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序論:在您撰寫結構工程師論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:結構計算設計軟件設計制圖
計算機是知識、經驗和思維的替代品??v觀當今世界,這種非常令人不安的觀點正在結構工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來越愿意相信計算機使他們能對工程作出正確的判斷,而根本不去想一想,如果沒有計算機同樣的工作需要哪些必要的知識和經驗。按百分比計迅速增加的工程師相信,解決工程問題的專業知識就是怎樣使用計算機以及計算機本身的專業知識。在結構工程界,把使用計算機的能力當成能勝任工作的證明,作為一種觀點正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結構工程師確實相信,他們僅僅簡單地依靠計算機就可以“解決”工程問題了,而沒有認識到高質量的工程只能是淵博的工程理論知識,大量的經驗,以及艱辛的腦力勞動相結合的產物。
問題是過分強調自動化技術是以削弱實際知識為代價的,過分強調也演變成了不學習實際知識的借口。從教育和實踐兩方面來看,如此過分強調計算機帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個錯誤的信息,工程學習和工程實踐就是輕松地使用菜單和用計算機生成五顏六色的圖畫。
在工程設計環境中利用信息自動化技術有很嚴重的負面影響,信息自動化技術象一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性,知識性和能力。在這些自動化技術實現其真正的價值以前,設計工程師必須不依賴計算機,而用學識和經驗去解決工程問題。非常不幸,我們變得如此依賴于計算機,以至于正在迅速喪失不依賴計算機進行計算工作的技能。
與那些只有依賴計算機才能“解決”工程問題的人討論問題時,一個稱職的結構工程師什么樣的痛苦和挫折沒有經歷過?這些人(不要把他們跟真正的工程師混為一談)已不再有能力,或者從來沒學過,不依賴計算機解決工程問題。從根上他們不懂得,計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技巧。可以這樣認為,除了具有快捷的計算速度以外,計算機程序只是一些離散的知識。這些人沒有認識到,知識已經遠遠超過了有限的計算機指令所能編程的界限。真正的工程知識是經驗,直覺,靈感,領悟力,創造力,想象力和“認知”的巨大綜合體,它超越了任何計算機程序和程序員對結構工程的“理解”。恰恰相反,這些人認定世界是一個巨大的有限元模型,而計算機能夠并且也應該自動地建立模型,進行分析,完成設計,打印出最終結果。“工程師”能做的,僅僅是區分規格和需求,給顧客開發票,牟取利潤,并且迅速找到新項目。
今后,只有越來越少的工程師能獨立地(即不依賴計算機)找出結構工程問題的正確解答,這種對計算機的依賴性將會帶來巨大的麻煩。隨著對計算機的依賴程度的不斷上升,誰來解決工程問題?是那些沒有或只有很少的結構工程知識和實踐經驗的程序員,或是有其他專業學位而不是結構工程學位的程序員來做?計算機現在不是,也永遠不會是解決工程問題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問題。如果結構工程師們繼續制造這樣的氛圍,在結構工程實踐中,首先靠計算機,而不是靠有學識、有創新和有豐富經驗的結構工程師本身,就能夠解決大部分結構工程問題,那他們就是自欺欺人,也欺騙了他們的服務對象。
在今天的現實生活中,結構工程師發現了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務,它不需要花費大量的時間和金錢去學習或理解結構工程模型,分析和設計的細節。這種“方式”就是計算機。工程師們現在的行為方式符合宇宙的自然規律,即用最低的能量消耗前進?,F在,越來越多的結構工程師對自動化技術的響應就是讓計算機工作,同時讓自己不再去操心細節了。
現代工程具有復雜的理論細節,依靠計算機的工程不能,根本不能,讓人們學習有意義的經驗?,F代計算機的運算范圍和速度,太容易使工程設計變得毫無生氣。試問,有誰能抵抗激動和解脫的感覺--不用太多的艱辛就能求解成千上萬個方程?又有誰能抵抗誘惑--讓自動化技術來“解決”工程問題?真正的結構工程師,不用計算機就能工作的真正的結構工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實質,計算機是一種很不完善的工具,它只能處理大量信息。以光速執行的指令大多是沒有經驗的程序員編制的,它們的可靠性值得懷疑。在計算中,對于受動力載荷的作用的曲殼結構發生非彈性變形時,不正確的結果一樣可以在屏幕顯示,它們的等應力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去,只要手上有計算機軟件的使用說明,就可以用計算機得到結果了?;蛘吒奖?,只需在圖形用戶界面上選擇合適的菜單,就得到結果了。事實上,如果“靠相互交談來探討怎樣分析梁和柱,靠雙手找出閉合解”會更有利。
也許有人推測,以上論調只能證明本文作者從根本上是反計算機的,或是他沒有認識到現代信息技術美好的未來,或是他對那些在神奇的創意中利用這種技術的專家不屑一顧。然而,并不僅僅是這樣。即使認識到計算機的潛力,工程師也對危險熟視無睹。結構工程是對安全性吹毛求疵的職業。在世界各地,結構的特性是由結構工程設計的質量決定的。由于在實踐中采用了計算機,越來越多的結構工程師正在制造以幻想為基礎的信仰系統,正在發展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續,工程失效的威脅也會按指數形式增長。
一個簡單的例子就是世界各地越來越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結構工程設計程序完全自動化?,F在,越來越多的結構工程師希望在解決問題時他們只需區分類型和條件,讓CAE/CAD程序自動生成必要的數學模型,完成復雜而重復的分析和設計過程。最后,由制圖工具完成生產圖和施工圖。在這種環境中,結構工程師唯一的責任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設計“結果”。這種設計方式注定是災難性的。數不清的軟件開發商為滿足市場的需求,不斷開發和推銷注明有各種用途的軟件。于是,不那么稱職的工程師就相信了廣告,即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進行工程設計。
