導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇鋼管混凝土柱論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一.抗震設(shè)計(jì)思路發(fā)展歷程

隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論研究的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。

最初，在未考慮結(jié)構(gòu)彈性動(dòng)力特征，也無(wú)詳細(xì)的地震作用記錄統(tǒng)計(jì)資料的條件下，經(jīng)驗(yàn)性的取一個(gè)地震水平作用（0.1倍自重）用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。到了60年代，隨著地面運(yùn)動(dòng)記錄的不斷豐富，人們通過(guò)單自由度體系的彈性反應(yīng)譜，第一次從宏觀(guān)上看到地震對(duì)彈性結(jié)構(gòu)引起的反應(yīng)隨結(jié)構(gòu)周期和阻尼比變化的總體趨勢(shì)，揭示了結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)力特征。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一個(gè)無(wú)法解釋的矛盾，當(dāng)時(shí)規(guī)范所取的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度明顯小于按彈性反應(yīng)譜得出的作用于結(jié)構(gòu)上的地面運(yùn)動(dòng)加速度，這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)卻并未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌。后來(lái)隨著對(duì)結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性性能的不斷研究，人們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)取的地震作用只是賦予結(jié)構(gòu)一個(gè)基本屈服承載力，當(dāng)發(fā)生更大地震時(shí)，結(jié)構(gòu)將在一系列控制部位進(jìn)入屈服后非彈性變形狀態(tài)，并靠其屈服后的非彈性變形能力來(lái)經(jīng)受地震作用。由此，也逐漸形成了使結(jié)構(gòu)在一定水平的地震作用下進(jìn)入屈服，并達(dá)到足夠的屈服后非彈性變形狀態(tài)來(lái)耗散能量的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論。

由以上可以看出，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線(xiàn)性，從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線(xiàn)性理論，從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服，并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。

二.現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及關(guān)系

在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是：

1.合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用。一般先以一具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值（即中震的），再以不同的R（地震力降低系數(shù)）得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度（即小震的）來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。

2.制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對(duì)應(yīng)的延性能力。其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）和抗震構(gòu)造措施。

現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念是基于對(duì)結(jié)構(gòu)非彈性性能的研究上建立起來(lái)的，其核心是關(guān)系，關(guān)系主要指在不同滯回規(guī)律和地面運(yùn)動(dòng)特征下，結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)與自振周期以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)間的關(guān)系。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)地震力降低系數(shù)；而為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移之比，稱(chēng)為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。

60年代開(kāi)始，研究者在滯回曲線(xiàn)為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過(guò)對(duì)不同周期，不同屈服水準(zhǔn)的非彈性單自由度體系做動(dòng)力分析，得到了有關(guān)彈塑性反應(yīng)下最大位移的規(guī)律：對(duì)T大于1.0秒的體系適用“等位移法則”即非彈性反應(yīng)下的最大位移總等于同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性反應(yīng)最大位移。對(duì)于T在0.12－0.5秒之間的結(jié)構(gòu)，適用“等能量法則”即非彈性反應(yīng)下的彈塑性變形能等于同一地震地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性變形能。當(dāng)“等能量原則”適用時(shí)，隨著R的增大，位移延性需求的增長(zhǎng)速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長(zhǎng)更快。由以上規(guī)律我們可以看出，如果以結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)為準(zhǔn)，把結(jié)構(gòu)用來(lái)做承載能力設(shè)計(jì)的地震作用取的越低，即R越大，則結(jié)構(gòu)在與彈性反應(yīng)時(shí)相同的地震作用下達(dá)到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結(jié)構(gòu)必須具有更高的塑性變形能力。規(guī)律初步揭示出不同彈性周期的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其彈塑性屈服水準(zhǔn)取值大小不同時(shí)，在同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下屈服水準(zhǔn)與所達(dá)到的最大非彈性位移之間的關(guān)系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準(zhǔn)不高的結(jié)構(gòu)在較大地震引起的非彈性動(dòng)力反應(yīng)中不致發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌的主要原因。讓人們認(rèn)識(shí)到延性在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。

之所以存在上訴的規(guī)律，我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先，通過(guò)人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性，即結(jié)構(gòu)在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線(xiàn)性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入較大非線(xiàn)性變形時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌，從而使結(jié)構(gòu)在非線(xiàn)性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次，作為非線(xiàn)彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定的外力作用下，結(jié)構(gòu)將從彈性進(jìn)入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過(guò)程中，外力做功全部變?yōu)闊崮埽魅肟諝庵泻纳⒌?。我們可以進(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無(wú)阻尼振動(dòng)來(lái)分析，在彈性范圍振動(dòng)時(shí)，慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動(dòng)能、勢(shì)能間不停轉(zhuǎn)換，但總量保持不變。如果某次振動(dòng)過(guò)大，體系進(jìn)入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動(dòng)能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過(guò)塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

隨著對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深入，這一規(guī)律已被各國(guó)規(guī)范所接受。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)在同一烈度區(qū)的同一類(lèi)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)情況取用不同的R，也就是不同的用于強(qiáng)度設(shè)計(jì)的地震作用。當(dāng)R取值較大，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較小時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求就越嚴(yán)；反之，當(dāng)R取值較小，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較大時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求就可放松。

目前，國(guó)際上逐步形成了一套“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”的抗震理念。這一理念主要含義為：工程師應(yīng)該選擇合適的形態(tài)水準(zhǔn)和地震荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑物的性態(tài)是由結(jié)構(gòu)的性態(tài)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的性態(tài)以及建筑物內(nèi)容物性態(tài)的組合。目前性態(tài)水準(zhǔn)一般分為：損傷出現(xiàn)（damageonset）、正常運(yùn)作（operational）、能繼續(xù)居?。╟ountinuedoccupancy）、可修復(fù)的（repairable）、生命安全（lifesafe）、倒塌（collapse）。性態(tài)目標(biāo)指建筑物在一定程度的地震作用下對(duì)所期望的性態(tài)水準(zhǔn)的表述。對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用多重性態(tài)目標(biāo)，比如美國(guó)的“面向2000基于性態(tài)工程的框架方案”曾對(duì)一般結(jié)構(gòu)、必要結(jié)構(gòu)、對(duì)安全起控制作用的結(jié)構(gòu)分別建議了相應(yīng)的性態(tài)目標(biāo)――基本目標(biāo)（常遇地震下完全正常運(yùn)作，少遇地震下正常運(yùn)作，罕遇地震下保證生命安全，極罕遇地震下接近倒塌）、必要目標(biāo)（少于地震下完全正常運(yùn)作，罕遇地震下正常運(yùn)作，極罕遇地震下保證生命安全）、對(duì)安全其控制作用的目標(biāo)（罕遇地震下完全正常運(yùn)作，極罕遇地震下正常運(yùn)作）。對(duì)重要性不同的建筑，如協(xié)助進(jìn)行災(zāi)害恢復(fù)行動(dòng)的醫(yī)院等建筑，應(yīng)該按較高的性態(tài)目標(biāo)設(shè)計(jì)，此外，也可以針對(duì)甲方對(duì)建筑提出的不同抗震要求，選擇不同的性態(tài)目標(biāo)。

三.保證結(jié)構(gòu)延性能力的抗震措施

合理選擇了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)和延性要求后，就需要通過(guò)抗震措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性能力，從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)。系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

1.“強(qiáng)柱弱梁”：人為增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達(dá)到最大非線(xiàn)性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達(dá)到最大非線(xiàn)性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。

2.“強(qiáng)剪弱彎”：剪切破壞基本上沒(méi)有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力，對(duì)于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞。

3.抗震構(gòu)造措施：通過(guò)抗震構(gòu)造措施來(lái)保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的整體性。

這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以?xún)?yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。

新西蘭的抗震研究者認(rèn)為耗能機(jī)構(gòu)宜采用符合塑性力學(xué)中的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”，即梁端全部形成塑性鉸，同時(shí)底層柱底也都形成塑性鉸的“全結(jié)構(gòu)塑性機(jī)構(gòu)”。其具體做法是通過(guò)結(jié)構(gòu)分析得到各構(gòu)件組合內(nèi)力值后，對(duì)梁端截面就按組合彎矩進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；而對(duì)除底層柱底以外的柱截面，則用人為增大了以后的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)底層柱底截面則用增大幅度較小的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。通過(guò)這一做法實(shí)現(xiàn)在大震下的較大塑性變形中，梁端塑性鉸形成的較為普遍，底層柱底塑性鉸出現(xiàn)遲于梁端塑性鉸，而其余所有的柱截面不出現(xiàn)塑性鉸，最終形成“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”。為此，這種方法就必須取足夠大的柱端彎矩增強(qiáng)系數(shù)。

美國(guó)抗震界則認(rèn)為新西蘭取的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)過(guò)大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取了較小的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)，這一做法使結(jié)構(gòu)在大震引起的非彈性變形過(guò)程中，梁端塑性鉸形成較早，柱端塑性鉸形成的相對(duì)較遲，梁端塑性鉸形成的較普遍，柱端塑性鉸形成的相對(duì)少一些，從而形成“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”。

新西蘭抗震措施的好處在于“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”完全利用了延性和塑性耗能能力較好的梁端塑性鉸來(lái)實(shí)現(xiàn)框架延性和耗散地震能量，同時(shí)因?yàn)槌讓又淄獾钠渌瞬怀霈F(xiàn)塑性鉸，也就不必再對(duì)這些柱端加更多的箍筋。但是這種思路過(guò)于受塑性力學(xué)形成理想機(jī)構(gòu)概念的制約，總認(rèn)為底層柱底應(yīng)該形成塑性鉸，這樣就對(duì)底層柱底提出了較嚴(yán)格的軸壓比要求，同時(shí)還要用足夠多的箍筋來(lái)使柱底截面具有所需的延性，此外，底層柱底如果延性不夠發(fā)生破壞很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌。這些不利因素使該方法喪失了很大的優(yōu)勢(shì)。

因此很多研究者認(rèn)為不需要被塑性力學(xué)的機(jī)構(gòu)概念所限制，只要能在大震下實(shí)現(xiàn)以下的塑性耗能機(jī)構(gòu)，就能保證抗震設(shè)計(jì)的基本要求：

1.以梁端塑性鉸耗能為主；

2.不限制柱端塑性鉸出現(xiàn)（包括底層柱底），但是通過(guò)適當(dāng)增強(qiáng)柱端抗彎能力的方法使它在大震下的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)離其塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力有足夠裕量；

3.同層各柱上下端不同時(shí)處于塑性變形狀態(tài)。

我國(guó)的抗震措施中對(duì)耗能機(jī)構(gòu)的考慮也基本遵循了這一思路，采用了“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”模式，而放棄了新西蘭的基于塑性力學(xué)的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”模式。

抗震設(shè)計(jì)中我們?yōu)榱吮苊鉀](méi)有延性的剪切破壞的發(fā)生，采取了“強(qiáng)剪弱彎”的措施來(lái)處理構(gòu)件受彎能力與受剪能力的關(guān)系問(wèn)題。值得注意的是，與非抗震抗剪破壞相比，地震作用下的剪切破壞是不同的。以梁構(gòu)件為例，在較大地震作用下，梁端形成交叉斜裂縫區(qū)，該區(qū)混凝土受斜裂縫分割，形成若干個(gè)菱形塊體，而且破碎會(huì)隨著延性增長(zhǎng)而加劇。由于交叉斜裂縫與塑性鉸區(qū)基本重合，垂直和斜裂縫寬度都會(huì)隨延性而增大?？拐鹣赂鶕?jù)梁端的受力特征，正剪力總是大于負(fù)剪力，正剪力作用下的剪壓區(qū)一般位于梁下部，但由于地震的往復(fù)作用，梁底的混凝土保護(hù)層可能已經(jīng)剝落，從而削弱了混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力；交叉斜裂縫寬度比非抗震情況大，以及斜裂縫反復(fù)開(kāi)閉，混凝土破碎更嚴(yán)重，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)退化；混凝土保護(hù)層剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的銷(xiāo)栓作用有一定退化。可見(jiàn)，地震作用下，混凝土抗剪能力嚴(yán)重退化，但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)箍筋的抗剪能力仍可以維持。當(dāng)?shù)卣鹱饔迷絹?lái)越小時(shí)，梁端可能不出現(xiàn)雙向斜裂縫，而出現(xiàn)單向斜裂縫，裂縫寬度發(fā)育也從大于非抗震情況到接近非抗震情況，抗剪環(huán)境越來(lái)越有利。此外，抗震抗剪要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在大震下預(yù)計(jì)達(dá)到的非彈性變形狀態(tài)之前不發(fā)生剪切破壞。因?yàn)榭蚣芗羟衅茐目偸前l(fā)生在梁端塑性鉸區(qū)，這就不僅要求在梁端形成塑性鉸前不發(fā)生剪切破壞，而且抗剪能力還要維持到塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到大震所要求的程度，這就需要更多的箍筋。同時(shí)，在梁端塑性變形過(guò)程中作用剪力并沒(méi)有明顯增大，也進(jìn)一步說(shuō)明這里增加的箍筋不是用來(lái)增大抗剪強(qiáng)度，而是為了提高構(gòu)件在發(fā)生剪切破壞時(shí)所達(dá)的延性。

