時(shí)間:2023-11-06 11:02:13
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工程施工中建筑結(jié)構(gòu)受力性能分析
陳洋
(西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院 四川成都 610041 )
【摘要】當(dāng)前分析并設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),一般都是用已經(jīng)建成的結(jié)構(gòu)為分析研究的對(duì)象,但是沒有考慮到建設(shè)過程中各種應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,會(huì)導(dǎo)致分析的結(jié)果產(chǎn)生誤差。不同的結(jié)構(gòu)形式,不同特點(diǎn)的建筑質(zhì)量也提出了越來越多的要求。質(zhì)量的保證是建立在技術(shù)的基礎(chǔ)上的。
關(guān)鍵詞:工程施工 受力性能分析
一、 前言
當(dāng)我們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行研究的時(shí)候,一般都是在建筑施工結(jié)束之后,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析,主要可以通過施加負(fù)載的方法。但是如今,這種方法說研究的對(duì)象比較少,主要有矩陣疊加法以及剛度矩陣以此形成加載分層法、還有平面簡化手算法和修正分層法四種方法。現(xiàn)如今,建筑施工中實(shí)際的受力關(guān)系非常復(fù)雜,只通過施加一次負(fù)載很難與實(shí)際情況相符合。所以,我們現(xiàn)在在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析時(shí),不需要完整地把實(shí)際受力情況表現(xiàn)清楚。
二、國內(nèi)外對(duì)施工中建筑結(jié)構(gòu)的受力研究現(xiàn)狀
近年來,經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,工程建設(shè)也逐漸變得規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很多大型的鋼結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)的復(fù)雜建筑物拔地而起,比如中央電視臺(tái)新臺(tái)址的主樓、浦東國際機(jī)場的航站樓、鳥巢等等。據(jù)國家有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì),我國的工程倒塌事故中有將近三分之二是在施工階段發(fā)生的。技術(shù)人員探求其原因,發(fā)現(xiàn)這些建筑工程在設(shè)計(jì)的時(shí)候,沒有考慮到施工時(shí)候的復(fù)雜情況,過多的吧注意力集中在未施工的設(shè)計(jì)階段,這說明,曾經(jīng)傳統(tǒng)的施工方案已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代建筑施工的需要了。
國外很多學(xué)者在對(duì)所有涉及建筑施工階段的力學(xué)問題進(jìn)行了很多的研究后總結(jié)出了力學(xué)分析的幾點(diǎn)主要的目標(biāo):首先,需要對(duì)施工階段中各個(gè)時(shí)期的內(nèi)里和其引起的形變進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量分析,要保證在整個(gè)施工階段中各個(gè)部件的承載處于一個(gè)合理的范圍內(nèi),同時(shí)要保證足夠的穩(wěn)定性。還有一點(diǎn)就是要將施工時(shí)候的工程狀態(tài)與實(shí)際時(shí)的數(shù)據(jù)與狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比,分析得出施工對(duì)項(xiàng)目的具體影響,逐漸優(yōu)化施工的方案,要保證工程的安全與穩(wěn)定。
三、建筑結(jié)構(gòu)受力分析的理論計(jì)算基礎(chǔ)與有限元模型的建立
1、建筑結(jié)構(gòu)受力分析的理論計(jì)算基礎(chǔ)
人們?cè)谕聊臼┕ぶ型ǔJ褂肊TABS、ANSYS以及SAP2000等等技術(shù)來有效得建立一種有限元模型,用這種模型來模擬施工階段,施工項(xiàng)目的內(nèi)力變化。但是施工過程十分復(fù)雜,通常會(huì)發(fā)生很多難以預(yù)料的事情,人為因素或者是隨機(jī)發(fā)生的問題都會(huì)對(duì)模擬研究的結(jié)果產(chǎn)生影響,使得這種方法有著很大程度上的不足。所以,這些方法是否適用還需要研究。
2、有限元模型的建立
在建筑結(jié)構(gòu)的分析中,需要通過構(gòu)建有限元模型來解決。我們首先需要建立一個(gè)有梁和柱的單元,還有一個(gè)樓頂及屋蓋的板單元等等在內(nèi)的包括有建筑中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的單元。這些被稱作為基礎(chǔ)單元。我們開始空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,需要結(jié)合節(jié)電自由變化的程度,剪切所造成的影響的系數(shù)等等參數(shù)。我們通常采用了彈性薄板的理論來對(duì)我們說建立的基本單元進(jìn)行模擬,而在考慮板單元彎曲的時(shí)候,只需要考慮節(jié)點(diǎn)力,但板單元發(fā)生形變的時(shí)候,面法線不變來處理等等方法來簡化我們對(duì)實(shí)際施工階段的分析。
四、常用的結(jié)構(gòu)體系和一些結(jié)構(gòu)的受力分析
1、常用的結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)經(jīng)常使用于建筑施工中,它屬于柔性結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)就是水平布置非常靈活多變,大部分適用于小高層一類的建筑物中。
剪力墻結(jié)構(gòu)具有很好地空間性,它不會(huì)發(fā)生很大的形變,同時(shí)它沒有外露突出的結(jié)構(gòu),所以能夠非常有效得對(duì)空間進(jìn)行使用,比較常見的運(yùn)用于民用高層建筑物。但是他也有缺點(diǎn),比如它無法提供很大的空間,導(dǎo)致了建筑空間布局有很大的局限性,并且它的剛度很大,自振的周期非常短,所以地震作用大,大規(guī)模運(yùn)用經(jīng)濟(jì)性不好。所以,由剪力墻所組成的很多結(jié)構(gòu)中,抗震能力都不強(qiáng),建筑的高度受到了很大的限制。
2、大跨度剛性結(jié)構(gòu)的受力分析
大跨度剛性結(jié)構(gòu)施工預(yù)變性的確定受多方面原因的影響,特別是結(jié)構(gòu)安裝過程以及施工時(shí)候的負(fù)荷。在實(shí)際操作的時(shí)候,結(jié)構(gòu)成型時(shí)將會(huì)與設(shè)計(jì)方案有偏差,人們?cè)缇椭懒嗽阼旒芷囱b的時(shí)候需要有預(yù)起拱的過程,但是當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行大跨度的鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí),由于跨度十分大,結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,它所受到的的P-Delta效應(yīng)的干擾也會(huì)增加,所以我們需要通過力學(xué)模擬等等來確定結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,做好萬全的準(zhǔn)備,減少其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
目前,大跨度的鋼結(jié)構(gòu)的受力分析主要有支座位移法、千斤頂單元法、間隙單元法等等。支座位移法是將支座進(jìn)行強(qiáng)制的位移來實(shí)現(xiàn)模擬,從而進(jìn)行受力分析的。程序的實(shí)現(xiàn)十分簡單,但是無法準(zhǔn)確得模擬瞬時(shí)的變形力,模擬的準(zhǔn)確性較差。千斤頂單元法是把ANSYS軟件中的兩個(gè)單元在一起并聯(lián),它們兩個(gè)單元點(diǎn)的線位移可以隨意的組合在一起,從而形成了一個(gè)新的單元。其中的LINK10單元可以提供無限大的可以模擬千斤頂作用的軸向剛度,而另一個(gè)單元BEAM4,可以模擬千斤頂?shù)目箯澚?。大跨度拱結(jié)構(gòu)的建筑物有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成,我們需要通過很準(zhǔn)確的模擬分析,才可以結(jié)合實(shí)際對(duì)他的受力性能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。
五、組成受力構(gòu)件的主要材料對(duì)環(huán)境的影響
受力構(gòu)件所處的環(huán)境對(duì)受力構(gòu)件也有著很大的影響,主要通過耐久性來表示。其耐久度分為3級(jí),1級(jí)為室內(nèi)干燥環(huán)境要求,可由粉刷或油漆防護(hù),2級(jí)為露天高溫高溫環(huán)境的要求,而3級(jí)是沿海高腐蝕性環(huán)境的要求,需要用到抗腐蝕性和除冰鹽的構(gòu)件。
六、總結(jié)
總之,關(guān)于力學(xué)性能的分析不僅能提高施工的質(zhì)量,還能節(jié)省材料的使用,提高安全性能,保障施工的合理性,在施工中做出一個(gè)合理的經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)具有長遠(yuǎn)的意義,在今后的施工中仍要對(duì)受力性能進(jìn)行不斷的探索。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳漢翔,舒宣武. 預(yù)應(yīng)力值對(duì)張弦梁結(jié)構(gòu)受力性能的影響分析[J]. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(05)
[2]李良,高日. 大跨預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土張弦梁結(jié)構(gòu)[J]. 建材技術(shù)與應(yīng)用. 2003(05)