軟件開發商經常被要求改進結構分析和設計軟件,以使用戶在不詳細了解技術細節的情況下就能夠使用軟件。例如,這些用戶要求開發商創造出不用閱讀使用手冊的環境。因為高質量的結構工程軟件的用戶參考手冊包括軟件的技術細節,限制范圍,以及計算所依據的理論和假設,結構工程師們不愿意使用這樣的高質量軟件?,F實是,結構工程師們不希望了解細節。他們所希望又愿意購買的是窗口界面,這種界面能讓他們處理信息見得到,然后把結果以彩色圖表形式展示。最好還有動畫功能,還可以用漂亮的圖表打印數值結果。而對于是否能可靠地檢測重特征值;或在用反映譜進行分析時是否用了足夠的模態;或非線性索單元的理論是否正確;或分析結果對網格的形狀和單元的選擇是否敏感;或部分固定端剛度是否確切等等方面,如今使用計算機的工程師表示,他們幾乎不考慮這些細節問題。
不少人認為他們沒有時間,或沒人付給他們費用去關心細節。越來越多的結構工程師都持這樣的看法。但是,他們確實相信,依靠計算機他們的設計能夠達到顧客要求。為什么不能如此簡單地相信???/!!!輸入數據,然后擊鍵,就有了結果。而且,這種方式幾乎沒有人力消耗。
當然,計算機技術本身并不壞。然而,問題的核心是結構工程計算中計算機的使用方法,以及濫用計算機不斷增加的趨勢。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務特別強調工程實踐中知識,專業技能,以及經驗的重要性,而非計算機使用者的“性別”。在結構工程實踐中,僅僅關心“怎樣”使用計算機是不夠的,了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的結構工程師必須重視手工求解的原理,基本原則和提煉模型,識別計算結果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結果的有效性。對計算機要又敬又畏,對計算結果應持批評態度,尊重工程實踐經驗,通過工程實踐(而不是通過“世界的有限元分析”,或是靠過分的簡化去滿足那些不合格的結構工程軟件的限制條件)學習工程。強調從那些資深的或更有經驗的結構工程師(即數量急劇減少,但仍記得不依賴計算機,怎樣解決工程問題的真正的工程師)那里學習結構工程。只有通過訓練專業工程師,而不是通過訓練技術員(即計算機操作員),結構工程界將完全能擔負起服務大眾的責任和義務。
到底該不該如此擔心計算機的不當使用?擔心那種怠惰?擔心工程界默許這種危險作法?雖然計算機對人類有很大的應用價值,但如果結構工程師們繼續象現在這樣破壞性地使用計算機,這些價值就得不到實現。
有什么辦法才能使結構工程界改變過分依賴計算機的情況?不再濫用計算機?這些都沒有簡單的答案。然而,所有稱職的,經驗豐富的資深工程師都有機會用危險的計算機這一思想去影響年輕人。一個真正的工程師所需要的是不依賴計算機解決工程問題的能力。經常懷疑計算機;在沒有深入的論證以前決不使用計算機的結果。在被工程師證實正確之前,假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前,必須先“知道”答案。不崇拜計算機,而崇尚知識和經驗;提倡全面了解工程理論和實踐中的所有細節;避免為那樣的雇主工作,他們僅有的學習機會是通過計算機學,而不是通過有實踐經驗的真正工程師的深入訓練。
計算機不可能,而且永遠不可能,成為人類知識,經驗,遠見,靈感,創造力,獨立思維,以及自古以來的勤奮的替代品。雖然在結構工程實踐中計算機是非常有價值的工具,但是結構工程師必須認識到對工程學的細節(即原理,方法,標準,道德等等)的全面了解,比懂得怎樣在計算機屏幕上游逛不知道要重要多少。警告實際工程師,如果沒有計算機他們的結構工程知識不足以勝任工作,他們也沒有資格使用計算機(如若不然,那不僅是不道德,而是犯罪)。
所有稱職的,經驗豐富的工程師都意識到,好的計算機程序造就不出稱職的結構工程師,而只有稱職的工程師才能使用好的計算機程序??杀氖?,雖然上面的結論似乎是不言而喻的,但它并不是今天計算機應用的現實。因此需要讓危險曝光,并實現和完善保護措施。
不幸的是,計算機時代的現實是,所有(即無一例外)商業應用的計算機和計算機軟件都受制于許多因素,這些因素在不同程度上影響了工程軟件作出結構工程問題的正確解答的能力。更值得注意的是,當不正確的結果產生時,它們通常并沒有“錯”到立即被識別出來的地步。更進一步,有時結果有重大錯誤,但如果工程師對“正確”的結果是什么直覺也沒有(無論是因為無知,還是缺乏經驗),也就不可能意識到結果的錯誤。計算機的危險在于,很多工程師假設(并且幾乎所有的工程師確實希望)計算機總是產生“正確”的結果。這樣的假設和希望常常會使工程師對潛在的和經常的錯誤放松警惕性和敏感性!
武飛(1987-),男,漢族,河北省泊頭市人
摘要:鋼結構以質量輕、抗震性能好、強度高、塑性韌性好,施工速度快等優點在工業廠房、高層住宅、豪華寫字樓等項目廣泛應用,鋼結構的設計、制作、安裝存在的現實問題應引起足夠的重視,否則將給工程質量留下隱患,現結合自己的經驗,對鋼結構工程的實際情況和現行有關規范進行討論,并提出相應的預防措施。 關鍵詞: 鋼結構 施工 通病 預防措施
一、鋼結構工程設計過程存在的問題及預防措施
(一)設計圖紙中經常出現以下一些問題:
1、設計圖紙應用規范不齊全、不正確。如有的設計說明使用了過時的、已經廢止的標準;有的材料牌號、等級不全、高強螺栓、普通螺栓和焊接連接點的標記不明確或未顯示。對各類高強螺栓、普通螺栓、栓釘、拉鉚釘及其墊圈的規格、型號、性能沒有具體標明,而這些均已列入了鋼結構施工質量驗收規范,并作為強制性條文要求,如果設計圖紙未加說明,施工和驗收就缺乏依據,造成盲目施工和無法驗收的后果。
2、設計總說明未寫明工程的安全等級和使用年限。工程的安全等級不同,對焊接等施工檢查要求也不同。安全等級為一級的,一、二級焊縫的焊接材料必須復試;安全等級為二級的,一級焊縫的焊接材料必須復試,二級焊縫的焊接材料就不一定需要復試。
3、鋼材的材質等級,高強度螺栓的摩試要求不明確。有的設計圖紙只寫Q235或Q345,不寫等級A或B,有的不提摩擦面試驗要求,也未明確不作摩試要求,施工單位無所適從。有的施工單位在采購材料后,再讓設計院認可,這是對工程質量采取隨意性的處理,極為不妥。
4、施工圖未注明焊接的坡口形式,焊縫間隙、鈍邊坡口角度、是否單面焊等。有的施工圖,對不同板厚的拼接焊未按規范要求開斜坡,局部應力線過分集中,違反國家技術規范,質量驗收往往通不過,又造成無法彌補的缺陷。
5、施工圖未注明除銹等級要求。對油漆(涂料)的品牌、材質、漆膜厚度也沒有要求,這樣,工程施工和驗收就沒有依據。
(二)設計階段預防措施
作為施工單位,取得施工圖以后,一定要組織有經驗的技術人員進行圖紙會審,看看應用規范有沒有問題;節點圖有沒有表述清楚;強制性條文所要求的內容在設計總說明中有沒有顯示,各種材料的規格、型號、性能、等級、施工的質量要求和工程的安全等級有沒有明確;節點設計是否合理;施工中有沒有不可逾越的難度等,都要向設計單位預先提出。設計圖紙的完善,是確保施工質量的前提條件。
二、鋼結構制作過程存在的問題及預防措施
(一)鋼結構制作存在的問題
1、在切割、下料時,翼緣板尺寸寬窄不一,造成H型鋼與牛腿的尺寸不一致,與牛腿聯系的鋼梁上下翼緣板錯位約一個板厚;切割邊緣有較深的切痕,板邊有明顯的凹陷,或有較深的鋸齒印,切割粗糙度
