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1工程概況
新建鐵路天水至平涼線位于甘肅省東部天水和平涼兩市境內,地處隴海線以北、寶中線以西,呈東北—西南走向。全線新建正線113.417km,隧道總長64.351km,占線路總長度的56.74%,其中關山隧道長15550m,六盤山隧道長16316m,均為特長隧道。考慮其長度大,所處地區交通不便,自然條件較差,運營期間養護和維修困難,為減少養護維修的工作量,在特長隧道地段均設置成無砟軌道。無砟軌道是用整體混凝土結構代替傳統的有砟軌道中的軌枕和散粒體碎石道床的軌道結構,具有線路穩定、平順的優點,有利于鋪設無縫線路和高速行車。并且維修工作量小,堅固耐久、整潔美觀,使用壽命長,在隧道、地鐵中還可減少開挖面積。目前國內外技術成熟的無砟軌道結構形式有板式軌道、雙塊式無砟軌道和彈性支承塊式無砟軌道等結構形式。因天平線速度目標值較低且貨運主要以煤炭運輸為主,鋪設無砟軌道地段離煤產地較近,煤渣及煤內含水對道床壽命有一定不利影響,容易引起結構污染及老化,故全線所有長度>6km的隧道(唐楊隧道、關山隧道、六盤山隧道)均采用雙塊式無砟軌道。
2結構設計
2.1軌道結構組成雙塊式無砟軌道結構從上至下由鋼軌、彈性扣件、預制雙塊式軌枕、混凝土道床板、底座或混凝土支承層等部分組成。軌道下部支承結構為隧道仰拱。其設計橫斷面如圖1所示。接。鋼軌焊接采用閃光焊。焊接接頭應符合鐵路鋼軌焊接質量有關技術條件。軌道絕緣接頭采用膠接絕緣接頭。膠接絕緣接頭滿足《膠接絕緣鋼軌技術條件》(TB/T2975)的各項要求。2)軌枕及扣件:采用雙塊式軌枕(SK-1型),扣件支點間距為650mm,一般情況下,扣件支點間距不小于600mm,配套采用WJ-7A型扣件。3)道床板:道床板采用C40鋼筋混凝土直接在隧道基底回填層上現澆,鋼筋等級為HRB335。道床板采用連續澆筑。寬度為2800mm,厚度為260mm。4)無砟軌道結構高度:無砟軌道結構高度指內軌頂面至隧道回填層頂面的高度,其中鋼軌高度176mm,扣件高度32mm,承軌面至道床板頂面高度47mm,道床板厚度260mm,軌道結構高度為515mm。5)軌道過渡段:在有砟與無砟軌道間設置過渡段,長度為25m。過渡段位于隧道口至隧道內25m,以實現在同一下部基礎上過渡。其中有砟軌道范圍內約20m,無砟軌道范圍內約5m。無砟軌道過渡段采用過渡段雙塊式軌枕(SK-1型),過渡段輔助軌采用25m長60kg/m鋼軌。扣件基本軌使用WJ-7A型扣件,輔助軌采用“研線0607”型扣件。
3施工工藝
雙塊式無砟軌道是長枕埋入式結構的改進型軌道。用兩根桁架形配筋組成的特殊雙塊式軌枕取代整體式軌枕,只保留承軌和預埋扣件螺栓部位的混凝土,其余為桁架式鋼筋骨架,使之與現場灌筑混凝土的新老界面減至最少,增強結構的穩定性和整體性。道床板為現澆的C40縱向連續混凝土結構,雙塊式軌枕現澆在混凝土道床板內,結構整體性能優越,保持軌距能力強。道床板配筋為構造鋼筋,主要是為了控制裂縫寬度,可以良好地控制裂縫寬度和裂縫間距,均勻的和寬度不大的裂縫對軌道結構整體性無不良影響。雙塊式軌枕由工廠預制,軌枕體積小、質量輕,易于運輸以及隧道內的安裝。但是軌枕桁架鋼筋剛度薄弱,在運輸和搬運過程中易發生折彎現象,影響無砟軌道的鋪設精度。雙塊式無砟軌道施工機具較簡單,混凝土道床板采用C40鋼筋混凝土現場澆筑,施工進度每天可以達到70~120m。國內施工通常采用工具軌法。工藝流程為:基底清洗找平鉆孔安裝抗橫移銷釘無干擾縱向鋼筋預置,雙塊式鋼桁架軌枕安放就位交叉縱向及橫向鋼筋安設安裝工具軌、高低調整螺柱及左右調整裝置粗調軌面系的幾何尺寸,精調軌面系幾何尺寸并固定澆筑道床混凝土、振搗、抹面、養生拆除工具軌進入下一段道床作業。施工流程詳見圖2。
4施工方案
4.1施工總體方案施工前先進行精確測量,放出加密基樁,用來對無砟道床的高低、方向進行控制。用平板車、汽車將施工材料運入隧道內,施工時鋼軌采用12.5m長60kg/m的工具軌,軌料按就近鋪設原則及各段施工所需用量卸放在隧道內的空地上,并在隧道內空地上用龍門吊進行軌排的拼裝。在施工范圍內鑿毛隧道底面,綁扎鋼筋,然后將拼裝好的軌排吊裝到位,配合測量儀器對軌排進行粗調及精調,調整到位后支立模板澆筑C40混凝土道床。
4.2施工技術要點雙塊式現澆混凝土無砟道床軌道鋪設時以鋼軌面作為基準點,使軌道鋪設幾何型位極為準確,鋪設誤差近似于“零”,它的施工要點主要有以下幾個方面。
4.2.1CPⅢ網布設及測量無砟軌道施工的一個顯著特點就是測量精度要求高,在開始施工前應完成基樁控制網(CPⅢ)的建立。沿線路布設三維控制網,起閉于基礎平面控制網(CPⅠ)或線路控制網(CPⅡ),一般在線下工程施工完成后施測,為無砟軌道鋪設和運營維護的基準。基樁控制網(CPⅢ)最終為三維坐標,即每個CPⅢ控制點都是集平面和高程于一體的。無砟軌道測量必須使用能夠滿足精度要求的測量設備和作業方法。測量時使用帶目標自動搜索及測量的全自動化全站儀,采用后方交會法進行施測,角度測量精度不大于1″,距離測量精度為1mm+2ppm。同一測站不得少于2×4個CPⅢ控制點,并進行不少于兩測回(度盤換置)觀測,后視方向聯系觀測數量不少于2×3個CPⅢ控制點,并做到在不同測站時每個CPⅢ控制點重疊觀測數量不得少于3次,觀測視距不得大于150m。
4.2.2雙塊式軌枕運輸及布設雙塊式軌枕出廠后,并排擺放,每5根1組,采用吊枕鉗吊起、疊放,中間加墊方木,堆碼成垛,每垛最高6層,用打包帶捆綁牢固,采用叉車或龍門吊運至軌枕存放場儲存。雙塊式軌枕的運輸采用無箱平板汽車(見圖3),采用吊車或龍門吊進行裝卸,裝車高度不超過5層。采用專用吊具進行吊裝,裝卸過程需謹慎,嚴禁碰、撞、摔,吊點應設置在兩端。在運輸途中必須對軌枕進行綁扎,捆綁形式根據裝車形式決定,嚴禁采用鋼絲繩加固,以防止對軌枕造成損害。捆綁時需沿承軌槽進行,捆綁帶不少于兩道,嚴禁在軌枕中部進行捆綁。軌枕運至施工地點后,根據軌枕間距和所需數量,采用吊車擺放在路基兩側,以便軌道施工時軌枕排布機直接抓取、安裝。鋪設軌枕時,需利用散枕裝置沿軌道鋪設。散軌裝置從枕木垛一次抓取一組軌枕,旋轉、調整到設計軌枕間距,比照標定的道床板設計邊線,將軌枕均勻散布到設計位置,同時標出相鄰兩組軌枕間的距離。每散布4組軌枕,與現場標示的里程控制點核對一次,控制散布軌枕的累計縱向誤差,做出相應的調整。
4.2.3鋪設工具軌、組裝軌排鋪設工具軌前,要對工具軌進行抽檢,保證工具軌平直、無彎翹及扭曲,軌頭無硬彎,就位前還需檢查軌底及軌面是否干凈。利用起重運輸車通過專用吊架將工具軌吊放到軌枕上,在鋼軌放到軌枕上以前,軌枕支撐表面要干凈。兩根鋼軌的端部接縫必須在同一位置。兩工具軌之間的軌縫應控制在15~300mm。鋪設完工具軌后組裝軌排,施工流程見圖4。先使用方尺檢查軌枕與工具軌的垂直度,需要時進行調整。檢查工具軌的軌距,不合格的進行調整。使用扭矩扳手將扣件定位,并按規定扭矩擰緊螺栓,使鋼軌與墊板貼合,彈條兩端下沿必須壓在軌角上。軌排拼裝完成后用洞內龍門吊起吊,用一臺龍門吊起吊很容易導致拼裝好的軌排發生變形,用兩臺龍門吊起吊不易操作且浪費資源。由于軌排長只有12.5m,所以可以用軌距拉桿將軌排固定,每隔三、四個軌枕安放一個軌距拉桿,從而使軌排聯成一個整體。再用龍門吊上配的吊具起吊,在距端頭5~7根枕木處用吊帶鎖死,這樣可以直接用一臺龍門吊起吊而不變形。調節器鋼軌托盤應安裝在軌底,在每個軌排短的第一根軌枕后需配置一對螺桿調節器,之后每隔3根軌枕安裝一對螺桿調節器。螺桿調節器中的平移板應安裝在中間位置,以保證可向兩側移動。最大平移范圍約0.5cm,每一邊的中心偏移量是2.5cm。
4.2.4現澆混凝土道床板現澆道床板所用的混凝土中應采用羧酸鹽系減水劑及能夠提高混凝土早期強度和后期耐久性能的摻合料,混凝土膠凝材料用量不宜超過480kg/m3,水膠比不應大于0.35,混凝土含氣量不應大于3%。混凝土原材料應嚴格按照施工配合比要求稱量,材料計量誤差應符合《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》的規定。澆筑混凝土以前,應復測軌排幾何型位、鋼筋保護層厚度,檢測鋼筋網的絕緣性能,滿足規范要求后方可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑時應保證鋼筋和預埋件的正確位置,為防止軌排在澆筑過程中上浮和左右移動,每隔三根枕木要設一根地錨鋼筋。混凝土澆筑時,模板溫度宜控制在5℃~35℃,混凝土拌合物入模溫度應控制在5℃~35℃。當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時,應采取骨料保溫、預熱剛模等措施,并按冬季施工處理。夏季澆筑混凝土時,骨料使用前應采用降溫措施。混凝土應有良好的密實性,要連續澆筑,下料均勻連續,振動成型。澆筑時必須一個軌枕間距接一個軌枕間距單向連續澆筑,讓混凝土從軌枕塊下漫流至下一格,不致在軌枕下形成空洞。枕下采用振搗棒密實,振動時必須沿軌道的同一方向依次振搗,使軌枕下面的氣泡從另一方向擠出,嚴禁振搗棒從軌枕兩側同時振搗。混凝土振搗時振搗棒必須快插慢拔,直到軌枕底部沒有氣泡為止。但也不可過振,防止混凝土離析。混凝土道床澆筑振搗密實后,表面需按設計認真做好橫向排水坡,且人工整平、抹光,高程及尺寸允許偏差應滿足規范要求。