關(guān)鍵詞:建筑工程;焊接變形;鋼結(jié)構(gòu);生產(chǎn)效率
前言
在鋼鐵工業(yè)日益飛速發(fā)展的今天,鋼結(jié)構(gòu)以其空間大、高度高、跨度大等多種優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各類建筑工程中。而作為鋼結(jié)構(gòu)制作和連接作用的焊接工藝顯得尤為重要。鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝尺寸的精度及外形美觀、工程質(zhì)量及使用功能與焊接質(zhì)量的好壞有直接的關(guān)系。所以,我們要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接特點(diǎn)及影響焊接變形的各個(gè)因素做綜合分析,并相應(yīng)的采取有效控制措施,才能為建筑業(yè)中鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量,降低工程成本、提高生產(chǎn)效率提供重要保障。
一、建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成與焊接工藝特點(diǎn)
1 鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
建筑鋼結(jié)構(gòu)是有很多系統(tǒng)構(gòu)件組成的。如主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)、鋼桿支撐系統(tǒng)等。其中主結(jié)構(gòu)又包括鋼柱、鋼梁、吊車梁、連接副等;次結(jié)構(gòu)包括支撐、系桿、拉條、隅撐等。然后這些系統(tǒng)構(gòu)件采用無縫或有縫鋼管、鋼球、圓鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼、熱軋鋼板和各種類型的橫截面冷彎薄壁型鋼進(jìn)行焊接拼裝而成的。
2 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝特點(diǎn)
鋼材品種規(guī)格多樣化,焊接方法多樣化,焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式多樣化及焊接質(zhì)量高標(biāo)化,即我們常說的“三多一高”,組成了高質(zhì)量結(jié)構(gòu)焊接的工藝特點(diǎn)。
二、分析鋼結(jié)構(gòu)焊接變形形成的原因
從焊接基本原理分析可知,鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)因局部加熱、冷卻不均勻使得結(jié)構(gòu)中各部分金屬熱脹冷縮程度不同而使焊接發(fā)生變形。具體過程是它們受熱脹冷縮的程度不同,加上焊件自身是一個(gè)整體,各部分金屬的膨脹和收縮因受到了周圍金屬的影響、制約,不能自由地進(jìn)行,于是在這種情況下結(jié)構(gòu)內(nèi)部就產(chǎn)生了焊接變形。其具體成因形式主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
1、在鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件組裝時(shí)控制不嚴(yán)。在焊接時(shí)由于間隙過大而引起較大變形。在組裝焊接施工中,若焊縫的位置、尺寸、數(shù)量、焊接方法、焊接次序、焊縫坡口形式、大小等選擇不當(dāng),焊接規(guī)范不標(biāo)準(zhǔn),加上鋼結(jié)構(gòu)的熱物理性能、形狀、尺寸、自重等不同,都有可能引起鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生焊接變形。
2、由于鋼結(jié)構(gòu)組成的某些構(gòu)件沒有達(dá)到該構(gòu)件的技術(shù)要求和形位公差,而形成鋼結(jié)構(gòu)焊接后的先天性的超差現(xiàn)象。
3、由于焊縫不沿構(gòu)件截面對(duì)稱分布,也會(huì)引起該構(gòu)件焊接變形。
三、控制建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的措施
1、設(shè)計(jì)措施
由于鋼結(jié)構(gòu)焊接點(diǎn)構(gòu)造形式多而復(fù)雜,單從節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)上考慮,要比焊接工藝上來解決問題容易的多。若設(shè)計(jì)考慮不妥,就會(huì)給生產(chǎn)帶來很多麻煩,如增加產(chǎn)品成本。所以,在焊接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)時(shí)要注意以下問題:
1.1 由于焊接工藝有很多種方法,需合理選擇焊接縫的坡口性質(zhì)及尺寸。為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力,在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)焊接縫時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)的坡口形狀和尺寸,以滿足較小焊縫的尺寸需求,減少焊縫截面積和結(jié)構(gòu)焊縫的變形。
1.2 在焊接時(shí)應(yīng)盡量減少焊縫數(shù)量及尺寸大小。由于鋼結(jié)構(gòu)中焊縫數(shù)量的多少、尺寸的大小、焊接源對(duì)結(jié)構(gòu)熱輸入量大小,與焊縫變形的大小成正比例關(guān)系。所以在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該盡量減少焊縫數(shù)量和尺寸,這樣可以避免那些不必要的焊縫,有可能的話可用沖壓件和型鋼等來代替焊接件。如在實(shí)際施工中,可以用壓型結(jié)構(gòu)替代筋板結(jié)構(gòu),這樣能夠有效防止薄板發(fā)生變形。而對(duì)于那些要求不高的結(jié)構(gòu)件之間,可以適量增加平板的厚度,以減少筋板數(shù)量,來改變焊接變形的矯正量。
1.3 為了焊接操作的方便,應(yīng)盡量避免在仰焊位置施焊。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施焊時(shí),為了便于操作和確保焊接質(zhì)量,應(yīng)盡量避免將焊縫設(shè)置在仰焊位置。在無法避免的情況下,就需要焊工全方位掌握焊接操作工藝。
1.4 為了避免焊縫集中、雙向、三向相交,應(yīng)采用剛性較小的節(jié)點(diǎn)焊接形式。為的是減小焊接縫交叉點(diǎn)處或者焊接縫集中點(diǎn)的熱量和應(yīng)力,以減小焊縫變形。
1.5 不同的建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式需不同的焊縫設(shè)置要求。如對(duì)箱型梁與隔板進(jìn)行焊接時(shí),宜選用全焊透焊縫;對(duì)焊接組合箱形梁和柱的縱向角施焊時(shí),多采用全焊透或局部焊透的對(duì)接與交接組合焊縫。當(dāng)對(duì)焊條電弧焊焊縫無法施焊時(shí),應(yīng)采用熔嘴電渣焊對(duì)稱焊接。
2 工藝措施
建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形工藝應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及焊縫形式的不同,采取不同的焊接工藝措施,這樣可以有效的控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。
2.1 裝配與焊接順序應(yīng)合理
1)焊縫對(duì)稱時(shí)焊接方法也應(yīng)對(duì)稱。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面形狀、設(shè)置對(duì)稱焊縫應(yīng)采用對(duì)稱焊接工藝。
2)先裝配后焊接。鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能先裝配成整體然后再進(jìn)行焊接。這樣能夠增大鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)的剛性,減少變形。比如,工字梁的焊接,整體裝配后再焊接,這樣焊接后的上供彎曲變形,要比邊裝配邊焊接時(shí)產(chǎn)生的彎曲變形要小的多。
3)控制焊接變形應(yīng)采用不同的焊接順序
為減小鋼結(jié)構(gòu)中的長焊縫結(jié)構(gòu)總體變形,應(yīng)以逆向分段退焊或跳躍焊替代連續(xù)焊,與此同時(shí)改變焊接方向,這樣可以減小局部焊縫造成的變形或使其相互抵消。(如下圖所示)
4)不對(duì)稱焊縫焊接方法
對(duì)于不對(duì)稱焊縫的鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)先焊焊縫較少的那一側(cè),后焊焊縫較多的那一側(cè),這是因?yàn)橄群傅哪莻?cè)焊縫產(chǎn)生的變形比后焊焊縫產(chǎn)生變形大的緣故。這樣可以使后焊的鋼結(jié)構(gòu)變形與先焊的那側(cè)變形相互抵消,減小結(jié)構(gòu)總變形程度。
2.2反變形法
反變形的定義:在焊接前激將建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配成與焊接變形方向相反、大小相等的預(yù)先變形,來抵消焊接后結(jié)構(gòu)形成的變形。比如,在對(duì)工字梁上下蓋板或鋼板焊接后產(chǎn)生的變形可以在焊接前使用折邊機(jī)或油壓機(jī)將蓋板預(yù)先反方向壓彎。具體見下圖:
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu); 動(dòng)力彈塑性; 時(shí)程分析; ABAQUS
Abstract: this paper mainly to the shenzhen a building engineering structure dynamic elastic-plastic time history analysis, including elasto-plastic analysis method, the unit type and finite element model, such as seismic situation, and finally, the engineering of the overall seismic performance evaluation to make, and puts forward some Suggestions.