超標,拼板邊緣切割不垂直度,拼接錯邊等超標。
2、在組裝時,焊接H鋼無組裝胎架,造成H型鋼高度尺寸有偏差,腹板偏中心;翼腹板對接后,焊縫未矯平,有明顯凹凸;輕鋼腹板不平整,組裝前未矯正。
3、在焊接方面,輕鋼焊接H型鋼翼板開料后再拼接,焊縫未安裝引熄弧板,造成焊縫不飽滿,邊緣有凹坑未熔合等,與母材不齊平;柱腳、牛腿的焊腳尺寸小于設計圖紙的規定,角焊縫塌邊現象嚴重,收弧處普遍低于母材,氣孔較多;使用CO2焊的焊縫成形差,寬窄不一致,高低不一致,忽大忽?。皇止ず负缚p不直,寬窄不一,咬邊現象嚴重;焊渣飛濺未清除干凈。
4、在鉆孔方面,事前未很好會審圖紙,在該開單排孔的地方,開了雙排孔,結果未補孔就留存在構件上。如柱與牛腿連接處的H型鋼為雙排孔,而大梁與次梁相同規格的H型鋼為單排孔,但開孔時都開了雙排孔,安裝后影響了強度和外觀質量。
5、總裝過程中,鋼柱牛腿與H型鋼梁連接處上下錯位,左右錯位,未控制好尺寸。
6、除銹與油漆方面:除銹馬虎,未達到等級要求,油漆不久就出現返銹、剝落;漆膜厚度不均勻,陽面厚度普遍超厚,可達250μ m,但陰面往往在90μm左右(室內漆膜厚度規定為125μ m);油漆前雜質未清除干凈,污物多,高低不平,流掛現象較普遍。
7、在構件運輸和堆放過程中,無擱臵件墊平堆放,而是隨意卸車,雜亂堆放,甚至讓構件埋入泥堆水溝中,造成構件變形、碰傷和污染。
8、構件出廠時,鋼柱、鋼梁的中心線標記未標示,相當普遍,給安裝施工矯正檢測帶來困難。
9、翼腹板拼接長度不符合要求。如翼板拼接長度不應小于翼板寬度的2倍,翼緣板與腹板拼接焊縫應錯開200mm以上,腹板拼接長度不小于600mm。但實際往往未達到上述要求。
(二)制作階段的預防措施
板制H型鋼的尺寸要嚴格控制,最好相應從整根H型鋼截取,防止牛腿高差錯位。 嚴格工藝。H型鋼組裝時,應有組裝胎架。如系組立機組裝,也應隨時檢查調整。 鋼板應整張大板拼接,采用埋弧焊焊接改善焊縫質量,既省時又省料。 切割應提高操作技能和參數正確,防止割縫、啃邊、塌邊、熄火、粗糙度過大等。 除銹質量盡可能采用拋丸或沖砂處理樣板對比檢查,使油漆后粘合良好,粗糙度合適利于摩擦系數的保證。嚴控油漆厚度,不能忽厚忽薄,防止陰面構件小于標準的油漆厚度,油漆過厚超過125μm,會增加較大的費用,造成無謂浪費。 構件拼接時,排版要按規范要求,控制好拼接長度,防止過短拼接,盡量避免構件端面板的拼縫間隙。 拼制H型鋼,應注意矯正質量,控制角變形值和平整度。 構件油漆后應標注構件中心線標記,構件超過20噸應標注起重點標記。 構件在運輸與場地堆放時,應有擱臵件墊平堆放,防止構件變形,碰傷和污染。
三、鋼結構工程安裝過程存在的問題及預防措施
(一)鋼結構安裝存在的問題
1、鋼柱安裝時違反操作規程,象蠟燭一樣一根根單插起來,當天又
無法形成穩固的框架單元,大風一來,造成倒塌。這樣的安全事故多次出現,應絕對避免。
2、單位無安裝工藝,安裝構件無順序。如有一展廳,建筑面積6000平方米,共4層。構件已全部安裝到頂,但主鋼柱仍沒有進行焊接固定,而邊上的輔助小鋼柱已全部焊完了。又如,鋼柱安裝完畢后,應盡快把鋼柱底部的墊塊墊平焊牢,然后用細石密實。但有的工地彩鋼板已開始安裝,柱腳卻沒有封閉。
3、錨固螺栓高低不一,柱腳平面事先未測,預埋時移位,形成柱偏位,應先測后埋。
4、安裝高強度螺栓,較多的出現以下一些問題:露牙不足,甚至低于螺母;螺栓未擰緊,扭剪型的未擰斷梅花頭,大六角的沒有初擰終擰標記;安裝時摩擦面的防護紙未撕掉;高強螺栓作臨時固定用,安裝后48小時內未漆封;未做扭矩與軸力復試,緊固力矩未按規定計算;摩擦系數試驗不到位,有的不做,有的只做一組。拉桿螺栓不擰緊,拉桿不直,腰園孔未用大墊圈,造成螺母與母材接觸面太小,極易穿孔。
5、現場焊縫普遍不到位。如剛性連接襯墊焊間隙太小,無法焊透,結果墊板手一拉就掉;襯墊板規格不符合要求,甚至用鋼筋代替;焊縫的成形不好,高低不平,寬窄不一,飛濺、焊瘤未清除,咬肉、氣孔較多;弧頭弧尾不加引熄弧板,出現凹陷等等。
6、圖紙會審不仔細,造成安裝質量缺陷。如設計圖紙未注明在吊車梁翼板上鉆孔,施工單位也未提出,結果在安裝軌道時采用焊接,
造成吊車梁下撓。違反強制性條文中有關吊車梁不允許下撓的規定。
7、圍護彩鋼板拼縫不密貼,收邊不良,“鼻孔”未封堵,影響對雨水的防滲漏和美觀。
(二)安裝階段的預防措施
安裝構件時應嚴格按安裝工藝順序進行,當天應形成穩固的框架單元,當不能形成時,應加纜風繩固定,防止出現倒坍事故。 鋼構件柱、梁安裝完畢后,應盡快調整鋼柱垂直度和高差墊片,然后封閉柱腳,并二次灌漿密實。 高強螺栓要把好扭矩系數和緊固軸力的復試,分別做好制作與安裝摩擦面的抗滑移系數。安裝高強螺栓控制好施工扭矩,露牙長度2-3扣,不允許高強螺栓當作臨時固定螺栓使用,高強螺栓終擰必須在48小時內完成。 加強安裝現場焊接質量控制,盡可能選擇具有較高水平的焊工焊接,提高焊接質量。 鋼結構工程的質量關系到人們的日常生活和生命、財產安全。要從設計入手源頭控制,制作、安裝過程每一個環節重視質量,加強控制,遵守施工程序和操作規程,堅持質量標準,嚴格管理,采取有效的預防措施,努力克鋼結構工程存在的質量問題,將這一新型結構不斷創新、改善。
參考文獻
[1]李惠民.土木工程施工技術[M],中國計劃出版社,2002年
[2]張仁禮.建筑工程材料[M],中國礦業大學,2000年
1條文編寫原則
鑒于現行國家標準《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203的編寫原則是“驗評分離、強化驗收、完善手段、過程控制”,將不可避免地導致兩本標準在有關施工過程的質量控制條文內容上的一些重復.對此,在編寫時考慮了以下原則:1)標準不同適用范圍原則:在編制《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203過程中,在“過程控制”的相應條文編寫時,只針對為實現施工質量合格驗收的某些重要施工環節作出基本要求;而對于《砌體結構工程施工規范》,則對施工全過程的質量控制作出較具體的規定.2)條文細化原則:由于現行國家標準《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203遵循“驗評分離、強化驗收、完善手段、過程控制”的編制原則,因此,與之配套使用的《砌體結構工程施工規范》的個別條文內容不可避免地要涉及規范GB50203中的“過程控制”的相應條文.對此,在編寫《砌體結構工程施工規范》條文時,著重對砌體結構工程施工過程中的操作技術要求進行細化,作出詳細規定,以區別于規范GB50203針對施工過程控制的原則要求.3)標準完整性原則:對《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203“過程控制”涉及的部分內容,在施工規范中不需要再細化時,考慮到其內容的重要性和標準編寫的完整性,同時也是為了保證兩本規范間的協調一致,對GB50203的相關條文進行了引用.
