第一篇:多层框架结构优化设计论文
1结构薄弱层判定问题
笔者认为结构薄弱层主要是指在地震作用下,某些结构部位达到屈服强度并出现弹塑性位移,而这些结构部位承载力是为了满足在地震条件下承载力要求,通常情况下,7度以上地区才可能存在结构薄弱层,鉴于6度设防的房屋建筑,其地震作用往往不属于结构设计的控制作用。
1.1薄弱层判定要点
笔者认为薄弱层判定方式主要包括判定指定、个人计算以及强制认定等,设计人员结合《建筑抗震设计规范》要求,在PKPM软件中可指定某层为薄弱层,在软件计算过程中如抗侧移刚度小于上一层抗侧移刚度的70%、低于三个楼层侧向平均刚度的80%以及楼层承载力发生突变,便可认定该层为薄弱层,如结构布置转换层,其抗侧力竖向构件不能连续传力,对此设计人员可直接认定转换层为结构薄弱层。
1.2薄弱层结构优化设计
上文笔者己阐述薄弱层对建筑抗震较为不利,设计过程中应尽可能避免结构出现薄弱层。消除薄弱层有效方法为提高楼层抗侧移刚度,主要是扩大柱、梁截面尺寸。在条件允许的情况下,可通过调整结构层高、减少主体结构埋深。如无法消除薄弱层情况,在结构模型计算时务必根据规范要求釆取有效措施。笔者认为除了按照《建筑抗震设计规范》的要求,需要放大薄弱层的地震剪力,还要验算主体结构的塑性变形,一旦不满足规范要求,应当调整结构布置情况。
2楼板开洞计算要点
在框架结构中,设计人员对楼板开洞情况较为常见。如建筑开洞面积过大,超过楼层建筑面积30%,其建筑平面属于不规则,设计人员在计算过程中需要优化处理。对PKPM结构软件来讲,SATWE、TAT模块主要通过以下方式进行处理:SATWE模块主要把所有楼板设置为弹性板,计算楼板平面内刚度接近真实值,但是楼板平面外刚度与真实值存在差距;而TAT模块则是把无楼板节点设置弹性,这就反应该节点刚性楼板假定受到限制,其平动自由度对应节点梁则是柱交点。笔者认为假设某楼层开洞面积超过楼层面积的30%时,可把主体结构所有楼板设置为弹性,这与实际值较为接近。
3框架梁柱偏心要点
根据建筑专业需求,某些建筑外墙与柱边保持平齐,这就需要在框架梁布置挑耳或框梁面与框架柱偏心。有的设计人员对于上述两种方法产生疑惑,不知选哪种更好。如框架梁布置挑耳,不仅确保框架柱与框架梁保持中心对齐,而且对梁、柱整体受力发挥起有利作用。然而,框架梁布置挑耳会造成构造柱上、下部纵筋不容易锚固。
4选用正确的计算参数
4.1折减梁扭
在框架结构设计过程中,如框架梁没有布置约束性构件,扭矩无须折减。一旦梁两端均布置楼板,则需要折减梁的扭矩,其折减系数通常控制在0.3 ̄0.5。对于普通工程,其梁配筋应当重复计算,需要折减框架梁的扭矩,并计算梁两端配筋。其次,设计人员需要不折减框架梁的扭矩,可计算出一端有楼板或两端无楼板的框梁配筋,其计算结果较为接近真实值,设计人员需要重视折减梁扭矩的内容。
4.2调整梁弯矩系数
在主体结构计算过程中,笔者认为在竖向荷载条件下,框架梁配筋率过大,则会形成超静定结构,不利于现场施工。除此以外,梁端负弯矩因框架梁还没达到承载要求情况下,必然造成对应框架梁塑性内力重分布。所以设计人员在竖向荷载条件下调整框架梁的负弯矩,在平衡条件作用下还应调整梁跨中弯矩。需要注意的是,设计人员应在框架梁的不利活荷载作用下考虑梁支座处负弯矩的控制,调整合理的框梁弯矩放大系数,避免因结构设计保守而造成建筑材料的大量浪费。
5结束语
总而言之,本文结合笔者对多层框架结构的设计认识,阐述了框架结构体系优化的设计要点。然而,在建筑工程设计中存在更多问题,对于多层框架结构体系,设计人员应考虑结构方案的可行性,设计人员需要采取有效措施进行妥善处理,并通过细致计算、分析,方可应用实际建筑工程中。
第二篇:论文框架结构
论文框架结构引言(研究的背景和意义,大约2000字,一页半到两页纸)
1.1 行业实践背景
1.2 研究现状总结
1.3 论文的研究内容及框架结构文献综述(将开题报告中对应的部分按照下面的结构重新整理即可,4000字左右,三到四页)
2.1 所研究问题定义及重要性方面的论文综述
2.2 所研究问题研究方法方面的论文综述方法论详细介绍(论文所用理论方法的内容,两到三页,4000字左右)4 实证研究(结合具体的问题和企业实际,对理论进行应用,验证该理论方法的实际效果,并结合具体对象完善此类问题的解决方法,三到五页,4000-6000字左右)
4.1 企业现状
4.2 企业面临的物流问题分析
4.3 理论方法应用
4.4 应用后的效果及原因分析总结与展望(一页,500-1000字)
5.1 论文内容总结
5.2 研究展望
第三篇:答辩准备问题(土木工程毕业设计--多层框架结构)(范文)
一.保证结构延(塑)性破坏,防止脆性破坏原则要牢记,具体问题见下(1)为什么要控制柱子轴压比,轴压比的N是如何取值的?
