第一篇:异型柱与现浇混凝土空心楼盖在住宅工程中的设计
异型柱与现浇混凝土空心楼盖在住宅工程中的设计
摘要: 异型柱与现浇混凝土空心楼盖的结合在住宅工程结构设计中对异型柱的选择、布置、构造要求、强度验算进行了要点说明,按照梁板结构 理论 或等效框架梁结构理论进行现浇混凝土楼盖设计,必要的抗震、剪力墙、内外墙体设计要点。
关键词: 异型柱 等效框架梁法 暗梁 扁梁 边梁 1.名词解释 1.1 异型柱 除了矩形和圆形柱子外的各种截面形状柱子全部称为异型柱,在异型柱与现浇混凝土空心楼盖结构体系住宅工程上使用如下的几种异型柱,截面形状请见图一所示有十字柱、角柱、丁字柱、扁柱之分。1.2现浇混凝土空心楼盖 在现浇混凝土空心楼盖的内部,上下钢筋之间设置截面形状有圆形、椭圆形、方形等空心管的钢筋混凝土楼板称为现浇混凝土空心楼盖,这种楼盖可降低楼盖重量的 30~45%,因为楼板的重量降低相应的钢筋用量也降低。楼盖的厚度: H=空心管上面混凝土厚度>40㎜+空心管的高度D+空心管下面混凝土厚度》40>; 当楼盖的跨度大于 8000㎜时空心管上面混凝土厚
度>50㎜; 当楼盖的跨度大于 10000㎜时空心管上面混凝土厚度>65㎜; 1.3暗梁 梁的高度与楼板的厚度相同,梁的宽度大于梁的高度称为暗梁,梁的宽度在600~1200㎜之间,当按照等效框架梁法进行设计并且跨度小于9000㎜时可以不用设置暗梁。1.3扁梁 梁的高度大于楼板的厚度,但梁的高度小于楼盖厚度的两倍,同时梁的宽度大于梁的高度称为扁梁。当楼盖的跨度大于 9M,活荷载大于6KN/㎡应当设置扁梁。1.4边梁 外边梁是指建筑物外周边的梁,该梁除了承受楼盖的荷载外同时承受维护结构、风力、外悬构件的荷载。内边梁是指建筑物内部墙体和楼板的荷载,一般该梁在楼梯间处,一边是楼梯间一边是楼板,该梁对室内棚上面为任何 影响。1.5空心管 在《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》 CECS175:2004中称为内模。截面形状有圆形、椭圆形、方形等,并且在管两端封闭行成一个密闭的空心管,每根空心管的长度小于 2M,空心管是用早强水泥、纤维、外加剂、填料等材料在一定的模具复合而成,空心管的高度或直径小于楼板厚度应当满足D≤H-80㎜要求。2.异型柱的设计 2.1异型柱的选择 如图二所示为异型柱在住宅工程结构平面上的布置,凡是有丁字或十字的墙体部位应当设计为十字柱或丁字柱,墙体转弯处应当设置为角柱,凡是直墙体处应当设置扁柱,具有独立并且不与任何墙体连接的柱子应当设计为
矩形或圆形柱子,异型柱的布置原则是使楼盖分格区间大小均匀,各方向的跨度应当相差的尺寸要小一些,如果相差的比较大那么根据《现浇混凝土空心楼盖技术规程》的高跨比规定楼盖就会出现高度差,影响用户的使用。2.2异型柱的结构 计算 在图三所示异型柱截面示意图上标注的柱翼宽度 B最小尺寸200㎜,当内墙体的厚度大于200㎜的情况下柱翼宽度B应当与墙体的厚度一致,图中标注的柱翼尺寸应当在B≤A、C、D、E、F、G、H、L、M≤5B之间进行确定。异型柱的承载能力的计算程序如下:(1)截面刚度计算;(2)荷载计算;(3)轴心受压还是偏心受压结构柱子的确定;(4)承载能力验算; 2.3异型柱内的配筋构造要求 异型柱内的 S型钢筋按照如下要求设置:(1)柱翼的尺寸在300~400㎜设置一个;(2)柱翼的尺寸每大于200㎜增加一个;(3)高度方向应当随箍筋; 3.异型柱板结构体系下的现浇混凝土空心楼盖的设计 3.1按照梁板结构理论进行设计 梁板柱结构布置请详见图二,具体要求如下:(1)暗梁的高度与楼板厚度相同;(2)暗梁的宽度的确定:当楼板跨度在6000㎜以内a=600㎜;当楼板跨度在6000~7500㎜时a=800㎜;当楼板跨度在7500㎜以上时a≥1000㎜;(3)梁的结构计算按照连续梁的要求进行计算,全部的支坐按照简支进行计算;(4)现浇混凝土空心楼盖的设
计是按照每一个分取区间的楼板尺寸和单双向板计算要求进行,内外边梁的支坐应当按照简支进行计算,每一分块的楼板与楼板共同作用在暗梁时其支坐按照固定支坐进行计算。(5)内外边梁的设计应当按照框架结构进行计算; 3.2按照等效框架梁结构理论进行设计 板柱结构布置具体要求如下: 按照等效框架梁结构理论进行设计 现浇混凝土空心楼盖,具体要求如下:(1)首先要根据楼盖的轴线尺寸和柱子的布置情况进行板带的划分,确定柱上板带和跨中板带的宽度,每一跨两侧柱上板带的是跨度的1/4,柱上板带计算宽度是柱子两侧的柱上板带宽度之合。跨中板带的计算宽度是该跨度的1/2;(2)结构计算时全部的支坐按照简支进行计算;(3)内外边梁的设计应当按照框架结构进行计算;(4)阳台或雨篷板与现浇混凝土空心楼盖共同按照等代框架梁法连续进行计算;(5)靠内外边梁的柱上板带配钢筋按照跨中板带设置;(6)有内外边梁的柱子不用进行抗冲切验算,独立支撑现浇混凝土空心楼盖的柱子必须进行抗冲切验算,对于异型柱的抗冲切验算的抗冲面是柱翼外角的连线所形成的冲切面,抗冲切验算的配筋设计如图四中所示扁柱的柱头楼板内抗冲切配筋的宽度a ≥3B(B为异型柱柱翼的宽度),内配筋要求应当按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002中的第10.1.10条的规定进行设计。