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中圖分類號:TU198文獻標識碼:A
引言:自20世紀70年代以來,我國高層建筑發展很快,采用鋼筋混凝土框架結構的建筑越來越多,由于它具有強度高、抗震性能好、施工快、經濟合理等優點,特別在高層建筑結構中得到了更加廣泛的應用。下面對某工程高層建筑鋼筋工程技術進行重點探討。
1、高層建筑鋼筋施工
鋼筋是混凝土結構中的主要受力材料之一,是混凝土結構的骨架,對混凝土結構的內在質量起著決定性的作用。因此,必須對鋼筋的質量嚴格控制,鋼筋進場必須有材質合格證,并取樣送檢,化驗合格后方可使用。鋼筋規格比較多,也比較繁雜,要求我們從鋼筋的制作到綁扎必須認真細致密切配合。
1.1鋼筋除銹
首先考慮采取拆除重新綁扎進行施工的方式進行。如果在保證不影響主體結構的前提下,從節約成本的角度來考慮,將采取除銹后降級使用的方式,具體由設計單位制定方案為準。
根據相關規范規定和現場實際情況,主要考慮手工除銹。其主要方法如下:
(1)用手工和動力工具,如用鏟刀、手工或動力鋼絲刷、動力砂紙盤或砂輪等工具除銹。
(2)手工和動力工具除銹前,厚的銹層應鏟除,可見的油脂和污垢也應清除。手工和動力工具除銹后,鋼材表面應清除去浮灰和碎屑。
(3)對于手工和動力工具除銹過的鋼材表面,根據相關標準有兩個除銹等級。
1.2鋼筋加工
現場設立鋼筋加工棚、原材料及成品鋼筋堆放場地。各種構件的鋼筋在施工前均由工程技術人員按圖紙要求做出下料表,經技術負責人審核后下發到工地,方可進行下料。各種成品鋼筋必須嚴格按規格堆放整齊,并掛牌標識。
1.2.1鋼筋切斷:用機械式鋼筋切斷機,確保鋼筋的斷面垂直鋼筋軸線,無馬蹄形或翹曲現象,以便于連接或焊接。
1.2.2彎曲成型:此步是下料的重點,先劃彎曲點位置線,再用機械成型,下料中應細致耐心,達到以下質量要求:
① 鋼筋加工的形狀、尺寸必須符合設計要求。
② 所用的鋼筋表面應潔凈、無損傷、無局部曲折。無油漬、漆污和鐵銹等。
③ 調直鋼筋時,采用級鋼筋的冷拉率不宜大于4%,級鋼筋的 冷拉率不宜大于1%。
④ 級鋼筋末端做180°彎鉤,其彎曲直徑不應小于鋼筋直徑的2.5倍,平直部分長度不宜小于鋼筋直徑的3倍,級鋼筋末端作90°或135°彎曲時,級鋼筋的彎曲直徑不宜小于鋼筋直徑的 4 倍。彎起鋼筋中間部位彎折處的彎曲直徑不應小于鋼筋直徑的5倍。
⑤ 箍筋末端應作135°彎鉤,彎鉤形式應符合設計要求。
⑥ 各彎曲部位不得有裂紋。
⑦ 彎曲成型的鋼筋中,受力鋼筋順長度方向全長凈尺寸允許偏差為 ±10mm;彎起鋼筋的彎折位置允許偏差為±20mm。
2、高層建筑鋼筋構造
2.1受力鋼筋的混凝土凈保護層厚度按設計要求
樓板、屋面板、樓梯板15mm;梁25mm,柱:30mm。
2.2鋼筋接頭
2.2.1 鋼筋接頭宜優先采用機械連接或電渣壓力焊接頭,鋼筋接頭不宜設置在梁端、柱端的箍筋加密區范圍內,鋼筋接頭距鋼筋彎折處不應小于鋼筋直徑的10倍;
2.2.2下列情況必須采用焊接接頭:
1)底層框架柱縱筋。
2)梁支座負筋在支座邊緣 L0/3范圍內和梁底鋼筋在跨中 L0/3 范圍內的接頭(L0/3為梁凈跨)
3)直徑大于22的鋼筋。
2.2.3 受力鋼筋綁扎接頭
1)受壓鋼筋的搭接長度,應取受拉鋼筋綁扎接頭搭接長度的 0.7倍。
2)搭接長度范圍內,當搭接長度為受拉時,其箍筋間距≤5d 及 100mm;當搭接鋼筋為受壓時,其箍筋間距≤10d及200mm。
2.2.4 框架柱縱向鋼筋相鄰接頭間距,焊接不得小于 500mm,搭接不得小于600mm,接頭最低點距柱端不宜小于截面長邊尺寸且宜在樓板以上750mm處。
3、鋼筋綁扎與安裝
鋼筋綁扎前應先認真熟悉圖紙,檢查配料表與圖紙設計是否有出入,仔細檢查成品尺寸、形狀是否與下料表相符。核對無誤后方可進行綁扎。采用 20號鋼絲綁扎直徑12以上鋼筋,22號鋼絲綁扎直徑10以下鋼筋。
3.1柱
3.1.1 豎向鋼筋的彎鉤應朝向柱心,角部鋼筋的彎鉤平面與模板面夾角,對矩形柱應為45°角,截面小的柱,用插入振搗器時,彎鉤和模板所成的角度不小于15°。
3.1.2箍筋的接頭應交錯排列垂直放置;箍筋轉角與豎向鋼筋交叉點均應扎牢。綁扎箍筋時,鐵線扣要相互成八字形綁扎。
