鋼管混凝土結構范文
時間：2023-03-15 05:15:17
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關鍵詞: 自密實混凝土, 配合比, 鋼管混凝土, 工程應用
1.引言
為解決混凝土由于振搗不足而使耐久性降低及振搗密實困難的問題，20世紀80年代后期日本東京大學教授村甫開發了“不振搗的高耐久性混凝土”，即自密實混凝土(Self-Compacting Concrete)。它是一種有高流動性，且不離析和不泌水，不需要振搗即可充滿模型和包裹鋼筋的高性能混凝土。隨后，日本及美國等多數歐洲國家都開始投入對自密實混凝土的研究。自密實混凝土所占密度已經成為衡量一個國家混凝土行業技術水平高低的重要標準。
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構件，根據截面形式的不同，可分為圓鋼管混凝土，方、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。至今，國內外對鋼管混凝土的研究工作主要以圓形和方形鋼管混凝土居多。在鋼管中用自密實混凝土，不僅可以更好地保證混凝土的密實度，而且可以簡化混凝土的振搗工序，降低混凝土的施工強度和工程費用，還可減輕城市噪音污染等。1999年建成的76層的深圳賽格廣場頂層部分鋼管混凝土柱就采用了自密實混凝土，并且取得了較好的效果。鋼管自密實混凝土的力學性能與鋼管普通混凝土類似，鋼管普通混凝土結構的設計方法基本適用于鋼管自密實混凝土結構。
2.自密實混凝土的配合比
原材料對自密實混凝土的配置非常重要。因此在配制過程中考慮以下幾個方面以優化自密實混凝土的性能從而降低成本。膠凝材料的組成可能會影響混凝土應力腐蝕和開裂的性能。以粉煤灰取代一部分的硅酸鹽水泥其性能將使混凝土的性能有較大的改善。此外，骨料級配是最重要的環節之一，骨料粒徑必須嚴格的控制。自密實混凝土運用于鋼管混凝土結構中要求：易于澆筑入鋼管內且澆筑初期較穩定，高彈性模量，硬化后低收縮性和徐變。因此自密實混凝土應該低坍落擴展度，高粘度和高級配。本文給出了試配C40普通及自密實混凝土，表1為普通混凝土與自密實混凝土的配合比。各類混凝土的工作性能及抗壓強度如表2所示。配合比中所用水泥為42.5普通硅酸鹽水泥，細骨料為細度模數為2.8的河砂，粗骨料最大粒徑分別為25mm和10mm。自密實-1減水劑為聚丙烯型，自密實-2及普通型混凝土的減水劑是萘型。
表1: 普通凝土和自密實混凝土的配合比
注：所有混凝土設計強度均為C40
表2: 自密實和普通混凝土的工作性能及抗壓強度
注：加 ‘*’ 表示混凝土自然養護
3. 工程應用
實例工程: 某商務大廈,是一座集辦公、會展、商貿、金融和娛樂為一體的現代化高層建筑，該建筑地下三層，地上60層，總高度213m。采用圓形，方形鋼管混凝土柱，部分柱子為三角型構造。鋼管使用鋼材的屈服極限為360MPa，鋼管內澆筑C40自密實高性能混凝土，其中自密實混凝土配合比列于表1，坍落度及L型儀流平度等工作指標如表2所示。混凝土密度為2370 Kg/m3。采用自下而上泵送頂升澆筑法施工，不僅可大大降低施工噪聲，加快施工速度，保證和提高施工質量，對于實際施工而言可減少高空作業，施工操作更為方便安全而且綜合效益顯著。
隨后本文對采用普通混凝土和自密實混凝土的工程造價進行了對比，可以發現，自密實混凝土不僅其工作性能優于普通混凝土，每立方米的造價也低于普通混凝土，對于工程實際使用大有益處。表3給出了實際的對比情況。
表3: 自密實與普通混凝土實際造價對比
4.結語
(1) 通過優選原材料，特別是骨料的粒形、級配和針片狀含量，優化配合比，配制出具有優良的工作性，坍落度損失小，可泵性良好，同時具有良好力學性能和耐久性能的自密實混凝土。滿足了鋼管混凝土結構施工中采用泵送法澆筑混凝土的技術要求。
(2) 將自密實鋼管混凝土應用工程實踐中，其不僅具有良好的力學性能，而且可滿足灌注施工中泵送頂升的施工要求，大大加快了施工進度。從材料成本、施工進度及工程質量等方面綜合比較來看，自密實混凝土用于鋼管混凝土拱橋中具有較好的技術與經濟效益。
5. 參考文獻
[1] 李停馳.自密實混凝土綜述. 河北軟件職業技術學院學報, 2006, 8 (3): 72-74.
[2] 吳中偉, 廉慧珍. 高性能混凝土. 北京: 中國鐵道出版社, 1999.
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【關鍵詞】鋼管混凝土；設計參數
引言：由于鋼管混凝土優越的性能，在我國的建筑工程中得到廣泛的應用。一些世界級的建筑也使用了鋼管混凝土的結構，例如目前世界上最高的建筑，深圳賽格廣場大廈，一共72層，高達291.6米，大廈的主體結構就是用到了鋼管混凝土的結構，還有令中國人為之驕傲的重慶奉節巫山長江大橋，跨度達460米，中間最重要的曲線就是因為使用鋼管混凝土才能如此堅固的。
1. 鋼管混凝土在建筑工程中的具體應用
在上個世紀六十年代，鋼管混凝土主要應用于居民住宅和工廠設計的建設方面。后來隨著人們對于鋼管混凝土的了解逐漸加深，性能的逐漸掌握，鋼管混凝土的使用面也越來越廣泛，現已廣泛應用到電力設備工程、橋梁工程和大型工業廠房上，例如電線桿支架，電桿塔，橋柱，跨度較大柱子較高的高低屋面工業廠房。但是，目前鋼管混凝土結構在高層住宅樓的應用上也取得了良好的效果。
目前我國應用較多的鋼管混凝土結構是高層住宅建筑。由于我國人口眾多，土地資源較為珍貴，因此住宅建筑多采為高層建筑；因此地方開發商也在爭相在開發土地上建設高層建筑；我們所說的高層住宅是指10層以上或24米以上的住宅建筑，而7~12層通常稱為小高層住宅。這種高層建筑就要求鋼管柱子用量少，使用空間較大。一般采用H型鋼柱，鋼管砼柱，使用這兩種鋼材會大大的降低原料成本，節約建筑資金，同時這種鋼管與混凝土的結合施工較為方便，因此在住宅樓的建筑工程中必將得到良好的發展空間。
2.1構件的組合可靠度
構件的組合可靠度是指對于鋼管混凝土結構進行可靠度分析，然后再根據組合可靠度分析法的內容，對于鋼管和混凝土分別進行承載力的計算，從而求出構件整體的可靠度數值。這種方法計算簡便，而且取值較為方便，但是美中不足的是，此法在計算中會忽略混凝土與鋼管之劍的內力套箍作用，從而對結果會造成一定的誤差，因此這種方法最后取得的數值屬于近似值。
設鋼管混凝土構件的含鋼量為a，那么鋼管所需要承擔的應力就為a∫，而混凝土所需要承擔的應力為（1-a）∫。由此可以分別得出鋼管和混凝土所承擔的應力值。鋼管所需要承擔的應力值A=a∫/[a∫+（1-a）∫]，而混凝土所要承擔的應力值為A‘=（1-a）∫/[a∫+（1-a）∫]，由上述兩個公式可以得出鋼管混凝土構件的組合可靠度為3.2A+3.7A’,通過大量的數據表明，鋼管混凝土構件的可靠度數值應大于3.2，但不能小于3.7，在實際工作當中，大部分構件軸心受壓時，都是受到應力產生脆性破壞，而其組合可靠度指標在國家規定中并無體現，只能按照混凝土的要求，將其強度設計值乘以可靠度修正系數，以此來維系構件能夠正常使用，并保證安全性。
2.2鋼管混凝土軸壓構件的承載力
承載力是鋼管混凝土結構應用最重要的設計參數。承載力N=k1k2Ahf，其中∮是空心鋼管混凝土結構的軸壓穩定系數，它是鋼管混凝土結構最基本的因素。K1是混凝土漸變折減系數，k2是可靠度修正系數。而A是鋼管混凝土構件的組合界面面積。
鋼管混凝土的承載力是反映其究竟能承受多大的重量，是決定其功能的關鍵，在測量鋼管混凝土構件的承載力時，要對構件進行不同位置的測量，以保證能夠對構件的真實情況進行了解，同時要經過數次測量并取得平均值，保證測量的準確性。在考慮到鋼管混凝土的抗震設計時，N要除以抗震調整系數，這樣才能正確的反應出鋼管混凝土具體的承載力。
2.3構件的抗壓強度設計值
在上個世紀末，哈爾濱工業大學土木工程學院的教授運用有限元法測算出鋼管混凝土結構縱向的應力和軸向應力變化的全過程曲線，從而確定出構件是由彈塑性變化階段再逐步進入到強化階段，并且該階段是構件的抗壓強度有效區域。經過后來大量的分析以及對于實際的探究發現，不同種類的鋼材混凝土和不同含鋼量都會影響彈塑性階段和強化階段的數值，如果在彈塑性階段和強化階段，某點縱向壓力應變為4x103,,那么無強化階段為極值破壞時，則小于4X103，。
實踐得出以下結論，由于鋼管混凝土結構含鋼量有所不同，鋼管混凝土軸壓構件的力和應變過程曲線在應變出現極值之前就會破壞。由于構件內的混凝土是采用離心法澆灌的，且用蒸汽養生，因而管中混凝土的抗壓強度偏高約10%。
對于實心和空心的混凝土構件，套箍系數會取不同值，在此，設計的套箍系數A=aF/（1.1f）,其中a=c（1-b），a為實心截面的含鋼量，c為所對應的含鋼率。
2.4鋼管節點的要求
對于鋼管的節點，首先要求節點的強度要足夠大于構件的整體強度，同時節點要滿足構件所要求的剛度值，節點的構造不宜過于繁雜，只要傳力方便，整體性能較好就可以。其次不要在構件內設置橫向穿管，加勁板和其他附件。再次所有焊在鋼管構件上的連接件和金屬附近，一定要在混凝土離心成型之前就要準備完成，如果在不恰當的時候進行焊接，會造成構件的連接性不強，應力承受值較低的狀況。最后在對整體進行焊接時，要保證焊接處的焊接質量，整體方向要一致，焊縫質量應大于一級，檢驗等級應為B級以上，角焊縫的外觀質量標準為3級以上。
