混凝土结构范例6篇

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混凝土结构

混凝土结构范文1

【关键词】混凝土,结构,火灾

对于混凝土结构,虽然其耐火性能比木结构和钢结构好,但实际发生的火灾实例表明,混凝土结构在火灾作用下承载力降低、结构失效以致于倒塌的危险依然存在。主要原因是:在火灾引发的高温作用下,钢材和混凝土的强度、弹性模量以及两者之间的粘结力等均随温度升高而降低,甚至有时还会发生混凝土的爆裂。这些材性的严重劣化,必将导致构件的承载能力下降、变形增大。另外,结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高,但由于混凝土的热惰性,内部温度增长缓慢,截面上形成不均匀温度场,而且温度变化梯度也不均匀,导致不均匀的温度变形和截面应力重分布,这些变化都足以危及结构的安全性,甚至导致结构失效。

建筑防火主要是利用建筑的防火措施(如防火分区、消防设施的布置等)、建筑的防护设施(如防火门、防火墙)和结构防护设施(如防火涂料、防火板等)达到其减少火灾发生的概率,避免或减少人员伤亡以及减少火灾直接经济损失的目的。而进行结构抗火设计的意义为:

建筑物发生火灾时,确保其能在一定的时间内不破坏,不传播火灾,延缓火势的蔓延;避免结构在火灾中局部或整体倒塌导致救火和人员疏散的困难;减轻结构在火灾中的破坏,减少结构的修复费用,缩短修复周期,减少间接经济损失。

结构的火灾反应分析主要是指结构或构件在高温下的承载力分析和变形分析。由于火灾中作用于结构上的荷载基本保持不变,所以结构火灾中的反应分析便是在荷载固定及温度不断升高情况下进行的。为判定火灾反应是否满足结构抗火要求,还应进行结构的耐火极限分析。因此,对于混凝土结构,其火灾反应分析主要包括温度场计算、承载力和变形计算以及耐火极限分析。

建筑物起火时,火灾通过热辐射、对流及热传导首先传给结构构件表面,然后通过热传导在构件内部传递。混凝土结构在火灾高温作用下发生材质和力学性能上的变化,因此要对混凝土结构进行高温下的分析,必先确定构件内部的温度场。

火灾作用下,构件截面的温度场随时间而变化,而且混凝土的导热系数、比热和质量密度也不是常数。所以截面热传导问题是一个非线性瞬态问题,其控制方程是一个非线性抛物线型偏微分方程。对于实际同题,解析解几乎不可能得到,一般只能采用数值解法。实践表明,有限元与差分相结合的方法求解热传导方程比较有效。

影响温度场的因素较多如微裂缝、大孔洞、尺寸效应、混凝土龄期、恒温时间长短以及火灾中混凝土的爆裂等都对温度场有影响,,但目前的研究还不够全面。

另外,分析结构的火灾反应,对降温过程的分析是必要的。因为降温过程同样使结构处于不均匀的温度场作用下。降温作用对超静定结构损害很大,可能使火灾下未被破坏的结构破坏。当前对结构火灾反应研究多停留在升温阶段,由于降温模拟对实验条件要求较高,对结构降温过程的火灾反应研究较少。

对一般构件而言,承载力变化主要取决于钢筋和混凝土在火灾中的损伤程度,而对超静定结构,还取决于不同部位构件在火灾中刚度下降不同而导致的内力重分布。在试验研究的基础上,国内外对梁、柱、框架等进行了大量的火灾极限承载力试验而在理论分析上,主要是对构件截面承载力进行计算。目前一般做法是根据温度场计算结果将截面划分成区,计算内力和变形的关系,在截面承载力计算时一般仍假定平截面假定成立,且忽略拉区混凝土的作用及剪切效应等,但需事先明确和建立钢筋与混凝土的高温本构关系、热变形及瞬时徐变模型。

