所以

（2）混凝土的用水量

根據(jù)《特種混凝土和新型混凝土》的配制高性能混凝土?xí)r用水量選取范圍可得到

（3）確定水灰比

根據(jù)《特種混凝土和新型混凝土》的配制高性能混凝土?xí)r的水灰比推薦選取范圍，可以查到混凝土的水灰比選取為

（4）確定水泥的用量

水泥的用量可以得到為

（5）混凝土中高效減水劑的用量

616×1.4％＝9.24Kg/m3

（6） 砂率的確定

…………………………………….（2）

已知

取

故：

（7） 粗細(xì)骨料用量的確定

每立方米混凝土重量為2480Kg。

式中，可以得到

確定1立方米混凝土中各原料的配比

水：水泥：石子：砂子：減水劑=1:3.567:5.627:0.049

表1混凝土配合比和試驗(yàn)結(jié)果

把上述兩組試驗(yàn)分別做三個(gè)10cm×10cm×10cm的試塊，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7天及28天，測(cè)抗壓強(qiáng)度。

2.2混凝土的制作工藝

本次試驗(yàn)采用的攪拌方法為水泥裹砂混凝土。水泥裹砂攪拌工藝的投料方法為先在攪拌機(jī)中投入砂子加1／3的水，攪拌1分鐘，再加水泥攪拌1分鐘，加入石子攪拌2-3分鐘，最后加入剩余的水及外加劑攪拌2-3分鐘。

2.3混凝土的澆灌和養(yǎng)護(hù)

鋼管混凝土構(gòu)件采用分五次從鋼管一端加入混凝土，每次加入混凝土后在振動(dòng)臺(tái)上震動(dòng)不少于2分鐘，并且邊震動(dòng)邊震搗，確保管內(nèi)混凝土的密實(shí)，最終將端口用鐵片包好，防止端口混凝土在成型之前流動(dòng)，然后倒置在室內(nèi)，在室溫條件下養(yǎng)護(hù)28d以上。

2.4鋼管的制作

尺寸為324×12～14、φ153×12～14、219×12～14的無(wú)縫鋼管，切割完畢后應(yīng)對(duì)切口進(jìn)行清潔處理。

3鋼管混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用

鋼管混凝土能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中大跨度、高聳、重載的結(jié)構(gòu)形式，及在惡劣條件下施工的需要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)中工業(yè)化的要求，因此越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在單層和多層工業(yè)廠房柱、送變電桿塔、桁架壓桿、樁、空間結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑以及橋梁結(jié)構(gòu)中，已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和建筑效果。

單層和多成廠房柱，和鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱顯得更加輕巧，被廣泛地用作各類廠房柱。地鐵站臺(tái)柱，地鐵的站臺(tái)柱承受的荷載較大，采用承載力高的鋼管混凝土可以減少截面面積，擴(kuò)大使用空間。高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)中使用鋼管混凝土的主要優(yōu)點(diǎn)有：構(gòu)件截面面積較小，可節(jié)約建筑材料，增加使用空間；構(gòu)件自重可以得到減輕，可以減少基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)，降低工程造價(jià)；抗震性能較好；耐火性能相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)可以降低防火造價(jià)；可以采用“逆作法”或“半逆作法”的施工方法，可以加快施工速度等等。[7]

4.結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)建筑工程工業(yè)化進(jìn)度的不斷要求，鋼管混凝土的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。對(duì)于以建的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程都已獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和建筑效果。隨著建筑理論研究的深入和完善，新型施工工藝的產(chǎn)生和高性能材料的應(yīng)用，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)工程科學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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韓林海，鐘善桐.鋼管混凝土力學(xué)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，1995

鐘善桐.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1994

王強(qiáng).鋼管混凝土支架力學(xué)性能試驗(yàn)研究《安徽理工大學(xué)碩士論文》，2006

蘇林王、羅巧玲 圓弧形細(xì)鋼管內(nèi)填C50高強(qiáng)高性能混凝土的試配[J]. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)

篇（8）

 

所謂清水混凝土系一次成型混凝土，通常在橋梁工程中的應(yīng)用比較廣泛，但直接應(yīng)用于房屋民用建筑工程的比較少。 

清水混凝土結(jié)構(gòu)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，如：省去了裝飾階段的二次抹灰工序，避免了大面積抹灰空鼓、天棚脫落(經(jīng)常有這樣相關(guān)報(bào)道)等通病，材料節(jié)約、經(jīng)濟(jì)環(huán)保．施工質(zhì)量效果好，符合提倡建立資源節(jié)約型社會(huì)理念，成為建筑節(jié)能市場(chǎng)上的亮點(diǎn)。 

 

1　工程實(shí)例概況 

 

某大廈為兩座現(xiàn)代化高層辦公建筑，總建筑面積42276.2m2，地下2層，地上19層，總高度79.8m，主體為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。 

整體質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程標(biāo)準(zhǔn)。要求所有結(jié)構(gòu)成型為清水混凝土，對(duì)模板設(shè)計(jì)和混凝土施工要求高。 

 

2　清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 

 

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的清水混凝土質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，在普通結(jié)構(gòu)混凝土驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，形成如下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 

軸線通直、尺寸準(zhǔn)確；棱角方正、線條順直；表面平整、清潔、色澤一致；表面無(wú)明顯氣泡，無(wú)砂帶和黑斑；表面無(wú)蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象；模板接縫、對(duì)拉螺栓和施工縫留設(shè)有規(guī)律性；模板接縫與施工縫處無(wú)掛漿、漏漿。 

 