答:控制轴压比的目的是为了防止柱子小偏心受压而发生脆性破坏。
计算轴压比时的N是竖向荷载与地震组合得到的轴力。轴压比太大,结构延性差,容易脆性破坏,轴压比不满足的时候,要加大柱截面,或者提高混凝土等级。轴压比本质上是混凝土受压强度发挥的程度。
(2)结构设计中的“强”“弱”原则,以及实现手段
答:强柱弱梁。目的是为了防止建筑物破坏的时候坍塌,尤其是在地震作用的时候,希望梁端的塑性绞吸收大部分能量,从而保护建筑不至于坍塌。它是指在节点初柱端弯矩之和比梁端弯矩之和大,具体体现在钢筋配筋上。实现手段:1.梁端弯矩调幅,2.根据抗震等级不同,将柱端弯矩增大10%左右。3.梁的受压区高度小于0.35Ho
强剪弱弯。目的是尽量保证在发生弯曲破坏之前不发生剪切破坏,而前者是延(塑)性破坏。实现手段:节点加密箍。
强墙弱连梁。(剪力墙结构中的说法,意思是说,剪力墙要墙,剪力墙之间的连梁弱),参考墙柱弱梁原则,希望连梁吸收地震能量,从而保护建筑不至于坍塌。
强节点,强锚固。抗震结构要求构件之间右更长的锚固长度。(3)超筋、适筋和少筋梁破坏的特征(为什么要控制配筋率)
答:超筋和少筋都是脆性破坏,适筋是延(塑)性破坏。超筋破坏是受拉钢筋还没有屈服时,受压区混凝土已经被压碎,崩裂,在破坏之前梁没有明显的挠度和裂缝,因此没有预兆,破坏呈脆性;少筋破坏是受拉钢筋过少,使得受拉区域混凝土一旦开裂,钢筋就很快屈服,甚至被拉断,使梁丧失承载能力,也表现为脆性破坏。
(4)梁斜截面的破坏形式有哪些?
答:a.斜压破坏,多发生在剪跨比较小,或者腹筋配置过多的时候,多发生在剪力大,弯矩小的区段内,危险性大。类似于弯曲破坏中的超筋破坏。
b.斜拉破坏,多发生在剪跨比较大,无腹筋或者腹筋配置过少的时候,危险性大。类似于弯曲破坏中的少筋破坏。
c.剪压破坏,发生在腹筋配置适合的时候,无腹筋梁剪跨比合适时候也可能发生剪压破坏,弯矩小的区段内。类似于弯曲破坏中的适筋破坏。
三种破坏形式都是脆性破坏,但是我们希望的破坏形式是剪压破坏(通俗的说,这种破坏形式是最接近于塑性破坏的)。一般通过剪跨比和配置腹筋来控制。
(5)工程中遇到短柱怎么处理?是什么原理?
答:设计中要尽量避免出现短柱,短柱易出现受剪破坏,表现为脆性,如果出现短柱则要箍筋要全长加密。
(6)为什么在框架结构设计中要求受压区高度不得大于0.35Ho? 答:超过后受压区高度太大,难以出现塑性绞,不符合塑性设计要求。
二.关于抗震方面的问题见下
(1)为什么在设计的时候要考虑一个地震力调整系数?(梁端调幅)
答:a.地震是突发的作用,时间短,变化快。将这种动力作用转换为等效静力作用进行设计时,构件在地震中实际承载力比按照静力进行设计时承载力要高,为了反映承载力的这一差异,抗震设计中引入了调整系数。
b.地震中允许结构出现塑性绞,吸收地震能量,但是承载力不降低。
c.构件类别不同,调整系数也不同,比如梁是0.75、柱一般为0.8、受剪节点为0.85。调整系数的差异,也体现了强柱弱梁,节点最强原则。
(2)为什么抗弯的时候那个系数为0.75,抗剪力的时候为0.85? 答:强剪弱弯原则。
(3)为什么抗震设计中要先算水平作用,再算竖向荷载?
答:要先验算水平位移,满足后继续算竖向,如果水平位移不满足的话,要调整结构布置了,那如果你先计算的竖向力就白费了。
(4)抗震设防原则,和三水准,两阶段设计。
答:抗震设防要计算地震作用,还要考虑构造措施;6度以下不验算地震作用;
3个水准:小震不坏,中震可修,大震不倒。
两个阶段是指:a.设计阶段,包括计算截面,配筋;b.验算阶段。
设计时我们采用的标准是所谓的“中震”例如在7度区设计时候,计算选用的参数是5.5~6度的参数,如果用7度的参数,相当与验算的是474年一遇的地震,如果用超过7度(大震)的参数,相当于验算1600~2500年一遇的地震。
抗震等级要求是根据结构类型,烈度和建筑物高度确定的。在设计中一般的丙类建筑采用基本烈度计算。
(5)影响地震作用的几个因素是什么?
答:a.结构本身自重(影响地震惯性力)b.地震烈度c.结构刚度,自振周期 d.场地条件
(6)抗震构造措施有哪些?
答:节点加强,受压区高度,要设置梁面钢筋。(7)一般为什么不考虑竖向地震作用?
答:把结构简单看作一个悬臂构件,竖向地震作用相当于一个轴向力的作用,对于普通结构,地震产生的惯性力很少会达到拉压极限,而水平地震作用相当于一个很大剪力,在建筑底部产生一个很大的弯矩,不可忽视。
(8)什么情况下我们要考虑竖向地震作用?
答:新规范规定,长悬臂和其它大跨度结构以及8度以上设防时应当考虑竖向地震作用,竖向地震作用标准值,8度、8.5度和9度时分别取重力荷载代表值的10%、15%和20%:新高规规定,带转换层的高层建筑结构,8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。
(9)什么条件下用底部剪力法计算地震作用?
