時間:2023-09-26 17:28:56
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關鍵詞:抗震加固;增大截面法;粘貼碳纖維復合材料法;加固施工措施
Abstract: the author to some school rebuilding project as an example, this paper expounds the frame structure seismic strengthening transformation design, in the original structure analysis based on the check, by increasing section, coating carbon fiber composite materials reinforcement method, summarizes the project of the effective means and ways to improve.
Keywords: seismic strengthening; Increase section method; Paste carbon fiber composite materials, the method of Reinforcing construction measures
中圖分類號:TU352.1+1 文獻標識碼:A文章編號:
本工程為學校改建項目,工程結構為現澆框架結構,共五層,底層層高3.9m,樓面為預制空心板,其它層層高3.6m,樓板為110mm厚現澆混凝土板??蚣苤孛嬷饕獮?00mm×500mm,框架梁截面主要為250mm×700mm和250mm×750mm。基礎埋深1.8m,為梁板式筏型基礎,板厚400mm,基礎梁尺寸(500mm~800mm)×(1000mm~1600mm)。
2 結構構件加固設計
2.1 柱加固設計
針對原框架柱軸壓比超限,配筋又不足的情況,對柱采用了增大截面加固法,加大柱的截面并不影響建筑功能和使用。根據中柱和邊柱不同,分別采用四邊加大和三邊加大截面的方法,新加縱筋和箍筋均能滿足計算和構造設計。為增加新舊混凝土結構間共同協調工作的性能,新加縱筋每隔300mm用U型箍與原結構連接,U型箍植筋入原柱內。柱內新增加縱筋在樓層標高處,角筋穿過樓板上下貫通,中部縱筋受框架梁的阻礙,稍微彎折能通過的盡量貫通,不能貫通的鋼筋下端種筋植入梁內,并對斷開削弱的鋼筋另加配短筋補強。
2.2 梁加固設計
2層、3層X方向框架梁,由于跨度較大,原結構配筋較少,改建后為專用教室和閱覽室,荷載較大,此位置采用碳纖維加固費用較高,并且對應的框架柱也增大了截面,部分梁側還增加了需要現澆的雨蓬、空調板等小構件,因此,比較衡量后對此位置梁采用增大截面的方法,加固處的梁柱節(jié)點比較好處理,新增小構件的鋼筋錨固也較簡單。
由于新加縱筋較多,而截面增加的寬度不大,故縱筋分兩排布置以便于混凝土澆搗,新加縱筋和構造腰筋都通過U形箍植筋的方式與原梁加強連接。其余需增加配筋較少的X方向梁和Y方向梁,均采用粘貼碳纖維法加固。部分梁支座處負彎矩承載力不足,考慮到現澆樓板可作為梁的翼緣,同時方便施工,在梁頂樓板上粘貼碳纖維,以避免被節(jié)點處柱打斷而另需錨固處理的問題。
3 加固施工
由于規(guī)范要求宜先對結構卸荷后再加固,也考慮到新舊填充墻材料和布置大都不同,因此先將原有墻體全部拆除,并鑿除需要加固的構件的粉刷層,清除構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕和嚴重碳化的部分。在外包混凝土截面需焊接鋼筋的,則鑿除原結構保護層;一般無需焊接鋼筋的,則進行表面鑿毛和沖洗干凈,做好接漿處理。在新舊混凝土結合面上涂刷界面劑,確保新舊混凝土的良好結合。
3.1 鋼筋工程
本結構的鋼筋工程主要用于梁、柱擴大截面處,由于構件新增加的截面尺寸較小而配筋較多,容易造成鋼筋過密,如何控制鋼筋的合理間距、保護層厚度,以及在間距無法滿足要求的情況下如何配合設計修改,是鋼筋工程中的主要難點問題。
為解決這一問題,在鋼筋工程施工前應根據新增截面尺寸、新增鋼筋、原構件配筋等情況繪制新的梁柱鋼筋截面布置圖,進行圖上放樣,對放樣后證明確實難以施工的構件采取相應修改措施。每個構件施工前均檢查實際的配筋情況是否與圖紙符合,如發(fā)現不符合處重新修改構件放樣圖,確保做到施工前圖上放樣成功。對鋼筋布置實在有困難的構件,在不影響質量和設計允許的情況下,放大局部截面。
3.2 模板工程
由于主要用于梁柱擴大截面處,所用到的模板尺寸均較小,但形狀相對較復雜,特別是梁側邊擴大截面處模板安裝時要考慮到混凝土澆筑的施工問題。為較好地澆搗混凝土,同時為給增大梁截面時的植筋施工留下足夠的操作面,將梁側原樓板部分鑿除約1.5m左右,待梁鋼筋制作安裝完畢后,樓板與梁模板同時支模,柱模板頂板樓板四周開設澆搗口,保證混凝土的澆筑順利。
3.3 混凝土工程
本結構中混凝土工程總量較小,但位置較分散。由于采用商品混凝土,一次輸送量大,如果入模不及時會造成材料的浪費。特別是柱混凝土澆搗時,只能采用布置澆筑孔的方法,因此混凝土入模的速度較慢,與施工節(jié)拍配合不好容易造成窩工或浪費。因此,施工前應根據平面布置和混凝土澆筑量合理安排澆筑計劃,分段分區(qū)進行澆筑,并處理好結合面。
對梁柱的外包鋼筋混凝土加固,新增截面均異常單薄,且配置加固鋼筋多而密,因此混凝土的振搗密實,特別是梁底和梁側新增截面內混凝土的密實將是施工中面臨的主要問題。對此,為了保證外包加固混凝土的密實性,按設計要求,全部采用微膨脹混凝土澆搗。微膨脹混凝土采用膨脹水泥配制,或按混凝土中水泥用量的比例適當加入鋁粉,這樣混凝土澆搗后達到微膨脹,使加固截面內的混凝土更加密實。微膨脹混凝土澆搗對模板工程要求嚴,要防止漏漿,并且要有良好的保水作用。在模板支護中,適當加密橫楞和直楞間距,以提高模板整體剛度,模板間隙采用嵌縫膏等措施。微膨脹混凝土還對澆搗時間要求較高,從攪拌成品出場到澆搗地點的運輸要控制時間,越短越好。為此澆搗前要把各項準備工作做好,加強事前檢查,使攪拌運輸車送到工地的混凝土能迅速澆筑到各個澆筑點上去。另一方面,還可以在混凝土中摻入一定量的減水劑,適當提高混凝土的坍落度,保證密實,或采用自密實混凝土。對側模板和梁底模板采用平板式振搗,在模板外進行施工,也可提高混凝土的密實度。