綜上所述，與非抗震抗剪相比，抗震抗剪性能是不同的，其性能與剪力作用環(huán)境，塑性區(qū)延性要求大小有關(guān)。我們可以采取以下公式來(lái)考慮抗震抗剪的強(qiáng)度公式：

其中為混凝土抗剪能力，為箍筋抗剪能力，為由于地震作用導(dǎo)致的混凝土抗剪能力下降的折減系數(shù)，且隨著剪力作用環(huán)境、延性要求而改變。我國(guó)的抗震抗剪強(qiáng)度公式也以上面公式為基礎(chǔ)的，但是為設(shè)計(jì)方便，不同的烈度區(qū)取用了相同的公式，均取為0.6，與上面提到的混凝土抗剪能力隨地震作用變化而不同的規(guī)律不一致，較為粗略。

延性對(duì)抗震來(lái)說(shuō)是極其重要的一個(gè)性質(zhì)，我們要想通過(guò)抗震措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性，那么就必須清楚影響延性的因素。對(duì)于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點(diǎn)：混凝土極限壓應(yīng)變，破壞時(shí)的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實(shí)質(zhì)都是這兩個(gè)根本因素的延伸。如受拉鋼筋配筋率越大，混凝土受壓區(qū)高度就越大，延性越差；受壓鋼筋越多，混凝土受壓區(qū)高度越小，延性越好；混凝土強(qiáng)度越高，受壓區(qū)高度越低，延性越好（但如果混凝土強(qiáng)度過(guò)高可能會(huì)減小混凝土極限壓應(yīng)變從而降低延性）；對(duì)柱子這類(lèi)偏壓構(gòu)件，軸壓力的存在會(huì)增大混凝土受壓區(qū)高度，減小延性；箍筋可以提高混凝土極限壓應(yīng)變，從而提高延性，但對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，受壓時(shí)，其橫向變形系數(shù)較一般混凝土明顯偏小，箍筋的約束作用不能充分發(fā)揮，所以對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，不適于用加箍筋的方法來(lái)改善其延性。此外，箍筋還有約束縱向鋼筋，避免其發(fā)生局部壓屈失穩(wěn)，提高構(gòu)件抗剪能力的作用，因此箍筋對(duì)提高結(jié)構(gòu)抗震性能具有相當(dāng)重要的作用。根據(jù)以上規(guī)律，在抗震設(shè)計(jì)中為保證結(jié)構(gòu)的延性，常常采用以下措施：控制受拉鋼筋配筋率，保證一定數(shù)量受壓鋼筋，通過(guò)加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩(wěn)以及約束受壓混凝土，對(duì)柱子限制軸壓比等。

四.我國(guó)抗震設(shè)計(jì)思路中的部分不足

我國(guó)在學(xué)習(xí)借鑒世界其他國(guó)家抗震研究成果的基礎(chǔ)上，逐漸形成了自己的一套較為先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)思路。其中大部分內(nèi)容都符合現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念，但是也有許多考慮欠妥的地方，需要我們今后加以完善。

其中，最值得我們注意的是，與國(guó)外規(guī)范相比，我國(guó)抗震規(guī)范在對(duì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)上還存在一定的差距。歐洲和新西蘭規(guī)范按地震作用降低系數(shù)（“中震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度與“小震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度之比）來(lái)劃分延性等級(jí)，“小震”取值越高，延性要求越低，“小震”取值越低，延性要求越高。美國(guó)UBC規(guī)范按同樣原則來(lái)劃分延性等級(jí)，但在高烈度區(qū)推薦使用高延性等級(jí)，在低烈度區(qū)推薦使用低延性等級(jí)。這幾種抗震思路都是符合規(guī)律的。而目前我國(guó)將地震作用降低系數(shù)統(tǒng)一取為2.86，而且還把用于結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形驗(yàn)算的小震賦予一個(gè)固定的統(tǒng)計(jì)意義。對(duì)延性要求則并未按關(guān)系來(lái)取對(duì)應(yīng)的，而是按抗震等級(jí)來(lái)劃分，抗震等級(jí)實(shí)質(zhì)又主要是由烈度分區(qū)來(lái)決定的。這就導(dǎo)致同一個(gè)R對(duì)應(yīng)了不同的，從而制定了不同的抗震措施，這與關(guān)系是不一致的。這種思路造成低烈度區(qū)的結(jié)構(gòu)延性要求可能偏低的結(jié)果。

另外，我國(guó)規(guī)定的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)也存在一定的問(wèn)題。該設(shè)防目標(biāo)對(duì)甲類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)這三類(lèi)重要性不同的建筑來(lái)說(shuō)，并不都是恰當(dāng)?shù)?。這種籠統(tǒng)的設(shè)防目標(biāo)也不符合當(dāng)今國(guó)際上的“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”思想，這種多性態(tài)目標(biāo)思想提倡在建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活采用多重性態(tài)目標(biāo)。甲類(lèi)建筑指重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重此生災(zāi)害的建筑，乙類(lèi)建筑指地震時(shí)使用不能中斷或需要盡快修復(fù)的建筑，由于不同類(lèi)別建筑的不同重要性，不宜再籠統(tǒng)的使用以上同一個(gè)性態(tài)目標(biāo)（設(shè)防目標(biāo)），此外，還應(yīng)該考慮建筑所有者的不同要求，選擇不同的設(shè)防目標(biāo)，從而做到在性態(tài)目標(biāo)的選擇上更加靈活。

五.常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發(fā)展，各種抗震分析方法也不斷出現(xiàn)在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

篇2

0 引言：

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，翼墻加固方法也引用到了建筑結(jié)構(gòu)中，翼墻能夠很好提高構(gòu)件的抗側(cè)移能力，放置在柱子的兩側(cè)或者一側(cè)和柱子形成一個(gè)新的整體，共同承擔(dān)荷載，增加了柱子的抗震性能[1]。在地震的作用下翼墻先于框架柱破壞，起到了很好的保護(hù)框架柱的作用，增大了整體結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力。

翼墻加固法具有加固效果非常的顯著、施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，本文在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮了影響鋼管混凝土翼墻加固柱受力性能的幾個(gè)參數(shù)。利用有限元軟件ABAQUS通過(guò)對(duì)比分析法，得出參數(shù)對(duì)加固柱受力性能的影響。

1試件設(shè)計(jì)和材料力學(xué)性能

1.1試件設(shè)計(jì)

本文模擬中選取如下模型作為研究對(duì)象：混凝土柱尺寸為500×500mm，柱高為1.8m，縱向鋼筋為12B16，箍筋為B8@ 200mm，底端加密箍筋為B8@100mm，兩側(cè)的翼墻為鋼管混凝土，用鋼套箍將鋼管混凝土翼墻端部與鋼筋混凝土柱固結(jié)在一起，其它部位無(wú)連接，鋼套箍為高度為300mm，厚度為5mm。其中一個(gè)構(gòu)件的截面如圖5.1所示。

構(gòu)件組的尺寸如表1所示。其中L（mm）表示鋼筋混凝土柱的長(zhǎng)，B（mm）表示鋼筋混凝土柱的寬；l（mm）表示鋼管混凝土翼墻的長(zhǎng)度，b（mm）表示鋼管混凝土翼墻的厚度；n表示軸壓比；t表示鋼管的厚度。

1.2材料力學(xué)性能

本文混凝土采用 C30，縱向受力鋼筋和箍筋均采用HRB335級(jí)鋼材，鋼管采用Q345的鋼材。

2利用ABAQUS對(duì)加固柱進(jìn)行模擬分析

2.1模型建立

在本模擬中，混凝土翼墻和混凝土柱以及鋼管三個(gè)部件均用8節(jié)點(diǎn)線(xiàn)性減縮積分式單元（C3D8R），縱向鋼筋和水平箍筋采用兩節(jié)點(diǎn)線(xiàn)性減縮積分式三維桁架單元（T3D2）[3]。

2.2定義相互作用

為了能夠很好的擬鋼管和混凝土之間的相互作用，本文認(rèn)為鋼管和混凝土之間滿(mǎn)足下面幾個(gè)條件[4-5]：（1）鋼管和混凝土不可相互侵入；（2）接觸力的法向分量只能是壓力；（3）接觸面的切向存在摩擦。鋼管單元為主面，混凝土單元為從面，鋼管和混凝土之間允許小滑移，摩擦系數(shù)為0.6，法向設(shè)定為硬接觸，允許主、從面分離。

2.3施加邊界條件與荷載

結(jié)合工程實(shí)際我們?nèi)】蚣苤蟹磸濣c(diǎn)到固定端的部分作為研究對(duì)象，所以本文模擬中模型一端為自由端，另一端為固定端。

3管混凝土翼墻加固柱模擬結(jié)果分析

本文利用ABAQUS軟件對(duì)三組構(gòu)件，共6個(gè)有限元模型分別進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的模擬，這三組構(gòu)件分別采用了軸壓比不同其余變量相同和翼緣長(zhǎng)度不同其余變量相同的原則進(jìn)行對(duì)比分析，現(xiàn)選出其中幾組進(jìn)行分析。

3.1軸壓比對(duì)構(gòu)件的影響

通過(guò)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行模擬分析，分別提取了加固柱的滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)，鋼管混凝土翼墻中鋼管厚度為7mm時(shí)，軸壓比分別為0.3、0.5的加固構(gòu)件的滯回曲線(xiàn)、骨架曲線(xiàn)圖所示。

如圖可知滯回曲線(xiàn)的形狀比較飽滿(mǎn)，當(dāng)n=0.3時(shí)，構(gòu)件受到的最大荷載值Fmax=723KN；n=0.5時(shí)，F(xiàn)max=881KN；n=0.7時(shí)，F(xiàn)max=987KN；在加載后期，骨架曲線(xiàn)出現(xiàn)下降趨勢(shì)；隨著軸壓比的增大，曲線(xiàn)的下降斜率也越大；

本文利用有限元軟件ABAQUS對(duì)建立的6個(gè)加固模型進(jìn)行了模擬分析，并提取了它們的滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)。對(duì)其曲線(xiàn)進(jìn)行了整理和分析得到以下結(jié)論：

（1）利用有限元軟件ABAQUS軸壓比、為參數(shù)建立的6個(gè)鋼管混凝土翼墻加固鋼筋混凝土柱模型進(jìn)行分析，從滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)上可知，鋼管混凝土翼墻加固柱均具有較好的耗能能力及抗震性能。

（2）通過(guò)對(duì)軸壓比不同的幾組加固構(gòu)件的有限元模擬分析結(jié)果看出，隨著軸壓比的增加，加固柱的極限承載力增大。加載過(guò)程中隨著加載位移的增大，鋼管混凝土翼墻加固柱水平承載力有所下降，說(shuō)明軸壓比越大加固柱的延性越低。

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作者簡(jiǎn)介：

篇3

題目:格構(gòu)式鋼管混凝土柱的耐火性能分析

課題來(lái)源：

研究人從事煉鋼廠(chǎng)房，連鑄廠(chǎng)房以及與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的工藝平臺(tái)，管道支架等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇見(jiàn)采用格構(gòu)式鋼管混凝土柱的工程；而一方面行業(yè)內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)有防火要求，另一方面鋼鐵廠(chǎng)相比其他工業(yè)廠(chǎng)房更容易發(fā)生火災(zāi)，因此本研究擬以格構(gòu)式鋼管混凝土柱升溫與降溫受火性能研究為方向，考察破壞形態(tài)及其受火極限狀態(tài)。

選題依據(jù)和背景情況：

鋼管混凝土作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)，是在鋼管內(nèi)部填加混凝土材料而構(gòu)成一種新型的構(gòu)件。鋼管混凝土一般簡(jiǎn)寫(xiě)為 CFST（concrete filled steel tubular），其橫截面的布置各有不同，按照形狀可以分為圓鋼管、矩形鋼管、和多邊形鋼管混凝土。 鋼管混凝土構(gòu)件中的兩種組成材料在外荷載作用下發(fā)生相互作用，其中最主要的作用為鋼管內(nèi)部核心的混凝土受到來(lái)自外圍鋼管的套箍作用，而處于三向應(yīng)力狀態(tài)，使混凝土的強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能得到了提高。同時(shí)，混凝土的存在，又可避免或延緩鋼管容易發(fā)生局部屈曲的特性，從而能夠發(fā)揮鋼材的材料強(qiáng)度。鋼管混凝土構(gòu)件具有比鋼管和混凝土簡(jiǎn)單疊加后更高的抗壓能力以及良好的塑性、韌性和抗震性能。 此外，鋼管混凝土還有延性好，抗壓強(qiáng)度高，比鋼結(jié)構(gòu)具有更好的抗火性能和更好的抗震性能。在施工中，外套鋼管可起到模板的作用，便于直接澆筑混凝土，加快施工進(jìn)度。綜上所述，鋼管混凝土構(gòu)件中鋼管和混凝土取長(zhǎng)補(bǔ)短，使鋼管混凝土構(gòu)件具有強(qiáng)度高、耐疲勞、抗沖擊、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文獻(xiàn)綜述

