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武飞(1987-),男,汉族,河北省泊头市人
摘要:钢结构以质量轻、抗震性能好、强度高、塑性韧性好,施工速度快等优点在工业厂房、高层住宅、豪华写字楼等项目广泛应用,钢结构的设计、制作、安装存在的现实问题应引起足够的重视,否则将给工程质量留下隐患,现结合自己的经验,对钢结构工程的实际情况和现行有关规范进行讨论,并提出相应的预防措施。 关键词: 钢结构 施工 通病 预防措施
一、钢结构工程设计过程存在的问题及预防措施
(一)设计图纸中经常出现以下一些问题:
1、设计图纸应用规范不齐全、不正确。如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准;有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明,而这些均已列入了钢结构施工质量验收规范,并作为强制性条文要求,如果设计图纸未加说明,施工和验收就缺乏依据,造成盲目施工和无法验收的后果。
2、设计总说明未写明工程的安全等级和使用年限。工程的安全等级不同,对焊接等施工检查要求也不同。安全等级为一级的,一、二级焊缝的焊接材料必须复试;安全等级为二级的,一级焊缝的焊接材料必须复试,二级焊缝的焊接材料就不一定需要复试。
3、钢材的材质等级,高强度螺栓的摩试要求不明确。有的设计图纸只写Q235或Q345,不写等级A或B,有的不提摩擦面试验要求,也未明确不作摩试要求,施工单位无所适从。有的施工单位在采购材料后,再让设计院认可,这是对工程质量采取随意性的处理,极为不妥。
4、施工图未注明焊接的坡口形式,焊缝间隙、钝边坡口角度、是否单面焊等。有的施工图,对不同板厚的拼接焊未按规范要求开斜坡,局部应力线过分集中,违反国家技术规范,质量验收往往通不过,又造成无法弥补的缺陷。
5、施工图未注明除锈等级要求。对油漆(涂料)的品牌、材质、漆膜厚度也没有要求,这样,工程施工和验收就没有依据。
(二)设计阶段预防措施
作为施工单位,取得施工图以后,一定要组织有经验的技术人员进行图纸会审,看看应用规范有没有问题;节点图有没有表述清楚;强制性条文所要求的内容在设计总说明中有没有显示,各种材料的规格、型号、性能、等级、施工的质量要求和工程的安全等级有没有明确;节点设计是否合理;施工中有没有不可逾越的难度等,都要向设计单位预先提出。设计图纸的完善,是确保施工质量的前提条件。
二、钢结构制作过程存在的问题及预防措施
(一)钢结构制作存在的问题
1、在切割、下料时,翼缘板尺寸宽窄不一,造成H型钢与牛腿的尺寸不一致,与牛腿联系的钢梁上下翼缘板错位约一个板厚;切割边缘有较深的切痕,板边有明显的凹陷,或有较深的锯齿印,切割粗糙度
超标,拼板边缘切割不垂直度,拼接错边等超标。
2、在组装时,焊接H钢无组装胎架,造成H型钢高度尺寸有偏差,腹板偏中心;翼腹板对接后,焊缝未矫平,有明显凹凸;轻钢腹板不平整,组装前未矫正。
3、在焊接方面,轻钢焊接H型钢翼板开料后再拼接,焊缝未安装引熄弧板,造成焊缝不饱满,边缘有凹坑未熔合等,与母材不齐平;柱脚、牛腿的焊脚尺寸小于设计图纸的规定,角焊缝塌边现象严重,收弧处普遍低于母材,气孔较多;使用CO2焊的焊缝成形差,宽窄不一致,高低不一致,忽大忽小;手工焊焊缝不直,宽窄不一,咬边现象严重;焊渣飞溅未清除干净。
4、在钻孔方面,事前未很好会审图纸,在该开单排孔的地方,开了双排孔,结果未补孔就留存在构件上。如柱与牛腿连接处的H型钢为双排孔,而大梁与次梁相同规格的H型钢为单排孔,但开孔时都开了双排孔,安装后影响了强度和外观质量。
5、总装过程中,钢柱牛腿与H型钢梁连接处上下错位,左右错位,未控制好尺寸。