3.4 碳纖維加固工程
對于碳纖維加固工程,施工質量的好壞,直接影響到加固的效果。粘碳纖維的關鍵是混凝土表面處理、粘貼和浸潤?;炷帘砻姹仨毲謇砀蓛?,露出新鮮面,并清掃干凈;構件基材不平整時,用找平劑找平;浸潤并粘貼碳纖維布時,浸潤膠應均勻的涂刷在粘貼基材面上;在碳纖維布上再涂刷浸潤膠時,必須碾壓,直到碳纖維布潤透為止,并排除其中的氣泡,防止空鼓出現;出現空鼓時,面積小于100c的,采用針管注膠的方式補救,面積大于100c的,將空鼓處的碳纖維布切除,重新搭上等厚的碳纖維布。
碳纖維布沿其纖維方向折直角會導致應力集中,影響其強度發(fā)揮。施工時將角部磨成圓角,可減緩應力集中,這樣碳纖維布的強度基本不受影響。纖維布之間的緯向接縫不得超過12.5mm,經向(主纖維方向)搭接長度不得小于150mm,接縫必須交錯布置。
4 結 語
作者對本工程加固設計和施工組織進行分析,得出以下結論:
1)按汶川地震后新規(guī)范要求,學校建筑應提高抗震等級,成為避難場所,加固更應注重結構概念設計,嚴格控制柱軸壓比,保持結構較好的延性,做到強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固。
2)對于位移和軸壓比超限的框架結構,對柱采取增大截面法是性價比較高的加固方法;對梁可根據具體情況采取增大截面或碳纖維加固,增大截面造價低,施工難度大,碳纖維加固費用高,施工方便工期短。
3)加固應減少對原結構的損傷,使其能發(fā)揮最大作用,在新舊構件的節(jié)點處尤其應注意減少削弱原結構。
關鍵詞:混凝土結構;設計規(guī)范;混凝土保護層;鋼筋錨固
中圖分類號:TU37文獻標識碼: A 文章編號:
引言
混凝土結構一直是我們最常用的結構,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)修訂反映我國近十年來混凝土結構學科的科研成果和工程建設中的新經驗,標志著我國混凝土結構的計算理論和設計水平有了新的提高與發(fā)展。
1、鋼筋的混凝土最小保護層厚度的調整
鑒于《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)中規(guī)定混凝土保護層最小厚度是指縱向受力鋼筋的外表面至混凝土表面的距離,除長期干燥或永久置于水中的混凝土構件外,其他環(huán)境下的構件并不能滿足設計使用年限內防止鋼筋嚴重銹蝕的耐久性要求,并且為防止混凝土構件中最外側箍筋和分布筋首先銹蝕并導致混凝土順筋開裂和剝落,對其保護層厚度的要求應該與主筋相同,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度綜合考慮,不再以縱向受力筋的外緣,而以最外層鋼筋(包括箍筋、構造筋、分布筋等)的外緣計算混凝土保護層厚度,規(guī)定混凝土保護層最小厚度是指鋼筋的外表面至混凝土表面的距離,很顯然,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)規(guī)定的混凝土保護層最小厚度既保護了縱向受力鋼筋,又保護了箍筋、分布筋,比《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)規(guī)定混凝土保護層最小厚度有所加大。對由縱向鋼筋和箍筋組成的梁、柱構件,混凝土保護層最小厚度的調整使正截面設計中截面有效高度 h0=h-as( 若僅布置一排鋼筋時,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)為 as=c+d縱/2,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)為 as=c+d箍+d縱/2,見圖 1)有所減少;對由縱向受力鋼筋和分布鋼筋組成板構件而言,新舊混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定的保護層厚度不變,不影響正截面設計中截面有效高度 h0=h-as。《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)除了修改對鋼筋的混凝土最小保護層厚度定義外,還對結構構件所處耐久性環(huán)境類別進行了劃分,對應環(huán)境等級修改,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)調整了混凝土最小保護層的最小厚度 c(mm),對一般情況下混凝土結構的保護層厚度稍有增加,而對惡劣環(huán)境下的保護層厚度則增幅較大。
2、鋼筋錨固和連接方式的改進
我國鋼筋強度不斷提高,結構形式的多樣性也使錨固條件有很大的變化,根據近幾年系統(tǒng)試驗研究及可靠度分析的結構并參考國外標準,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)提出 ιab即基本錨固長度,取代了原先的 ιa,從基本錨固長度的計算公式看,公式并沒有改變,但改變 ft取值,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)提出當混凝土強度等級高于C60時,ft按C60取值,而《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)則是當混凝土強度等級高于 C40 時,ft按 C40 取值。這主要是根據實驗研究表明,高強混凝土的錨固性能被低估,原先的最高強度等級取 C40 偏于保守,其實這也是為推廣高強度鋼筋,如果采用原先的公式計算,高強度鋼筋的基本錨固長度有些長。另外,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)刪除《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)中錨固性能差的刻痕鋼絲,同時提出當混凝土保護層厚度不大于 5d 時,在鋼筋錨固長度范圍內配置構造鋼筋的要求。當不考慮錨固長度修正時,取相同直徑 d,采用《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)和《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算受拉鋼筋錨固長度。