建筑构件的耐火极限是指构件在标准耐火试验中,从受火的作用时间起,到失去稳定性或完整性或绝热性为止的这段时间,一般以小时计。判定建筑达到耐火极限的条件有三个:失去稳定性,失去完整性,失去绝热性。对于结构承重构件主要是失去稳定性,失去稳定性是指构件在试验中失去承载能力或抗变形能力,对于结构承重分隔构件,如承重墙、楼板、屋面板等,此类构件具有承重、分隔双重功能,所以当构件在试验中失去稳定性、完整性、绝热性任何一个条件时,构件即达到其耐火极限;对于分隔构件,如隔墙、吊顶、门窗等,此类构件的耐火极限由完整性或绝热性两个条件共同控制。

把火灾的高温作用等效为火灾荷载,用涉火空间内可燃物燃烧所产生的总热量值度量。为了准确反映建筑内热量的分布状况,必须正确确定火灾荷载的分布。该研究是抗火设计的基础,国外许多国家都进行过研究,并公布了用于设计的火灾荷载的取值方法。我国非常需要符合我国实际的火灾荷载取值方法。

由于混凝土和钢材本身化学成分的差异,在温度影响下材料的力学性能有一定的离散性,缺乏统一的试验标准。高温下和高温后材料的力学性能存在随机性,但目前的研究方法却几乎都是确定性的,特别是高强混凝土方面的定量研究结果较少。所以还应加强试验研究,以期得到更多的数据积累,从而为后续研究及理论分析提供更好的基础。

如何改善高性能混凝土的耐火性能也是一个重要课题,加拿大国家研究院等进行了一系列实验研究,证明添加纤维对防止爆裂有比较明显的作用。

混凝土结构范文2

关键词:混凝土 裂缝 裂缝控制

近年来,全国的房地产业大力快速的发展,高层建筑在住宅中的相对比也快速的增加,因而人们对高层建筑质量以及安全性也高度关注。随着高层建筑建筑物的不断增加,大空间的发展要求,层数的增加而混凝土强度设计也不断加强,,当前某些高层建筑已达到强度标号为C80高强混凝土,导致预制构件结构中混凝土结构产生裂缝已成为司空见惯的现象,相当一部分的裂缝对结构的应力和正常使用没有什么危害,但是,裂缝的存在会直接影响到建筑物的整体性,耐久性,存在一定应力集中的问题,应尽可能的给予关注,避免出现裂纹或将裂缝控制在允许的范围内。

1、混凝土裂缝的危害

在高层建筑,混凝土裂缝产生的原因有很多,高强度混凝土中使用都是的关键部位,因此,裂缝的危害比低强度混凝土更严重。如地下室,地下变电站,地下人防工程,地下室墙体混凝土的不同层次,不同数量的裂缝和裂缝,垂直裂缝,会产生大量的渗漏水,地下工程使用性能下降或不能使用;大体积混凝土开裂以后,其性能差别很大,直接影响耐久性,在渗漏过程将加速,使混凝土的破坏,严重影响结构的长期安全性和耐久运行。

2、高层建筑施工中几种易产生的裂缝分析

2.1 大体积基础混凝土板的裂缝分析

越来越多的高层建筑,超过2m底板厚度有经常看见。大体积基础砼板在施工的过程中很容易产生裂缝。为了控制大体积混凝土中有害裂缝的出现和发展,要从尽可能降低混凝土的水化热、控制混凝土的内外温差,改善约束条件和设计构造,减小混凝土收缩,提高混凝土的极限拉伸强度等方面采取措施。大体积混凝土裂缝产生的原因可分为2类;一类是结构型裂缝,是由外荷载引起的。浇注后许多混凝土水化热,由于气温上升,内部和表面传热不同温度条件下,高,低表面温度,使内部混凝土会产生压应力,而在外表面的拉应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,二类是材料裂缝;另一种是通过裂缝的大体积混凝土浇筑,混凝土的早期,在加热阶段和塑性状态,混凝土的弹性模量小变形,应力很小,随着逐渐冷却的混凝土和混凝土变形造成的多余的水分蒸发造成的混凝土收缩变形,由于受基础强强约束,不能自由收缩,也引起的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部裂缝,甚至最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述2种裂缝的问题,必须进行合理的温度控制。