3　混凝土常見(jiàn)質(zhì)量缺陷 

 

為做好施工預(yù)控工作，必須認(rèn)真分析清水混凝土面層可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和產(chǎn)生的原因．從而采取有效措施避免發(fā)生上述缺陷。 

清水混凝土表面缺陷主要為表面平整度、軸線位置不滿設(shè)計(jì)要求、表面蜂窩、麻面、有氣泡密集區(qū)，表面缺損，非受力鋼筋露筋。小孔洞、單個(gè)氣泡等；混凝土內(nèi)部缺陷主要指混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土振搗質(zhì)量差，造成混凝土內(nèi)部架空和孔隙率偏大的缺陷，內(nèi)部缺陷應(yīng)在混凝土澆筑過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)清除。 

 

4　模板工程控制 

 

4.1方案審查要點(diǎn) 

(1)清水混凝土施工用的模板必須具有足夠的剛度。在混凝土側(cè)壓力作用下不允許有一點(diǎn)變形，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸均勻、斷面的一致，防止?jié){體流失； 

(2)選用的模板材料要有很高要求，表面平整光潔，強(qiáng)度高、耐腐蝕，并具有一定的吸水性； 

(3)對(duì)模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴(yán)密，不允許漏漿； 

(4)模板設(shè)計(jì)要充分考慮在拼裝和拆除方面的方便性．支撐的牢固性和簡(jiǎn)便性，并保持較好的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及整體拼裝后的平整度； 

(5)根據(jù)構(gòu)件的規(guī)格和形狀，建議配制定型模板，以便周轉(zhuǎn)施工所需； 

(6)模板制作時(shí)應(yīng)保證幾何尺寸精確，拼縫嚴(yán)密，材質(zhì)一致，模板面板拼縫高差、寬度應(yīng)≤1mm，模板間接縫高差、寬度≤2mm；模板接縫處理要嚴(yán)密，建議模板內(nèi)板縫用油膏批嵌外側(cè)用硅膠或發(fā)泡劑封閉，以防漏漿，模板脫模劑應(yīng)采用吸水率適中的無(wú)色的輕機(jī)油； 

(7)嚴(yán)格控制模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，周轉(zhuǎn)3次后應(yīng)進(jìn)行全面檢修并拋光打磨。 

4.2模板工程方案選擇 

為實(shí)現(xiàn)清水混凝土的目標(biāo)，初步模板體系確定為鋼木組合大模板。 

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及公司的施工經(jīng)驗(yàn)，地下室及裙房選擇竹膠板木楞骨模板體系，采用12mm厚1220mm×2440mm竹膠板作為面板，50mm×100mm方木及48mm鋼管為楞骨，48mm鋼管、自制蝴蝶夾、14mm對(duì)拉螺栓作為加固系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻、柱采用鋼木組合大模板(12mm厚竹膠板作為面板、6號(hào)槽鋼為輔龍骨、10號(hào)槽鋼為主背料)，剪力墻采用16的高強(qiáng)全絲螺桿為加固系統(tǒng)。 

梁、板模板同地下室，以48mm鋼管搭設(shè)的整體扣件式滿堂腳手架作為墻柱的水平支撐及梁、板的垂直支撐系統(tǒng)。 

4.3柱模板支設(shè)要點(diǎn)對(duì)±0.00以下混凝土柱模通用性、互換性較差。 

采用12mm厚高強(qiáng)度覆膜竹膠板作面板，50mm×100mm方木作楞木兼拼口木，以48mm鋼管作為柱箍，柱截面尺寸≥700mm時(shí)，增加對(duì)拉螺栓拉結(jié)加固。±0.00以上混凝土柱模通用性、互換性較好，采用定制可調(diào)截面鋼大模支設(shè)。 

   　①截面尺寸≤650mm的柱采用雙管柱箍中間加設(shè)坡口木楔緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm。 

②截面尺寸≥700m的柱，采用腳手管作柱箍緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm，在枝中加設(shè)＋14mm(外套＋25mmpvc管)對(duì)拉螺栓，柱外側(cè)四角雙向均加設(shè)保險(xiǎn)扣件，對(duì)拉螺栓布置間距同柱箍。 

5　混凝土施工全過(guò)程控制 

 

5.1原材料、配合比控制要點(diǎn) 

新拌混凝土必須具有極好的工作性和黏聚性，絕對(duì)不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象；原材料產(chǎn)地必須統(tǒng)一，砂、石的色澤和顆粒級(jí)配均勻。 

在材料和澆筑方法允許的條件下，應(yīng)采用盡可能低的坍落度和水灰比，本工程采用泵送商品混凝土，控制坍落度為(150±10)mm，盡量減少泌水的可能性。 

同時(shí)控制混凝土含氣量不超過(guò)1.7％，初凝時(shí)間不超過(guò)6h-8h。 

重點(diǎn)審核商品混凝土廠家制定清水混凝土原材料、配合比生產(chǎn)方案，生產(chǎn)過(guò)程中檢查嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的配合比投料，不得帶任何隨意性，并嚴(yán)格控制水灰比和攪拌時(shí)間，隨氣候變化隨時(shí)抽驗(yàn)砂子、碎石的含水率，及時(shí)調(diào)整用水量。 

5.2清水混凝土澆筑控制要點(diǎn) 

