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建筑技术前沿范文1
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：
1 建筑工程检测试验实施过程中的定位
建设工程质量检测（以下简称质量检测），是指工程质量检测机构（以下简称检测机构）接受委托，依据国家有关法律、法规和工程建设强制性标准，对涉及结构安全项目的抽样检测和对进入施工现场的建筑材料、构配件的见证取样检测。明确了检测机构的法律地位，进一步要求检测机构在实施检测业务时，要充分认识在委托和被委托之间，在经济关系和公正性之间，要提高工作质量标准，严格要求检测人员业务素质，提高检测业务的技术管理，做到树立信誉品牌，诚信服务。近几年来，随着建筑行业的蓬勃发展，我省检测行业业务水平有了较大的提高，但是技术水平和服务能力有待进一步规范（特别是建筑施工企业实验室）检测行为。主要表现在一下几个方面：①随着检测费用收入增长快速，检测单位异军突起，在保证不了检测业务的公正性，不能给予工程客观评价的条件下超越标准的类别、业务范围承接业务；②有关检测单位在内部技术管理方面未建立检测业务基本管理制度情况下，造成责任无法落实到位，检测人员工作无轨迹，无可追溯性；③检测单位为节约成本减少投资，造成检测设备陈旧，检测手段落后，检测仪器不能按期年检，检测人员不能及时接受业务培训造成检测人员总体素质不高，人才匮乏，专业结构配置不合理等一系列问题，使检测工作的科学性，公正性受到严峻挑战；④有的检测单位法律意识淡薄，在实施检测业务时，有关检测技术标准的检测内容和方法的规范性程度落实不够，特别是在检测报告形成的程序、数据及结论的规范性有待进一步提高；所以，有关检测单位在考虑自身事业的发展，在接受社会舆论监督的同时更要不断提高检测质量意识，提高企业管理理念，同时更要借鉴和利用一切企业管理的先进手段和方法来帮助检测业务的健康发展，树立品牌形象保证检测业务的公正性和权威性。
2 各方责任主体在检测业务实施过程中存在的问题
2.1 变更或者降低设计标准。
建设单位为了节约投资成本和对国家有关建设法律法规不熟悉，法律意识淡薄等情况，存在明示或暗示设计单位降低设计标准和涉及到结构安全和使用功能的变更未经原图纸审查机构重新审查的现象。
2.2 性能检测不规范。
设计单位对结构相关性能检测要求不明确或与设计规范不符；如：钢结构焊接质量无损检测，图纸中的结构说明：等强的溶透对接焊缝均按二级标准探伤，但《钢结构设计规范》（GB50017 — 2003）中第7.1.1条（钢结构焊缝的质量等级的划分）明确规定焊缝的质量等级根据结构的重要性、荷载形式、焊缝形式、工作环境及应力状态等确定。在需要进行疲劳计算中反对接焊缝均应焊透；一级焊缝是全熔透的用于动载受拉等强的对接焊缝（吊车梁下翼缘对接，牛腿处上端与柱对接），二级焊缝是全熔透的静载受拉受压的等强焊缝和动载受压等强焊缝（吊车梁上翼缘对接，牛腿下端，屋面梁上下端），三级焊缝则是不要求等强的常见角焊缝和组合焊缝。
2.3 没有根据工程特性编制相关的检测计划。
施工单位没有根据工程特性编制相关的检测计划，没有明确相应的取样、送检人员，多数为资料员承担该项任务。但是资料员未充分审查图纸和对工程进度缺乏了解，对原材进场的数量、规格、品种和使用部位没有进一步明确，对试件试块取样的方式和检测的内容未按照规范标准和设计要求及时取样送检，对有特殊要求的性能检测不了解，使之最终出具的试验检测报告不具代表性，最终导致施工单位在检测试验实施中出现问题较多。如：试件试块取样部位不明确（框剪结构而检测报告还填写为某层柱，分段施工的送检试块试件数量不符合规范要求），取样送检人不确定，部分人员非本项目部质量管理人员，导致后期出现问题调查时无可追溯性。《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205 — 2001）中，明确规定“对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比”。但实际操作中，往往对二级焊缝的探伤检测，误以焊缝条数计算百分比。《钢结构工程施工质量验收规范》规定只有对现场安装焊缝，才能以焊缝条数作为基数抽查20%。部分施工单位未作现场的3%见证检测等问题；
2.4 见证人不明确。
监理机构没有明确相应的见证人，且见证人不具备一定的试验知识且未报送建设单位审批，见证人员未履行相应义务。
2.5 存在试验报告涂改现象。
检测单位特别是企业实验室在提供的试验报告涂改比较多，在实施监督工作中核查资料发现：未经监理单位同意随意把见证人涂改，有的该见证取样的无见证人员，实验室未对来样的真实性进行确认，有的试件试块封样标示不规范未及时告知施工监理单位，送检的钢材无生产批号，无代表数量等问题；现场试块未真正做到见证取样，另外对检测发现不合格或检测数据异常的情况下未及时上报建筑工程质量监督站。
3 在工程质量监督过程中对检测试验技术管理中应该重视的几个问题
3.1 制定监督方案。
落实监督交底时，根据工程性质编制有针对性的监督方案，并对建设、勘察、设计、施工、监理单位宣传有关工程建设法律法规规范检测行为。
3.2 制止弄虚作假的行为。
在监督过程中发现有关检测单位和企业实验室抽撤、替换或修改试验报告的行为及时上报领导。在较大检测项目中进行现场监督检测，发现有未持证上岗的未按程序要求检测的检测原始数据与检测报告不符等弄虚作假的行为立即制止。
3.3 编制相应的施工检测试验计划。
在工程监督交底时明确施工单位应在工程施工前由施工项目技术负责人组织编制相应的施工检测试验计划，并报送监理单位进行审查和监督实施。按照检测试验计划落实工程质量检测试验有利于工程质量的控制与管理，有利于检测试验资料归档，确保工程质量控制资料更加完整、真实、有效，杜绝有漏检错检的情况发生。
4 建筑工程检测成果风险控制的意义
所有类型和规模的组织都面临风险，建筑工程检测企业同样如此。由于样品、检测过程中的人、机、料、法、环等因素的影响，检测结果可能与实际值不符，既可能给检测企业的经济和声誉带来损失。也可能给建筑工程的实体质量、安全和使用带来危害。如何识别叮能影响建筑丁程检测成果的各种风险因素，并制定相应的控制措施，降低风险，对建筑工程检测企业有着重要的现实意义。本文拟对影响建筑工程检测成果的因素进行识别和分析，并提出相应的防范措施，以期对建筑工程检测企业的风险控制起到一定的借鉴作用。
5 建筑工程风险控制措施的监测和评审
建筑工程检测中的风险控制的措施，会随着不同的企业环境、条件、成本等的影响而有变化。以上所列的风险控制措施是针对建筑工程检测企业总体而言的。对不同的企业，可能会有不同的方法和措施。要定期对风险控制的效果进行监测和评价，以评价风险控制措施的有效性。随着环境和条件的变化，风险控制的措施也要随之进行调整．这是一个不断循环、不断提高措施效果的过程。
建筑技术前沿范文2
【关键词】：建筑工程；工程施工；新技术；应用
Abstract: with the continuous development of China's market economy and science and technology, the construction industry has also had the change rapidly changes, so the current construction industry market competition is very fierce, in order to develop, adapt to the market, to achieve greater development, better, we must rely on advanced science and technology, to enhance its competitive strength through new process, the new technological innovation construction. According to the present condition of the new construction technology in our country, for large area concrete roof construction technology, construction technology of waterproof, large volume reinforced concrete construction technology, connection technology comparison of construction engineering technology commonly used are analyzed, and based on the discussion of some of the new construction technology, how to apply these new technology in practical engineering are discussed in detail.
