前言：中文期刊网精心挑选了建筑技术前沿范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
建筑技术前沿范文1
关键词：建筑工程； 钢筋混凝土； 模板
土建工程主要以混凝土结构作为施工的重要基础工程，钢筋混凝土结构施工技术水平的高低，对于建筑结构的稳固、安全和整体造价等起着至关重要的作用。在进行土建混凝土工程施工时，必须制定科学合理的施工方法和采取高效低耗的施工技术，极大地提升施工技术水平和避免各种质量波动现象的发生，以确保土建工程施工整体质量的科学性和完整性。因此，为了切实强化建筑工程土建施工的技术质量，以下从多角度、全方位对于土建施工的各项技术事宜进行了系统地阐述。
1、土建施工技术的准备工作
1.1技术资料及其他准备须完备
加强施工前图纸会审工作，建立和健全施工组织机构和完善安全质量保证体系，组织相关人员科学编制关于施工材料、机械设备以及施工技术等具有价值的施工计划控制。根据设计技术要求做好原材料的有效控制，严格确保全面的检验工作，保证材料得以高效使用。全面掌控施工现场地质、水文以及气候等因素，有效协调各项准备事宜的相互协调和配合工作，使各项施工技术和施工工作得以顺利开展，全面确保钢筋混凝土施工和其他准备事宜的顺利进行。
1.2原材料质量控制
科学选择能降低混凝土绝对温升的水泥、骨料、掺合料以及添加剂等，以延缓水泥水化速度，降低水泥水化热和峰值，降低温度收缩预应力，以防止裂缝的产生。应依据设计和施工的基本要求严格混凝土配合比，提高混凝土的和易性，增强非均质材料的均匀性，避免泌水和离析现象发生，以全面提高混凝土结构的整体抗变形能力。可以掺加一定比例的掺合料，改良水泥和集料基体的界面结构，进一步加大结构粘结强度，以增强混凝土的抗拉伸强度。
2、建筑工程土建施工中的几种关键施工技术
2.1钢筋施工技术
2.1.1钢筋的进场和加工
钢筋在加工场进行加工后运输到施工现场，必须要根据相关的设计规范及要求钢筋原材料进行检验，在确保合格后才能进场。根据施工图纸对钢筋进行下料，但必须要预留弯曲与搭接长度，在进行弯曲加工的过程中，必须要标记好加工台中所需要的弯点、位置等，在对正位置后才能加工。
2.12钢筋绑扎
根据设计图纸预留砼保护层厚度，为了确保砼保护层厚度，应采用保护层垫块。钢筋绑扎的扎丝头要统一向内，均不能在保护层中。并根据设计图纸，在模板上标记好钢筋高程、范围与预埋件的位置，而钢筋交叉点则采用扎丝扎牢。
2.2混凝土施工技术
混凝土施工技术在土建施工技术中占有重要地位，其涉及很多工序，必须按严格的顺序进行施工。在混凝土搅拌的过程中，要根据原料及其数量选择最合适的搅拌机，且要进行原料的投入顺序及搅拌时问的计算。对于混凝土拌合后的运输，必须要保证其在运输过程中的均质性，且要保证运输量能满足浇筑量。可采用插入式的高频振动棒和平板振动器进行共同振捣。在浇筑的过程中，应先由一端开始，采用“赶浆法”进行逐步推进，先将粱分层浇筑形成阶梯状，在达到板位置之后，可和板砼共同浇筑。对于因工艺要求需要基础浇注的部位，在浇筑前应先对其砼面进行凿毛处理，在清洗干净之后放样划线，并绑扎钢筋与进行侧模板的安装，同时采用水准仪对各项标高进行测量，在满足设计要求后按砼配合比进行浇筑，在浇筑完成后进行预留孔洞与螺栓偏差的复查，并进行相应的调整，然后对其表面进行压平、修光。同时，采用插入式高频振动棒进行混凝土的振捣，每层浇筑的厚度应不超过50cm，在振捣密实后进行第二层的浇筑，直到梁底。在完成砼浇注后的12h内应采用土工布进行覆盖，并定时浇水养护，养护时间应超过两周。