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三、研究?jī)?nèi)容

四、研究基礎(chǔ)

1．所需工程技術(shù)、研究條件

本科碩士階段所學(xué)習(xí)的課程：鋼結(jié)構(gòu)基本原理與設(shè)計(jì)、組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)、

篇4

鋼管混凝土柱在工程中的應(yīng)用日益廣泛,其耐火性能和防火措施問(wèn)題受到了人們的關(guān)注。在火災(zāi)作用下,鋼管混凝土柱構(gòu)件截面會(huì)形成不均勻的溫度場(chǎng),同時(shí)材料性能在高溫下會(huì)不斷惡化,其溫度效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)是同時(shí)存在的。因此熱力耦合分析是比較接近實(shí)際的方法,但是處理難度較大。在一般情況下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度分布主要受到外界火焰溫度、材料熱工性能、構(gòu)件形狀和尺寸等的影響,而結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)和變形等的影響非常小[1],因此可以先求出構(gòu)件溫度場(chǎng),然后將溫度場(chǎng)結(jié)果用于受力性能的計(jì)算,這在以往的理論研究中采用較多,例如韓林海[2]、Lie和Denham[3]、鄭永乾[4]、王衛(wèi)華[5]等。

纖維模型法、分段積分法和有限元法在常溫下鋼管混凝土構(gòu)件的分析中已得到較為廣泛的應(yīng)用,通過(guò)考慮熱工參數(shù)和力-熱本構(gòu)關(guān)系等,可以將上述方法用于高溫分析中。作者通過(guò)在以往福州大學(xué)組合結(jié)構(gòu)課題組中的學(xué)習(xí)研究以及現(xiàn)在的探索,對(duì)上述分析方法及其特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,并對(duì)鋼管混凝土柱的防火措施進(jìn)行了探討,以期為有關(guān)理論研究和工程實(shí)踐提供參考。

1溫度場(chǎng)分析方法

1.1 自編截面溫度場(chǎng)有限元程序

鋼管混凝土構(gòu)件在四面受火時(shí)可近似地認(rèn)為溫度沿著構(gòu)件長(zhǎng)度方向不變化,因此可簡(jiǎn)化為沿截面的二維溫度場(chǎng)問(wèn)題。根據(jù)孔祥謙[6]描述的方法編制了分析鋼管混凝土構(gòu)件在高溫下截面溫度場(chǎng)的非線(xiàn)性有限元程序。材料熱工參數(shù)暫取用Lie和Denham[3]建議的鋼材和混凝土熱工參數(shù)表達(dá)式,并考慮了混凝土中水分的影響,對(duì)混凝土熱工參數(shù)進(jìn)行了修正[7]。在受火面同時(shí)存在著對(duì)流和輻射兩種換熱,采用第三類(lèi)邊界條件求解,對(duì)流傳熱系數(shù)取25W/m2K;綜合輻射系數(shù)取0.5[8]。計(jì)算時(shí)暫不考慮鋼材與混凝土之間的接觸熱阻,假設(shè)完全傳熱,截面劃分采用三角形單元。采用上述方法編制了計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件截面溫度場(chǎng)的MATLAB程序,該程序適用性強(qiáng),計(jì)算速度快,改變截面等重要參數(shù)亦能迅速得到溫度結(jié)果,程序計(jì)算結(jié)果可在后文纖維模型法和分段積分法計(jì)算耐火極限中采用。

1.2 有限元軟件ABAQUS分析

圖1溫度-時(shí)間關(guān)系計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

采用有限元軟件ABAQUS在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)必須調(diào)節(jié)各節(jié)點(diǎn)溫度,因此建立的三維溫度場(chǎng)分析模型和結(jié)構(gòu)分析模型一致。混凝土和剛性墊塊采用八節(jié)點(diǎn)三維實(shí)體單元DCC3D8D,鋼管采用四節(jié)點(diǎn)殼單元DS4。鋼管內(nèi)壁與混凝土采用束縛(Tie)約束。

為驗(yàn)證程序的正確性,本文對(duì)方鋼管混凝土柱截面溫度實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)[9]進(jìn)行計(jì)算,如圖1所示,可見(jiàn),采用MATLAB和ABAQUS的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。其中,構(gòu)件截面尺寸為B×ts=203×6.35mm,B為方鋼管外邊長(zhǎng),ts為鋼管壁厚,d為測(cè)點(diǎn)距鋼管面的距離。實(shí)驗(yàn)按照加拿大設(shè)計(jì)規(guī)程CAN4-S101規(guī)定的升溫曲線(xiàn)進(jìn)行。

2火災(zāi)下受力性能分析方法

2.1 纖維模型法

鋼材在溫度和應(yīng)力共同作用下的總應(yīng)變(s)由三部分組成,即應(yīng)力作用產(chǎn)生的應(yīng)變(s)、自由膨脹應(yīng)變(sth)和高溫瞬時(shí)蠕變(scr)。混凝土在溫度和應(yīng)力共同作用下的總應(yīng)變(c)由四部分組成[7],即應(yīng)力作用產(chǎn)生的應(yīng)變(c)、自由膨脹應(yīng)變(cth)、高溫徐變(ccr)和瞬態(tài)熱應(yīng)變(tr)。鋼材和混凝土的自由膨脹應(yīng)變、高溫下鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系均采用Lie和Denham[3]給出的表達(dá)式,高溫下受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用韓林海[2]提供的約束混凝土模型,受拉區(qū)混凝土采用Rots等[10]提出的模型,具體表達(dá)式參考Cai等[11]。

計(jì)算時(shí)采用如下基本假設(shè):(1)構(gòu)件在變形過(guò)程中始終保持為平截面;(2)鋼材和混凝土之間無(wú)相對(duì)滑移;(3)忽略剪力對(duì)構(gòu)件變形的影響;(4)構(gòu)件兩端為鉸接,撓曲線(xiàn)為正弦半波曲線(xiàn)。由于對(duì)稱(chēng)性,取一半截面計(jì)算,單元?jiǎng)澐秩鐖D2所示。

根據(jù)截面上任一點(diǎn)的應(yīng)變i,可確定對(duì)應(yīng)的鋼管應(yīng)力si和混凝土應(yīng)力ci,則可得截面內(nèi)彎矩Min和內(nèi)軸力Nin為

(1)

(2)

其中,Asi和Aci分別為鋼管單元面積和混凝土單元面積,yi為計(jì)算單元形心坐標(biāo)。

火災(zāi)下,具有初始缺陷uo和荷載偏心距eo鋼管混凝土柱的荷載-變形關(guān)系及耐火極限的計(jì)算步驟如下:①計(jì)算截面參數(shù),進(jìn)行截面單元?jiǎng)澐?確定鋼管混凝土橫截面的溫度場(chǎng)分布;②給定中截面撓度um,計(jì)算中截面曲率,并假設(shè)截面形心處應(yīng)變o;③計(jì)算單元形心處的應(yīng)變i,計(jì)算鋼管應(yīng)力si和混凝土應(yīng)力ci;④計(jì)算內(nèi)彎矩Min和內(nèi)軸力Nin;⑤判斷是否滿(mǎn)足Min/Nin=eo+uo+um的條件,如果不滿(mǎn)足,則調(diào)整截面形心處的應(yīng)變o并重復(fù)步驟③～④,直至滿(mǎn)足;⑥判斷是否滿(mǎn)足作用在構(gòu)件上荷載=Nmax(t)的條件,Nmax(t)為t時(shí)刻溫度場(chǎng)情況下,鋼管混凝土柱荷載-變形關(guān)系曲線(xiàn)上峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軸力,如果不滿(mǎn)足,則給定下一時(shí)刻的截面溫度場(chǎng),并重復(fù)步驟③～⑤,直至滿(mǎn)足,則此時(shí)刻t即為構(gòu)件的耐火極限。

采用纖維模型法對(duì)火災(zāi)下鋼管混凝土構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系和耐火極限進(jìn)行計(jì)算,概念明確,計(jì)算方便,但是纖維模型法是一種簡(jiǎn)化的數(shù)值分析方法,在進(jìn)行力學(xué)性能分析時(shí),不能準(zhǔn)確分析高溫作用下鋼與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變發(fā)展和相互作用等,同時(shí),采用纖維模型法時(shí)難以獲得構(gòu)件在整個(gè)受火過(guò)程中的變形,而且計(jì)算時(shí)只能取計(jì)算長(zhǎng)度。

2.2 分段積分法

高溫下材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與纖維模型法相同,鋼材的高溫蠕變較為明顯,可采用AIJ[12]給出的表達(dá)式及系數(shù)?；炷了矐B(tài)熱應(yīng)變數(shù)值較大,在高溫分析中應(yīng)合理考慮,本文選取Anderberg和Thelandersson提出的模型[13]。對(duì)于混凝土的高溫徐變,可選擇應(yīng)用較多的Anderberg和Thelandersson模型[13]。

分析時(shí)采用的基本假設(shè)去掉纖維模型法基本假設(shè)中的(4),其余相同。為了反映材料在構(gòu)件長(zhǎng)度和截面兩個(gè)方向上性能的變化,在對(duì)鋼管混凝土柱進(jìn)行單元?jiǎng)澐謺r(shí),考慮兩個(gè)層次的劃分。在構(gòu)件長(zhǎng)度方向上劃分若干個(gè)梁-柱單元,將構(gòu)件視為通過(guò)結(jié)點(diǎn)相連的梁-柱單元的集合。截面采用切線(xiàn)剛度法,類(lèi)似于纖維模型法中的直接迭代法。將截面分割為若干微單元,確定微單元形心的幾何特性和相應(yīng)的材料切線(xiàn)模量,然后利用合成法求得的材料切線(xiàn)模量和相應(yīng)的單元幾何特性確定各個(gè)單元的貢獻(xiàn),最后將各單元的貢獻(xiàn)疊加,從而獲得截面切線(xiàn)剛度距陣。由于對(duì)稱(chēng)性取半個(gè)截面進(jìn)行計(jì)算。鋼管混凝土構(gòu)件截面單元?jiǎng)澐峙c纖維模型法截面劃分一致,沿長(zhǎng)度方向單元?jiǎng)澐秩鐖D3所示,其中N為作用在構(gòu)件上的荷載,e為荷載偏心距。

本文采用近似的UL表述(即AUL表述),利用虛功原理可得AUL表述的局部坐標(biāo)系下非線(xiàn)性梁-柱單元增量平衡方程為[14]:

(3)

其中,代表單元在直線(xiàn)位形的體積;和分別為應(yīng)力和應(yīng)力增量;eL和eNL分別為軸向應(yīng)變的線(xiàn)性分量和非線(xiàn)性分量;uwy6mqu為單元的結(jié)點(diǎn)位移增量向量;{r}和{r}分別為單元結(jié)點(diǎn)力向量和結(jié)點(diǎn)力增量向量;結(jié)點(diǎn)力和位移向量定義詳見(jiàn)鄭永乾[4]。

參考Jetteur等[14]可得局部坐標(biāo)系下改進(jìn)的AUL表述的單元增量平衡方程為:

(4)

式中,為梁-柱單元的切線(xiàn)剛度矩陣,可分為兩部分:,其中,為材料非線(xiàn)性的小位移剛度矩陣,為反映大位移效應(yīng)的幾何剛度矩陣;{f}為梁-柱單元的結(jié)點(diǎn)力向量,具體表達(dá)式詳見(jiàn)鄭永乾[14]。

在進(jìn)行程序編制中,采用了兩個(gè)級(jí)別的積分策略。在截面上采用合成法,即在截面上劃分足夠數(shù)目的微單元,將每個(gè)單元的貢獻(xiàn)采用直接迭加的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)積分的運(yùn)算;在長(zhǎng)度上采用六點(diǎn)Gauss積分法。溫度流動(dòng)路徑可參考過(guò)鎮(zhèn)海和時(shí)旭東[1]推導(dǎo)確定。

采用分段積分法能夠獲得受火全過(guò)程的變形曲線(xiàn)及其耐火極限,能夠考慮鋼材高溫蠕變、混凝土瞬態(tài)熱應(yīng)變和高溫徐變,能夠直接利用桿長(zhǎng)和邊界條件計(jì)算。與纖維模型法一樣,分段積分法也難以準(zhǔn)確分析高溫下鋼與混凝土相互作用等受力特性。