Keyword]: construction engineering; construction; new technology; application
中图分类号： [TU761.6] 文献标识码：A文章编号：
一、引言
虽然近几年年来我国的建筑业产业规模与产业素质在不断发展、提高，但是从整体建筑市场上来看，我国建筑工程的施工技术水平还比较低。建筑工程作为传统的劳务密集型产业以及粗放型的经济增长模式，并没有发生根本性的改变，所以如何将先进技术应用在建筑工程领域，不断提高建筑工程施工中的科技含量，全面的促进我国建筑施工企业技术进步是非常重要的。因此促进建筑技术整体水平提高的重要途径是将科学的管理方法与大量技术先进、质量可靠的科技技术广泛地应用到建筑工程施工中的各个领域上。
二、大面积钢筋混凝土屋面施工技术
目前多层面大面积钢筋混凝土屋面工程采用的新技术是无缝施工技术，无缝施工技术是在旧的留置后浇带施工技术与伸缩缝施工的基础上结合、发展的新型屋面施工技术。该技术的施工要求，是在进行地面混凝土施工时，并不设置伸缩缝与后浇带，而是利用施工缝把屋面按照一定的尺寸进行划分，分为若干部分，在相邻的部分进行间隔浇筑，等先行浇筑混凝土在经过比较大的收缩变形之后，再把屋面连接浇筑成为一个整体。通过对建筑屋面施工缝的设置，将大面积钢筋混凝土屋面分正若干个小部分，设置每一块为一仓，施工浇筑期间使用分块跳仓浇筑的施工方法。这种浇筑施工方法主要是采用短距离释放应力的方法来应对混凝土比较大的收缩，施工后等混凝土经过比较大的温差与收缩变化后(大约7～l0天)，再将各个部分浇筑连接成一个整体，其采用的是“先放后抗，抗放兼施，以抗为主”的施工原则。
在建筑工程多层面大面积钢筋混凝土地面的施工中也可以采用无缝施工技术，施工要求：“室内地面的水泥混凝土垫层施工，应该设置纵向缩缝与横向缩缝，并且纵向缩缝的间距不能大于6 m，横向缩缝不能大于12 m”； “混凝土屋面的垫层底板长度应该在超过60 m时设置后浇带，并且其间距应该在30 m～40 m左右，带宽在l 000 mm左右”的规定。该施工工艺与设置后浇带的施工工艺相比可以在很大程度上缩短施工工期，并且在合理的施工组织与不需要特殊施工措施的情况下，可以实现普通混凝土的高性能化。
三、防水施工技术
对于建筑工程防水的施工，实际上就是在建筑结构中与水接触的部分进行防渗漏施工以及防止有害裂缝的出现的施工。在施工中我们必须依照正确的设计原则。施工中应遵守综合治理、多道设防、复合防水、全面设防、节点密封的原则，还要合理的选择施工工艺和防水材料。
对于屋面防水的施工，我们可以采用一种比较新型的施工技术：聚合物水泥基复合涂膜施工。这种施工技术必须对板缝、节点以及基层进行良好的处理。建筑塔楼屋面以及裙楼的屋面在施工时，涂膜施工应该分遍，分层进行涂布，当先涂的涂料干燥成膜之后，再涂布后一遍涂料，并且铺设方向应该互相垂直，最上面一层涂料的涂层厚度不能小于1mm。对于涂膜防水层的收头应该采用防水涂料进行多遍涂刷，并且不能出现流淌或者堆积的现象。
对于外墙防水施工，应该采用加气混凝土砖墙施工，在加气混凝土砌块墙体抹灰之前，应该先在两种不同材料之间的界面挂上钢丝网。在将钢丝网固定之后再对基面进行处理：采用20％的108胶水，再搀和15％的水泥配制成浆体对墙体进行涂刷施工。基面施工时要先进行处理后再进行抹灰层施工。在墙体砌筑施工时严禁使用干砖或者含水饱和的砖，并且水平灰缝厚度与竖向灰缝的宽度应该控制10±2 mm的范围之内，水平灰缝的砂浆饱满度应该大于80％。在后续的防水层施工过程中，应该采用低污染防水涂料，在找平层上以十字交叉的方式分别刷道，其厚度大约3mm，在使用施工完成后，还要及时的进行淋水养护。
四、大体积混凝土施工技术
大体积混凝土施工在建筑工程中具有非常大的作用，但是在大体积混凝土结构的施工过程中，因为混凝土中水泥的水化作用是比较复杂的放热反应。所以如果产生的热量应力超过混凝土结构所能承受的拉力极限值时，就会造成混凝土结构出现裂缝的现象。因此控制混凝土浇筑是要注意由于水泥水化热引起的温升问题，以及浇筑的混凝土结构的里外温差等。在施工中防止混凝土结构产生有害的温度裂缝是混凝土施工技术的关键问题，必须引起我们足够的重视。
我们应该根据具体情况与温度应力的计算，来确定是进行整浇或者分段浇筑。然后再按照已制定的施工方案计算出捣实机械以及劳动力的使用数量。在进行浇筑混凝土施工时应该合理的分段、分层进行浇筑，使混凝土均匀上升。
在大体积混凝上进行分段浇筑完成后，应该在混凝上初凝之后、终凝之前必须进行一次振捣或者进行表面的抹压施工，还要排除上表面的泌水，并用木拍进行反复抹压施工。
五、钢筋连接施工技术
对于钢筋的施工主要是连接问题，在钢筋的连接施工中使用先进的施工技术可以更好地保证工程的质量。就以钢筋直螺纹连接为例，在具体的施工中对于接头的连接施工，首先将装好连接套简的一端钢筋拧到被连接的钢筋上，使套筒外露的丝扣不超过一个完整扣，这样钢筋连接就完成了。对于加长丝头型接头，应该先把锁紧螺母以及标准的套筒依照顺序全部拧在加长丝头钢筋一头，然后再把待接钢筋的标准丝头与之靠紧，将套简拧回到标准丝头上，用机械拧紧，再把销紧螺母及标准套简进行拧紧锁定，连接完成之后还要对接头进行检验：当进行接头连接的检测时，应该由质检人员进行分批检验，目测接头两端外露螺纹长度是否相等，并且不能超过一个完整丝。抽检要每300个接头为一批，每批中抽验1个，并且要求钢筋连接质量要100％合格。
六、其他方面的建筑施工新技术