Keywords: structure; Dynamic elastic-plastic; Time history analysis; ABAQUS
中圖分類號(hào):TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
工程概況
該項(xiàng)目位于深圳地鐵3號(hào)線六約站原檢修主廠房的上部,為12層的保障性住房。原檢修主廠房為純框架結(jié)構(gòu)水平向跨度為12m,豎向跨度為18m及21m。層高12.3m,基礎(chǔ)為人工挖孔樁。本次設(shè)計(jì)是在原有已完工建筑基礎(chǔ)上進(jìn)行。先設(shè)一層轉(zhuǎn)換層,層高7.2m,然后是塔樓部分,均為12層,結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)。
工程特點(diǎn):一是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),塔樓沒有墻肢落地;二是大跨結(jié)構(gòu),混凝土轉(zhuǎn)換梁最大跨度達(dá)21m;三是豎向剛度突變,首層層高12.3m,第二層層高7.2m。
結(jié)構(gòu)動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析
(一)彈塑性分析方法
目前常用的彈塑性分析方法從分析理論上分有靜力彈塑性(pushover)和動(dòng)力彈塑性兩類,從數(shù)值積分方法上分有隱式積分和顯式積分兩類。本工程的彈塑性分析將采用基于顯式積分的動(dòng)力彈塑性分析方法,這種分析方法未作任何理論的簡化,直接模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的非線性反應(yīng)。
單元類型及有限元模型分析
單元類型
模擬梁柱采用B31 單元,ABAQUS中的B31 單元考慮塑性區(qū)發(fā)展, 桿件剛度由截面內(nèi)和長度方向動(dòng)態(tài)積分得到,其雙向彎矩和彎拉的滯回性能可由材料的滯回性能精確反映。鋼筋混凝土截面或鋼骨混凝土截面定義(本分析沒有采用鋼骨混凝土構(gòu)件):不考慮鋼筋和型鋼構(gòu)件和混凝土的相對(duì)滑移,程序根據(jù)平截面假定,對(duì)各個(gè)部分構(gòu)件截面積分點(diǎn),計(jì)算出混凝土構(gòu)件的截面彎矩、軸力和剪力。
剪力墻采用S4R 單元,樓板采用S4R和S3R 單元,剪力墻和樓板內(nèi)的鋼筋采用rebar單元, 可以考慮多層鋼筋布置,邊緣構(gòu)件和暗柱配筋采用箱型截面構(gòu)件代替。
有限元模型分析
整體模型由轉(zhuǎn)換程序從etabs導(dǎo)入,包括幾何信息,單元?jiǎng)澐?,梁單元長度1m左右,剪力墻單元0.7-1m,樓板單元1m左右;梁柱構(gòu)件的配筋根據(jù)Satwe計(jì)算的配筋結(jié)果由程序自動(dòng)導(dǎo)入,梁鋼筋考慮了各段的不同和頂面筋和底面筋的不同;剪力墻和樓板的配筋根據(jù)satwe計(jì)算配筋調(diào)整后的配筋手動(dòng)輸入;重力荷載代表值和質(zhì)量源由轉(zhuǎn)換程序自動(dòng)導(dǎo)入。ABAQUS有限元模型如圖(一)
圖(一)ABAQUS有限元模型
為了確保ABAQUS非線性結(jié)構(gòu)分析模型正確性,在構(gòu)件進(jìn)入彈塑性階段之前,計(jì)算模型的動(dòng)力特性與ETABS彈性分析模型保持一致,對(duì)兩個(gè)程序計(jì)算的周期和振型進(jìn)行對(duì)比。下表給出了ABAQUS模型和ETABS模型前3個(gè)振型及周期的對(duì)比。下圖則給出前3個(gè)振型的變形形狀對(duì)比。ABAQUS計(jì)算的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為83198t,ETABS計(jì)算的為82570t,基本一致;同時(shí)通過下表結(jié)果顯示,ABAQUS彈性模型與ETABS彈性分析模型的動(dòng)力特性基本是一致的,周期對(duì)比表如表2。
1、進(jìn)行結(jié)構(gòu)自振周期的分析;2、施加重力荷載代表值;3、在重力施加后的基礎(chǔ)上施加地震作用(值得說明的是,上述所有分析過程,材料非線性(彈塑
性本構(gòu))及幾何非線性貫穿始終)。
按照抗震規(guī)范要求,罕遇地震彈塑性時(shí)程分析所選用的單條地震波需滿足以下頻譜特性:特征周期與場地特征周期接近;最大峰值符合規(guī)范要求或安評(píng)要求;持續(xù)時(shí)間為結(jié)構(gòu)第一周期的5~10 倍;時(shí)程波對(duì)應(yīng)的加速度反應(yīng)譜在結(jié)構(gòu)主要周期點(diǎn)上與規(guī)范或安評(píng)反應(yīng)譜相差不超過20%。
本次分析中的場地波按三向地震輸入,三向地震輸入的地震波峰值比為X:Y:Z=1:0.85:0.65,X向地震波峰值220Gal,持續(xù)時(shí)間都為30 秒。輸入地震波信息如表1,EL-Centro地震波、場地波加速度反應(yīng)譜與規(guī)范反應(yīng)譜比較如圖(二):
從反應(yīng)譜比較可以看出,在小于結(jié)構(gòu)第一周期區(qū)段,EL-Centro波和CDB波的擬合加速度譜比規(guī)范譜大,而TAR波則小。
另外,通過ABAQUS模型,整體由轉(zhuǎn)換程序從etabs導(dǎo)入,包括幾何信息,單元?jiǎng)澐?,梁單元長度1m左右,剪力墻單元0.7-1m,樓板單元1m左右;梁柱構(gòu)件的配筋根據(jù)Satwe計(jì)算的配筋結(jié)果由程序自動(dòng)導(dǎo)入,梁鋼筋考慮了各段的不同和頂面筋和底面筋的不同;剪力墻和樓板的配筋根據(jù)satwe計(jì)算配筋調(diào)整后的配筋手動(dòng)輸入;重力荷載代表值和質(zhì)量源由轉(zhuǎn)換程序自動(dòng)導(dǎo)入。得出最大位移角如表2:
從表2可以看出,EL-Centro波激勵(lì)下A棟和C棟塔樓X向?qū)娱g位移角值最大,分別為1/101和1/124,場地波CDB激勵(lì)下B棟塔樓X向?qū)娱g位移角值最大,為1/112,而Y向?qū)娱g位移角最大值都為EL-Centro波激勵(lì),分別為1/155,1/122和1/150,都滿足規(guī)范規(guī)定限值1/100。
總體抗震性能評(píng)價(jià)及建議
通過上述3條地震波分析,我們可以得出如下結(jié)論:
底框柱的受壓損傷主要集中在第一層柱底和第二層柱頂,最大損傷值為0.77,出現(xiàn)在27號(hào)柱第二層柱頂,而 8,14,21,22號(hào)柱頂損傷值在0.6左右,其他柱損傷在0.4左右;部分?jǐn)?shù)柱內(nèi)縱筋出現(xiàn)受拉屈服,因此設(shè)計(jì)中可以適當(dāng)增大第二層柱配筋,并增加箍筋配筋率,特別是柱帽位置,以提高柱的抗震承載力以滿足抗震性能評(píng)估指標(biāo)。
鑒于轉(zhuǎn)換梁截面纖維的受力特性接近于單軸拉壓,且仍滿足平截面假定,故對(duì)轉(zhuǎn)換梁仍采用梁單元模擬。轉(zhuǎn)換梁的受剪破壞屬于脆性破壞而非延性破壞,因此轉(zhuǎn)換梁的抗剪承載力需要通過構(gòu)造措施加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換梁的抗彎塑性變形可以由前述纖維模型精確模擬,可由混凝土和鋼筋的塑性變形程度來直觀抗彎承載力,本分析中轉(zhuǎn)換梁出現(xiàn)輕微受壓損傷,梁內(nèi)縱筋也僅局部屈服,但塑性應(yīng)變值較小,因此轉(zhuǎn)換梁的抗彎承載力足夠,滿足前述構(gòu)件抗震性能評(píng)估指標(biāo)。
塔樓的混凝土梁局部出現(xiàn)0.5左右的受壓損傷,部分梁內(nèi)鋼筋進(jìn)入塑性階段,最大塑性應(yīng)變值0.0045,遠(yuǎn)小于0.025,說明梁端還沒完全成為鉸,結(jié)構(gòu)整體還完好,而梁端接入塑性階段,起著耗能和保護(hù)與其連接剪力墻肢的作用。
塔樓剪力墻受壓損傷嚴(yán)重位置主要集中在上部和墻肢與轉(zhuǎn)換梁連接處,部分墻肢與轉(zhuǎn)換梁連接部位出現(xiàn)嚴(yán)重受壓損傷,主要是剛度突變引起的應(yīng)力集中,設(shè)計(jì)中做了處理,在埋土以下增加墻厚,利用梯形過渡。上部少數(shù)墻肢出現(xiàn)的受壓損傷主要集中在墻肢與混凝土梁連接部位,而大震模型中并沒有考慮墻肢邊緣約束構(gòu)件的作用,因此結(jié)果偏于保守;同時(shí)從等效主拉塑性應(yīng)變值可以看出,大部分墻肢內(nèi)鋼筋屈服,主拉塑性應(yīng)變值大于0.01部位主要集中在底部和頂部電梯間周邊墻肢,對(duì)于墻肢受拉塑性應(yīng)變過大的處理,可以通過增加配筋率解決,并增加邊緣構(gòu)件配筋以提高墻肢抗震承載力和延性。
主體結(jié)構(gòu)在大震作用下A棟塔樓最大彈塑性層間位移角 X向?yàn)?1/101,Y向?yàn)?1/155,B棟塔樓最大彈塑性層間位移角 X向?yàn)?1/112,Y向?yàn)?1/122,C棟塔樓最大彈塑性層間位移角 X向?yàn)?1/124,Y向?yàn)?1/150,均小于規(guī)范 1/100要求。
參考文獻(xiàn):
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[2]李承銘.鋼一鋼筋混凝土桿系結(jié)構(gòu)三維地震作用下彈塑性時(shí)程分析(博士學(xué)位論文)2007.