(7)现浇混凝土空心楼盖 的结构计算后的配筋结果应当按照《冷轧扭钢筋混凝土构件技术规程》JGJ 115-97中的规定代换为冷轧扭钢筋,降低建筑物钢材的消耗量。5.异型柱板结构体系下的抗剪、抗震设计 除了各地区根据自己地区要求进行抗震要求进行抗震设计外,必须在异型柱现浇混凝土空心楼盖结构体系下设置抗震剪力墙体,抗震剪力墙体设计的位子一是楼梯间及与楼梯间有关联的分户墙体,二是单元墙体为抗震剪力墙体,每一个单元必须设置一道剪力墙,抗震剪力墙体的结构 计算 应当按照相应的规范规则要求进行设计。6.异型柱板结构体系下的维护墙体和内墙体设计 6.1 维护墙体的设计 建筑物的维护墙体材料首先要选择陶粒砌块,在柱子上必须设置拉接钢筋,高度方向按照每两层陶粒砌块预埋 2d6.5,拉接钢筋长度是陶粒砌块长度的2倍,陶粒砌块与柱子的表面必须用200㎜宽度焊接钢丝网用水泥钉固定覆盖在缝隙处。6.2 内墙体的设计 内墙体与柱子的关系不用设置拉接钢筋,只是在陶粒砌块砌筑完毕后在墙体两侧缝隙处安装 200㎜宽度焊接钢丝网并用水泥钉固定。内墙体除了采用陶粒砌块外还可以采用新型墙体材料或轻质隔音墙板。
第二篇:现浇混凝土结构墙柱钢筋绑扎工程
现浇混凝土结构墙柱钢筋绑扎工程
施工工艺标准 适用范围
本标准适用于建筑工程的各种现浇结构墙柱钢筋绑扎工程的施工。引用标准
混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204—2002)钢筋机械连接通用技术规范(JGJ109—2003)建筑工程施工验收统一标准(GB50300—2001)术语
现浇结构——系现浇混凝土结构的简称,是在现场支模并整体浇筑而成的混凝土结构。材料要求 加工好的各种半成品不能有锈蚀现象,加工尺寸符合要求(按照本企业钢筋加工标准进行二次验收)。2 绑扎钢筋的火烧丝表面不能有锈蚀现象。如果钢筋连接采用机械式连接,还要检查连接钢筋用的套筒的各项指标应与国家规范相符。施工准备 1 作业条件
1.1 作业面楼(底)板混凝土强度达到上人、堆料的要求。1.2 作业面及施工缝清理干净,墙体及柱露在楼板外的钢筋接头清理干净,墙柱边线已经放好。
1.3 钢筋接头所用机械设备上作业面前要进行检查,保证设备的正常运行。需要用电的设备在使用中要符合施工现场用电规定,保证施工顺利、安全的进行。2 材料准备
2.1 钢筋半成品加工完毕并经过验收。
2.2 钢筋半成品要按照不同的部位及类型进行标识、码放。2.3 钢筋半成品运送至作业面后,要码放整齐,半成品与楼板之间用木方子隔开。3 主要机具
一般应备有小白线、托线板、线坠、钢筋钩子(绑扎钢筋用)、钢筋接头连接机具、卷尺等。操作工艺 现浇混凝土结构墙体柱钢筋绑扎的一般规定
1.1 钢筋绑扎前应熟悉施工图纸,核对成品钢筋的级别、直径、形状、尺寸和数量,核对配料表和料牌,如有错漏应予以纠正或增补,同时准备好绑扎用的铁丝、绑扎工具、绑扎架等。
1.2 对形状复杂的结构部位,应研究好钢筋穿插就位及与模板等其它专业配合的先后次序。
1.3 墙体钢筋网绑扎时钢筋网之间应绑扎Ф6~10mm 钢筋制成的拉钩,间距约为1.0m,相互错开排列,以保证墙体钢筋网片的间距正确。1.4 柱箍筋应与受力筋垂直设置,箍筋弯钩叠合处应沿受力钢筋方向错开设置;箍筋转角与受力钢筋的交叉点均应扎牢;箍筋平直部分与纵向交叉点可间隔扎牢,以防止骨架歪斜。
1.5 各受力钢筋绑扎接头要求及混凝土保护层厚度的控制参见表1。墙体钢筋绑扎
2.1 墙体钢筋绑扎安装顺序
暗柱钢筋连接→绑扎暗柱→绑扎过梁→绑扎墙体钢筋网片→调整墙体垂直度→加塑料垫块 2.2 绑扎暗柱
箍筋弯钩叠合处应上下错开.弯钩角度应为135度,弯钩的平直段长度为10d。2.3 绑扎过梁
暗柱钢筋绑扎完后,应在暗柱上标明连梁的上下皮主筋位置(均要考虑保护层)。绑扎前要把连梁箍筋套入。侧箍筋应进暗栓1个,距洞口边线100mm处绑扎,顶层连梁箍筋应全梁布置。连梁绑扎时要在主筋下部架立Φ48钢管临时固定,待墙筋绑扎完方可拆除。连梁绑扎时先校正连梁两边暗柱的垂直度。2.4 绑扎墙体钢筋网片 墙体竖向钢筋接头连接长度应按设计和施工质量验收规范要求。搭接接头绑扎时应有3扣绑丝,并与搭接长度范围内的3根墙体钢筋绑扎牢固(见图1),若搭接范围内没有3根墙体钢筋,则应增大搭接长度以使接头内有3根墙体钢筋。钢筋网片绑扎时,相邻绑扎丝扣应为八字形,墙体拉结筋应呈梅花形布置,相邻两拉结钩方向相反,每一扣都要绑扎,不得漏扣,所有绑扎丝头朝墙内侧。图1 墙体钢筋搭接接头绑扎示意图
2.5 调整墙柱钢筋垂直度
在绑扎水平筋及柱主筋前要按照设计要求及施工规范调整钢筋的位置。墙体暗柱主筋绑扎完后,要用线坠吊垂直。2.6 安装保护层垫块
第一排距离结构面250㎜,呈梅花形布置,间距400㎜(600㎜)。柱的垫块卡在箍筋上。3 柱子钢筋绑扎 3.1 柱子钢筋绑扎顺序
柱子钢筋连接→绑扎箍筋→调整垂直度→安放保护层块
3.2 短向接头距离结构面为柱截面尺寸,且错开柱加密区高度长向接头距短向接头距离为35d 且≥500mm;柱四角钢筋为长向接头。3.3 绑扎箍筋:箍筋弯钩叠合处相互错开,箍筋与柱筋扣扣绑扎,相邻绑扣为八字扣,且丝扣朝内。
3.4 钢筋绑扎完毕后,调整垂直度,特别是四角钢筋必须垂直。3.5 保护层垫块:第一排距离结构面250 ㎜,呈梅花形布置,间距600 ㎜。
3.6 柱上口安放定位钢筋。4 箍筋绑扎的要求