6、除锈与油漆方面:除锈马虎,未达到等级要求,油漆不久就出现返锈、剥落;漆膜厚度不均匀,阳面厚度普遍超厚,可达250μ m,但阴面往往在90μm左右(室内漆膜厚度规定为125μ m);油漆前杂质未清除干净,污物多,高低不平,流挂现象较普遍。
7、在构件运输和堆放过程中,无搁臵件垫平堆放,而是随意卸车,杂乱堆放,甚至让构件埋入泥堆水沟中,造成构件变形、碰伤和污染。
8、构件出厂时,钢柱、钢梁的中心线标记未标示,相当普遍,给安装施工矫正检测带来困难。
9、翼腹板拼接长度不符合要求。如翼板拼接长度不应小于翼板宽度的2倍,翼缘板与腹板拼接焊缝应错开200mm以上,腹板拼接长度不小于600mm。但实际往往未达到上述要求。
(二)制作阶段的预防措施
板制H型钢的尺寸要严格控制,最好相应从整根H型钢截取,防止牛腿高差错位。 严格工艺。H型钢组装时,应有组装胎架。如系组立机组装,也应随时检查调整。 钢板应整张大板拼接,采用埋弧焊焊接改善焊缝质量,既省时又省料。 切割应提高操作技能和参数正确,防止割缝、啃边、塌边、熄火、粗糙度过大等。 除锈质量尽可能采用抛丸或冲砂处理样板对比检查,使油漆后粘合良好,粗糙度合适利于摩擦系数的保证。严控油漆厚度,不能忽厚忽薄,防止阴面构件小于标准的油漆厚度,油漆过厚超过125μm,会增加较大的费用,造成无谓浪费。 构件拼接时,排版要按规范要求,控制好拼接长度,防止过短拼接,尽量避免构件端面板的拼缝间隙。 拼制H型钢,应注意矫正质量,控制角变形值和平整度。 构件油漆后应标注构件中心线标记,构件超过20吨应标注起重点标记。 构件在运输与场地堆放时,应有搁臵件垫平堆放,防止构件变形,碰伤和污染。
三、钢结构工程安装过程存在的问题及预防措施
(一)钢结构安装存在的问题
1、钢柱安装时违反操作规程,象蜡烛一样一根根单插起来,当天又
无法形成稳固的框架单元,大风一来,造成倒塌。这样的安全事故多次出现,应绝对避免。
2、单位无安装工艺,安装构件无顺序。如有一展厅,建筑面积6000平方米,共4层。构件已全部安装到顶,但主钢柱仍没有进行焊接固定,而边上的辅助小钢柱已全部焊完了。又如,钢柱安装完毕后,应尽快把钢柱底部的垫块垫平焊牢,然后用细石密实。但有的工地彩钢板已开始安装,柱脚却没有封闭。
3、锚固螺栓高低不一,柱脚平面事先未测,预埋时移位,形成柱偏位,应先测后埋。
4、安装高强度螺栓,较多的出现以下一些问题:露牙不足,甚至低于螺母;螺栓未拧紧,扭剪型的未拧断梅花头,大六角的没有初拧终拧标记;安装时摩擦面的防护纸未撕掉;高强螺栓作临时固定用,安装后48小时内未漆封;未做扭矩与轴力复试,紧固力矩未按规定计算;摩擦系数试验不到位,有的不做,有的只做一组。拉杆螺栓不拧紧,拉杆不直,腰园孔未用大垫圈,造成螺母与母材接触面太小,极易穿孔。
5、现场焊缝普遍不到位。如刚性连接衬垫焊间隙太小,无法焊透,结果垫板手一拉就掉;衬垫板规格不符合要求,甚至用钢筋代替;焊缝的成形不好,高低不平,宽窄不一,飞溅、焊瘤未清除,咬肉、气孔较多;弧头弧尾不加引熄弧板,出现凹陷等等。
6、图纸会审不仔细,造成安装质量缺陷。如设计图纸未注明在吊车梁翼板上钻孔,施工单位也未提出,结果在安装轨道时采用焊接,
造成吊车梁下挠。违反强制性条文中有关吊车梁不允许下挠的规定。
7、围护彩钢板拼缝不密贴,收边不良,“鼻孔”未封堵,影响对雨水的防渗漏和美观。
(二)安装阶段的预防措施