2.3 有限元軟件ABAQUS

以往不少學(xué)者已采用有限元軟件ABAQUS對(duì)鋼管混凝土柱在常溫下的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析[2],但對(duì)于高溫下的ABAQUS分析比較少,王衛(wèi)華[5]對(duì)圓鋼管混凝土柱的耐火性能進(jìn)行計(jì)算分析,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較總體偏于安全,計(jì)算時(shí)未考慮鋼材高溫蠕變和混凝土瞬態(tài)熱應(yīng)變。

有限元模型中,鋼材采用ABAQUS軟件中提供的等向彈塑性模型,滿(mǎn)足Von Mises屈服準(zhǔn)則。高溫下鋼管的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、蠕變表達(dá)式同分段積分法?；炷敛捎肁BAQUS軟件中提供的塑性損傷模型,模型中基本參數(shù)取值根據(jù)HKS[15]確定。高溫下受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用韓林海[2]ABAQUS分析的常溫表達(dá)式,并參考韓林海[2]的高溫模型進(jìn)行了修正。受拉區(qū)混凝土模型、瞬態(tài)熱應(yīng)變關(guān)系同分段積分法,參考Li和Purkiss[13]將混凝土瞬態(tài)熱應(yīng)變考慮到應(yīng)力-總應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)中。需要說(shuō)明的是,采用塑性損傷模型較難考慮混凝土高溫徐變,ABAQUS分析中暫不考慮其影響。

以L(fǎng)ie和Chabot [16]中構(gòu)件C21為例,截面尺寸B×ts=273.1×5.56mm,鋼材屈服強(qiáng)度350MPa,混凝土圓柱體強(qiáng)度29MPa,硅質(zhì)骨料,構(gòu)件兩端固結(jié),作用在構(gòu)件上的荷載525kN。圖4所示為1/4構(gòu)件的有限元分析模型,其中,鋼管采用四節(jié)點(diǎn)減縮積分格式的殼單元S4R,混凝土采用八節(jié)點(diǎn)減縮積分格式的三維實(shí)體單元C3D8R。端部設(shè)置剛性很大的墊塊施加軸向荷載,墊塊采用三維實(shí)體單元C3D8R模擬。剛性墊塊與鋼管采用Shell to Solid Coupling進(jìn)行約束,與混凝土之間采用法向硬接觸約束。根據(jù)構(gòu)件實(shí)際受力情況,設(shè)置兩個(gè)分析步驟,首先在構(gòu)件加載位置施加荷載N,保持外荷載不變,調(diào)用溫度場(chǎng)分析結(jié)果計(jì)算。初始彎曲取1/1000桿長(zhǎng)。

圖4有限元模型

利用上述方法,可以得到該鋼管混凝土柱的計(jì)算軸線(xiàn)變形()-受火時(shí)間(t)關(guān)系曲線(xiàn),如圖5所示,其中向上軸向變形為正,構(gòu)件壓縮為負(fù)。可見(jiàn),計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果總體趨勢(shì)接近,計(jì)算的耐火極限偏于安全。在軸壓比不大的情況下,升溫初期,由于鋼管溫度較高,熱膨脹也比核心混凝土大的多,構(gòu)件膨脹大于外荷載引起的軸向壓縮,變形曲線(xiàn)上升,荷載主要由鋼管承擔(dān),隨著鋼管溫度的提高,鋼材強(qiáng)度和彈性模量將大大退化,軸向變形曲線(xiàn)下降。當(dāng)變形值下降到一定程度,核心混凝土繼續(xù)承受外荷載,隨著高溫下混凝土材料屬性的降低,軸向變形曲線(xiàn)逐漸下降直至構(gòu)件破壞[17]。在軸壓比較大的情況下,前期上升的軸向變形則不明顯或不出現(xiàn)。

圖5軸線(xiàn)變形-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)

圖6給出構(gòu)件的破壞形態(tài)以及最終的應(yīng)力狀態(tài),其中變形放大了10倍?？梢?jiàn),構(gòu)件跨中有較大的彎曲變形,左側(cè)與右上受火部位的鋼管與混凝土之間明顯脫開(kāi)?？缰凶髠?cè)鋼管溫度達(dá)到931℃,Mises應(yīng)力19.44MPa。端部未受火,承受較大外荷載,Mises應(yīng)力最大為52.33MPa。混凝土縱向壓應(yīng)力最大為14.69MPa,在頂部,對(duì)于跨中和離頂部約1/6桿長(zhǎng)位置,混凝土縱向應(yīng)力也較大,約達(dá)到13.85MPa。

(a) 破壞形態(tài) (b) 鋼管Mises應(yīng)力 (c) 混凝土縱向應(yīng)力

圖6破壞時(shí)形態(tài)及應(yīng)力分布

圖7所示為不同時(shí)間下構(gòu)件跨中截面混凝土縱向應(yīng)力的分布情況,為便于分析,在圖5中定出A~E點(diǎn)?？梢?jiàn),在常溫加載后,即0min時(shí),跨中截面混凝土應(yīng)力基本呈現(xiàn)帶狀分布,混凝土全截面受壓,由于初始彎曲,在外荷載作用下一側(cè)壓應(yīng)力較高,如圖7(a)所示。升溫初期,荷載主要由外部鋼管承擔(dān),截面混凝土溫度外高內(nèi)低,高溫區(qū)的熱膨脹變形受到低溫區(qū)的約束,因此高溫區(qū)混凝土為壓應(yīng)力,內(nèi)部低溫區(qū)混凝土為拉應(yīng)力,截面應(yīng)力分布云圖與溫度分布類(lèi)似,如圖7(b)所示。隨著截面內(nèi)外溫差的減小,混凝土壓應(yīng)力和內(nèi)部拉應(yīng)力有所減小,在C點(diǎn)位置,核心混凝土又開(kāi)始承受外荷載,如圖7(c)所示?；炷猎跍囟群屯夂奢d作用下,壓應(yīng)力增加,在D點(diǎn)位置,混凝土中心點(diǎn)壓應(yīng)力6.96MPa,右邊緣點(diǎn)壓應(yīng)力6.07MPa,如圖7(d)所示。隨著混凝土溫度的進(jìn)一步升高,材料屬性惡化較為嚴(yán)重,跨中撓度增加較快,破壞時(shí)壓應(yīng)力最大區(qū)域在截面中心偏下,即偏向構(gòu)件彎曲內(nèi)側(cè),壓應(yīng)力為13.85MPa,此時(shí)整個(gè)截面混凝土為受壓狀態(tài),如圖7(e)所示。

(a) A點(diǎn)(0min) (b) B點(diǎn)(23min) (c) C點(diǎn)(33min)

(d) D點(diǎn)(68min) (e) E點(diǎn)(100min)

圖7不同時(shí)間下跨中截面混凝土縱向應(yīng)力

采用ABAQUS軟件結(jié)果后處理形象直觀(guān),能夠進(jìn)行火災(zāi)全過(guò)程的應(yīng)力、應(yīng)變、相互作用等受力特性分析。采用ABAQUS的建模、參數(shù)分析及計(jì)算的速度不如前面兩種,目前ABAQUS研究鋼管混凝土耐火性能尚不完善,例如適合于A(yíng)BAQUS分析的混凝土高溫本構(gòu)模型、混凝土高溫徐變、接觸熱阻取值、高溫下鋼與混凝土的粘結(jié)滑移等還需要進(jìn)一步研究。

3防火措施

(1)根據(jù)韓林海[2]的研究結(jié)果,火災(zāi)荷載比、截面尺寸、長(zhǎng)細(xì)比和防火保護(hù)層厚度是影響鋼管混凝土柱耐火極限的主要因素。因此,為提高耐火極限,可在設(shè)計(jì)中降低荷載比、增大截面尺寸、改變長(zhǎng)細(xì)比或采取防火保護(hù)措施。在鋼管混凝土外部采用防火保護(hù)是非常有效的方法,在不少工程中應(yīng)用,例如深圳賽格廣場(chǎng)大廈、杭州瑞豐國(guó)際商務(wù)大廈、武漢國(guó)際證券大廈等[2]。防火保護(hù)可采用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、金屬網(wǎng)抹水泥砂漿、外包混凝土和采用防火板。

厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料效果明顯,在工程中應(yīng)用較多。噴涂前,首先應(yīng)將鋼管表面處理干凈,然后打底,底層材料由干料(圖8(a))、專(zhuān)用膠黏劑和水按一定比例攪拌均勻,如圖8(b)所示。接著利用空壓機(jī)(圖8(c))和噴槍在鋼管表面打底,一次攪拌的混合料宜在2小時(shí)內(nèi)用完,圖8(d)所示為打底后的情況。待底層材料完全凝固硬化后可開(kāi)始采用手工涂抹。取袋裝干料和水按一定比例攪拌均勻,在鋼管表面分層涂抹,如圖8(e)和(f)所示。

(2)配鋼筋。以往已有一些學(xué)者對(duì)鋼管配筋混凝土柱的耐火性能進(jìn)行研究,取得了部分研究成果[2]。本文作者采用分段積分法計(jì)算了火災(zāi)下鋼管配筋混凝土柱的變形和耐火極限,結(jié)果表明,對(duì)于專(zhuān)門(mén)考慮抗火作用鋼筋的構(gòu)件,配筋率1～5%可比鋼管素混凝土柱耐火極限提高約10%～60%,配筋率每增加1%約增加11%。隨著鋼筋屈服強(qiáng)度的增加,構(gòu)件的耐火極限稍有增加。對(duì)于火災(zāi)荷載比包含鋼筋受力作用的構(gòu)件,配筋率和鋼筋屈服強(qiáng)度對(duì)耐火極限的影響很小,該內(nèi)容將另文發(fā)表。

(3)為保證火災(zāi)時(shí)核心混凝土中水蒸氣能夠及時(shí)散發(fā),確保結(jié)構(gòu)安全工作,需在鋼管混凝土柱上設(shè)置排氣孔,直徑一般為20mm[2]。

(a)袋裝干料 (b) 攪拌均勻 (c) 空壓機(jī)

(d) 噴底層材料后 (e) 圓鋼管混凝土涂抹 (f) 方鋼管混凝土涂抹

圖8防火涂料施工

4結(jié)語(yǔ)

4.1 采用自編有限元程序和有限元軟件ABAQUS計(jì)算鋼管混凝土柱在火災(zāi)下的溫度場(chǎng),均可以取得較好的結(jié)果,同時(shí)為火災(zāi)下構(gòu)件受力性能的計(jì)算分析提供基礎(chǔ)。

4.2 纖維模型法、分段積分法和有限元法是火災(zāi)下鋼管混凝土柱受力性能分析的常用方法。纖維模型法概念明確,計(jì)算方便,但它是一種簡(jiǎn)化的數(shù)值分析方法,難以準(zhǔn)確考慮鋼材的高溫蠕變、混凝土的瞬態(tài)熱應(yīng)變和高溫徐變。分段積分法將構(gòu)件沿著長(zhǎng)度方向分為若干單元,將數(shù)值積分點(diǎn)處的截面分為若干面積單元,在單元分析中采用改進(jìn)的AUL 表述推導(dǎo)得到梁柱單元?jiǎng)偠染仃嚪匠?程序中可合理考慮鋼材高溫蠕變、混凝土瞬態(tài)熱應(yīng)變和高溫徐變。采用纖維模型法和分段積分法均難以準(zhǔn)確分析高溫作用下鋼與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變發(fā)展和相互作用等受力特性,采用有限元法可以很好地解決這些問(wèn)題,但是有限元方法建模和計(jì)算速度較慢,適合有限元軟件分析的材料高溫本構(gòu)、參數(shù)取值等研究尚不完善。

4.3 為提高鋼管混凝土柱的耐火極限,可在采用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、金屬網(wǎng)抹水泥砂漿、外包混凝土、防火板或配置專(zhuān)門(mén)考慮防火的鋼筋,其中在鋼管混凝土表面涂抹防火涂料是非常有效的保護(hù)措施。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)逐漸得到人們的重視,例如帶肋薄壁鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、鋼管高性能混凝土等,他們的耐火性能及其抗火設(shè)計(jì)、施工等問(wèn)題還需要進(jìn)一步探討。

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篇5

0 引言

現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱是房屋結(jié)構(gòu)中重要的承重構(gòu)件之一。隨著房屋抗震要求的提高和墻體新材料的推廣使用，傳統(tǒng)的住宅磚混結(jié)構(gòu)已逐漸被框架結(jié)構(gòu)所替代，豎向承重構(gòu)件混凝土柱對(duì)房屋結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要了。在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，目前混凝土柱質(zhì)量狀況較混凝土梁板要差得多，一些混凝土質(zhì)量通病在混凝土柱子上反映也比較集中。究其原因，柱模板的缺陷首當(dāng)其沖。本文將在分析鋼筋混凝土柱模板缺陷的基礎(chǔ)上，探討防治措施。