檢查落實(shí)施工技術(shù)保證措施、現(xiàn)場(chǎng)組織措施，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定；合理調(diào)度攪拌輸送車(chē)送料時(shí)間。逐車(chē)測(cè)量混凝土的坍落度；嚴(yán)格控制每次下料的高度和厚度，保證分層厚度不30cm；振搗方法要求正確，不得漏振和過(guò)振；可采用二次振搗法，以減少表面氣泡，即第一次在混凝土澆筑時(shí)振搗，第二次待混凝土靜置一段時(shí)間再振搗，而頂層一般在0.5h后進(jìn)行第二次振搗；嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，保證深度在5cm-10em，振搗時(shí)間以混凝土翻漿不再下沉和表面無(wú)氣泡泛起為止，一般為5min-10min左右。 

5.3清水混凝土養(yǎng)護(hù)控制要點(diǎn) 

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現(xiàn)微裂縫，影響外觀質(zhì)量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護(hù)十分重要。 

現(xiàn)場(chǎng)要求清水混凝土構(gòu)筑物的側(cè)模在48h后拆除，模板拆除后其表面養(yǎng)護(hù)的遮蓋物不得直接用草墊或草包鋪蓋。以免造成永久性黃顏色污染，應(yīng)采用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。 

 

6　結(jié)語(yǔ) 

 

此大廈清水混凝土主體工程，經(jīng)過(guò)細(xì)致周密的方案設(shè)計(jì)，全過(guò)程施工質(zhì)量控制，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工一次成型，陰陽(yáng)角方正、順直，棱角挺拔，分格縫寬窄深淺一致、邊線順直，裝飾圖規(guī)整，墻體表面平整光滑，色澤均勻一致，主體工程被評(píng)為優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)，為今后類似的清水混凝土結(jié)構(gòu)施工積累了較成熟的經(jīng)驗(yàn)。 

綜上所述，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在民用建筑工程中得到了很好的應(yīng)用，并得到了使用方的認(rèn)可。 

 

篇（9）

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．前言

建筑行業(yè)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，其質(zhì)量的好壞將直接影響到整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展，伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，施工工藝也在不斷的完善，建筑混凝土型鋼組合柱是現(xiàn)代建筑行業(yè)中采用最多的建筑結(jié)構(gòu)體系之一。在建筑結(jié)構(gòu)體系中，建筑混凝土型鋼組合柱是運(yùn)用最為普遍的一種，其結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)是整個(gè)主體建筑結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵和核心部分，一般而言，當(dāng)一些自然災(zāi)害或者還是地質(zhì)災(zāi)害來(lái)臨時(shí)候，建筑主體發(fā)生一些破壞或者是損害的時(shí)候，多半是發(fā)生在梁柱節(jié)點(diǎn)部位，對(duì)于結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞一般都是指剪切破壞和鋼筋的錨固發(fā)生了破壞，當(dāng)這種破壞程度達(dá)到所能夠承受的極限時(shí)候，很可能造成整個(gè)主體建筑的坍塌，從而引起嚴(yán)重的建筑質(zhì)量問(wèn)題和人身安全事故，不僅僅很大程度的造成了整個(gè)建筑工程的資源浪費(fèi)，也對(duì)相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損害，破壞了社會(huì)的和諧，因而，加強(qiáng)對(duì)建筑混凝土型鋼組合柱施工技術(shù)的分析，對(duì)保證混凝土型鋼組合柱的施工質(zhì)量，保證整個(gè)建筑工程的整體穩(wěn)定性，有著深遠(yuǎn)的影響。

二．工程概況

該建筑位于市中心城區(qū)，由主樓和裙樓兩部分組成。地下一層，裙樓地上5 層，主樓地上 15 層，建筑高度 64.85 m，總面積 達(dá)2 萬(wàn)多平方米，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

該建筑從基礎(chǔ)至七層樓面通長(zhǎng)設(shè)置型鋼混凝土組合柱，共計(jì) 7 根，分層安裝施工。鋼柱的地下部分由于層高 5.7 m，分兩次安裝，地上部分每層樓面以上 1.3 m 安裝 1 次，總高度 42.5 m。勁性鋼柱形式為 H 型鋼交叉焊接，即兩根 H 型鋼由腹板沿長(zhǎng)度方向中心線切開(kāi)后交叉焊接，形成腹板與 H 型鋼交叉的鋼柱，截面尺寸為 300 mm×700 mm，遇樓層與梁相交處根據(jù)設(shè)計(jì)增加鋼牛腿。梁柱節(jié)點(diǎn)處梁內(nèi) 8 根鋼筋打孔穿過(guò)型鋼柱，部分鋼筋從牛腿上下兩方向穿過(guò)，剩余鋼筋錨固在鋼柱中。

三．施工技術(shù)

1．制作勁性鋼柱

根據(jù)建筑物特點(diǎn)，在建筑的每一層分別制作勁性鋼柱，具體操作方法是：根據(jù)建筑的樓層高度，以每一六層高度為一個(gè)施工段，來(lái)制作勁性鋼柱。但是由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工操作和檢查，因此在每層樓板板面以上 1.3 m 處安置鋼柱接頭，這樣就為施工人員留置了很大的工作空間，同時(shí)，還要對(duì)各個(gè)工序嚴(yán)格進(jìn)行控制，保證鋼柱的質(zhì)量。

在16Mn 鋼板進(jìn)廠時(shí)，需要檢查是否具有合格證、檢驗(yàn)報(bào)告等這些質(zhì)量標(biāo)志，同時(shí)還需要對(duì)材料進(jìn)行復(fù)查，直到全部材料合格以后，才能進(jìn)行加工。在制作鋼柱時(shí)，一般都是用切割機(jī)將鋼板進(jìn)行切割，切割以后，還要保證鋼板的平直，對(duì)其進(jìn)行矯正，使局部撓曲矢高控制在1.0m 范圍內(nèi)。焊接在勁性鋼的制作過(guò)程中是十分重要的環(huán)節(jié)，通常采用的是交叉對(duì)稱焊接的方式進(jìn)行。同時(shí)，鋼柱的長(zhǎng)焊縫質(zhì)量必須達(dá)到 GB 50205－2001 B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2．鋼柱的安裝技術(shù)