3鋼管混凝土發展現狀以及趨勢
雖然鋼管混凝土發展時間較短，但是發展速度較為迅猛，預計將在住宅中得到廣泛的應用，由目前的高層建筑逐漸過渡到小高層，多層的建筑上。在21世紀前20年，我國每年新建住宅面積5到6億平方米，而后將每年以5億平方米遞增，今后的鋼管混凝土將得到更為廣闊的發展空間，所以有必要對鋼管混凝土做進一步的研究工作，保證工程的安全性。首先要保證鋼管混凝土與外墻板之劍的接縫處理嚴密，保證墻板的耐久性和鋼管混凝土的配套性；其次要加強鋼管混凝土的防火設計，這樣才有助于進一步推廣鋼管混凝土的應用；最后要逐步完善鋼管混凝土住宅建筑的設計理論，不同類型結構設計規范和施工操作方法，盡快編制各類構件的配套圖集。
結語：
在鋼管混凝土結構中，軸壓構件的承載力，構件的組合可靠度，構件的抗壓強度設計值以及鋼管節點是最基本的設計參數，通過多年對鋼管混凝土結構的分析，目前已經研制出統一的理論成果，并同時對這幾種基本參數進行了簡單的數值參考，在以后的建筑工程當中，要充分考慮這幾種參數的關系，以保證鋼管混凝土結構的安全性。
參考文獻
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根據此前的勘察資料了解到此施工范圍具有良好的地質條件，且結構較為穩定。以鋼管混凝土(剪力墻筒體結構)作為選擇當其豎向結構。在設計標準中，按7×102mm的標準做簡體壁厚度，將鋼管混凝土柱設置在內部，共巧根，并以2×102mm為作為外直徑標準，對鋼管內的填充原料需使用強度等級為C100的混凝土原料。
2施工管理
2．1原材料質量控制
第一步，當水泥原料等相關材料還沒抵達施工現場前時，其相關負責專人一定要仔細查看并核對的材質證明及具體數據等，尤其在收貨時，一定要注意是否有鉛封方，若無可拒收拒用;然后，現場管理人員必須遵循嚴格的檢查標準，并全面整體的復檢原材料，在進行對主要原料檢驗時，可以通過預先，批量、抽樣三種檢驗方式相結合可以提高其檢驗頻率。可以堅決保證不讓不符合質量標準的材料進入到現場施工的每一個環節里:第三，對于相關材料減水劑進行基本的檢驗之后，隨著現場施工進度的推進情況，依然要定時定期通過對混凝土對比試驗這種方式來對減水劑揮況做具體評估，與此同時對水泥適應性波動進行跟進性計算，有必要時還要合理調整優化混凝土和減水劑的配合比。
2．2模擬試驗
在整個木工程施工環節之內，自密實混凝土擴展度以6×102mm～6×102mm區間作為設計標準區間，坍落度2.3×102mm～2.4×102mm區間作為設計標準，為了使得上述指標達到滿足，當混凝土經過出廠檢測后并符合檢查的合格標準后應該沒有延誤的將混凝土送至施工地。與此同時，現場施工人員要盡早提前半個小時抵達現場，以便對模擬施工方做好具體的準備。
3自密實鋼管混凝土結構的施工管理措施
3．1鋼管的安裝以及質量驗收
在安裝鋼管柱之前，需要完全清理柱內存在的雜物和養護水等，在對鋼管柱進行安裝時候，一定要密封處理鋼管柱的上口，如在其上口蓋上塑料布等方式可以進行密封，這樣一來可以保證無積水或者雜物的進入管內。同時，要安排專人嚴格控制軸線方向，嚴格控制鋼管上卜管口錯位偏差值，當一切安置妥當自檢達標后，可上報監理人員并讓他們驗收。如果驗收結果未達到相關驗收標準，那么便不能投入使用到則接下來的施工工序里。
3．2施工前的混凝土檢查
在自密實鋼管混凝土結構施工過程當中，只有對混凝土的擴展、坍落度做好嚴格嚴密的控制工作。如此才能保證實現混凝土自密實性能的最大化，故而，專人工作時應在混凝土原料在運輸至施工現場前時，需要對每一輛裝載混凝土車要認真的檢查并記錄，即使是卸料時候，也要再次進行復查。本工程所用為C100強度等級混凝土，總7次進行施工過程中的澆筑，實測坍落、擴展度都達到相關標準和要求，另外和易性優勢體現的也比較顯著。
3．3設置澆筑孔
在鋼管內隔板上面所留設的混凝土澆筑，要求孔徑設置不得小于200mm＜=，以此來確保混凝土的順利澆筑。與此同時，還需要在內隔板的四個拐角位置設置透氣筑氣孔，要求孔徑設置為25mm，并且將透氣孔設置在與管壁相間隔大約100～200mm的位置處，提高透氣效果，避免出現混凝土氣泡大量聚集在內隔板下面的情況，以此來提高節點位置處的混凝土澆筑質量。在該工程中，鋼管內隔板上就留設了孔徑為300mm的澆筑孔，并且四個拐角各設置了一個孔徑為25mm的透氣孔，與管壁之間的距離控制在了100mm。
3．4澆筑工序
在工序實施中，由于其自由下落高度超過其允許澆落范圍外，即使是自密實混凝土時粘聚、抗離析性很好的情況下，但過大的下落高度會很容易使其產生離析分層，所以自由落下高度最好控制在6m以內，6米以內是一個規定的允許區間。據了解如果澆筑大于12m長柱時，會對長柱進行兩次澆筑，同時在每次新柱澆筑混凝土前，應先澆灌一層厚度為100～200mm的與混凝土強度等級相同的水泥砂漿，以免自由下落的混凝土骨料產生彈跳而離析。澆筑過程中可采用敲擊鋼管來檢查澆筑面高度和澆筑的密實度，同時敲擊也有利于混凝土氣泡的排出。在澆筑到標高后，待混凝土擴展、密實、氣泡排出穩定后，在初凝前，檢查澆筑完成的混凝土面有無浮漿。若有，需將其舀出。同時，在自密實混凝土澆灌中和澆灌后，嚴禁采用任何形式的振搗。
3．5施工縫的處理
根據此前施工的實踐經驗而言，因為鋼管柱在拼接環節中，柱內凝土灼傷反應有出現的可能性，所以，合理的處理施工縫隙是一道非常重要的工序。通常而言，本結構施工縫大多在柱的連接位置3×102mm管口以下設置，之后在進行拼接第二節鋼管柱前，應重復對第一節對柱內部清理的措施對第二節進行處理，此后將鑿除管內的浮漿，并用清水沖洗其表面。
4自密實鋼管混凝土結構的質量檢驗管理
從鋼管混凝土難以直觀查看混凝土質量存在的特殊性，通常以鐵錘敲擊鋼管的方法對其密實度進行檢查。在對重要建筑物進行檢查時，需要運用超聲波對其重要構件或部位等予以抽檢。通過超聲波檢測取得超聲參數后，用此參數來做標準，再比較自密實鋼管混凝土所測得的結果，由此來判定管內土的實際質量狀況如何。該工程在各節層上各抽取一根，總的測了19根。經檢測后，其提出檢測結果，并對每根受到檢測柱的混凝土性能給予判斷。最后，該工程所測結果都全部達到驗收規范要求。
5結束語
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關鍵詞:鋼管混凝土結構;建筑;性能
一般在混凝土中再不配縱向鋼筋與鋼箍。所用鋼管一般為薄壁圓鋼管或方鋼管。方鋼管混凝土結構的研究與應用歷史較短,盡管其與圓鋼管混凝土相比有一定的優點,鋼管的制作,節點的構造較為簡單,對某些受力構件,大偏心受壓構件比圓鋼管受力性能要好,不必一定做成雙肢或多肢柱。
一、鋼管混凝土結構具有以下的優點:
(1)受力合理,能充分發揮混凝土與鋼材的特長,從而使構件的承載能力大大提高。從另一方面而言,對于同樣的負荷,鋼管混凝土構件的斷面將比鋼筋混凝土構件顯著減小。對混凝土來說,由于鋼管約束,改變了受力性能,變單向受壓為三向受壓,使混凝土抗壓強度提高了幾倍。對鋼管來說,薄壁鋼構件對于局部缺陷特別敏感。薄壁鋼管也不例外,局部缺陷特別是不對稱缺陷的存在,將使實際的穩定承載力比理論值小得多。由于混凝土充填了鋼管,保證了薄壁鋼管的局部穩定,使其弱點得到了彌補。
(2)具有良好的塑性性能。混凝土是脆性材料,混凝土的破壞具有明顯的脆性性質,即使是鋼筋混凝土受壓構件,尤其是軸心受壓及小偏心受壓構件的破壞,也是脆性破壞。而且在實際工程中軸心受壓、小偏心受壓的情況往往實際上是不可避免的,甚至是大量的。而鋼管混凝土結構中,由于核心混凝土是處于三向約束狀態,約束混凝土與普通混凝土不同,不僅改善了使用階段的彈性性質,而且在破壞時產生很大的塑性變形,鋼管混凝土柱的破壞,完全沒有脆性特征,屬于塑性破壞。
此外,這種結構具有良好的抗疲勞、耐沖擊的性能。
(3)施工簡單,縮短工期。鋼管本身就是模板,因此比鋼筋混凝土構件省去了模板。鋼管本身既是縱筋又是箍筋,這樣便省去了模板的制作安裝工作。鋼管的制作比鋼筋骨架的制作安裝也簡單,并且鋼管本身在施工階段即可作為承重骨架,可以節省腳手架。這些方面對施工都大為有利,不僅節省了大量施工中的材料,減少了施工工作量,而且大大減少了現場露天工作,改善了工作條件,同時也加快了施工、縮短工期。
(4)獲得了很好的經濟效果。與鋼結構相比,節約了大量鋼材。根據多項工程統計,鋼管混凝土大約能節省鋼材50%,因而相應地也降低了造價。與鋼筋混凝土結構相比,大約可減少混凝土量的一半,而用鋼量大致相當。這樣隨之帶來的優越性是構件自身大大減輕、構件斷面大大減小,減少了結構占地面積。由于省去了大量的模板,節省了大量木材,降低了費用,因此其取得了顯著的經濟效果。
(5)具有良好的抗震性能。由于結構自重大大減輕,這對減小地震作用大為有利。結構具有良好的延性,這在抗震設計中是極為重要的。而對于一般鋼筋混凝土柱,尤其是軸壓和小偏心受壓柱是難以克服的缺點。
(6)具有美好的造型與最小的受風面積。圓形柱不僅以其美好的造型而且因其無棱角,所以特別適用于公共建筑的門廳、大廳、車站\車庫、城市立交橋以及露天塔架等高聳結構。
由于鋼管混凝土結構具有一系列的優點,因此被廣泛采用于多高層建筑、橋梁結構、地鐵車站及各種重型、大跨的工業廠房以及高聳塔架等建筑物。鋼管混凝土結構在國外應用已有近百年歷史,20世紀初,美國就在一些單層和多層房屋中采用鋼管混凝土柱。