答:40米以下、以剪切变形为主、刚度变化均匀的建筑可以用底部剪力法计算地震作用。三.其他方面的问题见下
(1)塑性铰出现在什么位置?简支梁呢? 答:塑性铰出现在受力最不利的位置,简支梁出现在弯矩最大的地方。
由于地震作用的随机性、结构本身的随机性,实际工程中塑性铰的出现位置带有一定的随机性。但在理论上塑性铰的出现位置应该是”实际受力情况/理论承载能力“最大的地方,也就是受力最不利的地方。塑性铰外移法就是所谓的“狗骨式”节点,也就是故意让某部分(甲)削弱或加强另一部分(乙),使甲部分受力不利,使其出现塑性铰。具体可参见《结构工程》杂志等资料。
a.就是能承受一定弯矩而且还有一定的转动能力的部分。
b.塑性铰不是一个点,而是有一段长度。
c.塑性铰的出现是由于某部分达到屈服强度后刚度下降,导致力向刚度大的部分发生转移。
d.塑性铰部分由于刚度下降,但还能没达到极限强度,因此还能承受弯矩。
e.要保证塑性铰的出现,必须注意相应的构造,一保证该部分的延性。
(2)出现塑性铰是一种内力重分布还是应力重分布? 答:塑性铰的出现是内力重分布,应力重分布是在一个截面内,内力是在一个构件或者一个结构的。
(3)框架结构侧向变形主要是什么类型的? 剪切变形和弯曲型变形有和不同? 答:框架结构侧向变形主要是剪切变形,剪切变形是下部层间位移大,上部小,弯曲刚好相反,这个是现象,实质是剪切型是由梁柱弯曲产生的变形,弯曲型是由柱子轴向变形产生的。
(4)D值法和反弯点法的区别?D值法梁的反弯点在中间吗?
答:D值法考虑了柱所在楼层的位置,考虑上下柱和梁线刚度影响,还有上下楼层层高的变化。D值法梁的反弯点在中间,但是柱子的就不在中间。因为D值法同一层内各个柱转角一样。
(5)为什么底部剪力法要考虑顶层附加力?
答:考虑高阶震型的影响。
(6)设计图纸上使用的是C30混凝土现场只有 C25 怎么办?
答:加大截面,如果建筑上不能增加,则增大配筋,对于梁增大梁的受压区钢筋,即设置双筋截面梁。
(7)在什么情况下要设置双筋截面梁?
答:a.在设置成单筋截面时超筋,而建筑有不允许增大梁截面并且混凝土等级不宜再提高的情况下。
b.截面在不同荷载组合下产生弯矩变号,为了承受正负弯矩分别作用时候截面出现的拉应力时
c.有些梁由于构造要求在受压区有了钢筋,为了节省受拉钢筋,也可以采用双筋截面的计算方法。
(8)配筋率是用受拉钢筋算的,还是所有的受力筋?
答:受拉钢筋。
(9)组合中为什么不组合恒+活+风+地震?
答:高层结构在小于60m的时候 和地震组合不用考虑风,因为这个时候地震作用不是很大,同时考虑比较保守,这个高度范围内的房子,还是竖向荷载起控制作用。
(10)影响柱子截面选择的因素有哪些?
答:柱子的承载力,结构的侧移大小,柱子的轴压比。(11)关于箍筋的问题。
答:箍筋作用是约束砼,以增大塑性,没有抗震要求时,验算面积配筋率,有抗震要求的时候,还要验算体积配筋率。
(12)做完毕业设计候的要求:
答:要清楚你设计的结构侧移是不是满足要求,你配置的梁柱是否超筋,电算的自振周期,位移,和框架,板梁的配筋是否符合要求。
(13)悬臂梁支座锚固长度的计算方法:
答:通过梁的弯矩包络图找到弯矩为0点,得到一个la,然后再向后延伸一个la,得到最后的锚固长度。
(14)在框架梁跨中弯矩的计算中,如何确定跨中最大弯矩?
答:首先计算处剪力为0点的弯矩,还要计算处有集中力作用处的弯矩。
(15)如果有一个跨度5m的悬臂梁,该如何做?
答:这个长度的悬臂梁首先要变截面,悬挑端截面小于固定端,如果必要,可以施加预应力,以保证其安全。
(16)如果计算中发现有一根柱子剪力过大,超筋,那么单纯增大这条柱截面是否一定能够使之满足条件? 答:不一定,因为柱子的剪力是按照刚度分配的,而刚度是与bh3有关的,单纯增加b和h的话,可能会使截面刚度增加的更大,从而分担更多的剪力,更加不能满足要求,因此,单纯加大这根柱子有时无法达到要求。
(17)抗扭钢筋的设置
答:抗扭箍筋必须闭合,抗扭纵向钢筋必须对称布置。
四.基本概念(1)结构可靠度
答:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
(2)荷载的代表值(三种)
答:a.荷载标准值,是指结构在使用期间,在正常情况下,出现的最大荷载值。
b.荷载准永久值,是指在结构上经常作用的可变荷载(活载)值。活载准永久值表示形式是以活载的标准值乘以活载准永久值系数(小于1)得到。
c.荷载组合值,是指作用在结构上的可变荷载有两种或者两种以上时,考虑它们不可能同时以最大值出现,而引入荷载组合值的概念,活载组合值等于活载标准值乘以组合系数。
(3)荷载分项系数
答:为了使结构构件达到所要求的失效概率或相应的可靠指标,采用荷载分项系数,使荷载进一步增大,以此计算荷载效应。同时采用材料分项系数或者抗力分项系数,使材料强度进一步降低,即“设计强度”,以此计算结构抗力。
(4)剪力墙和柱的区别
答:柱的长宽比不大于4,当长宽比大于4的时候,就算剪力墙。
第四篇:多层及高层住宅框架结构每平方米主要材料的含量
多层住宅及高层框架结构 每平方米主要材料的含量
土建造价师必知的一些换算
1、多层砌体住宅: 钢筋:30KG/m2 砼:0.3~0.33m3/m2
2、多层框架: 钢筋:38~42KG/m2 砼:0.33~0.35m3/m2