3.1.3 柱筋綁扎時應吊線控制垂直度,并嚴格控制主筋間距。箍筋及柱立筋應滿扎。
3.1.4下層柱的豎向鋼筋露出樓面部分,宜用工具或柱箍將其收進一個 柱筋直徑,以利上層柱的鋼筋搭接,并與上層梁板筋焊接,當上下層柱截 面有變化時,其下層柱鋼筋的露出部分,必須在綁扎梁鋼筋之前,先行收分準確。
3.2梁與板
3.2.1 縱向受力鋼筋出現雙層或多層排列時,兩排鋼筋之間應墊以直徑25mm的短鋼筋,如縱向鋼筋直徑大于25mm時,短鋼筋直徑規格與縱向鋼筋相同規格。
3.2.2箍筋的接頭應交錯設置,并與兩根架立筋綁扎,懸臂挑梁則箍筋接頭在下,其余做法與柱相同。
3.2.3 板的鋼筋網綁扎時,相交點每點都綁扎,注意板上部的負鋼筋(馬丁筋)要防止被踩下;特別是雨蓬、挑檐、陽臺、窗臺等懸臂板,要嚴格控制負筋位置,在板根部與端部必須加設板凳鐵,確保負筋的有效高度。
3.2.4板、次梁與主梁交叉處,板的鋼筋在上,次梁的鋼筋在中層,主梁的鋼筋在下,當有圈梁時,主梁鋼筋在上。
3.2.5下層柱的豎向鋼筋露出樓面部分,宜用工具或柱箍將其收進一個 柱筋直徑,以利上層柱的鋼筋搭接,并與上層梁板筋焊接,當上下層柱截 面有變化時,其下層柱鋼筋的露出部分,必須在綁扎梁鋼筋之前,先行收分準確。
3.2.6 框架梁節點處鋼筋穿插十分稠密時,應注意梁頂面主筋間的凈間 距要有留有30mm,以利灌筑混凝土的需要。
3.2.7鋼筋的綁扎接頭應符合下列規定:
1)搭接長度的未端距鋼筋彎折處,不得小于鋼筋直徑的10倍,接頭不宜位于構件最大彎矩處。
2)受拉區域內,級鋼筋綁扎接頭的末端應做彎鉤。
3)鋼筋搭接處,應在中心和兩端用鋼絲扎牢。
4)受拉鋼筋綁扎接頭的搭接長度,應符合結構設計要求。
5)受力鋼筋的混凝土保護層厚度,應符合結構設計要求。
3.2.8 板筋綁扎前須先按設計圖要求間距彈線,按線綁扎,控制質量。
3.2.9 為了保證鋼筋位置的正確,根據設計要求,板筋采用鋼筋馬凳縱 橫@600予以支撐。
3.2.10 為了保證鋼筋位置的正確和梁主筋的有效受力范圍,主次梁采取用20mm鋼筋支撐頂排鋼筋的方法,每跨設置 3條。
4、直螺紋鋼筋連接
直螺紋套筒連接是將兩根待接鋼筋端頭墩粗,再用套絲機做出螺形外絲,然后用套筒將鋼筋兩端擰緊的鋼筋連接辦法。 這種連接方法具有接頭可靠、操作簡單、不用電源、全天候施工、對中性好、施工速度快等優點,可連接各種鋼筋,不受鋼筋種類、含碳量的限制。
4.1鋼筋套絲機:鋼筋套絲機是加工鋼筋連接端直形螺紋用的一種專用設備。型號:SZ-50A、ZL-4等。可套制φ16~φ40的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋。
4.2扭力扳手:扭力扳手是保證鋼筋連接質量的測力扳手。它可以接照鋼筋直徑大小規定的力矩值,把鋼筋與連接套擰緊,并發出聲響信號。其型號:PW360(管鉗型);性能:100~360N*m。
5、結語
鑒于建筑工程中鋼筋施工的重要性,結合工程實踐經驗,對工程中的鋼筋制作以及其連接施工技術進行探討,提出相應的技術,可為同類工程提供指導。
參考文獻:
Abstract: Building steel processing and distribution has become the inevitable trend of construction technological progress and construction industry restructuring. This paper focuses on the active role of building steel processing and distribution for solving the outstanding problems in building steel processing application, introduces its technology process and informatization management, and sums up the application value and prospects of new steel processing and distribution mode.