（一）在加工好的型鋼柱四面彈出中心線，提前在鋼柱的安裝位置測(cè)量好安裝邊線并引出兩條交叉的控制軸線。用塔吊進(jìn)行型鋼柱的安裝，同時(shí)必須要有專人進(jìn)行指揮起吊安裝，在起吊之前，還要檢查索具是否完好符合安全要求，這樣才能開(kāi)始安裝。起吊后，要慢慢將鋼柱吊裝到位，對(duì)準(zhǔn)安裝控制線下落，初步就位。施工人員還要根據(jù)控制線用工具對(duì)鋼柱根部的位置進(jìn)行調(diào)整，從而將鋼柱調(diào)整到準(zhǔn)確的位置，接著在上層樓板處將鋼柱進(jìn)行固定，再確保鋼柱的位置正確并且安裝固定后才能脫勾。

（二）鋼柱就位后，在引出十字交叉的兩條控制軸線上架設(shè)經(jīng)緯儀進(jìn)行型鋼柱的就位調(diào)整，使柱上彈出的中線與經(jīng)緯儀的豎絲重合。按中線的垂直度，塔吊起吊就位后，人工用撬棍調(diào)節(jié)對(duì)鋼柱進(jìn)行校正，就位后垂直度偏差≤2 mm。

（三）經(jīng)過(guò)測(cè)量確認(rèn)鋼柱的安裝位置和垂直度符合要求后，就要在鋼柱底部四周作點(diǎn)焊臨時(shí)固定，接著要再次檢查鋼柱軸線的位置及垂直度，確認(rèn)正確后才能進(jìn)行下一步。

（四）為了使鋼柱在焊接的時(shí)候不發(fā)生變形，在將鋼柱的臨時(shí)焊點(diǎn)固定后，用兩根 d48 mm 鋼管作拉桿在柱端兩側(cè)翼板上焊接，使其連成整體。

3．中間節(jié)的安裝技術(shù)

安裝勁性鋼柱時(shí)，必須要在每層樓板的混凝土澆筑完成，并且在適當(dāng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)具備一定條件后方可進(jìn)行， 在安裝過(guò)程中，要對(duì)鋼柱的位置和垂直度進(jìn)行不斷的調(diào)整。在施工中自行設(shè)計(jì)安裝的調(diào)節(jié)錨栓就起了很大的作用，另外利用焊接收縮來(lái)調(diào)整其垂直偏差。在將勁性鋼柱吊裝就位后，先進(jìn)行點(diǎn)焊臨時(shí)連接，接著就觀察并糾正其垂直度差，最后就要觀察并糾正因焊接收縮而導(dǎo)致的垂直度差。同時(shí)為了使安裝上層勁性鋼柱垂直偏差積累不超過(guò)允許值而影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)勁性鋼柱的下部進(jìn)行校正準(zhǔn)確，還應(yīng)該講上部的安裝垂直中心線對(duì)準(zhǔn)。

4．鋼筋施工技術(shù)

樓層梁柱節(jié)點(diǎn)處梁設(shè)計(jì)為 1100mm×500mm 的寬扁梁，梁配筋較多，要求梁部分鋼筋要從鋼柱中打孔穿過(guò)，部分鋼筋焊接在 H 型鋼牛腿上，部分鋼筋從 H 型鋼牛腿上下方向穿過(guò)。

該節(jié)點(diǎn)處施工工藝復(fù)雜，施工難度大，因此，控制好鋼柱的標(biāo)高和軸線的位置是節(jié)點(diǎn)處的施工的前提條件。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，為了使鋼筋在牛腿上的焊接質(zhì)量符合要求，在安裝完鋼柱后，根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范在鋼牛腿上焊接同規(guī)格的連接鋼筋，接著用直螺紋套筒連接相鄰跨的梁鋼筋。

5．模板與混凝土施工技術(shù)

（一）模板施工技術(shù)

柱模選用竹膠模板，每側(cè)柱面模板加工成整塊950mm 寬，高度為層高一梁高。由于型鋼混凝土柱在澆筑過(guò)程中發(fā)生“跑模”很難處理，因此模板外柱箍采用槽鋼固定，用雙螺帽固定緊死，避免了澆筑過(guò)程中“跑模”的發(fā)生，提高了混凝土的外觀質(zhì)量。

（二）混凝土施工技術(shù)

型鋼混凝土柱的混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)為 C50，屬高強(qiáng)混凝土，因此在施工中必須嚴(yán)格管理。施工時(shí)派專人進(jìn)駐混凝土生產(chǎn)站，嚴(yán)格監(jiān)督按實(shí)驗(yàn)室給定配合比進(jìn)行下料，以保證拌制的同時(shí)滿足強(qiáng)度要求。

由于型鋼混凝土柱對(duì)混凝土流動(dòng)性的要求高，選擇運(yùn)輸距離短的混凝土拌制站，容易確保混凝土的施工質(zhì)量。施工時(shí)試驗(yàn)人員應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的每罐混凝土進(jìn)行塌落度檢測(cè)，達(dá)到要求后方可用于施工。

四．結(jié)束語(yǔ)