【關(guān)鍵詞】框架梁柱節(jié)點(diǎn);型鋼混凝土結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
1 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分析
以型鋼和鋼筋混凝土組成的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu),對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來說,鋼筋混凝土為新的組成部分,對(duì)鋼筋混凝土來說,型鋼是新的組成部分。相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),型鋼與混凝土組成的結(jié)構(gòu)性能,既有量的改變又有質(zhì)的改變,既發(fā)揮了兩種結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn),有克服了各自的缺點(diǎn),具有如下的特點(diǎn):
1.1 相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
(1)外包鋼筋混凝土能夠承受拉、壓、彎、剪能力,并且能夠約束型鋼或鋼板,提高型鋼的抗屈曲能力,因而可以大大地節(jié)約鋼材,降低造價(jià)。
(2)外包鋼筋混凝土部分兼有防火、耐久的作用,省去了鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)層,這對(duì)建筑的安全起到至關(guān)重要的作用。
(3)鋼結(jié)構(gòu)的抗水平力作用(一般為風(fēng)載及地震作用)的剛度較小,水平位移較大,不易滿足建筑物穩(wěn)定性和舒適度等要求,但型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)剛度大、容易滿足水平變位限值的要求。
1.2 相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土是脆性材料,在受力以后容易產(chǎn)生裂縫、破碎、剝落等現(xiàn)象。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受剪、受壓破壞都是脆性破壞,在地震時(shí)經(jīng)常發(fā)生,且震害嚴(yán)重。當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部加入型鋼以后,型鋼改變了其脆性破壞的性質(zhì),剛度塑性變形的性質(zhì)在結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用,從根本上改善了構(gòu)件的抗震性能。
(2)型鋼的材料強(qiáng)度遠(yuǎn)大于混凝土,在鋼筋混凝土截面中增加了型鋼,既可以滿足高層建筑高壓力高延性要求的前提下,減小構(gòu)件的截面,克服鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的胖柱問題,同時(shí),由于型鋼沒有像混凝土那樣的受壓徐變問題,因此減少了長期受壓時(shí)的變形問題。
(3)鋼筋混凝土短柱多發(fā)生剪切破壞的震害,而型鋼混凝土中的型鋼腹板有效地承擔(dān)剪力作用,避免剪切破壞。
(4)鋼筋混凝土柱震害常有柱端混凝土被壓碎剝落,鋼筋呈燈籠狀,失去承載力的現(xiàn)象發(fā)生。而在型鋼混凝土柱的柱端,型鋼外部的混凝土破壞,型鋼內(nèi)部混凝土受型鋼的約束,與型鋼共同工作仍能承載,使房屋在大震時(shí)壞而不倒。
2 工程概況
某大廈工程分為A、B座兩棟,A棟為底商住宅樓,剪力墻結(jié)構(gòu);B棟為綜合辦公樓,框架結(jié)構(gòu)。A、B兩棟建筑相距12m,在結(jié)構(gòu)標(biāo)高69.45m處設(shè)有一連接A、B座的高空通廊,采用型鋼混凝土純懸挑粱板結(jié)構(gòu),分別從A,B座向外懸挑6m,連廊寬度為4.3 m,型鋼混凝土梁截面尺寸為0.95m×0.4m,內(nèi)部設(shè)置600×250 ×25×40的H型鋼,配置鋼筋骨架,型鋼梁的長度不等,單根型鋼最短為10.9m,最長為14.96m。
3 工藝原理
根據(jù)型鋼梁、鋼筋混凝土梁柱的截面尺寸和位置,設(shè)計(jì)梁柱鋼筋穿過型鋼或與型鋼連接的構(gòu)造措施,使現(xiàn)場型鋼混凝土組合梁的型鋼、梁柱的鋼筋實(shí)際完成情況滿足圖紙和規(guī)范要求。
采用在節(jié)點(diǎn)處將混凝土梁底部豎向加腋,底層鋼筋彎錨伸人柱內(nèi),柱主筋遇型鋼梁不能穿越時(shí)在翼緣板上適當(dāng)打孔,柱箍筋穿越時(shí)在腹板上鉆孔,在節(jié)點(diǎn)處腹板兩側(cè)焊接加勁板。有效解決了型鋼梁與鋼筋混凝土框架梁柱交叉節(jié)點(diǎn)部位的鋼筋穿越問題,而且保證了框架梁鋼筋進(jìn)入框架柱的錨固長度,確保了結(jié)構(gòu)的整體性,簡單易行,避免了工序的復(fù)雜化,節(jié)約了工期。
4 工藝流程
熟悉施工圖紙計(jì)算尺寸,繪制節(jié)點(diǎn)圖工廠制作型鋼梁(包括打孔、焊接加勁板)現(xiàn)場型鋼梁鋼筋綁扎型鋼梁整體吊裝就位鋼筋混凝土梁柱鋼筋綁扎模板鋼筋驗(yàn)收合格混凝土澆筑。
因?yàn)樾弯摶炷亮褐?jié)點(diǎn)的形式根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同而不同,型鋼混凝土梁一鋼筋混凝土梁柱連接是其中的一種。由于型鋼梁、鋼筋混凝土梁截面尺寸大,且鋼筋粗、數(shù)量多,而依據(jù)設(shè)計(jì)要求,鋼筋在遇到型鋼梁時(shí),腹板不能鉆大直徑孔,柱鋼筋遇到翼緣板盡量不打孔。鋼筋混凝土梁主筋直徑一般為22mm~32 mm,造成與型鋼梁相交底層貫通筋無法正常穿越。
4.1 鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)
由于原設(shè)計(jì)圖僅有型鋼梁位置、配筋情況,而沒有節(jié)點(diǎn)詳圖,需對(duì)鋼筋混凝土梁的鋼筋進(jìn)行深化設(shè)計(jì),解決梁的上下排鋼筋在遇到型鋼梁的型鋼時(shí)如何穿過或如何連接問題。
1)鋼筋混凝土梁主筋繞過型鋼。
鋼筋混凝土梁頂部鋼筋可從型鋼頂直接通過。但對(duì)于底部鋼筋,由于一般框架梁截面尺寸大,主筋大多配置為22mm~32mm的三級(jí)鋼,且一般為上下兩排,依據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),需在型鋼梁腹板上開直徑55mm的孔才能使混凝土粱主筋順利穿過,這樣大大削弱了型鋼的整體剛度和穩(wěn)定性,要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度則無法保證,因此需要解決底部鋼筋穿越型鋼梁腹板的問題。
基于純懸挑梁及各類梁的懸挑端部配筋構(gòu)造,我們將底部鋼筋按照最大1:6的彎度彎折后也同樣能繞過型鋼梁,但彎折后錨人柱內(nèi)長度要符合抗震ιaE,混凝土梁底部形成豎向加腋。這樣,不僅解決了混凝土梁底部鋼筋繞過型鋼腹板的問題,而且保證了梁柱節(jié)點(diǎn)具有足夠強(qiáng)度及整體穩(wěn)定性。
2)鋼筋混凝土梁構(gòu)造筋焊于組合梁型鋼腹板。
混凝土梁構(gòu)造筋既不能繞過組合梁型鋼,也沒有足夠空間穿過型鋼腹板,只能與型鋼腹板焊接連接,具體做法:在節(jié)點(diǎn)處構(gòu)造筋部位梁型鋼腹板上附加連接鋼板,鋼筋焊接在連接鋼板上。連接鋼板采用30mm厚同材質(zhì)鋼板,寬度與型鋼翼緣板相同,長度同腹板高度。為了保證連接鋼板與梁型鋼腹板的連接質(zhì)量,連接鋼板均在構(gòu)件加工廠與型鋼腹板焊接。
4.2鋼筋混凝土柱節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)
1)柱主筋設(shè)計(jì)。
在梁型鋼的翼緣板寬度范圍內(nèi)的鋼筋混凝土柱主筋需貫通型鋼梁翼緣板,為了便于穿孔,將柱主筋截成上下高出梁型鋼300mm~400mm(以保證縱向鋼筋接長),柱主筋穿孔后在搭接位置雙面焊接5d(d為主筋直徑),柱主筋在穿孔部位塞焊。值得注意的是梁型鋼翼緣板是主要受力構(gòu)件,打孔減少了受力面積,需在梁型鋼腹板兩側(cè)焊接加勁板,以便增加翼緣板的抗彎能力,增加鋼梁整體剛度。
2)柱箍筋設(shè)計(jì)。
柱箍筋設(shè)計(jì)就是解決柱箍筋穿過梁型鋼腹板的問題,一般鋼筋混凝土柱的箍筋在設(shè)計(jì)圖中均為封閉箍筋,但在梁柱節(jié)點(diǎn)部位,柱箍筋要穿過梁型鋼,封閉箍筋無法安裝。因此,為滿足柱箍筋的安裝要求,需在梁型鋼的腹板上開孔使箍筋穿過,而且需將封閉箍筋改為兩個(gè)開口箍( 形),柱箍筋安裝后在搭接位置焊接10d(d為箍筋直徑),以滿足搭接要求。
無論型鋼的翼緣板還是腹板開孔均不能采用現(xiàn)場火焰開孔,必須提前計(jì)算好開孔位置,做出節(jié)點(diǎn)詳圖,在構(gòu)件加工廠采用機(jī)械式開孔,開孔后在腹板兩側(cè)加焊加勁板。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn);經(jīng)濟(jì)性;途徑
1 引言
建筑工程的造價(jià)管理中,基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性,可以很好的優(yōu)化造價(jià)的成本輸出。而且建筑過程的物質(zhì)資源和人力資源的輸出,都是源于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求。從這點(diǎn)可以看出,建筑結(jié)構(gòu)部分的工程造價(jià)占據(jù)著較大的比重,進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可以為企業(yè)減少造價(jià)成本的輸出。所以,在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,需要避免各種影響因素,進(jìn)而設(shè)計(jì)出既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定需求,同時(shí)又使得結(jié)構(gòu)更加的經(jīng)濟(jì)性。
2 建筑結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)中的考慮因素