2.2 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析

地下室墙板的裂缝产生,与基础大体积混凝土产生裂缝的原因,有着相同之处,即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点: 一是墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小,产生表面裂缝的机率小。四是养护困难,散热快、降温速率大,混凝土的松驰徐变优势难以利用,在气温骤变季节尤其注意。

2.3 高强混凝土裂缝分析

如今高层建筑中已已经普遍使用C40~C60中高强混凝土,随着科学技术的迅速发展,C80~C120的高强混凝土在施工中已有应用。高强混凝土由于采用的配合比设计多为低水灰比、水泥高标号、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。

2.4 施工不当造成的楼板裂缝

钢筋和混凝土施工造成楼板裂缝的原因有很多,其中包括钢筋、混凝土、模版等各方面。钢筋位置的保证及保护,钢筋位置的不准确也是混凝土楼板裂缝的主要因素。一般高层混凝土都是由泵机运输,由于装载不当等原因造成的裂缝。例如使用2次接力泵送混凝土的时候,泵机在没有经过加固的楼板上运行,地板的振动冲击载荷,在一定程度上给处于弱势的地位造成裂缝,荷载也是造成楼板裂缝的原因之一。模板方面的原因包括没有按规范要求进行搭设及模板支撑体系的刚度偏小,过早拆除也是造成裂缝的主要原因。

3、混凝土裂缝预防措施

3.1 设计方面

首先在设计上尽量采用小直径小间距板筋配筋方式;尽量采用双层双向的配筋方式,并对楼板阳角等容易产生裂缝的部位采取加强措施;对楼板中管线直径较大的或较集中的部位采取有针对性的处理,例如;架设钢筋网片,特别是对管线集中的部位尽量避免立体交叉,如果确实无法避免应采用适当加大楼板厚度或按预留空洞的方式进行处理。

3.2 施工方案的制定

建设施工方案应主要确定某些灌注量,施工缝间距,位置和结构,浇注时间,运输和振动等。一次浇筑长度施工由垂直施工缝分割,最好安排在变截面或能承受拉伸,剪切,弯曲应力小的部分。层次定位应该是在变截面,或远距离受拉伸钢筋混凝土受压区中的位置,确定浇注时间应尽量避免日夜温差大时施工。

3.3 施工方面

(1)对钢筋片网的保护,特别是上层钢筋,按要求布置绑扎马镫铁,其纵横的间距不超过600。(2)混凝土配合比优化设计。强度设计指标要求的情况下,添加粉煤灰25%-40%减少水泥用量,降低混凝土水化热温升,提高混凝土的后期强度和抗裂性。(3)钢筋和模板的安装位置应准确,安全,避免施工变形。钢和铁的氧化物去除污垢,以免影响粘结应力。(4)加强混凝土浇注过程中的振动控制,确保混凝土内部组织密度,提高可扩展性的混凝土;钢筋混凝土温度控制。高强度混凝土在高层建筑比其他低强度混凝土更难控制。高强度混凝土温度控制有其特殊性,低强度混凝土相比,龄期3~7的左右温度增加远远大于其强度的增加。因此有必要采取较平均,强度低的混凝土温度控制措施。在混凝土施工降低浇注温度,最高温升降低,初始温差,减少表面张力目的。

4、结语

通过对混凝土裂缝产生的原因及防治措施进行观察、分析、总结,相信随着高层建筑中混凝土在民用工程中的普遍应用,对其裂缝的防治措施会不断的提高。

参考文献

混凝土结构范文3

关键词:混凝土裂缝;防治

Abstract: the concrete crack is a widespread and difficult to solve engineering problems, through to the concrete engineering of some of the common crack problem analysis, and in the light of specific conditions puts forward some prevention and treatment measures.