建筑混凝土型鋼組合柱是我國(guó)建筑行業(yè)最主要的建筑結(jié)構(gòu)體系之一，其獨(dú)特的施工工藝使得質(zhì)量控制需要規(guī)范性操作，在施工過(guò)程中，由于施工人員的專業(yè)技術(shù)水平的限制和各種原料質(zhì)量的影響，使得整個(gè)建筑混凝土型鋼組合柱的施工質(zhì)量控制起來(lái)更為艱難，因而，經(jīng)常會(huì)遇到由于建筑混凝土和鋼組合柱的強(qiáng)度不同而產(chǎn)生各種問(wèn)題，不僅僅使得一些施工工藝難以得到全面的貫徹落實(shí)，也造成了很多浪費(fèi)，因此，在進(jìn)行建筑混凝土施工過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范操作，保證工程質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的快速健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張志權(quán); 張玉芬; 趙均海 型鋼增強(qiáng)型鋼管混凝土柱的軸壓承載力計(jì)算江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2009-06-15期刊

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篇（10）

中圖分類號(hào)：U443.22

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0422（2008）11-0160-02

1前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的勢(shì)態(tài)。高等級(jí)公路對(duì)線型等方面的要求使得山區(qū)公路中出現(xiàn)了許多高墩橋梁，增加了施工難度。本文根據(jù)吉茶高速公路C1合同段的橋梁高墩柱施工過(guò)程，將主要采用鋼管支架及特制定型鋼模板來(lái)組織施工的高墩施工工藝詳加闡述,供大家參考。

2工程概況

本橋位于吉茶高速公路C1合同段內(nèi)，橋位地處湘西自治州吉首市西南郊區(qū)雅溪村，中心樁位為K0+450，該橋上部構(gòu)造為23×30m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁，橋長(zhǎng)706.7m，下部構(gòu)造為柱式墩配樁基、整體式臺(tái)配樁基、重力式臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)，其中5-11號(hào)墩、17號(hào)墩、21號(hào)墩為薄壁式空心墩。該橋橋位區(qū)屬低山丘陵之山間沖溝地貌，地形起伏較大，底面高程204.00～260.00m，橋最大架空高度36m。

3高墩施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)

該橋梁所處地形復(fù)雜，交通運(yùn)輸不便，而且大部分橋墩身高。工程量大，工期短，因此橋墩施工是該工程的關(guān)鍵所在。然而對(duì)于20 m以上的高墩柱卻存在以下的特點(diǎn)：

3.1施工周期長(zhǎng)。對(duì)于高空作業(yè)，模板的受力自成體系，從模板的受力性能考慮，高墩柱混凝土的一次澆筑高度一般為4~6 m。對(duì)于20 m以上高墩的施工次數(shù)至少在4次以上，這樣每一根墩柱的施工周期相當(dāng)長(zhǎng)，受機(jī)械設(shè)備等因素影響，有的墩柱施工工期達(dá)到5、6個(gè)月之長(zhǎng)。

3.2模板和機(jī)械設(shè)備的投入大。由于單根高墩柱的施工周期長(zhǎng)，且受總工期的限制，各大橋的高墩柱只能采取平行作業(yè)的施工組織方法，每根墩柱至少配備6 m高度的模板,使其自成施工體系，這樣模板的投入相當(dāng)大。受起吊能力的限制，高墩柱施工須配備大噸位的吊車(chē)，且全標(biāo)段高墩柱數(shù)量多，分散于不同的山溝內(nèi)，致使吊車(chē)等設(shè)備很難相互調(diào)配使用，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的投入也大。

3.3高墩施工定位控制難度大。對(duì)于高橋墩來(lái)說(shuō)，截面相對(duì)面積小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其顯著的特點(diǎn)，施工時(shí)軸線很難準(zhǔn)確控制。

3.4高墩施工接縫的處理要求高。高墩柱不僅僅只是一個(gè)簡(jiǎn)單的受壓構(gòu)件，而且還受到復(fù)雜的彎矩扭矩作用，必須保證墩身有一定的柔度，在荷載和各種因素作用下其彎曲和擺動(dòng)不可避免，因此對(duì)高墩的施工質(zhì)量要求很高，而高墩的施工縫如處理不到位，就成為墩身受力的薄弱處。

3.5高空作業(yè)，施工安全度低。

4施工方案

4.1施工方案簡(jiǎn)介：

針對(duì)墩柱墩身較高的特點(diǎn)，墩柱模板全部采用特制定型鋼模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節(jié)高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車(chē)進(jìn)行模板安裝，在吊車(chē)不能所及的高度采用卷?yè)P(yáng)機(jī)和臨時(shí)固定在已澆混凝土柱頂?shù)牡跫艿跹b施工時(shí)所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節(jié)），在模板頂和中部分別以風(fēng)纜繩緊固穩(wěn)定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱混凝土在吊車(chē)能及的高度用混凝土運(yùn)輸車(chē)送至現(xiàn)場(chǎng)，以吊車(chē)配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車(chē)不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內(nèi)澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續(xù)進(jìn)行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過(guò)前層混凝土的初凝時(shí)間。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車(chē)運(yùn)輸。

4.2施工工藝流程(見(jiàn)圖1)

5施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1測(cè)量放樣

先對(duì)墩柱的結(jié)構(gòu)線及墩柱中線進(jìn)行測(cè)量放樣，墩柱前后、左右邊緣距設(shè)中心線尺寸容許偏差10mm。墩柱施工前，將樁頂沖洗干凈，并將墩柱結(jié)構(gòu)線以內(nèi)的混凝土面鑿除浮漿，整理連接鋼筋。