關鍵詞: 加工配送;優勢;工藝流程;信息化
Key words: processing and distribution;advantage;process;informatization
中圖分類號:TU755.3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)15-0136-02
1 概述
隨著行業技術進步和建筑產業轉型發展,以實現鋼筋加工專業化、產業化和商品化為特點的鋼筋加工配送技術順勢而生,對提高建筑鋼筋加工質量效率,解決鋼筋加工質量通病,從根本上杜絕瘦身鋼筋具有重要促進作用。目前,國外歐美日等發達國家地區90%以上鋼筋加工采用了加工配送技術,我國臺灣地區建設工程項目70%鋼筋加工也采用了鋼筋加工配送技術,北京、深圳、青島、河北、山東等地也在通過制定政策標準推動鋼筋加工配送技術應用,鋼筋加工配送技術應用逐步成為建筑行業發展的重點趨勢。
2 建筑鋼筋加工配送定義及特征
建筑鋼筋加工配送技術是指在非施工現場的固定場所,采用成套自動化鋼筋加工設備和信息化生產管理系統,實行工廠化生產,將鋼筋加工成為工程所需鋼筋制品,并配送到施工現場的鋼筋加工應用模式[1]。簡單而言,就是將傳統施工現場手工或采用簡單設備加工成型鋼筋的方式轉移到專業加工場內,采用先進加工工藝設備和質量控制體系實現鋼筋成型加工的方式。該鋼筋加工配送技術具有裝備工藝自動化、人員水平專業化、生產管理信息化、質量控制標準化、加工配送產業化等五方面特征。
3 建筑鋼筋加工配送技術優勢對比分析
3.1 能夠解決建筑鋼筋加工質量通病
采用先進成套自動化鋼筋成型加工工藝和無延伸功能設備,能夠保證鋼筋加工不瘦身,鋼筋調直彎曲不傷肋,彎曲幾何尺寸準確一致性,有效解決施工現場高效自動化加工設備無法安裝應用以及傳統簡易設備鋼筋加工瘦身、加工過程表面肋破壞嚴重的問題,還能夠解決簡單機械加工設備和人為經驗彎曲加工帶來的單件成型鋼筋加工尺寸不準確、批量加工尺寸不一致以及反復彎曲斷裂的問題,實踐證明,加工配送技術加工的成型鋼筋內凈尺寸偏差在2mm以內,質量合格率達到99%以上。
3.2 能夠實現鋼筋加工質量監管追溯
加工配送技術能夠將多工程項目現場加工轉移到一個工廠集中加工配送,可以通過對一個鋼筋加工配送中心的質量監管實現對多個工程現場鋼筋加工質量監管,還可通過遠程視頻或數據監控對加工配送企業行為進行監管,能夠有效減少監管人力物力投入,提高監管質量效率。同時,由于加工配送中心建立了從原材料進場到成型鋼筋出廠配送全過程的數據記錄系統,能夠很好地實現對用于建設工程成型鋼筋質量責任的追溯。
3.3 能夠降低建筑鋼筋加工損耗
專業化加工配送中心可同時為多個工程提供鋼筋加工配送,并通過使用專用鋼筋下料管理軟件、盤螺鋼筋下料以及機械連接技術,能夠實現多工程或同一工程不同部位鋼筋需求綜合套裁下料加工,滿足不同工程、不同部位對鋼筋長度尺寸的不同需要,減少大直徑鋼筋和小直徑鋼筋下料損耗,解決施工現場加工下料剩余長度難以利用、損耗大的問題,實踐證明,加工配送技術能使鋼筋廢損率從目前的7%~8%降低到1%~2%左右,降低鋼材使用量5%以上,每噸節約資金250元以上[2]。
3.4 能夠提高建筑鋼筋人均加工效率
使用自動化高速加工設備和智能化管理軟件,電腦輸入加工工藝參數、幾何尺寸和數量,設備能按照設置的參數要求實現鋼筋自動上料、自動剪切下料、下料自動輸送和下料自動彎曲成型等加工作業流程,解決了傳統加工方式每個環節均需專人操作、人力搬運的問題,人均日加工能力顯著提升,如小直徑箍筋加工人均日加工能力達可達2噸以上,大直徑鋼筋剪切彎曲人均日加工能力可達10噸,人均日綜合加工能力達到施工現場加工方式的4倍以上。
3.5 能夠降低施工現場安全文明管理成本
施工現場加工鋼筋,需搭設鋼筋加工棚,購買或租用加工設備,配備用電設施和安全防護措施,更需安排專人監督鋼筋加工質量安全,若在場地狹小或商業鬧市區、居民區,還需租用場地實施鋼筋加工,嚴格控制作業時間防止加工噪音擾民,安全文明管理成本高,而采用鋼筋加工配送技術,施工單位僅需考慮成型鋼筋制品配送計劃,組織鋼筋工程裝配安裝即可,省去了鋼筋加工過程人員設備投入及管理環節,大大降低了施工現場安全文明施工投入和管理成本[3]。
3.6 能夠克服現場鋼筋加工條件限制