Keywords: concrete crack; Prevention and control

中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:

1 前言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断地扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。

混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。

2 混凝土工程中常见裂缝及预防

2.1干缩裂缝及预防

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05mm~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。

主要预防措施:一是选用收缩量较小的水凝,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间,冬季施工时要适当延长混凝土混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护;五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30,较长的裂缝可达2m~3m,宽1mm~5mm,其产生的主要原因为:混凝土在凝结前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或交大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,因此产生龟裂。

主要预防措施:一般选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量;三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透;四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行保护;五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。

2.3沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是犹豫结构地基地基土质不匀、松软,或回填土不实或者浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉降裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量程正比关系。

主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序;五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

2.4温度裂缝及预防

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温度差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚集在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

主要预防措施:①尽量选用低热或者中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。②减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m³以下。③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。④改善骨料机配,掺加粉煤灰或者高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。⑤改善混凝土的搅拌加工工艺,降低混凝土的教主温度。⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。⑦高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。⑧大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土的结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。⑨在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土内外温差。⑩是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。⑾预留温度收缩缝。⑿是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或者使用沥青等材料涂刷。⒀是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。⒁是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。

2.5化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应引起的裂缝。

混凝土拌合后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现混凝土结构使用期间,一旦出项很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度;二是混凝土级配要良好;三是混凝土浇注要振捣密实;四是钢筋表层涂刷防腐涂料。

3 结语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化会降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

【参考文献】

混凝土结构范文4

关键词:钢结构与混凝土混合结构;过渡层处理;

阿克苏诺贝尔乙烯胺(宁波)项目典型的工业结构项目,其中主装置钢平台是我2009年完成的单体结构。工程地处浙江省宁波沿海地带,为七度抗震设防,属于抗震不利地段,抗震设防类别为乙类,地震加速度0.1g,设计地震分组:第一组;建筑场地类别属于四类,基本风压力0.5kn/m^2,基本雪压:0.3kn/m^2.

主装置钢平台结构具体形式为下部两层混凝土结构一层层高9米,二层层5米 二层以上为八层为钢框架支撑结构,层高均为5米,结构总高度为54米,柱距6米总跨度72米,宽度21米,四部钢梯,一部电梯采用钢格网封闭。全敞开式结构。按工艺管道专业要求下部两层混凝土结构主要是重型设备的基础支撑,同时要满足防火防爆要求,上部钢结构主要用作管道及换热器,卧式储罐等设备支撑。结构立面如下图所示:

因为这种混合结构形式规范提及较少,按新《建筑抗震设计规范〉〉GB50011-2010中第8章 多层和高层钢结构房屋 相应的条文说明:本章不适用于上层为钢结构下层为混凝土结构的混合型结构,因此这种结构一般地面以上做全钢结构,基础采用外包式柱脚或者埋入式柱脚,为满足防火要求,再在底层相应做细石混凝土保护层作为防火层. 但根据业主要求.重型设备在一层,二层楼面;在混凝土楼面相应做设备基础,上部分的钢结构做管道及小设备的支撑及塔式设备的导向架。一层,二层楼面均为混凝土梁板结构,上部八层钢结构楼面均铺设钢格板.

为更好的满足设计条件,进行过多次方案的讨论。首先进行此结构的抗震设计,应采用两阶段设计法。第一阶段为多遇到地震作用下的弹性分析,验算结构构件的承载力,稳定及结构的层间位移,第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析,验算结构的层间位移和层间延性比。此时需要采用弹塑性时程分析法进行计算分析,将结构视为多质点体系,计算其前若干个周期与振型,将多个自由度体系分解为多个彼此独立的广义单自由度体系;再根据加速度反应谱曲线确定各单自由度体系的最大惯性力,用静力方法进行结构的力学计算,将各振型的位移与内力进行组合,从而可以得到结构在地震作用时的位移和内力。找出结构的薄弱环节,对于竖向等强的各楼层层间侧移大体是均匀变化,而竖向非等强结构或者薄弱层的层间位移将因塑性变形集中效应而增加,以致楼层破坏程度加重。设置过渡层能使两种结构很好的延性过渡。

如何在满足业主要求的条件下作好钢结构与混凝土结构过渡层的处理,我们最初讨论的方案是在二层混凝土楼面以上做一段外包式柱脚作为两种结构形式的过渡层,这种外包式柱脚作为过渡层处理简单,施工方便;但因为结构楼面上设备及管道布置多,整个结构受力复杂,在加上项目处在宁波镇海地区靠沿海,风荷载相对较大,结构高度高,尤其在风荷载作用下对过渡层是一个非常大的考验;结构在风荷载的作用下产生一个相对稳定的侧向力外,脉动变化还会使结构产生风振现象,按照工艺管道专业要求二层以上混凝土不能上去太高,以致影响管线及设备的布置要求。所以外包式柱脚过渡层不能很好的满足结构的要求。