2.3模板施工技术
2.31硕板模板安装
根据工程的设计要求及结构特点，对不同结构部位应采用不同的模板施工方法。通常情况下，顶板底模可采用1830×915×18mm的双层涂模胶合板作为面板，而截面可采用50×lOOmm的单根枋作为内楞。并在房屋中采用48×3.5钢管的满堂脚手架，以作模板支撑系统。
2.3.2房屋粱柱模板的安装
在柱模安装过程中可应用全站仪结合锤球定位，以确保其垂直度的合理性。柱模板应采用厚度为18mm的木夹板，在制作模板的过程中可采用80×lOOmm的方木作为模板的骨肋。柱模加固应采用抱箍围柃，并保证螺丝连接的牢固。然后在柱模上弹出梁位、轴线及高程，并在承重排架上铺设好方木，用铁钉将底模固定在方木上。而侧模采用木夹板，竖向则采用方木进行加固，外侧采用槽钢进行直通，而中间部分采用木条进行支撑，以避免模板逐渐向内侧变形。另外，梁底板必须要拉线调直，并采用水准仪确定其高程，可采用脚手架作为上层梁底模的支撑。
2.4砖砌筑施工技术
在砌筑前，必须先将砖进行一天的浇水湿润，使其含水率在15%左右。在常温下施工不得采用干砖施工，而在雨季不得采用含水率饱和的砖砌墙。在砌砖前，应先进行低于5层的盘角，对于新盘的大角要进行及时的吊与靠，若存在偏差的比较大应及时进行调整。同时，在盘角中，要根据皮数杆的标高及砖层，合理控制好灰缝的大小，以保持水平灰缝的一致性。在大角盘好之后还要进行复查一次，且确保其平整度与垂直度符合要求之后方可挂线砌墙。砌砖应采用满铺与满挤操作法，在砖墙的砌筑的过程中应双面挂线，每层砖都必须穿线看平，使其平直通顺。最后采用上下错缝、内外搭砖的砌砖形式，增强砖砌体的稳定性与整体性。
2.5装饰施工技术
外墙装饰：基层为混凝土砌块，其砖墙先采用1：1的水泥砂浆进行打巴，然后拉线确定好垂直度与水平面，直到巴点干硬后用1：2.5的砂浆对墙面进行打底，并进行防水涂料的涂刷。内墙装饰：先采用l：1的水泥砂浆进行打巴，然后采用刮双灰粉腻子二道，再采用白色乳胶漆进行涂刷。屋面的装饰：清扫板面表面后，再进行纯水泥浆的涂刷，采用l：2.5的水泥砂浆面批找平。并干铺厚度为lOOmm的憎水性水泥，最后采用1：2.5的水泥砂浆面批找平，确定平层结硬，并于晴天在找平层上涂刷处理剂，并做沥青防水涂膜，厚度为3mm，并与保护层刷浅2层蓝色丙烯酸涂料。
3＼结语
总之，基于我国目前建筑施工技术水平不高的特点，建筑工程质量得不到切实的保障，诸多因素直接对我国建筑施工技术水平的提高产生较为严重的影响，因此，必须切实强化建筑工程施工技术质量，采取各种有效的技术措施和方法进一步提高建筑工程施工技术水平，以期较大程度地提高建筑工程整体施工质量。
参考文献：
[1]张严肃.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].中国科技博览，2010，（34）：625-626.
[2]何陇峡.钢筋混凝土建筑工程的施工技术及质量控制初探[J].科学与财富，2011，（7）：446-447.