安装构件时应严格按安装工艺顺序进行,当天应形成稳固的框架单元,当不能形成时,应加缆风绳固定,防止出现倒坍事故。 钢构件柱、梁安装完毕后,应尽快调整钢柱垂直度和高差垫片,然后封闭柱脚,并二次灌浆密实。 高强螺栓要把好扭矩系数和紧固轴力的复试,分别做好制作与安装摩擦面的抗滑移系数。安装高强螺栓控制好施工扭矩,露牙长度2-3扣,不允许高强螺栓当作临时固定螺栓使用,高强螺栓终拧必须在48小时内完成。 加强安装现场焊接质量控制,尽可能选择具有较高水平的焊工焊接,提高焊接质量。 钢结构工程的质量关系到人们的日常生活和生命、财产安全。要从设计入手源头控制,制作、安装过程每一个环节重视质量,加强控制,遵守施工程序和操作规程,坚持质量标准,严格管理,采取有效的预防措施,努力克钢结构工程存在的质量问题,将这一新型结构不断创新、改善。
参考文献
[1]李惠民.土木工程施工技术[M],中国计划出版社,2002年
[2]张仁礼.建筑工程材料[M],中国矿业大学,2000年
1条文编写原则
鉴于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的编写原则是“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”,将不可避免地导致两本标准在有关施工过程的质量控制条文内容上的一些重复.对此,在编写时考虑了以下原则:1)标准不同适用范围原则:在编制《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203过程中,在“过程控制”的相应条文编写时,只针对为实现施工质量合格验收的某些重要施工环节作出基本要求;而对于《砌体结构工程施工规范》,则对施工全过程的质量控制作出较具体的规定.2)条文细化原则:由于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203遵循“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”的编制原则,因此,与之配套使用的《砌体结构工程施工规范》的个别条文内容不可避免地要涉及规范GB50203中的“过程控制”的相应条文.对此,在编写《砌体结构工程施工规范》条文时,着重对砌体结构工程施工过程中的操作技术要求进行细化,作出详细规定,以区别于规范GB50203针对施工过程控制的原则要求.3)标准完整性原则:对《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203“过程控制”涉及的部分内容,在施工规范中不需要再细化时,考虑到其内容的重要性和标准编写的完整性,同时也是为了保证两本规范间的协调一致,对GB50203的相关条文进行了引用.
2关于湿拌砂浆、干混砂浆及专用砂浆使用时间的规定
砌体施工中的砂浆使用时间是特指砂浆的可操作时间,即砂浆从加水拌合后到仍能施工而不影响其性能的最长时间间隔,而非等同于砂浆的凝结时间.湿拌砂浆是由专业生产厂将加水拌合后的砂浆运到施工现场的成品砂浆.由于砌体施工速度较慢,为使砂浆在一定时间内能保持其可操作性,生产厂一般通过掺加不同种类添加剂及控制添加剂用量等方法调节砂浆的凝结时间,实际上也是调整了砂浆保持可操作性的使用时间,且通过试验保证所提供的砂浆在可操作时间内不会影响砂浆性能.因此对湿拌砂浆的使用时间应按厂房提供的说明确定.干混砂浆是专业厂家生产的除拌合水外的砂浆粉状混合物,在加水拌合后即可使用的砂浆.为了解干混砌筑砂浆使用时间与强度的关系,规范编制组对西安市3个不同生产厂家的干混砌筑砂浆进行了试验分析.试验所采用砂浆类型均为DMM5,分别放置0、2、4、6、8h后,适量加水使得砂浆稠度保持在约70mm,通过制作砂浆试块对其强度进行试验,结果表明,随着使用时间的延长,砂浆强度有所降低,其中不同厂家的砂浆在0~8h强度损失最小约12%,最大超过30%,因此,施工过程中对干混砂浆的使用时间应按厂方提供的说明书确定.专用砂浆中的外加剂种类、用量存在差异,其凝结时间也不同,因此,其使用时间应以厂方提供的说明书为准.