3、鋼筋用量的分析
工程概況①:按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)計算,梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB400 級,梁、柱箍筋和墻中構造筋以及板中鋼筋均采用 HRB335 級。
工程概況②:按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB400 級,梁箍筋和構造筋、墻構造筋以及板中鋼筋均采用 HRB335 級。
工程概況③:按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB500 級,梁箍筋采用 HRB400 級,墻構造筋及板中鋼筋仍采用 HRB335 級。
通過中國建筑科學研究院研發(fā)的 PKPM 程序模擬計算,其計算結果如下:
3.1剪力墻結構
工況②與工況①比較:在鋼筋強度等級相同的條件下,按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算的鋼筋總用量(748.84t)比按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)計算的鋼筋總用量(747.83t)略有增加,比值為 1.001;其中梁箍筋(HRB335 級)的用量因規(guī)范修訂稿中受剪公式的改變有較明顯增加,梁中受力主筋(HRB400 級)的用量因《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)中裂縫寬度計算公式的改變有所減少;板和墻的鋼筋用量受最小配筋率控制,基本無變化。工況③與工況①比較:工況③仍按新修訂的《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,但梁中箍筋改為 HRB400 級,梁、板和墻中的受力主筋改為 HRB500 級。可以看出,鋼筋總用量(742.23t)比按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)計算的鋼筋總用量(747.83t)略有減少,比值為 0.993;其中梁箍筋用量僅略有增加,而梁中受力主筋的用量則減少明顯,梁中鋼用量合計減少約 5.6%;板和墻的鋼筋用量仍受最小配筋率控制,變化不大。工況③與工況②比較:工況③和工況②均按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,只是工況③提高鋼筋強度等級,可看出兩種工況下鋼筋總用量基本相同,主要是因為板和墻的鋼筋用量受最小配筋率控制變化不大,而梁中箍筋和受力主筋用量則有明顯減少。
3.2框架結構
工況②與工況①比較:在鋼筋強度等級相同的條件下,按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算的鋼筋總用量(229.73t)比按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)計算的鋼筋總用量(231.13t)略有減少,比值為 0.994;其中梁箍筋(HRB335 級)的用量因規(guī)范修訂稿中受剪公式的改變有較明顯增加,而梁中受力主筋(HRB400 級)的用量因規(guī)范修訂稿中裂縫寬度計算公式的改變有所減少;板的鋼筋用量受最小配筋率控制,基本無變化;柱的鋼筋用量略有增加。工況③與工況①比較:工況③仍按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,但梁和柱的受力主筋改為 HRB500 級??梢钥闯?,鋼筋總用量(217.35t)比按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)計算的鋼筋總用量(231.13t)減少約 6%(比值為 0.940);其中梁箍筋用量增加較明顯,而梁中受力主筋的用量則減少明顯,梁中鋼用量合計減少約10.9%(比值為 0.891);板和柱的鋼筋用量仍受最小配筋率控制,變化不大。工況③與工況②比較:工況③和工況②均按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)計算,只是工況③梁和柱的受力主筋改為 HRB500 級??煽闯鎏岣呤芰χ鹘顝姸鹊燃壓箐摻羁傆昧繙p少約 5.4%(工況③鋼筋總用量為 217.35t,工況②鋼筋總用量為 229.73t,比值為 0.946)。
結束語
在我國當前迅速發(fā)展的工程建設領域中,混凝土結構是我國工程建設中應用最廣泛的一種結構形式之一,全面修訂的混凝土結構設計規(guī)范在新材料應用、設計理論發(fā)展等方面有重大進步,對確保工程質量,促進我國鋼筋混凝土結構設計水平,進一步提高及混凝土結構學科的發(fā)展起到有力的推動作用。
參考文獻
[1] 混凝土結構設計規(guī)范.GB50010-2010[S].北京 : 中國建筑工業(yè)出版社,2011.