2關于濕拌砂漿、干混砂漿及專用砂漿使用時間的規定
砌體施工中的砂漿使用時間是特指砂漿的可操作時間,即砂漿從加水拌合后到仍能施工而不影響其性能的最長時間間隔,而非等同于砂漿的凝結時間.濕拌砂漿是由專業生產廠將加水拌合后的砂漿運到施工現場的成品砂漿.由于砌體施工速度較慢,為使砂漿在一定時間內能保持其可操作性,生產廠一般通過摻加不同種類添加劑及控制添加劑用量等方法調節砂漿的凝結時間,實際上也是調整了砂漿保持可操作性的使用時間,且通過試驗保證所提供的砂漿在可操作時間內不會影響砂漿性能.因此對濕拌砂漿的使用時間應按廠房提供的說明確定.干混砂漿是專業廠家生產的除拌合水外的砂漿粉狀混合物,在加水拌合后即可使用的砂漿.為了解干混砌筑砂漿使用時間與強度的關系,規范編制組對西安市3個不同生產廠家的干混砌筑砂漿進行了試驗分析.試驗所采用砂漿類型均為DMM5,分別放置0、2、4、6、8h后,適量加水使得砂漿稠度保持在約70mm,通過制作砂漿試塊對其強度進行試驗,結果表明,隨著使用時間的延長,砂漿強度有所降低,其中不同廠家的砂漿在0~8h強度損失最小約12%,最大超過30%,因此,施工過程中對干混砂漿的使用時間應按廠方提供的說明書確定.專用砂漿中的外加劑種類、用量存在差異,其凝結時間也不同,因此,其使用時間應以廠方提供的說明書為準.
3關于現場攪拌砂漿使用時間3h、2h的規定
砌筑砂漿采用現場拌制時,隨著使用時間的延長,砂漿的流動性降低,砂漿稠度變小,砂漿操作性變差,這時如果再加水拌合(重塑)后使用,會影響砂漿的強度.原國家標準《磚石工程施工及驗收規范》GB203-83編制組曾進行了M5和M5水泥石灰砂漿、M5水泥粘土砂漿、M5微沫砂漿拌合后停放時間對強度影響的試驗,試驗砂漿的稠度為80mm左右,氣溫為20~30℃(室內實驗室氣溫).在試驗過程中,砂漿稠度隨停放時間的延續而減小,為模擬施工狀態,對稠度減小的砂漿再加水拌合,使砂漿稠度與初拌時基本相同.試驗結果表明:在一般氣候狀況下,水泥砂漿和水泥混合砂漿在3h和4h使用完,砂漿強度降低一般不超過20%,雖然對砌體強度有所影響,但降低幅度在10%以內,又因大部分砂漿在之前使用完畢,故對整個砌體的影響僅局限于很小的范圍.另外,砌體強度除與砌筑砂漿相關外,還與瓦工的操作方法及精心施工程度密切相關,在施工中加強現場質量控制和監督檢查,完全可以保證砌體的砌筑質量.當氣溫較高時,水泥凝結加速,砂漿拌制后的使用時間應予縮短.同時,近年來設計中對砌筑砂漿強度普遍提高,水泥用量增加,因此對現場拌制的水泥砂漿和水泥混合砂漿統一按水泥砂漿的使用時間進行了規定,即“現場攪拌的砂漿應隨拌隨用,拌制的砂漿應在3h內使用完畢,當施工期間最高氣溫超過30℃時,應在2h內使用完畢.”該規定不僅對施工質量有利,同時便于現場施工時的控制和管理.
4施工質量控制等級施工前的評審及施工中的檢查規定
砌體的施工主要由手工操作完成,質量受到許多人為因素的制約和影響,為保證砌體工程的施工質量,現行國家標準《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203已參照有關國際標準,按施工現場質量管理水平、砂漿強度試驗及攪拌、砌筑工人技術熟練程度等因素對施工質量控制等級進行了分級規定.為了保證施工過程中的質量控制等級滿足設計要求,在國家標準《砌體結構工程施工規范》中,一方面要求施工前對承建工程的施工隊伍進行施工質量控制等級審查、認定,同時在施工過程中對現場質量管理、砂漿與混凝土強度、砂漿拌合、砌筑工人技術等級等四要素要求適時檢查監管.當發現施工質量控制等級的有關要素變化將引起施工質量控制等級下降時,應立即停工整頓,采取有效措施,使之回復到要求狀態,再進行正常施工.為便于施工質量控制等級的審查、認定和檢查,規范附錄中提供了相應的表格.