5.2鋼筋工程

嚴(yán)格按照經(jīng)監(jiān)理工程師審批的支架方案進(jìn)行塔設(shè)，墩柱支架塔設(shè)完成后進(jìn)行墩柱鋼筋幫扎施工。鋼筋統(tǒng)一在加工棚進(jìn)行下料和制作，鋼筋的調(diào)直、截?cái)嗉皬澱鄣染鶓?yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求，鋼筋加工完成后進(jìn)行編號(hào)堆放，運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)再用定滑輪吊至作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行綁扎、焊接。對(duì)于變截面高墩,應(yīng)注意墩柱主筋接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)注意焊接接頭必須錯(cuò)開(kāi),使接頭鋼筋面積不超過(guò)鋼筋總面積的25%;箍筋接頭應(yīng)在四角錯(cuò)開(kāi),彎鉤長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)及抗震要求。按設(shè)計(jì)及規(guī)范制作的墩柱鋼筋籠用吊車(chē)吊裝時(shí)對(duì)位要準(zhǔn)確，采用垂線法定位，中心點(diǎn)誤差控制在2cm內(nèi)，墩柱邊側(cè)的保護(hù)層利用墊塊來(lái)保證，并對(duì)蓋梁連接鋼筋進(jìn)行預(yù)留。

5.3支架與立模板：

5.3.1墩柱支架搭設(shè)

a、技術(shù)要求：墩柱腳手架主要起穩(wěn)固模板、操作架、支撐及垂直運(yùn)輸作用，必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；支承部分必須有足夠的支承面積，如安設(shè)在基土上，基土必須堅(jiān)實(shí)并有排水措施；腳手架立桿間距及橫桿步距必須滿足使用要求。

b、搭設(shè)方法：清平夯實(shí)基土(最好將腳手架支承于墩柱承臺(tái)上)，圍繞墩柱搭設(shè)立柱鋼管支架：采用立桿24根，立桿采用搭接的方式連接，搭接長(zhǎng)度不小于50cm，搭接范圍內(nèi)的扣件不少于2個(gè)。各立桿間布置水平撐，并適當(dāng)布置垂直剪力撐，剪力撐與水平方向成45°角放置。鋼管支架立桿的縱橫向間距為1.4m×1.4m，橫桿步距為1.6m，則搭設(shè)一個(gè)立柱支架鋼管總長(zhǎng)為2360m，扣件約1180個(gè)。

b、支架受力分析及計(jì)算：鋼管支架自重力：19090N，施工荷載：10000N，合計(jì)：F=29090N。考慮施工時(shí)的不均勻性，取不均勻系數(shù)1.5，則剛支架所受總荷載為：F=29090N×1.5=43635N。每根立桿承受荷載為：43635/8=5454N，則用￠48×3mm的鋼管面積A=424，鋼管回轉(zhuǎn)半徑為：I=15.9mm.

1)按強(qiáng)度計(jì)算，立桿的受壓力為：σ=N/A=5454N/424mm2

2)按穩(wěn)定性計(jì)算，立桿的受壓應(yīng)力為：長(zhǎng)細(xì)比：λ=L/I=1600/15.9=100

查《鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》表C-2，b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，Φ=0.432

σ=N/(Φ×A)=5454/(0.432×424)=29.8N/mm2

3)鋼管支架其橫桿抗彎強(qiáng)度σmax和剛度Wmax為：

抗彎強(qiáng)度σmax=ql2/10w=31167×1.42/ (10×4.49×103)=1.4Mpa

其中： w―鋼管的截面最小抵抗矩w=4.49×103mm3

f―鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為215Mpa

q=43635N/1.4m=31167N/m

剛度Wmax=ql2/150EI=31167×1.44/(150×2.06×105×10.78×104)=36×109

其中：I―鋼管截面慣性矩I=10.78×104mm4

E―彈性模量E=2.06×105Mpa

容許撓度為3mm

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，鋼管支架立桿受壓應(yīng)力和橫桿抗彎強(qiáng)度及剛度都小于容許值可滿足施工要求，則該支架方案是可行的。

5.3.2立模板

墩柱模板全部采用特制定型剛模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節(jié)高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車(chē)進(jìn)行模板安裝，在吊車(chē)不能所及的高度采用卷?yè)P(yáng)機(jī)和臨時(shí)固定在已澆混凝土柱頂?shù)牡跫艿跹b施工時(shí)所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節(jié)），在模板頂和中部分別以風(fēng)纜繩緊固穩(wěn)定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱高度在≤15m時(shí)，采取一次性裝模到位，并進(jìn)行混凝土澆筑。

5.4澆筑混凝土

混凝土澆注前對(duì)支架、模板、鋼筋進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后方可進(jìn)行混凝土澆注，混凝土澆筑采用一次支模到頂，一次混凝土澆筑的方法施工，中間不留施工縫。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車(chē)運(yùn)輸。混凝土拌和中嚴(yán)格控制材料用量，并對(duì)拌和出的混凝土進(jìn)行塌落度測(cè)定，控制好水灰比。墩柱混凝土在吊車(chē)能及的高度用混凝土運(yùn)輸車(chē)送至現(xiàn)場(chǎng)，以吊車(chē)配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車(chē)不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內(nèi)澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續(xù)進(jìn)行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過(guò)前層混凝土的初凝時(shí)間。混凝土澆注過(guò)程中設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋的穩(wěn)固性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。混凝土澆筑后進(jìn)行表面抹平，混凝土初凝以后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

5.5拆膜及養(yǎng)護(hù)