4.1 现浇混凝土结构墙、柱钢筋绑扎中箍筋的安装施工时要注意箍筋与墙体水平筋的间距,避免出现三根以上钢筋叠加在一起的情况。4.2 墙、柱箍筋应与主筋的机械连接接头错开,如无法错采取增大箍筋间距、增加小直径箍筋的办法。5 钢筋的锚固
5.1 当受力钢筋采用机械连接或焊接接头时,设置在同一构件内的接头宜相互错开。竖向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35d(d 为竖向受力钢筋的较大直径)且不小于500 ㎜,凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段。同一连接区段内,竖向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:接头不宜设置在有抗震设防要求的框架柱端的箍筋加密区;当无法避开时,对等强度高质量机械连接接头,不应大于50%,见图2。
5.2 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径,且不应小于25 ㎜。钢筋绑扎搭接接头长度按照设计要求和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2004附录B执行。凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值,见图3。
同一连接区段内,竖向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定: 对墙体构件,不宜大于25%; 对柱类构件,不宜大于50%;
质量控制 钢筋保护层的质量控制
墙体钢筋可采用专用高强度定位卡具塑料卡环,见图4。也可采用双F卡,柱子钢筋可采用塑料卡环和定位箍。墙体钢筋定位措施
垂直方向采用竖向梯子筋控制墙体水平筋间距、及保护层厚度,根据墙体长度,按1500mm的间距放置与墙体钢筋同时绑扎,梯子筋的规格比墙筋大一个规格,可代替主筋。在梯子筋上、中、下部设三道顶模筋,顶模筋长度比墙宽小2mm,控制墙体保护层厚度(顶模筋伸出长度=水平筋直径+保护层厚度-1mm)。顶模筋端部垂直,无飞边,端头刷防锈漆(地下室外墙墙体采用的顶模筋要焊接止水钢片)。见图5。
2.1 水平方向在墙体模板上口加设水平梯子筋(定距框),对墙体上部竖筋准确定位,同时控制保护层,可周转使用,水平梯子筋规格同墙筋。水平梯子筋见下图6。
2.2 为保证剪力墙门、窗洞口尺寸,在墙体混凝土浇筑前,在门窗洞口两侧的暗柱主筋上口间安放定制的钢筋卡具,卡具安放在大模板内,距大模板上口3 ㎝~5 ㎝,卡具上的顶模筋能够保证门窗上口墙体保护层,并且利用大模板与顶模筋的相互作用固定定位卡。卡具规格见图7。柱竖向钢筋定位措施
为保证主筋位置及保护层厚度,在主筋外侧固定塑料垫块,并且在距板面1米高处和模板上口设定位框。定位框用现场Ф16以上的钢筋头加工,分为方柱定位框和圆柱定位框两种,见图8。
质量标准 1 主控项目
1.1 现浇混凝土结构墙、柱竖向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。检验方法:观察。
1.2 在施工现场,应按国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18 的规定抽取钢筋机械连接接头、焊接接头试件作力学性能检验,其质量应符合有关规程的规定。检验方法:检查产品合格证、接头力学性能试验报告。2 一般项目
2.1 钢筋的接头宜设置在受力较小处,同一连接区段内的接头数量满足“施工工艺”中的要求及有关规范规定。检验方法:观察、钢尺检查。
2.2 钢筋绑扎的允许偏差的合格标准和检验方法,见表2。2.3 严禁出现漏扣、松扣现象。检验方法:观察检查。
2.4 箍筋弯钩与模板呈45°,且平直段长度不小于10d(d 为箍筋直径),误差控制在±1 ㎜。检验方法:观察检查。
墙厚—2mm顶模筋伸出长度=墙体竖筋直径+水平筋直径+保护层厚度-1mm 顶模筋用无齿锯切割,端部刷防锈漆暗柱主筋排距门口宽+50mm
成品保护 成型钢筋按指定地点堆放,用垫木垫放整齐,防止钢筋变形、锈蚀、油污。绑扎墙筋时应搭临时架子,不准蹬踩钢筋。严禁随意割断钢筋,否则必须经设计人员同意,并采取质量措施。4 塔吊工作时,不得随意碰撞钢筋,控制好摆臂高度。5 大模板面刷隔离剂时,严禁污染钢筋。施工时应保证预埋电线管等位置正确,发生冲突时,可将竖向钢筋沿平面左右弯曲,横向钢筋上下弯曲,绕开预埋管。但一定要保证保护层的厚度,严禁任意切割钢筋。钢筋绑扎时,禁止碰动预埋件及洞口模板。浇筑墙柱混凝土时,混凝土工不得随意扳弯伸出的竖向钢筋。9 浇筑墙柱混凝土时,钢筋作业班组必须有看筋人员,发现钢筋偏位要及时纠正,发现随意破坏成品钢筋的要及时制止。
第三篇:现浇混凝土空心楼盖技术经济优势及成孔材料的发展现状
现浇混凝土空心楼盖技术经济优势及成孔材料的发展现状
摘要: 现浇混凝土空心楼盖由于具有中空或内填保温材料的原因,因此相对于普通的实心板具有保温隔热、节能、隔声等诸多优点,特别是现浇空心楼板还具有节约钢筋、节省造价、节约土地及提高建筑物的使用功能等优点,因此现浇混凝土空心楼盖技术先后被列为建设部科技成果重点推广项目及建设部节能省地型新技术,并在全国各地得到广泛的推广应用。本文重点介绍了现浇混凝土空心楼盖技术经济优势及成孔材料的发展现状,供开发单位、设计人员等参考、选用。