5塊材澆水濕潤程度
改用相對含水率的規定試驗研究和工程實踐證明,砌體施工時砌塊的濕潤程度對砌體的施工質量影響較大:例如采用干磚砌筑不僅不利于砂漿強度的正常增長,大大降低砌體的抗壓和抗剪強度,影響砌體的整體性,而且砌筑困難;相反,采用吸水飽和的磚砌筑時,會使剛砌的砌體穩定性差,且易出現墻體平面外彎曲、砂漿易流淌、灰縫厚度不均、砌體抗剪強度降低.關于磚含水率對砌體抗壓強度的影響,湖南大學曾通過試驗研究得出兩者之間的相關性,即砌體的抗壓強度隨磚含水率的增加而提高,反之亦然.根據砌體抗壓強度影響系數公式得到,含水率為零的燒結粘土磚的砌體抗壓強度僅為含水率為15%磚的砌體抗壓強度的77%.關于磚含水率對砌體抗剪強度的影響,國內外許多學者都進行過這方面的研究,試驗資料較多,但結論并不完全相同.可以認為,各國(地)磚的性質不同,是試驗結論不一致的主要原因.一般來說,磚砌體抗剪強度隨著磚的濕潤程度增加而提高,但是如果磚澆得過濕,磚表面的水膜將影響磚和砂漿間的粘結,對抗剪強度不利.美國Robert等在專著中指出:磚的初始吸水速率是影響砌體抗剪強度的重要因素,并指出,初始吸水速率大的磚,必須在使用前預濕水,使其達到較佳范圍時方能砌筑.前蘇聯學者認為,粘土磚的含水率對砌體粘結強度的影響還與砂漿的種類及砂漿稠度有關,磚含水率在一定范圍時,砌體的抗剪強度得以提高.近年來,長沙理工大學等單位通過試驗獲取的數據和收集的國內諸多學者研究成果撰寫的研究論文指出,非燒結磚的上墻含水率對砌體抗剪強度影響,存在著最佳相對含水率,其范圍是43%~55%,并從試檢結果看出,蒸壓粉煤灰磚在絕干狀態和吸水飽和狀態時,抗剪強度均大大降低,約為最佳相對含水率的30%~40%.由于各類砌筑用塊材的吸水特性,如吸水率大小、吸水和失水速度快慢等的差異(有時存在十分明顯的差異,例如從資料收集中得到,我國各地生產的燒結普通粘土磚的吸水率變化范圍為13.2%~21.4%),以及環境溫度、濕度的不同,塊材砌筑時適宜的含水率也應有所不同.因此,需要在砌筑前對塊材預濕的程度采用含水率控制是不適宜的.為了便于在施工中對適宜含水率有更清晰的了解和控制,塊體砌筑時的適宜含水率宜采用相對含水率規定.根據國內外學者的試驗研究成果和施工實踐經驗,以及現行國家標準《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203的相關規定,本次規范制定中,按照塊體吸水、失水速度快慢,對燒結類、非燒結類塊體的預濕程度采用相對含水率控制,并對適宜相對含水率范圍分別作出了規定.
6后置拉結筋的施工質量檢查的規定
近年來,對填充墻與承重墻、柱、梁、板之間的拉結鋼筋,施工中常采用后植筋,這種施工方法雖然方便,但常常因錨固膠或灌漿料質量問題,鉆孔、清孔、注膠或灌漿操作不規范,使鋼筋錨固不牢,導致作用在植筋上的拉力不能有效通過化學粘結劑向混凝土中傳遞,起不到應有的拉結作用.因此,在本次規范制定中編制組從確保工程質量考慮,增加了后置拉結筋施工工序規定及對后置拉結鋼筋進行現場非破壞性檢驗的規定.為了保證抽樣檢測結果具有代表性,對填充墻與承重墻、柱、梁、板之間的拉結鋼筋現場實體檢測的抽檢數量,參照了現行國家標準《建筑結構檢測技術標準》GB/T50344對建筑結構抽樣檢測的最小樣本容量規定,即實際檢測時抽檢的樣本容量不應少于最小樣本容量的限定量.檢驗結果應符合設計及現行國家標準《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203的有關規定.
二關于節能減排政策的貫徹
為了貫徹節能減排的方針政策,《規范》在編制中主要從以下方面進行了體現:1)在材料方面,積極推廣節能環保材料(如燒結類空心磚和空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊及人工砂、山砂、海砂等)和工廠化預拌砂漿在砌體結構工程中的應用,并在《規范》中對新型材料的性能和使用要求作出了相應的規定.2)《規范》中專門納入了環保章節,特別對施工過程中可能會對環境造成污染和危害的方面做出了明確規定.3)對復合夾心墻的施工要求作出了相應規定,有利于砌體房屋在節能減排領域的推廣應用.
三標準的先進性
1)預拌砂漿、專用砂漿以及新型塊材的推廣應用,不僅符合節能環保、發展綠色建筑的理念,也有利于建筑施工技術的工業化發展.2)針對不同種類塊材吸水率差別較大的狀況,對塊材澆筑前澆水濕潤程度要求采用了相對含水率的控制方法.3)強化施工前及施工過程中對砌體施工質量控制等級的認定及檢查、整改,并編制了專用表格.4)對夾心復合墻的砌筑技術要求提出了規定.5)按照經修訂的現行國家標準《砌體結構設計規范》GB50003-2011中填充墻連接方式的要求,對填充墻與主體結構之間的連接進行了規定,并提出了填充墻砌體后置拉結鋼筋的植筋工藝及實體檢測要求.6)注重環保和安全施工.