二、鋼管混凝土結構在多層建筑中的應用
1984年在上海建成的基礎公司特種基礎研究所科研樓,地下2層,地上5層均為雙跨鋼管混凝土框架結構。邊柱與中柱分別為令299與個35l的鋼管混凝土柱,可見柱斷面及結構占地面積均比鋼筋混凝土框架柱為小。其后又陸續用于高層建筑的全部與部分主體結構中。例如1992年泉州市郵電局大廈,高87.5m,采用框架剪力墻結構,底部三層的框架柱采用的鋼管混凝土柱。廈門信源大廈高96m,地下2層\地上28層。地下至20層的全部框架柱及20～23層的四角柱采用了鋼管混凝土。廈門埠康大廈,高86.5m,地上25層,其中12層采用了鋼管混凝土柱。惠州嘉駿大廈28層,全部柱子采用鋼管混凝土柱。惠州富紳商住樓28層,地下2層、地上3層全部柱子采用了鋼管混凝土柱。這些高層建筑中采用鋼管混凝土柱不僅節約材料、減輕自重、縮短工期,并且如果采用鋼筋混凝土,柱斷面尤其是底下數層柱的斷面將會很大,結構占據了很大的使用面積,也給使用帶來諸多不便。
三、鋼管混凝土結構在公共建筑中的應用
北京地鐵車站站臺柱。在北京地鐵車站站臺中廣泛采用了鋼管混凝土柱,不僅充分發揮了其優良的受力性能,也獲得美好的景觀,縮短了工期。首鋼陶樓展覽館,全部柱子也采用了鋼管混凝土柱。江西省體育館的屋蓋由跨度為88m的拱懸掛。拱采用箱形截面,分別用四根鋼管置于箱形截面的四角,用角鋼做腹桿組成了箱形截面拱。四角鋼管中澆筑混凝土,以此箱形拱為依托,掛上模板,澆灌混凝土以形成鋼筋混凝土箱形截面拱。這樣解決了如此高大拱體現場澆筑混凝土的困難。充分體現了前述鋼管可作為施工時承重骨架的優越性。這一結構,實際上是鋼管混凝土與空腹桁架配鋼的型鋼混凝土結構的巧妙結合與新的發展。
四、鋼管混凝土結構除廣泛應用于多高層民用建筑、公共建筑及工業廠房以及橋梁中外,也經常用于各種設備支架、塔架、通廊與倉庫支柱等各種構筑物中。
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【關鍵詞】鋼管混凝土；橋梁工程；應用
橋梁工程的發展歷程總是伴隨著新材料的產生，新材料在橋梁工程中的應用又促進了材料技術的發展。從17世紀70年代開始使用生鐵到19世紀初開始使用熟鐵建造橋梁；從馬車到火車、汽車，交通工具的改變，迫使橋梁工程在跨度、承載力、耐久性能等方面不斷接受挑戰，新材料新技術的應用成為必然。鋼管混凝土作為一種特殊的材料自從1879年首先在英國的鐵路橋建設中采用之后，經過100多年的發展在橋梁建設中已經占有了重要地位。
1、鋼管混凝土結構橋梁工程的特點
鋼管混凝土按其截面形式的不同，可分為圓鋼管混凝土、矩形鋼管混凝土和組合截面鋼管混凝土等，其中矩形鋼管混凝土結構和圓鋼管混凝土結構應用比較廣泛。鋼管和混凝土協同工作具有以下優點：
1.1橋梁工程力學性能方面。鋼管混凝土構件承受壓力時，混凝土的徑向變形受到鋼管的約束而處于三向受力狀態，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強度和變形性能；同時，鋼管的套箍作用大大提高了混凝土的力學性能，使混凝土特別是高性能混凝土的脆性弱點得到了克服；另一方面，混凝土填于鋼管之內，增強了鋼管管壁的穩定性，二者的結合，充分發揮了兩種材料的優點，相互彌補了彼此的不足。實踐驗證表明，鋼管混凝土柱是空鋼管和素混凝土柱單獨承載力之和的1.73倍。
1.2橋梁工程變形能力方面。鋼管混凝土結構橋梁工程中，核心混凝土在鋼管的約束下，不但在使用階段改善了它的彈性性質，而且被破壞時產生很大的塑性變形。試驗表明，鋼管混凝土柱被破壞時可以壓縮到原長的2/3，完全沒有脆性破壞的特征。處于鋼管中的混凝土已經由脆性破壞轉變為塑性破壞，使整個構件呈現出彈性工作塑性破壞的特征。此外，這種結構在承受沖擊荷載和振動荷載時，也具有很好的韌性。
1.3橋梁工程施工安裝方面。鋼管混凝土結構橋梁工程在施工時，鋼管本身就是耐側壓的模板，在澆灌混凝土時，可省去模板的施工，并可適應先進的泵灌混凝土工藝；同時鋼管本身又兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，制作鋼管遠比制作鋼筋骨架省工，而且便于澆灌混凝土；另外鋼管本身又是勁性承重骨架，在橋梁工程施工階段可起勁性鋼骨架的作用，其焊接工作量遠比一般型鋼骨架少。與鋼筋混凝土柱相比，采用鋼管混凝土柱沒有綁扎鋼筋、支模和拆模等工序，施工簡便，因管內無鋼筋澆灌容易，振搗密實，與鋼結構構件相比，鋼管混凝土的構造通常比鋼結構構件簡單，焊縫少，易于制作。因此，鋼管混凝土可簡化施工安裝工藝，減少施工用地并縮短工期。
1.4橋梁工程經濟效益方面。橋梁工程實踐表明，鋼管混凝土與鋼結構相比，在保持自重相近和承載力相同的條件下，可節省鋼材50％并節省大量的焊接工作；與普通鋼筋混凝土相比，在保持鋼材用量相近和承載力相同的條件下，構件的橫截面積可減少50%，從而使建筑空間得到加大，混凝土和水泥用量以及構件自重相應減少一半。另外，鋼管混凝土本身的施工特點符合現代施工技術工業化的要求，可大量節約人工費用，降低工程造價。
1.5橋梁工程防火性能方面。鋼管混凝土柱因為鋼柱吸熱后有若干熱量會傳遞到混凝土部分，減慢鋼柱的升溫速度，并且一旦鋼柱屈服，混凝土可以承受大部分的軸向荷載，防止結構倒塌。而且鋼管混凝土在急驟降溫（如消防沖水）時又不像鋼筋混凝土那樣爆裂，說明其防火性能比鋼結構和鋼筋混凝土結構更加優越。
2、鋼管混凝土結構橋梁工程的計算理論
2.1橋梁工程統一理論。哈爾濱工業大學和福州大學等研究的基于回歸分析的統一計算理論（統一理論），該理論把鋼管混凝土視為統一的一種組合材料，用構件的整體幾何特性和鋼管混凝土的組合性能指標來計算構件的各項承載力，不再區分鋼管和混凝土。
2.2擬混凝土理論。中國建筑科學研究院提出的約束混凝土理論（擬混凝土理論），該理論認為鋼管混凝土結構橋梁工程就是由鋼管對混凝土實行套箍強化的一種套箍混凝土（約束混凝土）。在計算時，主要考慮核心混凝土在三向受壓應力狀態下的受力。
2.3擬鋼理論。同濟大學基于鋼結構分析方法提出的等效鋼柱計算理論（擬鋼理論）。該理論是將混凝土折算成鋼，再按照鋼結構設計規范的模式進行分析計算。
2.4強度疊加理論。日本及我國天津和臺灣等地區采用強度疊加理論，該理論就是將填充混凝土和鋼管兩部分的承載力進行疊加，作為鋼管混凝土構件整體的承載力。
3、鋼管混凝土結構在橋梁工程中的應用價值
3.1鋼管混凝土拱橋
鋼管混凝土拱橋一般分為兩類：①將鋼管混凝土直接用作拱橋結構的主要受力部分，同時也作為結構施工時的勁性骨架，截面設計由前者控制；②先將鋼管用于施工時的勁性骨架，然后再內灌混凝土并與外包混凝同形成斷面。
鋼管混凝土用于建造拱橋具有以下特點：①鋼管混凝土抗壓承載力高，且抗震性能好；②由空鋼管先組成拱肋，自重輕，可跨越很大跨度；③施工簡便，可降低工程造價；④無混凝土開裂問題。
3.2鋼管混凝土桁架橋
鋼管混凝土桁架在橋梁上的推廣應用不如鋼管混凝土拱橋迅速和廣泛。由于圓鋼管混凝土桁架的研究較矩形鋼管混凝土桁架成熟，且圓鋼管混凝土的套箍效應比矩形鋼管混凝土明顯，所以建成的桁架上用的多為圓鋼管混凝土桁架，少數是矩形鋼管混凝土桁架。隨著矩形鋼管混凝土桁架研究的深入，矩形鋼管混凝土桁架越來越受到關注，大量的試驗研究和有限元分析已表明，矩形鋼管混凝土柱的實際承載力高于其相應的鋼管柱和混凝土柱承載力之和，并且具有較好的延性。另外與圓鋼管混凝土桁架空間相貫節點相比，矩形鋼管混凝土桁架節點處腹桿可以平直切割，節點連接構造簡單，無需專門的切割設備，可以大大簡化加工手段，提高加效率和精度。
4、鋼管混凝土結構橋梁工程需解決的問題
4.1在設計理論方面，現在尚未有全國統一的設計理論依據和統一的設計規范。
4.2鋼管拱的穩定問題，尚待解決。鋼管拱肋截面尺寸較小，在建設更大跨徑時，鋼管拱肋的彈性和非彈性穩定問題，需進一步研究。
4.3鋼管為薄壁構件，因此鋼管拱的局部穩定問題，鋼管拱連接節點的可靠度問題，尚需進一步完善。
4.4鋼管拱焊接應力問題，亦有待解決。鋼管拱是由鋼板卷制，焊接而成，如何消除焊接變形和焊接局部應力，應進一步改善制造工藝。
4.5鋼管防腐問題突出，特別是雨水較多的南方和沿海地區。
與鋼筋混凝土結構和鋼結構相比，鋼管混凝土結構是一種相對新的結構形式。但鋼管混凝土能夠適應現代工程結構向大跨、高聳、重載發展的需要，符合現代橋梁工程施工技術的工業化要求，因而正被越來越廣泛地應用于各種鋼管混凝土結構橋梁工程中，并已取得良好的技術效益、社會效益和經濟效益。隨著理論研究的深人和完善，新型施工工藝的產生和高性能材料的應用，其應用范圍將不斷擴大，鋼管混凝土結構將是結構橋梁工程工程科學的一個重要發展方向。
參考文獻
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篇6
關鍵詞：結構設計；節點；混凝土；質量檢測
Abstract: this paper mainly expounds the concrete filled steel tube structure characteristics and the application in structural design and construction of concrete pipe and quality detection. Refers for the colleague.