混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后拆除墩柱模板，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，模板拆除時(shí)按順序拆卸，防止撬壞模板和碰壞結(jié)構(gòu)。

6高墩施工的幾點(diǎn)體會(huì)

6.1盡量保證1根墩柱施工的連續(xù)性，減少中間停頓時(shí)間，以加快分項(xiàng)工程的完工時(shí)間，縮短計(jì)量支付的周期，減輕資金周轉(zhuǎn)壓力。

6.2搞好安全施工是高墩柱施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，要經(jīng)常對(duì)施工操作人員進(jìn)行安全教育，強(qiáng)化安全意識(shí),各工序應(yīng)按安全操作規(guī)程辦事。

6.3由于模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，因此易產(chǎn)生模板變形，應(yīng)在2.8 m寬模板的加強(qiáng)肋中間設(shè)1道橫穿墩身的對(duì)拉螺桿，高度方向每隔1 m設(shè)1道與加強(qiáng)箍固定聯(lián)結(jié)。

7結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用高墩鋼管支架及特制定型剛模板的施工技術(shù)，對(duì)高空、立體、平行、交叉作業(yè)有了可靠的安全保證，同時(shí)也加快了工程進(jìn)度，降低了工程成本，因此此技術(shù)是合理可行的。

參考文獻(xiàn):

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篇（11）

中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言。

我國(guó)是世界上河流資源眾多的國(guó)家之一，有著較為豐富的內(nèi)河、內(nèi)江資源。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在河流和江河上開(kāi)展的水利工程建設(shè)也越來(lái)越多。水利工程中的水電站建設(shè)一直是工程施工的重點(diǎn)控制內(nèi)容，由于水電站主廠房需要放置發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)等發(fā)電相關(guān)設(shè)備，同時(shí)，主廠房結(jié)構(gòu)又多為單層建筑結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)多采用排架結(jié)構(gòu)。排架結(jié)構(gòu)在自身的平面內(nèi)具有較強(qiáng)的承載能力和較好的鋼度，但由于各排架間的承載能力較為軟弱，在水利工程中，無(wú)論是在設(shè)計(jì)階段還是施工階段，都要引起高度重視。

二．水電站主廠房的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)。

1.水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成以及相關(guān)用途。

（1）水電站主廠房的上部結(jié)構(gòu)：屋頂、排架柱、吊車(chē)梁、發(fā)電機(jī)層和安裝間樓板、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等，通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

屋頂部分有層面板和屋架或是屋面大梁組成，屋面板的作用為遮風(fēng)避雨，隔熱隔陽(yáng)，屋面層部分包括隔熱層、防水層、保護(hù)層以及預(yù)制鋼筋混凝土大型屋面板。

排架柱是用來(lái)承受屋架、吊車(chē)梁、屋面大梁和外墻所傳遞的荷載，以及排架柱本身的重量，同時(shí)這些荷載通過(guò)排架柱傳給房下部結(jié)構(gòu)中的大體積混凝土。

吊車(chē)梁是起吊部件在制動(dòng)過(guò)程中操作的移動(dòng)集中垂直荷載，或者是承載吊車(chē)荷載，在吊車(chē)起重部件的時(shí)候，將啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的橫向和縱向水平荷載，傳給排架柱。

發(fā)電機(jī)層樓板需要承載自重、人的活荷載、機(jī)電設(shè)備靜荷載；安裝間的樓板承受安裝機(jī)組或機(jī)組檢修時(shí)的荷載和自重。

由外墻、抗風(fēng)柱、圈梁以及聯(lián)系梁等組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，能承受風(fēng)荷載，同時(shí)承載梁上磚墻傳下的自重和荷載，將荷載傳給壁柱或排架柱。

（2）水電廠主廠房的下部結(jié)構(gòu)。

水電站主廠房的下部結(jié)構(gòu)包括：發(fā)電機(jī)機(jī)墩、蝸殼及固定導(dǎo)葉、尾水管等，下部結(jié)構(gòu)一般為大體積水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

發(fā)電機(jī)機(jī)墩承載著發(fā)電機(jī)的自重、水輪機(jī)軸向水壓力和機(jī)墩自身重量，并將自重力量傳遞給蝸殼混凝土和座環(huán)。

蝸殼和固定導(dǎo)葉是將機(jī)墩傳遞下來(lái)的荷載傳到尾水管上。尾水管將水輪機(jī)座環(huán)傳遞過(guò)來(lái)的荷載，通過(guò)尾水管的框架結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)上。

三.水電站的主廠房架構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.選擇立柱截面形式。

在水電站的主廠房中，其結(jié)構(gòu)立柱一般都是采用矩形截面，尤其是在吊車(chē)的起重能力超過(guò)10噸以上時(shí)，下柱的截面高度不應(yīng)小于下柱高度的1/12，截面的寬度應(yīng)不小于下柱高度的1/25。立柱高度根據(jù)廠房頂梁定的高程與發(fā)電機(jī)層地面的高程差來(lái)確定。在一般情況下，水電站的主廠房排架柱的截面尺寸基本上都比較大，這是為了滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求。柱截面的選擇要能滿足頂端的橫向位移的控制要求。

2.廠房屋面板荷載計(jì)算以及型號(hào)選擇。

發(fā)電站的主廠房一般選擇安全等級(jí)為二級(jí)以上的大型屋面板，屋面板無(wú)懸掛荷載，其抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)度為6度。由于屋面的活荷載與雪荷載部同時(shí)都存在，屋面具有較大的活荷載，因此要根據(jù)實(shí)際屋面的荷載設(shè)計(jì)，布置屋架的上、下弦支撐。