四結語
1.教材內容脫離實際工程
目前,大多數高職院校使用的鋼結構教材內容偏重鋼結構設計,主要包括鋼結構的材料、鋼結構的連接及構造要求、基本構件的設計與驗算、鋼屋蓋體系等,而鋼結構構件加工制作和現場安裝等內容比較少、從施工單位對學生的反饋情況來看,他們在工作中正缺少這部分一線鋼結構技術人員必備的基本技能。因此,現行的“鋼結構工程施工”教材已與高職高專人才培養的要求脫節。
2.實踐教學滯后
目前,大多數高職院校課程教學偏重理論教學。即使輔以一定的課內實踐教學,也僅是帶學生參觀鋼結構工廠和工地,學生僅僅只獲得一定的感官認識,而動手能力得不到任何提升。
3.“雙師型”教師匱乏
“鋼結構工程施工”課程的特點需要實際經驗豐富的教師,而高職院校講授該課程的教師,尤其是年輕教師,大多理論知識扎實,而實際工程經驗比較缺乏,但高職更注重的是學生工作技能的培養,而不僅是基礎理論知識的傳授。這就要求教師必須同時具備豐富的工程實踐經驗,這樣才能培養出具有一定的理論素養又有良好的動手能力的學生?!半p師型”鋼結構教師的匱乏制約了高職畢業生鋼結構施工技能培養。
二、“鋼結構工程施工”課程教學改革
1.工作過程為導向,開發合理的課程內容結構
鋼結構行業人才不但要懂鋼結構基礎知識,而且要熟悉鋼結構現場施工技術。高職院校培養的正是有一定理論知識和較強動手能力的專業技術人員,而高職畢業生正是鋼結構施工企業主要人員的供給源。根據我院“全真模擬”的要求和“任務驅動、項目導向”教學模式,通過市場調研,結合鋼結構施工企業對人才的專業素養需求,鋼結構的教學內容應遵循“實用為先、夠用為度”的原則,著重從以下幾方面來組織教學內容:
(1)鋼結構的材料包括鋼結構常用材料的種類、標注方法、材料力學性能和破壞形式等。
(2)鋼結構的連接常用的連接方式——焊接和螺栓連接。本部分內容應作為基本技能對學生進行講授,包括連接的計算與復核、適應范圍及質量檢驗標準,并結合施工圖認識連接。
(3)簡單構件的設計方法對工程中常見的軸心受壓構件、受彎構件和拉、壓彎構件的設計方法與構造要求,應作為學生必須掌握的基本技能。
(4)施工圖識讀能力的培養圖紙是工程師的語言,識圖能力是對土建施工技術人員的最基本要求,也是必須掌握的基本技能。通過識讀輕型門式鋼架結構施工圖紙,完成識讀筆記,既可以讓學生掌握結構體系整體概念,又培養了他們的識圖能力。
(5)鋼結構施工技術學習主要介紹鋼結構工程構件加工制作、現場吊裝技術和鋼結構涂裝技術。
2.建立施工現場實訓基地,強化實踐教學
要想提高學生的動手技能,必須強化“鋼結構工程施工”課程實踐教學,而校企合作是一種很好的方式。選擇規模大、生產管理規范、技術先進的鋼結構施工企業作為校企合作單位,發展校外實習基地,建立了“廠中?!薄敖虒W工廠”。鋼結構構件的加工制作工序比較繁復,理論教學只能紙上談兵,應組織學生到鋼結構制作工廠去參觀,請一線技術人員講解各種構件的制作過程,對質量和精度的控制要求,通過看、聽、摸親身感受構件的加工制作工程。對鋼結構的現場安裝,由于受到時間安排、距離遠近和現場安全管理等制約,可以利用錄制的現場施工視頻組織現場教學,同時聘請合作單位中的項目經理或專家講解安裝工藝及質量控制點。將理論教學融入實踐教學,強化了學生對這部分知識的掌握。同時,課程設置專項實訓周,并設置具體工作任務。教師和合作企業有經驗的工程師一起作為指導教師指導學生完成,根據實際情況選擇合適的指導方式??梢耘蓪W生到鋼結構施工企業進行頂崗,讓學生在真實的生產環境中,學習和了解工程中的實質性內容,做到“學中干,干中學”;也可以在學校設置虛擬崗位,請企業技術骨干或專家到學校來指導學生。
3.“雙師型”教學團隊的建設
“雙師型”教師對高職院校教師提出了更高的要求和壓力。鋼結構施工教師除了要有扎實的理論知識,還要有精湛的技能技巧,能精通鋼結構深化設計、懂鋼結構識圖與圖紙會審、熟知鋼結構加工制作與安裝過程、具備鋼結構質量驗收與現場管理等鋼結構專業方面的能力??梢酝ㄟ^以下途徑強化“雙師型”教師培養:
(1)與校企合作單位實行人員互派,企業選則經驗豐富的技術骨干和能工巧匠來校授課;學校選派相關教師到鋼結構施工企業進行掛職鍛煉,在企業從事實際鋼結構工程的施工管理,時間可為一學期或暑假兩個月,這樣實現“工教”結合,增強專業技術實踐能力。
(2)針對采取新技術、新工藝的鋼結構工程,組織相關教師到現場參觀學習鋼結構工程施工技術,通過和現場技術人員的的相互交流學習,對實踐知識進行查漏補缺。
三、實施建議
(1)通過對企業進行調研,編寫與市場需求相適應的“鋼結構工程施工”校本教材。教材應以工作過程為導向來設計課程內容與教學手段,緊緊圍繞能力目標與綜合項目組織教學。同時,在教學過程中理論與實踐教學同步,任務驅動,培養學生的職業素養。
(2)教學手段和教學方法應該多元化。理論教學以多媒體教學為主,制作緊貼實際工程的教學課件,建立聲像資料庫;在教學方法上綜合應用“案例教學法”“現場教學法”“任務驅動教學法”等多種方法;在教學過程中應結合學生特點因材施教,激發學生學習興趣,提高學習效率。
(3)考核應側重動手能力和解決實際問題的能力,采用過程考核和成果考核相結合的方法。
在轉換層的施工過程中,采用的支撐系統施工工藝包括常規澆筑施工、疊合澆筑施工以及載荷傳遞施工三種。
(一)常規澆筑施工。在對轉換厚板或者轉換梁進行施工的過程中,首先采用的施工方式為一次支模澆筑混凝土成型施工方法。由于轉換層底模及施工載荷較大,支撐系統從轉換層底直至底層地面,采取一次支模澆筑施工方法尤其適合與需要使用多種支撐材料,轉換層位置較低的施工條件。
(二)疊合澆筑施工。所謂疊合澆筑施工就是在澆筑施工過程中將厚板、轉換梁等待澆筑結構分為2-3次進行疊合澆筑。該種澆筑方法的基本原理是充分利用首次澆筑混凝土所形成的板梁結構作為第二次混凝土澆筑的支撐結構;利用第二次澆筑獲得的結構作為第三次混凝土澆筑的支撐結構。在使用該種澆筑施工工藝的過程中,因為厚板、轉換梁下的支撐系統只需要能夠承載首次混凝土澆筑產生的載荷以及重量即可,能夠有效的降低整個結構下部鋼管的支撐符合,達到減少模板材料的目的。同時,采取分層澆筑施工的方式能夠顯著降低混凝土凝固過程中產生的大應力、高水化熱等對混凝土結構造成的影響。
(三)荷載傳遞施工。該種施工方法是利用支撐系統,將轉換層結構的轉換厚板、轉換梁施工過程中的施工載荷以及自重均勻的分配到各個樓層中的施工方法。在采取該種施工方法的過程中,必須精確計算支承樓板的詳細數據。在具體的載荷傳遞施工過程中,可以使用兩種方法實現:使用鋼牛腿或者梁下斜撐支架系統將轉換層底部的大部分載荷傳遞至混凝土柱;使用轉換梁下排架系統將剩余的載荷傳遞至下層若干樓層。