施工現場加工鋼筋受場地條件、氣候條件、人員素質、裝備水平等條件限制,在場地狹小、酷暑寒冬、暴雨雷電、作業人員臨時缺失、加工設備突發故障等條件下,都將難以甚至無法實施鋼筋加工,影響鋼筋加工和工程進度,而加工配送技術在專用封閉的加工廠房內,有固定的作業技工和同類型多臺鋼筋加工設備,能夠確保全天24小時鋼筋加工連續作業,確保鋼筋供應質量和規模。
3.7 能夠減輕建設施工單位資金壓力
鋼筋采購加工成本約占工程建安成本的10%~15%,且在鋼筋采購中鋼筋經銷或商不會為建設或施工方墊資,致使建設、施工單位必須預留資金滿足鋼筋購買需要,而采用加工配送技術,建設或施工單位可以直接委托加工配送企業購買鋼筋原材料,加工成型鋼筋制品貨款可以延期支付,能夠很好地解決批量購買鋼筋原材料造成的資金占用問題。
4 建筑鋼筋加工配送工藝流程與信息化管理
4.1 加工配送工藝流程
4.1.1 簽訂加工配送合同
建設或施工單位與加工配送企業簽訂加工配送合同,明確的質量條款、違約責任和質量監督要求,且建設、監理、施工單位在簽訂合同后、實施加工配送前對加工配送企業進行技術交底。
4.1.2 原材料入場復檢
簽訂協議后,通知建設或施工單位原材料進廠,由加工配送企業負責購買原材料的,加工配送企業進廠原材料,并按鋼筋入場復檢方式對原材料進行質量證明文件核查和抽樣檢查,合格的鋼筋分區標識原則進行堆放標識并建立進廠臺賬。
4.1.3 制定加工配送計劃
施工單位結合工程進度提出鋼筋需求計劃,并依據施工圖紙、規范標準、圖集要求編制鋼筋制品配料表,并由監理、施工單位雙方項目專業負責人審核簽字后提前發放加工配送企業,加工配送企業根據配料表制定加工配送計劃。
4.1.4 下達加工配送任務
加工配送企業按照制定的加工配送計劃,進行綜合套裁設計,并對相應加工設備下達加工任務指標,明確設備加工的成型鋼筋原材料牌號規格、堆放位置和加工成型鋼筋制品幾何尺寸、加工數量以及加工任務完成時間等要求。
4.1.5 實施成型鋼筋加工
每臺設備接到加工配送任務后,對應設備操作人員按要求選用加工原材料,調試加工設備,調試完成后實施批量成型鋼筋加工,加工完成的成型鋼筋按分區分項目標識的原則進行堆放并懸掛吊牌。
4.1.6 成型鋼筋出廠檢驗
在成型鋼筋出廠配送前,加工配送企業質量檢驗人員對加工完成的成型鋼筋進行質量檢查,檢查成型鋼筋物理力學性能指標,出具檢驗報告,經檢驗合格的成型鋼筋供應批次發放出廠合格證。
4.1.7 成型鋼筋配送
經出廠檢驗合格的成型鋼筋,加工配送企業按照工程建設需求,在規定時間內將相應數量和規格型號的成型鋼筋制品配送到項目施工現場并提供成型鋼筋質量證明文件。
4.2 加工配送信息化管理
4.2.1 加工配送全過程軟件管理系統
該軟件系統可以對施工單位提供的鋼筋配料單進行鋼筋下料綜合套裁設計,并按軟件規定格式制定加工配送計劃,加工配送計劃可通過軟件輸出二維碼,加工設備掃描二維碼確定加工任務,或者直接通過局域網將加工任務下達到指定鋼筋加工設備,并確定加工后成型鋼筋堆放區區域[4]。還可通過軟件指導出廠質量檢驗人員進行成型鋼筋出廠檢驗和配送人員配送成型鋼筋。同時,對鋼筋原材料進場、堆放區域、加工區域以及試驗檢測區域安裝閉路監控和語音對講系統,能夠實現全天候影像監控和語音對講控制作業,能夠很好地提升加工配送質量效率。
4.2.2 加工配送全過程數據存檔系統
配合軟件控制系統,有一個龐大的數據存儲系統,能夠對以下數據進行存儲:①加工配送合同、施工單位鋼筋配料單、加工配送企業加工配送計劃;②進場原材料時間、牌號規格、數量、廠家以及復檢結果、堆放區域等數據;③鋼筋加工過程設備加工任務、加工作業人員、加工時間、成型鋼筋堆放區域等數據;④成型鋼筋出廠檢驗數據和配送車輛、項目、時間等信息;⑤3個月以內影像監控數據記錄。通過這一數據庫,能夠很好地實現全過程閉合式的加工配送質量追溯,便于追查質量責任。
5 結束語
綜上所述,鋼筋加工配送技術是一項技術優勢明顯、技術含量高、專業化程度高的先進技術,對加工配送企業經營管理能力和流程管理水平提出了更高要求,企業通過建立完善加工配送流程化設計和信息化管理模式,能夠充分發揮加工配送技術節材節力、省時高效、質量保障、利于監管的技術經濟優勢,具有很好的推廣應用價值和廣闊的市場前景。
參考文獻:
[1]重慶市城鄉建設委員會.重慶市建筑鋼筋加工配送實施辦法(試行)(渝建發[2013]95號)[Z].2013-10-09.
[2]王永合,謝厚禮,王金偉,藍文暉.重慶建筑鋼筋加工配送技術應用研究[J].建設科技,2014(01):86-87.