【關鍵詞】建筑工程;抗震結構設計及施工
前言
本文主要對建筑工程抗震結構設計時所要考慮的條件和抗震技術施工的特點進行了分析。
1 抗震結構概述和其必要性
我國是一個地震頻發國家,地震作為一種不可控制的自然現象對建筑物的破壞更是無法估量,針對這一災害的頻繁發生,在建筑結構中應該進行相應的抗震設計,以便減少地震給人們帶來的危害,這也彰顯了建筑結構設計中的抗震設計的重要性。
在建筑設計,尤其是高層建筑設計中,做好抗震結構設計是非常必要的。在當前經濟發展的帶動下,我國的城市化進程不斷加快,城市規模的擴大和城市人口的增加使得城市的人地矛盾日益凸顯。在這樣的背景下,高層建筑得到了迅猛發展,并且迅速成為城市建筑發展的主流方向。但是,建筑高度越高,其自身的重量也就越大,對于震動的抵抗能力越差,如果高層建筑的設計還按照普通建筑設計的方法,一旦遭遇地震,必然會導致建筑的損壞或倒塌,引發嚴重的后果。因此,在設計人員應該充分重視建筑抗震結構設計,確保結構能夠在強度、剛度、延性等方面達到最佳,實現“小震不動、中震可修、大震不倒”的目的,保障建筑的使用安全。因此對建筑物進行抗震結構的設計是非常必要的。
2 抗震結構設計中需要考慮的問題
2.1 抗震場地的選擇
總體來說就是在建造時選擇對建筑物抗震有利的地質條件來建造,避開如軟化土、砂土液化等土質較差地段。如果面臨無法避開不良地段建造的情況時,應選擇對建筑物進行抗震加強的設計措施,采取相應的穩定措施
2.2 建筑結構體系的合理選擇
應當考慮的一個非常重要的問題就是建筑結構體系的選擇合理性,其合理性在安全性方面起著很大的作用,具體設計如下:
第一,建筑物不會因部分元部件在地震條件下造成的脫落或功能喪失,而導致整體抗震結構功能的喪失。在設計中應充分考慮到贅余度和其內力充分配的功能,避免這種情況的發生。
第二,結構體系應具備對地震的作用力合理分配在建筑物的每一部分的能力,承載能力和可以消耗地震所傳來的能量的能力。在設計過程中,對豎向構件的布置,要考慮到在地震的作用力下,可以把作用力進行水平傳輸,采用鋼筋混凝土機構可以滿足需要,其良好的內力重分布能力,可以對地震作用力進行很好地吸收和消耗。
第三,機構體系應具有相應的剛強度。也就是整體具有剛強度,不會發生受力而使部分結構遭到破壞,保護基本節點的不被破壞,在可能出現薄弱部分的位置,建筑人員應采取相應的措施,來推高該部分的抗震能力。
3 建筑工程結構杭震控制的技術分析
3.1 被動控制
被動控制的抗震技術是在建筑物內增加一些子系統,對建筑物的部分結構進行處理和控制,從而達到改變其特性的效果。被動控制的抗震技術主要分為以下兩種:
(1)基礎隔震:基礎隔震顧名思義就是在建筑物的基礎部分,通過一些結構來阻止和消耗地震的作用力,從而減少建筑物整體的震動。基礎隔震技術具有應用廣泛性、設計結構多樣性和發展較為迅速的特點,深受目前建造業的喜愛。
(2)耗能減震:耗能減震技術就是將建筑物內的一些部件改造成耗能的部件,或者裝備一些阻尼器,在平時阻尼器和耗能原件的彈性較大,使建筑物具備側向剛度;在地震發生時阻尼器和耗能元件出于非彈性的狀態,增大的阻尼,可以大大消耗地震傳來的能量,從而保護了建筑物。耗能減震具有安全性高、造價低、合理性強和維護成本低等特點。
3.2 主動控制
目前主要通過外部的能源來實現主動控制的抗震技術,該技術原理在建筑物內安放檢測設備,在地震發生時,設備將信號傳輸回計算機,通過計算作用力的大小,對建筑物施加和地震作用力方向相反大小相等的作用力,從而穩定建筑物。
3.3 半主動控制
半自主控制技術和自主控制結構不同的是對外部能源的需要,半自主控制技術使用弱點即可完成,一般是使用蓄電池,通過安放在建筑物內的控制機構來調節建筑物在地震發生時的各項參數,達到減震的目的。半自主控制技術是需要開關來進行控制的,控制器的狀態通過開關來控制,從而達到控制建筑物動力特性的目的。
3.4 混合控制
混合控制的抗震技術是將主動控制和被動控制進行結合的一種綜合應用技術。混合控制技術充分結合了主動控制和被動控制的優點,可以實現被動控制消耗和吸收地震能量的功能,又可主動來控制地震帶來的效果,實際應用的效果非常好,混合控制的抗震技術擁有很好的發展前景。
4 建筑工程杭震結構設計及施工的具體控制措施
4.1 建筑工程抗震結構設計環節的措施
對于設計階段來說,設計階段是抗震結構的建立階段,是施工的鋪墊,所以,做好建筑工程的抗震結構設計是十分關鍵的。在抗震結構的設計環節,應該采取的具體措施如下:(1)合理選擇建筑工程的修建地址,不能再地基基礎差,危險的地質條件上修建建筑物。(2)在房屋結構的設計過程匯總,要合理選擇抗震防裂的輕度,并進行精確的計算,在這個基礎上,進行合理的設計。計算是設計的關鍵環節,設計時要充分考慮到概念和計算的雙重作用。(3)建筑的外觀造型、抗側力結構以及平面布置都會影響到建筑的抗震性能,所以,對于平面不規則、體型相對復雜的建筑物來說,要設置合理的防震縫。例如,在抗震度在8度左右時,對于立面高、剛度各異的建筑物來說,應該利用防震縫將建筑結構進行分割,成為多個體型比較規則的獨立部分,能夠有力的減少地震時產生的扭轉力。(4)在設計中,應該合理的設置一定的結構圈梁和構造柱。對于不同的建筑物而言,其施工設計不同。對于橫墻比較小的建筑來說,不宜馬上設置構造柱,而應該在增加到適當的層數后設計。當建筑物的層數較高,對于橫墻或者縱墻的承重的鋼筋硅樓來說,應該合理設置圈梁。要有力的提高建筑物的剛度和抗剪力,一個重要的方法就是在隔開間或者建筑的每一個開間,分別設置構造柱,在沒有構造柱的墻內,包括內、外縱墻一級屋蓋都要設置一定數量的閉合圈梁。如此設計,使圈梁在平面內形成一個閉合的網絡,與構造柱連接,大大提高了墻體的剛度,能夠有效的防倒塌。(5)要注重對于建筑不同部位強度的設計。對于建筑物的不同部位,對于材料的要求不同,承重墻的強度最大,樓梯間的強度也相對較大,底層的砂漿等級則保持在一般的強度。
4.2 施工階段的抗震施工措施
首先,對于施工來說,施工應該根據圖紙來進行施工,對于每一個參數都要進行合理的把握,在施工中,根據不同的施工項目選擇合理的施工技術,并規范施工,不能偷工減料。在施工前,要做好施工會用到的材料、經費和人員進行具體的統計,特別要把好混凝土等重要材料的質量關,保證鋼圈以及構造柱的施工能夠達到強度的要求。對于施工中已出現質量問題的環節要重點控制,并有專業的監理人員進行監理,對于不規范的施工行為及時的糾正,減少質量問題的發生,切實提高建筑結構的抗震強度。
5 結束語
總而言之,對于建筑工程的抗震結構設計和施工來說,要牢牢把握抗震結構設計的原則,選擇合理的參數,并結合具體的建筑工程合理設計抗震縫等抗震結構,在施工中,將設計落實到實處,按照圖紙施工,并注意每一個環節的質量把,建設真正的民心安全工程。
參考文獻:
論文摘要:鋼結構工業廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環保等特點在建筑工程中已被廣泛認可,在工業廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結構而得到了普遍應用,文章就鋼結構工業廠房的設計與施工中存在的相應問題進行論述。
鋼結構工業廠房在我國應用的時間并不長,其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業廠房有很多優點,但作為一種材料,它也有很多缺點,例如防火性能差、易銹蝕等,在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設計與施工兩個部分來進行論述。
一、鋼結構工業廠房的優越性歸納