二、工程結構轉換層鋼筋施工工藝技術
關鍵詞:城市道路;工程路面;結構設計
道路修建是城市現代化發展中的核心工程,與車輛通行、運輸的安全存在直接的聯系。城市道路在路面結構設計方面,考慮到交通、行人等因素,提出了安全要求,在保障城市道路路面結構穩定的基礎上,維護路面的安全與強度,消除路面結構設計中潛在的風險因素。設計人員遵循道路修建的根本要求,完善路面結構的具體設計。
1城市道路工程的路面結構設計
城市道路工程在進行路面結構設計之前,需要重點研究城市道路,深入分析城市道路的實況,進而才能真實的設計出路面結構的方案。設計人員要選擇有代表性的城市道路進行研究,路線、路段需屬于典型城市道路,由此才能提升路面結構的設計水平[1]。路面結構設計時,按照《城市道路路面基層施工技術規范》中的要求,提前選擇一定年齡的路面,約3年或以上年齡,調查路面的性能狀況,盡量包含不同類型的路基結構,所以針對城市道路路面結構設計的調查工作,提出三點要求。第一,路面結構設計和調查的過程中,需要反饋不同調查路段的具體情況,特別是城市道路的修建水平,以便優化方案的設計,進而為路面結構設計提供詳細的依據。第二,掌握道路路面結構設計部分的土基實況,尤其是強度等級、回彈模量范圍等項目內容,各項參數之間的關系如表1所示,促使設計人員掌握路面設計中的各項要點內容,有效控制路面結構設計中的影響因素,一方面控制結構設計時的沉降,另一方面優化路面的設計過程。第三,根據路面結構設計的要求,確定結構的設計類型,維護路面設計組合的優質性,以免路面結構工程中出現誤差,體現設計的科學性。
2城市道路工程中路面結構的方案設計
2.1設計原則
設計原則是城市道路路面工程中的主要部分,專門用于約束路面設計,確保路面設計的規范性[2]。例舉路面結構設計的原則,如:(1)站在經濟、技術角度上分析城市道路路面的整體設計,改進方案中的不足點,選擇最優的結構設計方案;(2)路面結構材料的選擇,必須考慮到城市道路所處的環境,包括交通環境、氣候環境等,有針對性的選擇路面材料,維護路面結構的穩定性;(3)設計人員著重分析瀝青的面層結構,在質量、力學等方面評價路面結構設計,為路面結構提供優質的級配方案,強化路面的結構;(4)路面結構設計中,設計人員要遵循環保、節能的原則,既要保障城市道路的質量和性能,又要落實相關熱的原則。
2.2結構材料
結構材料是路面結構的一大設計因素,需依照城市道路工程路面的設計實況,挑選恰當的結構材料。以某城市路面結構設計為例,該工程是城市路網的重要組成部分,總長0.72公里,寬30m,分析其在主要材料上的選擇方式。如:(1)面層材料,分為上、中、下三部分,均以瀝青材料為主,該路面結構設計,按照常用瀝青的級配,合理分配其在不同面層部分的應用;(2)下封層材料,用于加強面層、基層的連接,防止相連層面發生側滑,該工程將改性瀝青做為吸收膜,降低側滑的發生機率;(3)基層材料選擇,該工程通過試驗分析的方式,選擇基層強度的指標,以指標為基礎選擇可用的材料,以水泥穩定砂礫此項材料為根本,逐步提升基層結構的密實性強度和剛度,保障路面設計材料的科學使用。
2.3設計方案
2.3.1新建路面結構的方案設計。城市新建的公路工程內,路面設計新可分為4個部分,分析如:(1)主線行車道設計方案,其為新建道路路面結構設計中的主要部分,按照城市道路的要求,主線行車道的不同層面,使用了不同的混合材料,以混凝土為主進行分析,新建路面的上面層部分,使用改性瀝青混凝土,厚度為5cm,同時使用75cm的應力吸收膜,中間結構選擇中粒式瀝青混凝土,保持4~6cm的厚度,下方厚度要大,基本可以設計為8cm,材料為粗粒式混凝土,用于穩定路面的結構基礎,其中基層要求達到30cm,墊層也要達到30cm厚度,具體厚度依照實際情況分配;(2)地面鋪道行車設計中,僅僅分為上下兩部分,取消了中間部分的設計,上方設計5cm的細粒式瀝青結構,下方可以根據實際情況設計,一般為5cm的粗粒式,基層與墊層的厚度保持30cm;(3)非機動車道設計方案內,分為20cm的墊層,采用天然的砂礫材料,基層厚度控制在20cm,選擇含有5%水泥成分的砂礫,而且砂礫材料要具備足夠的穩定性,防止影響基層的結構性能,面層厚度為4.5cm,路面結構的全部非機動車道的結構厚度,不能超出44cm;(4)人行道的結構設計方案,與非機動車不同,面層同樣需要分為上面層和下面層,使用材料為:預制混凝土透水磚、水泥砂漿,厚度是7cm、4cm,基層、墊層及非機動車道結構設計中,材料一致,厚度范圍是15~20cm。
2.3.2改建道路路面結構設計方案。城市道路工程中,存在部分需要改進的道路,同樣需要設計路面結構。一般情況下,城市道路改建道路路面結構設計時,涉及到結構翻挖、結構挖除的情況,需要先處理舊路面的結構,再實行新路面結構設計[3]。分析需要修改建設的道路,其在路面結構上的設計方式,如:(1)吸收膜結構,根據修改要求,分為基層、底基層兩個部分,基層厚度30cm,底層按照實際情況設定;(2)車行道結構,下方部分的設計厚度是7cm,材料粗粒式瀝青混凝土,上方結構4cm,材料細粒式混凝土,上、下面層的相互穩定,劃分為兩層施工,材料為砂礫,底基層厚度30cm,選擇天然砂礫,用于確保底基層的穩定性。
3城市道路工程中路面結構設計的注意事項
城市道路在路面的結構設計項目上,還要考慮到工程指標的差異,特別是城市自身規定與國家規定的差別,其中各項設計指標均有細小的差別,應該遵循路面結構設計的實際情況,由此才能保障結構設計的真實度。不同規定中的設計指標,對路面結構設計有一定的限制,所以設計人員綜合分析設計指標,按照城市道路路面結構的設計需求,選擇可遵循的指標項目[4]。除此以外,路面結構設計中,還要注意試驗路的鋪筑和養護,以試驗路為標準,落實路面結構的設計方案,嚴格遵循結構設計的方案要求,落實設計要求,最主要的是依照試驗路的設計方法,完善路面結構的具體設計,盡量避免出現不良的影響因素,強化城市道路的路面結構,進而提升城市交通的安全水平,保障路面通行的良好性能。
4結束語
道路路面修建工程中,提高了對結構設計的重視度,根據道路路面的基礎特性,如:強度、抗滑、耐久性等,都需合理的設計路面結構,改善城市道路的特性,最主要的是保障城市道路的穩定與安全,全面體現路面結構設計的優點,防止干擾城市的車輛通行。路面設計過程內,必須依照城市道路的實際情況,安排規劃設計的工作,提升城市道路的設計能力。
作者:崔君 單位:蘇州市曉陽市政建設設計有限公司
參考文獻:
[1]崔永日.淺析半剛性城市道路路面結構設計[J].才智,2011,36:225.