3关于现场搅拌砂浆使用时间3h、2h的规定
砌筑砂浆采用现场拌制时,随着使用时间的延长,砂浆的流动性降低,砂浆稠度变小,砂浆操作性变差,这时如果再加水拌合(重塑)后使用,会影响砂浆的强度.原国家标准《砖石工程施工及验收规范》GB203-83编制组曾进行了M5和M5水泥石灰砂浆、M5水泥粘土砂浆、M5微沫砂浆拌合后停放时间对强度影响的试验,试验砂浆的稠度为80mm左右,气温为20~30℃(室内实验室气温).在试验过程中,砂浆稠度随停放时间的延续而减小,为模拟施工状态,对稠度减小的砂浆再加水拌合,使砂浆稠度与初拌时基本相同.试验结果表明:在一般气候状况下,水泥砂浆和水泥混合砂浆在3h和4h使用完,砂浆强度降低一般不超过20%,虽然对砌体强度有所影响,但降低幅度在10%以内,又因大部分砂浆在之前使用完毕,故对整个砌体的影响仅局限于很小的范围.另外,砌体强度除与砌筑砂浆相关外,还与瓦工的操作方法及精心施工程度密切相关,在施工中加强现场质量控制和监督检查,完全可以保证砌体的砌筑质量.当气温较高时,水泥凝结加速,砂浆拌制后的使用时间应予缩短.同时,近年来设计中对砌筑砂浆强度普遍提高,水泥用量增加,因此对现场拌制的水泥砂浆和水泥混合砂浆统一按水泥砂浆的使用时间进行了规定,即“现场搅拌的砂浆应随拌随用,拌制的砂浆应在3h内使用完毕,当施工期间最高气温超过30℃时,应在2h内使用完毕.”该规定不仅对施工质量有利,同时便于现场施工时的控制和管理.
4施工质量控制等级施工前的评审及施工中的检查规定
砌体的施工主要由手工操作完成,质量受到许多人为因素的制约和影响,为保证砌体工程的施工质量,现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203已参照有关国际标准,按施工现场质量管理水平、砂浆强度试验及搅拌、砌筑工人技术熟练程度等因素对施工质量控制等级进行了分级规定.为了保证施工过程中的质量控制等级满足设计要求,在国家标准《砌体结构工程施工规范》中,一方面要求施工前对承建工程的施工队伍进行施工质量控制等级审查、认定,同时在施工过程中对现场质量管理、砂浆与混凝土强度、砂浆拌合、砌筑工人技术等级等四要素要求适时检查监管.当发现施工质量控制等级的有关要素变化将引起施工质量控制等级下降时,应立即停工整顿,采取有效措施,使之回复到要求状态,再进行正常施工.为便于施工质量控制等级的审查、认定和检查,规范附录中提供了相应的表格.