3、小高层11~12层: 钢筋:50~52KG/m2 砼:0.35m3/m2
4、高层17~18层: 钢筋:54~60KG/m2 砼:0.36m3/m2
5、高层30层H=94米: 钢筋:65~75KG/m2 砼:0.42~0.47m3/m2
6、高层酒店式公寓28层H=90米: 钢筋:65~70KG/m2 砼:0.38~0.42m3/m2
7、别墅:混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11~12层之间; 以上数据按抗震7度区规则结构设计
二、普通多层住宅楼施工预算经济指标
1、室外门窗(不包括单元门、防盗门)面积占建筑面积0.20~0.24
2、模板面积占建筑面积2.2左右
3、室外抹灰面积占建筑面积0.4左右
4、室内抹灰面积占建筑面积3.8
三、施工功效
1、一个抹灰工一天抹灰在35平米
2、一个砖工一天砌红砖1000~1800块 0.13Y/块
3、一个砖工一天砌空心砖800~1000块
4、瓷砖15平米
5、刮大白第一遍300平米/天,第二遍180平米/天,第三遍压光90平米/天
四、基础数据
1、混凝土重量2500KG/m3
2、钢筋每延米重量0.00617×d×d
3、干砂子重量1500KG/m3,湿砂重量1700KG/m3
4、石子重量2200KG/m3
5、一立方米红砖525块左右(分墙厚)
6、一立方米空心砖175块左右
7、筛一方干净砂需1.3方普通砂
1、水泥:普通水泥比重为3:1,容重通常采用1300公斤/立方米。
2、建筑垃圾:1.5~1.8T/M3
1、天然花岗岩:2500-2800kg/m3
2、C35混凝土:2400-2500kg/ m3;24KN/ m3
3、水泥砂浆:1800-2000kg/ m3;20KN/ m3
4、一般贴面石材:1000kg/ m3以上
5、一般石砂垫层:1400-1700kg/ m3
6、粘土砖、灰砂砖:1600-1800 kg/ m3
7、粘土空心砖:1000-1400 kg/ m3
8、新型轻质砖:150-250 kg/ m3
9、普通粘土:1500-1800 kg/ m3(视含水量)
10、泥炭等腐质土:200-300 kg/ m3(视混合比
例)
11、陶粒或珍珠岩:20-30 kg/ m3 1吨等于多少升?
油的密度:0.81*1000千克/立方米,比水的密度小,所以能浮在水上在。理论上1立方米的水等于1吨,因为m=ρ*v(即质量等于密度乘以体积),所以1吨油的体积=1000立方米/0.81*1000千克/立方米=1.235千克=1235升,所以1吨油=1235升油
1吨沥青混凝土等于多少立方? 荷载规范写的沥青混凝土密度按2.4t/立方米;定额上写的是2.36;
碎石一个立方是多少吨?
碎石颗粒越小重量就越大;一般的堆积密度1.8吨/立方米左右.一方土等于多少吨位土。多少吨位要看是什么土,沙土2吨、粘土2.5吨、混凝土3吨左右。
一、普通住宅建筑混凝土用量和用钢量:
1、多层砌体住宅: 钢筋:30KG/m2 砼:0.3~0.33m3/m2
2、多层框架: 钢筋:38~42KG/m2 砼:0.33~0.35m3/m2
3、小高层11~12层: 钢筋:50~52KG/m2 砼:0.35m3/m2
4、高层17~18层:钢筋:54~60KG/m2 砼:0.36m3/m2
5、高层30层H=94米:钢筋:65~75KG/m2 砼:0.42~0.47m3/m2
6、高层酒店式公寓28层H=90米:
钢筋:65~70KG/m2 砼:0.38~0.42m3/m2
7、别墅:混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11~12层之间; 以上数据按抗震7度区规则结构设计
二、普通多层住宅楼施工预算经济指标
1、室外门窗(不包括单元门、防盗门)面积占建筑面积0.20~0.24
2、模版面积占建筑面积2.2左右
3、室外抹灰面积占建筑面积0.4左右
4、室内抹灰面积占建筑面积3.8
三、施工功效
1、一个抹灰工一天抹灰在35平米
2、一个砖工一天砌红砖1000~1800块
3、一个砖工一天砌空心砖800~1000块
4、瓷砖15平米
5、刮大白第一遍300平米/天,第二遍180平米/天,第三遍压光90平米/天
四、基础数据
1、混凝土重量2500KG/m3
2、钢筋每延米重量0.00617×d×d
3、干砂子重量1500KG/m3,湿砂重量1700KG/m3
4、石子重量2200KG/m3
5、一立方米红砖525块左右(分墙厚)240:5.34千块/m3;180:5.39千块/m3;120:5.52千块/m3;(包含损耗)。240:128块/m2; 180:98块/m2;120:66块/m2.6、一立方米空心砖175块左右
7、筛一方干净砂需1.3方普通砂
8、一个钢筋工一人每天可绑扎制作钢筋
200Kg
9、双排外脚手架(钢管)重量14Kg/m2 10、3~3.6m层高的普通钢管满堂脚手架重量33Kg/m2;或者7.56—9.31Kg/m3。
11、∮48*3.5钢管3.84Kg/m,∮48*3钢管3.33Kg/m(目前市场上常用此类型),每吨钢管需要配扣件210-220个,十字扣件占90%,万向、接头各占5%。
12、普通支模木方使用量和模板的关系,每平方模板配置木方0.023m3.