3.吊車(chē)梁設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)吊車(chē)梁的截面時(shí)，由于T形截面具有較大的鋼度，同時(shí)具有較好的抗扭性能，在固定軌道時(shí)較為方便，在進(jìn)行檢查時(shí)擁有較寬的走道，比較適合大、中型的吊車(chē)梁，因此一般在選擇吊車(chē)梁的截面時(shí)多采用T形截面。

4.確定控制截面和荷載作用中的內(nèi)力組合。

根據(jù)排架柱受力的特點(diǎn)，分別取牛腿處截面、上柱底面和下柱底面（采用室內(nèi)廠房地面的下0.5米處為下柱的柱底），為排架柱配筋計(jì)算的控制截面。在廠房橫向跨度較小、吊車(chē)的荷載受力不大時(shí)，也可以將柱底截面作為控制下柱的配筋，并且把柱底面的截面內(nèi)力值作為柱基設(shè)計(jì)的依據(jù)。如果水電站處于地震帶上，要在內(nèi)力計(jì)算和組合中，包含地震作用下的控制截面內(nèi)力。

5.排架內(nèi)力計(jì)算。

排架的內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力的組合采用手算極為復(fù)雜，因此在條件允許的情況下，盡量多采用電算方法。采用電算方法時(shí)，可使用由我國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)的CAD系統(tǒng)PMCBC平面結(jié)構(gòu)或PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)水電站的實(shí)際情況，結(jié)合在施工地區(qū)的地震作用的內(nèi)力計(jì)算和組合，編制計(jì)算程序。同時(shí)，依據(jù)各個(gè)截面的內(nèi)力，通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算，確定柱的配筋。設(shè)置配筋時(shí)，為避免其他不確定因素造成影響，設(shè)計(jì)中盡量采用對(duì)稱配筋設(shè)計(jì)。

進(jìn)行排架設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)下部柱子的高度和牛腿的尺寸作為參考，來(lái)計(jì)算柱截面的尺寸。根據(jù)屋面的防水層、砂漿找平層、加氣混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板以及風(fēng)荷載、雪荷載等因素的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面的恒荷載，了解屋面結(jié)構(gòu)承載能力。由于排架承載的荷載包括屋蓋的自重、屋面的雪荷載、活荷載、吊車(chē)的荷載、橫向風(fēng)荷載等，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)要采用各項(xiàng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在此基礎(chǔ)之上，才能進(jìn)行內(nèi)力組合。

6.排架結(jié)構(gòu)注意事項(xiàng)。

（1）水電站采用鋼筋混凝土的單層排架結(jié)構(gòu)，一般不適合采用磚山墻承重，而應(yīng)該在廠房的兩端位置設(shè)置端排架。要在屋架和山墻頂部相對(duì)應(yīng)的高度位置上設(shè)置鋼筋混凝土臥梁，并要和屋架端頭上部高度處的圈梁保持連續(xù)的封閉。

（2）水電站的主廠房中設(shè)置有吊車(chē)時(shí)，排架柱的預(yù)埋件通常都較多，因此在進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將各個(gè)位置、尺寸、數(shù)目進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，避免在施工中由于位置錯(cuò)誤或尺寸偏差，造成屋面梁構(gòu)件、吊車(chē)梁等無(wú)法準(zhǔn)確安裝。

（3）在排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，要在柱外側(cè)沿著豎向位置每隔500mm的位置上留出2∮6鋼筋和外墻體的拉結(jié)。同時(shí)在外墻的圈梁上的對(duì)應(yīng)位置上，設(shè)置不超過(guò)∮12的拉結(jié)筋。在主廠房的電氣設(shè)計(jì)中，為保證生產(chǎn)照明，在柱上要設(shè)置照明燈具，燈具設(shè)置高度要以具體情況而定，以符合安全生產(chǎn)要求為度。在進(jìn)行柱的預(yù)制時(shí)，要做好電線管的預(yù)埋，以便于后期的電線施工。

（4）水電站的主廠房設(shè)計(jì)時(shí)，考慮在地震的作用下，廠房的角柱柱頭處于雙向地震的作用，同時(shí)抗震強(qiáng)度為角柱較強(qiáng)，而中間排架較弱，同時(shí)受到側(cè)向的變形約束和縱向壓彎作用，為了避免施工后由于地震作用，發(fā)生角柱頂部的開(kāi)裂，造成端屋架塌落和柱頭折斷，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要提高主廠房中的角柱柱頭密箍筋的直徑。

（5）為了提高水電站單層廠房的抗震驗(yàn)算，要進(jìn)行橫向和縱向兩個(gè)方面的驗(yàn)算。一般來(lái)講，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能滿足規(guī)范和要求的條件下，七度時(shí)的一類、二類場(chǎng)地，在柱的高度低于10米，而且排架結(jié)構(gòu)的兩端具有墻支撐的單跨度廠房中，可以不進(jìn)行橫向和縱向截面的抗震驗(yàn)算。但為了提高水電站在施工完成后的服務(wù)年限，保障水電站的正常生產(chǎn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能要考慮抗震作用，有條件的盡量進(jìn)行橫向和縱向的抗震驗(yàn)算。

四．結(jié)束語(yǔ)

水電站的排架柱承載著結(jié)構(gòu)中的荷載，其控制截面的內(nèi)力和組合較難控制。本文就排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，提出了一定的解決方法。由于水電站主廠房的排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、管理和控制都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和專業(yè)的操作技能，因此，加強(qiáng)水電站施工建設(shè)，完善廠房的排架柱設(shè)計(jì)，有待大家的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

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