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
关键词：沉桩工艺；施工技术；建筑工程；质量控制
在现代化建筑工程施工过程中，钢筋混凝土预制桩由于具有稳定性高、操作简便、成本低等优点而受到业界人士的广泛关注，并广泛的应用在建筑工程当中。近年来，我国针对钢筋混凝土预制桩制定了相关规定，各大生产厂商开始大量生产这一构件，更是推动了该技术在建筑工程中的应用。在实际施工过程中，对于钢筋混凝土预制桩施工最为常见的方法有锤击法、静压法、振动法等，并且每一种方法都具有不同的优点。这就需要施工人员对于工程的实际情况进行全面分析，选择合适的施工方法，以保证建筑工程的施工质量和经济效果。
一、打桩准备
任何一项工作在实施之前都需要做好充足的准备工作，在建筑基础工程施工过程中，只有做好充足的准备工作，才能够保证工程顺利的进行，并提高工程的施工质量。一般来说，施工人员都会采用拼接的方法进行桩基工程的施工，以提高工程的工作效率。在工程开工之前，施工人员应该对施工现场场地进行彻底的清理，然后在施工现场设置临时设施，便于工程的顺利进行。在桩基础工程施工之前，打桩准备工作至关重要。
1、定桩位以及确定打桩的顺序
在桩基工程施工之前，确定桩位是最为关键的工作环节，只有保证桩位确定的准确性，才能够有效的提高建筑工程的施工质量。因此在实际工作中，我们必须要严格按照相关规定要求进行施工，以保证桩位确定的精准性，这样才能够有效的提高工程的施工质量。
根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设，并提前进行平面定位和高程复核以及控制点复核。
墩位中心点测设采用坐标测定。先从控制点用全站仪根据设计施工图提供的各墩位中心点坐标直接测设出各墩位中心点，然后利用设计方位角用经纬仪以及经过标定的钢尺确定各墩位轴线控制点的位置，然后利用轴线控制点用经纬仪配以钢尺（经检定合格）丈量，逐一测放出每个桩的实际桩位。在确定打桩顺序的过程中，施工人员应该将其与挤土的方向考虑在其中，这样才能够有效的提高工程施工的效率，缩短工程施工周期。并且工程施工方法不同，那么其打桩顺序也有一定的差异。通常情况下，打桩顺序可分为三种：第一种是施工人员可从一个方向朝向另一个方向进行单方向的打桩施工；第二种是从中间向两边进行打桩施工；第三种是中间向四周进行打桩施工。总而言之，在实际施工过程中，施工人员需要根据工程的设计要求以及工程的实际情况选择合适的打桩顺序，以保证工程按时按期、确保成桩的施工质量。
2、水准点的设置
施工人员在对桩基工程施工过程中，还需要设置一个准确的水准点，这样才能够更加全面的对桩位标高进行严格控制。据建筑物定位图及相应坐标点，测放建筑物轴线定位点，并将轴线点向外引测到不受压桩影响地段，另外：在场地周边不受压桩影响地段，测放5-6个高程控制点。
3、垫木、桩帽及送桩
在桩基工程施工中，垫木、桩帽及送桩是最为关键的工作环节，在预制桩上设置垫木可以避免桩锤对于桩帽产生的冲击影响，可以有效的保证桩帽不受到影响，提高其成桩质量。在打桩的过程中，如果遇到特殊环境，那么我们在施工过程中可通过送桩来完成。当设计桩顶标高低于地面标高时，采用专用桩筒送桩。
送桩方法：将送桩筒底端对准送桩桩顶（锥形导向头套桩管内空），然后施压以便达到设计标高位置，桩顶标高采用水准仪测量控制。送桩完毕，遗留桩坑采用片、块石回填，以防发生安全事故。
但是在实际工作中，我们必须要根据工程的实际要求进行判断，这样才能够有效的提高工程的施工质量。
4、标尺的设置
在桩基工程施工过程中，通过合理的设置标尺可以对桩入土的深度进行全面的控制，这样也就可以避免桩捶打过深或者过浅，能够有效的保证桩的稳定性，提高工程的施工质量与可靠性。
二、打桩
将打桩机组装好放置至指定位置，上吊桩锤和桩帽，使锤底高出桩顶后，固定于桩架；用桩架上的钢丝绳和卷扬机将桩吊起成垂直状态后将桩送入龙门导杆；将桩对准桩位，慢慢插入土中，此时，桩身垂直偏差应控制在0.5%内：确保桩、桩帽和桩锤处于同一垂直线；固定桩帽和桩锤；在桩帽和桩锤之间加入弹性衬垫。
桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时正确安放。第一节管桩插入地下时，尽量保持位置方向正确。开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向（互成90°）的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。