根据《钢结构设计手册〉〉下册中28.3.5第四条针对钢结构与混凝土结构两种结构类型之间宜设置过渡层,高层建筑的上部钢结构与下部钢筋混凝土基础或地下室的钢结混凝土之间,宜设置型钢混凝土结构层作为上下两种结构类型之间的过渡层。参照这一理论,为使两种结构类型能很好延性过渡,协同工作,而不至于刚度突变,最终决定在整个二层作型钢混凝土埋入式过渡层,即钢柱直接插入混凝土柱中作为过渡层,且钢柱进入第一层1.8米。即过渡层从7.2米到14米,这样两种结构类型能实现很好的延性过渡转换,满足复杂结构要求,其缺点是结构设计中混凝土梁柱钢筋与钢柱碰撞多,节点处理复杂 ,施工难度较大。而且对于混合结构必须用剪力连接件使两种材料连接,连接件根据其变形能力不同分钢性连接件和柔性连接件,方钢及T型钢为刚性连接,圆柱头栓钉,槽钢及弯钢筋连接件属于柔性连接件,此处采用圆柱头栓钉连接件连接,要注意当圆柱头栓钉与混凝土梁中钢筋碰撞时可直接取消该处的栓钉。具体如下图所示:

值得注意的是过渡层中的节点设计,当钢柱插入混凝土柱时混凝土梁柱钢筋部分靠弯折避开钢柱,对无法避开而被打断的钢筋就不能完全满足钢筋锚固要求,因此节点处理由为关键。这时我们采取的措施是:对与钢柱翼缘碰撞的混凝土受力钢筋全部断开,然后再从钢柱上焊接伸出200mm左右的工字型钢牛腿,使钢筋位于牛腿上下翼缘且混凝土梁上下钢筋与牛腿上下翼缘分别焊接来增加钢筋与钢柱的焊缝连接长度,使得钢筋更好的满足受力要求,同时注意在钢牛腿上下翼缘及钢柱加劲板上预留排气孔.对混凝土梁中钢筋与钢柱腹板碰撞无法避开时采取钢柱腹板开小孔,使钢筋通过钢柱,每根钢筋对应在钢柱腹部发上开的孔比钢筋直径大5MM,再用补强板对钢柱腹板贴焊补强,(混凝土梁钢筋也可以直接与钢柱加劲板焊接而腹板不需要开孔)具体如下图所示:

对于边柱的处理与中柱的处理方法相一致,具体如下图所示

混凝土结构范文5

关键词:AP1000;涂层;设计;改进

Abstract: This paper summarizes the coating classification and characteristics, and analyzes the construction features of auxiliary building in AP1000 nuclear power station, and proposes the improvement measures of coating design.

Keywords: AP1000,coating, design, improvement

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1.引言

AP1000作为三代+核电技术的典型代表,以其先进的“非能动安全系统”的设计理念备受世界瞩目,2009年在我国相继开工的三门和海阳核电项目是AP1000核电技术的首次全面应用,也是世界核电发展史上的一个新的里程碑。可以说,从设计到施工整个过程中的每个细微环节都关乎AP1000的成败,其中的涂装工程也是如此,不容忽视。

2.涂料综述

涂料,在我国通称为油漆,是通过不同的施工工艺涂覆于物体表面,形成具有一定强度的连续的固态涂层,以起到保护和装饰作用。通常把用于建筑工程中混凝土结构的涂料称为建筑涂料。

建筑涂料按所使用稀释剂的不同可分为溶剂型涂料和水性涂料。一般溶剂型涂料通过基料和固化剂双组分间的交联、固化,形成的涂层结构致密、硬度高,具有极强的耐污性、耐候性和耐水冲刷性,常用于腐蚀性大气环境中。施工中有机溶剂挥发速度快,能够在较低温条件下施工;水性涂料多以水为溶剂,以单组份材料居多,用水作稀释剂,施工方便、安全环保。但涂层硬度较低,致密性不高,易粘附灰尘,不易清洁,施工中对外界条件要求极为严格,一般10℃以上方可使用。