目前建没工程施工新技术还有高强高性能混凝土技术、高效钢筋以及预应力混凝土技术、粗直径钢筋连接技术、新型模板与脚手架应用技术、建筑节能和新型墙体应用技术、钢结构技术、大型构件和设备的整体安装技术等，在此就不一一列举了。
七、总结
只有将新的科学技术应用到建筑施工中，才能促进我国建筑行业的发展，使建筑施工技术水平也随之得到提高、变得成熟稳健。特别是在近几年来，施工工程中不断出现的新技术和新工艺，这些新技术、新材料的出现，不但解决了过去传统施工技术无法实现的建筑结构，对新的施工设备和施上工艺的推广与引导，使得建筑工程施工效率得到了很大的提高。不仅降低了工程造价成本，而且还减少了工程的作业时间。随着新的施工技术的发展增强了工程施工的安全可靠度，为我国工程施工项目的发展提供了一个更为广阔的天地。
参考文献:
[1]李晶．商品混凝土裂缝成因分析及预控措施[J]．安徽建筑，2009，02．
建筑技术前沿范文3
用，但仍然存在一些问题，需要规范其施工技术。本文将做详细探讨，供参考。
【关键词】建筑外墙；岩棉板；保温施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
随着人们对可持续发展战略的重视程度日益提高，建筑施工中的节能环保理念得到了深入贯彻。岩棉板外墙保温技术作为一种实用的技术以其特有的优点被广泛应用。
二、外墙保温岩棉板的生产工艺
外墙保温岩棉板 是国家目前主要使用的保温材料，其主要成分是以各类天然岩石作为主要原材料，再通过不同的生产工艺生产出来，不同的生产工艺生产出来的外墙保温岩棉板具有不同的特性。目前生产外墙岩棉板、酚醛板、硅酸铝板的主要有沉降法、摆锤法、三维法等生产工艺。沉降法是中国90年代生产外墙岩棉板就一直在使用的主要生产工艺。而摆锤法和三维法则是近些年才最新研究出来的新的生产工艺。
沉降法生产外墙保温岩棉板是将各类天然岩石通过高温熔化成液体后再经过离心机吹制成岩棉纤维，然后在沉降室的输送带上堆积成岩棉纤维堆，当岩棉纤维达到一定厚度以后，经过加压辊进入固化炉与适量粘结剂、防尘剂、憎水剂等外加剂混合生成外墙岩棉板，通过沉降法生产出来的外墙岩棉板由于可能会出现搅拌不均匀的现象，因岩棉纤维与外加剂之间的比例不固定，因此生产的出来的外墙岩棉板会出现一定的质量问题。
摆锤法生产外墙岩棉板是在沉降法的基础上，通过改进收棉方法，先由捕集带收集较薄的岩棉纤维层，经摆锤的逐层叠铺压实，达到一定的层数和厚度，再由加压辊进行压制，进入固化炉固化，再经冷却、切割、包装等工序制成成品。通过摆锤法生产出来的外墙岩棉板由于改善了可能出现的搅拌不均匀的现象，因而很好的增加了外墙保温岩棉板的生产量和成品度，而且通过摆锤法生产的外墙岩棉板由于棉层叠铺时产生的斜度，纤维呈部分竖向分布，因其抗压强度都很高。
三维法生产外墙岩棉板是在摆锤法的基础上，在叠铺形成的未固化岩棉纤维层，通过机械方法改变岩棉纤维层的分布方向，使岩棉纤维层均匀分布。通过三维法生产的外墙岩棉板岩棉纤维层紧密不易分层或者剥离，因此不论在强度还是在各项参数上都远远领先于其他生产工艺生产出来的产品。
三、施工要点
1、基层处理，弹控制线、挂基准线
为确保岩棉板安装的表面平整度、垂直度符合要求，需要弹控制线与挂准线。墙面应清理干净、清洗油渍、清扫浮灰等。检查找平层是否满足岩棉板的施工要求，基层验收合格后方可进行保温施工。根据实际建筑立面设计和外墙外保温技术要求，在前面弹出外门窗水平、垂直控制线及伸缩缝、装饰缝线等、同时在建筑外墙大角（阳角、阴角）及其他必要出挂垂直基准钢线，每个楼层适当位置挂水平线，以控制岩棉板的垂直度和平整度。要注意，所放垂线间距上下保持一致，垂线与墙面的距离为所粘保温层的厚度。
2、岩棉板专用胶粘剂的配制
在干净的塑料桶里倒入一定量的洁净水，采用手持式电动搅拌器边搅拌边加胶粘剂粉料，加液体量约为粉剂的20%，充分搅拌5~7min，直到搅拌均匀，稠度适中，均可使用。切记搅拌充分，粘度确保刚粘贴上的岩棉板不下垂，不可加水过多；注意聚合物改性粘贴剂只需加清洁水，不可加入其它添加料。调好的粘接剂宜在2h内用完，严禁使用过时灰。
3、岩棉板界面处理
选用的岩棉板规格和外观尺寸偏差在规定范围内。在使用粘结剂粘接保温板的施工前，在岩棉板上的外表面需要涂抹一层厚薄适中的界面处理剂（厚度约为1mm），界面剂用辊子在岩棉板大面积四个侧面涂刷均匀，使处理剂能嵌入岩棉板的纤维丝中，待岩棉板表面稍干后，可以准备岩棉板粘贴。
4、岩棉板布胶
在外墙的细部处理部位，如沉降缝两侧、门窗空洞边、女儿墙等部位岩棉板端口需预粘贴窄幅标准型网格布，在岩棉板翻包预埋部分宽度约100mm，余下甩出待抹面施工时翻包，粘贴岩棉板时，胶粘剂应涂在岩棉背面，胶粘剂在岩棉板粘贴面上的布胶可采用点框法布胶，布胶部位应与锚固件相对应。
5、岩棉板粘贴
先在散水坡以上不小于150mm部位用膨胀螺栓在基层墙体上安装托架，膨胀螺栓的间距应不大于600mm，或托架离散水坡高度应适应建筑结构沉降而不导致外墙外保温系统损坏的要求。岩棉板应自下而上沿水平方向横向铺贴，保证连续结合，板缝自然紧靠，相邻板面应平齐，且上下两排岩棉板应逐行错缝1/2板长，达不到时至少确保200mm宽度错缝。保温板的粘贴应先从阴、阳角和门窗口方向上施工，即先用大板做好特殊重点部位。一般从墙拐角处粘贴，应先排好尺寸，切割岩棉板，墙角处应交错互锁，并应保证墙角垂直度。在粘贴窗框四周的阳角和外墙阳角时，应先弹好基准线，作为控制阳角上下垂直的依据。门窗洞口四角部位的岩棉板应将整块岩棉板裁成L型进行铺贴，不得拼接。
6、第一道抹面并内置玻纤网格布