Keywords: structure design; Node; Concrete; Quality testing
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：
一、鋼管混凝土的特點
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成構件，其截面形式通常為圓形與矩形，實際結構中，根據鋼管作用的差異，鋼管混凝土柱又分為兩種形式：一是組成鋼管混凝土的鋼管和混凝土在受荷初期即共同受力；二是外荷載只作用在核心混凝土上，鋼管只起約束作用，即所謂的鋼管約束混凝土柱。實際工程中多采用前一種形式。鋼管混凝土利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的共同作用，即鋼管對混凝土的約束作用使混凝土處于復雜應力狀態之下。從而使混凝土的強度得以提高，韌性和塑性性能大為改善。同時由于混凝土的存在可以緩解或避免鋼管發生局部屈曲，保證其材料性能的充分發揮；此外，在施工過程中，鋼管還可以作為核心混凝土的外模板。與鋼筋混凝土柱相比，采用鋼管混凝土柱可減少構件斷面，滿足建筑使用功能的要求，同時節省模板費用，加快施工速度。總之，鋼管混凝土作為一個組合體，不僅可以彌補兩種材料各自的缺點而且可以充分發揮二者的優點，這也正是鋼管混凝土得以廣泛應用的優勢所在。并具有以下特點：
1、承載力高
鋼管混凝土承載力至少高于組成鋼管混凝土的鋼管和核心混凝土單獨承載力之和的1.5倍。承載力提高，將使構件截面減少，節約材料，增加使用空間，且構件自重減輕，基礎荷載減少，可降低基礎造價。
2、塑性和韌性好
混凝土脆性大，對于高強度混凝土更是如此，其工作的可靠性會因此大為降低。而對于鋼管混凝土，在鋼管的約束下，核心混凝土在正常使用階段的彈性性能得到了改善，在破壞時還具有較大的塑性變形。此外，這種結構在承受沖擊荷載和振動荷載時，也具有很好的韌性。因而抗震性能好。
3、施工方便
與鋼筋混凝土柱相比，采用鋼管混凝土柱沒有綁扎鋼筋、支模和拆模等工序，施工簡便，因管內無鋼筋，澆筑方便。其施工特點符合現代施工技術工業化的要求。鋼管混凝土在施工制造方面的一個重要發展方向是其鋼管與鋼梁或混凝土梁連接節點制造的標準化、工廠化。
4、耐火性能較好
和鋼結構相比，耐火性能得到較大程度的提高。
5、經濟效果好
鋼管混凝土作為一種較合理的結構形式，可以很好的發揮鋼材與混凝土的特性和潛力，使之得到更為充分和合理的應用。大量工程實踐表明：用鋼管混凝土作承壓構件，比普通混凝土承壓構件節約混凝土約50%，減輕結構自重50%左右，鋼材用量稍有增加；和鋼結構相比，可節約鋼材50%左右。
二、節點設計
建筑工程中，通常是高層或超高層建筑、大跨度且單柱軸力大以及抗震等級較高的建筑采用鋼管混凝土結構，鋼管混凝土結構設計與施工最大的難點在于其柱腳節點和梁柱節點；目前工程設計中較常用的節點有：加強環式節點，雙梁節點，半穿心牛腿節點和環梁節點。
1、柱腳節點
為了滿足基礎埋置深度，高層建筑通常設置地下室，上部結構受風荷載和地震作用而引起的結構整體剪力和彎矩基本由剛度較大的核心筒、地下室外墻及地下室周邊的土體承受。柱腳節點主要承受軸力，剪力和彎矩可以忽略。同時為方便施工，節點設計時不采用插入式節點，即鋼管不插入基礎承臺，這樣可使基礎承臺在確保滿足抗震、抗沖、剪切所需承臺厚度的情況下，盡量上抬以減少承臺基坑開挖量，降低施工難度；同時為改善基礎板的局部承壓，在鋼管底部焊有法蘭盤，盤上設加勁肋，以加強整體剛度，有效傳遞軸力，法蘭盤用錨栓錨固在基礎承臺上。由于加勁肋高于地下室底板面影響到地下室的使用功能，實際應用中將法蘭盤降低一個加勁肋高度，降低部分待柱腳鋼管柱安裝就位后用無收縮混凝土二次澆搗。詳見附圖。
2、梁柱節點
⑴加強環式節點。本節點是《鋼管混凝土結構設計與施工規程》所推薦的節點形式之一，是迄今為止研究最成熟、應用較多的一種節點（見附圖）；它利用上下加強環分別承受拉壓力，形成力偶來抵抗梁端彎矩，利用肋板、穿心鋼板、明牛腿等來傳遞梁端剪力，在適當的截面設計下能夠實現“強柱、弱梁、強節點”，力學性能優越。但節點的用鋼量大，用于鋼筋混凝土樓蓋時施工難度大，明牛腿外露不美觀等，節點在適用中的適應性和靈活性較差。
⑵雙梁節點。即所謂的梁包柱節點（見附圖），也是《鋼管混凝土結構設計與施工規程》所推薦的節點形式之一，規程推薦的同類節點還有變寬度單梁節點；它利用連續鋼筋來傳遞彎矩，依靠明暗牛腿來傳遞剪力，是一種構造簡單，施工方便，節約鋼材的節點。但節點對樓蓋梁布置與使用影響大，而且節點剛度弱，梁柱間彎矩傳遞能力差，計算時鋼管柱只能認為是連續梁的中間支座，參與彎矩分配的程度小，結構體系不夠合理。
⑶半穿心牛腿節點。本節點是將節點區的抗剪牛腿加長、加高，形成抗彎能力較強的抗彎剪牛腿，鋼管設混凝土環梁，以形成一個剛性節點區，節點整體承受與傳遞彎矩和剪力的能力較強（見附圖），在力學性能上較接近剛性節點，是近年研究發展出來的新型節點之一。缺點是構造較復雜，施工工序多，特別是鋼牛腿的制作要求高，鋼管柱現場吊裝時必須有準確的方向性。
⑷環梁節點。本節點就是在鋼管設置一環形鋼筋混凝土梁用于傳遞彎矩，在環梁內鋼管外貼焊一環形鋼筋作為抗剪環，依靠混凝土與鋼管壁的粘接摩阻力及抗剪環來傳遞剪力，（見附圖），它也是近年研究發展出來的新型節點之一。研究表明，在梁端彎矩和剪力作用下，環梁受到拉、剪、彎、扭的共同作用，以拉力和雙向剪力為主。該節點整體性強，制作簡單，無方向性，施工方便，用鋼量小，有明顯的施工與經濟優勢。作為一種新型節點，試驗研究證明靜力條件下是理想的，同時通過多個具體工程模擬地震作用低周反復荷載試驗，也證明環梁節點具有良好的塑性變形能力和較好的耗能能力，由于梁柱相對獨立，節點的破壞不會影響鋼管柱的完整性，容易實現強柱弱梁的設計思想。
三、鋼管混凝土的防火設計
目前我國現行規范規程中對鋼管混凝土結構防火尚未有明確的規定，僅在《鋼管混凝土結構設計與施工規程》第1.0.6條規定“對有防火和防腐蝕要求的結構，應按有關的專門規定，作防火和防腐蝕處理”。規定的不明確性，一定程度制約了該類結構的推廣應用。國內已建成的結構中，有的按照鋼筋混凝土結構的要求外包混凝土，有的則按鋼結構的要求外涂防火涂料。兩種做法雖也可能保證防火要求和結構的安全性，但大多偏于保守而造成浪費，且缺乏科學性和統一性。如前所述，《鋼管混凝土結構設計與施工規程》規程同樣認為“鋼管混凝土的耐火性能雖不如鋼筋混凝土好，但比鋼結構要強”。
有關文獻顯示，鋼管混凝土柱在有效荷載作用下，含鋼率、鋼材屈服極限、混凝土強度和荷載偏心率對鋼管混凝土構件耐火極限的影響不大，而構件截面尺寸、長細比和防火保護層厚度對耐火極限的影響較為顯著。就是說，構件直徑的大小對耐火極限有很大影響，構件直徑越大，耐火極限越大；反之，直徑越小，耐火極限也越小。鋼管混凝土在有效荷載作用下，如不進行防火保護，耐火極限一般均不能滿足防火要求，為了使鋼管混凝土達到所需耐火極限，要對其進行防火保護。試驗顯示，在其他條件相同的情況下，保護層厚度越大，構件的耐火極限將越大。
近幾年，隨著國內外學者在對鋼管混凝土工作機理和力學性能研究方面已取得一系列重要成果，隨著建筑技術與建筑材料的不斷出新，特別是新型建筑防火涂料的不斷出現，鋼管混凝土的防火設計已基本轉向外噴厚涂型防火涂料這種方式，它比外包混凝土施工方便，技術要求低，造價省，且防火性能較好，試驗結果顯示，當防火涂層厚度為15mm時，對于直徑為500mm的構件，耐火極限可達到196min。
四、鋼管混凝土的施工與質量檢測
鋼管混凝土的施工包括鋼管柱的制作安裝與管內混凝土的澆搗，鋼管柱通常由工廠按設計施工圖要求制作并出具出廠合格證，焊縫質量滿足二級焊縫質量標準要求，然后運至施工現場吊裝連接就位。
如前所述，組成鋼管混凝土的鋼管和核心混凝土間的協同互補作用是鋼管混凝土具有一系列突出優點的根本所在，也就是說，鋼管和核心混凝土間的粘結強度的主要因素有鋼管混凝土構件截面形狀、混凝土齡期和強度、鋼管徑厚比、長細比以及混凝土澆筑方式等，以混凝土澆筑質量較為明顯。混凝土澆筑質量的好壞直接影響到構件的承載力和抗變形能力，從而影響到構件的安全性和正常工作。
管內混凝土的澆筑質量，可用敲擊鋼管的方法進行初步檢查，對異常部位和重要部位，則用超聲波檢測。對不密實部位，應采用鉆孔壓漿法進行補強。
五、結束語
鋼管混凝土具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便、耐火性能和經濟效果好等優點，是發展前景較好的一種結構形式，《高規》中明確規定“房屋高度大、柱距較大而柱中軸力較大時，宜采用型鋼混凝土或鋼管混凝土柱”。
本文針對工程實際，比較了加強環式節點、雙梁節點、半穿心牛腿節點、鋼筋混凝土環梁節點等節點在整體結構剛度、內力傳遞能力、施工的經濟性等方面的優缺點，認為：盡管環梁節點作為一種新型節點，但它有諸多優點，且實際工程節點試驗均驗證這種節點具有較高的耗能能力、較好的塑性變形能力，節點美觀、施工方便、經濟性好，今后會得到廣泛的應用。
鋼管混凝土的耐火性雖不如鋼筋混凝土好，但比鋼結構要好，設計中確定一個經濟合理的防火設計方法，顯得較為重要。
為確保鋼管和核心混凝土間的粘結摩阻力，必須確保混凝土的澆筑質量，應盡量采用高強度混凝土，并摻加一定比例的微膨脹劑。
參考文獻：
《鋼管混凝土結構設計與施工規程》(CECS28:90)
《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)
《鋼管混凝土結構》（科學出版社出版）
篇7
關鍵字：鋼管混凝土；混凝土核心筒；收縮和徐變；施工模擬；柱底內力
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
引言
由于目前城市用地越來越緊張，為了充分利用有限的用地，高層和超高層建筑在我國各地迅猛發展。隨著建筑高度的增加，水平作用的影響也相應增大，側向位移也增大很多。在各地修建的高層、超高層建筑很多都是采用框架-核心筒結構體系，框-筒結構具有很強的抗側剛度，又能滿足建筑功能的要求。為了減少柱截面的大小，增加建筑平面的使用面積，鋼管混凝土柱-混凝土核心筒結構應運而生。它由鋼管混凝土柱和混凝土核心筒組成結構的基本抗側力體系，鋼管柱的承載力大，延性好，核心筒內部一般布置電梯間及樓梯間等公共設施用房，以擴大核心筒的平面尺寸，減少內筒的高寬比，增大內筒的側向剛度，可以充分發揮二者的各自優點，這種結構形式被越來越多的應用于超高層建筑中。