建筑涂料根据其使用部位及功能的不同又可分为外墙涂料和内墙涂料。外墙涂料成膜厚具有良好的耐水性、耐污性和耐候性,而专门的内墙涂料一般不具有耐水性能。

3.辅助厂房涂层设计概况

正在建设中的AP1000核电厂辅助厂房内墙根据部位不同设计了两种涂装体系,其中墙裙以上为DRF白色内墙专用涂料,墙裙为SPHSE环氧涂料。这两种涂料在性能上有较大差异,前者是一种水性快干型内墙涂料,仅适用于室内环境,施工最低温度为10℃,涂层附着力只有408psi;后者为溶剂型环氧涂料,可用于多种腐蚀环境,1.7℃时即可施工,具有优异的耐盐雾、耐辐射、防潮防污、耐老化性能,涂层附着力可达1037psi。

4.AP1000建造技术特点

与传统核电及常规火电设计技术相比,AP1000核电厂大量采用了先进的“模块化”的设计技术,多数模块采用工厂预制和现场整体吊装,其最大优点是能够缩短现场交叉作业影响时间,加快核电建设进程。这就要求在混凝土结构施工的同时,依次进行各“房间”的模块安装和楼板吊装就位。

鉴于模块与墙面间隙狭小,模块安装前还必须完成墙面油漆涂装。这时房间封顶尚未形成,油漆施工中不可避免地要受到来自雨、雪、温湿度等外界因素影响,从而造成油漆工期延长,甚至会制约模块安装等工作的正常开展。这也是“模块化”建造技术对油漆施工提出的更为严格的要求。

5.涂装过程分析

选用DRF涂料对于干燥的封闭房间内施工并无不妥,但按现有施工顺序,墙面涂层在模块安装和房间封顶前需要长时间暴露于外界环境中,基于现场情况复杂,工作面大,受建安交叉施工、复杂的混凝土结构等因素影响,施工中所采取的常规防护措施已不能有效阻止雨水与涂层的直接接触,并且即使房间封顶后也会出现因房间内湿度过大而造成涂层裂纹和起泡等情况发生。

核电项目多地处沿海地带,天气异常,油漆施工工序复杂,对环境条件要求极其严格,尽管确实是涂装在房间内墙上,但施工过程中所处环境与外墙无异。综合分析其弊端表现以下方面:

(1)不具备防水性能

产品说明中显示,DRF仅用于内墙,对防水性能没有要求,施工中也出现涂层遇水产生起泡现象;而同一墙面上墙裙部位使用的溶剂型涂料漆膜完整,没有因雨水浸湿而受到任何破坏。

(2)内墙涂料耐久性差

涂层耐久性包含保护和装饰两方面内容,涂层发生龟裂、起泡、剥落等现象后保护作用变差,出现变色、沾污、粉化等缺陷即表示没有达到预期的装饰效果。两方面相辅相成,保护效果不佳必然不能满足装饰要求。

对于DRF内墙涂料,因其成膜厚致密性不高,污染物容易透过表面的微孔渗透到涂层内部而出现变色,并且色斑不能被彻底清除,而SPHSE则没有因此而受到影响。

(3)对施工环境温度要求苛刻

环境因素是油漆施工的前提条件,水性涂料要求环境和基层温度在10℃以上,对于我国北方地区室外环境而言,将会有相当长的时间不能满足该温度条件要求,即使采取相应升温措施,但在开放的施工现场不会收到很好的效果,况且油漆施工后也需要在相应温度条件下进行长时间养护;相反,如果采用墙裙部位选定的溶剂型涂料,1.7℃的温度条件将很容易达到。

(4)对施工进度的影响

因水性内墙涂料施工条件要求苛刻,必然会造成相对工期延长,并且在缺陷发生后也需要更长的时间去修复,从而制约了模块吊装进度,这也违背了采用“模块化”技术达到缩短建设周期的初衷。