待抹灰面界面处理层晾干后即可进行抹面层施工。抹面层施工前应先将玻纤网格布按施工面大小裁好，一般将网布长度裁剪成楼层高度左右的网片考虑网格布搭接宽度。抹面层增强用网格布采用双层单位面积质量至少为160g/m2耐碱玻纤网格布。将制备好的抹面砂浆均匀的涂抹在岩棉板上，同时要确保砂浆与岩棉板粘接良好，或者采取齿形刀在上面来回拉涂，分配物料并保证粘贴良好，防止空鼓。紧接着将裁剪好的网格布绷紧贴于底层抹面砂浆上，趁湿用抹刀将网布压入砂浆内。门窗外侧洞口四周的网格布以及斜方向加贴的小块网布应在护面层大面施工前用抹面胶浆局部粘贴，在此处的阳角45°各加一层300mm×400mm的网格布进行加强，大面积网格布搭接在门窗洞口周边的网格布上。洞口周边预埋的窄幅网格布应翻包，翻包宽度应为200mm，并与墙面的网布搭接。门窗洞口外侧阴角处应用于窗台同宽长为 300mm（每边150mm）的标准型网布一层加强。对于其他保温端口的岩棉板端头也应用网格布和粘结砂浆将其翻包，翻包的网布压入砂浆中，翻包宽度不小于100mm。在保温板与外挂石材及玻璃幕墙的连接件处应挤紧，为了防止接缝处水的渗入，该处砂浆应饱满。
7、锚栓固定
待第一层抹面胶浆稍干硬至可以触碰时，即可安装锚栓。在锚栓施工前应根据岩温板布局及锚栓的数目设计要求进行弹线控制，并在设计要求的位置采用钻孔安装；使用电钻进行打孔，钻孔深度应大于锚固深度10mm，将锚栓的塑料圆盘装入孔中，后安装锚栓芯。安装时，塑料圆盘应紧压内层网布，锚栓的数量及布置应满足设计要求或质量验收规范要求。
8、第二道抹面砂浆批涂
第一道抹面砂浆批涂、第一层网格布粘接、锚栓安装完成后即可进行第二道抹面胶浆的施工，抹面与网格布的施工方法与前一道类似。将制备好的抹面砂浆均匀涂抹，抹面层厚度以盖住网格布为准，厚度约为1~2mm，再趁湿压入第二层玻纤网布。
9、面层抹面砂浆批涂
待第二层网布粘接完成后即可抹面面层砂浆，面层砂浆厚度以刚盖好网格布可见暗格为宜，厚度约为1~2mm，必须用大板批刮，再小板压平，达到平整度要求，抹面砂浆面层表面平整度、垂直度应控制在4mm之内。抹面层总厚度宜为3~7mm，避免形成空鼓。抹面砂浆施工完毕后，再经自然养至少3d后，经验收合格后即可进行后序饰面层工作。
四、结束语
随着科技水平的快速提升，岩棉板外墙保温技术在近些年得到了快速发展，但仍然与欧美等发达国家存在一定差距，还不是十分成熟，需要广大的从业人员在施工过程中不断对重点问题进行攻关，并严把每道工序，保证施工质量，使其发挥最大的作用。
参考文献
建筑技术前沿范文4
关键词：土木工程；建筑施工；技术创新
随着科学技术的快速发展，很多先进的技术及理念可以运用到土木工程施工中来，工程实践应该在先进技术与施工理论中寻求创新，利用有效的资源和技术条件进行充分的整合，文章对传统土木工程施工技术中的弊端进行分析、不断创新施工技术实现建筑业的可持续发展。
一、土木工程建筑施工技术创新的必要性
（一）创新是现代建筑业的主。创新是现代社会进步的主题，对建筑施工技术来说，想要取得广阔的发展空间，就必须与时俱进从自身具备的各个方面进行创新，只有具备了先进技术水平才能提高施工项目质量，才能满足现代社会的发展需要。
（二）有利用提高企业的市场竞争力。随着现代经济的不断发展，建筑行业也面临着巨大的挑战，传统的发展模式和管理方式都难以满足现代企业的发展要求，优胜劣汰的市场规律正冲击着传统施工方式，建筑行业也迎来了新的市场大洗牌，因此，企业要想在现代社会发展潮流中持续发展，就要创新土木工程建筑的施工技术，改革管理制度，加强施工技术的自动化与科技化，不断将现代科技运用到实际的工程建设中来，提高工程施工的经济效益，为企业赢得更加强大的市场竞争力。
二、常见的土木工程施工技术
（一）桩基础施工。桩基础施工是土木工程地基施工中的重要环节。施工人员在进行桩基础施工前，必须制定出科学可行施工方案，因为构建地基若不按预订的施工方案进行施工，极容易发生地基变形的情况，倘若处理不当还有可能造成建筑不稳定和下沉，给建筑质量及建筑的正常使用带来安全隐患。根据现代建筑的要求，桩基础施工的形态为正常施工极限状态与承载能力极限状态两种。建筑基桩又可分为摩擦型桩和端承型桩两种承载形式；在桩基础建设时需要对桩基础的承载能力进行检测，在制作各种桩体时，工程设计人员应结合桩基在不同情况下的承载能力选择各种施工材料。
（二）混凝土施工技术。在进行混凝土结构施工过程中，施工人员必须结合施工场所的实际情况，进行预制施工及现浇施工作业，灵活开展施工，在施工过程中，可以对施工场地尺寸进行预习标注的，施工人员则可以运用预制施工的方法进行施工。如果在施工过程中发现施工场地有较多不能预先判断的情况，则应该选择现场浇筑技术开展个性化的施工作业。
（三）钢结构施工。在进行钢结构施工前应提前做好构件采购、准备施工材料及检测设备等工作。严格遵循施工作业流程是进行钢结构施工的基础，注重前后环节的衔接，细致安排施工中不同构件的设置，如设置符合规格的枕木对设备构件进行支撑，使施工中的构件保持清和干燥，延长构件的使用寿命，同时，施工人员还要根据不同材质的构件，选择适当的焊接工具和技术等。随着现代钢结构施工要求的不断提高，传统的铆接技术逐渐被焊接技术取代，先进的焊接技术得到大力的推广。
三、土木工程施工技术的创新
（一）深基坑支挡技术创新。在当前，深基坑支挡技术的有效创新，主要表现在以下三个方面：（1）桩与锚结合的支挡体系，就是在地质条件较复杂的地区，使用先进技术，运用灌注桩与预应力锚杆、锚套管等工艺开展施工；（2）支挡和承重结构相结合，就是在土木工程中把临时支挡桩、永久性柱、地下室墙和地下连续墙进行一体化建设，这样不仅满足了支挡和承重的要求，并且使施工速度明显加快，大大减少了工程建设的经济支出；（3）旋挖，就是在对钻孔柱桩进行施工时使用的技术，这种施工技术确保成孔质量不受到不良因素的影响[2]。