在摘要部分已經提到過鋼結構工業廠房的主要優點在于:首先,在施工速度方面:鋼結構構件可以工廠化批量生產,施工簡單,安裝快捷,大大縮短施工周期;其次,鋼結構工業廠房在自重方面:可減輕建筑物結構質量約30%,特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方,其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系;最后,從環保方面考慮:鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系,鋼材本身是一種高強度高效能的材料,具有很高的再循環價值,并且不需要制模施工。
二、鋼結構工業廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中,圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間,要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計,其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求,以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。
三、對鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則
為了保證鋼結構廠房的空間工作,提高其整體剛度,承受和傳遞縱向水平力,防止桿件產生過大的變形,避免壓桿失穩,以及保證結構的整體穩定性,應根據廠房結構的形式,車間吊車的設置,振動設備以及廠房的跨度、高度,溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統,并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素,并影響溫度應力的大小,下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部,使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時,一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐,但溫度區段的長度大于150 米時,為了保證廠房的縱向剛度,應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐,其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內,為了避免過大的溫度應力,兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點
在對鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意:首先,在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協調,盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響,廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架,以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形;其次,鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成,所以合理布置支撐系統,保證廠房結構整體穩定性,對鋼結構廠房尤為重要;最后,在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計,應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服,應使結構構件能進入塑性工作,充分吸收地震能量發揮其抗震能力。
五、鋼結構工業廠房耐熱能力設計的重要性
在第1小節中我們提到過,鋼結構工業廠房防火能力很差,當鋼材受熱在100℃以上時,隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時,鋼材抗拉強度略有提高,而塑性卻降低,出現藍脆現象;當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象;當溫度達500℃時,鋼材強度降至很低,以致鋼結構塌落。因此,當鋼結構表面溫度處于150℃以上時,必須做隔熱及防火設計(通常是涂耐熱涂料來解決)。
而鋼結構工業廠房的施工中,存在的問題非常的繁冗,在這里我們只對比較突出的幾個問題進行分析研究。
六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在,地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位,地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度,地腳螺栓的埋設精度:軸線位移:±2.0 mm,標高:±5.0 mm。在柱地腳螺栓安裝前,將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上,全部閉合,以保證螺栓的安裝精度,然后根據軸線放出柱子外邊線,待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后,將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項歸納
具體的注意事項包括:首先,把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調整標高,把螺母緊固;其次,吊裝完一個區域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩定性,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
八、吊車梁系統的安裝難點解析
在鋼結構工業廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行,柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板,該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接,均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行,以減小板內應力。
九、關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝,構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現場急需安裝的應直接堆放到現場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構件堆放時H型構件應立放,不得平放.每個構件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應上下對齊。
參考文獻:
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國家現行的有關法律法規、標準規章和技術經濟政策;施工招標文件、圖紙及補遺通知;現場踏勘獲取的工程所在地區和河流自然條件,交通、供水、供電及當地生產生活物資、勞動力供給狀況等資料;本單位自身施工能力,類似工程施工經驗及優劣勢。
二、投標階段與實施階段施工組織設計的區別聯系
1.編制人員與流程投標階段
施工組織設計一般由公司的經營部門人員編制,經內部審查后直接用于投標;實施階段施工組織設計則由中標后組建的項目部編制,項目部編制完成后需報企業技術負責人批準,經監理部審核后方可付諸實施。
2.編制依據的區別與聯系
投標階段施工組織設計編制依據的主要是招標文件和招標圖紙,現場踏勘獲取的資料等。實施階段施工組織設計除上述資料外,投標階段施工組織設計亦成為編制依據之一,同時有更為詳細的施工圖紙,現場勘察測量資料,工程有關實驗數據及結果等。
3.編制時間的不同
投標階段施工組織設計編制時間通常比較短,從發標至開標時間間隔一般只有20天,編制施工組織設計必須在此期間完成,時間緊迫時僅有幾天。實施階段施工組織設計,自組建項目部起即可安排編制,大中型項目還應編制分部、分階段的施工組織設計,時間相對寬裕。
4.編制目的不同