關鍵詞:高層建筑;結構設計;鋼筋混凝土;問題;措施
中圖分類號:TU37文獻標識碼: A
在現代高層建筑工程施工中,鋼筋混凝土結構的應用日益廣泛,在提高建筑結構的安全性、穩定性與耐久性等方面發揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結構設計是高層建筑工程質量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結構設計中,應該突出設計的內涵,體現高層建筑鋼筋混凝土結構的重要功能,對高層建筑設計中鋼筋混凝土結構方面的關鍵問題進行全面思考,從短支剪力墻、結構體系、高度控制等關鍵環節展開對高層建筑鋼筋混凝土結構的設計控制和管理,進而為高層建筑鋼筋混凝土結構設計目標的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。
1做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要意義
做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計工作必須要體現設計的重要功能,我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結構的基本要求總結為如下幾點:
1.1高層建筑鋼筋混凝土結構的安全性
高層建筑設計鋼筋混凝土結構的強度和功能時要以突出安全性為第一要務,要確保在設計年限內高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性,同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。
1.2高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性
高層建筑鋼筋混凝土結構設計過程中要有年限上的考慮,要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續,形成有益于實現設計目標的耐久性基礎。
1.3高層建筑鋼筋混凝土結構的適用性
通過高層建筑設計工作的突出,要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現,這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求,也可以保障鋼筋混凝土結構對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。
2高層建筑鋼筋混凝土結構設計中關鍵問題
2.1短肢剪力墻的設計
高層建筑設計短肢剪力墻具有強烈的功能性,但是,短肢剪力墻的設置需要遵照一定的規范,切不可在設計中頻繁采用,也不能布設過多,應該在確保高層建筑抗震目標達到的范圍內,盡量降低短肢剪力墻的設計數量,這樣的設計可以降低后續高層建筑鋼筋混凝土結構施工和處理過程中的難度。
2.2結構體系的選擇
高層建筑鋼筋混凝土的結構體系是整個設計工作的選擇重點,通常的設計方式是:要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結構剛度的前提下,優化高層建筑的外觀和內部結構,保障結構對形變和強度的范圍上的滿足。
2.3結構高度的控制
在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中常會出現超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現,由于不同高度會出現不同級別的設計規范形式,因此,當結構高度出現變化時,特別是出現超高問題時,要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作。
2.4建筑結構平面的設計
若對高層建筑鋼筋混凝土結構設計無特殊要求,則要盡量選用形狀規則而簡單的平面布置結構,以此合理分布承載力和剛度,并弱化風力影響。如對于A級高層建筑而言,不適宜將其設計為細腰形或角部重疊式的平面圖形,而且出于對扭轉的考慮,必須將豎向構件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內;對于必須設計的框架結構防震縫,其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m;若防震縫兩側具有不同的房屋高度,則要根據低高度房屋確定縫寬;雖然不提倡采用短肢剪力墻,但若不得不采用,則必須使其截面厚度低于30cm,且每個肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。
3高層建筑鋼筋混凝土結構設計的要點
3.1加強抗震功能
高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結構來實現,因此,需要重視抗震這一環節,要在設計工作中將抗震設計作為高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要因素和關鍵影響。高層房屋結構的層數多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話,其振型數則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數應盡量取≥12的數,但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的3倍,除了含有彈性的樓板,而且在進行總剛性的分析時,它的振型數才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進行設計的過程中,要對其面積進行全面的控制,保證其在一定的范圍之內,這樣才能夠有效的提高建筑的質量。在對配筋進行設計的過程中,不但要對建筑的配筋進行不斷的加強,而對于支座的部分要按照相應的規定進行相應的調整,這樣才能夠有效的增強建筑結構的承載能力。
3.2高強混凝土合理運用
在高層建筑混凝土結構設計中關鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土,為了有效地降低建筑的用鋼量,可以在建筑設計的時候使用高強混凝土,這樣可以大幅度地節約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設施的實施難度和工程的造價,用來取得較好的經濟效果。
3.3增強地基承載能力
對于建筑結構的設計而言,地基的設計是整個設計的重要部分,建筑地基的設計好壞能夠直接影響到整個建筑結構的質量和使用性能。因此,對于建筑地基的設計就顯得的至關重要。在對建筑地基進行設計的過程中,進行宏觀的把握,要嚴格的把握地基的承載能力,并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進行充分的考慮。對于層數較高的建筑物而言,其進行地基的設計時通常都會將其設置在地下室,這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小,從而有效的保證了上層結構的牢固性,提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外,在進行建筑地基設計的過程中,還要按照相關的規定對其進行相應的規范。對于層數較多的建筑而言,通常都會對地基進行相應的處理來對高層建筑的沉降進行有效的控制。
3.4提高耐久性
必須加強高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性設計,在原來的混凝土結構設計方案中,沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進行設計時,主要都集中在造價、材料上,所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計。如今人們的生活水平不斷地提高,對工程的質量要求也相應地得到提高,所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經濟這個指標。
3.5扭轉問題分析和幾何中心的確定
為了避免由于水平荷載和扭轉作用的建筑物破壞,結構和布局應在結構設計合理的前提下,盡可能使建筑達到三心合一的目的。在水平荷載作用下,高層建筑扭轉功能取決于質量分布。為了減少結構的扭轉振動,應使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下,街道景觀的要求和限制,城市規劃的高層建筑,不使用簡單的平面結構,不規則的平面形成L形、T形、十字形等復雜形狀,在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規范允許的布局結構。同時,我們應盡可能使結構在一個對稱的狀態。建筑結構振動周期包括兩個方面:結構的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。
4、結束語
簡而言之,鋼筋混凝土結構是高層建筑出現的基礎,如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經成為行業的重點,應該突出鋼筋混凝土結構的特性,結合高層建筑的特點,把握高層建筑鋼筋混凝土結構設計的關鍵環節和難點,充分發揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現高層建筑穩定和安全的同時,實現高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻
[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題[J].中國高新技術企業,2011(16)
[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產品,2010(01)
[3]張嵐.對高層建筑鋼筋混凝土結構設計實踐的分析[J].廣東科技,2012(22).