柱截面采用鋼管混凝土柱，內筒采用鋼筋混凝土核心筒，內、外筒體截面材料性質差異顯著，在重力荷載作用下將產生一定的豎向變形差異[1]。這些差異將對結構的受力和使用功能產生不可忽視的影響，在結構設計時應進行相應的分析考慮。
1 高層建筑豎向變形差異
混凝土的收縮是指是指在混凝土凝結初期或硬化過程中出現的體積縮小現象，主要是由于混凝土暴露在空氣中，混凝土硬化過程中化學反應產生的凝結引縮和混凝土內的自由水蒸發產生的收縮。而混凝土的徐變是指混凝土在荷載和應力不變的情況下，在一個相當長的時間內持續變形的特性。
鋼管混凝土柱和混凝土核心筒體系在豎向荷載下，由于構件軸向應力的差異以及混凝土不可避免的收縮和徐變效應，鋼管柱與筒體之間存在不可忽略的豎向變形差異[2]，會引起建筑結構顯著的內力重分布，原來壓縮較大的豎向構件部分卸載，而原來壓縮較少的豎向構件會增加一定程度的荷載，給結構的安全留下隱患。
高層建筑結構中構件的內力，特別是在重力荷載作用下的內力，與施工還有非常緊密的聯系。結構真正的承載形式是建筑一層一層施工完成后，荷載在逐層施加。如果只考慮重力荷載一次性施加，一次形成結構整體剛度矩陣，不考慮整個結構隨著施工過程逐層找平，重力荷載逐層施加這一實際結構生成狀況，會使得計算得出頂層構件的豎向變形值與變形差將遠大于實際情況，對結構的受力會非常不利。因此，進行合理的施工過程模擬是非常必要的。
文[3]要求對混合結構進行豎向荷載作用計算時“宜考慮柱、墻在施工過程中軸向變形差異的影響，并宜考慮長期荷載作用下由于鋼筋混凝土筒體的徐變收縮對鋼梁和柱產生內力的不利影響”，文[4]中“計算長期荷載作用下鋼(鋼管混凝土)框架-混凝土核心筒結構的變形和內力時，考慮混凝土徐變、收縮的影響，混凝土核心筒的軸向剛度可乘以0.5～0.6的折減系數”。柱底的軸力是結構進行基礎設計的基本條件，能夠得到結構柱底準確的受力情況對于保障結構的安全意義非同一般，本文將通過具體的工程實例討論分析在考慮施工模擬和混凝土收縮徐變下，鋼管混凝土柱-混凝土核心筒結構柱底的內力變化，以正確的指導結構的基礎設計。
2 柱底內力的計算
2.1 工程概括
該工程位于廣州市，36層結構高度153.7米，地下4層為人防及車庫，裙樓地上5層，高度為23.5米。建筑抗震設防分類為丙類建筑。抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，結構安全等級為二級，設計使用年限為50年。該建筑采用鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土核心筒結構體系。圓形鋼管混凝土截面分別為1100mm-20mm、1000-20mm、900mm-18mm、800mm-16mm,內灌C60～C45的混凝土，核心筒剪力墻厚度為600～400mm，核心筒內部剪力墻厚度為400～200mm，剪力墻混凝土強度等級由C60變為C45。
2.2 計算結果分析
本文采用盈建科結構計算分析軟件對該工程進行計算分析，分四種情況進行計算：不考慮施工模擬和混凝土核心筒的軸向剛度不折減（情形1）、不考慮施工模擬和混凝土核心筒的軸向剛度折減（情形2）、考慮施工模擬3和混凝土核心筒的軸向剛度折減（情形3）、考慮施工模擬3和混凝土核心筒的軸向剛度不折減（情形4），其中混凝土核心筒的軸向剛度的折減系數為0.5，用來模擬考慮核心筒混凝土的收縮徐變的影響。分別選取2根角柱和4根邊柱的在標準組合下的軸力，如下表1所示：
表1柱底軸力
Tab1The bottom of the column axial force
柱底軸力 情形1 情形2 情形3 情形4 （情形2-情形1）/情形1 （情形3-情形4）/情形4
角柱1 23361 25325 24653 23541 0.08 0.05
角柱2 22599 24971 24450 22955 0.10 0.07
邊柱1 25459 30028 31373 28007 0.18 0.12
邊柱2 23990 26593 26491 24745 0.11 0.07
邊柱3 31610 33755 34836 33517 0.07 0.04
邊柱3 28270 30479 31345 29874 0.08 0.05
由上面表格的計算數據可以看出，施工模擬和核心筒混凝土收縮徐變對柱底的軸力都有影響，有些柱底軸力的影響已經超出工程的允許誤差范圍，且核心筒混凝土收縮徐變的影響比施工模擬的大，同時還可以看出角柱受兩者的影響比邊柱的要小，在高層鋼管混凝土柱-混凝土核心筒結構的設計階段應重視采用考慮核心筒混凝土收縮和徐變影響的施工全過程模型來校核柱底的軸力。
結論與建議
為了分析核心筒混凝土收縮徐變和施工模擬對高層鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土核心筒結構柱底內力的影響，通過具體的算例，得出以下結論：
（1）對于高層鋼管混凝土柱-核心筒結構，由于內、外筒體截面材料性質差異顯著，在重力荷載作用下將產生一定的豎向變形差異，計算分析時應采用與結構實際受力相符的模型，考慮施工階段對結構的內力影響；
（2）在對高層鋼管混凝土框架-核心筒結構基礎設計時，應采用考慮核心筒混凝土收縮和徐變影響的施工全過程模型校核柱底的軸力，使結構設計更真實的接近于結構的實際受力狀況。
參考文獻
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篇8
【關鍵詞】：現澆結構 缺陷 防治
中圖分類號：C35 文獻標識碼： A
【引言】：現澆結構外觀質量缺陷究竟是指什么呢？在《鋼筋混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204―2002）第8.1.1條中明確指出，鋼筋混凝土現澆結構外觀質量缺陷主要是指：砼麻面、蜂窩、孔洞、露筋、缺棱掉角、施工縫夾層等。
一、砼麻面現象：
砼表面局部缺漿粗糙，或有許多小凹坑，但無鋼筋和碎石外露。原因分析：1、模板表面粗糙或清理不干凈，粘有干硬水泥砂漿等雜物，拆模時砼表面被粘損。2、鋼模板脫模劑涂刷不均勻，拆模時砼表面粘結模板。3、模板接縫拼裝不嚴密，灌注砼時縫隙漏漿。4、砼振搗不密實，砼中的氣泡未排出，一部分氣泡停留在模板表面。預防措施：模板面清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物。木模板灌注砼前，用清水充分濕潤，清洗干凈，不留積水，使模板縫隙拼接嚴密，如有縫隙，填嚴，防止漏漿。鋼模板涂模劑要涂刷均勻，不得漏刷。砼必須按操作規程分層均勻振搗密實，嚴防漏搗，每層砼均勻振搗至氣泡排除為止。處理方法：麻面主要影響砼外觀，對于面積較大的部位修補。
二、蜂窩現象：
砼局部酥松，砂漿少碎石多，碎石之間出現空隙，形成蜂窩狀的孔洞。原因分析：1、砼配合比不合理，碎石、水泥材料計量錯誤，或加水量不準，造成砂漿少碎石多。2、砼攪拌時間短，沒有拌合均勻，砼和易性差，振搗不密實。3、未按操作規程澆注砼，下料不當，使碎石集中，造成砼離析。4、砼一次下料過多，沒有分段、分層灌注，振搗不實或下料與振搗配合不好，未允分振搗又下料。5、模板孔隙未堵好，或模板穩定性不足，振搗砼時模板移位，造成嚴重漏漿。預防措施：砼配料時嚴格控制配合比，經常檢查，保證材料計量準確。砼拌合均勻，顏色一致，其攪拌最短時間符合規范規定。砼自由傾落高度不得超過2m，如超過，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振搗分層搗固，澆注層的厚度不得超過振動器作用部分長度的1.25倍。搗實砼拌合物時，插入式振搗器移動間距不大于其作用半徑的1.5倍；對細骨料砼拌合物，則不大于其作用半徑的1倍。振搗器至模板的距離不大于振搗器有效作用半徑的1/2。為保證上下層砼結合良好，振搗棒插入下層砼5cm，砼振搗時，必須掌握好每點的振搗時間。合適的振搗現象為：砼不再顯著下沉，不再出現氣泡。澆注砼時，經常觀察模板，發現有模板走動，立即停止澆注，并在砼初凝前修整完好。治理方法：砼有小蜂窩，可先用水沖洗干凈，然后用1：2或1：2.5水泥砂漿修補，如果是大蜂窩，則先將松動的碎石和突出顆粒剔除，盡量形成喇叭口，外口大些，然后用清水沖洗干凈濕潤，再用高一級的細石砼搗實，加強養護。
三、孔洞現象：
砼結構內有空隙，局部沒有砼。原因分析：1、在鋼筋密集處或預埋件處，砼澆注不暢通，不能充滿模板間隙。2、未按順序振搗砼，產生漏振。3、砼離析，或嚴重跑漿。4、砼工程的施工組織不好，未按施工順序和施工工藝認真操作。 5、砼中有硬塊和雜物摻入，或木塊等大件料具掉入砼中。6、不按規定下料，一次下料過多，下部因振搗器振動作用半徑達不到，形成松散狀態。預防措施：1、在鋼筋密集處，可采用細石砼澆注，使砼充滿模板間隙，并認真振搗密實。機械振搗有困難時，可采用人工搗固配合。2、預留孔洞處在兩側同時下料。下部往往灌注不滿，振搗不實，采取在側面開口灌注的措施，振搗密實后再封好模板，然后往上灌注。3、采用正確的振搗方法，嚴防漏振。插入式振搗器采用垂直振搗方法，即振搗棒與砼表面垂直或斜向振搗，即振搗棒與砼表面成一定角度，約40°～45°，振搗器插點均勻排列，可采用行列式或交錯式順序移動，不混用，以免漏振。每次移動距離不大于振搗棒作用半徑的1.5倍。振搗器操作時快插慢拔。4、控制好下料。要保證砼灌注時不產生離析，砼自由傾落高度不超過2m，大于2m時要用溜槽、串筒等下料。5、防止砂、石中混有粘土塊或冰塊等雜物，發現砼中有雜物，及時清除干凈。6、加強施工技術管理和質量檢查工作。對砼孔洞的處理，要經有關單位共同研究，制定補強方案，經批準后方可處理。
四、露筋現象：
鋼筋砼結構內的鋼筋露在砼表面。原因分析：1、砼澆注振搗時，鋼筋墊塊移位或墊塊太少甚至漏放，鋼筋緊貼模板。2、鋼筋砼結構斷面較小，鋼筋過密，如遇粒徑大碎石卡在鋼筋上，砼水泥漿不能充滿鋼筋周圍。3、因配合比不當砼產生離析，或模板嚴重漏漿。4、砼振搗時，振搗棒撞擊鋼筋，使鋼筋移位。5、砼保護層振搗不密實，或木模板濕潤不夠，砼表面失水過多，或拆模過早等，拆模時砼缺棱掉角。