6.结语

涂料选择应从现场地理位置、气候条件、施工逻辑等全方位多角度考虑,如雨季施工要选择固化快、涂层结构致密、耐水性好的涂料,冬季要选择低温条件下能够施工的涂料,长时间暴露于外界条件中应选用耐候性好的涂料。基于以上因素,选用DRF存在诸多不足。

随着生产力的提高,施工技术的进步,现在油漆施工多采用喷涂方式,无论是涂装质量、涂层外观效果、施工效率喷涂施工都具有明显优势。辅助厂房房间普遍较小,同一墙面上按墙裙划分选取多种涂料无疑会制约喷涂施工优势的发挥,并且还会造成工序增加,施工难度加大,涂装工期延长。

应该说,整个墙面都选用同一种溶剂型涂料更有助于提高涂装质量和装饰效果,减少涂层缺陷发生, 确保施工进度,提升施工综合效益。

参考文献

[1] 林诚格《非能动安全先进核电厂 AP1000》 原子能出版社 2008年8月

[2] 孙科炎《建筑装饰装修工程:施工与质量验收实用手册》 中国建材工业出版社2004年2月

混凝土结构范文6

关键词:混凝土结构;加固改造技术;研究

1 引言

作为现代建筑技术的重要组成部分,既有建筑物的鉴定、维修和加固改造技术越来越受到国内外的高度重视。世界上经济发达国家的建设基本上都经历了从大规模新建,到新建与维修改造并举,再到重点转向已有建筑的维修加固改造等三个发展阶段。在我国,在经过几十年大规模的基本建设后,既有建筑物的维修、改造和加固技术也已成为工程建设领域特别关注的一个重要课题,需要将其视为一个体系加以研究和探讨。

2 混凝土结构加固概述

2.1 混凝土结构加固的基本概念

混凝土结构通常在使用30~50年以后会产生明显的劣化与损伤,为确保建筑物的安全性能和使用寿命,就必须加强混凝土结构的日常维护和加固工作。又因为在建筑物使用时,难免会因为多种因素影响建筑结构的承载力,为提升和恢复结构的承载力,同样需要对其进行加固处理。而在所有的结构加固当中,尤以混凝土结构加固最为常见。

2.2 混凝土结构加固的背景意义

我国自改革开放以来,特别是受新型城镇化政策的全面推动,建筑业快速发展,进入了大规模基础建设时期。同时,也由于以下几个方面的原因,对已有建筑物的鉴定、维修和加固改造,变得日益突出和重要。

(1)由于设计不合理或错误,施工质量低劣达不到设计要求,需对原结构进行鉴定和加固。这种情况在新建建筑和已投入使用的建筑中都可能遇到。(2)由于地震、火灾、爆炸等自然灾害或偶然事件的影响,结构产生开裂和破坏,需要对原结构进行鉴定或加固。(3)既有建筑物的耐久性不良,或因管理和使用不当、缺乏维护、结构有破坏及损伤,安全度不足或达不到目前使用要求时,需要进行鉴定和加固。(4)当对建筑物实施改扩建或增层改造,或内外装修过程中原结构的受力体系受到影响和改变时,需要对原结构进行鉴定和加固。(5)其他原因,如为变更建筑物局部设计、完善使用功能,消除开挖深大基坑对周围既有建筑物的不利影响,保护重要的历史性或有纪念意义建筑等,都需对既有建筑物进行鉴定和加固。

3 混凝土结构加固的原则和要求

3.1 混凝土加固结构的受力性能

(1)加固前原结构已经载荷受力,但新加部分在加固后无法立即承担荷载,而是在新增荷载作用下才开始受力。因此在其后的第二次载荷受力过程中,后加部分的应力、应变较于原结构始终滞后,承载潜力得不到充分发挥。(2)加固结构新旧两部分结合面的构造处理及施工做法是其能否实现整体工作、共同受力的关键。由于结合面上混凝土的粘结强度一般总是远低于混凝土自身强度,因此,加固结构的总体承载能力一般略低于一次整浇结构。