（二）新型预应力创新。预应力施工技术在土木工程建设中占据着重要的地位，而体外应力技术更是重中之重，体现了现代预应力施工技术的创新与发展。体外预应力主要应用在跨度较大的土木工程、混凝土道路及特种结构的施工中。体外预应力具体施工方法为在进行钢筋张拉力施工时，将预应力筋放置到混凝土截面上，新型预应力技术有粘接和无粘接两种体系。粘接体预应力技术具有摩擦力较小的特点，后期施工维护较为方便；而无粘接预应力这种施工方式则具有操作简单、摩擦损失小，可使用单根张拉展开施工的特点。由此可见，体外预应力施工较传统的预应力施工来说，更加科学合理，有利于提高工程施工的经济效益。
四、土木工程施工技术的创新发展趋势
随着信息化科技的进步及工程建设先进理论的不断发展，未来工程施工技术需要不断的创新与完善才能满足工程施工现代化的要求，将信息化技术不断融入土木工程的建设中有利于提高工程的施工效率及经济效率，在现代技术背景下，土木工程施工技术管理机制的智能化生态化、科技化、自动化、生态化发展成为必然趋势。
（一）管理机制发展。管理机制主要可以通过以下5种方式完善：（1）完善当前的管理标准，制定责任分配，落实、激发施工人员的工作热情及创新意识；（2）认真审核技术方案及施工技术设计之后才进行施工；（3）重视技术交底及施工质量，通过多种渠道展开分级处理，避免盲目施工，确保施工项目的施工质量；（4）对有限资源进行定额分配管理，减少资源浪费；（5）根据实际施工情况，制定出科学合理的施工方案和计划。
（二）科技化发展。经济最大化是建筑行业发展的最高目标，工程造价的多少直接影响着土木工程的施工发展进度，通过土木工程科技化发展，不仅能够降低工程造价，还能在提高工程质量的同时推进施工技术创新。通过对科学技术的使用来实现对土木工程技术的创新，能够降低施工成本，提升工程施工效率，更能够促进施工技术的智能化发展。
（三）自动化发展。科学技术不断进步和发展，大大促进了建筑行业的自动化发展。自动化技术的应用在建筑行业中已经非常成熟，因此，土木工程施工中引入自动化施工设备，可以将密集型的劳动模式转化成由机器与先进技术代替手工运作的现代施工模式，施工中建筑构件及外部脚手架等工程量大、危险系数高的施工交给机器来完成，不仅能降低人工成本开支，大幅度提高施工效率，还促进传统建筑建设方式向科技自动化标准化转变，使施工方式得于优化，为创新土木工程奠定基础。
（四）生态化发展。随着社会经济的不断发展，生态环境是否得到良好的保护成为人们关注的问题，因此，生态化施工将是土木工程建设需要重视的环节，进行生态化施工也是建筑业发展的主要方向。在土木工程施工过程中，利用环境污染小、循环使用率高的低能耗材料，减少使用噪音较大的机械设备，培养工作人员的环保意识，科学处理施工排污问题，加强生态保护，让自然环境与建筑行业有机结合，实现建设行业的生态化发展与可持续发展。
结语：
土木工程施工建设是一个综合性的工程，伴随着现代技术的发展而不断发展，提高土木工程的施工技术，实现施工技术的创新是改善理论不符实际、缺乏施工制度、管理机制不完善的重要途径，要实现施工技术的创新就要对施工理念、能源循环利用、自动化发展进行深入探讨与研究，加强施工设计、预应力、深基坑施工技术及信息化技术的不断创新，为现实社会主义现代化建设贡献力量。总之，土木工程技术的发展不单要满足人们对住房的要求，还应该为我国建筑行业不断向科技化、自动化、生态化发展做出应有的贡献。
参考文献：
[1]瞿春发.土木工程施工技术及创新研究[J].中国高新技术企业,2015,21（03）:88-89.
建筑技术前沿范文5
摘要: 本文阐述了注浆技术的定义和分类、注浆材料、注浆方法、注浆效果等几个方面的具体的应用与研究。,也介绍了土建工程施工中注浆技术的特点及发展趋势。
关键词：注浆技术；建筑施工；应用与研究
关键词：注浆技术；建筑施工；应用与研究
Abstract: this paper expounds the definition and classification of the grouting technique, grouting materials, grouting method, grouting effect for the specific application and research. And also introduces the civil engineering construction of grouting technology and the characteristics of the development trend.
Abstract: this paper expounds the definition and classification of the grouting technique, grouting materials, grouting method, grouting effect for the specific application and research. And also introduces the civil engineering construction of grouting technology and the characteristics of the development trend.