城市軌道交通停車場主要功能是承擔地鐵車輛的運用、停放、列檢及周月檢等工作。一般有以下幾個建筑單體組成:綜合樓、運用庫、洗車庫、變電所、污水處理站、人行天橋和門衛(wèi)。綜合樓用于日常辦公和食住等功能;運用庫用于地鐵車輛停放和檢修保養(yǎng)等功能;洗車庫用于地鐵車輛清洗;變電所負責給整個停車場供電;污水處理站主要處理停車場內污水凈化排放;人行天橋用于工作人員跨軌道通行,車輛正常運營時,行人不能隨意穿越軌道。場地地質概況由上至下主要有以下土層:新填土4~5m深,高壓縮性;淤泥0.4~5.5m深,fak=50kPa,高壓縮性;粘土0.6~7.4m深,fak=65kPa,高壓縮性;淤泥質土1~8.7m深,fak=55kPa,高壓縮性;粉質粘土1~7.2m深,fak=200kPa,中壓縮性;強風化泥質砂巖未揭穿,fak=300kPa,低壓縮性。
2停車場主要單體結構設計總結
停車場內房屋結構安全等級為二級,結構設計使用年限為50年。根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008,除變電所為重點設防類外,其余均為標準設防類建筑[7]。根據《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010,本實例工程屬于抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度0.05g,地震設計分組為第一組[8],結合地方管理規(guī)定和場地地震安全性評價報告,場區(qū)特征周期0.35s,地震影響系數最大值0.0765,場地土類別為Ⅲ類。工程材料選擇:主體結構混凝土等級采用C30,地下室結構采用P6抗?jié)B等級防水混凝土,二次澆搗構件(如構造柱和圈梁等)混凝土等級采用C25,鋼梁鋼柱采用Q235B鋼材。主要建筑單體結構布置和基礎選型如下:綜合樓建筑面積約7000m2,總高度為22.35m,五層鋼筋混凝土框架結構,局部有地下室,柱網布置開間7.8m,進深7.2m,抗震等級四級,主要柱截面600×600,主要梁截面300×700。選用直徑500預應力混凝土管樁樁承臺基礎,持力層粉質粘土。
運用庫建筑面積2萬平方米單層工業(yè)廠房,采用門式剛架結構,鋼柱鋼梁抗震等級四級,柱網跨度15m+28m+26.4m+26.8m,柱距離6m,主要柱截面H600×350×8×16,主要梁截面H(1000~700)×350×12×20。柱下基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎,軌道道床基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁筏基礎,持力層粉質粘土。洗車庫和污水處理站為一層鋼筋混凝土框架結構,局部兩層,抗震等級四級,主要柱截面500×500,主要梁截面300×800。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎,持力層粉質粘土。變電所為兩層鋼筋混凝土框架結構,其中一層為半地下室電纜夾層,抗震等級三級,主要柱截面400×400,主要梁截面300×900。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎,持力層粉質粘土。人行天橋獨柱鋼筋混凝土框架結構,柱網布置跨度7m+13m+12m+8.5m,抗震等級四級,主要柱截面500×1200,主要梁截面400×1200。選用直徑600鉆孔灌注樁樁承臺基礎,持力層粉質粘土。
3結構設計難點分析
(1)根據場地地質概況的描述,本場地淤泥及淤泥質土較厚,新填土達4m深,場地地面沉降不穩(wěn)定,柱下基礎和庫房內無砟整體現澆道床,對基礎沉降極其嚴格,選用何種加固處理措施,是結構設計難點之一。
(2)運用庫為大跨度工業(yè)廠房,采用何種結構體系,是本工程結構設計難點之二。考慮施工周期和經濟指標,本工程采用鋼梁鋼柱門式剛架結構體系。