5块材浇水湿润程度
改用相对含水率的规定试验研究和工程实践证明,砌体施工时砌块的湿润程度对砌体的施工质量影响较大:例如采用干砖砌筑不仅不利于砂浆强度的正常增长,大大降低砌体的抗压和抗剪强度,影响砌体的整体性,而且砌筑困难;相反,采用吸水饱和的砖砌筑时,会使刚砌的砌体稳定性差,且易出现墙体平面外弯曲、砂浆易流淌、灰缝厚度不均、砌体抗剪强度降低.关于砖含水率对砌体抗压强度的影响,湖南大学曾通过试验研究得出两者之间的相关性,即砌体的抗压强度随砖含水率的增加而提高,反之亦然.根据砌体抗压强度影响系数公式得到,含水率为零的烧结粘土砖的砌体抗压强度仅为含水率为15%砖的砌体抗压强度的77%.关于砖含水率对砌体抗剪强度的影响,国内外许多学者都进行过这方面的研究,试验资料较多,但结论并不完全相同.可以认为,各国(地)砖的性质不同,是试验结论不一致的主要原因.一般来说,砖砌体抗剪强度随着砖的湿润程度增加而提高,但是如果砖浇得过湿,砖表面的水膜将影响砖和砂浆间的粘结,对抗剪强度不利.美国Robert等在专著中指出:砖的初始吸水速率是影响砌体抗剪强度的重要因素,并指出,初始吸水速率大的砖,必须在使用前预湿水,使其达到较佳范围时方能砌筑.前苏联学者认为,粘土砖的含水率对砌体粘结强度的影响还与砂浆的种类及砂浆稠度有关,砖含水率在一定范围时,砌体的抗剪强度得以提高.近年来,长沙理工大学等单位通过试验获取的数据和收集的国内诸多学者研究成果撰写的研究论文指出,非烧结砖的上墙含水率对砌体抗剪强度影响,存在着最佳相对含水率,其范围是43%~55%,并从试检结果看出,蒸压粉煤灰砖在绝干状态和吸水饱和状态时,抗剪强度均大大降低,约为最佳相对含水率的30%~40%.由于各类砌筑用块材的吸水特性,如吸水率大小、吸水和失水速度快慢等的差异(有时存在十分明显的差异,例如从资料收集中得到,我国各地生产的烧结普通粘土砖的吸水率变化范围为13.2%~21.4%),以及环境温度、湿度的不同,块材砌筑时适宜的含水率也应有所不同.因此,需要在砌筑前对块材预湿的程度采用含水率控制是不适宜的.为了便于在施工中对适宜含水率有更清晰的了解和控制,块体砌筑时的适宜含水率宜采用相对含水率规定.根据国内外学者的试验研究成果和施工实践经验,以及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的相关规定,本次规范制定中,按照块体吸水、失水速度快慢,对烧结类、非烧结类块体的预湿程度采用相对含水率控制,并对适宜相对含水率范围分别作出了规定.
6后置拉结筋的施工质量检查的规定
近年来,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋,施工中常采用后植筋,这种施工方法虽然方便,但常常因锚固胶或灌浆料质量问题,钻孔、清孔、注胶或灌浆操作不规范,使钢筋锚固不牢,导致作用在植筋上的拉力不能有效通过化学粘结剂向混凝土中传递,起不到应有的拉结作用.因此,在本次规范制定中编制组从确保工程质量考虑,增加了后置拉结筋施工工序规定及对后置拉结钢筋进行现场非破坏性检验的规定.为了保证抽样检测结果具有代表性,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋现场实体检测的抽检数量,参照了现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB/T50344对建筑结构抽样检测的最小样本容量规定,即实际检测时抽检的样本容量不应少于最小样本容量的限定量.检验结果应符合设计及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的有关规定.
二关于节能减排政策的贯彻
为了贯彻节能减排的方针政策,《规范》在编制中主要从以下方面进行了体现:1)在材料方面,积极推广节能环保材料(如烧结类空心砖和空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块及人工砂、山砂、海砂等)和工厂化预拌砂浆在砌体结构工程中的应用,并在《规范》中对新型材料的性能和使用要求作出了相应的规定.2)《规范》中专门纳入了环保章节,特别对施工过程中可能会对环境造成污染和危害的方面做出了明确规定.3)对复合夹心墙的施工要求作出了相应规定,有利于砌体房屋在节能减排领域的推广应用.
三标准的先进性
1)预拌砂浆、专用砂浆以及新型块材的推广应用,不仅符合节能环保、发展绿色建筑的理念,也有利于建筑施工技术的工业化发展.2)针对不同种类块材吸水率差别较大的状况,对块材浇筑前浇水湿润程度要求采用了相对含水率的控制方法.3)强化施工前及施工过程中对砌体施工质量控制等级的认定及检查、整改,并编制了专用表格.4)对夹心复合墙的砌筑技术要求提出了规定.5)按照经修订的现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2011中填充墙连接方式的要求,对填充墙与主体结构之间的连接进行了规定,并提出了填充墙砌体后置拉结钢筋的植筋工艺及实体检测要求.6)注重环保和安全施工.