Keywords: grouting technology; Building construction; Application and research
Keywords: grouting technology; Building construction; Application and research
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1.注浆技术的定义和分类
1.注浆技术的定义和分类
注浆技术是将具有充填胶结性能的材料配成浆液,利用注浆设备将其注入到地层的裂隙、孔隙或孔洞中,待浆液凝结、硬化后达到填充、加固或堵水的目的。注浆技术实用性强、应用范围广,是地下工程施工中的重要辅助施工技术,主要应用于水利堤坝、矿山巷道、竖井、隧道、地铁等工程开挖时的防渗堵漏和加固 。
注浆技术是将具有充填胶结性能的材料配成浆液,利用注浆设备将其注入到地层的裂隙、孔隙或孔洞中,待浆液凝结、硬化后达到填充、加固或堵水的目的。注浆技术实用性强、应用范围广,是地下工程施工中的重要辅助施工技术,主要应用于水利堤坝、矿山巷道、竖井、隧道、地铁等工程开挖时的防渗堵漏和加固 。
2.注浆材料
2.注浆材料
随着世界各国地下工程建设的高速发展,注浆材料得到了越来越广泛的开发和利用。它大致可以分为普通注浆浆液材料、化学注浆浆液材料和绿色注浆浆液材料三大类。
随着世界各国地下工程建设的高速发展,注浆材料得到了越来越广泛的开发和利用。它大致可以分为普通注浆浆液材料、化学注浆浆液材料和绿色注浆浆液材料三大类。
2. 1普通注浆浆液材料
2. 1普通注浆浆液材料
普通注浆浆液材料最常用的是水泥类注浆材料。这种浆液来源广泛、施工工艺简单,但稳定性差,易沉淀析水, 在地下水流速较大的情况下施工时,浆液易受水的冲刷和稀释, 抗水溶蚀性和抗水分散性差。为了提高浆液的稳定性,一般是向水泥浆液中加入0.2%―5%的膨润土和相应的外加剂。它的缺点是随着膨润土掺量的增加,浆液结石体早期强度显著下降,甚至几天不凝,这使浆液在灌入地层后易被地下水冲蚀,降低灌浆效果。水泥注浆材料自1838年英国汤姆逊隧道开始应用,人们在实践中发现普通水泥粒径较大,渗透能力有限, 一般只能深入大于0.1mm的裂隙和空隙,而对于微细裂隙注浆加固效果较差。
普通注浆浆液材料最常用的是水泥类注浆材料。这种浆液来源广泛、施工工艺简单,但稳定性差,易沉淀析水, 在地下水流速较大的情况下施工时,浆液易受水的冲刷和稀释, 抗水溶蚀性和抗水分散性差。为了提高浆液的稳定性,一般是向水泥浆液中加入0.2%―5%的膨润土和相应的外加剂。它的缺点是随着膨润土掺量的增加,浆液结石体早期强度显著下降,甚至几天不凝,这使浆液在灌入地层后易被地下水冲蚀,降低灌浆效果。水泥注浆材料自1838年英国汤姆逊隧道开始应用,人们在实践中发现普通水泥粒径较大,渗透能力有限, 一般只能深入大于0.1mm的裂隙和空隙,而对于微细裂隙注浆加固效果较差。
2. 2化学注浆浆液材料
2. 2化学注浆浆液材料
一是水玻璃类化学注浆材料:水玻璃注浆材料主要采用水玻璃和固化剂, 使其发生化学反应,生成大量的硅凝胶从而凝结硬化,具有凝结时间可调、强度可控等优点; 但其结石体抗压强度较低,耐久性能及抗水溶蚀性能差。
一是水玻璃类化学注浆材料:水玻璃注浆材料主要采用水玻璃和固化剂, 使其发生化学反应,生成大量的硅凝胶从而凝结硬化,具有凝结时间可调、强度可控等优点; 但其结石体抗压强度较低,耐久性能及抗水溶蚀性能差。
二是有机高分子化学注浆材料:包括丙烯酰胺类浆材、环氧树脂类浆材和聚氨酯浆材等。一般当砂土颗粒粒径≤0.5mm 或岩石裂隙开口≤0.2mm,地下水流速大于500mm /min 时, 采用有机高分子化学注浆材料可以解决普通水泥浆液无法解决的工程问题。这种材料具有黏度低、渗透能力及可注性强、能注入土层或岩石中的细小裂隙或孔隙、固结性能好、凝结强度和凝结时间的可控性好等优点;其缺点是结实体强度较低,耐久性较差,对周围环境和地下水源有污染。由于化学注浆材料价格高、配方复杂,而且大多数化学注浆材料都有毒, 因而其发展受到限制,尤其1974年日本上岗县发生注浆污染事故后,日本、美国相继禁止了有毒浆材的使用 。
二是有机高分子化学注浆材料:包括丙烯酰胺类浆材、环氧树脂类浆材和聚氨酯浆材等。一般当砂土颗粒粒径≤0.5mm 或岩石裂隙开口≤0.2mm,地下水流速大于500mm /min 时, 采用有机高分子化学注浆材料可以解决普通水泥浆液无法解决的工程问题。这种材料具有黏度低、渗透能力及可注性强、能注入土层或岩石中的细小裂隙或孔隙、固结性能好、凝结强度和凝结时间的可控性好等优点;其缺点是结实体强度较低,耐久性较差,对周围环境和地下水源有污染。由于化学注浆材料价格高、配方复杂,而且大多数化学注浆材料都有毒, 因而其发展受到限制,尤其1974年日本上岗县发生注浆污染事故后,日本、美国相继禁止了有毒浆材的使用 。
三是复合化学注浆材料: 近年来出现的水泥―水玻璃双液注浆材料不仅具有水泥浆的全部优点,而且兼有水玻璃浆液的一些特点,凝固时间可以从几秒到几十分钟内调节,结石体抗压强度较高,凝结后结石率可达到100%,可注性比水泥浆高,是目前研究和应用较多的注浆材料。但水泥―水玻璃双液注浆材料消耗水泥量大,又非绿色材料,不适合时代的可持续发展要求,且水泥―水玻璃双液注浆材料的最终固结强度低,耐久性能差 。
三是复合化学注浆材料: 近年来出现的水泥―水玻璃双液注浆材料不仅具有水泥浆的全部优点,而且兼有水玻璃浆液的一些特点,凝固时间可以从几秒到几十分钟内调节,结石体抗压强度较高,凝结后结石率可达到100%,可注性比水泥浆高,是目前研究和应用较多的注浆材料。但水泥―水玻璃双液注浆材料消耗水泥量大,又非绿色材料,不适合时代的可持续发展要求,且水泥―水玻璃双液注浆材料的最终固结强度低,耐久性能差 。
2. 3绿色注浆浆液材料
2. 3绿色注浆浆液材料
当前地下工程建设突出存在注浆材料用浆量大、成本高、对水泥原材料消耗过度,环境污染严重等问题,无法形成材料生产与环境相协调的产业化格局。在我国,粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣的拥有量很高,但利用率却非常低,其有效使用率还不到10% ,而且它们对环境造成了极大的污染。试验表明工业废渣能被碱激发,其固体颗粒较普通水泥颗粒小,且颗粒级配分布也更合理, 因此可以作为双液注浆原材料。
当前地下工程建设突出存在注浆材料用浆量大、成本高、对水泥原材料消耗过度,环境污染严重等问题,无法形成材料生产与环境相协调的产业化格局。在我国,粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣的拥有量很高,但利用率却非常低,其有效使用率还不到10% ,而且它们对环境造成了极大的污染。试验表明工业废渣能被碱激发,其固体颗粒较普通水泥颗粒小,且颗粒级配分布也更合理, 因此可以作为双液注浆原材料。
采用水玻璃激发粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣制备注浆材料,不仅有利于大量工业废渣变废为宝,减少环境污染,降低注浆材料成本,而且该注浆材料的综合性能优异,这为实现注浆材料节能环保和高性能化提供了一种选择。在我国有效利用大宗工业废渣研制高性能、绿色注浆材料,无疑是与时代可持续发展相协调的新型注浆材料研究方向。 繁：透咝阅芑峁┝艘恢盅瘛T谖夜行Ю么笞诠ひ捣显兄聘咝阅堋⒙躺⒔牧无疑是与时代可持续发展相协调的新型注浆材料研究方向。
3.注浆方法
3.注浆方法