投標階段施工組織設計的最終目的是滿足招標文件要求,爭取不扣分,為企業中標加大籌碼。實施階段施工組織設計則是要指導具體施工,擬定可行的施工方案,配備合理的人力、材料、機械,既滿足施工需要,也要最大限度節約成本。
5.編制內容側重點
投標階段施工組織設計內容主要是針對評委打分的項目,對標書要求的工期、質量、安全、材料、設備及技術關鍵點做出承諾及實質性響應,對評分未做要求的內容可能一筆帶過,甚至忽略。實施階段施工組織設計是投標階段的完善細化,具有全面性和針對性,對擬建工程的準備工作和整個施工過程,在人力物力、時間空間、技術組織上做出一個全面合理的安排。
三、投標階段施工組織設計編制人員注意事項
1.加強編制人員能力素質培養
投標階段施工組織設計編制是高強度、高技術含量的工作。編制人員只有具備豐富的經驗,深厚的功底,才能在短時間內編制出高水平,符合招標文件要求的施工組織設計。編制人員除定期參加培訓外,還應學習相關適用的法律規范、技術標準,關注國內外最新的施工工藝、新材料、新設備,到工地一線在實踐中積累經驗。
2.克服慣性思維
編制人員在長期大負荷的工作狀態下,易產生慣性思維和工作慣性。水利工程招標文件標準化后,編制人員熟悉了相關內容,拿到招標文件匆匆瀏覽,即著手編制投標施工組織設計,經常忽略了招標文件中的細節變化。而變化之處往往是招標人此次關注重點,未做出響應,就可能扣分甚至廢標。故編制人員應全面仔細研讀每次的招標文件和圖紙,對與以往不同之處作重點關注并響應。
3.利用先進的軟硬件平臺規范
程序提高效率計算機輔助技術飛速發展,在編制施工方案、繪制進度圖及平面布置圖都有專門的軟硬件,企業可根據自身需要采用,既提高了編制效率,也使文件更加規范美觀,易得到評標專家的認可。
四、結語
關鍵詞:土木工程;結構設計;施工策略;土木工程技術應用
一、前言
通過對建筑物的了解以及研究我們可以發現在建筑物中,能夠對建筑工程的質量產生影響的最主要的一個因素就是土木工程的結構設計,因此在施工的過程中必須要十分的重視,但是在進行施工的過程中過,對土木工程的結構設計是一項十分復雜并且十分難以控制的工作,進而導致在進行施工的過程中也會出現一些很大的障礙。因此在對此進行設計的時候必須要將在進行施工的時候遇到的各種問題都要考慮到,進而能夠使設計的內容能夠符合工程的建設。
二、當前我國的土木工程結構在進行設計的過程中存在的問題
1、土木工程建筑結構設計的可靠性低
我國在進行土木工程施工的過程中,由于相關的技術發展的還不是特別的完善,因此在發展的過程中還存在著很多的問題。其中最主要的一個問題就是相關的設計人員對土木工程進行設計的時候,所設計的內容具有的可靠性比較低。這是一個十分嚴重的問題,如果不能對其進行改進,就會對建筑工程產生十分嚴重的影響。因此在對土木工程進行設計的時候,應該要對設計的人員進行一個比較嚴格的規定,使其所設計的內容能夠真正的起到作用,也能夠使其設計的內容在土木工程中進行真正的實施。
2、土木工程建筑設計的安全性能比較低
在土木工程進行施工的過程中,最重要的就是土木工程的質量,只有土木工程的質量得到保證,才能夠使土木工程順利的進行建設。但是在當前的設計人員對土木工程的結構進行設計的時候,經常講土木工程的安全性忽略,使土木工程在施工的時候不能夠按照科學的施工技術以及規定的規范進行施工。導致我國土木工程結構設計的安全性能比較低的現象還有一個重要的內容就是我國在對土木工程的結構設計方面發展的時間十分的短暫,因此在進行設計的時候所具有的專業的能力也就比較低,相關的設計人員在進行設計的時候經常會出現手忙腳亂、顧頭不顧尾的現象,這就會使土木工程的結構設計內容對質量的保證比較低,嚴重的影響了土木工程的正常施工。
3、進行土木工程結構設計的時候操作的不符合相應的規范
在當今的時代中,建筑行業得到了很大的發展,因此國家以及相關的政府部門對建筑工程中相關的內容更加的重視。但是雖然建筑行業得到了人們的重視,但是在實際施工以及設計的過程中依然存在這一些比較嚴重的問題,其中在設計階段中存在的最嚴重的問題就是相關的人員在進行設計的過程中不按照相應的規范進行設計。這種在設計的時候不按照規范進行設計的現象會對土木工程的質量產生十分嚴重的影響,因此在進行設計的過程中,必須要求相應的人員對此進行處理。
三、土木工程施工策略在土木工程技術應用上存在的問題
1、在進行土木工程建設的過程中,進行鋼筋混凝土結構施
工的時候有一些不合理的現象鋼筋混凝土工程是土木工程建設過程中一項十分重要的工程,在施工的時候,這個工程的施工質量能夠直接的影響到整個土木工程的質量。當今我國的土木工程的結構設計還處在一個剛剛起步的階段,因此在進行施工的時候還存在著許多的問題。在土木工程施工的過程中經常存在一些不合理的施工現象。在實際的情況下,在進行施工的時候相關的工作人員由于具有的專業能力不夠,因此一般情況下就會出現施工的質量不符合規范的現象,對建筑物的質量就會產生一些比較嚴重的影響,同時還會影響到施工的進度,因此對鋼筋工程以及混凝土工程進行施工的時候應該要進行格外的重視。
2、進行土木工程施工的過程中,施工人員的素質比較低
在進行土木工程施工的時候,由于施工的人員都是一些農民工,因此他們所具有的素質以及專業能力都非常的低,因此就會對施工的質量以及施工的進度產生很大的影響。如果施工人員具有的專業能力不夠,在施工的時候遇到一些先進的設備就不能進行操作,并且對先進的技術學習的也比較慢,因此就會對土木工程的質量產生影響。
3、在進行施工的過程中所采購的材料不符合相應的要求
在土木工程進行施工的過程中,最重要的一個內容就是施工過程使用的材料,因此在進行土木工程建設的過程中,相關的材料采購人員應該購買符合質量安全規范的材料,不能夠因為一些蠅頭小利而使用假冒偽劣的材料,這是一種對社會,對人民不負責的現象。因此在進行土木工程施工的過程中,要想施工的質量得到保證,首先就應該要使施工過程中使用的材料的質量得到保證。
四、土木工程技術應用過程中的相關措施
1、在進行施工的過程中要對鋼筋混凝土的結構進行控制
在土木工程中,鋼筋混凝土的工程是一個比較復雜的工程,在這個工程中,結構所承受的荷載力的方向是不確定的,因此在進行施工的過程中必須要對施工的結構進行嚴格的控制。另外,在進行施工的時候還應該對土木工程中其他的結構進行控制,通過對結構的控制,就能夠使土木工程具有更高的質量。
2、在土木工程使用的過程中加強對工作人員素質的培訓
我們在上面的文章就已經提到,施工人員對土木工程的質量會產生十分嚴重的影響,因此應該對土木工程的施工人員進行定期的專業素質的培訓。在對施工人員進行培訓的時候不應該只進行專業能力的培訓,對職業道德的培訓也不能夠忽視。通過對相關人員素質的培養就能夠使技術人員在進行工作的時候能夠熟練的掌握新的設備以及新的施工技術,通過新設備以及新的施工技術的使用,就能夠使土木工程的施工質量得到保證,同時也能夠使土木工程的施工進度得到一定的保證。另外,通過對施工人員職業道德的培訓,就能夠使相應的人員在工作的時候有一個嚴謹認真的態度,也能夠在側面提高工程的質量。
3、在施工的過程中加強對材料的控制
我們在上面的文章中已經知道,在土木工程施工的過程中,材料會對質量產生一個直接的影響。因此在進行材料的采購的時候就應該要使用一些符合相應的質量要求的材料,并且所采購的材料還應該要滿足施工的要求,進而就能夠使相關的人員在進行土木工程施工的過程中能夠對土木工程的質量進行保證。另外,使用滿足條件的材料還能夠保證施工的進度不受到影響。在施工的過程中如果遇到不符合要求的材料應該要及時的進行調整,只有這樣,才能夠使土木工程的質量在全方面得到保障。
4、提高對鉆孔灌注設計的重視
由于設計單位很少將施工設備標注在設計圖紙中,所以施工團隊需要結合施工成本與工程情況選取合理的施工設備。一般建議使用旋挖技術進行施工,首先此技術采用的都是先進的設備,人為操作較少,確保樁制作的質量。其次,雖然旋挖技術的成本高,但可確保樁的承載能力強。最后,旋挖技術可確保干凈的施工環境,避免對施工環境造成污染。
五、結束語
在土木工程施工的過程中,要對土木工程的質量進行控制。一般情況下,在土木工程技術進行應用的過程中,與土木工程結構的設計以及施工的策略有著十分大的關聯,因此對土木工程施工質量的控制就是土木工程應用技術的控制。在進行控制的過程中,應該要結合相應的規范進行施工,通過與相應的規范進行結合,就能夠使工程的質量以及工程施工的質量在很大的程度上得到保證。
參考文獻:
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[4]申健文.土木工程施工技術與設計的巧妙結合[J].城市建設理論研究(電子版),2012,(33)
[5]劉泉東,賈春明.高層建筑混凝土施工技術探討[J].科技創新與應用,2013,24∶232.