关键词: 空心管,箱体,阻燃,地下室,经济性,覆土
Abstract: the cast-in-situ concrete hollow floor because of the hollow or fills in the cause of the heat preservation material, so relative to common solid sheet has the insulation, energy saving, sound insulation, and many other advantages, especially cast-in-situ hollow floor also has to save, save, save the cost of the reinforced land and improve the use function of building etc, and therefore cast-in-situ concrete hollow floor technology has been listed as the ministry of construction achievements in science and technology, key popularized project of the ministry of construction and energy saving and ground-saving new technology, and all around the country widely application.This paper introduces the cast-in-situ concrete hollow floor technology economic advantage and into the hole material development present situation, for the development units, design, selection of reference personnel, etc.Keywords: hollow tube, cabinet, flame retardant, the basement, economy, turns the soil
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号: 产品发展概况
现浇混凝土空心楼盖早在上世纪六十年代就在日本等少数国家有所应用,但是没有得到进一步的推广应用。九十年代随着我国出台相关规定,预制空心板因整体抗震性能差,板缝间易出现裂缝等缺点而退出建筑领域,特别是在经济发达地区明文禁止使用。但是预制空心板又具有节约造价的优点,因此国内就开始研究现浇混凝土空心楼盖,并成功地在一些工程中得以应用。最早的空心楼盖材料是五花八门,有玻璃纤维增强水泥永久性管状芯模、塑料空心管等,后经过市场的多年优胜劣汰,最终在本世纪初,水泥复合空心管占据了90%以上的市场份额,但是由于空心管空心率相对较小,因此在空心管技术的基础上又研制出空心率更大,经济性更好的水泥箱体,水泥箱体在现阶段也得到了一定的推广应用。
无论水泥空心管还是水泥箱体,它们都是用水泥、玻璃纤维布等材料制作而成的空心建筑材料,其在运输、安装施工时,难免出现破损现象,且该类产品自重较重,增加了各个环节的工作强度及施工难度。为了克服上述空心材料的缺点,1
目前市场上开始逐渐使用BDF无机阻燃型复合箱体,该种材料内部为阻燃型聚苯板,外覆玻璃纤维布、硫铝酸盐水泥等无机材料形成硬质薄壳层,因此无机阻燃型复合箱体重量更轻,且无破损之忧,目前因其具有较大的优势,得以迅速大规模推广应用,为目前现浇混凝土空心楼盖成孔材料的首选。2 空心楼盖成孔材料主要产品种类
目前市场上现浇空心楼盖内模产品种类繁多,从主材质上分有水泥、石膏、塑料、泡沫等;从形状上分有圆柱体、长方体、多面体等;从产品实体状态来分可以分为空心、实心、复合等。目前市场上常用的有空心筒芯、空心箱体、无机阻燃型复合箱体3种常用产品。
2.1玻璃纤维增强水泥永久性管状芯模(俗称水泥空心管)
空心管的外径及长度由设计确定,常用的外径D(mm)有100~400mm;标准长度L(mm)为1000、1200,非标准长度可以定尺生产。空心管的外形如图2-1所示。
图2-1 空心管示意图
2.2玻璃纤维增强水泥永久性箱体芯模(简称水泥箱体)
箱体的长度、宽度、高度由设计确定,为了便于生产,通常长度与宽度相同,常用的长度×宽度为:500×500、600×600、800×800,常用的高度为: 150~400mm。箱体的外形如图1-2所示。
图2-2 箱体示意图
2.3无机阻燃型复合箱体
箱体的长度、宽度、高度由设计确定,为了便于生产,通常长度与宽度相同,常用的长度×宽度为:500×500、600×600、800×800,常用的高度为:100~400mm。箱体的外形如图1-3所示。
图2-3 箱体示意图 生产工艺 3.1水泥空心管
水泥空心管生产目前大多采用离心式机械成型,首先采用铁质材料依据空心管的大小型号、长度制作好模具(模具大多为1m长),生产时先将模具扣紧,并在模具内放入玻璃纤维网格布,然后将模具安装在离心机上,自动搅拌好的水泥浆(或水泥砂浆等)随着离心机的高速旋转,均匀地喷涂在模具内(一般过程只需持续几秒钟),水泥浆喷涂完毕,抽出模具并在两端封堵上预先做好的同材质堵头,待水泥浆终凝后拆开模具,浇水养护,15℃以上的天气7天即可使用,0℃~15℃需养护15天,0℃以下不宜制作产品。3.2水泥箱体生产工艺