四结语
1.教材内容脱离实际工程
目前,大多数高职院校使用的钢结构教材内容偏重钢结构设计,主要包括钢结构的材料、钢结构的连接及构造要求、基本构件的设计与验算、钢屋盖体系等,而钢结构构件加工制作和现场安装等内容比较少、从施工单位对学生的反馈情况来看,他们在工作中正缺少这部分一线钢结构技术人员必备的基本技能。因此,现行的“钢结构工程施工”教材已与高职高专人才培养的要求脱节。
2.实践教学滞后
目前,大多数高职院校课程教学偏重理论教学。即使辅以一定的课内实践教学,也仅是带学生参观钢结构工厂和工地,学生仅仅只获得一定的感官认识,而动手能力得不到任何提升。
3.“双师型”教师匮乏
“钢结构工程施工”课程的特点需要实际经验丰富的教师,而高职院校讲授该课程的教师,尤其是年轻教师,大多理论知识扎实,而实际工程经验比较缺乏,但高职更注重的是学生工作技能的培养,而不仅是基础理论知识的传授。这就要求教师必须同时具备丰富的工程实践经验,这样才能培养出具有一定的理论素养又有良好的动手能力的学生。“双师型”钢结构教师的匮乏制约了高职毕业生钢结构施工技能培养。
二、“钢结构工程施工”课程教学改革
1.工作过程为导向,开发合理的课程内容结构
钢结构行业人才不但要懂钢结构基础知识,而且要熟悉钢结构现场施工技术。高职院校培养的正是有一定理论知识和较强动手能力的专业技术人员,而高职毕业生正是钢结构施工企业主要人员的供给源。根据我院“全真模拟”的要求和“任务驱动、项目导向”教学模式,通过市场调研,结合钢结构施工企业对人才的专业素养需求,钢结构的教学内容应遵循“实用为先、够用为度”的原则,着重从以下几方面来组织教学内容:
(1)钢结构的材料包括钢结构常用材料的种类、标注方法、材料力学性能和破坏形式等。
(2)钢结构的连接常用的连接方式——焊接和螺栓连接。本部分内容应作为基本技能对学生进行讲授,包括连接的计算与复核、适应范围及质量检验标准,并结合施工图认识连接。
(3)简单构件的设计方法对工程中常见的轴心受压构件、受弯构件和拉、压弯构件的设计方法与构造要求,应作为学生必须掌握的基本技能。
(4)施工图识读能力的培养图纸是工程师的语言,识图能力是对土建施工技术人员的最基本要求,也是必须掌握的基本技能。通过识读轻型门式钢架结构施工图纸,完成识读笔记,既可以让学生掌握结构体系整体概念,又培养了他们的识图能力。
(5)钢结构施工技术学习主要介绍钢结构工程构件加工制作、现场吊装技术和钢结构涂装技术。
2.建立施工现场实训基地,强化实践教学
要想提高学生的动手技能,必须强化“钢结构工程施工”课程实践教学,而校企合作是一种很好的方式。选择规模大、生产管理规范、技术先进的钢结构施工企业作为校企合作单位,发展校外实习基地,建立了“厂中校”“教学工厂”。钢结构构件的加工制作工序比较繁复,理论教学只能纸上谈兵,应组织学生到钢结构制作工厂去参观,请一线技术人员讲解各种构件的制作过程,对质量和精度的控制要求,通过看、听、摸亲身感受构件的加工制作工程。对钢结构的现场安装,由于受到时间安排、距离远近和现场安全管理等制约,可以利用录制的现场施工视频组织现场教学,同时聘请合作单位中的项目经理或专家讲解安装工艺及质量控制点。将理论教学融入实践教学,强化了学生对这部分知识的掌握。同时,课程设置专项实训周,并设置具体工作任务。教师和合作企业有经验的工程师一起作为指导教师指导学生完成,根据实际情况选择合适的指导方式。可以派学生到钢结构施工企业进行顶岗,让学生在真实的生产环境中,学习和了解工程中的实质性内容,做到“学中干,干中学”;也可以在学校设置虚拟岗位,请企业技术骨干或专家到学校来指导学生。
3.“双师型”教学团队的建设
“双师型”教师对高职院校教师提出了更高的要求和压力。钢结构施工教师除了要有扎实的理论知识,还要有精湛的技能技巧,能精通钢结构深化设计、懂钢结构识图与图纸会审、熟知钢结构加工制作与安装过程、具备钢结构质量验收与现场管理等钢结构专业方面的能力。可以通过以下途径强化“双师型”教师培养:
(1)与校企合作单位实行人员互派,企业选则经验丰富的技术骨干和能工巧匠来校授课;学校选派相关教师到钢结构施工企业进行挂职锻炼,在企业从事实际钢结构工程的施工管理,时间可为一学期或暑假两个月,这样实现“工教”结合,增强专业技术实践能力。
(2)针对采取新技术、新工艺的钢结构工程,组织相关教师到现场参观学习钢结构工程施工技术,通过和现场技术人员的的相互交流学习,对实践知识进行查漏补缺。
三、实施建议
(1)通过对企业进行调研,编写与市场需求相适应的“钢结构工程施工”校本教材。教材应以工作过程为导向来设计课程内容与教学手段,紧紧围绕能力目标与综合项目组织教学。同时,在教学过程中理论与实践教学同步,任务驱动,培养学生的职业素养。
(2)教学手段和教学方法应该多元化。理论教学以多媒体教学为主,制作紧贴实际工程的教学课件,建立声像资料库;在教学方法上综合应用“案例教学法”“现场教学法”“任务驱动教学法”等多种方法;在教学过程中应结合学生特点因材施教,激发学生学习兴趣,提高学习效率。
(3)考核应侧重动手能力和解决实际问题的能力,采用过程考核和成果考核相结合的方法。
1.1钢结构较强的便捷性
钢结构采用的材料相对比较简单,一般也都是成材,在进行加工的时候也比较便捷,在土木工程钢结构施工的过程中,一般会选择精确度相对很高的构件,这样在施工时,施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装,使用螺丝进行安装就可以,不仅使施工更加的方便,又使施工的周期缩短,同时,钢结构在安装完成后,再重新进行改装的过程也是比较便捷的。