第五篇:某多层框架结构火灾损害事故分析和修复处理
某多层框架结构火灾损害事故分析和修复处理
摘要: 通过某工程实例的测试和 分析,研夯了多层框架结构火灾后的受损特性,并为火灾后钢筋混凝土结构修复加固设计提供了一个可行 方法。
关键词: 修复 加固 框架 结构 碳化 1我国第八个五年计划期间是改革开放以来的第二个建设高潮。在此期间,全 社会 固定资产投资总额61 637亿元,其中建筑安装工程总额为39 263亿元,占固定资产总额的63.7%。建成各类建设项目24万个,其中大中型项目845个,新建城乡住宅45亿时。城市的高层建筑、大型公用工程拔地而起,其数量之多,规模之大,外形之复杂,设计施工之新颖,标志着我国的施工技术水平和施工能力又登上了一个新台阶。我国已累计建成高层建筑超过 1.班时,国有 企业 每年竣工的建筑面积中,高层已占20%。如北京建成的北京西站工程,群体建筑面积70万耐,其中主站房就有50万心,铺轨lookm,并设有预埋地铁,总投资63亿元,而工期仅36个月。该工程部分结构采用劲性钢筋、C印混凝土,主站房门楼采用45m跨的预应力钢屋架,用整体提升方法安装就位,施工难度极
大。上海杨浦大桥,桥面采用双塔双索面叠合梁斜拉结构,跨度印Zm,一跨过江,创造了世界斜拉桥跨度之最。该桥主塔高220m,施工垂直度偏差仅为l/l slx;全桥100万个精制高强螺栓,全部一次合格;桥面在 自然 状态下合拢只用了卯而n。上海东方明珠电视塔,总高肠sm,居亚洲第一、世界第三,施工中采用300m竖向预应力张拉工艺,高强混凝土一次泵送高度达350m,380t天线桅杆高空安装就位,都创造了施工安装的新记录。深圳地王大厦是一幢80层、高384m的钢和钢筋混凝土的超高层建筑,建筑总面积26.7万时,地下3层采用半逆作法施工,上部钢筋混凝土结构施工采用大吨位、大行程千斤顶整体爬模,平均每一标准层只用时2.75d,又一次开创了高速施工的新记录。上述工程不仅规模大,技术复杂,而且施工难度也极大,由于施工中采用了许多新技术,有些技术达到或接近当代国际先进水平,才使这些工程能按预定工期保质保量地建成,同时也反映了 目前 我国施工技术的总体水平。2我国施工技术简要回顾 2.1地基基础施工技术已接近国际先进水平地基基础的工程造价和工期,一般要占整个建筑物的 20%一30%。我国在 研究 合理利用天然地基的基础上,已掌握了软土地基加固的成套技术。目前我国基础最大埋深已达一26.8m,桩基仍然是高层和重载结构支承的主要方式。地下工程和深基坑支护技术 发展 也较快。2.1.1地基加固技术。从当地的土质、加
固材料和工艺条件出发,各地研究开发了具有我国特色的多种复合地基加固技术,如石灰、粉煤灰、碎石桩,渣土夯填桩,水泥碎石桩,水泥搅拌桩等。强夯法、排水固结法、预压加固法仍然是开山填谷、围海造地、滩涂洼地大面积提高地基承载力的好方法。强夯法的夯击能量可达12以kN·m,并可用块石、钢渣等作置换材料,大面积用于围海造地或处理软弱土层,各地都已有广泛 应用。2.1.2桩基仍然是当前应用最广的一种基础形式。现浇灌注桩承载力大,施工对环境的 影响 较小,应用比重日益增加,且桩径最大已超过3m,桩长可达1以m,承载力达10以X)kN以上。预制混凝土方桩已部分为预应力管桩所取代。长桩基础施工设备除少数采用有套筒护壁外,大多仍为泥浆护壁,水下浇灌混凝土。为克服桩底虚土和缩颈的缺陷,推广应用了桩底、桩侧后注浆技术,并与超声检测技术相结合,形成了具有我国特色的超长灌注桩施工成套技术。为检验桩基承载力,动测检测技术发展很快。结合 计算 机应用,桩基动测技术已基本成熟。2.1.3地下工程和深基坑支护技术发展迅速。我国地下工程起步较晚,初期主要用于隧道、人防等工程,随着城市建设的发展,现已广泛用于地铁、地下车库、仓库等工程。地下工程的施工采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法和冻结法等施工方法。北京西单地铁车站及折返线等工程,都是按浅埋暗挖法施工的,实现了在繁
华地区不中断地面 交通 的情况下进行施工作业。北京还在长安街过街地道施工中,成功地创造了“平顶直墙超浅埋暗挖工法”。在覆盖层仅厚lm,不中断地面交通的情况下,采用将管棚超前支护和搁棚喷浆等技术进行施工。盖挖法是先向地层深处做好灌注桩或地下连续墙,再做楼层盖板,在支承结构和围护墙的保护下,自上而下进行土方开挖,现已广泛应用于北京、上海、广州等地地铁车站和地下结构的施工。上海地铁1号线的18.skm隧道和n个车站,都建在高流变、高压缩的软土地层中,车站大多采用多道锚杆的地下连续墙作深基坑边坡支护,而隧道采用土压平衡式盾构进行顶进施工。在深基础施工中采用逆作法和半逆作法技术,由于造价太高,只有在特殊情况下采用,多数是要求做好深基坑开挖时的临时支挡,这已成为当前建筑施工中的热点和难点,各地都有不少经验,也有一些教训。基坑设计既要考虑坑壁土压力、降水隔水技术和开挖时环境的影响,同时,又要计算支挡结构的强度和稳定性。当基坑深度不超过 7m时,一般采用灌注桩做成的悬臂挡土壁;当基坑深度超过7m时,应采用复合式支挡结构;基坑深度再增加,上述方法难以奏效,则应设置单支点或多支点的拉锚结构。沿海地区深2一3层的地下室基坑施工,有不少是采用环梁护壁(或中心岛)内支撑作为深基坑支挡。单支点或多支点拉锚的地下连续墙支护方法,在更深、更复杂的基础施工中,仍是一种重要的方法。