(3)剛架梁梁連接節(jié)點計算時,高強螺栓計算中和軸位置的確定是本工程結構設計難點之三。查閱相關資料,中和軸位置的確定有兩種假定:①中和軸在受壓翼緣中心,假定模型:在彎矩作用下,把梁根部截面彎矩簡化為作用于梁上、下翼緣的力偶,同時把梁受拉翼緣和端板作為獨立的T形連接件看待,忽略腹板的扶持作用。此假定螺栓受力與端板厚度關系很大,設計計算較為繁瑣;②中和軸在端板形心,假定模型:高強螺栓外拉力總是小于預拉力,在連接受彎矩而使螺栓沿栓桿方向受力時,被連接構件的接觸面一直保持緊密貼合,認為中和軸在螺栓群的形心軸上。根據《端板連接高強度螺栓群中和軸位置研究》試驗論文結果,螺栓群中和軸介于其端板形心與受壓翼緣內側中心線之間,當所受彎矩越小,則中和軸越接近端板形心軸,越大則越接近受壓翼緣[9]。
4配合施工遇到的問題分析
(1)圍墻開裂。分析原因:新填土4m高,圍墻距離護坡邊僅1m,施工工期較緊,施工單位無法用大型機械分層碾壓,填土密實度達不到設計要求。解決措施:①圍墻基礎選用剛性較大條形基礎,防止不均勻沉降,此方案施工較快,造價便宜。②選用換填處理或水泥攪拌樁加固圍墻基礎下新填土,減小不均勻沉降量,此方案施工周期較長,造價偏貴。綜上所述,本工程選用第一種解決措施。
(2)運用庫庫內柱式檢查坑,軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象。分析原因:短柱設計由結構和軌道兩個專業(yè),施工也分別由兩家單位施工。解決措施:①混凝土短柱設計為鋼柱,直接安裝。②混凝土短柱由一家施工單位施工。建議日后設計采用第一種解決措施。
(3)人行天橋柱下管樁無法施工。分析原因:人行天橋跨軌道設置,場地內軌道區(qū)域下被地路專業(yè)設計水泥攪拌樁加固。解決措施:①天橋柱下基礎改為鉆孔灌注樁;②檢驗水泥攪拌樁加固后地基承載力,如不夠采用,采用CFG樁加固后采用柱下獨立基礎。結合現場工期需要,本工程采用鉆孔灌注樁基礎方案。綜上所述,結構設計時,充分運用結構設計難點分析結果,指導結構設計;配合施工時,遇到以上問題,經分析原因,采取我們選用的處理措施,得到明顯改善效果,保質保量,按時完成土建施工。目前,本工程已投入使用2年,沒有出現任何問題,得到業(yè)主單位一致認可。
5結構設計建議
(1)運用庫庫房內軌道道床為無砟整體現澆道床,對基礎沉降極其嚴格,鐵路規(guī)范要求控制在20mm以內,如果道床下地質情況不好,建議采用預應力混凝土管樁樁筏基礎。
(2)運用庫為一層鋼結構工業(yè)廠房,采用何種結構形式,需根據結構計算和經濟比較。結合本工程實例,試算比較后,得出如下經驗:柱跨28m,采用混凝土柱+鋼梁排架結構和鋼梁鋼柱門式剛架結構較經濟,綜合考慮施工工期,選鋼梁鋼柱門式剛架較適用。
(3)剛架梁梁連接節(jié)點設計時,綜合考慮各種因素,高強螺栓群計算中和軸宜選端板形心。
(4)場地平整有大量新填土,新填土下有較厚的淤泥和淤泥質土,計算單樁承載力時一定要考慮樁側負摩阻力。
(5)結合配合施工中的問題,建議結構設計時改進以下措施:①場地內高填方區(qū)圍墻應做剛性較大的條形基礎,以避免圍墻不均勻沉降開裂;②運用庫庫內柱式檢查坑,軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象,影響傳力和結構安全,建議混凝土短柱設計為鋼柱,直接安裝即可;③被其他專業(yè)加固的場地區(qū)域,柱下基礎結構設計時,建議選用鉆孔灌注樁。
6結束語
姓 名: ****
性別: 男
出生日期: 1967.04.17
電子郵件: ******@mail.******net
手機: 136********
教育背景:
1984.9-1988.8 北京郵電大學
電子精密機械專業(yè) 學士學位
工作經歷:
2005.3-2006.5 高級結構工程師
IP終端事業(yè)部 **電信(成都)公司
負責IPTV數字娛樂產品“Multimedia On Networks System”家用網絡機頂盒 、“Personal Media Player”手持PMP(MP4)產品的外觀結構設計、模具制造技術跟蹤。工作職責包括提出產品外觀和結構設計需求,協調和解決設計過程中面臨的各種技術問題,對設計圖紙進行審核和修改完善以確保五金模具、塑膠模具開模成功。
**電信光通信分公司
負責“核心路由器(銀河玉衡)”項目機柜結構設計,該項目是大唐電信科技股份有限公司與國防科技大學計算機學院共同承擔的國家“863” 信息領域跨主題重大攻關課題,“中國高速信息示范網”項目。