【關鍵詞】高層建筑;鋼筋混凝土;結構設計
伴隨著高層建筑在我國的迅速發展,建筑類型與功能的愈來愈復雜,結構體系的更加多樣化,高層建筑結構設計也越來越成為結構工程師設計工作的主要重點和難點之所在。但是目前尚沒有對鋼筋混凝土結構鋼筋細部節點的設計形成一個統一的方法,從而造成在節點鋼筋設計時往往會出現配筋率過大、鋼筋錨固不夠等現象。因此,建筑鋼筋結構設計應該結合實際施工的操作困難而進行施工,從而避免涉及不當對結構本身產生的影響。
1、高層建筑鋼筋混凝土結構的破壞形式
隨著我國建筑科學的迅速發展,高層建筑在地震荷載的作用下,通常會產生以下幾種形式的破壞:框架柱的壓彎破壞、剪切破壞、彎曲裂縫;框架梁的斜截面破壞、正截面破壞、錨固破壞;板四角的斜裂縫和平行于梁的通長裂縫;因鋼筋配置不合理導致框架節點核芯區破壞。現在建筑施工管理不斷的規范,雖然施工時對鋼筋的材質、鋼筋加工質量、鋼筋連接質量進行了嚴格的控制,但是如果施工圖紙上沒有對框架結構的節點進行詳細設計,且沒有任何的說明資料,從而造成一些節點的鋼筋構造遠遠不能滿足抗震設計的要求,導致鋼筋混凝土框梁出現上述各種形式的破壞。因此,必須引起設計單位、施工單位的高度重視,必須對鋼筋節點進行詳細的設計,確保節點鋼筋設置的合理性。
2、鋼筋混凝土剪力墻結構
剪力墻結構是框架結構中梁柱由鋼筋混凝土板來替代的一種構件(如下圖為剪力墻有效翼緣寬度),能夠很好地控制結構的水平方向力,并可以承擔各種荷載所引起的內力。剪力墻結構現今是多層或高層住宅最為廣泛采用的一種結構形式。它的主要作用是抵抗風、地震等的水平荷載和建筑物本身重力的豎向荷載。
3、剪力墻的截面
剪力墻的設計應該遵循:墻強梁弱,即選取連梁截面時,應使連梁先屈服于墻體(如下表為剪力墻截面最小厚度)。規范中還限制了最大剪壓比,即跨高比大于2.5的連梁及剪跨比大于2的剪力墻,剪壓比不應大于0.2;對跨高比小于2.5的連梁及剪跨比小于2的剪力墻,剪壓比不大于0. 15。剪力墻底部加強部位的厚度一,二級不宜小于層高或無支長度的十六分之一且不應小于200mm; 三,四級不宜小于層高或無支長度的二十分之一且不應小于160mm;無端柱或翼墻時,一,二級不宜小于層高或無支長度的十二分之一,三,四級不宜小于層高或無支長度的十六分之一;一字形獨立剪力墻底部加強部位不應小于220mm,其他部位不應小于180mm。剪力墻的設計計算是在豎向作用和水平受力條件下進行實際分析,得出內力后,按偏拉或偏壓進行斜截面受剪承載力和正截面承載力驗算。
4、剪力墻的布置及要求
根據框架剪力墻的特點(如下圖所示),設計時應該雙向布置剪力墻。“對稱、均勻、周邊、連續”是建造剪力墻必須遵循的原則,除此之外還應該注意對不同的剪力墻結構有不同的側重點。下面,我們就來著重討論以下幾個典型的方面。
4.1 一般剪力墻的布置要求
可將長墻的高寬比例大于3,這樣設置,可以使墻段成為獨立墻肢或聯肢墻,分別抵抗側力,并且讓墻段以彎曲變形為主,從而可以避免墻體的剪切破壞。應該根據實際情況如工程的層數、高度、平面布局等恰當的設置剪力墻,并且數量只少不多,恰好為宜,一般滿足規范設計要求即可。剪力墻過少,則不能承受各方面的荷載,造成建筑物坍塌,出現危險;剪力墻數目過多,吸收的荷載力量就越大,這樣不僅會造成浪費,也使很多剪力墻失去了存在的意義,不能達到設計要求。因此在實際設計中,要整體計算,綜合考慮,細化局部,對建筑物進行調整計算,以設計出符合規范及實際情況要求的合格建筑結構。盡量避免墻肢長度突然變化。在沿高度方向上,剪力墻宜自下到上連續布置,避免剛度突變。門窗洞口宜上下對齊,成列布置,形成明確的墻肢和連梁,這樣應力分布比較規則,又與當前普遍應用程序的計算簡圖較符合,設計計算結果安全可靠。錯洞剪力墻和疊合錯洞剪力墻的應力分布復雜,計算、構造都比較復雜和困難。因此在一、二和三級剪力墻的底部加強部位不宜采用錯洞布置。此外,一、二和三級抗震設計的剪力墻全高都不宜采用疊合錯洞墻。