水泥箱体的生产也要使用模具,生产时将方箱形模具事先组装完成,然后在方箱内铺上玻璃纤维网格布,并倒入水www.xiexiebang.com泥浆(水泥浆应较稠),然后将水泥浆均匀地摊铺在模具底部和四周侧壁,待水泥浆有一定强度后封上上部盖板,而后脱模、养护。其养护期较水泥空心管要长一周左右。3.3无机阻燃型复合箱体
无机阻燃型复合箱体的生产无需模具,首先要采购或生产轻质内芯(内芯可为石膏、泡沫混凝土等轻质材料),并依据图纸形状通过切割机切割成型,制作时将加工好的轻质内芯放在操作台上,将裁剪好的玻璃纤维布包裹在轻质内芯的四周,然后将调好的水泥浆均匀地涂抹在其四周(涂抹厚度2~3mm),而后进行
养护,养护期基本与水泥空心管相同。4 各种产品主要技术性能特点 4.1水泥空心管的技术特点
1.能实现机械化生产,价格较低;2.安装方便,容易控制上浮,混凝土浇捣易密实;3.运输及现场施工安装时存在自重较重、施工困难及难免出现破损的缺点。
4.2水泥空心箱体的技术特点
1.空心率比水泥空心管大,可以节约更多的混凝土、钢筋等材料;2.节约造价更加明显;3.自重较大,装卸、搬运、吊装极其不便,且楼板下表面混凝土浇筑不易密实,运输及施工时易破损。4.3无机阻燃型复合箱体的技术特点
1.环保、轻质;2.空心率大、配筋省,经济性较好;3.重量轻、易施工、安装劳动强度低;4.阻燃、无毒;5.无机复合层刚度大,不易变形;6.抗压、抗裂强度高。现浇空心楼盖技术经济优势
5.1 在公共建筑中的应用(如商场、图书馆、医院、办公楼、物流仓库等)
改变传统设计理念,可将传统楼盖设计成空心大板或无梁楼盖,在多层商场中,可显著节约楼盖层高;在办公楼、图书馆中,可自由分隔空间;在规划限高的领域,如设计成无梁空心楼盖,每层节约净高300mm以上,每十层可多造一层,综合经济效益巨大。
与预应力技术相结合,使柱网增大变为现实(如:从9m*9m到20m*20m)。在公共建筑中适当拉大柱网,可显著改变使用功能,尤其在商场、停车场中一根柱子可影响到四个平方米的使用面积。5.2 在民用建筑住宅中的应用
改变传统住宅设计理念,可将一户家庭设计成一块大板(如11m*11m,12m*12m),卫生间固定,与新型墙体材料结合可使房间大小和个数,由业主在不同时期,根据需要自由分隔,满足终身居住,使全寿命周期住宅楼变为现实。
5.3 在地下工程中的应用
在7~8m以上柱网,带覆土的普通地下室或人防地下室,以及主体结构下的多层地下室(负二层以下层数)可设计成无梁空心楼盖,可以节约楼盖造价:40~80元/m2;同时可节约地下室基坑支护费用、地下室土方开挖费用及地下室基础底板配筋费用。综合经济效益可以节约造价达150元/m2。5.4具有节能、隔音的功能
楼盖采用封闭空腔成孔技术,抑制了上下楼层声波传递,提高了楼盖的隔音效果,可解决长期困扰居民住宅楼楼板隔音问题。
空心楼板导热系数降低,显著改善保温隔热性能,提高节能效果,在大型公共建筑中效果尤为显著。5.5 具有较好的抗震性能
由于空心楼盖整体现浇一次成型,增加了建筑结构整体性,减少楼盖自重,同时楼面刚度大、变形小,故空心楼盖抗震性能好。5.6节省施工工期
采用无梁空心大板,省去了梁的钢筋绑扎和梁的模板施工,方便了空心大板的钢筋铺放和模板支撑,同时节约了钢材、混凝土等材料,尽管增加了空心管铺设工序,无梁空心楼盖施工工期仍可节约1/4。
第四篇:关于住宅工程现浇混凝土楼板裂缝通病防治技术措施1
关于住宅工程现浇混凝土楼板裂缝通病
防治技术措施
为了加大质量通病防治力度,进一步提高工程质量,针对目前我公司施工的实际情况,特制订如下现浇混凝土楼板裂缝通病防治技术措施:
1、严格控制钢筋保护层厚度,保护层垫块的强度应达到要求。垫块间距不大于1米。钢筋绑扎成型后采取措施防止变形。
2、浇筑混凝土时采取措施保证混凝土板厚及混凝土表面平整度,混凝土要浇筑密实,不得随意留置施工缝,振捣混凝土应避免过振。
3、浇筑时对商品混凝土的塌落度进行测量,并做好记录。对塌落度进行现场控制。
4、楼板内敷设的电线管尽量避免交叉,严禁三层及三层以上线管交错叠放。
5、混凝土浇筑后用塑料薄膜覆盖严密,其敞露的全部表面覆盖严密。对混凝土的浇水养护不得少于7天,每日浇水不少于3次。
6、混凝土浇筑后其强度在达到1.2MPa前不得在其上踩踏及上料施工。混凝土达到1.2MPa的判断标准为:人站在混凝土上不下陷。
7、混凝土达到终凝前严禁直接冲击混凝土表面,如需施工采取如下措施:
(1)在混凝土表面堆放材料(砖、钢筋、模板)时,在材料下铺设脚手板,以增大受力面积。
(2)材料堆放尽量靠近板的边缘,所有材料严禁堆放在板的正中间。
(3)模板、砖的堆放高度不得超过50厘米。
8、在混凝土强度达到规范要求的拆模强度后(以同条件试块的试压强度为准)方可拆除,严禁过早拆模。模板采用木模板减小拆模时对混凝土板造成冲击。
技术质量部 2011年6月21日
第五篇:钢管混凝土在抗震工程中的应用论文
钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。下面是小编收集整理的钢管混凝土在抗震工程中的应用论文,希望对您有所帮助!