負責“光交叉連接設備(OXC)和光分插復用設備(OADM)”項目的結構設計,擔任結構課題組組長。該項目是大唐電信科技股份有限公司與清華大學共同承擔的國家“863” 跨主題重大功關課題,“中國高速信息示范網”項目。
負責“基于SDH的多業(yè)務傳送平臺(MSTP)”產品的結構設計,在項目中具體完成產品結構總體方案,以及項目中的MSTP2.5Gb/s子架結構詳細設計。
1988.8-1998.9 結構設計工程師/結構設計工程師
**郵電部第五研究所助理
獨立承擔“準同步數字系列光電傳輸設備(PDH)”系列產品的結構設計,先后完成GD/MF34-53型、GD/MF34-54型、GD/MF34-55型、GD/MF34-56型、GD/MF34-57型、GD/MF34-58型、GD/MF34-59型等多種型號的產品,其中“GD/MF34-53型光電傳輸設備”,是郵電部第五研究所科研項目轉化為產品并面向市場的首個產品。
參與小同軸電纜3600路載波通信系統(tǒng)科研項目,承擔“無人站增音機設備”的結構設計任務。
職業(yè)特長:
具有近17年光通信產品和1年消費類數字娛樂產品的結構設計經驗,在通信產品系統(tǒng)結構設計、多種類型結構零部件詳細設計等方面具有長期的技術積累;對數字娛樂產品外觀、時尚、結構設計特點以及發(fā)展趨勢有一定的了解。
熟悉鈑金、塑膠、切削加工、鋁合金擠壓等多種類型零部件的結構設計特點,有與協作制造工廠長期合作進行樣機試制的經驗,熟悉鈑金成型、塑膠模具、機械加工等工藝過程。
熟悉國際國內通信行業(yè)的相關結構設計技術標準,擅長在標準化設計理念的指導下,進行各類通信設備的結構設計。
在通信產品EMI&EMC設計和熱設計方面,積累了足夠的經驗。
研究方法:車站基坑圍護樁根據各開挖工況按豎向彈性地基梁計算,并計入圍護結構的先期位移值以及支撐的變形,上部結構由車站地下一層結構和結構底板下樁基聯合組成復合深基礎,車站結構分別按橫向、縱向彈性地基上的框架進行計算。
研究結果:松江新城站基坑開挖過程中圍護樁變形較小,各項監(jiān)測數值均在允許范圍內,車站整體剛度較好,結構整體沉降量較小,沒有出現不均勻沉降。
研究結論:地鐵車站作為上部物業(yè)結構基礎的一部分與樁基礎共同承擔上部荷載的設計方法是可行的,對于地鐵車站與樁基組成的復合基礎,設計中還有許多問題值得探討,這是今后工作的研究方向。
關鍵詞:預留物業(yè)開發(fā);結構設計;結論
近些年來隨著城市地鐵工程的大量興建,地鐵車站的形式也多種多樣。許多車站由于位于地塊內,為了合理高效地利用土地資源,通常需要考慮地塊的規(guī)劃,結合物業(yè)開發(fā)進行結構設計。本文將詳細介紹上海軌道交通9號線松江新城站的結構設計。
1 工程概況
上海軌道交通9號線一期工程松江新城站位于規(guī)劃的松江新城中部,滬杭高速公路以北的嘉松南路東側綠化帶下,車站西側為“行政中心”和“市民廣場”,東側綠地規(guī)劃為低密度住宅,北端有規(guī)劃的公交樞紐,是9號線一期工程的起點站。
關鍵詞:超長、結構設計
1、工程概況:
某地下汽車庫,周圍與主樓相連,為大地盤多塔結構。主樓為地上27層,地下二層,剪力墻結構,車庫為地下一層,板柱剪力墻結構。車庫單層建筑面積7萬平米,長516.5米,寬211.4米。上部覆土1.9米,考慮10KN/m2活荷載。樓板為現澆混凝土空心樓蓋,基礎形式為柱下獨基和墻下條形基礎并設構造底板。
2、結構設計
2.1、結構設計基本概況
本工程結構設計基準期為50年,設計使用年限為50年,建筑安全等級為二級,建筑抗震設防類別為丙類,地基基礎設計等級為甲級。按《建筑抗震設計規(guī)范》要求,本工程抗震設防烈度7度,設計基本地震加速度值為0.10g;場地類別為Ⅱ類,場地特征周期值Tg=0.40 s。建筑抗震設防類別為丙類。在多遇地震作用下結構阻尼比取0.05。
2.2、結構體系
由于建筑功能要求,主樓和車庫連為一體。車庫主體結構采用板柱剪力墻結構,剪力墻布置一定數量的剪力墻,以保證主樓嵌固于地下室頂板。
2.3、主要構件斷面
剪力墻是本工程主要抗側力結構構件,承擔主要的水平荷載,外墻厚度為350mm,內墻厚度為250mm 。框架柱截面為600x600mm。