建筑結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而繁重的工程,其在設(shè)計(jì)的過程中,需要全方位的考慮設(shè)計(jì)的影響因素。尤其是設(shè)計(jì)方案中關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的因素考慮,可以很好的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
2.1 建筑結(jié)構(gòu)的空間設(shè)計(jì)因素。當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu),越來越講究結(jié)構(gòu)的舒適、美觀。進(jìn)而建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中,合理的對(duì)建筑的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局。尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)的層數(shù)、單層的高度等都是空間設(shè)計(jì)的主要因素。因?yàn)檫^高的樓層設(shè)計(jì),容易造成空間結(jié)構(gòu)的浪費(fèi)。于此同時(shí)也加大了建筑結(jié)構(gòu)在后期維護(hù)管理中的成本輸出。而且樓層在裝飾中的造價(jià)輸出,很大程度上源于空間可夠的設(shè)計(jì)性。并且顯然,樓層單層越高,其裝飾費(fèi)用的支出越大,也就說,樓層的經(jīng)濟(jì)高度,加劇了工程造價(jià)的成本輸出。
2.2 建筑結(jié)構(gòu)的美觀、風(fēng)格的影響因素。當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu)比較的注重結(jié)構(gòu)的風(fēng)格化,以及外觀的美觀化。然而,不同建筑風(fēng)格的設(shè)計(jì),其裝飾的成本存在較大的差異。這主要源于裝飾標(biāo)準(zhǔn)的不一樣,造成裝飾材質(zhì)的性能選擇上的差異。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,需要考慮到外觀裝飾的成本輸出。
2.3 結(jié)構(gòu)性能的影響因素。傳統(tǒng)性能的建筑結(jié)構(gòu),已無法滿足于現(xiàn)代的建筑發(fā)展?,F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的良好性能,往往需要基于多種性能幾何構(gòu)件。因而,在保障建筑結(jié)構(gòu)的性能下,尤其是對(duì)于安全性能,幾何構(gòu)件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)組建等,都是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素所在。
2.4 基于建筑結(jié)構(gòu),造價(jià)成本的影響因素。建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)成,直接關(guān)系著建筑工程的物質(zhì)資源和人力資源的輸出。進(jìn)而在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,需要考慮結(jié)構(gòu)的造價(jià)成本影響。因而,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,需要分析和計(jì)算好工費(fèi)的輸出,以及考慮材料的差價(jià)帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
3 基于影響因素的考慮,實(shí)施有效的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)途徑
對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理,進(jìn)而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)型的效果,需要基于建筑的各個(gè)環(huán)節(jié)。尤其是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),是工程造價(jià)管理的關(guān)鍵領(lǐng)域。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中,結(jié)構(gòu)的規(guī)劃、結(jié)構(gòu)的建筑材料、工程的投資等領(lǐng)域都需要進(jìn)行合理的分析,這樣才能更好地實(shí)現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。
3.1 基于建筑需求,明確結(jié)構(gòu)的形式。當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)建,多以鋼筋混凝土為主,尤其是其作為主要受力結(jié)構(gòu),在造價(jià)上比較的經(jīng)濟(jì)。因而,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí),首先需要基于建筑的需求,明確好結(jié)構(gòu)的形式。這樣可以很好的避免結(jié)構(gòu)形式與實(shí)際需求相沖突的問題出現(xiàn)。同時(shí),基于良好的結(jié)構(gòu)形式,可以便于各個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。當(dāng)然,在結(jié)構(gòu)形式的有效選擇中,需要考慮其結(jié)構(gòu)的功能需求,以及結(jié)構(gòu)的安全性能。從而,在實(shí)際的結(jié)構(gòu)明確階段,具有多種選擇的方向,那么這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者,能夠充分地基于設(shè)計(jì)的需求,選擇適合建筑需求的結(jié)構(gòu)形式。這種多元化的結(jié)構(gòu)形式選擇,從本質(zhì)上優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)。使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的冗長部分被刪除,進(jìn)而從結(jié)構(gòu)的材料費(fèi)用上,來經(jīng)濟(jì)化建筑結(jié)構(gòu)。
3.2 基于經(jīng)濟(jì)高度,控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的層數(shù)。隨著建筑結(jié)構(gòu)的樓層增加,其對(duì)于受力結(jié)構(gòu)的要求更加的嚴(yán)格,進(jìn)而使得建筑結(jié)構(gòu)的受力部分,需要更多的預(yù)應(yīng)力。也就是說,增加了鋼筋混凝土,以及相關(guān)技術(shù)的成本輸出。于此同時(shí),建筑結(jié)構(gòu)的樓層越高,使得結(jié)構(gòu)的受力發(fā)生一定的改變。尤其是關(guān)于結(jié)構(gòu)的延性問題,在越高樓層,其基于碳纖材質(zhì)的輔助施工的成本輸出會(huì)越高。因此,在結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化過程中,需要合理的控制結(jié)構(gòu)的樓層高度,尤其需要特別注意避免結(jié)構(gòu)的空間浪費(fèi)。因?yàn)?,?dāng)今的諸多建筑結(jié)構(gòu),都存在大面積的結(jié)構(gòu)空間浪費(fèi)問題。而且,樓層的高度問題,直接影響著樓層的后期維護(hù)費(fèi)用的支出。
3.3 對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的建材,進(jìn)行合理的選擇?;诋?dāng)今的建筑,大多以鋼筋混凝土為主,進(jìn)而在建材的選擇時(shí),需要基于建筑結(jié)構(gòu)的要求,選擇相應(yīng)強(qiáng)度的鋼筋和水泥。而且結(jié)構(gòu)的合理化程度越高,其在材質(zhì)的成本輸出上會(huì)更加經(jīng)濟(jì)化。同時(shí),合理的建材配置,可以很好的減輕結(jié)構(gòu)的自重,進(jìn)而很好的維持了結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力。而且在最少量的材質(zhì)輸出下,良好的保障了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求,這一點(diǎn)也是當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)的最大亮點(diǎn)之一。
3.4 基于計(jì)算機(jī)技術(shù),進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析和計(jì)算?;诂F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都是通過專門的作圖設(shè)計(jì)工具進(jìn)行的。這就要求其在基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)過程中,需要合理的設(shè)計(jì)各結(jié)構(gòu)的參數(shù),進(jìn)而才能更好地設(shè)計(jì)出建筑結(jié)構(gòu)。而且在設(shè)計(jì)的過程,需要在明確的結(jié)構(gòu)形式下進(jìn)行。在各結(jié)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算中,尤其需要對(duì)于鋼筋和水泥用量、鋼筋鋪設(shè)間距和密度等有效計(jì)算。因?yàn)?,建材的費(fèi)用的輸出占到工程造價(jià)的40%,因而基于計(jì)算機(jī)技術(shù),科學(xué)的選擇計(jì)算參數(shù),可以從多個(gè)方面對(duì)工程造價(jià)成本進(jìn)行優(yōu)化處理。同時(shí),基于計(jì)算機(jī)技術(shù),可以提高結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)。尤其是對(duì)于安全性能的設(shè)計(jì),可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)多個(gè)等級(jí)化的安全結(jié)構(gòu)。進(jìn)而很好的優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)的性能,這對(duì)于結(jié)構(gòu)的后期維護(hù)非常的關(guān)鍵,尤其是關(guān)于安全性能的提高上,提供了更加便捷的方式,進(jìn)而使得現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)更加地科學(xué)化。