摘要:简要介绍了钢管混凝土的特点和发展史,针对前人已研究的成果,综述了不同截面、不同空心率、不同结构下的钢管混凝土构件的抗震性能,为钢管混凝土在实际抗震工程中的运用提供了参考建议。
关键词:钢管混凝土;抗震性能;耗能能力
0 引 言
钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土。随着高层、超高大跨度建筑的需要,钢管混凝土结构凭着承载力高、造价低、施工方便、抗震性好等优越的条件被广泛应用,很多研究者做了很多关于钢管混凝土的抗震性能分析和研究,取得了很大的成果,并在抗震工程中得到广泛应用。钢管混凝土的特点
钢管在纵向轴心压力作用下,属于异号应力场,其纵向抗压强度将下降,小于单向受压时的屈服应力,同时钢管是薄钢管,单向受压时,承载力受管壁局部缺陷的影响很大,远远低于理论临界应力计算值;对于混凝土,强度低,截面大,随着混凝土强度增大脆性增加,而混凝土抗拉性比较差[1]。
钢管混凝土是新型结构[2],正好弥补了两者的缺点,在钢管混凝土构件在纵向轴心压力作用下,由于混凝土的密贴,保证了钢管不会发生屈曲,可以使这算应力达到钢材的屈服强度[3],使钢材的强度承载力得以充分发挥;对于混凝土,混凝土不仅受到纵向压力,还有受到钢管的紧箍力,使混凝土三向受压,使混凝土纵向抗压强度提高,弹性模量也得到提高,塑性增加。
钢管和混凝土的共同作用下,使得钢管混凝土构件有以下特点:
(1)构件承载力大大提高。1976年哈尔滨锅炉厂做了一次简单的对比试验,得到钢管混凝土柱轴心受压下承载力是空钢管和管内径素混凝土柱之和的173%。
(2)良好的塑性和韧性。这种新结构在承受冲击荷载和振动荷载时,有很大的韧性,所以抗震性能比较好。
(3)造价低, 从很多实际工程可以看到,钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土柱相比,节约混凝土50%以上,结构自重减轻50%左右,钢材用量相等或略高,不需要模板。与钢结构相比,可减少钢材50%左右。
(4)施工简单,可以缩短工期。钢管混凝土结构的发展史
钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。
在19世纪60年代前后,钢管混凝土结构在苏联、北美、西欧和日本等发达国家得到重视,并开展了大量的试验研究,但是施工工艺得不到解决。
在19世纪80年代后期,由于先进的泵灌混凝土工艺的发展,解决了施工工艺的问题。如1879年英国的Severn铁路桥的建造采用钢管桥墩,在管内灌了混凝土防止内部锈蚀并承受压力。
1923年,日本关西大地震后,人们发现钢管混凝土结构在这次地震中的破坏并不明显,所以在以后的建筑,尤其是多高层建筑中大量应用了钢管混凝土。1995年阪神地震后,钢管混凝土更显示了其优越的抗震性能。
钢管混凝土在我国的发展:20世纪60年代中期,钢管混凝土引入我国。1966年北京地铁车站工程中应用了钢管混凝土柱。在70年代厂房和重型构架也应用了钢管混凝土柱;80年代后,我国开展了科学试验研究,得到了结构的计算理论和设计方法[4]。
现阶段我国对钢管混凝土性能的研究:圆形、多边形和方形、实心与空心、轴心受压与偏心受压构件的强度和稳定;压弯扭剪复杂应力状态下构件的强度和稳定;抗震性能与抗火性能以及施工时初应力的影响等。而且取得了很大的科研成果。综述前人已研究的钢管混凝土抗震性能
3.1钢管混凝土构件根据截面形状可以分为方形、矩形、多边形及圆形截面钢管混凝土构件。
国外Shinji 和 Yamazaki 等[5]对受变化的轴力和往复水平荷载作用下的方钢管混凝土柱的受力性能和位移进行研究;Amit[6]做了高强方钢管混凝土柱抗震性能的试验研究,分别分析了高强混凝土和高强混凝土对构件滞回性能的影响;Kang 和 Moon[7]考察了方钢管混凝土柱恒轴力在低周反复荷载和单调荷载作用下构件的承载能力和耗能能力,得到方钢管高强混凝土柱滞回曲线饱满,即使在高轴压比的情况下,都没有明显的捏缩现象;试件有较好的耗能能力,位移延性系数均大于 3[8]。方钢管高强混凝土柱与普通方钢管混凝土柱[8]相比,有较高的弹性刚度和极限荷载;与高强混凝土柱[10]相比,有良好的耗能能力和更小的强度退化;与纯钢柱比,有良好的抗失稳能力。
苏献祥的矩形钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能研究中得到矩形钢管混凝土柱承载力高,变形能力强,有较稳定的后期承载力,延性系数在6.89~11.53[11]之间,满足延性柱的抗震要求,矩形钢管混凝土柱的滞回曲线饱满,没有明显的“捏缩”现象,耗能能力强,具有良好的抗震性能。
随着边数越多,钢管混凝土构建的组合性能越好,产生的紧箍力增大,承载力增大,塑性增强,承载力是抗震重要指标之一,因此圆形钢管混凝土具有较好的抗震性能。
矩形钢管混凝土柱与梁节点构造简单、连接方便,还能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点,最重要的是矩形截面存在刚度的强轴和弱轴,它可以按要求提高强轴方向的刚度,而弱轴方向刚度基本不变,从而提高截面整体效果;但是矩形各边不相等所以受到的紧箍力不同,不如方形截面受紧箍力相等。圆钢管混凝土构件的钢管对核心混凝上起到了有效的约束,使混凝土的强度得到了提高,塑性和韧性大为改善。截面选择时应该根据实际情况抓住主要的矛盾。
3.2钢管混凝土在房建中用于框架结构、框架剪力墙、剪力墙及筒体结构中。
Kim和 Bradford[12-13]指出钢筋混凝土框架结构抗侧刚度较小,为了使结构既具有较高的抗侧刚度,又有较好的耗能性能和承载力。有钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究[14]得出此实验的P一△滞回曲线均呈现出饱满的棱形,充分表明钢管混凝土框架的耗能能力强和延性好。在破坏阶段,梁出现屈服甚至屈曲,得到钢管混凝土柱的抗倾刚度及塑性很好,整个结构的P一△曲线无下降段,具有较强的变形能力。