3.2 混凝土结构加固的原则和要求

(1)加固的内容及范围应根据可靠性鉴定结论和委托方提出的要求确定。(2)加固结构方案应严格遵照有关规范、标准要求,注重设计与施工方法紧密结合,并采取有效措施,保证新浇混凝土与原结构连接可靠、协同工作。(3)加固应考虑其综合经济效果,尽量防止和减小对原结构的损伤,保留具有利用价值的结构构件,避免不必要的拆除或更换。(4)加固结构一般选用比例极限低、变形小的低强钢材;如采用预应力法加固,可采用高强钢材。加固用水泥和混凝土,要求收缩小、早强、粘结性好,并有微膨胀。加固用化学灌浆材料及粘结剂,要求粘结强度高、可灌性好、收缩小、耐老化、无毒无污染。

4 混凝土结构常用加固方法及其选择

4.1 混凝土结构常用加固方法

4.1.1 增大截面加固法。增大截面加固法在混凝土结构加固中最为常用,具体做法为:在建筑物构件外部外包混凝土结构,增大构件截面面积与配筋量,从而达到提高构件承载力的目的。该方法具有施工工艺简单和适用范围广的特点,被广泛用于混凝土结构中的梁、板、柱、墙等的加固。其缺点是现场湿作业量大,养护时间较长;此外,对结构外观和房屋净空也有一定的影响。

4.1.2 外包钢加固法。外包钢加固法是在原有混凝土构件的四周包裹型钢(一般为角钢),并通过粘结和键合作用,让后加型钢同原有构件一起工作的结构加固方法,分为干式和湿式两种方式。该方法具有受力可靠、作业量小、施工方便等特点,适用于截面尺寸不允许加大的结构构件,或需要较大幅度提高承载力的结构。

4.1.3 增加支点加固法。增加支点加固法是通过增设支撑点来减小构件计算跨度,达到改善内力分布,从而提高结构构件承载力,减小和限制梁、板挠曲变形的加固方法。该方法具有简单可靠的优点,但对使用空间有一定影响,多用于梁、板、桁架、网架等水平结构构件的加固。

4.1.4 预应力加固法。预应力加固法是通过外加预应力拉杆或撑杆对结构施加预应力,影响和改变原有结构的内力分布,降低其应力水平,最终达到提升承载力的目的。该方法适用于大跨度结构加固,以及采用一般方法加固效果不理想的较高应力状态下的大型结构加固;对于混凝土收缩徐变大或者高温环境下的混凝土结构加固应当慎用。

4.1.5 粘钢加固法。粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,进而提升结构承载性能的加固方法。其优点是简单快速,不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小。适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件加固,且处于正常的温度和湿度环境,以及无化学腐蚀的使用条件;否则应采取可靠防护措施。

4.1.6 化学植筋技术。植筋技术是指按设计要求和特定工序对原有结构实施改造,使结构达到预期的强度、刚度和稳定性要求的一种加固技术。植筋技术既适用于既有建筑的改造加固,又可有效解决新建混凝土结构中钢筋漏置或位移等问题。具有施工简便、迅速、安全,并符合环保要求的特点。

4.1.7 裂缝修补。裂缝修补的目的在于恢复结构因开裂而降低的功能和耐久性。但对于因承载力不足所引起的裂缝,单纯修补是不够的,尚需进行结构的补强加固。裂缝修补材料主要为树脂材料和水泥;修补方法主要有表面处理法,灌浆法及填充法等。

4.2 混凝土结构加固方法的选择

实践中混凝土结构的加固方法很多,特点和适用范围各异,对于不同建筑物的维修和加固改造,会有不同的改造思路和实施方案。针对具体的加固改造项目,应按照效果可靠、施工简便、经济合理的原则,根据加固的类型,结合建筑物结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素,综合分析比较,选择最佳方案。

5 结束语

随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展,混凝土结构加固改造技术已成为现代建筑技术中最具前景、最具活力的新兴技术分支之一。今后一定时期内,通过加强对建筑物鉴定、维修及改造加固领域的基础理论和实用新技术的研究,推动该领域学术水平和应用水平不断提升,混凝土结构加固技术将得到更好更快发展。

参考文献

[1]孙宪波,蓝巍.混凝土结构工程加固施工技术[J].建设科技,2009.

[2]林文修,陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京:中国建筑工业出版社.