2.4 結構計算分析
本工程采用SATWE(墻元模型)計算。
3、結構構造措施
3.1由于本工程與主樓相連接,為解決主樓與車庫沉降差異設沉降后澆帶。沉降后澆帶封閉時間待主樓主體施工完畢后結合沉降觀測資料與有關單位共同確定。再用高一強度等級補償收縮混凝土封閉;封閉前后澆帶跨內不允許拆模及水平支撐等保證主樓側限措施。
3.2本工程超長,施工時設連續(xù)式膨脹加強帶和施工后澆帶,以解決混凝土的收縮徐變問題。施工后澆帶間距不大于90米。加強帶寬度為2.0米,施工間距不大于30米。應嚴格控制混凝土原材料的質量和技術指標,粗細骨料的含泥量應盡量減少(1%~1.5%)。水泥優(yōu)先選用水化熱低的品種,如礦渣硅酸鹽水泥。采用粉煤灰,它可以改善混凝土的黏塑性,并可代替部分水泥,減少混凝土的用水量和水泥用量,從而減少水化熱及混凝土中的孔隙,提高密實性和強度,提高抗裂性?;炷翗前宀捎门蛎泟┌柚频奈⑴蛎浕炷粒ㄑa償收縮混凝土),混凝土的澆筑應盡量采用低溫入模,低溫養(yǎng)護,使混凝土終凝時溫度盡量降低,減少水化熱和收縮。澆筑后應及時采用塑料薄膜或噴養(yǎng)護劑及草簾進行保濕和保溫養(yǎng)護。必要時應采取臨時保溫隔熱措施,以防止主體結構長期暴露在高溫或寒冷之下,出現裂縫。
3.3基礎采用獨立基礎并設300厚防水底板,防水板下設50厚聚苯板。防止構造底板出現裂縫。
4、 結語
綜上所述措施, 實現了在保證安全的前提下與建筑功能結合。將建筑與結構統(tǒng)一,實現建筑之美。
參考文獻
[1]建筑抗震設計手冊(第二版)中國建筑工業(yè)出版社 主編:龔思禮
【關鍵詞】建筑工程;高層結構;設計;造價控制;問題
近年來,我國建筑行業(yè)快速發(fā)展,建筑市場的競爭日益激烈,相關施工單位想要獲得更好的發(fā)展,必須高度重視建筑工程高層結構設計和造價控制,高層結構設計對于整個建筑工程項目的安全性和穩(wěn)定性有著決定性的影響,并且如果高層結構設計階段的造價控制不合理,會給施工單位和建設單位造成巨大經濟損失,因此應采用科學合理的方法,加強建筑工程高層結構設計造價控制,推動建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。
一、建筑工程項目概況
吳川市河海路陽光花園小區(qū)某建筑工程地下室有3層,地上建筑高度約93.5m,1到4層為商業(yè)裙樓,5層以上為住宅區(qū)[1],高層結構為剪力墻框架結構體系,剪力墻通過建筑樓面梁式結構轉換為框支柱,從而滿足大跨度、大空間的建筑空間要求。
二、建筑工程高層結構設計策略
1、結構布置設計
建筑工程高層結構布置設計,應結合建筑結構的抗震設計原則和高層結構工作原理,降低結構的剛度突變和扭轉效應,重點考慮西部結構的力學性能,使各個構件各盡所能,實現預期目標。同時,結合建筑工程項目實際情況,做好建筑結構的布置和選型,設計人員通過建筑結構形式表達出創(chuàng)意和構想,實現實用又美觀,設計人員在保障建筑工程高層結構安全的基礎上,應積極創(chuàng)新建筑結構形式,在設計階段重點分析建筑高層結構的豎向和平面布置,確保建筑工程高層結構的科學性和合理性,并且平面布置應盡量規(guī)則、簡單,縮小質心和剛心之間的距離[2],在水平荷載條件下避免建筑高層結構發(fā)生較大扭轉,對于建筑結構的豎向布置,使承重構件在整個建筑結構中貫穿起來,豎向剛度應漸變,避免在突變區(qū)域水平荷載應力集中,損壞建筑工程高層結構動力荷載。另外,建筑工程高層結構設計應綜合考慮多方面因素,確定最合理、最經濟、最簡單的建筑結構方案,如建筑結構中的豎向承重構件,如剪力墻、墻柱等,不僅需要承載豎向荷載,還需承受地震作用和風力荷載,因此在布置豎向構件時,應將豎向構件放置在有利于分擔溫度應力和水平荷載的區(qū)域。
2、地基基礎設計
建筑工程地基土層比較復雜,當前還沒有標準的模型來精確進行地基模擬描述,因此在建筑工程地基基礎設計時,相關設計人員應結合工程實踐經驗和基本理論知識,分析和預測地基基礎容易出現的各種問題,編制最佳的設計方案。通常情況下,建筑工程高層結構設計主要是將地基、基礎和上部結構看作獨立、離散的單元進行力學分析和計算,但是為了確保地基基礎設計的合理性,不能僅僅著眼于建筑工程地基基礎,還應考慮到地基不均勻沉降有可能會造成上部結構的變形或者開裂,因此在設計時應將上部結構、基礎和地基看作一個整體,仔細分析三者之間的相互作用,了解基礎剛度變化對于建筑工程高層結構的約束作用,綜合多方面因素,設計出最佳的地基基礎方案。