【關鍵詞】建筑結構;抗震節點;設計;施工
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A
一、前言
目前,國內建筑結構在抗震方面做得很不到位,在地震中,房屋建筑結構沒有必要的抗震性能,導致了人民的生命財產安全得不到保障。因此,我們很有必要進行建筑結構抗震節點設計及施工問題的研究。
二、抗震建筑的形式
1、基礎抗震
在建筑物最下層的基礎部位設抗震層和抗震裝置,是最基本的抗震結構形式,也是在工程中應用最多的抗震形式。采用基礎抗震設計上應注意:在建筑物周邊,抗震層部分要比基礎大一圈,因此場地要寬裕;抗震層的周圍設擋土墻,其上部有墻外狹道等,因此要確保地震時不因上部結構的移動而帶來其它問題;方便檢查和更換抗震裝置;為使設備管線適應抗震層的位移和變形,常采用柔性連接或球型接點,但要考慮安放裝置及檢修的空間;抗震建筑物與其它建筑物之問的聯系通道要適應相對變形,確保暢通無阻。
2、中間層抗震
在基礎以上的中問樓層設置抗震層,下部結構同普通建筑物一樣直接與地基接觸,因此它不存在基礎抗震建筑的底部體積和墻體數量問題,但抗震層以下的樓層需要做抗震處理。在市區場地不太寬裕時,可把抗震層設計在地面以上,在空中變形有利于節約用地,同時也能有效減少地基的挖土量。采用中間層抗震,設計上應注意:為適應抗震層的移動變形,該部分的建筑外墻應設水平縫,要考慮防水、隔音、防火等,也要注意立面的協調美觀;解決樓梯、電梯井、機器升降、設備管線等貫穿抗震層的問題,并考慮防火區問的劃分;便于檢查、更換抗震裝置及耐火材料等。
三、充分重視結構抗震設計概念
1、合理的結構體系
結構設計應根據建筑功能、材料性能、建筑高度、抗震設防類別、抗震設防烈度;場地條件、地基及施工等因素,經技術經濟和適用條件綜合比較,選擇安全可靠、經濟合理的結構體系,并滿足規范規定常用結構體系的適用范圍。合理的結構體系應滿足下列各項要求:
(一)應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;
(二)應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力;
(三)應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力;
(四)對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力;
2、結構體系宜有多道抗震防線
一個抗震結構體系,應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接起來協同工作,《建筑抗震設計規范》第3.5.3條對結構體系提出了多道抗震防線的要求,對于在大震作用下結構抗倒塌具有重要意義。
多道防線的設置,原則上應優先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻,或者選用軸壓比較小的抗震墻、實墻筒體等構件作為第一道抗震防線,一般情況下,不宜采用軸壓比很大的框架柱兼作第一道防線的抗側力構件。例如,在框架-抗震墻體系中,延性的抗震墻是第一道防線,令其承擔全部地震力,延性框架是第二道防線,要承擔墻體開裂后轉移到框架的部分地震剪力。對于單層工業廠房,柱間支撐是第一道抗震防線,承擔了廠房縱向的大部分地震力,未設支撐的開間柱則承擔因支撐損壞而轉移的地震力。
四、抗震節點設計準則
在鋼筋混凝土框架中,節點具有滿足性能的基本要求如下:
1、節點在性能上應表現出與其相鄰構件相同的使用荷載特
性。
2、節點應具有可靠強度,足以抵抗相鄰構件承受的最不利
荷載,在必要時甚至可抵抗幾倍的荷載。
3、節點構造應該簡單,易于施工。
4、極限強度設計法可以用于梁柱節點處
五、抗震節點的設計與施工
1、節點混凝土方面
(一)不等強梁柱節點施工
在鋼筋混凝土結構設計中,在強柱弱粱的原則下,柱混凝土強度一般均高于梁混凝土強度等級1~2級(即5-10MPa),而且隨著建筑高度的增高,這種強度差別越大。因為隨著高度的增高,要求柱的承載力越大,因而柱的混凝土強有時達到C45~C60,而一般梁板結構的適宜強度是C25~C35,帶來強度差超過10MPa的情況,節點給混凝土澆筑帶來一定的困難。其做法是:
(1)柱梁混凝土強度級差小于等級5MPa時,不管是邊節點還是中節點,由于梁對節點處的約束作用以及梁筋縱橫穿過節點區和節點區箍的加密等作用,完全可以實現強節點原則,為方便施工,可以將節點與梁板一起澆筑,采用梁板混凝土。
(2)對于柱梁混凝土強度等級相差10MPa及其以上,節點應采用與柱強度等級一樣的混凝土澆筑,具體施工步驟為:①先將快易收口網綁扎在距柱邊500mm或h(h為梁高,取兩者之中最大值)之處,澆筑節點混凝土,節點混凝土因用量少可采用塔吊澆筑,不采用泵送混凝土,這樣可降低混凝土的坍落度,節點混凝土稍高出樓面,暫不振搗;②澆筑梁板混凝土,先澆筑靠分界部位,基本達到標高后先振搗節點區混凝土,然后再振搗梁板混凝土,這樣做既可以防止節點區混凝土漿流失到梁中,又可以防止梁板低強度混凝土流入節點區,當然振搗應在混凝土初凝前完成,并且兩邊的時間差應在2h之內,防止形成冷縫(圖1)。
(二)節點混凝土的施工質量的影響
節點區域的鋼筋排布十分密集,包括框架柱主筋還有四周梁伸進的主筋錨固區段。由于節點處鋼筋占據著很大的空間且分布雜亂,導致施工中振搗困難,節點處混凝土容易發生不密實,而使節點處混凝土的強度降低,也是發生剪切破壞的主要成因。因此,應加大施工管理力度,保證混凝土的振搗質量。節點處鋼筋體積量的增大,鋼筋分布的不規則,很大程度上影響混凝土與鋼筋協同工作的機理,嚴重時使節點處抗震驗算計算模型的適用性發生了變化,驗算結果的可靠性降低,設計時應給予重視,并采取相應的構造補強措施。
2、節點處鋼筋
(一)框架梁與柱鋼筋排放關系的影響
在結構施工圖中,通常不顯示節點區域梁、柱鋼筋的排放關系,只是對梁的縱向鋼筋伸進柱內的錨固長度和端頭彎折形式作出要求,這樣在施工時通常會存在梁的主筋與柱子的主筋相碰的狀況,根據框架梁、柱之間的受力傳遞方式,框架梁的縱向主筋應放置在柱豎向主筋的內側,即“柱包梁”,由于柱筋規格較大、數量多、排列緊密,梁筋又只有在柱筋的間隙中穿過,由此梁的鋼筋定位不可避免的產生較大偏差,若梁、柱設計截面同寬,梁內外側縱筋間距小于設計寬度,梁端部加密區的箍筋不能與縱向主筋緊密連接,不能形成規格的鋼筋骨架,這樣造成梁端部有效斷面的寬度減小,最終導致梁的承載力降低。
(二)節點箍筋配置不足
《規范》規定節點核心區內箍筋量不應小于柱端加密區的實際配箍量。但實際操作中偏差很大首先節點區域鋼筋密集,四周有梁筋伸入節點,造成節點處沿梁高度范圍內空間小,將加工成型的箍筋特別是多肢箍穿入就位困難很大。如果在梁筋伸進節點之前先將節點箍筋綁扎完成,則梁端有彎折段的鋼筋無法穿入就位。鑒于上述施工困難,施工中常常出現節點處無箍筋、箍筋少、箍筋綁扎混亂的狀況。
六、抗震設防的目標
建筑工程在施工中的設防的目標如下:
1、如果所遭受的是低于本地區設防烈度多遇的常規地震,建筑物不受損壞,不需修理仍可繼續使用;
2、如果遭受到本地區規定的設防烈度的地震,建筑物,包括結構和非結構部分,可能損壞,但不會對人民生命和生產設備的安全造成威脅,經修理仍可使用;
3、如果遭受高于本地區設防烈度的罕遇地震,盡量保證建筑物不倒塌。也就是說,在建筑結構的防震設計上,設計方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度這三個層次進行考慮。
六、結束語
在未來的房屋建筑結構中,我們要逐步的加入抗震節點設計的要素,不斷提高建筑的抗震能力,捍衛人民生命財產安全,將地震給房屋建筑造成的破壞降至最低。
【參考文獻】
關鍵詞:結構設計;鋼結構住宅;鋼結構體系;
前言:
近年來,由于土地資源不可再生,建設部已下令禁止使用傳統的粘土磚,同時,我國目前的鋼產量已高達1.7億噸,嚴重供過于求的狀況已迫使鋼鐵企業不得不另辟蹊徑,為了建筑業和鋼鐵業找到了新的出路,我國在已有的建筑體系上引進了國外已經成熟的鋼結構住宅建筑體系,多層鋼結構住宅是鋼結構住宅產業化推廣的重要組成部分,也是今后多層住宅發展的主要方向。鋼結構住宅建筑的優點主要有:大大節約施工時間,施工不受季節影響;增大住宅空間使用面積;減少建筑垃圾和環境污染,建筑材料可重復利用;拉動其他新型建材行業的發展;抗震性能好;使用中易于改造、靈活方便;給人帶來舒適感等等。
一、多層鋼結構住宅結構體系選型
鋼結構體系的型式有多種,但應用于住宅的卡要可分為鋼框架體系鋼支撐框架體系,鋼框架-混凝士剪力墻體系 鋼框架-核心筒,錯列桁架鋼結構等。
根據已建的鋼結構住宅工程 對鋼結構住宅的結構體系做一個簡單的定性比較(見表1)。根據表1對多層鋼結構住宅結構體系比較分析,可以明確地得出各鋼結構體系的優缺點。從表1可知,錯列桁架鋼結構經濟性高,開間及跨度大,比較適于作為多層鋼結構住宅的結構體系,但建筑設計應與結構設計交互設計,以避免桁架對建筑平面設計的影響。
表1 多層鋼結構住宅結構體系性能比較
錯列桁架 好 低 復雜、快 抗側能力好、 桁架對住宅建筑平面設計有影響
二、鋼結構住宅樓蓋結構分析
樓板的合理選擇關系到整個結構的安全性、經濟性,降低樓板的造價和減輕自重對整個建筑物至關重要。目前鋼結構住宅工程中常用的樓板主要有三種形式:壓型鋼板-混凝土組合樓板;現澆混凝土樓板;預應力空心板疊合樓板。通過表格對上述三種樓蓋進行綜合比較 見表2:
表2 多層鋼結構住宅常用樓板類型綜合比較
造價 較低 較高 低
由表2可知 預應力空心板疊合樓板比較適于作為鋼結構住宅樓蓋 這種樓蓋不僅裝配化程度高、施工效率高、自重輕、用鋼量少和造價低,而且跨度較大,整體性及抗震性能都不比現澆樓蓋差。
三、多層鋼結構住宅結構分析與設計
3.1 工程概況
某住宅工程6層,層高2.8m。建筑高度17.1m,建筑面積2858 m2,建筑標準層平面如圖1所示。在一個住宅單元中,進深尺寸較大,除樓梯間、廚房、衛生間相對固定外。其余的廳、居室、貯藏室等均可按住戶的意愿自行安排、靈活分隔組合。墻體選用蒸壓加氣混凝土墻板。建筑抗震設防烈度Ⅷ度 設計地震分組為第一組 設計基本地震加速度為0.2g 建筑結構安全等級為二級,建筑的抗震設防分類為丙類。基本風壓0.60kN/m2,地面粗糙度B類。基本雪壓O.80kN/m2,屋面活荷載0.5kN/m2。
3.2 結構分析與設計
結構體系:根據上文分析及工程概況,該工程選擇交錯桁架鋼結構和鋼框架結構體系。靈活分隔部分采用錯列桁架鋼結構,該結構利用柱子、平面桁架和樓板組成空問抗側力體系.具有住宅布置靈活、結構自重輕和造價低的特點。是一種經濟、實用、高效的新型結構體系:固定部分(廚房、衛生間和樓梯間)采用鋼框架結構。桁架腹桿采用混合型桁架,這種桁架的抗側性能優于空腹桁架.抗震性能優于實腹桁架。桁架布置見圖2。
圖2 桁架布置
結構布置:住宅的開問和進深較大,由上文分析并綜合比較而選用預制預應力空心板疊合樓板。采用預制預應力空心板疊合板后結構布置采用簡單梁格方式,取消用鋼量較大的次梁。簡單梁格布置不僅可以降低結構用鋼量,而且可以增大建筑有效凈空并取消吊頂。預制預應力空心板疊合板通過與鋼粱組合作用(布置栓釘和后澆疊合層)進一步降低結構用鋼量。疊合板總厚度為200mm 其中預制預應力空心板厚度150mm,現澆疊合層厚50mm。結構平面布置見圖3。
構件設計:交錯桁架結構中多數構件的內力以軸力為主,而且體系的抗側剛度很大 一般以強度或穩定設計來控制構件截面,比較適合采用高強度鋼材,因此該工程梁、柱、弦桿、腹桿均采用Q345鋼。交錯桁架結構中柱采用直徑為400mm.壁厚為l6mm鋼管混凝土柱.混凝土采用C60;弦桿采用HW200x200x8x12:縱向框架梁為HM294x200xSx12:直腹桿為等邊角鋼組合L100xl0;斜腹桿為等邊角鋼組合L125x8。框架結構中柱采用直徑為300mm.壁厚為10mm的鋼管混凝土柱,混凝土采用C60:粱采用HN25O×125×6×9。
結構分析:計算結果表明.水平荷載作用參與組合的工況對設計起控制作用。構件強度和穩定應力比控制在0.90以內 結構彈性層間位移角按照《建筑抗震設計規范》和 鋼結構設計規范》的相關規定來控制。結構分析結果見表3。
節點設計:交錯桁架體系采用混合型時,橫向荷載的作用將通過平面桁架以軸力的形式傳遞給柱子.故桁架與柱子的連接按鉸接設計。此時,桁架上、下弦桿除了要承受軸力,還要承受彎矩.按照連續壓彎桿件設計.而腹桿與弦桿的節點按鉸接設計,忽略桁架腹桿次彎矩的影響。此種分析不但誤差~t4d,,還能改善結構的延性和增加耗能儲備。鋼框架結構的梁柱節點全部為剛節點.可有效增加結構的抗側剛度。
3.3 簡單經濟評價在滿足各項設計指標的前提下.各構件用鋼量見表4 設計方案總用鋼量為85.25t(不包括樓板及基礎),單位面積用鋼量為29.8kg/m2。采用鋼管混凝土柱交錯桁架結構。可以顯著降低結構的用鋼量.比其他鋼結構住宅結構體系經濟。
表4 構件用鋼量
四、結束語
關鍵詞: 部分框支剪力墻結構; 梁式轉換; 5級人防地下室; HRB400級鋼筋
Abstract: the author discusses the experience in the practical work, discusses the structure of a residential engineering system characteristics, structure concept design, calculation and analysis and new material selection, analysis and the discussion of a frame shear wall structure of the system design, including the conversion layers of main design and weak parts of the treatment measures.