1 產(chǎn)生鋼筋混凝土柱模板缺陷的原因

1.1 柱模板設(shè)置的夾箍間距過(guò)大或固定不牢，或者木模板的釘子被混凝土側(cè)壓力拔出，從而出現(xiàn)炸現(xiàn)象或柱身偏斜。

1.2 測(cè)量施工放樣不認(rèn)真，出現(xiàn)較大的誤差，正式施工又未仔細(xì)校核，梁柱接頭處未按大樣圖安裝組合，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)柱身偏斜和柱身扭曲等質(zhì)量。

1.3 成排柱子在支模時(shí)，不進(jìn)行統(tǒng)一拉線(xiàn)、不跟線(xiàn)、不找方，鋼筋發(fā)生偏斜不糾正就支模板。

1.4 柱子模板未進(jìn)行很好保護(hù)，支模前就已發(fā)生歪扭，未進(jìn)行修整又用一新的工程，不僅形狀不規(guī)矩，而且板縫不嚴(yán)密。

1.5 在柱模板安裝固定時(shí)，兩側(cè)模板固定的松緊程度不同，或者在進(jìn)行模板設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)柱的夾箍和穿螺栓設(shè)計(jì)不重視。

1.6 模板上有舊的混凝土殘?jiān)?，在支模時(shí)未進(jìn)行很好的清理，或拆模時(shí)間還早。

2 鋼筋混凝土柱模板缺陷的防治措施

2.1 在成排柱子支模式前，首先應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn)，主要應(yīng)放出排柱的縱向軸線(xiàn)、排柱的兩縱向邊線(xiàn)、各根柱子的橫向軸線(xiàn)、各根柱子的橫向邊線(xiàn)，并將柱子進(jìn)行找方。放線(xiàn)應(yīng)當(dāng)確保準(zhǔn)確，不得出現(xiàn)超出規(guī)范的誤差。

2.2 在柱子支模前，要對(duì)各根柱子的鋼筋進(jìn)行仔細(xì)校正，檢查鋼筋和鋼箍的品種、直徑、數(shù)量、形容、位置、間距、保護(hù)層、垂直度、標(biāo)高、牢固度等，是否符合施工規(guī)范的要求，對(duì)于不符合者應(yīng)進(jìn)行糾正。

2.3 柱子底部應(yīng)做成小方盤(pán)式的模板，或以鋼筋、角鋼焊成柱斷面的外包框，以保證底部位置準(zhǔn)確和牢固。

2.4 在成排柱模進(jìn)行支模時(shí)，應(yīng)先立兩面三刀端的柱模，待校核垂直度與復(fù)核無(wú)誤后，在柱模板的頂部拉通長(zhǎng)直線(xiàn)，再立中間各根柱模。當(dāng)柱子的間距不大時(shí)，柱間應(yīng)用剪力撐及水平撐搭牢，當(dāng)柱子的間距較大時(shí)，各根柱單獨(dú)采用四面斜撐，以保證柱子位置準(zhǔn)確。

2.5 當(dāng)采用鋼模板時(shí)，應(yīng)當(dāng)由下向上依次安裝，模板之間用楔形插銷(xiāo)插緊，在轉(zhuǎn)角位置用連接角模將兩模板連接，以保證角度的準(zhǔn)確。

2.6 調(diào)節(jié)柱子模板每邊的拉桿或頂桿上的花籃螺栓，校正模板的垂直度，拉桿或頂桿的支承點(diǎn)(鋼筋環(huán))要牢固可靠的與地面成不大于45夾角方向預(yù)埋在樓板混凝土內(nèi)。

2.7 根據(jù)柱子的斷面大小及高度，柱子模板外面每隔500~800mm應(yīng)加設(shè)牢固的柱箍，必要時(shí)再增加對(duì)拉螺栓，防止出現(xiàn)燒模。

2.8 在模板組裝前應(yīng)將模板上的殘?jiān)蕹蓛?，模板的拼縫應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，側(cè)面模板要切實(shí)支撐牢靠。

2.9 柱子模板如用木料制作，拼縫處應(yīng)刨光拼嚴(yán)，門(mén)子板應(yīng)根據(jù)柱寬采用適當(dāng)厚度，確?；炷翝仓^(guò)程中不漏漿、不炸模、不產(chǎn)生局部外鼓。

2.10 對(duì)于高度較大的柱子，應(yīng)在模板的中部一側(cè)留設(shè)臨時(shí)澆搗口，以便澆筑和振搗混凝土，當(dāng)混凝土澆筑到臨時(shí)澆搗口時(shí)，應(yīng)將其封閉牢固。

2.11 如果采用的周轉(zhuǎn)性模板，模板上的混凝土殘?jiān)鼞?yīng)清理干凈，在進(jìn)行柱子模板拆除時(shí)，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)能保證其表面及棱角不受損傷。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，在常溫下應(yīng)再濕養(yǎng)護(hù)14天后才可拆除模板。

2.12 為保證混凝土柱的表面質(zhì)量和強(qiáng)度要注，不出現(xiàn)蜂窩麻面，要搞好混凝土的配合比設(shè)計(jì)，要滿(mǎn)足混凝土拌合物的流動(dòng)性，在澆筑后一定要加強(qiáng)振搗，在立模前應(yīng)對(duì)模板涂刷隔離劑。

參考文獻(xiàn)

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1.引言

鋼筋混凝土是在19世紀(jì)中葉開(kāi)始得到應(yīng)用的，由于水泥和混凝土剛剛問(wèn)世，同時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算理論尚未建立,所以發(fā)展比較緩慢。19世紀(jì)末,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,以及試驗(yàn)工作的開(kāi)展、計(jì)算理論的研究、材料及施工技術(shù)的改進(jìn)，鋼筋混凝土在以后的兩百年得到了飛速發(fā)展，各種形式的約束混凝土結(jié)構(gòu)隨之出現(xiàn)。人們對(duì)約束混凝土的研究始于20世紀(jì)30年代，并逐漸形成了鋼管混凝土、碳纖維約束混凝土、鋼筋約束混凝土三大體系。其中，鋼筋約束混凝土的應(yīng)用和研究最為廣泛。曹新明教授提出了區(qū)域約束的概念[1]，以往的研究均是將構(gòu)件截面作為整體進(jìn)行約束，而且強(qiáng)調(diào)橫向箍筋對(duì)混凝土的約束作用，其實(shí)約束混凝土中縱向鋼筋與橫向箍筋有著同等重要的作用；再者，盡管約束可以提高混凝土的強(qiáng)度和延性，但是構(gòu)件在受力時(shí)并非所有的地方都需要有強(qiáng)約束，有效而經(jīng)濟(jì)的做法應(yīng)該是在需要的地方施加有效約束。區(qū)域約束混凝土概念的提出，突破了傳統(tǒng)思維模式，以一個(gè)全新的視角考察鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中各個(gè)組成成分的功能，通過(guò)調(diào)整縱向鋼筋及橫向箍筋的布置方式，改變了混凝土、縱向鋼筋及箍筋的受力機(jī)理，并將區(qū)域約束與整體約束有機(jī)地結(jié)合，使鋼筋與混凝土的結(jié)合更為緊密，充分發(fā)揮了各個(gè)組成部分的性能。

2.關(guān)于約束混凝土

（1）約束混凝土結(jié)構(gòu)約束機(jī)理[1]

對(duì)于約束混凝土構(gòu)件，在混凝土受壓時(shí),由于側(cè)向壓力的約束，限制內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，能極大地提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。工程上運(yùn)用這一現(xiàn)象，把以受軸心壓力為主的柱子做成鋼管混凝土柱（鋼板焊接成為筒狀或直接用大直徑鋼管，內(nèi)澆注混凝土）、側(cè)向密排配置螺旋形或者環(huán)形箍筋柱。在混凝土構(gòu)件受到軸心壓力過(guò)程中，混凝土發(fā)生與軸壓力相互垂直的橫向變形，內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，此時(shí)的鋼管或者密排環(huán)狀箍筋就發(fā)生作用，向混凝土提供徑向反作用力，緊緊地約束了混凝土的橫向變形，從而限制內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，以達(dá)到提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性（發(fā)揮混凝土的塑性性能，得到良好的變形效果），我們通常稱(chēng)鋼筋對(duì)混凝土的這種約束效果為有效約束：如矩形截面柱，普通配筋情況下的鋼筋對(duì)混凝土的約束機(jī)理如圖1所示。把箍筋與縱筋的連接點(diǎn)視為不動(dòng)點(diǎn)，則虛線(xiàn)范圍內(nèi)為有效約束區(qū)域（拱作用）

圖1矩形截面柱約束機(jī)理示意圖

縱筋則可視為同時(shí)受軸向壓力及彎矩的連續(xù)梁，共同為核心混凝土提供約束。當(dāng)鋼筋（縱筋及箍筋）配置達(dá)到一定水平后，可以有效提高核芯混凝土的強(qiáng)度及延性。

（2）區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

傳統(tǒng)約束與區(qū)域約束：

傳統(tǒng)矩形截面鋼筋約束混凝土柱的箍筋形式主要有螺旋箍、井字箍、復(fù)合箍（圖2）等，它們都是將整個(gè)截面進(jìn)行約束，并在截面中心形成約束最強(qiáng)的約束核心。其縱筋主要分布在柱截面四邊，當(dāng)然這對(duì)柱體抗彎是很有效的。

圖2 傳統(tǒng)箍筋形式

區(qū)域約束混凝土旨在在最需要的地方設(shè)置約束鋼筋。將約束鋼筋集中布置在受壓或剪壓區(qū)，以便更有效提高該區(qū)域混凝土的強(qiáng)度及延性；并且以合理的方式布置約束鋼筋。有效的約束是由混凝土、縱向鋼筋及橫向箍筋共同實(shí)現(xiàn)的，縱向鋼筋的配置、橫向箍筋的形態(tài)及配箍率、鋼筋的強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度的比值都影響到約束的效果，因此，需要有合理的配置（圖3）。

圖3 區(qū)域約束箍筋形式

區(qū)域約束混凝土受力特點(diǎn)：

a.區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)承載能力、強(qiáng)度比普通混凝土均有所提高，提高的幅度根據(jù)約束程度而定（圖4）；

b.同等強(qiáng)度下，可以減小構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，從而獲得更多的使用空間；由于截面減小，結(jié)構(gòu)耗能略有降低，但是延性性能大幅度提高，更有利于結(jié)構(gòu)抗震；

圖4混凝土抗壓強(qiáng)度與應(yīng)變關(guān)系圖

c.隨著軸壓比的提高，區(qū)域約束混凝土試件的剛度的提高略低于普通約束混凝土試件，這就使得區(qū)域約束混凝土構(gòu)件在地震中耗能有所降低，安全儲(chǔ)備相應(yīng)提高；

d.在工程設(shè)計(jì)中，區(qū)域約束軸壓比限值在滿(mǎn)足配箍率的前提下，對(duì)于矩形截面柱可以比規(guī)范取值提高1.1倍，對(duì)于圓形截面柱可以比規(guī)范取值提高1.2倍[2] [3]。

3.區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

區(qū)域約束混凝土定性描述了混凝土結(jié)構(gòu)中各個(gè)組成成分的工作性能，箍筋的強(qiáng)度、混凝土的延性都得到了充分發(fā)揮，鋼筋與混凝土的粘滯性及混凝土間的咬合力得到了實(shí)質(zhì)改善，提高結(jié)構(gòu)的承載力的同時(shí)不降低安全度。區(qū)域約束混凝土有了很強(qiáng)的耗能能力，可以大幅度地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此當(dāng)它用作多層及高層建筑中的柱子時(shí)，不僅可以減小柱子的截面尺寸，還可以擴(kuò)大建筑的使用空間。并且在建筑上一改“肥梁、肥柱”的舊結(jié)構(gòu)形式，使建筑更加美觀(guān)，由于柱子截面的減小，必然會(huì)增加建筑的使用空間，減輕柱子自重，減少混凝土用量。這樣將帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益與綜合效益。此外，區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，區(qū)域約束混凝土有著同樣簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式，采用同樣的施工方法，因此極易為施工單位所接受，便于推廣使用。

當(dāng)前建筑業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，約束混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展十分迅速。合理地利用約束混凝土結(jié)構(gòu)，可明顯提高混凝土的承載能力，充分發(fā)揮材料的使用效率，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都具有很大的優(yōu)越性?；谏鲜鰞?yōu)勢(shì)，區(qū)域約束混凝土構(gòu)件可以應(yīng)用于橋梁工程、高層與超高層建筑，工程中應(yīng)用于受拉、受壓、受彎、受扭等梁柱構(gòu)件，以及一些大體積鋼筋混凝土構(gòu)件，如大壩、橋墩、承臺(tái)等，可以充分減輕結(jié)構(gòu)自重，增加使用空間。