3、構造措施設計
建筑工程高層結構時,為了保障建筑結構在動力荷載和靜力荷載作用下的安全性和穩(wěn)定性,不能僅依靠簡單的計算分析,特別是建筑工程區(qū)域發(fā)生地震時,建筑工程高層結構的一些關鍵構件遭受損壞、墻體坍塌,因此必須要采取一些可提升建筑工程高層結構延性和整體穩(wěn)定性的抗震措施,如建筑工程高層結構施工設計要求,配置適量的鋼筋材料,一方面減輕建筑結構重量,另一方面,可避免水泥硬化和溫度應力造成的混凝土開裂,防止建筑工程整體坍塌或者遭受嚴重破壞。
三、建筑工程高層結構設計階段造價控制措施
1、構建科學合理的設計管理體制
為了實現對建筑工程高層結構設計造價的有效控制,應構建科學合理的設計管理體制,首先,明確建筑工程高層結構設計造價控制的主體,落實建設項目責任制,先有企業(yè)法人然后確定項目,由企業(yè)法人負責項目的籌資、籌劃、建設、資產保值、債務本息歸還、生產經營等過程管理[3],承擔建筑工程項目的投資風險。通過實行投資風險約束機制,使設計單位在建筑工程高層結構設計階段做好造價控制,提高建筑工程項目的經濟效益和社會效益。
2、采用招投標機制,做好設計優(yōu)選工作
建筑工程設計在確定設計單位主要通過委托設計、邀請招標、公開招標三種方式,這三種方式各有各的特點,業(yè)主應結合建筑工程項目的實際特點和具體要求,選擇最合適的招標方式,加大對建筑工程項目的造價管理,將工程造價控制和確定中標單位聯系起來,使相關設計人員在建筑工程高層結構設計過程中精心設計、全面策劃、周密考慮,獲得最大化的經濟效益。引入市場競爭機制,做好建筑工程設計招標工作,選擇最優(yōu)的設計單位和最佳設計方案,重點解決設計階段的造價控制和技術管理問題,通過這種方式,會促使設計單位提交造價合理、創(chuàng)意獨到、技術先進的設計方案,增強其競爭意識和緊迫感,提高建筑工程高層結構設計質量,用最合理的工程造價和最佳的設計,有效控制建筑結構設計成本。
3、加強結構設計造價控制
為了確保建筑工程高層結構設計的經濟性、準確性、合理性和先進性,防止相關技術操作和功能要求沖淡對建筑結構設計造價控制的要求,建設單位應明確該建筑工程項目的投資要求和使用功能,在招標文件中對投標單位采用價值工程方法和原理優(yōu)化設計方案提出要求[4],招標過程中,應嚴格審查招標單位的整體實力和資質信譽,按照我國建筑設計招標細則,構建合理的評標辦法和合理的評標機制,確保設計單位公平、合理的競爭,并且設計單位應結合建筑工程項目的清單計價規(guī)范,詳細估算每個設計方案的經濟性,選擇最佳的建筑工程高層結構設計方案,提高經濟效益。
4、推行設計監(jiān)理
建筑工程高層設計階段的造價控制不能僅僅依靠設計單位和政府管理,應積極推行設計監(jiān)理,由監(jiān)理單位監(jiān)理整個設計過程,充分發(fā)揮監(jiān)理的約束和協調作用,將造價控制在標準的限額范圍內,還可促使相關設計單位優(yōu)化結構、改善管理。同時,建筑結構設計監(jiān)理還應構建投資控制系統(tǒng),對整個設計過程進行實時跟蹤,避免建筑設計的缺陷和失誤,設計單位和建設單位應加強對建筑工程高層結構設計變更的控制和管理,提前實現一些非發(fā)生不可的項目變更,考慮到建筑工程高層結構施工的切實可行和圖紙設計的合理性,不斷優(yōu)化和改進建筑結構設計,確保整個建筑工程的穩(wěn)定性和可靠性。
結束語:
隨著現代化城市進程的加快,高層建筑項目越來越多,建筑結構也越來越復雜,這對于建筑工程高層結構設計和造價控制提出了更高的要求,結合建筑工程項目的實際情況,優(yōu)化和完善結構設計,采用科學合理的造價控制措施,實現建筑工程的綜合效益。
參考文獻:
[1] 何輝常,王靜.淺談建筑工程設計階段的造價控制[J].科技信息,2011,20:510.
[2] 蔣曉慧.淺談建筑工程施工階段造價控制[J].價值工程,2014,34:90-91.