[2]張翼.城市道路工程路面結構設計研究[J].科技視界,2015,24:302+322.
1.1裂縫問題
混凝土時一種由不同材料組成的非均質體,外部載荷和環境的影響會引起內部產生的初始應力,內部轉移,擴散等復雜的現象,因此,混凝土在施工時會出現裂縫問題。大體積混凝土的特點是混凝土澆筑面和澆筑量很大,混凝土澆筑完畢時由于水泥水化熱的影響會使混凝土內部的最高溫度在很短時間內達到最大,這時,如果混凝土內外溫差超過25℃,那么在升溫和降溫階段就容易發生表面裂縫和收縮裂縫。裂紋按照深度不同可分為表面裂紋和深度裂紋。表面裂紋一般危害較小,深度裂紋的危害相對來說危害就比較大,有時可能會破壞混凝土結構的完整性和穩定性。根據其他方面,裂縫的原因可分為溫度變化引起的裂縫、地基變化引起的裂縫、設計原因引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、施工工藝的優劣引起的裂縫等。大體積混凝土產生的裂縫一般為溫度原因產生的裂縫,一方面是由于混凝土內部的原因:大體積混凝土由于水泥水化熱導致混凝土內部溫度很高,黨混凝土表面的溫度和氣溫相差較大時就會產生溫度收縮裂縫?;炷恋呐蛎浵禂禐槊繑z氏度0.00001,溫度每變化10℃,混凝土會產生0.01%的先膨脹或收縮。另外如果混凝土被約束變形,在結構中會產生應力,混凝土具有抗拉強度即溫度裂縫性能,當應力超過混凝土的這種性能時,地基就會變形產生裂縫。由于地基不均勻的沉降的垂直或水平方向的位移產生了額外的應力結構,除了混凝土結構的抗張強度,從而導致結構開裂。為了防止鋼筋銹蝕,應根據規范控制裂縫寬度進行設計,采用適當的保護層厚度。還有施工工藝的優劣引起的裂縫,在施工過程中,對混凝土的施工工藝的要求是比較高的,如果在施工過程中施工工藝部規范,在后期使用中產生裂縫的可能性會增大。
1.2大體積混凝土在施工過程中遇到的其他問題
首先,在施工過程中,大體積混凝土的澆筑和振搗過程中,應保證在每一處混凝土初凝以前就被上了一層新的混凝土覆蓋并振搗完畢,而且還應考慮結構的大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響。其次,在大體積混凝土的養護階段,要注意控制混凝土的內外溫差,這就要求應注意保持適宜的溫度和濕度,以此來促進混凝土強度的正常發展和防止產生混凝土裂縫并阻止其發展。大體積混凝土的養護不僅要滿足強度增長的需要,還要通過控制傷工的溫度來防止因溫度變形引起混凝土的開裂。最后,大體積混凝土在拆模時,混凝土的溫差不得超過20℃。
2大體積混凝土產生裂縫的原因分析
2.1混凝土自身收縮的影響
混凝土收縮現象就是其在空氣中硬結時體積較小的現象。在不受外力的情況下,混凝土的這種變形受到外部約束時,將在混凝土中產生拉應力,導致混凝土開裂。在硬結初期主要是水泥石水化凝固硬結過程中產生的體積變化,后期主要是混凝土內部自由水分的蒸發而引起的收縮變形。
2.2水泥水化熱的影響
在水泥的水化過程中(主要是澆筑后的5-7天左右),水泥會放出大量的熱,由于混凝土內外表面的散熱條件不盡相同,因此混凝土中心的溫度很高,而外部溫度不高,這就導致了混凝土內外的溫度梯度,內部產生壓應力,表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產生裂縫。
2.3混凝土材料的影響
混凝土的裂縫主要是受本身的收縮受到的約束而產生的拉應力超過其抗拉強度而產生的?;炷帘旧淼氖湛s由其自身材料所控制,混凝土的材料包括泥土和水、砂石、外加劑和摻合料等?;炷恋氖湛s值和強度值因水泥種類和水泥的用量不同而不同,我們所關注的水泥細度問題中,水泥越細混凝土就越容易裂縫。砂石的含量越高混凝土也越容易裂縫,這是因為骨料表面所帶的泥份阻礙了骨料和水泥漿之間的粘結程度,弱化了界面結構,因而導致了混凝土抗拉強度的降低。另外實驗結果表明,摻加化學外加劑的混凝土的干縮值較大,且不同的化學外加劑對混凝土的干縮值影響不同。此外,結構設計和施工過程中的一些因素也對大體積混凝土產生不同程度的影響。
3對大體積混凝土產生裂縫問題的處理措施
混凝土的裂縫問題直接決定了施工效果的優劣,直接關系到工程的質量和經濟效益,所以裂縫問題的解決在施工工程中相當重要,但是它又是施工過程中避免不了的土木工程現象,不過對其進行處理的辦法還是有的。
3.1恰當選擇原料
在骨料的選擇上,可按照施工條件,盡量選擇大粒徑的中粗砂、有良好級配的石子。這樣既可以減少用水量,也可減少相應的水泥用量和混凝土的收縮和泌水現象。對于水泥的選擇,大體積混凝土產生裂縫的主要原因是水泥化過程中釋放了大量的熱。因此,在大體積混凝土施工過程中應盡量使用低熱或者中熱的水泥,并盡可能地降低混凝土中的水泥用量,從而降低混凝土溫度的上升,提高混凝土硬結后的體積穩定性。還可以通過適當增加活性細摻料代替水泥來保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍塌度不受損失。在摻加外加料和外加劑方面,適當摻加粉煤灰可減少水泥用量,從而降低水化熱,但摻加量不可大于摻加適量的減水劑,這樣可有效增加混凝土的流動性,且能提高水泥的水化率,增強混凝土的強度,從而降低水化熱,明顯延緩水化熱的釋放速度。
3.2防止水泥熱化
水泥熱化會導致大體積混凝土的裂縫問題,因此,需對水泥熱化進行防止,比如,精心設計配合比;增配構造設計,提高抗裂性能等。
3.3施工質量的控制措施
在大體積混凝土施工質量的控制上,原材料環節的質量控制非常重要,首先要對水泥進行編號,其次要對粗骨料和細骨料中的顆粒含量進行嚴格的級配,最后就是要對一些外加劑和骨料含水量等多加注意。認真做好施工過程中的技術層面的工作,對實際問題要認真分析,適當調整各種材料的配比技術,應和具體的施工設備的變化而改變具體的施工措施。
4總結