4.2 框架-剪力墻結構剪力墻的布置要求 這種剪力墻的布置的要點是“剛心”與“質心”的統一,剪力墻的位置沒有特殊要求,相對可以靈活處理,但須符合規范的具體相關規定。框架剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系;抗震設計時,結構兩主軸方向均應布置剪力墻。結構在兩主軸方向的剛度和承載力不宜相差過大。剪力墻洞口布置時要注意盡量避免疊合錯洞墻和錯洞剪力墻,因為這兩種剪力墻都是不規則的,會影響剪力墻的抗震效果;布置剪力墻洞口應規則開洞,成排、規律,能夠形成明確的連梁,不宜開挖過大,以免減小剪力墻的剛度。剪力墻上洞邊距柱內側即柱端不小于300毫米,即要保證柱作為建筑邊緣構件的支撐作用又要約束邊緣剛體構件的長度。加強剪力墻中受力大或出現塑性鉸的部位。剪力墻要具備足夠的延性,才能使塑性鉸承受較大的力,適當加強結構,可以提高其抵抗外力破壞的功能。另外,加強部位的范圍可根據實際情況適當加寬。對于長度較大的房屋建筑,為避免溫度變化引起的溫度應力對剪力墻結構的不利影響,不宜在房屋的頂端部位設置剪力墻。設置雙向抗側力的建筑結構形式,并且使剪力墻彼此有翼緣,不僅能有效的提高結構的塑性變形能力,還可以增加剪力墻的剛度。對于一、二級剪力墻結構,規范要求其連梁的高度不宜小于400毫米,且跨高比不宜大于5。這樣才能使連梁具有較大的剛度, 就可保證良好的墻體整體性能, 并能增大承受外界及自身荷載能力。為減少地震時外力作用對柱的扭轉效應,柱中線與梁中線、墻中線的距離均不宜大于柱寬的1/4,否則應通過加水平腋的方法或者以增加柱內配箍率等方法加以改善、彌補。
4.3一般框支鋼筋混凝土剪力墻
部分落地剪力墻墻體宜設計成筒體,這樣可以為增加抗側和抗扭剛度。剪力墻洞口的一般布置原則是不宜在中柱上方設置門洞;宜在落地墻墻體中部設置洞口;框支鋼筋混凝土剪力墻的轉換梁上一層墻體最好不要設置邊門洞;剪力墻的洞口最好上下對齊。抗震設計時,落地剪力墻的水平間距l應符合下述要求:當底部框支層為1~2層時,l不宜大于2b和24m;當底部框支層為3層及3層以上時,l不宜大于1.5b和20m.(b為落地墻之間樓蓋的平均寬度)
5、結束語
隨著現代建筑科學的迅速發展,高層建筑已經逐漸占據城市建設的主體地位,因此,高層建筑中鋼筋結構設計尤為關鍵。但是目前尚沒有對鋼筋混凝土結構鋼筋細部節點的設計形成一個統一的方法,從而造成在節點鋼筋設計時往往會出現配筋率過大、鋼筋錨固不夠等現象。設計鋼筋混凝土剪力墻結構時對不同的剪力墻結構有不同的設計要求。因此,在設計時如何把握好剪力墻的合理性、功能性至關重要。希望本文可以在以后的鋼筋混凝土剪力墻設計和建造中能發揮出應有的作用,并且通過人類的不斷探索,不斷改進剪力墻的結構和設計。
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作者簡介:
關鍵詞:房屋建筑;鋼筋混凝土灌注樁;施工技術
中圖分類號:TS958文獻標識碼: A
引言
現階段我國在大力推進城市化建設的不斷發展,隨著這一進程的進一步深入,我國的房屋建筑行業的發展也逐漸蒸蒸日上。隨著各地房屋建筑工程的不斷開展并逐步擴大規模,各項建筑施工技術也引起了有關專家的關注和研究。而鋼筋混凝土灌注樁是承載房屋建筑重量的基礎部位,其在整個房屋建筑施工過程中的重要性自然不言而喻。鋼筋混凝土灌注樁打得好,就可以保證整棟建筑的安全性和穩定性,反之,則會由于承重力不足而導致變形而對建筑及其使用人員造成一定的安全隱患。
一、鋼筋混凝土灌注樁的施工準備
房屋建筑工程具體可以分為很多個施工環節,每個施工環節都不能有絲毫馬虎而應予以足夠的重視。因此,在施工開始之前將必要的準備工作做足是進行建筑施工的首要目標,這一點對于鋼筋混凝土灌注樁施工來說也完全適用。鋼筋混凝土灌注樁的施工技術有很多種,但是每一種施工方式開始之前都應做好相應的準備。下面將對其準備措施進行詳細探討。
(一)明確鋼筋混凝土灌注樁的施工順序
由于鋼筋混凝土灌注樁的施工技術可以通過不同方式來實現,因此每個施工技巧的不同適用性也會對灌注樁的打孔方式及其相應的施工順序產生一定的影響。舉例來說,根據錘擊打樁或者震動打樁法而形成的沉管灌注樁常常會在打孔奠定樁基的同時擠壓樁孔附近的土壤,造成土壤的密度加大。而改變了土壤密度的同時也會對樁孔的穩定性和灌注樁的安全性產生一定的影響。為了避免這一現象的產生對樁孔周邊的土體結構造成的不良影響,施工人員應該在保證樁孔的穩定性基礎上對樁位進行設計和施工布置。在進行具體施工之前,做好在鉆孔時根據地理環境的需要間隔出一定的樁位。這樣就可以有效地減少機械鉆孔以及之后的灌注樁時對土體結構造成的擠壓的加密狀況,而這種打孔灌樁的施工順序往往與鉆機使用順序相一致。