約束混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑最重要的結(jié)構(gòu)形式之一，具有節(jié)約材料和勞動(dòng)力，提高施工工效，加快施工進(jìn)度，提高建筑工程的產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。從環(huán)保和節(jié)能的角度講，應(yīng)用區(qū)域約束混凝土技術(shù)，可以減少環(huán)境污染，取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。在當(dāng)前狠抓工程質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工管理的情況下，應(yīng)用區(qū)域約束混凝土技術(shù)，不僅改善了構(gòu)件的受力性能，降低結(jié)構(gòu)的總體造價(jià)，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代工程施工質(zhì)量和效率的要求。相信在本世紀(jì)的初，我國(guó)工程建設(shè)必將出現(xiàn)嶄新的氣象。

4.結(jié)語(yǔ)

區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)是針對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層、超高層鋼筋混凝土以及大跨結(jié)構(gòu)中遇到的軸壓比超限問(wèn)題，在約束混凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，能有效實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足建筑、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、安全之間合理協(xié)調(diào)的新型結(jié)構(gòu)。

鋼筋混凝土抗震設(shè)計(jì)中，經(jīng)濟(jì)而有效的方法是提高結(jié)構(gòu)及構(gòu)件吸收地震能量的能力，利用結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形能力來(lái)耗散地震能量。對(duì)區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能和設(shè)計(jì)方法的研究還有待于進(jìn)一步深入。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類(lèi)號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著我們進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，鋼管混凝土已被大家熟知。這種具有良好性能的新技術(shù)頗受廣大學(xué)者以及工程師們的喜愛(ài)。

1 鋼管混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)：

⑴承載能力高鋼管混凝土柱軸心受壓時(shí)，混凝土外層鋼管對(duì)其產(chǎn)生緊箍效應(yīng)，其內(nèi)部核心混凝土的強(qiáng)度有很大提高，鋼管也發(fā)揮了自身的強(qiáng)度作用，所以柱的抗壓承載力高。

⑵良好的塑性及韌性如采用單一的混凝土柱進(jìn)行受壓，常屬于脆性破壞，而鋼管混凝土的管內(nèi)混凝土受鋼管的約束作用，使混凝土的彈性工作段增大，且破壞時(shí)有很大的塑性變形，而且這種構(gòu)件在水平荷載的反復(fù)作用下顯示出良好的延性。

⑶工程耐腐蝕性?xún)?yōu)于純鋼結(jié)構(gòu)鋼管中澆注混凝土使鋼管的外露面積減少，受外界氣體腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)少得多，抗腐和防腐所需費(fèi)用也比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省。

⑷工程造價(jià)降低，建筑物的使用面積增大由于鋼管砼柱自重減少，減輕了地基承受的荷載，同時(shí)用于防腐的費(fèi)用減少，因此相應(yīng)降低地基基礎(chǔ)、 主體等多項(xiàng)分部的工程造價(jià)。除此之外,因?yàn)殇摴茼胖孛姹蠕摻罨炷林獪p少 60 %以上，截面尺寸也比鋼柱小，所以擴(kuò)大了建筑物的使用空間和面積。

2抗火研究?jī)?nèi)容

在我國(guó)從20世紀(jì)80年代后期，鋼管混凝土的應(yīng)用就進(jìn)入了高層領(lǐng)域，在實(shí)際的應(yīng)用中更是發(fā)現(xiàn)了上述的優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展十分迅速。高層建筑中采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)已為廣大工程技術(shù)界所重視，越來(lái)越顯示出它在高層和超高層建筑中的優(yōu)勢(shì)。由于高層結(jié)構(gòu)的抗火問(wèn)題一直是受到關(guān)注的，所以高層建筑鋼管混凝土的抗火問(wèn)題就值得研究。以下介紹抗火研究的內(nèi)容。

2.1材料特性的研究

鋼管混凝土所用材料無(wú)非是鋼與混凝土這兩類(lèi)材料，與抗火有關(guān)的材料特性主要包括彈性模量、強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度）、應(yīng)力—應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系及熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、密度和比熱等熱工參數(shù)。因此確定鋼和混凝土的高溫性能（物理特性和力學(xué)性能）是解決火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能問(wèn)題的必要條件。

2.2單個(gè)構(gòu)件抗火性能研究

由于鋼結(jié)構(gòu)抗火較混凝土結(jié)構(gòu)差，所以主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)抗火性能進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究，早期主要是以單個(gè)構(gòu)件為研究對(duì)象。鋼柱分析主要基于常溫下的受力、變形性能分析，采用高溫下的結(jié)構(gòu)材料特性進(jìn)行，研究對(duì)象包括鋼梁、鋼柱、節(jié)點(diǎn)等。目前國(guó)內(nèi)外研究者基本都采用數(shù)值模擬分析鋼構(gòu)件在火災(zāi)中的反應(yīng)，結(jié)果表明：熱膨脹是影響鋼構(gòu)件抗火性能的一個(gè)重要因素之一，其影響的大小與構(gòu)件兩端的約束條件有關(guān)系，對(duì)應(yīng)鋼梁，梁端鉸接的梁耐火時(shí)間最長(zhǎng)。

2.3結(jié)構(gòu)整體抗火性能研究

鋼結(jié)構(gòu)的材料性能隨火災(zāi)升溫發(fā)生非線(xiàn)性變化，另外在溫度內(nèi)力，材料幾何非線(xiàn)性，應(yīng)力非線(xiàn)性等的影響下，使得火災(zāi)下整體鋼結(jié)構(gòu)的全過(guò)程分析很困難。但是要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)，就必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體火災(zāi)反應(yīng)分析，近期主要利用成熟的商業(yè)有限元軟件包（ANSYS、ABAQUS等）進(jìn)行數(shù)值模擬。

3結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的方法

目前通常采用的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法主要有三種：

3.1 基于試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法

這種方法以試驗(yàn)為設(shè)計(jì)依據(jù)，通過(guò)進(jìn)行不同類(lèi)型構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)升溫條件和規(guī)定荷載分布下的耐火試驗(yàn)，確定在采取不同的防火措施后構(gòu)件的耐火極限。建筑物的耐火等級(jí)大小、構(gòu)件在建筑物中所處的位置以及構(gòu)件的重要性決定了構(gòu)件所需的耐火極限大小。最后設(shè)計(jì)構(gòu)件的截面尺寸，根據(jù)試驗(yàn)所確定的構(gòu)件實(shí)際耐火極限大小來(lái)校核，若不滿(mǎn)足耐火極限要求，則需重新設(shè)計(jì)構(gòu)件，直至滿(mǎn)足耐火極限要求。我國(guó)現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》采用的就是這種設(shè)計(jì)方法。這種抗火設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀(guān)，便于應(yīng)用。但試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，且缺乏理論性和合理性，不能從根本上考慮材料性能隨溫度的劣化過(guò)程，不能模擬結(jié)構(gòu)的端部約束情況和各種荷載形式。

3.2 基于計(jì)算的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法

隨著理論基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，己有可能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗火的數(shù)值計(jì)算。采用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗火研究可以更真實(shí)地模擬實(shí)際情況中結(jié)構(gòu)的火災(zāi)力學(xué)性能。從20世紀(jì)70年代，國(guó)際上開(kāi)始研究基于計(jì)算的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法，這些方法可以考慮結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力和約束情況。目前，很多學(xué)者都開(kāi)始采用基于計(jì)算的構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法，主要是經(jīng)典算法和有限元計(jì)算方法。考慮構(gòu)件的截面尺寸、受力形式與受力大小、構(gòu)件的約束形式對(duì)構(gòu)件抗火能力的影響，利用熱傳導(dǎo)理論和結(jié)構(gòu)理論通過(guò)分析確定構(gòu)件的抗火能力，更符合客觀(guān)實(shí)際，是對(duì)傳統(tǒng)方法中結(jié)構(gòu)抗火能力確定進(jìn)行的改進(jìn)方法。

3.3 性能化結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法

由于性能化方法以結(jié)構(gòu)抗火需求為目標(biāo)，最大程度地模擬結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗火能力，因此是一種科學(xué)先進(jìn)的抗火設(shè)計(jì)方法。對(duì)結(jié)構(gòu)抗火需求進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)對(duì)象，直接以人員安全和火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失最小為目標(biāo)，確定結(jié)構(gòu)抗火需求；同時(shí)考慮實(shí)際火災(zāi)升溫及結(jié)構(gòu)整體性能對(duì)結(jié)構(gòu)抗火能力的影響。

以上3種方法中基于試驗(yàn)的抗火設(shè)計(jì)方法基本上已不再使用，現(xiàn)在的試驗(yàn)一般用來(lái)檢驗(yàn)理論研究的結(jié)果?；谟?jì)算的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)

方法是以高溫下鋼結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)為目標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，是目前抗火設(shè)計(jì)的整體發(fā)展趨勢(shì)。性能化結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法考慮火災(zāi)隨機(jī)性，目前研究和工程實(shí)踐還很少，是新的研究課題。

4國(guó)外鋼—混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的新方法

國(guó)外抗火設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)是以設(shè)計(jì)火災(zāi)的溫度－時(shí)間曲線(xiàn)為基礎(chǔ)的抗火設(shè)計(jì)。這種方法的關(guān)鍵是找出導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的火災(zāi)效應(yīng)的極限值，對(duì)于給定的受外荷載作用的構(gòu)件，其火災(zāi)效應(yīng)隨不同火災(zāi)密度而變化。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO-834)建議的建筑構(gòu)件抗火試驗(yàn)曲線(xiàn)，表達(dá)式如下：

式中：t為時(shí)間(min)； Tg為t時(shí)刻的溫度；Tg（0）為初始溫度。

加拿大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)CAN4-S101如下：

式中t以小時(shí)計(jì)。

美國(guó)和加拿大采用的為ASTM-E119標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)，可近似地用下式表示：

歐洲規(guī)范采用的建筑室內(nèi)火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)為ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)，同時(shí)歐洲規(guī)范對(duì)烴類(lèi)可燃物火災(zāi)另建議了一條升溫曲線(xiàn)為：

式中t以秒計(jì)。

下圖為ISO-834、CAN4-S101、烴類(lèi)可燃物火災(zāi)、ASTM-E119火災(zāi)升溫曲線(xiàn)的對(duì)比示意圖。

圖一 四種標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)

5結(jié)語(yǔ)

該文簡(jiǎn)要介紹了一些鋼管混凝土抗火研究所遇到的一些問(wèn)題，希望以此可以為后來(lái)作進(jìn)一步的抗火研究奠定一些基礎(chǔ)。管內(nèi)核心混凝土相對(duì)鋼材具有較大的熱容量, 能吸收大量的熱量。所以在遭受火災(zāi)時(shí), 外部鋼管雖然升溫較快, 但內(nèi)部混凝土升溫滯后, 仍具有一定的承載力, 因而增加了鋼管的耐火時(shí)間,相對(duì)傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)可以大量節(jié)約防火涂料。所以說(shuō)由于組成鋼管混凝土的鋼管和其核心混凝土之間相互貢獻(xiàn)、協(xié)同互補(bǔ)、共同工作的優(yōu)勢(shì)，使這種結(jié)構(gòu)還是具有較好的耐火性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓林海.鋼管混凝土結(jié)構(gòu).北京:科學(xué)出版社,2000

[2] 趙鴻鐵.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu).北京: 科學(xué)出版社,2001

[3] 鐘善桐.鋼管混凝土結(jié)構(gòu).清華大學(xué)出版社,2003

[4] 過(guò)鎮(zhèn)海、李衛(wèi).混凝土耐熱力學(xué)性能的試驗(yàn)研究總結(jié).清華大學(xué)土木工程系，1991

[5] 鐘善桐.高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu).黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1999

[6] 李國(guó)強(qiáng)、蔣首超.鋼結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算與設(shè)計(jì).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999

篇8

論文摘要：本文是結(jié)合作者多年的工作經(jīng)驗(yàn)以及具體工作實(shí)例，主要介紹了清水混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷及其監(jiān)控對(duì)策．并重點(diǎn)闡述從模板體系的設(shè)計(jì)、制作、安裝到混凝土原材料選用、配合比設(shè)計(jì)、混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)和表面缺陷修補(bǔ)全過(guò)程所采取的措施等相關(guān)問(wèn)題作出了相應(yīng)的闡述和分析。僅供參考。

所謂清水混凝土系一次成型混凝土，通常在橋梁工程中的應(yīng)用比較廣泛，但直接應(yīng)用于房屋民用建筑工程的比較少。

清水混凝土結(jié)構(gòu)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，如：省去了裝飾階段的二次抹灰工序，避免了大面積抹灰空鼓、天棚脫落(經(jīng)常有這樣相關(guān)報(bào)道)等通病，材料節(jié)約、經(jīng)濟(jì)環(huán)保．施工質(zhì)量效果好，符合提倡建立資源節(jié)約型社會(huì)理念，成為建筑節(jié)能市場(chǎng)上的亮點(diǎn)。