土钉墙是我国近期发展起来的一种用于中浅层基坑支护的方法,已广泛应用于广东、北京等地。土钉一般是通过钻孔、插筋和注浆来设置的,还可将插筋直接打人形成土钉。土钉杆体通常用山 4一犯的螺纹钢筋或打人式钢管,钻孔直径约loolnzn,面板为配网的喷射混凝土或水泥砂浆抹面,厚50一looIYun。适用于地下水位以上或经降水后的杂填土、普通粘性土和非松散砂土层,以及N值为5以上的砂质土和N值为3以上的粘性土。由于土钉技术简单,操作方便,不占用现场的空间,且施工期短,费用较其他方法低ro%一30%,因此深受欢迎。2.2混凝土技术发展步伐加快混凝土仍然是我国工程结构最重要的材料。混凝土技术进步主要表现在材性的改善、平均强度等级和 工业 化程度的提高上。2.2.1用于工程结构的混凝土,不仅应具有足够的龄期强度,而且对其早强、缓凝、抗冻、抗渗、体积变化以及泵送性能等还会有不同的要求。预应力混凝土要求具有高强度、低收缩徐变的性能,基础大体积混凝土应具有低发热量、可泵性好等特点。由于水泥混凝土和高性能外加剂技术的进步,已有可能按工程使用和施工需要,设计和配制特定性能的混凝土,以满足超高层、大跨度、大体积以及各种特殊性能的要求。2.2.2混凝土平均强度稳步提高。我国混凝土结构的平均强度等级已达到C25,Cso以上的混凝土已普遍应用。C50、C印高强混凝土在一些高层和桥梁工程中的应用已日趋广泛。C80
混凝土已用于预应力管桩构件中。由于混凝土强度等级的提高,使结构截面和自重减小,密实度和耐久性也相应提高。2.2.3 1995年,全国已有so座城市建成预拌混凝土搅拌站616座,设计能力6(XX)万耐。实际产量2以万时,1996年又有了新的提高。其中,上海、大连、常州等城市的预拌混凝土产量已分别占现浇混凝土总量的印%以上,接近工业发达国家水平。搅拌站采用机械上料,计算机控制和管理,并较普遍地使用了外加剂和掺合料。采用搅拌运输车输送,现场大多用泵(固定泵或泵车)输送人模。目前,混凝土的最大泵送高度已达368m,基础大体积混凝土一次连续浇灌量已达24仪X)耐。我国的碾压混凝土已在大坝和公路工程中应用。2.2.4为提高混凝土工程质量,降低工程成本,各地都重视现浇模板的研究与开发,并要求企业做好模板的配板设计。大模、爬模、滑模、台模、筒子模等支模工艺都有新的改进和提高。为加速模板周转,楼板模板已较普遍应用了快拆脱模体系,有的还推广了小流水段施工。组合钢模板已部分为中型块体的钢框竹(木)胶合板模板所取代。钢框竹(木)胶合板模板面积大,重量轻,表面平整,可提高混凝土工程质量和作业效率,使用量逐年提高,已占模板总量的10%。密肋楼盖与曲面构件的模板已较多应用了塑料或玻璃钢模壳。碗扣式、门式支架在支模和作业脚手架上的使用比重日渐提高。2.3粗钢筋连接和高效预应力技术 应用 日趋扩大 2.3.1
近几年粗钢筋连接技术有了新的突破,并在高层、大型和公用工程中普遍应用。竖向钢筋电渣压力焊始于80年代,现已成为粗钢筋连接的主要 方法。水平钢筋窄间隙电弧焊和气压焊也是粗钢筋连接的可靠方法。套筒挤压连接和锥螺纹连接属机械连接,应用也较普遍。机械连接具有不受钢筋化学成分、可焊性或气候等条件的 影响,接头强度稳定,操作简便,施工速度快等特点。目前,焊接和机械连接已占钢筋接头总数的70%。2.3.2从so年代中期引进的冷轧带肋螺纹钢筋,现已初步得到推广。550N/mil子级主要用于现浇混凝土楼盖,取代工级钢筋,可节约钢材30%;sooN/n价了级用于预应力混凝土中小构件,代替冷拔低碳钢丝,可节省钢材15%,并极大地改善了预应力混凝土结构性能;650N/mll尹级既可用于预应力混凝土中小构件,也可用于现浇非预应力混凝土板的配筋,已先后推广使用。用中强度钢丝在工厂制造的焊接钢筋网片,已在部分桥梁、道路和楼盖中使用。2.3.3高效预应力混凝土应用日益扩大。近几年来,高强钢丝、钢绞线 发展 较快,年产量已达20万t,预应力工艺和锚夹具等专用设备已日臻完善。高耸、大跨、贮罐等工程结构物已普遍使用了预应力混凝土。近期发展起来的无粘结预应力是一种很有前途的部分预应力混凝土结构,已广泛应用于建筑楼盖结构,使用量已达5(X)万时,如珠海机场9万扩候机楼,12mxlZm柱网,楼盖全部采用无粘结预应力混凝土,不仅
改善了混凝土框架结构性能,也加快了施工速度,降低了工程成本。2.4化学建材和玻璃、陶瓷、石材的应用,使装饰、装修大放异彩化学建材一般是指建筑塑料管道、塑料门窗、新型防水材料、装饰装修材料、建筑涂料、外加剂、粘结剂等,是继钢材、木材和水泥之后当代新兴的第四大建筑材料。化学建材性能优异,在建筑领域中用途十分广泛。我国化学建材从生产到应用是近十几年的事。如聚氯乙烯水管已在2亿多时建筑上使用;东北、内蒙古等一些寒冷地区的城镇,在新建住宅中使用塑料窗的己达30%;使用塑料电线穿线管的建筑累计已超过1亿时;建筑涂料与化学粘结剂不仅品种多,而且在建筑中的应用也越来越广。聚氯乙烯块材和卷材地板、化纤地毯等,不仅大面积应用于公共建筑,而且已成为家庭居室不可缺少的装饰材料。装饰混凝土、涂料、陶瓷、石材、壁纸和墙布、玻璃及金属饰面应用日益广泛。陶瓷饰面已成为外墙饰面的主体,同时也是家庭装饰的重要材料。各种彩色釉面砖、陶瓷锦砖、高级地板砖备受宠爱。由于开发应用了胶粘剂,在镶贴技术和工程质量上都有明显的提高。在大型公共建筑中,采用大理石、花岗石等天然石材作饰面的已为数不少,施工中的挂贴安装工艺,如薄型石材的树脂胶粘贴工艺、干挂石材柔性连接工艺等,使施工技术和质量都有显著的提高。玻璃和金属制品的装饰具有独特的功能和环境效果,成为当今时髦的装饰材料。2.5防水