預防措施：1、灌注砼前，檢查鋼筋位置和保護層厚度是否準確。2、為保證砼保護層的厚度，要注意固定好墊塊。一般每隔1m左右在鋼筋上綁一個水泥砂漿墊塊。3、鋼筋較密集時，選配適當粒徑的碎石。碎石最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。結構截面較小，鋼筋較密時，可用細石砼澆注。4、為防止鋼筋移位，嚴禁振搗棒撞擊鋼筋。5、砼自由順落高度超過2m時，要用串筒或溜槽等進行下料。6、拆模時間要根據試塊試驗結果確定，防止過早拆模。7、操作時不得踩踏鋼筋，如鋼筋有踩彎或脫扣者，及時調直，補扣綁好。治理方法：將外露鋼筋上的砼殘渣和鐵銹清理干凈，用水沖洗濕潤，再用1：2或1：2.5水泥砂漿抹壓平整，如露筋較深，將薄弱砼剔除，沖刷干凈濕潤，用高一級的細石砼搗實，認真養護。
五、缺棱掉角現象：
砼局部掉落，不規整，棱角有缺陷。原因分析：1、木模板在澆注砼前未濕潤或濕潤不夠，灌注后砼養護不好，棱角處砼的水分被模板大量吸收，致使砼水化不好，強度降低。2、施工時，過早拆除承重模板。3、拆模時受外力作用或重物撞擊，或保護不好，棱角被碰掉。4、冬季施工時，砼局部受凍。 預防措施：木模板在灌注砼前充分濕潤，砼澆注后認真澆水養護。拆除鋼筋砼結構承重模板時，砼具有足夠的強度，表面及棱角才不會受到損壞。拆模時不能用力過猛過急，注意保護棱角，吊運時，嚴禁模板撞擊棱角。加強成品保護，對于處在人多、運料等通道處的砼陽角，拆模后可用槽鋼等將陽角保護好，以免碰損。冬季砼澆注完畢，做好覆蓋保溫工作，加強測溫，及時采取措施，防止受凍。治理方法：缺棱掉角較小時，清水沖洗可將該處用鋼絲刷刷凈充分濕潤后，用1∶2或1∶2.5的水泥砂漿抹補齊正。可將不實的砼和突出的骨料顆粒鑿除，用水沖刷干凈濕潤，然后用比原砼高一級的細石砼補好，認真養護。
六、施工縫夾層現象：
施工縫處砼結合不好，有縫隙或夾有雜物，造成結構整體性不良。原因分析：1、在灌注砼前沒有認真處理施工縫表面，澆注前，搗實不夠。2、灌注大體積砼結構時，往往分層分段施工。在施工停歇期間常有木塊、鋸末等雜物積存在砼表面，未認真檢查清理，再次灌注砼時混入砼內，在施工縫處造成雜物夾層。
預防措施：1、在施工縫處繼續灌注砼時，如間歇時間超過規定，則按施工縫處理，在砼抗壓強度不小于1.2Mpa時，才允許繼續灌注。2、在已硬化的砼表面上繼續灌注砼前，除掉表面水泥薄膜和松動碎石或軟弱砼層，并充分濕潤和沖洗干凈，殘留在砼表面的水予清除。3、在澆注前，施工縫宜先鋪抹水泥漿一層。治理方法：當表面縫隙較細時，可用清水將裂縫沖洗干凈，充分濕潤后抹水泥漿。對夾層的處理慎重。補強前，先搭臨時支撐加固后，方可進行剔鑿。將夾層中的雜物和松軟砼清除，用清水沖洗干凈，充分濕潤，再灌注，采用提高一級強度等級的細石砼搗實并認真養護。
結束語：產品質量的優劣是決定產品在市場競爭中處于主導地位的主要因素。只有建造出品質優良的建筑物產品，才能贏得廣大用戶的信賴，從而取得可觀的經濟效益，樹立企業的宏偉形象。混凝土結構作為建筑物承受荷載的主要部位，其質量的好壞直接影響建筑物的安危和使用壽命。因此，我們應對混凝土結構的質量特別重視，在施工過程中保證不出現任和足以影響結構性能的缺陷。
參考文獻：
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[2]外包鋼加固技術在某建筑加固工程中的應用分析[J].科技創新導報.2009.（02）.
篇9
【關鍵詞】裂縫 預防 治理
引語：鋼筋混凝土結構物一般均有裂縫。混凝土裂縫的種類較多，原因很復雜，預防和治理也各有特點。
隨著我國深化改革的發展，全國各地在近年來都高樓林立，而且大部分都是框架鋼筋混凝土結構或者是框剪鋼筋混凝土結構，這兩種結構比較普及。但是，這些結構往往會出現一些裂縫，有些裂縫會影響到結構的安全，下面筆者憑著長期的施工經驗對這些裂縫進行分析及應怎樣處理、預防提出自己的見解。
一、混凝土裂縫的類別、原因及有害裂縫的鑒別
1.混凝土裂縫的分類及特征
3.有害裂縫的鑒別
鑒別鋼筋混凝土結構的裂縫是否有害或危險性的大小，主要決定于建筑物的用途、性質、所處環境條件、裂縫所處部位、裂縫大小等。
一般認為，凡引起下列后果的裂縫是有害裂縫：
（1）損害建筑物的功能，如水池、水塔因滲漏水而影響使用。
（2）引起其它因素的破壞，如鋼筋銹蝕或水泥石溶出蝕。
（3）降低結構剛度或影響建筑物的整體性。
（4）損害結構表面功能，如美觀等。
在鋼筋混凝土建筑物中，還常常根據能否引起鋼筋銹蝕來區分有害裂縫和無害裂縫。一般認為裂縫寬度如果超過現行設計規范規定的限制值，就容易引起鋼筋銹蝕，在這種環境條件下裂縫是有害裂縫。
對抗裂性有嚴格要求的建筑物（如某些化工車間等），任何可見裂縫都是有害裂縫。
二、治理鋼筋混凝土結構裂縫的原則
治理鋼筋混凝土結構裂縫應遵循下列原則：
1.必須充分了解設計意圖和技術要求，嚴格遵守設計和施工規范的有關規定。
2.應認真分析裂縫產生的原因和性質，根據不同受力情況和使用要求，分別采取不同的治理方法。
3. 裂縫處理后應能保證結構原有的承載能力、整體性及防水，抗滲性能。處理時要考慮溫度、收縮應力較長時間的影響，以免處理后再出現新的裂縫。
4.各種簡支梁板預制構件、靜定結構體系、單層排架等，凡接近試驗室荷載試驗條件的，主要由荷載引起的裂縫，可按規范從鋼筋容許應力角度控制裂縫容許寬度。
5.各種超靜定結構體系（框架、空間結構、箱形結構、其它組合結構等），主要由荷載引起的裂縫，可視其部位及危害程度控制最大裂縫容許度。
6.各種結構物主要由變形引起的裂縫，可根據防水、防滲、防氣、防輻射、美觀及使用要加以控制，按裂縫封閉的方法處理。
7.施工期間出現了嚴重的變形裂縫時，允許修補后滿足使用要求。
8.防止進一步人為地損傷結構和構件，盡量避免大動大補，并盡可能保持原結構的外觀。
9.進行有關材料、設計、施工的研究，提高控制裂縫的技術水平。
10.處理方法應從實際出發，在安全可靠的基礎上，要考慮技術上的可能性，力求施工簡單易行，以符合經濟合理的原則。
三、治理鋼筋混凝土結構裂縫的方法
鋼筋混凝土結構或構件出現裂縫，有的會破壞結構整體性，降低構件剛度，影響結構承載力；有的雖對承載能力無多大影響，但會引起鋼筋銹蝕，降低耐久性，或發生滲漏，影響使用。因此，應根據裂縫性質、大小、結構受力情況和使用情況，區別對待，及時治理。工程非常采用的裂縫治理方法有以下幾種：
1、表面修補法：適用于承載能力沒有影響的表面裂縫及深進的裂縫的處理，亦適用于大面積裂縫防滲、防漏的處理。
（1）表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿深進裂縫鑿成深15～20mm、寬150～200mm的凹槽，掃除并灑水濕潤，先刷水泥凈漿一層，然后用：（1―2）的水泥砂漿分2―3層涂抹，總厚度控制在10―20mm左右，并用鐵抹壓密抹光。防水要求時，應用水泥凈漿（厚度2mm）及1：2.5的水泥砂漿（厚度4―5mm）交替抹壓4―5層剛性防水層，涂抹3―4小時后進行復蓋，灑水養護。在水泥砂漿中摻入為水泥重量1―3%的氯化鐵防水劑，可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結合良好，抹光后的砂漿面應復蓋塑料薄膜，并用支撐模板頂緊加壓。
（2）表面涂抹環氧吹凈，或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮濕，應用噴燈烤干燥、預熱，以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好，若基層難以干燥，則用環氧煤焦油膠泥（涂料）涂抹。涂抹時，用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥，并涂刮在裂縫表面。
（3）采用環氧粘貼玻璃布使用前應在堿水中煮30―60分鐘，然后用清水漂凈并晾干，以除去油臘，保證粘結。一般貼1―2層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應比下面一層寬10―12mm，以便壓邊。
（4）表面涂刷油漆、瀝青。涂刷前，混凝土表面應干燥。
（5）表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫開鑿一V或U型深槽，槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等，表面作砂漿保護層。
2.內部修補法：內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度、施工條件待具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿；對寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。
（1）水泥灌漿。一般于大體積混凝土結構的修補，主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。
（2）化學灌漿。化學灌漿能控制凝結時間，有較高粘結強度和一定的彈性恢復結構整體性效果好，撻用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。
（3）結構加固。鋼筋混凝主結構的加固，應在結構評定的基礎上進行，加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別，最大量遇到的是結構強度加固（即結構補強）。
結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法，亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。
對結構或構件存在的強度（拉、壓、扭、疲勞）、剛度（撓曲）、裂縫（由受力、溫度、沉降、安裝引起的）、穩定（由傾斜、偏歪、細長比過小，支撐或支承不妥引起的）、沉降（由不均勻荷重或不均勻地基、淤泥層、大孔土地基、回填土等引起的）、使用（凈空尺寸不夠、吊車卡軌、振動、鋼筋銹蝕、結構腐蝕等）等方面的問題，要區分局部性還是全局性的，關鍵部位還是次要部位的在分析問題產生的主要原因后，分別根據處理的原則和界限，有針對性地采用適當加固方法。結構加固具體作法歸納起來有“補、拉、撐、包、托、卸、降、換”八種類型，應視工程具體情況和條件經綜合分析后選用。