1　工程實(shí)例概況

某大廈為兩座現(xiàn)代化高層辦公建筑，總建筑面積42276.2m2，地下2層，地上19層，總高度79.8m，主體為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。

整體質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程標(biāo)準(zhǔn)。要求所有結(jié)構(gòu)成型為清水混凝土，對(duì)模板設(shè)計(jì)和混凝土施工要求高。

2　清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的清水混凝土質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，在普通結(jié)構(gòu)混凝土驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，形成如下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

軸線(xiàn)通直、尺寸準(zhǔn)確；棱角方正、線(xiàn)條順直；表面平整、清潔、色澤一致；表面無(wú)明顯氣泡，無(wú)砂帶和黑斑；表面無(wú)蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象；模板接縫、對(duì)拉螺栓和施工縫留設(shè)有規(guī)律性；模板接縫與施工縫處無(wú)掛漿、漏漿。

3　混凝土常見(jiàn)質(zhì)量缺陷

為做好施工預(yù)控工作，必須認(rèn)真分析清水混凝土面層可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和產(chǎn)生的原因．從而采取有效措施避免發(fā)生上述缺陷。

清水混凝土表面缺陷主要為表面平整度、軸線(xiàn)位置不滿(mǎn)設(shè)計(jì)要求、表面蜂窩、麻面、有氣泡密集區(qū)，表面缺損，非受力鋼筋露筋。小孔洞、單個(gè)氣泡等；混凝土內(nèi)部缺陷主要指混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土振搗質(zhì)量差，造成混凝土內(nèi)部架空和孔隙率偏大的缺陷，內(nèi)部缺陷應(yīng)在混凝土澆筑過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)清除。

4　模板工程控制

4.1方案審查要點(diǎn)

(1)清水混凝土施工用的模板必須具有足夠的剛度。在混凝土側(cè)壓力作用下不允許有一點(diǎn)變形，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸均勻、斷面的一致，防止?jié){體流失；

(2)選用的模板材料要有很高要求，表面平整光潔，強(qiáng)度高、耐腐蝕，并具有一定的吸水性；

(3)對(duì)模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴(yán)密，不允許漏漿；

(4)模板設(shè)計(jì)要充分考慮在拼裝和拆除方面的方便性．支撐的牢固性和簡(jiǎn)便性，并保持較好的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及整體拼裝后的平整度；

(5)根據(jù)構(gòu)件的規(guī)格和形狀，建議配制定型模板，以便周轉(zhuǎn)施工所需；

(6)模板制作時(shí)應(yīng)保證幾何尺寸精確，拼縫嚴(yán)密，材質(zhì)一致，模板面板拼縫高差、寬度應(yīng)≤1mm，模板間接縫高差、寬度≤2mm；模板接縫處理要嚴(yán)密，建議模板內(nèi)板縫用油膏批嵌外側(cè)用硅膠或發(fā)泡劑封閉，以防漏漿，模板脫模劑應(yīng)采用吸水率適中的無(wú)色的輕機(jī)油；

(7)嚴(yán)格控制模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，周轉(zhuǎn)3次后應(yīng)進(jìn)行全面檢修并拋光打磨。

4.2模板工程方案選擇

為實(shí)現(xiàn)清水混凝土的目標(biāo)，初步模板體系確定為鋼木組合大模板。

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及公司的施工經(jīng)驗(yàn)，地下室及裙房選擇竹膠板木楞骨模板體系，采用12mm厚1220mm×2440mm竹膠板作為面板，50mm×100mm方木及48mm鋼管為楞骨，48mm鋼管、自制蝴蝶夾、14mm對(duì)拉螺栓作為加固系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻、柱采用鋼木組合大模板(12mm厚竹膠板作為面板、6號(hào)槽鋼為輔龍骨、10號(hào)槽鋼為主背料)，剪力墻采用16的高強(qiáng)全絲螺桿為加固系統(tǒng)。

梁、板模板同地下室，以48mm鋼管搭設(shè)的整體扣件式滿(mǎn)堂腳手架作為墻柱的水平支撐及梁、板的垂直支撐系統(tǒng)。

4.3柱模板支設(shè)要點(diǎn)對(duì)±0.00以下混凝土柱模通用性、互換性較差。

采用12mm厚高強(qiáng)度覆膜竹膠板作面板，50mm×100mm方木作楞木兼拼口木，以48mm鋼管作為柱箍，柱截面尺寸≥700mm時(shí)，增加對(duì)拉螺栓拉結(jié)加固?！?.00以上混凝土柱模通用性、互換性較好，采用定制可調(diào)截面鋼大模支設(shè)。 ?、俳孛娉叽纭?50mm的柱采用雙管柱箍中間加設(shè)坡口木楔緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm。

②截面尺寸≥700m的柱，采用腳手管作柱箍緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm，在枝中加設(shè)＋14mm(外套＋25mmPVC管)對(duì)拉螺栓，柱外側(cè)四角雙向均加設(shè)保險(xiǎn)扣件，對(duì)拉螺栓布置間距同柱箍。

5　混凝土施工全過(guò)程控制

5.1原材料、配合比控制要點(diǎn)

新拌混凝土必須具有極好的工作性和黏聚性，絕對(duì)不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象；原材料產(chǎn)地必須統(tǒng)一，砂、石的色澤和顆粒級(jí)配均勻。

在材料和澆筑方法允許的條件下，應(yīng)采用盡可能低的坍落度和水灰比，本工程采用泵送商品混凝土，控制坍落度為(150±10)mm，盡量減少泌水的可能性。

同時(shí)控制混凝土含氣量不超過(guò)1.7％，初凝時(shí)間不超過(guò)6h-8h。

重點(diǎn)審核商品混凝土廠(chǎng)家制定清水混凝土原材料、配合比生產(chǎn)方案，生產(chǎn)過(guò)程中檢查嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的配合比投料，不得帶任何隨意性，并嚴(yán)格控制水灰比和攪拌時(shí)間，隨氣候變化隨時(shí)抽驗(yàn)砂子、碎石的含水率，及時(shí)調(diào)整用水量。

5.2清水混凝土澆筑控制要點(diǎn)

檢查落實(shí)施工技術(shù)保證措施、現(xiàn)場(chǎng)組織措施，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定；合理調(diào)度攪拌輸送車(chē)送料時(shí)間。逐車(chē)測(cè)量混凝土的坍落度；嚴(yán)格控制每次下料的高度和厚度，保證分層厚度不30cm；振搗方法要求正確，不得漏振和過(guò)振；可采用二次振搗法，以減少表面氣泡，即第一次在混凝土澆筑時(shí)振搗，第二次待混凝土靜置一段時(shí)間再振搗，而頂層一般在0.5h后進(jìn)行第二次振搗；嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，保證深度在5cm-10em，振搗時(shí)間以混凝土翻漿不再下沉和表面無(wú)氣泡泛起為止，一般為5min-10min左右。

5.3清水混凝土養(yǎng)護(hù)控制要點(diǎn)

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現(xiàn)微裂縫，影響外觀(guān)質(zhì)量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護(hù)十分重要。

現(xiàn)場(chǎng)要求清水混凝土構(gòu)筑物的側(cè)模在48h后拆除，模板拆除后其表面養(yǎng)護(hù)的遮蓋物不得直接用草墊或草包鋪蓋。以免造成永久性黃顏色污染，應(yīng)采用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

6　結(jié)語(yǔ)

此大廈清水混凝土主體工程，經(jīng)過(guò)細(xì)致周密的方案設(shè)計(jì)，全過(guò)程施工質(zhì)量控制，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工一次成型，陰陽(yáng)角方正、順直，棱角挺拔，分格縫寬窄深淺一致、邊線(xiàn)順直，裝飾圖規(guī)整，墻體表面平整光滑，色澤均勻一致，主體工程被評(píng)為優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)，為今后類(lèi)似的清水混凝土結(jié)構(gòu)施工積累了較成熟的經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在民用建筑工程中得到了很好的應(yīng)用，并得到了使用方的認(rèn)可。

篇9

 

所謂清水混凝土系一次成型混凝土，通常在橋梁工程中的應(yīng)用比較廣泛，但直接應(yīng)用于房屋民用建筑工程的比較少。 

清水混凝土結(jié)構(gòu)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，如：省去了裝飾階段的二次抹灰工序，避免了大面積抹灰空鼓、天棚脫落(經(jīng)常有這樣相關(guān)報(bào)道)等通病，材料節(jié)約、經(jīng)濟(jì)環(huán)保．施工質(zhì)量效果好，符合提倡建立資源節(jié)約型社會(huì)理念，成為建筑節(jié)能市場(chǎng)上的亮點(diǎn)。 

 

1　工程實(shí)例概況 

 

某大廈為兩座現(xiàn)代化高層辦公建筑，總建筑面積42276.2m2，地下2層，地上19層，總高度79.8m，主體為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。 

整體質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程標(biāo)準(zhǔn)。要求所有結(jié)構(gòu)成型為清水混凝土，對(duì)模板設(shè)計(jì)和混凝土施工要求高。 

 

2　清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 

 

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的清水混凝土質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，在普通結(jié)構(gòu)混凝土驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，形成如下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 

軸線(xiàn)通直、尺寸準(zhǔn)確；棱角方正、線(xiàn)條順直；表面平整、清潔、色澤一致；表面無(wú)明顯氣泡，無(wú)砂帶和黑斑；表面無(wú)蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象；模板接縫、對(duì)拉螺栓和施工縫留設(shè)有規(guī)律性；模板接縫與施工縫處無(wú)掛漿、漏漿。 

 

3　混凝土常見(jiàn)質(zhì)量缺陷 

 

為做好施工預(yù)控工作，必須認(rèn)真分析清水混凝土面層可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和產(chǎn)生的原因．從而采取有效措施避免發(fā)生上述缺陷。 

清水混凝土表面缺陷主要為表面平整度、軸線(xiàn)位置不滿(mǎn)設(shè)計(jì)要求、表面蜂窩、麻面、有氣泡密集區(qū)，表面缺損，非受力鋼筋露筋。小孔洞、單個(gè)氣泡等；混凝土內(nèi)部缺陷主要指混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土振搗質(zhì)量差，造成混凝土內(nèi)部架空和孔隙率偏大的缺陷，內(nèi)部缺陷應(yīng)在混凝土澆筑過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)清除。 

 

4　模板工程控制 

 

4.1方案審查要點(diǎn) 

(1)清水混凝土施工用的模板必須具有足夠的剛度。在混凝土側(cè)壓力作用下不允許有一點(diǎn)變形，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸均勻、斷面的一致，防止?jié){體流失； 

(2)選用的模板材料要有很高要求，表面平整光潔，強(qiáng)度高、耐腐蝕，并具有一定的吸水性； 

(3)對(duì)模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴(yán)密，不允許漏漿； 

(4)模板設(shè)計(jì)要充分考慮在拼裝和拆除方面的方便性．支撐的牢固性和簡(jiǎn)便性，并保持較好的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及整體拼裝后的平整度； 

(5)根據(jù)構(gòu)件的規(guī)格和形狀，建議配制定型模板，以便周轉(zhuǎn)施工所需； 

(6)模板制作時(shí)應(yīng)保證幾何尺寸精確，拼縫嚴(yán)密，材質(zhì)一致，模板面板拼縫高差、寬度應(yīng)≤1mm，模板間接縫高差、寬度≤2mm；模板接縫處理要嚴(yán)密，建議模板內(nèi)板縫用油膏批嵌外側(cè)用硅膠或發(fā)泡劑封閉，以防漏漿，模板脫模劑應(yīng)采用吸水率適中的無(wú)色的輕機(jī)油； 

(7)嚴(yán)格控制模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，周轉(zhuǎn)3次后應(yīng)進(jìn)行全面檢修并拋光打磨。 

4.2模板工程方案選擇 

為實(shí)現(xiàn)清水混凝土的目標(biāo)，初步模板體系確定為鋼木組合大模板。 

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及公司的施工經(jīng)驗(yàn)，地下室及裙房選擇竹膠板木楞骨模板體系，采用12mm厚1220mm×2440mm竹膠板作為面板，50mm×100mm方木及48mm鋼管為楞骨，48mm鋼管、自制蝴蝶夾、14mm對(duì)拉螺栓作為加固系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻、柱采用鋼木組合大模板(12mm厚竹膠板作為面板、6號(hào)槽鋼為輔龍骨、10號(hào)槽鋼為主背料)，剪力墻采用16的高強(qiáng)全絲螺桿為加固系統(tǒng)。 

梁、板模板同地下室，以48mm鋼管搭設(shè)的整體扣件式滿(mǎn)堂腳手架作為墻柱的水平支撐及梁、板的垂直支撐系統(tǒng)。 

4.3柱模板支設(shè)要點(diǎn)對(duì)±0.00以下混凝土柱模通用性、互換性較差。 

采用12mm厚高強(qiáng)度覆膜竹膠板作面板，50mm×100mm方木作楞木兼拼口木，以48mm鋼管作為柱箍，柱截面尺寸≥700mm時(shí)，增加對(duì)拉螺栓拉結(jié)加固。±0.00以上混凝土柱模通用性、互換性較好，采用定制可調(diào)截面鋼大模支設(shè)。 