3.5 加強(qiáng)工程的基礎(chǔ)投資管理。建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)非常的關(guān)鍵,其往往伴隨有較大的成本輸出。因而在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,首先需要對(duì)于地基的良好規(guī)劃。在地基的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,對(duì)于其地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的勘探,是保障建筑結(jié)構(gòu)的受力基礎(chǔ)的關(guān)鍵。由此可以看出,建筑結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì),很大程度上受到地基規(guī)劃的制約。尤其是對(duì)于軟土結(jié)構(gòu)的地基處理,伴隨的地基造價(jià)輸出高達(dá)工程造價(jià)的21%。因而,在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的前提下,需要合理地經(jīng)濟(jì)化地基的構(gòu)建。
3.6 規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管理。一個(gè)良好的經(jīng)濟(jì)性建筑結(jié)構(gòu),往往需要基于一個(gè)龐大地設(shè)計(jì)隊(duì)伍,進(jìn)而通過協(xié)調(diào)工作,合理的設(shè)計(jì)出建筑結(jié)構(gòu)。因此,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,需要對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行有效的管理,這對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)良好的設(shè)計(jì)環(huán)境。
4 結(jié)語
工程造價(jià)管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,而其中的建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),是控制工程造價(jià)成本輸出的關(guān)鍵。同時(shí),實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性,需要基于建筑的多個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)行全面的因素考慮,進(jìn)而基于多元化的優(yōu)化途徑,來實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:工業(yè)與民用;建筑混凝土;結(jié)構(gòu)裂縫;預(yù)防措施
中圖分類號(hào): TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
裂縫問題常見于建筑工程中,其中以變形裂縫最常見,而變形裂縫中又以溫度裂縫最為頻發(fā)。而荷載裂縫多是由于設(shè)計(jì)缺陷、施工影響等原因造成。工程施工中發(fā)現(xiàn)的多數(shù)裂縫其實(shí)是多種因素共同作用的結(jié)果。其成因我們必須從設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)階段全面分析,正確判斷裂縫屬性及其生產(chǎn)的主要原因?qū)η捌陬A(yù)防及后期整改十分重要。在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性的采取預(yù)防、修復(fù)措施,才可以把裂縫發(fā)生的可能性、影響性及造成的損失降低到最小限度。
工程實(shí)踐證明,只要采取的預(yù)防性措施到位,并精心施工,大部分混凝土裂縫是完全可以避免的。隨著建筑業(yè)的發(fā)展,混凝土裂縫由于影響建筑物的整體美觀和使用耐久性,從而引起人們的高度重視。這些裂縫根據(jù)發(fā)生原因可分為兩類,變形裂縫和荷載裂縫。所以,研究工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫,對(duì)我國工業(yè)與民用建筑有重要的意義。
一、混凝土的含義
混凝土是現(xiàn)代最主要的建筑材料之一,它一般是指由膠結(jié)料(有機(jī)的、無機(jī)的或有機(jī)無機(jī)復(fù)合的)、顆粒狀集料、水以及需要加入的化學(xué)外加劑和礦物摻合料,按適當(dāng)比例拌制而成的混合料,或經(jīng)硬化后形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料(普通混凝土是以膠凝材料、水、細(xì)骨料、粗骨料,需要時(shí)摻入外加劑和礦物摻合料,按適當(dāng)比例配合,經(jīng)過均勻拌制、密實(shí)成型及養(yǎng)護(hù)硬化而成的人工石林?;炷辆哂性县S富,價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn),使其用量越來越大。同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高,耐久性好,強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛,不僅在建筑工程中使用,就是在造船業(yè)、機(jī)械工業(yè)、海洋開發(fā)、地?zé)峁こ痰阮I(lǐng)域,混凝土也是重要的材料之一。此外,通過改良混凝土原料的配比,添加相應(yīng)的外加劑,還可以制成具有特定性能的混凝土,用于各類特殊工程建設(shè),比如水利工程中使用的防滲混凝土。
二、我國工業(yè)和民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型劃分
工業(yè)和民用建筑是現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的兩大主要對(duì)象,在城市化建設(shè)中占據(jù)主要位置。雖然工業(yè)廠房和民用住宅建筑采用的混凝土結(jié)構(gòu)形式不完全一樣,但是經(jīng)過實(shí)際的檢查以及對(duì)相關(guān)技術(shù)資料的分析總結(jié),工業(yè)廠房和民用住宅建筑的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型卻是大體相同。
(一)以裂縫形成原因劃分
依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的原因來劃分,無論是工業(yè)還是民用建筑,其混凝土結(jié)構(gòu)裂縫都可分為溫度變化形成的裂縫、施工不當(dāng)形成的裂縫、材料質(zhì)量不佳形成的裂縫、維護(hù)不當(dāng)形成的裂縫以及變形等因素形成的裂縫。
(二)以裂縫影響程度不同劃分
混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫會(huì)對(duì)建筑物整體的質(zhì)量造成一定影響,依據(jù)裂縫的大小對(duì)建筑帶來的不同影響,目前的工業(yè)和民用建筑都可分為破壞性裂縫、貫穿性裂縫以及表面性裂縫等幾類。
(三)以裂縫形式劃分
根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫呈現(xiàn)的形狀來劃分,工業(yè)和民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫都可分為不規(guī)則裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、垂直裂縫等幾類。
三、我國工業(yè)與民用建筑中常見的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫
(一)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生裂縫
現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗棒拔出過快,影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。高空澆注混凝土風(fēng)速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。對(duì)大體積混凝土工程,缺少二次抹面或在表面增加石子,易產(chǎn)生表面收縮裂縫,大體積混凝土水化熱計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫措施不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
(二)地下混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫
建筑地下室墻體除結(jié)構(gòu)外,還必須能有效的阻擋地下水的侵入,因此應(yīng)避免地下室混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可以滲水的貫通裂縫,對(duì)普通表面裂縫也應(yīng)該積極整改。建筑混凝土裂縫預(yù)防應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面:加強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身抗裂性。為防止建筑地下室混凝土裂縫,提高混凝土的結(jié)構(gòu)自防水性能,底板及側(cè)墻多采用抗?jié)B混凝土,并根據(jù)需要摻入膨脹劑等外加劑。在此基礎(chǔ)上,也可以根據(jù)需要攙入纖維物質(zhì)。這些辦法都是為了提高混凝土硬化過程中抵抗收縮應(yīng)力的能力。
(三)現(xiàn)澆混凝土板樓板裂縫
建筑樓板及房屋板多采用現(xiàn)澆混凝土板,現(xiàn)澆混凝土板生產(chǎn)過程中受環(huán)境的影響較大。另外,從現(xiàn)澆樓板自身上說,其屬于表面系數(shù)較小的構(gòu)件,厚度相對(duì)表面積來說量值很小,抵抗收縮變形的能力就更差。因此現(xiàn)澆混凝土板樓板板面裂縫甚至貫通性裂縫很常見。
(四)板面不規(guī)則直裂縫
這種裂縫外觀較為規(guī)則,多為不貫通裂縫。常見于單層配筋板跨中部位,且埋有水電管線處,裂縫沿管線出現(xiàn),雙層配筋板也有所發(fā)現(xiàn)。裂縫寬度O.5mm左右。
四、防止我國工業(yè)和民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的措施
基于以上對(duì)工業(yè)和民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因的分析,結(jié)合國內(nèi)外此類建筑問題的解決經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為可以從以下幾方面采取措施,以防止工業(yè)和民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的形成。
(一)完善設(shè)計(jì)構(gòu)造
要根據(jù)工業(yè)和民用建筑的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu),具體措施有以下幾點(diǎn):精確勘測,避免斷層、溶洞\滑坡體等不良地質(zhì)。合理布局建筑構(gòu)件,減少加應(yīng)力,避免荷載過大。關(guān)鍵部位要層層設(shè)置圈梁\構(gòu)造柱,增加建筑物的整體強(qiáng)度。提高窗臺(tái)砌體強(qiáng)度,寬大的窗臺(tái)應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土梁,避免窗臺(tái)變形產(chǎn)生豎向裂縫。
(二)加強(qiáng)施工技術(shù)
要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)方案的反復(fù)論證,確保施工技術(shù)符合建筑的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),保證建筑整體的穩(wěn)定性。成立施工技術(shù)監(jiān)督小組,定期對(duì)各施工環(huán)節(jié)、各施工技術(shù)進(jìn)行檢查和驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下一施工階段,開展新的施工任務(wù)。
(三)合理選用材料
要選用水化熱較低的水泥,避免混凝土內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生體積變化引發(fā)裂縫。選用表面粗糙、質(zhì)地較為堅(jiān)硬的粗骨料,可提高混凝土的粘結(jié)性和抗拉、抗壓能力。 添加減水劑等具有同等效果的外加劑,可以改善混凝土的性能,降低養(yǎng)護(hù)中的灑水量,有效避免混凝土收縮。
(四)完善模板工程
模板工程是塑造混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵一環(huán),為防止混凝土結(jié)構(gòu)在該過程中出現(xiàn)裂縫,應(yīng)該切實(shí)做好以下兩點(diǎn):合理設(shè)計(jì)模板構(gòu)造,避免模板部件變形引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)變形而產(chǎn)生裂縫。模板要增加支護(hù)裝置,防止施工荷載過大,模板變形。
(五)加強(qiáng)地下防水
地下防水也是建筑工程中不可或缺的防水施工環(huán)節(jié),其施工要點(diǎn)主要在于對(duì)排水法,結(jié)構(gòu)防水法,采用卷材防水,焊接金屬層,這四種地下防水方法的選擇,在選擇上應(yīng)該秉承實(shí)際可用以及經(jīng)濟(jì)的原則,確保地下防水經(jīng)實(shí)用穩(wěn)定和安全。
總之,我們必須從設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)階段全面分析,正確判斷裂縫屬性及其生產(chǎn)的主要原因?qū)η捌陬A(yù)防及后期整改十分重要。在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性的采取預(yù)防、修復(fù)措施,才可以把裂縫發(fā)生的可能性、影響性及造成的損失降低到最小限度。工程實(shí)踐證明,只要采取的預(yù)防性措施到位,并精心施工,大部分混凝土裂縫是完全可以避免的。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)工程;施工技術(shù);大型公共建筑
鋼結(jié)構(gòu)工程因其具有跨度大、利用空間大、施工速度快、經(jīng)濟(jì)且實(shí)用等特點(diǎn)被廣泛利用于企業(yè)廠房及跨度較大的建筑上。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,各類大型公共建筑設(shè)施越來越多地出現(xiàn)在我國的各大中城市,這也導(dǎo)致了鋼結(jié)構(gòu)工程的廣泛出現(xiàn)。為了保障鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量和工程過程中的安全,就要注重鋼結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)。本文就大型公共建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)進(jìn)行了探討,以期能為類似的鋼結(jié)構(gòu)工程的施工提供參考。
1工程概況
大型公共建筑占地面積12681m2,建筑面積22251m2,建筑地上四層、地下一層,建筑高度33.70米。北側(cè)為規(guī)劃展示館、東側(cè)為停車場、南側(cè)為圖書館、西側(cè)為文化中心園區(qū)的下沉廣場。
2 工程施工特點(diǎn)
2.1 勁性鋼柱
整個(gè)工程共設(shè)置有25根勁性鋼柱,勁性鋼柱采用型鋼和組合十字型鋼柱。
2.2 勁性鋼梁
軸線于二層、三層、四層、屋頂層設(shè)置勁性鋼梁,軸線于四層、屋頂層設(shè)置勁性鋼梁。勁性鋼梁全部采用H型鋼。
2.3西面懸挑鋼結(jié)構(gòu)
西面懸挑鋼結(jié)構(gòu)主受力件為HJ-1、HJ-2、HJ-1A、HJ-2A、HJ-3共5榀桁架。除了HJ外,其余均為H型鋼實(shí)腹式構(gòu)件。HJ采用焊接H型鋼組合而成,以HJ-1為代表介紹HJ組成。
2.4東面懸挑鋼結(jié)構(gòu)
東面懸挑鋼結(jié)構(gòu)主受力構(gòu)件為HJ-4、HJ-5、HJ-6、HJ-7共4榀桁架。與西面懸挑榀桁架一樣,除了HJ外,其余均為H型鋼實(shí)腹式構(gòu)件。HJ采用焊接H型鋼組合而成,以HJ-4為代表介紹HJ組成。
3 鋼結(jié)構(gòu)加工
因本工程?hào)|西兩側(cè)懸挑長度相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)較大,設(shè)計(jì)綜合考慮對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量相應(yīng)提出了較高的要求。工廠加工H型鋼和十字鋼柱的縱縫、節(jié)點(diǎn)區(qū)域加強(qiáng)勁板采用一級(jí)焊縫,需要100%的進(jìn)行無損檢測。H型與十字型鋼柱翼緣板厚度34、32mm等,腹板厚度為25、28mm等,在H型鋼與十字型鋼柱加工過程中需要合理控制變形,同時(shí)確保焊縫質(zhì)量。
3.1 十字型鋼柱加工
(1)十字型鋼柱斷面形狀如圖1。
(2)十字型鋼柱主要加工工藝介紹:
①首先把十字型鋼柱拆分成一支H型鋼和兩支T型鋼,分別按照H型鋼加工工藝成形。由于腹板和翼緣板較厚,按照常規(guī)H型鋼加工工藝進(jìn)行加工,翼緣板焊接成型后變形較大,采用機(jī)冷校正難以達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),為了減少焊接變形后的校正工程量,需要合理確定焊接工藝參數(shù),減少焊接變形。如采用常規(guī)的反變形原理,成型前的反變形工程量較大,難以滿足施工進(jìn)度要求。通過多次試驗(yàn),最終采取合理開設(shè)焊接剖口,減少翼緣板的熱影響區(qū),進(jìn)而減少翼緣板焊接變形的工藝,在保證焊接質(zhì)量的前提下,減少了焊接變形。采用此工藝,在焊接完成后,通過輕微的冷校正或熱校正即可達(dá)到質(zhì)量控制要求。
②十字型鋼柱組裝焊接
在H型鋼和T型鋼加工完成且經(jīng)過檢查符合質(zhì)量驗(yàn)收要求后,即可在胎具上進(jìn)行十字型鋼柱的組裝。由于目前對(duì)于十字型鋼柱焊接成型后的變形校正還不能與H型鋼相提并論,不具有很高的機(jī)械化生產(chǎn)能力。為了滿足加工進(jìn)度,在大批量焊接十字型鋼柱前,需要確定合理的焊接工藝,避免十字型鋼柱成型后變形大,造成難以校正的困難。通過多次論證和試驗(yàn)比較,采取對(duì)稱分段多道小電流焊接的工藝,能較好的控制了焊接變形,基本能達(dá)到焊接后不需要調(diào)校即可符合質(zhì)量要求。
3.2 十字型鋼柱節(jié)點(diǎn)加工
十字型鋼柱做為勁性鋼柱,與相鄰梁連接處,設(shè)置了較多的加勁板,設(shè)計(jì)文件規(guī)定所有加勁板與鋼柱均采取熔透焊接,焊縫質(zhì)量要求達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