(二)制作合格的鋼筋籠
合格的鋼筋籠在進行制作時對加勁箍和箍筋的間距及其直徑以及主筋的保護層等方面都有一定的設計規范和要求,因此在制作上要進行嚴格控制。具體來說,鋼筋籠的主筋環向應該布置勻稱,在主筋和箍筋之間進行分段電焊的制作方式來進行鋼筋籠的制作。一般采用焊接的方式來制作鋼筋籠的接頭,這些都要符合有關的質量檢驗標準的規范要求。除此之外,放入孔中的鋼筋籠在施放過程中不能與孔壁發生碰撞,在進行混凝土的灌注時也要對鋼筋籠位置的固定采取相應的有效措施以免鋼筋籠因為混凝所具有的上浮力而遭受影響發生位置移動。
(三)配制優質的混凝土
想要進行優質的混凝土的配制工作,就要根據所需要的混凝土性質來選擇適當的材料并對這些材料在進行必要的篩選。以粗骨料的配制來說,為了更好地進行灌注樁混凝土的使用,這種材料最好選擇顆粒直徑至少要低于或者等于鋼筋凈距的三分之一的碎石或者卵石;而用于沉管灌注樁的時候則應在一厘米的二分之一以內;用于素混凝土樁的時候要保持在樁徑的四分之一以內,以一厘米的三分之二為限等等。由此可以看出,混凝土在配制上會因為打孔設計的不同而具有不同的內在要求。
二、鋼筋混凝土灌注樁的施工方式
根據房屋建筑鋼筋混凝土灌注樁的施工方式不同,可以將其主要分為人工成孔灌注樁、沉管灌注樁以及鉆孔灌注樁等幾種方式,這幾種灌注樁方式各有其使用方面的特點,下面就以鉆孔灌注樁的施工方式為代表,根據其施工過程中的孔灌注樁以及泥漿護壁的施工技術展開相關探討。
(一) 孔灌注樁
孔灌注樁也叫做泥漿護壁,這種灌注樁方式是通過水下澆筑混凝土的方式來完成的,因而在地下水位置較高的房屋建筑環境中更為適用。根據其水下施工的方式可以發現,這種施工方法的污染性和震動幅度都幾乎沒有。除此以外,在一些土質結構復雜或者土壤條件較低的建筑環境下進行施工的效果要比其它方式好很多。這種關注方式所制作的樁的承載力較普通方式制作的樁承載力度更好,質量也更高。
(二)鉆孔
鉆孔包括挖泥漿池和泥漿制作兩個環節。泥漿可以起到保護孔壁的作用,對于孔壁滲水、膨脹以及坍塌等現象都能進行有效地預防。因此,泥漿制作出來的質量將對灌注樁施工技術的效果產生重要影響。對此,有關工作人員應對其予以足夠重視,在制作泥漿的過程中,首先,要通過實驗選擇合格優質的粘土作為泥漿的制作原料;其次,在鑒定過粘土質量后要篩選出粒徑較小的合格粘土;再次,用于制作泥漿的水質也要進行嚴格把關,不能使用有害于土壤的水;最后,還要將檢定合格的水和粘土進行混合攪拌以供使用。
(三)吊入鋼筋籠并澆灌混凝土
在對樁孔進行清理后要緩速放入鋼筋籠,這一過程要注意不能對孔壁造成破壞。接著便是進行水下混凝土的澆灌,這一過程是通過混凝土產生的壓力將排入樁孔的泥漿壓成樁。施工要先用吊車插入導管,繼而固定混凝土塞并將其落入樁底,擴散后排入混凝土取代泥漿,成型后灌注樁即為成功。此外應注意導管。將其緩慢抽出后進行清理不能影響下次使用。
三、混凝土灌注樁的施工常見問題及相應措施
(一)縮徑現象
這種現象的形成原因主要在于塑性土的膨脹,因此,控制這一現象的主要方法包括:提高鉆孔速度、在成孔時形成泥皮來保護孔壁,孔壁不滲水就可以有效避免膨脹現象的發生。除此之外,還可以多層重復掃孔使其孔徑擴大。
(二)樁基地承載力不足
這種現象發生的主要原因在于灌注樁施工過程中底端未能對準持力層放置,這種情況較多發生于地質層較為復雜的灌注樁施工過程中。控制這一現象的首發主要有檢驗樁芯、觀察樁周土質的變化以及將其與泥漿外排和鉆素等要素綜合考慮等方式來判斷樁底端是否準確置于持力層之上。
結論:綜上所述,在房屋建筑工程建設中鋼筋混凝土灌注樁具有相對靈活的應用特點因而在適用范圍上比較廣泛。較預制樁來說,灌注樁不僅設計靈活而且實用性也較為穩妥,這對于提高房屋建筑施工質量來說必不可少。因此,為了更好地保證房屋建筑的施工質量,有關部門和研究人員應不斷提高自身的施工技術,豐富鋼筋混凝土的施工工藝和技巧,根據不同的地勢特征制定出承重能力更好的建筑工程設計方案。這不僅可以提升建筑工程的安全性,同時也能促進我國城市化的進一步發展。
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