为改善实际工程的注浆效果,除研制合适的注浆材料以外,注浆方法也逐渐被人们所重视。
为改善实际工程的注浆效果,除研制合适的注浆材料以外,注浆方法也逐渐被人们所重视。
3. 1高压喷射注浆法
3. 1高压喷射注浆法
高压喷射注浆法始于20 世纪60 年代后期,在我国已经有了广泛的应用,并且制定了相应的施工设计规范。在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。在一些大城市,随着地铁建设和高层建筑的崛起,不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗 。
高压喷射注浆法始于20 世纪60 年代后期,在我国已经有了广泛的应用,并且制定了相应的施工设计规范。在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。在一些大城市,随着地铁建设和高层建筑的崛起,不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗 。
高压喷射注浆法是利用高压射流切割原理,通过带有喷嘴的注浆管在土层的预定深度以高压设备使浆液或水成为20MPa左右或更高的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲击切割土体,当喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体中剥离。一部分细小的颗粒随浆液冒出地面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土中形成一个固结体 。
高压喷射注浆法是利用高压射流切割原理,通过带有喷嘴的注浆管在土层的预定深度以高压设备使浆液或水成为20MPa左右或更高的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲击切割土体,当喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体中剥离。一部分细小的颗粒随浆液冒出地面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土中形成一个固结体 。
对于高压旋喷喷射流,破坏土体结构强度的最主要因素是喷射动压。根据动量定律,在空气中喷射时的破坏力为:
对于高压旋喷喷射流,破坏土体结构强度的最主要因素是喷射动压。根据动量定律,在空气中喷射时的破坏力为:
P =ρQum =ρAu2m
P =ρQum =ρAu2m
式中: P―破坏力(N)；ρ―密度( kg/m3)；Q―流量(m3 / s) ,Q =umA；um ―喷射流的平均速度(m / s) 。
式中: P―破坏力(N)；ρ―密度( kg/m3)；Q―流量(m3 / s) ,Q =umA；um ―喷射流的平均速度(m / s) 。
3. 2静压注浆法
3. 2静压注浆法
静压注浆又称劈裂灌浆。在软土地基中进行静压注浆施工,是利用劈裂作用机理,即用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递作用下,灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸,所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体, 对周围土体产生挤压和密实作用,使土体的孔隙减小,压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用,从而达到提高地基承载力, 减少沉降变形的目的。
静压注浆又称劈裂灌浆。在软土地基中进行静压注浆施工,是利用劈裂作用机理,即用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递作用下,灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸,所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体, 对周围土体产生挤压和密实作用,使土体的孔隙减小,压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用,从而达到提高地基承载力, 减少沉降变形的目的。
静压注浆既可用于地基加固工程,又可用于基坑止水帷幕工程。施工时容易产生地面冒浆、串浆等现象,不易保证注浆加固效果,为了克服这一缺点,设计时采用静压振冲注浆方案。振冲注浆是利用振动钻机造孔, 并直接利用钻杆注浆,由于振动造孔时地基原状土的扰动较小,钻杆和土层间相互挤压、抱紧,注浆施工时可以保证在一定压力下所注浆液不会顺钻杆窜出地面,并可根据土层的特点,进行下行或上行分层注浆,使浆液均匀扩散,提高加固效果 。
静压注浆既可用于地基加固工程,又可用于基坑止水帷幕工程。施工时容易产生地面冒浆、串浆等现象,不易保证注浆加固效果,为了克服这一缺点,设计时采用静压振冲注浆方案。振冲注浆是利用振动钻机造孔, 并直接利用钻杆注浆,由于振动造孔时地基原状土的扰动较小,钻杆和土层间相互挤压、抱紧,注浆施工时可以保证在一定压力下所注浆液不会顺钻杆窜出地面,并可根据土层的特点,进行下行或上行分层注浆,使浆液均匀扩散,提高加固效果 。
3. 3复合注浆法
3. 3复合注浆法
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合,发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点, 克服其缺点。复合注浆法适用地层范围广,它既可用于砂卵石层,又可用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞。而且复合注浆法可操作性强,施工简便,施工噪音小,注浆材料对环境无污染,加固效果好。
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合,发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点, 克服其缺点。复合注浆法适用地层范围广,它既可用于砂卵石层,又可用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞。而且复合注浆法可操作性强,施工简便,施工噪音小,注浆材料对环境无污染,加固效果好。
4.注浆效果的监控及检测
4.注浆效果的监控及检测
随着科学技术的进步,电子仪器及相应的技术已被注浆界所采用,日、英、法、美等国的注浆施工监控都已达到了自动化程度。任一注浆阶段的注浆压力、流量、浆液成分及所注浆液的发展情况都可以及时获得,以用于指导注浆全过程,并具有统计、分析及说明注浆结果所需的全部资料。
随着科学技术的进步,电子仪器及相应的技术已被注浆界所采用,日、英、法、美等国的注浆施工监控都已达到了自动化程度。任一注浆阶段的注浆压力、流量、浆液成分及所注浆液的发展情况都可以及时获得,以用于指导注浆全过程,并具有统计、分析及说明注浆结果所需的全部资料。
注浆效果的检测是注浆技术中的一个重要环节。例如以堵水为目的的注浆,应检测注浆前后土体渗透性的变化,并进行比较和判定,如注水试验、漏水试验及潜望镜、孔内摄影等;以加固为目的的注浆,则可通过测定注浆前后受注土层的强度变化来判断注浆效果等。