鋼柱節(jié)點(diǎn)主要包含了牛腿、鋼柱內(nèi)部加勁板。由于鋼柱里面的加勁板有的間距很小,必須考慮組裝和焊接順序,避免有的節(jié)點(diǎn)板無法焊接。
節(jié)點(diǎn)區(qū)域勁板比較多,為了控制焊接變形,在保證焊接具有操作性的前提下,盡可能組裝完成所有構(gòu)件,牛腿與加勁板和鋼柱組裝完成應(yīng)先采用點(diǎn)焊進(jìn)行固定,確保節(jié)點(diǎn)區(qū)域形成較大的剛性。勁板加工時(shí),應(yīng)考慮音剖口的開設(shè)方向,特別是相距較近的勁板,確保組裝后具備焊接空間位置。
3.3 懸挑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)加工
懸挑鋼結(jié)構(gòu)全部采用焊接H型鋼,焊接H型鋼采取常規(guī)加工工藝能保證加工質(zhì)量。設(shè)計(jì)上從傳力上考慮,所有斜腹桿與水平弦桿和垂直支撐(豎腹桿)采用圓弧翼緣板過渡連接。圓弧過渡翼緣板彎曲半徑種類多,如采用同一固定模式胎具,則需要加工多種胎具。為了減少壓制模具的制作工程量,專門設(shè)置了一套可調(diào)圓心的壓制模具進(jìn)行圓弧翼緣板的壓制。
4 鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和現(xiàn)場己經(jīng)設(shè)置的塔吊布置位置,采取多種吊裝工藝進(jìn)行施工。其中勁性鋼柱、鋼梁采用塔吊和汽車吊進(jìn)行施工,懸挑鋼結(jié)構(gòu)因工期緊,在混凝土結(jié)構(gòu)未全部完成的條件下就得進(jìn)入施工。采用設(shè)立臨時(shí)支撐架的施工工藝?yán)寐膸У鹾推嚨踹M(jìn)行安裝,在混凝土施工結(jié)束且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的后,考慮整體平衡東西兩側(cè)臨時(shí)支撐在安裝完成后同時(shí)同步進(jìn)行卸載。
4.1 勁性鋼結(jié)構(gòu)安裝
勁性鋼結(jié)構(gòu)安裝需要與混凝土結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行,工期較長,且只能在該項(xiàng)目東西兩側(cè)才有起重吊裝機(jī)械站位場地,導(dǎo)致起重機(jī)械就位回轉(zhuǎn)半徑較大,需要選用大型起重設(shè)備。經(jīng)過實(shí)地考察經(jīng)過綜合權(quán)衡選用130噸汽車吊進(jìn)行吊裝,部分構(gòu)件利用現(xiàn)場己經(jīng)設(shè)立的塔吊進(jìn)行吊裝。
勁性鋼柱分段。根據(jù)130噸汽車吊的站位,按照130噸汽車吊和現(xiàn)場塔吊的安全起重性能要求,對(duì)鋼柱進(jìn)行合理分段,與基礎(chǔ)連接的鋼柱分段點(diǎn)位于基礎(chǔ)上表面1米處,其余鋼柱分段點(diǎn)位于各樓層頂面上1米處,分段長度不小于一個(gè)樓層。這樣即保證了現(xiàn)場焊縫的數(shù)量盡可能少,同時(shí)又能保證吊裝機(jī)械能充分發(fā)揮其作用。保證技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)效益最佳。
4.2 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝
懸挑鋼結(jié)構(gòu)安裝是本工程鋼結(jié)構(gòu)重點(diǎn)和難點(diǎn),特別是西面懸挑鋼結(jié)構(gòu),起吊高度高,單件起吊重量重,同時(shí)要充分考慮混凝土澆筑、石材干掛、裝修荷載等施工階段對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響。
確保鋼結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后,能滿足后續(xù)工序的順利進(jìn)行。
(1)懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝:
由于析架高度超出了公路運(yùn)輸?shù)恼O限,所有析架只能進(jìn)行工廠制作好各構(gòu)件,經(jīng)過廠內(nèi)預(yù)拼裝合格后發(fā)運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行組裝,組裝結(jié)束后設(shè)立臨時(shí)支撐架,采用汽車吊和履帶吊進(jìn)行吊裝高空固定。最后進(jìn)行卸載完成安裝。
(2)現(xiàn)場施工順序
①西側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)施工順序:
第一步:設(shè)置西側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)安裝內(nèi)外臨時(shí)支撐。
第二步:安裝HJ1、HJ2、HJ1A、HJ2A。
第三步:依照從內(nèi)往外、從下往上的順序安裝樓層鋼梁。
②東側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)施工順序
第一步:設(shè)置東側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)安裝內(nèi)外臨時(shí)支撐。
第二步:安裝10.800米~17.700米標(biāo)高范圍內(nèi)的析架及其它構(gòu)架。
第三步:安裝17.700米以上構(gòu)件。
(3)臨時(shí)支撐拆除
在東側(cè)與西側(cè)懸挑析架全部安裝結(jié)束,混凝土施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,即可對(duì)東側(cè)與西側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)安裝臨時(shí)支撐進(jìn)行拆除??紤]東西向平衡,拆除支撐時(shí)要求東西兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。
東側(cè)與西側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)臨時(shí)支撐貼近鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu),內(nèi)側(cè)支撐拆除對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)受力基本無影響。
根據(jù)施工過程驗(yàn)算結(jié)論,外側(cè)支撐拆除后懸挑外端最大位移下?lián)?0m。根據(jù)位移值擬定對(duì)外側(cè)支撐分三次等比例進(jìn)行卸載,卸載速度應(yīng)該勻速緩慢,降低沖擊荷載。
卸載測量:為了便于比較分析,確定卸載是否合理,實(shí)行卸載動(dòng)態(tài)管理,在卸載過程中應(yīng)做好卸載測量。測量點(diǎn)布置在懸挑結(jié)構(gòu)各卸載點(diǎn),卸載前、每次卸載后應(yīng)對(duì)各觀測點(diǎn)的位移值進(jìn)行測量,并把實(shí)測數(shù)據(jù)和施工過程驗(yàn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。經(jīng)過實(shí)際測量數(shù)據(jù)與驗(yàn)算數(shù)據(jù)比較,基本一致,符合施工要求。
5 型鋼柱腳灌漿
型鋼柱腳二次灌漿施工技術(shù)要求:二次灌漿材料采用CGM高強(qiáng)無收縮灌漿料,強(qiáng)度不低于C45,灌漿方法采用壓力灌漿。二次灌漿施工工藝如下:
(1)灌漿施工前提:鋼柱安裝定位完成,地腳螺栓螺母已經(jīng)擰緊。
(2)灌漿部位支模:在型鋼柱腳周邊采用木板進(jìn)行支模(木板厚度2cm,高度15cm),木模與基礎(chǔ)之間應(yīng)采用密封材料進(jìn)行密封,防止灌漿料溢出。
(3)安裝灌漿裝置,如圖2;灌漿裝置應(yīng)與型鋼柱固定好,防止灌漿裝置松動(dòng)。
(4)攪拌灌漿料。
(5)灌漿:灌漿到漿液高出柱腳底板下表面5mm時(shí)停止灌漿。
(6)拆模:在灌漿24小時(shí)后才能拆模,拆模之后對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行清理,確保無異物留在基礎(chǔ)上而影響后續(xù)施工。
6 型鋼節(jié)點(diǎn)處配筋施工
在梁柱交接點(diǎn),按照設(shè)計(jì)施工圖均有縱筋穿過勁性鋼柱翼緣板和腹板,這給現(xiàn)場鋼筋施工帶來了較大的施工難度,同時(shí)制約了施工進(jìn)度。經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工的共同會(huì)審,在滿足結(jié)構(gòu)安全功能,同時(shí)滿足相關(guān)施工規(guī)范的前提下,對(duì)勁性鋼柱與混凝土梁連接處的縱筋設(shè)置進(jìn)行了二次深化設(shè)計(jì)。二次深化設(shè)計(jì)原則如下:
(1)有利于提高施工操作性和施工質(zhì)量保證。(2)優(yōu)先采取在翼緣板與腹板上開設(shè)穿筋孔。(3)鋼筋孔開設(shè)困難之處,優(yōu)先增設(shè)傳力勁板,鋼筋與傳力勁板進(jìn)行焊接連接。(4)受節(jié)點(diǎn)構(gòu)造影響,無法開設(shè)穿筋孔,又無法增設(shè)傳力勁之處,在翼緣板或腹板上焊接鋼筋套筒,通過鋼筋套筒錨固鋼筋。(5)為了保證施工質(zhì)量,開設(shè)鋼筋孔、增設(shè)傳力勁板、焊接鋼筋套筒均需在廠內(nèi)加工完成,禁止現(xiàn)場隨意開孔、加焊鋼板等。
7 結(jié)束語
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展和建筑科學(xué)技術(shù)的提高,鋼結(jié)構(gòu)工程的出現(xiàn)也越來越大,為了保障鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量和安全,就要采取先進(jìn)的施工技術(shù),從而降低施工成本,推進(jìn)施工進(jìn)度,保證施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):