因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度。在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不中断，以免难以继续打下。锤的落距应较小，一般为0.5 m，待桩入土一定深度（1～2m），使桩靴稳定，不易放生偏斜后，再适当增大落距逐渐达到规定的落距，继续锤击。打混凝土管桩，最大落距不应大于1.5m：用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不易大于lm，用柴油锤时应使锤体的跳动正常。
打桩时，可能引起桩区及附近地区的土体隆起和水平位移，导致附近的地下管线、地面道路、建筑物等的损坏。为此，在已有建筑物或公共设施附近打桩时，应采取适当的措施，如挖防震沟、砂井排水、预钻孔取土打桩，控制打桩速度等。打桩时桩顶破碎或桩身严重裂缝，应立即暂停，在采取相应的技术措施后，方可继续施打。此外，还应注意桩身受锤击拉应力面导致的水平裂缝。打桩过程中，遇有贯入度剧变，桩身突然倾斜、移位或者严重回弹，桩垫或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应停止锤击，分析原因后及时采取处理措施。
三、打桩的质量控制
对打桩进行质量控制主要是使贯入度与沉桩标高满足设计要求，保证桩顶和桩身完好，另一方面是确保打入后的桩的偏差未超出允许范围。打桩的控制原则是，对于桩靴位于坚硬、硬塑的黏性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，也可以桩靴进入持力层深度或桩靴标高作为参考。贯入度是指每锤击一次桩的入土深度，而在打桩过程中常指最后贯入度，即最后一击桩的入土深度。实际施工中一般是采用最后10击桩的平均入土深度作为最后贯入度。测量最后的贯入度应在桩顶没有破坏、锤击没有偏心、锤的落距符合规定、桩帽和弹性垫层正常的条件下进行。
四、结束语
沉桩工艺与技术在现代化建筑工程施工中得到了广泛的应用，通过该项技术不仅能够提高工程施工的效率，还能够保证工程的施工质量，使后续工程能够顺利的完成，推动建筑行业的健康发展。随着社会的发展，该项技术还会不断的更新与改革，将其中存在的问题一一解决，为建筑工程的施工提供有力的条件，保证工程的施工质量，促进建筑行业的快速发展，提高我国的发展水平。
参考文献：
建筑技术前沿范文4
关键词：工程建筑 施工测量 测量技术
中图分类号：U452.1+3 文献标识码：A 文章编号：
1 工程测量精度控制的必要性
建筑工程测量可以分为设计阶段的测量、施工阶段的测量和经营管理阶段的测量。各个阶段的测量对后期的工程建设有着重大的影响，尤其要把握好测量精度。这三种情况对工程的影响可以由下表表示：
⑴ 规划阶段的测量精度控制及其重要性
规划阶段测量工作主要是通过测绘地形、地貌来确定建筑物的占地范围，周边公共设施等，为后期建筑工程提供了基础数据。这个阶段的测量精度决定了建筑物的环境，如果忽略了测量精度，则有可能造成拆迁大片不必要拆的建筑物，或平掉一些不需要的土地，造成资源浪费。如果过度地强调测量精度，则会造成时间上与经济上的浪费。
⑵ 施工阶段的测量精度控制及其重要性
施工阶段的工程测量是为建筑施工服务的，这个阶段的精度控制对工程的影响尤为重要。在施工阶段控制测量精度时，可以根据工程的性质，比如说民用还是商用，现场规模等来合理确定测量与施工误差两者之间的的关系，控制点与放样点误差之间的关系。施工阶段的测量精度控制对整个建筑工程起着指导性的作用。
⑶经营管理阶段的测量精度控制及其重要性
经营管理阶段的测量工作是为了检测整个工程的现状，为保证后期的正常运行及维修而进行的检测。本阶段的检测主要表现为变形检测，对整个业主及居住人员起着很重大的作用。
2 建筑工程测量中存在的主要问题
近年来，大中型重点项目对工程管理工作要求愈来愈严格和规范，而在当前的建筑工程测量实践中，建筑工程测量已逐渐跟不上建筑业快速发展的态势，有的施工企业项目经理部甚至没有工程测量管理办法，工程测量成果质量无法满足建筑工程建设的需要，大大小小的测量失误、事故等不断。笔者现结合近年来参与建设的工程测量管理实际状况，分析工程测量工作中普遍存在的问题。
⑴ 施工测量重视不够，资源配置不到位
现时的建筑工程测量一般隶属于项目工程部或技术部管理，测量负责人为测量工程师，位低权微，责权利不对称，相应资源很难调配到位，上工地车辆难以保证是常事。
⑵ 测量人员流动大，测量仪器管理混乱
①工程测量人员是建筑施工一线员工，野外作业时间长、风险责任大、条件艰苦，从测量工程师至测量员，有条件的干一段时间可能就调离或是转行，甚至出现断档，阻碍整个项目测量工作的开展。