   ?、俳孛娉叽纭?50mm的柱采用雙管柱箍中間加設(shè)坡口木楔緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm。 

②截面尺寸≥700m的柱，采用腳手管作柱箍緊固，柱高3m以下范圍內(nèi)柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內(nèi)柱箍的間距≤500mm，在枝中加設(shè)＋14mm(外套＋25mmpvc管)對(duì)拉螺栓，柱外側(cè)四角雙向均加設(shè)保險(xiǎn)扣件，對(duì)拉螺栓布置間距同柱箍。 

5　混凝土施工全過(guò)程控制 

 

5.1原材料、配合比控制要點(diǎn) 

新拌混凝土必須具有極好的工作性和黏聚性，絕對(duì)不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象；原材料產(chǎn)地必須統(tǒng)一，砂、石的色澤和顆粒級(jí)配均勻。 

在材料和澆筑方法允許的條件下，應(yīng)采用盡可能低的坍落度和水灰比，本工程采用泵送商品混凝土，控制坍落度為(150±10)mm，盡量減少泌水的可能性。 

同時(shí)控制混凝土含氣量不超過(guò)1.7％，初凝時(shí)間不超過(guò)6h-8h。 

重點(diǎn)審核商品混凝土廠(chǎng)家制定清水混凝土原材料、配合比生產(chǎn)方案，生產(chǎn)過(guò)程中檢查嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的配合比投料，不得帶任何隨意性，并嚴(yán)格控制水灰比和攪拌時(shí)間，隨氣候變化隨時(shí)抽驗(yàn)砂子、碎石的含水率，及時(shí)調(diào)整用水量。 

5.2清水混凝土澆筑控制要點(diǎn) 

檢查落實(shí)施工技術(shù)保證措施、現(xiàn)場(chǎng)組織措施，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定；合理調(diào)度攪拌輸送車(chē)送料時(shí)間。逐車(chē)測(cè)量混凝土的坍落度；嚴(yán)格控制每次下料的高度和厚度，保證分層厚度不30cm；振搗方法要求正確，不得漏振和過(guò)振；可采用二次振搗法，以減少表面氣泡，即第一次在混凝土澆筑時(shí)振搗，第二次待混凝土靜置一段時(shí)間再振搗，而頂層一般在0.5h后進(jìn)行第二次振搗；嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，保證深度在5cm-10em，振搗時(shí)間以混凝土翻漿不再下沉和表面無(wú)氣泡泛起為止，一般為5min-10min左右。 

5.3清水混凝土養(yǎng)護(hù)控制要點(diǎn) 

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現(xiàn)微裂縫，影響外觀(guān)質(zhì)量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護(hù)十分重要。 

現(xiàn)場(chǎng)要求清水混凝土構(gòu)筑物的側(cè)模在48h后拆除，模板拆除后其表面養(yǎng)護(hù)的遮蓋物不得直接用草墊或草包鋪蓋。以免造成永久性黃顏色污染，應(yīng)采用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。 

 

6　結(jié)語(yǔ) 

 

此大廈清水混凝土主體工程，經(jīng)過(guò)細(xì)致周密的方案設(shè)計(jì)，全過(guò)程施工質(zhì)量控制，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工一次成型，陰陽(yáng)角方正、順直，棱角挺拔，分格縫寬窄深淺一致、邊線(xiàn)順直，裝飾圖規(guī)整，墻體表面平整光滑，色澤均勻一致，主體工程被評(píng)為優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)，為今后類(lèi)似的清水混凝土結(jié)構(gòu)施工積累了較成熟的經(jīng)驗(yàn)。 

綜上所述，清水混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在民用建筑工程中得到了很好的應(yīng)用，并得到了使用方的認(rèn)可。 

 

篇10

 

前言

鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠(chǎng)化生產(chǎn)的H型鋼梁、鋼柱(包括H型鋼柱、鋼管柱、箱形柱、鋼骨混凝土柱或圓、方或矩形鋼管混凝土柱)為承重骨架，同時(shí)配以新型輕質(zhì)的保溫、隔熱、高強(qiáng)的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并與功能配套的水暖電衛(wèi)設(shè)備和部品優(yōu)化集成的節(jié)能和環(huán)保型住宅。同傳統(tǒng)的磚混和混凝土結(jié)構(gòu)住宅相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種更符合“綠色生態(tài)建筑”特征的結(jié)構(gòu)形式。它具有自重輕、地基費(fèi)用省、占用面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀(guān)、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等優(yōu)勢(shì)，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

一、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能

1、重量輕、抗震性能好

鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠(chǎng)化生產(chǎn)的鋼梁、鋼柱為骨架,同時(shí)配以輕質(zhì)墻板等新型材料作為維護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)隔墻建造而成。它與同面積的建筑樓層相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅樓的重量可減輕近30%。由于輕鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕,一般情況下不需要做樁基,可減少地基處理的費(fèi)用,且抗震性能好。因?qū)儆谌嵝越Y(jié)構(gòu)、自重輕,因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度,有利于抗震。我國(guó)是一個(gè)多地震區(qū)國(guó)家,在地震區(qū)建筑中應(yīng)推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅,可以大大減少地震災(zāi)害和人員傷亡。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。同時(shí),由于鋼材具有較強(qiáng)的延展性,能較好地消除地震波力,放震性能好,尤其適用于高層建筑。

2、占地面積小,具有良好的空間感，凈使用面積大

鋼結(jié)構(gòu)住宅布局靈活,凈使用面積大。利用型鋼優(yōu)良的承載性能,可以靈活布置大開(kāi)間、大柱距的建筑平面；非承重輕質(zhì)墻體的設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)師和住戶(hù)提供了根據(jù)不同用途靈活布置室內(nèi)空間的可能；型鋼構(gòu)件接點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)潔,在垂直方向可方便地布置躍層和錯(cuò)層體系,結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面較小,相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案,其凈使用面積提高5%～8%,得房率高。

3、工業(yè)化程度高,設(shè)計(jì)制造安裝周期短

現(xiàn)代輕鋼建筑的設(shè)計(jì)、制造和安裝借助網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)手段,可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝一體化,具有極高的效率和精確度,項(xiàng)目建設(shè)周期短可縮短工期1/2～1/3。這樣將極大地減少投資融資成本,使業(yè)主或建筑開(kāi)發(fā)商在享受回報(bào)上具備很大的優(yōu)勢(shì)。

4、符合產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求

鋼結(jié)構(gòu)配件制作工業(yè)預(yù)制化和機(jī)械化程度高,商品化程度高,減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的加工量,現(xiàn)場(chǎng)主要為于作業(yè),能減少施工用水、噪聲、垃圾污染,施工速度快,施工周期可大大縮短。鋼結(jié)構(gòu)在超出正常使用期限后的處理過(guò)程,無(wú)論是鋼材還是與之相配套的建筑物品,都具有可重復(fù)利用性和可降解性,適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)保要求。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。

二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系和主要構(gòu)件

1、結(jié)構(gòu)體系

應(yīng)用于多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的體系可分為:冷彎薄壁型鋼體系、純鋼框架體系、框架--支撐體系、鋼框架--混凝土剪力墻體系、周?chē)箓?cè)力體系等。

①冷彎薄壁型鋼體系。構(gòu)件采用薄鋼板冷彎成C形、Z形構(gòu)件,可單獨(dú)使用,也可組合使用,桿件間連接采用自攻螺絲。這種體系節(jié)點(diǎn)剛性不易保證,抗側(cè)能力較差,一般只用于1～2層住宅或別墅。

②純鋼框架體系。目前,這種體系在多層鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用最廣,純框架體系常用于4～8層住宅?？v橫向都設(shè)成鋼框架,門(mén)窗設(shè)置靈活,可提供較大的開(kāi)間,便于用戶(hù)二次設(shè)計(jì),滿(mǎn)足各種生活需求。

③框架—支撐體系。該體系主要由焊接工字型梁柱組成,多數(shù)情況下,這種體系為橫向承重,梁柱節(jié)點(diǎn)在橫向上為剛接,縱向?yàn)殂q接。因此,結(jié)構(gòu)在縱向相當(dāng)于排架,抗側(cè)移剛度很低,需設(shè)置側(cè)向支撐抵抗水平荷載,限制結(jié)構(gòu)的水平變形。

④框架—混凝土剪力墻體系。用鋼筋混凝土剪力墻部分或全部代替鋼支撐,就形成了框架—鋼筋混凝土剪力墻(筒)體系。它適用于小高層住宅,一般將樓梯或電梯間設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土墻(筒),這樣既有效地加強(qiáng)了建筑物的側(cè)向剛度,又解決了樓梯間的防火問(wèn)題。

2、主要構(gòu)件

鋼結(jié)構(gòu)住宅是以鋼結(jié)構(gòu)作為承重骨架,以輕質(zhì)體材料作為內(nèi)外墻,與功能配套的水暖電衛(wèi)設(shè)備和部品優(yōu)化集成的節(jié)能、環(huán)保型住宅鋼結(jié)構(gòu)住宅,可采用工業(yè)化生產(chǎn)方式,易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,符合可持續(xù)發(fā)展原則。

①梁、柱。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)為強(qiáng)柱弱梁形式,梁柱均取等截面形式。梁主要選用高頻焊接和熱軋H鋼,它是工字鋼的升級(jí)換代產(chǎn)品,具有抗彎性能好,翼緣寬,側(cè)向剛度大,翼緣表面相互平行,構(gòu)造方便等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)目前采用的H 鋼梁大多為Q235和Q345鋼,翼緣寬度為60～180mm,截面高度為100～800mm。

鋼結(jié)構(gòu)住宅一般為大開(kāi)間,框架柱在兩個(gè)方向都承受較大的彎矩,同時(shí)應(yīng)該考慮強(qiáng)柱弱梁的要求,目前廣泛使用焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面。對(duì)于軸壓比較大、雙向彎矩接近、梁截面較高的框架柱,采用雙軸等強(qiáng)的鋼管柱或方鋼管混凝土柱。

②樓板。樓板結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)重要,它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外,更主要的作用是保證與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)調(diào)作用。所以,樓板必須有足夠的承載力、剛度,并且與鋼框架實(shí)現(xiàn)可靠連接,確保結(jié)構(gòu)體系的整體剛度和穩(wěn)定性。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。另外從抗震角度來(lái)看,還應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自重。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。同時(shí)樓板還要應(yīng)該滿(mǎn)足住宅功能的要求,如防顫動(dòng)、隔音、隔熱等。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的樓板,一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)體系的傳統(tǒng)做法。常用的樓蓋結(jié)構(gòu)有:壓型鋼板-現(xiàn)澆混凝上組合樓板,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板以及鋼-混凝土疊合板,而以第一種最為常用。

③支撐體系。支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來(lái)的偏交支撐兩種,前者耐震能力較差,后者在強(qiáng)震作用下具有良好的吸能耗能性能,而且為門(mén)窗洞的布置提供了有利條件,目前國(guó)內(nèi)用得還很少,建議在高烈度區(qū)首選偏交支撐。

④墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu),應(yīng)采用具有自承重和抗沖擊能力,并能保溫、隔熱、隔音、防火、防滲漏等多種功能輕質(zhì)的墻體材料。目前,墻體主要分為自承重式和非自承重式兩種。自承重墻體主要包括用于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的加氣混凝土塊、太空板、輕鋼龍骨加強(qiáng)板等,以及用于內(nèi)墻的輕混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。，綠色生態(tài)建筑發(fā)展趨勢(shì)。。外掛的非自承重式的墻體材料主要有彩色壓型鋼板、彩色壓型鋼夾芯板、玻璃纖維增強(qiáng)外墻板等。采用非自承重式的墻體材料,需設(shè)置墻梁用以懸掛外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。門(mén)窗洞口上下要布置墻梁,多采用C或Z型冷彎薄壁型鋼,尺寸取決于跨度(剛架間距)和墻距(板跨)。

三、鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用前景和建議

住宅產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)住宅業(yè)發(fā)展的必由之路,這將成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)化制作,而與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料,它屬綠色環(huán)保性建筑,可再生重復(fù)利用,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。若是在城市中采用鋼結(jié)構(gòu)住宅,因?yàn)槠涔S(chǎng)化程度高、施工周期短的優(yōu)勢(shì),將能很好地解決城市市區(qū),尤其是中心市區(qū)人口稠密交通繁忙、施工生產(chǎn)不便的問(wèn)題。因此鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)該是城市住宅設(shè)計(jì)的主要方案之一,同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,直接影響著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。

四、結(jié)語(yǔ)