Key words: a part of the frame shear wall structure; Beam type conversion; Level 5 civil air defence the basement; HRB400 reinforced level
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A文章編號:
一、 前言
框支剪力墻結構是指底層為框架柱, 上層為剪力墻的結構。底層的框架結構可使建筑平面靈活布置, 適用于商場、餐廳、會議室、活動中心等大開間的公共建筑設計;上部的剪力墻結構整體性好, 側向剛度大, 水平位移小, 多用于住宅、旅館等建筑設計。兩者之間的樓板為轉
換層樓板, 需采取措施增強該層的整體性及剛性, 以減小整個結構的上下剛度差異。現代化高層建筑設計趨向功能多元化, 要求居住、辦公、飲食、商業一體化, 因此這種結構得到越來越廣泛的應用。
二、 工程概況
該住宅區建筑面積約28.6萬m2,本工程地下2層, 地面以上6棟32層的塔樓,呈弧形分布,塔樓地面以上高99.90m。首層架空, 二層為結構轉換層,以上為住宅標準層, 地下室連成一體,其中A1~A4塔樓地下二層為5級人防地下室。本工程為部分框支剪力墻結構,A級高度的鋼筋混凝土高層建筑,屬復雜的高層建筑。
三、 主體結構設計
3.1 結構體系特點
⑴平面不規則: 本工程整體平面布置呈圓弧形,地面以上由6 棟32 層的塔樓組成。各塔樓平面均呈“十”字型,中部圓形的鋼筋混凝土筒體為主要的抗側力體系,伸出的各翼由幾種不同的單元組合而成,與筒體連接部分較窄, 向外逐漸變寬, 屬于平面不規則類型, 詳見圖1、圖2。
⑵豎向不規則: 地下室及首層為框架結構, 由混凝土柱承受豎向荷載, 以上各層為剪力墻結構, 由剪力墻承受豎向荷載, 2層平面為結構轉換層, 采用梁式轉換,屬于豎向不規則類型。
圖1 首層結構平面
圖2 A6 棟標準層結構平面
⑶人防地下室: A1~A4 塔樓地下二層為5級人防地下室,其頂板( 即地下一層樓板) 的等效靜荷載標準值為100kPa。地下室底板則需承受地下水反壓力, 根據場地的地下水位及地下室的埋深, 地下水位設防標高為- 2.50m,底板的浮力達70kPa,需采取有效的抗浮措施。
⑷超長混凝土結構: 弧形地下室整體相連, 長度超過400m,必須采取有效措施防止溫度應力使混凝土產生開裂。
⑸結構轉換層及塔樓中筒與各翼之間的連接均為該工程的薄弱部位, 其計算分析和處理措施是設計的關鍵和重點。
3.2 結構概念設計
本工程框支框架的抗震等級為一級, 剪力墻的抗震等級為二級。
⑴為了加強整體結構剛度, 本工程采用部分剪力墻框支、部分剪力墻落地的形式, 形成底層大空間框架-剪力墻結構。因框支剪力墻承受的剪力大部分要通過樓板傳到落地剪力墻上, 故把落地剪力墻布置在各塔樓的中部, 圍成圓形的筒體, 在轉換層以下筒體外墻加厚為500, 內墻為300, 混凝土強度等級提高為C60, 有效地加大底層剪力墻的剛度和承載力, 使整個結構上下剛度差別減小, 也增強了整體抗扭能力。
⑵在轉換層以下的框架結構中, 塔樓部分的柱子作為上部剪力墻的支承也相應被加強, 采用C60、截面為800×3000、φ1400 等的鋼筋混凝土柱, 加大底層剛度。上部的剪力墻結構, 整體性較好, 有較強的抗側力和抗扭能力, 但為了避免墻體自重過大, 部分剪力墻向上收窄, 厚度從300 減小為250 和200, 從而減少給底層框架結構的負擔, 有利于整體結構的穩定性。
⑶底板承受著較大的浮力, 厚度取500, 塔樓部分,待主體結構完成6 層后, 建筑物的自重可抵消地下水反力, 裙樓部分, 則在柱下用抗拔樁( 入巖深度≥3000) 抵抗浮力。人防地下室頂板的等效靜荷載標準值達100kPa, 板厚取250, 在人防設計中, 在核爆動荷載和靜荷載同時作用或核爆動荷載單獨作用下, 材料取動力強度設計值, 如鋼筋動力強度設計值為靜荷載作用下設計值的1. 2~1. 5 倍, 混凝土為1. 4 倍。
⑷本工程結構長度較大, 故幾處設置了防震縫和后澆帶。6 棟住宅塔樓在二層樓面每隔2 個塔樓用防震縫分隔, 每兩個形成雙塔結構。地下室整體相連, 沿地下室弧線方向每隔約50m設置一條后澆帶, 將地下室分為8塊段施工。控制混凝土的配合比, 減少水泥用量和用水量, 摻粉煤灰和合適的外加劑, 降低混凝土水化熱, 適當增加配筋率, 防止溫度應力使混凝土產生開裂。
⑸塔樓中筒與各翼之間的連接是整個結構的薄弱部位之一, 各標準層均為不規則平面, 結構計算采用分塊剛性樓板假定。為了克服塔樓的扭轉反應, 標準層采用剪力墻結構, 適當增加剪力墻數量, 增加結構的抗扭剛度; 盡量加大中筒與各翼連接樓板的寬度, 連接部分樓板加厚到150, 并在平面適當部位設置拉梁將各翼連成整體。
⑹轉換層的設計是該結構設計的重點和難點。2 層平面是本結構的轉換層, 是底層大空間與上部剪力墻之間的過渡層, 采用梁式轉換, 部分落地剪力墻在該處都予以加強, 使轉換層、下的側向剛度比減小而滿足規范的要求。該層樓板厚度取200, 框支梁最大截面為1400×1800, 因支承上部墻體, 框支梁承受很大的剪力,需在梁支座處加腋, 并增加梁箍筋數量, 提高抗剪和抗
圖3轉換梁水平加腋大量
圖4 轉換梁節點大樣
扭能力( 圖3) ; 縱向鋼筋也需加強, 提高承載力; 當梁寬大于框支墻柱寬度時, 在節點區域內另加豎向拉結筋勾住梁底、面筋, 增強轉換梁剛度( 圖4) 。對受力較復雜的轉換梁, 則進行有限元分析, 并按應力進行配筋設計校核。
3.2 結構計算分析
本工程結構分別采用中國建筑科學研究院編制《高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE》及《多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件TAT》進行計算。SATWE 采用空間桿件―墻元模型, TAT 采用空間桿件―空間薄壁桿模型, 分別按單塔和雙塔樓考慮計算( 單塔計算周期比、位移比、剛度比; 雙塔計算內力及配筋) 。SATWE 程序計算時, 塔樓各翼采用分塊剛性樓板假定, 用振型分解反應譜法取兩個主軸方向和45 度方向計算地震作用。考慮平扭耦連計算。計算參數的確定:
⑴抗震設防烈度為7 度, 場地土類別為Ⅱ類, 考慮偶然偏心, 取18 個振型。
⑵基本風壓值ωo=0. 60kPa, 地面粗糙度為C類, 風結構位移及內力計算結果表
載體型系數取μs=1. 4。