②当前有不少施工企业没有足够的测量仪器且测量仪器设备相对落后。而测量仪器是工程测量的必备工具，仪器的落后甚至缺失，将严重影响工程测量的质量和精度。
③测量仪器使用、保养、标定不能按规定规程进行，损坏、丢失严重，往往是在出现明显错误的测量数据时才采取措施。而工程测量仪器均属于精密仪器，在操作过程中，因测量人员水平有限，没有严格按照正确的方法操作，易导致测量仪器灵敏度降低。
⑶测量人员素质参差不齐且高端测绘人才匮乏
有些建筑工程企业缺乏专业的工程测量人员，在工程测量过程中往往由其他技术员、施工员兼职。这些缺乏专门训练的业务人员，往往文化水平低、缺乏专业知识，只经过简单的培训就参加生产，无独立工作经验，对常规测量仪器的性能、操作及测量方法一知半解，远远不能胜任工程测量工作，也就无法保障工程测量的质量。此外，当前高端测绘人才相对匮乏，能够熟练应用、掌握现代测绘高新技术（如地理信息系统、遥感影像技术）的人才不多，能从测绘理论指导生产实践的人才尤其稀缺。
⑷培训不足，测量人员不能全面掌控和利用先进测量仪器设备
现今大中型建设项目一般都尽可能配备先进的测量设备，提高工程测量工作自动化程度，减少测量人员的劳动强度，提高工作效率，加快施工进度，同时保证测量成果的正确性。但是企业对测量人员培训不足，不能全面掌控和利用先进的测量仪器和设备的情形屡见不鲜。
⑸质量控制不到位
现行的体制模式是政府监理与社会监理共同参与，另外有条件的建设单位还有自己的工程监督部门，可谓三管齐下。但在实际的工程质量监控中，往往只重视其他施工质量的监察控制，对于工程测量质量则往往是只到现场看看，走走过场，不能做到亲自用仪器实测，不能从根本上对工程测量质量进行监控。
3 加强工程测量精度控制措施
众所周知，工程测量是建筑工程施工的首要工序，整个施工过程都起着桥梁和纽带的作用，且是各工序确保施工质量的重要依据和保障。为保证工程的施工质量需要从多个方面加强控制与管理，其中包括对工程测量的精度控制。那么如何能够加强工程测量的精度控制和保证工程的施工质量？笔者认为主要应采取一些切实可行的办法，主要从以下几方面做起：
⑴ 制定科学地测量方案
在工程开工动土之前，需要对施工现场进行初步的测量勘察，并充分掌握设计图纸的测量工作内容，综合全局考虑，以“以点定线、以线控面”的基本布网原则，初步设定一定较为优化的整体测量控制及施工导线网，同时确定工程测量的精度参数和误差参数。在实际施工过程中，测量放样应结合各个施工工序的特点满足施工总进度计划和质量管理的目标，以科学化、合理化作为基本要求制定测量方案。
⑵ 测量仪器设备
测量仪器的先进对测量结果会产生巨大的影响，有些单位为了节约成本，没有配备必要的测量仪器，更有甚者，没有任何测量仪器。现代科技的飞跃发展，测量仪器的不断更新，要求我们各个施工企业必须紧跟科技发展的脚步。先进的测量仪器，不仅能使建筑更加坚固、美观，也能节约人力、物力。所以我们企业必须要用发展的眼光看待问题，在企业发展的前提下，将自身的硬件设备跟上，让其与企业发展共同前进。这样才能使本企业在激烈的竞争中脱颖而出。
⑶ 施工控制网布设的限差控制
在施工测量建立施工导线控制网完毕后，根据现场布设控制网点，按照设计图纸的内容要求确定拟建水工建筑物的主轴线测设数据，结合建筑物细部的几何尺寸及几何关系进行初步放样、复核。由于控制网点的放样精度将影响下一步的测量工作，对施工建筑物的施工允许误差起到决定性的作用。由此可见，施工测量放样应严格控制在规定的限差范围之内，测量精度才能够控制得当。
⑷优化设计最低等级的施工测量控制网
根据工程设计要求、现场环境条件和仪器设备等情况对施工测量控制网进行优化设计，以确定施工测量控制网的布设形式为主，确保控制网的精度、可靠性和灵敏度与计划经济性指标相适应的目的。优化设计最低等级的施工测量控制网的基本要求是严格控制对施工控制网点的放样限差精度，通常还包括相邻两网点之间的边长误差与测角误差对精度控制的影响。
⑸测量质量的流程控制
工程测量结果需要专业人员的指导和监督，测量结果也需要相关部门的层层审核。在实际操作中，我们绝大多数单位只注重其质量的控制与检查，往往忽略了最重要的建筑测量精度的控制，或者说只注重表面流程，没有重视实质控制，这都不符合建筑测量精度控制的要求。所以，这就要求我们每一个测量人员都要具有应尽的责任感，在各个测量过程中，明确分工，认真审核，不马虎、不遗漏。同时建筑施工单位也应该具备完善的逐层审核机制来加强工程建设监理的控制，促进施工测量水平的提高。
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。