工程新技术、新材料不断涌现,防水工程质量有所提高高分子材料的发展及其在防水工程中应用,把建筑防水技术推上了一个新的台阶。建筑防水材料品种已达80多种,可分为沥青防水卷材、高分子片材、防水涂料和胶结密封材料4大类。沥青油毡占全部防水材料的so%,年产量8亿耐。主要防水材料厂家生产的改性氧化沥青油毡质量比较稳定,胎体除纸胎外,还有玻纤胎、玻布胎、化纤胎、聚醋纤维无纺布等,同时引进了22条新型防水材料生产线,生产如SBS、App等类改性沥青油毡,年生产能力达1亿时。高分子片材年生产能力20以)多万时,主要产品有聚氯乙烯片材、氯化聚乙烯片材、三元乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯等。目前,除使用纸胎沥青毡外,全国使用新型防水材料的面积已占建筑防水总面积的20%。依据新型防水材料的特点,我国还开发了一些新的工艺、技术和设备,有的已形成工法。如热熔工法、冷粘贴工法、高频热焊工法,以及松铺、点粘、条粘、机械固定等新的施工方法。过去仅在南方少数屋面上使用的刚性防水,也因其材料、工艺的改进,使防水性能进一步提高。在混凝土中加人 8%一12%UEA微膨胀剂制成的补偿收缩混凝土,不仅可用于屋面的刚性防水,也可作为地下室防水。在混凝土中掺人钢纤维、尼龙纤维、玻璃纤维做成的纤维混凝土,也具有良好的防水性能。在混凝土或砂浆中掺入高分子聚合物制成的聚合混凝土和聚合砂浆,可用于防水、隔水。新近开
发的倒置式屋面,正在进一步扩大试点。涂膜防水及防水堵漏技术和设备,也有新的发展。新材料、新技术、新工艺的应用,使我国的防水工程质量有了进一步的改善。2.6掌握了一批“高、大、精、尖、新”的设备安装和调试技术 我国主要依靠自己的力量完成了 60万kw发电机组安装、45万t乙烯装置改造、4350耐高炉壳体焊接、300t氧气顶吹转炉安装、2030冷轧钢板连轧机安装以及卫星发射和大型核电站的建设。同时,在施工安装中也掌握了超大件设备吊运、超高压大型压缩机组的安装与调试、药芯焊丝自保护焊、10侧叉)耐球罐的制作安装和热处理、长距离管道敷设与胀插连接等技术,有些技术已达到或接近国际先进水平。近期发展起来的由 计算 机控制的集群千斤顶同步提升技术,已成功地将长120m、重380t的上海东方明珠电视塔天线整体提升安装到350m高的塔座上。采用类似整体提升技术的还有:北京西站门楼45m跨度的预应力钢析架,跨度150m的波音747维修车间钢网架屋盖,以及重达5以X)t的上海歌剧院屋盖等。2.7改革 企业 管理制度,逐步提高 现代 管理和计算机应用水平在工程建设中,有些企业已运用系统工程、网络 计划、目标管理等现代管理技术,编制施工组织设计、统筹安排施工技术方案和计划进度。施工中较普遍地实施全面质量管理,贯彻GB/T19仪x)-巧09《月义质量管理和质量保证》标准,建立并完善 科学、规范、有效的现代企业管理和质量保证
体系,使工程质量处于全面受控状态,适应国际质量管理惯例和市场客观需要,增强了企业竞争实力。在施工技术政策中,对企业的管理现代化与计算机应用要根据企业性质、资质等级与管理的实际水平,贯彻分类指导、分层次推进的方针。一级建筑企业在工程招投标、预算、施工组织设计、工程管理和企业日常管理工作中都果普遍应用现代管理技术和计算机软件,并达到微机联网,利用系统集成管理软件进行企业或项目的综合管理。二级及其以下建筑企业,应利用已有的软件成果,对 50%以上的工程建设项目进行专项应用管理,有条件的企业应达到微机联网。企业要以工程项目为对象大力开发计算机应用软件,逐步实现建筑工程投标报价、施工预算及管理、计划与统计、劳动力管理、工程质量管理、钢筋翻样及优化下料、模板配板的优化设计、文档与资料管理等通用软件,达到信息资源共享。随着国民 经济 的高速发展,我国的施工技术确实取得了不小的进步,有些单项施工技术达到或接近国际先进水平。但与经济发达国家相比,我国施工技术的总体水平、技术装备水平、原材料质量、工人的技术素质和组织管理能力,都有相当大的差距。建设周期长、工程质量差、劳动生产率低等顽症,长期困扰着建筑业的发展。特别是近几年来,由于种种原因,“ 科技 是第一生产力”的认识并没有真正落实,企业的技术力量在削弱,工程技术人员大量流失;管理粗放,工程质量、管理质
量一时很难提高;施工中传统的手工作业方式大量存在,工业 化程度近期不会有大的改变。我国施工技术上取得的成绩,是在建设任务推动下,用高投人的方法取得的,也就是说,用交高额学费的办法换来点滴经验。因此只有走深化改革之路,用利益机制杠杆去调整政策,解决 社会、企业之间深层次的 问题,才能使企业或行业的发展真正转移到依靠技术进步的良性轨道上来。3施工技术的发展形势和展望 根据“九五”计划和 2010年远景目标,我国国民经济生产总值每年将以8%一9%的速度递增。国民经济对建筑业需求旺盛,并将以高于整个国民经济2%一3%的速度增长,建筑业仍然面临着广阔的发展前景。面对巨大的建设任务,建筑施工企业必须把握技术发展的方向,摸清工程技术上的热点和难点,选准重点,组织科研攻关,以期达到事半功倍的效果。我国今后巧年内,重点工程项目和大型工程仍将占有相当大的比重。在城市建设中,规模宏大、技术复杂的高层、超高层和大型公用设施仍将兴建,地下空间的利用将更加迫切。大型基础设施和工业建设项目不仅规模大,而且工艺技术都相当先进。一般工业与民用建筑项目数量相当可观。“九五”期间,仅新建城镇住宅一项就超过10亿耐。3.1建筑施工技术 发展 重点(l)发展地下工程与深基础施工,特别是深基坑的边坡支护和信息化施工,同时还应发展特种地基(包括软土地基)的加固处理技术。(2)总结 高层建筑施工经