四、各類裂縫的預防和治理
（一）混凝土硬化過程中的早期沉縮裂縫
1.特點
混凝土因流動性不足，在硬化前沒有沉實能力或沉實能力不足而產生的裂縫，稱為早期沉縮裂縫。也即混凝土澆灌后往往因水泥品種或其它原因有泌水現象，所以比重大的材料將下沉，但由于鋼筋所阻，使材料下沉不均勻，致使被阻部位的構件表面出現裂縫。
混凝土的沉縮裂縫是與混凝土的沉縮量及流動性有直接關系的。
2.預防措施
要避免混凝土硬化過程中的早期沉縮裂縫必須注意以下幾點：
（1）嚴格控制水灰比，寧可取值小一些。
（2）振搗要密實，振搗時以5～15秒/次為宜。
（3）凝固時間不易過快。
（4）混凝土下料不宜過快。
（5）注意高溫季節給硬化帶來的影響，采取適當措施緩凝。
（6）施工中避免遭遇大風襲擊，引起劇烈水分蒸發，形成上部和下部硬化不均勻和差異做收縮。（據有關資料：一般情況下，當風速為16mm/s時，蒸發速度為無風時的4倍）。
（7）摻入減水劑和適量粉煤灰，以減少沉縮量，促進工作性和流動性。
（8）在混凝土澆筑1～2小時后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打、振密。
（9）避免混凝土攪拌時間太長。
3.治理方法
治理混凝土早期沉縮裂縫方法是：一般在表面抹一層薄砂漿（因這種裂縫對結構強度影響不大，但會使鋼筋銹蝕，且有損美觀）。對于預制鋼筋混凝土構件，可在裂縫表面涂環氧膠泥或粘貼環氧玻璃布進行封閉處理。
（二）混凝土的塑性裂縫
1.特點
混凝土塑性裂縫一般出現在結構表面，形狀很不規則，而且長短不一，互不連貫，類似干燥的泥漿面。大多數在混凝土澆筑初期（一般在澆筑后4小時左右），當混凝土本身與外界氣溫相差懸殊，或本身溫度長時間過高（40℃以上）而氣候很干燥的情況下出現。塑性裂縫又稱龜裂，也就是初期干燥裂縫，嚴格上講屬于干縮裂縫，出現很普遍。
2.原因
產生這種裂縫的原因是：混凝土澆筑后，表面無覆蓋，受風吹日曬，表面游離水分蒸發過快，產生劇裂的體積收縮，而此時混凝土早期強度低，不能抵抗這種變形應力而導致開裂，或使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，使用過量的粉砂；或混凝土水灰比過大，模板過于干燥。
3.預防混凝土塑性裂縫的措施是：
（1）配制混凝土時，應嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率，同時要搗固密實，以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。
（2）澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透。
（3）混凝土澆筑后，對表面應及時用潮濕材料覆蓋，認真養護。
（4）在氣溫高、溫度低或風速大的氣候下施工時，澆灌混凝土后應及早進行噴水養護，使其保持濕潤。
（5）混凝土養護可采用表面噴氯偏乳液養護劑，或覆蓋草袋、塑料薄膜等方法。當表面發現微細裂時，應及時抹壓一次，再覆蓋養護。
（6）設置擋風設施。
4、當理方法
混凝土塑性裂縫雖非大的缺陷，或還未構成癥害，但在容易遭受凍融的部位，將會成為混凝土破壞的間接原因。故這種裂縫是要治理的，其治理方法同早期沉縮裂縫的治理。
（三）混凝土的干縮裂縫
1、特點
混凝土干縮裂縫為表面性裂縫，其寬度較小，大多數為0.05―0.20mm，其走向縱橫交錯，沒有規律性。在較薄的梁板類構件中（或在桁架桿件中，）這類裂縫多半沿短方向分布。在整體性結構中，這類裂縫多未發生在結構變載面處，平面裂縫多半延伸到變截面部位或塊體邊緣。在大體積混凝土平面部位，這種裂縫較為多見，但側面也常出現。總之，一般說來，這種裂縫在混凝土露天養護完畢，經一段時間后，出現于混凝土表層或側面，并隨溫度和濕度變化而逐漸發展。
混凝土分為濕度收縮（即干縮）和自收縮。濕度收縮是混凝土中多余水分蒸發，隨濕度降低、體積減小而產生的收縮，其收縮量占整個收縮量的絕在碚分。自收縮為水泥水化作用引起的體積收縮，收縮量只有前者的1/5―1/10，一般可包括在濕度收縮內一起考慮。
2、原因
產生干縮裂縫的具體原因有：
（1）混凝土成型后，養護不當，受到風吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而內部濕度變化很小，收縮亦小，因而表面收縮變形受到內部混凝土的約束，出現拉應力，引起混凝土表面開理解；或者構件水分蒸發，產生的體積收縮受到地基或墊層的約束，而出現干縮裂縫。
（2）采用含泥量大的粉砂配置混凝土。
（3）混凝土經過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層。
3.預防措施
混凝土干縮裂縫的預防措施是：
（1）混凝土的水泥用量、水灰比、砂率不能過大；應嚴格控制砂石含量，避免使用過量粉砂；混凝土應振搗密實，并應注意對板面進行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前，進行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強度，減速小收縮量。
（2）加強混凝土早期養護，并適當延長養護時間。
4.治理方法
混凝土干縮裂縫的治理方法，與塑性裂縫治理方法相同。
（四）混凝土的溫度裂縫
1.特點
混凝土溫度裂縫特點是：
（1）混凝土表面裂縫表面的走向無一定規律性。
（2）梁板式結構或長度較大的結構，裂縫多半是平行于短邊。
（3）大面積結構，裂縫常縱橫交錯。
（4）深進的和貫穿的溫度裂縫，一般與短邊平行或接近于平行，裂縫沿全長分段出現，中間較密。
（5）裂縫寬度大小不一，一般在0.5mm以下，且沿結構全長沒有多大變化。
（6）溫度裂縫多半發生在施工期間，裂縫寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。
（7）大多數溫度裂縫沿結構截面高度呈上寬下窄狀，但個別亦有下寬上窄情況。
2.原因
混凝土裂縫土產生的具體原因是：
（1）表面溫度裂縫大多數是由于溫差大引起的。混凝土結構，特別是大體積混凝土基礎澆筑后，在硬化期間水泥釋放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，使混凝土表面和內部的溫度相差很大。當降溫產生不均勻溫差，（如施工注意不夠，過早拆除模板；冬季施工，過早去掉保溫層，或受到寒潮襲擊），將導致混凝土表面溫度急劇變化而產生較大的降溫收縮，此時表面受到內部溫凝土的約束，將產生很大的拉應力（內部降溫慢，受自約束而產生壓應力），而混凝土早期抗拉強度和彈性模量很低，因而出現裂縫（這種裂縫稱為內約束裂縫）。
（2）深進的和貫穿的溫度裂縫大多數是由于結構降溫差較大，受到外界的約束而引起的。當大體積混凝土基礎、墻體澆筑在堅硬地基（特別是巖石地基）或厚大的混凝土墊層上時，沒有采取隔離層等放松約束的措施，如果混凝土澆筑時氣溫很高，加上水泥水化熱的溫升很大（當混凝土中水泥用量過大或用高標號水泥拌制時）則會使混凝土的溫度很高。當混凝土冷卻收縮時，全部或部分地受到地基、混凝土墊層或其它外部結構約束，將會在混凝土內部出現很大的拉應力，產生降混收縮裂縫（又稱外約束裂縫）。
3.預防措施
預防混凝土溫度裂縫的產生，可從控制溫度、改進設計和施工操作工藝、改善混凝土性能、減少約束條件等方面著手，一般措施有：
（1）盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配置混凝土，或在混凝土中摻適量粉煤灰，或利用混凝土的后期強度（齡其90～180天），降低水泥用量，以減少水化熱。
（2）選用級配良好的骨料，并嚴格控制砂、石子的含量，降低水灰比（至0.6以下），加強振搗，以提高混凝土的密實性和抗拉強度。
（3）在混凝土中摻緩凝劑，減慢澆筑速度，以利于散熱。
（4）避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土。必須在熱天澆筑時，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設置簡易遮陽裝置，并對骨料進行噴水預冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑溫度。
（5）分層澆筑混凝土，每層厚度不大于30cm，以加快熱量散發，并使溫度分布較均勻，同時也便于振搗密實。
（6）大體積混凝土內適當預留一些孔道，采取通冷水或冷氣降溫。
（7）大型設備基礎采取分塊分層間隔澆筑（間隔時間5～7天），分塊厚度為1.0～1.5mm，以利于水化熱散發和減少約束作用。
（8）澆筑混凝土后，表面應及時用草簾或草袋、鋸末、砂等覆蓋，并灑水養生。深坑基礎可采取灌水養護（或在混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養護）。夏季應適當之間。
（9）在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土時，可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚的砂子，或鋪二層瀝青油氈紙，以消除或減少約束作用。
4.治理方法
一般應采用涂兩遍環氧膠泥或貼環氧玻璃布，以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理。對于有防水、防滲要求的結構，縫寬大于0.1mm的深進或貫穿性裂縫，可據裂縫可灌程度，采用灌水泥漿和化學漿液（環氧、甲凝或丙凝漿液）方法進行裂縫修補，或者灌漿和表面封閉同時采用。對于縫寬小于0.1mm的裂縫，由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫鋁酸鈣等物質，能使裂縫自行愈合，可只進行表面處理。
（五）鋼筋混凝土結構的施工裂縫
1.施工裂縫的出現