为减小高层建筑底部剪力墙的厚度,减缓箍筋的密集程度,提高剪力墙的抗震能力,可以采用钢管混凝土剪力墙结构,有试验[15]表明钢管混凝土剪力墙试件的开裂荷载、名义屈服荷载和弹塑性变形能力都大于相同参数的钢筋混凝土剪力墙试件,而且约束边缘构件为端柱的钢管混凝土剪力墙,其变形能力大于约束边缘构件为暗柱的矩形截面钢管混凝土剪力墙。
钢管混凝土减震框架结构在地震中消耗的地震能量相对较小,而钢管混凝土减震框架结构(三重钢管防屈曲支撑)具有与钢管混凝土框架剪力墙结构相当的承载力,并在变形能力延性和耗能能力等方面均有明显的提高,对刚度退化和强度退化也有明显的缓解,具有更合理的受力性能和破坏机制,新型三重钢管防屈曲支撑起到良好的耗能减震作用,有效地改善钢管混凝土框架的抗震性能[16]。
基于性能的钢管混凝土空间筒体结构试验[17]中得出此结构在Y向罕遇地震作用下,单侧支撑屈服,表明对于Y轴不对称的布置,对结构扭转影响显著;结构在X向罕遇地震作用下,个别重要构件钢管混凝土柱进入边缘屈服状态,少数支撑和钢梁边缘屈服,Y向罕遇地震作用下,偏心扭转相对较小,几乎不进入屈服状态,2个方向的层间位移角均小于1/50的要求,但是结构抗震能力完全达到了性能目标D的水准,接近c的水准[18],得出钢管混凝土空间结构在X向罕遇地震下注意重要构件的强度和延性要求,在Y向罕遇地震作用下注意结构布置对称,避免偏心对结构的扭转作用,只要布置合理抗震性能还是比较强的。
为了改善钢管混凝土框架结构的受力性能,通常在钢管混凝土框架中设置支撑[19-20]来提高结构的抗侧刚度,但是在大震作用下,支撑有可能会出现失稳,可以通设置剪力墙来提高抗侧刚度,但剪力墙与钢管混凝土框架的协同工作以及大震作用下钢管混凝土框架能否成为第二道防线这些都有待研究。
3.3 钢管混凝土可以根据钢管内是否充满混凝土分为实心钢管混凝土与空心钢管混凝土。
实心钢管混凝土结构会使结构自重加大,地震作用下影响效应加大,但是要根据具体工程实际的截面尺寸和承载力来决定是否采用实心钢管混凝土。
诺丁汉特伦特大学的 Y.L.Song 等进行了一组纯空心混凝土短柱与空心钢管混凝土短柱的轴压试验,试验结果表明纯空心混凝土短柱的破坏表现为非常明显的脆性破坏,而空心钢管混凝土短柱则表现出了较好的延性,其承载力几乎比纯空心混凝土短柱提高了50%[21-22]。
K.A.S.Susantha、Hanbin Ge 等人分析了作用在圆形、八边形和方形钢管混凝土柱内填混凝土上的侧压力,指出平均侧压力极值与柱的材料和几何特性有关,研究了各种截面形状的钢管混凝土柱的后期工作性能,对于混凝土强度和后期工作性能,试验结果与计算结果都吻合良好[23]。
方形空心钢管混凝土不适合应用于需要抗震设防的建筑结构中;而圆形截面的空心钢管混凝土,对于不同空心率的构件,控制适当轴压比的限制,能够满足《实、空心钢管混凝土结构设计规程(CECS 254-2011)》中要求的结构分析参数限值。为了满足抗震的要求,规程中关于空心钢管混凝土柱设计轴压比限值给了太大,应当作适当的修正,建议空心钢管混凝土设计轴压比大些,可通过计算满足,此时构件具有较好的抗震性能;轴压比、空心率及截面形式都是影响空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的重要参数。其影响为:轴压比越大,滞回环小而且扁瘦,耗能能力越差,强度退化越剧烈,刚度退化越快,对构件初始刚度影响不大,水平极限承载力有先增大后减小趋势,延性减小;空心率越大,滞回环小且扁瘦,耗能能力越差,强度退化剧烈,刚度退化快,构件初始刚度减小,水平极限承载力下降,延性越差;相比于等效面积相同的方形截面构件,由于圆形截面空心钢管混凝土中的钢管和混凝土的组合性能比较强,在压弯作用下,耗能能力更强,强度退化和刚度退化不明显,初始刚度和水平极限承载力增大,且延性较好。
3.4 新型钢管混凝土抗震性能
蔡克铨和林敏郎进行了圆中空夹层钢管混凝土柱抗震性能的试验研究[24],表明径厚比为150和75的圆中空夹层钢管混凝土柱的峰值应变约为无约束混凝土的1.6~2.3倍,这说明混凝土受到了很大的约束,混凝土三向受压使混凝土延性增加,使得破坏过程减缓。中空夹层钢管混凝土柱的复合弹性模量为实心钢管混凝土柱的1.5倍以上,这说明中空夹层钢管混凝土有较高的复合弹性模量,有较高的轴向刚度。还有即使设计的中空夹层钢管混凝土柱的轴向强度低于实心钢管混凝土柱,但是抗弯能力却比实心钢管混凝土强。
在钢筋混凝土柱的截面中部设置圆钢管的柱,或由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土组合而成的柱,称为钢管混凝土组合柱,简称组合柱;若钢管内外混凝土不同期浇筑,则称为钢管混凝土叠合柱,简称叠合柱。钱稼茹、康洪震开展了对钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究,其试验得到试件的滞回曲线饱满,位移延性系数都大于4,极限位移角都大于1/40,耗能能力和极限位移角大于参数相近的高强混凝土柱[25]。可以根据地区抗震等级选择是否采用这种组合柱,使其满足抗震要求,同时减少资源的浪费。结束语
钢管混凝土结构与相同参数下钢筋混凝土柱相比有较好的承载力和塑性,因此具有较好的抗震性能。在选择钢管混凝土的截面形式时要根据结构的需要,若设计部位其中一个方向轴向刚度较大,而地区地震作用不大可以选择矩形截面;若地震作用较大时,各方向轴向刚度相差不大的情况下,可以选择圆钢管混凝土。对于空心率下抗震性能要根据计算,然后选择反复荷载下承载力高和钢管与混凝土组合性能比较好的空心率。充分利用已研究的钢管混凝土抗震性能设计方法,计算和验算新型钢管混凝土构件是否可以既节省造价又安全可靠。
参考文献:
[1] 钟善桐.钢管混凝土统一理论研究与应用[M].北京:清华大学出版社,2006.08:3.[2] Mohammad S, Saadeghvaziri M A.State of the concrete-filled tubular columns.ACI Journal, 1997,94(5).[3] 钟善桐.钢管混凝土结构[M].黑龙江:黑龙江科学技术出版社,1995.12:11.[4] 中国工程建设标准化协会标准CECSl60:2004.建筑工程抗震性态设计通则[S].北京:中国计划出版社,2004.[5] Shinji Yamazaki, Susumu Minami.Experimental study inelastic behavior of steel beam-columns subject to varying force and cyclic lateral load [J].Journal of
Structural Construction, 2002, 519: 95―102.[6] Amit H, Varma J M Richard.Seismic behavior and design of high-strength square concrete-filled steel tube beam columns [J].Journal of Structural Engineering(ASCE),2004, 13(2): 169―179.[7] Kang C H, Moon T S.Behavior of concrete-filled steel tubular beam-column under combined axial and lateral forces [C].Proceedings of the Fifth Pacific Structural
Steel Conference, Seoul, Korea, 1998: 961―966.[8] 李斌,马恺泽,刘惠东.方钢管高强混凝土柱抗震试验研究[J].工程力学, 2009,26(增刊).[9] 吕西林, 陆伟东.反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究[J].建筑结构学报, 2000, 21(2): 2―10.[10] 谢涛, 陈肇元.高强混凝土柱抗震性能的试验研究[J].建筑结构,1998, 19(12): 1~8.[11] 苏献祥.矩形钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能研究[D].西安科技大学,2009.[12] 李斌,薛刚,张园.钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究[J].地震工程与工程振动,2002.22(5).[13] 钱稼茹,江枣,纪晓东.高轴压比钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2010,7.31.[14] 任凤鸣,周云,林绍明等.钢管混凝土减震框架与钢管混凝土框架—剪力墙结构的对比试验研究[J].土木工程学报,2012.45(4).[15] Kim Y J, Kim M H, Jung I Y, et al.Experimental investigation of the cyclic behavior of nodes in structures[J].Engineering Structures,2011,33(7):2134~2144.[16] Bradford M A, Pi Y L, Qu W L.Time-dependent in-plane behavior and buckling of concrete-filled steel tubular arches[J].Engineering Structures, 2011,33(5):1781~1795.[17] 薛强,郝际平,王迎春.基于性能的钢管混凝土空间筒体结构抗震设计[J].世界地震工程,2011,27(4).[18] 徐培福,傅学怡,王翠坤等.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑出版社,2005.
[19] Astanch-Ash A, Zhao Q H.Cyclic behavior of steel shear wall systems//Proceedings of 2002 Annual Stability Conference[C].Structural Stability Research Council.2002.[20] Liao F Y.Han L H.Tao Z.Seismic behavior of circular CFST columns and RC shear wall mixed structures experiments.Journal of Constructional Steel Research.2009.65(8):1582~1596.[21] Song.Y.L.Chen.J.F.Structural Behavior of short Steel.Concrete Composite Spun Tubular Columns[J].Magazine of Concrete Research,2000,52(6):41 1.418.
[22] Y.L.Song, J.F.Chen.Structural behavior of short steel-concrete composite spun tubular columns[J].Magazine of Concrete Research.2000,52(6)
[23] K.A.S.Susantha, Tsutomu Usami.Uniaxial stress-strain relationship of concrete.2002.[24] 卢德辉.圆、方形空心钢管混凝土柱抗震性能及设计方法研究[D].2012.[25] 钱稼茹,康洪震.钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2009.30(4).