验,发展成套施工技术。要重视超高层钢结构、劲性钢筋混凝土结构和钢管混凝土结构的 应用 技术。(3)重视高性能外加剂、高性能混凝土的 研究、开发与应用。发展预应力混凝土和特种混凝土。(4)开发轻钢结构,扩大应用于 工业 厂房、仓库和部分公用建筑工程。发展大跨度空间钢结构与膜结构。(5)改进与提高多层建筑功能质量,发展小型混凝土砌块建筑和框架轻墙建筑体系。(6)开发建筑节能产品,发展节能建筑技术。(7)开发既有建筑的检测、加固、纠偏及改造技术。(8)提高化学建材在建筑中的应用。(9)开发智能建筑,研究解决施工安装与调试中的 问题。(10)发展桅杆式起重机的整体吊装技术和 计算 机控制的集群千斤顶同步提升技术。(11)金属焊接与检测技术。(12)建筑 企业 的 现代 管理和计算机应用技术。3.2应采取的政策措施 3.2.1强化 科技 意识,牢固树立“ 科学 技术是第一生产力”的观点建筑业行政主管部门和企业领导都要树立“科学技术是第一生产力”的观点,贯彻落实“科教兴国”的方针。要加强对科技工作的领导,培养尊重知识、尊重人材的良好风气。切实调动广大科技人员、广大职工对开发、应用新技术的积极性,大力推进企业的技术进步。要提倡用 经济 对科技的大投人换取经济的大发展,使行业和企业逐步走上依靠技术进步提高工程质量、提高经济效益和行业企业素质的振兴之路。3.2.2强化科技管理,建立健全科技管理新机制。贯彻执行 1992年建设部与国家科委联合颁布的施工企业总工程师职责规定,建立总工程师岗位职责,确立总工程师在企业技术指挥中的核心地位,充分发挥其在强化企业技术管理、质量管理和监督等方面的作用。要指导施工企业建立与现代企业管理制度相适应的现代企业技术管理制度和质量保证体系,重视基础管理和职工培训,办好继续 教育,提高管理者和操作者的素质,还要重视技术开发和技术积累,建立本企业特有的工法与工艺管理制度。采用施工新技术、新工艺、新材料、新设备,并抓好新技术工程应用试点和多种新技术综合应用的示范工程,也可开创科技先导型企业或科技效益型的工程。3.2.3加大新技术推广应用力度,提高建筑科技整体水平为使科技成果迅速转化为生产力,增强企业活力,必须重视新技术、新工艺、新材料、新机具的推广工作。当前仍应继续抓好建筑业重点推广应用的ro项新技术。在此基础上,各单位还可根据各自的情况,增加新技术推广的 内容,加大技术推广力度。为使技术推广工作落到实处,应分阶段、分层次地抓好一批新技术示范工程项目,以发挥其典型示范和先导、辐射的作用。企业要真正认识到技术进步是企业自身发展的需要,增强加快技术进步的自觉性和紧迫性,不断提高企业的技术素质,使企业成为技术开发、技术应用和推动技术进步的主体。3.2.4加强企业的技术改造,培育和发展机
械设备的租赁和调剂市场当前建筑企业技术装备水平低,老旧机械比重大,性能和安全性都比较差,难以适应建筑业发展的需要,更谈不上实现建筑工业化。为此,必须抓住一切有利时机,利用多种资金渠道,加速机械设备的更新改造。逐步用先进机械取代约占总数1/3的性能差、能耗高、安全性欠佳的老旧机械,积极发展手持动力机具。机械设备应按专业或工种配套,逐步向专业化方向发展。要调整企业的装备结构,逐步减小自有机械的比重,发展 社会 化租赁。对暂时不用的机械设备,及时组织转让,使有限的装备资源得到较为合理的配置。建筑施工中的繁重体力劳动、危险作业和非用机械难以保证工程质量和施工安全的工序和工种,应实现机械化、自动化。3.2.5提高建筑工业化水平。建筑工业化是建筑业生产方式的综合概念,其内涵是要求建筑业从传统手工作业的生产方式中解脱出来,并逐步向社会化大生产过渡。通过建筑业生产方式的变革,大幅度提高劳动生产率,加快建设速度,提高经济效益和社会效益。建筑工业化要以科技为先导,采用先进适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展专业化,提高施工机械化水平,减少繁重、复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备的生产,并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑适用的系列化的建筑构配件和制品;不断提高建筑标准化水平,采用现代管理 方法 和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统。建立住宅产业基础,提高建筑企业的整体技术水平和装备水平,扶植专业企业和相关产业的发展。采取上述政策措施,相信经过若干年努力,将在一些经济发达的城市或地区率先建立起专业门类齐全、技术装备精良、组织结构优化、供应渠道畅通的大生产格局,一个强大的建筑业必将呈现在世人面前。