鋼筋混凝土結構在下列情況下常會出現施工裂縫；
（1）采用木模澆制的鋼筋混凝土結構或構件，在澆筑混凝土前模板未澆水濕透，或隔離劑失效，模板與混凝土粘結。當模板大量吸水發生膨脹時，常沿通長（有時在邊部）將柱角、梁角拉裂。
（2）構件起模時，由于模板隔離劑失效，混凝土與模板粘連，如果吊鉤位置不當，起模時構件受力不均勻或受扭，則會出現縱向或斜向裂縫。
（3）構件運輸、堆放時，支承墊木不在一條直線上，或懸挑過長，運輸時構件受到劇烈顛簸、沖擊；吊裝時吊點位置不正確，或桁架等側向風度較差的構件，側向未采取臨時加固措施，都可能使構件產生裂縫。
2.預防措施：
鋼筋混凝土結構施工裂縫的預防措施是：
（1）在澆筑混凝土前，應將木模澆水濕透，或蒸汽蒸1～2小時。
（2）混凝土構件堆放，應按其受力特點設置墊塊。重疊堆放時，墊塊應在一條豎直線上。同時，板、柱等構件應作好標記，避免反放。
（3）吊裝屋架、柱等大型構件應按規定設置吊點。對于屋架等側向剛度差的構件，吊裝時可用腳手桿橫向加固，并設置牽引繩，防止吊裝過程中晃動、碰撞。
鋼筋混凝土結構施工裂縫的治理方法是：
（1）縱向裂縫（對結構承載力的影響較橫向裂縫為小）一般可采用水泥漿或環氧膠泥進行修補。
（2）裂縫較寬時，應先沿縫鑿成八字形凹槽，然后用水泥砂漿或環氧膠泥嵌補。
（3）構件邊角縱向裂縫處的松散混凝土應剔除，然后用水泥砂漿或細石混凝土修補。
（4）由運輸、堆放、吊裝等原因引起的較細的表面橫向裂縫，可先將裂縫處清洗干凈，待干燥后用環氧膠泥進行表面涂刷，或粘貼環氧玻璃布封閉。
（5）裂縫較深時，可根據受力情況，采用灌注環氧或甲凝漿液，包鋼絲網水泥或鋼板套箍等方法處理。
（6）裂縫貫穿整個截面的構件應報廢處理，禁止在工程上使用。
五、鋼筋混凝土結構中貫穿性裂縫的治理
具有對整體性、承載能力有較大影響的貫穿性裂縫的鋼筋混凝土結構，常用的加固方法有：
1、加設鋼筋混凝土圍套。
2、加設鋼套箍。
3、設置預應力拉桿。
六、結束語
鋼筋混凝土結構裂縫的形成從大體上說是有規律可循的，但在具體的施工實踐中由于現實條件的制約和鋼筋混凝土結構裂縫成因的復雜性而導致鋼筋混凝土結構的裂縫現實存在的常見性。對于它我們要針對具體工程項目的實際情況制定出實際可行的操作性強的預防措施以減少其發生或不發生，對于已出現的裂縫要根據設計文件、施工質量規范和相關的標準等技術要求給以妥善處理，使建筑物施工質量達到其設計要求及達到應有的使用效果。
參考文獻：
篇10
關鍵詞：鋼筋混凝土結構；施工；質量管理；探析
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
對鋼筋混凝土結構的施工質量管理，有關項目負責人員必須對上述3個階段進行嚴格的質量控制。認真貫徹“預防為主”的質量方針，以人的工作質量控制工程質量，嚴格控制投入品的質量，全面控制施工過程、重點控制工序質量，認真執行“自檢、互檢、交接檢”的“三檢”管理制度，對未經驗收或驗收不合格的工序，嚴禁進行下一道工序施工。加強目測和實測檢查，對發現影響結構工程質量的問題，該整改的整改，該返工的返工，只有這樣，才能全面確保框架結構的工程質量。
1 施工前質量控制
事前控制是施工前準備階段所進行的質量控制，此階段控制是施工項目部開始施工前所進行的重點工作，無論哪個方面控制不好，均會成為工程施工的瓶頸，要做好事前控制就必須做好以下工作：
1.1 組織有關技術管理人員和鋼筋、模板及混凝土等工種的工長對施工圖紙進行會審和交底，包括：結構的標高、配筋及截面尺寸是否有遺漏和錯誤；梁上所載構造柱是否與建筑圖相符；特殊構造部分的拉結筋型號、尺寸、形狀和技術規定及要求是否符合規范、圖集的要求（同時要注意門窗洞邊配筋的尺寸）；對圖紙會審記錄及設計變更問題，應及時在相應的結構圖上標明，避免因遺忘而造成施工失誤。
1.2 認真編制有針對性的施工組織設計或施工方案，包括：保證框架結構工程質量有可靠的技術、組織和預控措施；高度大于4.5 m的模板及支撐系統、特殊結構或特殊技術要求應編制專項施工技術方案；特殊要求的垂直運輸、現場用電及安全的專項組織設計。
1.3 制定并及時落實工程中使用的主要原材料進場的質量控制措施，包括：核對水泥的品種、級別、出廠日期及水泥、鋼筋產品合格證、出廠檢驗報告；請監理人員或建設單位的工地代表對水泥、鋼筋及鋼筋焊接進行見證取樣，并送有關檢測試驗單位復驗；核對混凝土所用粗細骨料的出廠合格證，按進場批次請有關人員進行見證取樣，并及時送有關檢測單位進行復驗；驗證混凝土用水的水質是否符合國家現行標準規定，并計算其供水量以滿足施工要求。對以上原材料的原始證明文件應及時進行整理歸檔，妥善保管。
1.4 設計混凝土配合比：混凝土配合比報告單應委托有資質的檢測試驗單位出具；現場測試砂石含水率，依據實際情況調整材料用量后下發施工配合比通知單。
1.5 依據規劃部門提供的紅線樁水準點標高及施工位置平面圖進行軸線定位測量、標高引測，并形成放線測量成果，報有關單位批準。
1.6 準備施工機械設備，包括：排查工程必需的各種施工機械設備能否保證正常、安全運轉，是否需要備用設備及備件；排查材料的計量器具是否有相應的技術合格證，是否具有法定計量檢測部門的檢驗校正證明，若缺失，則應及時委托法定計量檢測單位對計量器具進行校正調試。
1.7 向具體施工人員進行技術質量、安全方面的技術交底，對新上崗的人員還要進行崗前技術培訓和三級安全教育。確保施工現場道路、通信的暢通無阻以及供水、供電的安全可靠。
2 施工過程中質量控制
事中控制是正式施工過程中的質量控制，此階段是人力、物力、財力大量投入的時期，稍有懈怠，就有可能給工程質量造成難以彌補的缺陷，所以事中控制也是施工項目部進行項目實施的關鍵工作，為此，必須做好以下工作：
2.1 裝配模板時，應對模板工程進行認真控制，包括：查驗模板及其支架是否具有足夠的承載力、剛度和穩定性，支架的搭設是否符合施工組織設計要求；模板的接縫是否嚴密、不漏漿；基礎、梁、柱、模板的標高及截面尺寸是否正確，其尺寸偏差是否控制在規范允許的范圍內，固定在模板上的預埋件及預留孔是否安裝牢固，位置是否正確，是否有遺漏；對跨度不小于4 m的現澆鋼筋混凝土梁、板的底模是否按設計或規范要求起拱；模板內的雜物是否清除干凈。
2.2 對制作和安裝的鋼筋要加強控制，包括：依據施工圖紙，出具鋼筋加工安裝配料單，全數核對查驗縱向受力鋼筋的品種、規格、數量、位置是否與設計圖紙相符；全數核對鋼筋的連接方式、接頭位置、接頭數量、接頭面積百分率是否與設計和規范的要求相符；控制箍筋、橫向鋼筋的品種、規格、數量、間距應與設計相符，注意有抗震要求的結構，其箍筋彎鉤的彎折角度應為135 °，彎后的平直部分長度不應小于箍筋直徑的10倍；柱基、柱頂、梁端、梁與梁、梁與柱交接處的箍筋必須按設計要求加密；鋼筋的錨固、搭接、焊接長度均應符合設計及規范要求，尤其是注意縱向受力鋼筋的最小搭接長度應按新規范GB50204－2002的規定執行；混凝土板內雙向受力筋及負筋應全數綁扎，板內負筋及雙層筋還應每隔800～100 mm加設鋼筋撐腳；鋼筋混凝土框架結構構件的保護層必須在安裝鋼筋時用墊塊墊好（注意墊塊采用可靠的固定措施，以防止位移滑落），其保護層厚度應符合設計要求及2002年版國家關于《工程建設標準強制性條文》的規定；在澆搗混凝土前應設置可靠的混凝土澆灌運輸通道，嚴禁翻斗車及人直接在鋼筋上行走，禁止泵送管支座或振搗機械直接壓在負筋上，特別是懸臂梁、懸挑板的負筋更要防止踩壓下移，一定要嚴格控制負筋的位置；鋼筋安裝位置的允許偏差要控制在規范GB50204－2002中5.5.2條規定的允許范圍內。
2.3 澆筑混凝土時，項目部的管理人員一定要有人跟班管理，并做好以下方面的質量控制：檢查攪拌站是否按施工配合比準確計量配料；檢查控制加料順序、攪拌時間必須符合操作規程的規定；督查取樣人員按規定批量請監理人員見證隨機取樣制作混凝土試塊；保證混凝土的振搗方法正確，禁止漏振，對于柱體還應跟蹤檢查已澆混凝土的側壁模板有無空鼓現象，若空鼓，則說明混凝土有脫節空洞，需補漿補振；安排模板工對模板及支架進行觀察，如發現脹膜、下沉、漏漿等異常情況，應及時采取措施進行處理；安排鋼筋工跟班作業，發現結構內鋼筋偏位應及時予以校正；施工縫和后澆帶留設位置及相應的處理應按設計要求和施工技術方案執行；及時查驗校正預埋件和預留孔洞的位置標高，保證其尺寸誤差控制在設計或規范規定的允許范圍內；控制混凝土的運輸、澆筑及間歇的全部時間不得超過混凝土的終凝時間。
3 施工過后質量控制
事后控制是結構混凝土澆筑后進行的質量控制，此階段是施工項目部對混凝土成品養生時期應進行的必須保護，為此，應做好幾點控制：
3.1 混凝土澆筑完畢后，應派專人在12 h內根據氣溫及混凝土硬化情況對混凝土開始進行養護，養護時間須符合規范的要求。
3.2 對混凝土試塊進行同條件養護，到期按時送檢，及時判定澆筑的混凝土能否達到設計要求的強度。
3.3 混凝土硬化過程中，在其強度未達到1.2 N/mm2前應加強保護，嚴禁受到沖擊、振動、加載等影響。
3.4 模板及支架的拆除順序應按照施工技術方案進行，對于底模拆除的時間還應根據規范要求執行，嚴禁將強度未達到規范規定的混凝土構件隨意拆除底模。
3.5 對拆模后的混凝土結構，要及時對其外觀質量進行全面檢查，查其尺寸偏差是否超過規范要求。
3.6 當發現結構外觀存在蜂窩、麻面、露筋、孔洞、裂縫、夾渣、尺寸偏差大等質量缺陷時，施工方不應擅自進行修整，而應請監理等有關人員根據實際缺陷程度進行會診，提出有針對性的技術處理方案，經共同簽認后再進行認真修補整改。修整后的部位還應重新檢查驗收。
3.7 認真做好質量保證資料和施工質量驗收記錄資料的整理歸檔工作，以便備查。
4 結束語
鋼筋混凝土結構是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的結構。承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的。包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構的建筑物。用鋼筋和混凝土制成的這種結構，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點。用在工廠或施工現場預先制成的鋼筋混凝土構件，是現場拼裝而成的。
參考文獻：