注浆效果的检测是注浆技术中的一个重要环节。例如以堵水为目的的注浆,应检测注浆前后土体渗透性的变化,并进行比较和判定,如注水试验、漏水试验及潜望镜、孔内摄影等;以加固为目的的注浆,则可通过测定注浆前后受注土层的强度变化来判断注浆效果等。
注浆效果检查评定技术是对注浆施工好坏的有效评价, 在实际注浆施工中,一定要根据注浆要求高低、现场条件和注浆目的等综合选择合理的注浆评定方法和技术评判标准。
注浆效果检查评定技术是对注浆施工好坏的有效评价, 在实际注浆施工中,一定要根据注浆要求高低、现场条件和注浆目的等综合选择合理的注浆评定方法和技术评判标准。
5.结语
5.结语
随着工程技术的不断进步,各个学科领域的相互渗透,新的注浆理论、新的施工工艺、新的注浆材料、新的注浆设备及新的注浆效果检测手段将不断地被开发和研制出来。注浆技术将获得强大的生命力,注浆理论将进一步完善,注浆技术也必将得以更广泛地应用和更高速地发展。
建筑技术前沿范文6
关键词:高层建筑；框架―剪力墙；剪力墙；结构设计
随着我国国民经济不断发展,对高层建筑的需求愈来愈大,且高层建筑体型日趋复杂。城市高层建筑的结构设计大多采用框架―剪力墙结构体系,这种体系由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两部分组成,框架的梁柱为刚接,框架与剪力墙可为刚接,也可为铰接。高层建筑体型日趋复杂,各种不同功能的用房综合在一起,组成形态各异摩肩接踵的高层建筑,给结构设计增加了一定的难度,而框架―剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点,比较容易满足建筑物的使用要求,而且框架―剪力墙结构体系有较高的承载力,较好的延性和整体性,并且有很强的吸收地震力的能力,从而大大减小了结构本身的侧移,因此在实际工程中得到广泛的应用。本文将着重探讨影响剪力墙用量的因素,提出了如何确定剪力墙合理用量的建议,可供设计中参考采用。同时,讨论了在竖向荷载作用下框架―剪力墙结构的水平作用效应问题。
1框架―剪力墙结构的受力特性
框架结构的变形特性具有剪切型的特点,位移越往上增大越慢,呈内收形开口曲线,其变形曲线为剪切型(见图1),在纯框架结构中,所有框架的变形曲线都是类似的,所以,水平力按各框架的抗推刚度D比例分配。剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特征,位移越往上增大越快,呈外弯形开口曲线(见图2)。在平面内有很大的抗弯曲刚度,在一般剪力墙结构中,所有抗侧力构件剪力墙的侧移曲线都是类似的,水平力在各片剪力墙之间按其等效刚度EI比例分配。而在框架―剪力墙结构中,框架和剪力墙之间通过平面内刚度无限大的楼盖连接在一起共同抵抗水平力,以至于它们不能单独按各自的弯曲变形或剪切变形而自由变形,它们在同一楼层的位移必须相等(在不考虑扭转的情况下)。因此,框―剪结构水平位移特征处于框架和剪力墙之间,为反S形曲线,是弯剪型(见图3)。
因此,在框―剪结构中,剪力墙在下部楼层变形小,承担了近80%以上的水平剪力,而在上部楼层,框架变形小,可以协助剪力墙工作,抵挡剪力墙的外拉变形,从而承受很大的水平剪力。所以,框―剪结构是框架和剪力墙两种结构水平变形的有机协调从而达到减少结构变形,增强结构侧向刚度,提高结构抗震能力的目的,在结构设计中具有很强的适用性。
框―剪结构中框架、剪力墙的受力特性可以用结构刚度特性值λ,即框架刚度与剪力墙刚度的比值来表达。若忽略连梁约束和轴向变形的影响,有:
其中,H为建筑总高度;Cf为框架平均总刚度;EIw为剪力墙折算总抗侧刚度。
工程实践表明:
1)λ过小,即框架的总剪力刚度与剪力墙弯曲刚度的比值很小,结构变形曲线呈弯剪型,也就是说剪力墙用量过多,此时,结构刚度增大,自振周期缩短,地震力相应增加,结构延性降低,尤其对框架顶部几层极为不利。一般来说,剪力墙数量增多对抗震有利,但超过必要限度也是不合理和不经济的,为了使框架充分发挥作用,剪力墙刚度不宜过大,应使λ≥1.15。
2)λ过大,即框架的总剪力刚度与剪力墙弯曲刚度的比值很大,结构变形曲线呈剪弯型,也就是说剪力墙用量过少,结构刚度较差,常不满足变形要求,同时,框架受力过大,梁柱截面尺寸加大,导致不经济,因此,剪力墙刚度不能过小,应使λ≤2.4。
2影响剪力墙数量的因素
1)剪力墙的用量与框―剪结构的平面布置有关。剪力墙是框―剪结构中主要抗侧力构件,一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置。
2)剪力墙的用量与结构自振周期密切相关,结构自振周期随剪力墙刚度增大而变短,对于比较正常的框―剪结构,结构自振周期大致为:
其中,T1,T2T3别为结构第1,2,3自振周期;n为建筑物总层数。
3)剪力墙用量与结构地震力大小直接相关。结构总水平地震作用随剪力墙刚度的增大而加大,对于截面尺寸、结构布置都比较正常的结构,其底部剪力大约在下述范围内:
7度Ⅱ类场地土:Fek≈(0.015-0.03)G(5)
8度Ⅱ类场地土:Fek≈(0.03-0.06)G(6)
其中,Fek为结构底部地震剪力标准值;G为结构总重量。
当结构底部剪力小于上述数值时,宜适当增加剪力墙用量,提高结构刚度,适当增大地震力以保证安全;反之,地震力过大,宜适当减少剪力墙用量,以求得合适的经济技术指标。
4)在确定剪力墙用量时,必须考虑框架刚度。框―剪结构中,框架和剪力墙是通过平面内刚度无限大的楼盖来共同作用的,由于楼盖在水平力作用下会有一定的变形,使刚度较小的框架承受的实际水平力较计算值大。此外,框架是框―剪结构抵抗地震力的第二道防线,有必要提高其设计地震力,结构设计时,应有必要的强度储备。因此,在地震力作用下,要求框架剪力:
其中,为全部框架柱的总剪力;为结构的底部剪力;
为框架柱的最大楼层剪力。
当 时,说明框架抗剪刚度不足,应加大框架梁柱截面。当 时,说明框架抗剪刚度过大,宜减少框架梁柱截面。
3剪力墙合理数量的确定
根据框―剪结构刚度特征值有:
其中,为剪力墙总刚度;为框架柱总刚度;n为建筑物总层数;h为建筑物层高;α为框架节点转动系数,底层柱α=(0.5+i)/(2+i),i为框架节点梁柱线刚度比。
建筑平面确定后,根据构件刚度、强度和柱最大轴压比限值要求,通过预估楼面荷载从而确定梁柱截面尺寸。因此,框架柱总刚度 、框架节点转动系数α便可算得。根据框―剪结构的受力特性,要求1.15≤λ≤2.4。这样,把上述数据代入公式,便可求得所需剪力墙的总刚度 ,从而求得剪力墙的合理用量。
4框架―剪力墙结构的水平作用效应问题
在高层建筑结构设计中,随着建筑物高度的增加,竖向荷载的作用逐渐退居次要地位,而水平荷载作用则上升为主要的控制地位。工程实践发现,框架在竖向荷载作用下产生的最大层剪力数值较大,水平位移值也较大。因此,在框―剪结构设计中,竖向荷载作用下的水平作用效应也应予综合考虑。
1)应尽量减少竖向荷载的偏心作用对结构产生的不利影响。由于框架的轴向变形引起的水平位移与剪力墙弯曲变形引起的水平位移不一致,使框架和剪力墙之间存在着相互作用的水平力,从受力的角度分析,若忽略了竖向荷载所引起的框架与剪力墙间的水平力变化,对剪力墙来说是偏于安全的,而对于框架来说是偏于不安全的。
2)结构计算时,不同的加载模式对结构内力有一定的影响。因此,设计时应根据加载情况对构件截面及内力予以调整。
5结论
1)在框架―剪力墙结构设计中,剪力墙刚度的确定除了必须满足强度条件外,还必须使结构具有一定的侧向刚度。因此,剪力墙刚度的大小将直接影响到结构的安全性及工程造价。在框―剪结构初步设计阶段,简捷、正确地确定框剪结构中剪力墙最优数量,不但可避免重复、繁琐的结构刚度调整计算,还可以达到经济的目标。