⑶結構周期折減系數取0.85, 阻尼比為0.05。結構穩定驗算滿足高規要求, 并且可不考慮重力二階效應的影響。上表為A5、A6 棟雙塔結構的SATWE 位移及內力計算結果。
從SATWE 計算結果分析可知, 主體結構對地震作用及風荷載作用的反應是正常的, 結構自振周期、位移、地震力均控制在規范允許值范圍內, 振型曲線正常, 說明本工程的結構體系是合理的, 采取的抗震措施是有效的。
四、 新材料
本工程除了沿用傳統的HPB235 級和HRB335 級鋼筋外, 考慮結構的復雜性、材料性能、施工技術及經濟性等各種因素, 增加( 采用) 了新型鋼材―HRB400 級鋼筋,應用于梁柱縱筋、剪力墻主筋及地下室底板鋼筋。此鋼筋強度為HRB335 級鋼筋的1.2倍, 減少鋼筋配置數量,卻可提高結構承載力, 施工方便, 既經濟也實用, 現在很多復雜的高層建筑都擬用此種新型鋼材。
五、 結束語
該地區住宅臨江聳立, 外觀豪華, 宮廷特色設計, 功能齊全, 室內布置實用美觀, 處處散發著貴族氣息, 是現代高尚住宅的典型。通過這個設計我深深體會到, 結構專業需配合各個建筑的設計特點, 選用最佳的結構形式, 最適合的材料, 采取最有效的措施進行設計。
關鍵詞:地下室結構;施工縫;防水;混凝土工程
由于城市經濟建設在不斷的發展,各個行業也在逐漸的增加,但是由于城市建筑面積的日益縮小,許多行業都找不到自己運營的空間,因此地下室結構就成為了我們社會經濟建設的做好的選擇。隨著社會發展的日新月異,我們除了把地下室結構作為車庫和庫房以外,還將其設立為各種娛樂場所和商業購物中心,而且當發生其他突況的時候,我們也可以把這種地下室結構作為我們緊急避難的場所,所以對于地下室結構的要求十分嚴格。因此,我們在進行地下室工程施工時,我們首先要做的就是保證地下施工工程的質量,這樣才能更好的保障社會的公共利益,然后還要做到地下室結構的抗裂防滲措施,這樣才能更大限度的保障地下室結構的實用性。
一、 地下室工程中后澆帶、 加強帶與施工縫概述
1、后澆帶概念
地下工程中的后澆帶是工程項目中最主要的一個環節之一,它有效的防止了目前建筑工程中的鋼筋混凝土結構由于溫度和施工材料的收縮不均,而在地下結構中產生的裂縫的現象。這種方法是按照工程設計中所規定的內容進行施工,把工程結構分成若干個部分,進行臨時性的施工,然后通過構件內部收縮,把這些部分結構練成一個整體。在對于后澆帶澆筑的時間,我們要準確的把握,它適用于溫度比較低的環境下,而且我們在使用混凝土中進行澆筑時,我們還要對其進行添加一些鋁粉,從而提升建筑構件的強度。這樣有效的防止了由于新舊混凝土之間存在的部分問題而出現的裂縫現象。
在施工過程中,我們根據后澆帶的功能不同,又將其分為后澆帶溫度帶、收縮帶和沉降帶,這些分別用于解決建筑物的鋼筋混凝土因收縮變形、溫度差和高層和底層之間的沉降等給工程建筑帶來的問題。而且在工程實施工程中施工后澆帶作為整個建筑工程的重要環節,它具有一定的多變性,并且這種方法的使用,也對在工程施工中存在的各種“縫隙”進行補全,有效的解決了在結構施工過程中存在的高低沉降和收縮變形問題,使得地下室工程建筑結構得到有效的保障。
2、加強帶
加強帶不是后澆帶,它與其它結構件同時施工,但須加膨脹砼,提高砼強度等級,增大配筋率。通常在不便設置后澆帶的時候采用.
3、 施工縫
施工縫指的是在混凝土澆筑過程中,因設計要求或施工需要分段澆筑而在先、后澆筑的混凝土之間所形成的接縫。施工縫并不是一種真實存在的“縫”,它只是因后澆筑混凝土超過初凝時間, 而與先澆筑的混凝土之間存在一個結合面, 該結合面就稱之為施工縫。
二、 地下室底板后澆帶施工
1、 接縫防水措施
地下室底板與外墻后澆帶之間一般都是設置應有的防水要求,在設置的過程中其防水設施選擇是否得當直接影響著地下室的防水質量性能和工程的使用壽命, 同時在施工的過程中后澆帶的施工質量高低直接影響著工程的實用要求。
2、 附加防水層
在施工的過程中對于抵抗能力較差或者沉降量低的壓力或者土壓力進行分析, 餅子啊一定情況下設置一定的鋼筋混凝土抗壓板, 經常的施工流程和措施有以下幾個方面:
2.1、 在后澆帶墊層施工的過程中混凝土抗壓板上設置一定等壓或者等寬的橡膠止水帶, 同時對于卷材防水層提出一定的控制要求和模式。
2.2、 在后澆帶的墊層上通過在混凝土抗壓板上設置一定等寬的聚氨酯涂膜, 并且在施工的過程中使得其能夠形成統一的整體結構和應用要求, 進而使得在工作之中形成合理良好的整體性材料。[1]
三、 外墻后澆帶施工
后澆帶在目前的施工過程中主要是為了解決地下室工程與周圍土質之間的落差沉降量而設置的一種形式,是為了防止混凝土受到溫度變化而出現拉裂現象而引進的一種新的溫度后澆帶形式。在應用的過程中外墻后澆帶因為混凝土面積過大極容易出現因溫度變化而引起相關的變動,同時混凝土收縮開裂而設置的后澆帶施工縫也多為伸縮式后澆帶結構。
1、 接縫防水方式
1.1、 通常在施工的過程中將后澆帶設置成為凹槽、臺階式或者平口式結構,并且在施工的過程中對于結構整體進行嚴格深入的總結和控制。同時在施工的過程中一般情況下都是通過在中間設置相應的緩膨脹止水條,以避免滲水問題的加重。
1.2、后夾帶中間采用橡膠止水條或者鋼板滯水帶進行施工與設置,并且對一些特殊結構進行組合形式控制。
2、外墻后澆帶附加防水層施工
由于外墻后澆帶混凝土施工要求在結構封頂后進行,工期較長。外墻后澆帶澆筑前往往要回填肥槽。為防止回填土進入后澆帶內和抵抗回填土側壓力, 需在結構外側設置擋土板擋土扳外做附加防水層。擋土板可為80一100mm厚鋼筋混凝土預制樁、 5~6mm厚鋼板或3mm厚帶肋鋼板; 附加防水層為卷材防水附加層或2~3mm厚聚氨酯涂膜。在以后澆筑外墻后澆帶混凝土時.擋土板可直接作為外模板。[2]
四、 地板膨脹加強帶
混凝土在水泥水化凝結過程中,會產生溫度和收縮變形。底板在收縮過程中會受到地基的約束, 混凝土中產生水平拉應力。其最大值出現在底板長度中部。為避免結構產生裂縫.在拉應力較大處設置膨脹加強帶, 給予較大的膨脹應力補償。 設置膨脹加強帶, 施工時可不設施工縫,其防水措施選擇兩道防水: 膨脹加強帶混凝土的結構自防水和附加防水層。
五 結束語
目前,人們越來越重視地下結構的施工,它的結構質量直接影響著人們的正常生活,而地下室結構的防水施工是各個施工方案中最重要的一個環節,對于地下室結構場所的正常運行有著十分重要的作用。目前,我們已經根據地下室結構工程的具體情況,采用了不同的防止措施,并且都取得了不錯的效果,但是這些施工方法還是存在著許多的不足。例如:后澆帶的防水措施,雖然有些的控制其建筑結構方案中的不利的因素,但是這種方法在施工時,過程比較復雜而且工程的持續時間比較長。因此我們還要在以后的時間中不斷的努力,這樣才能使我國的建筑行業得到有效的發展。
參考文獻