1.2钢结构的节能环保性较高
在建筑领域中,能源的消耗比较大,土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点,钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料,而钢筋具有可回收性,因此,在建筑物拆除之后,大部分的钢结构都是可以回收利用的,这就有效的降低了能源的消耗情况,也避免了对环境的再次污染。
2钢结构在土木工程中施工技术要点
2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作
在土木工程进行钢结构施工前期,监理人员要充分的做好施工前的准备工作,不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解,同时还要详细的了解工艺流程,充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外,还应该对图纸进行仔细、认真的研究,对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告,针对出现的问题,要及时的进行解决,确保钢结构施工过程中不会出现失误。
2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术
在土木工程项目的整个施工过程中,塔吊对钢结构的施工有着重要的影响,在钢结构施工的过程中,对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体,塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下,钢结构施工都采用的是内爬式塔吊,可以从整体上降低钢结构的使用成本。
2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用
在进行土木工程钢结构施工时,具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点,焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用,直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展,土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到,高层焊接技术的误差值限制在9mm之内,施工效果比较明显。
2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用
吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候,吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此,在进行土木工程钢结构施工前期,要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来,在进行吊装作业设计过程中,要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素,从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。
3提高土木工程钢结构施工质量的分析
3.1加强钢结构施工的设计与技术指导
钢结构施工技术管理体系要不断的完善,要严格的保证钢结构施工的质量,要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查,对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查,对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导,对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控,避免偏差过大的现象出现,确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外,还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案,有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员,对施工人员进行技术培训,从而使施工人员的技术水平不断的提高,保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。
3.2科学、合理的采用施工设备
施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点,将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用,不仅要满足钢结构施工的技术要求,操作性较强,同时,还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查,对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查,决不能因为价格低就选择使用,要严格的确保工程配用设备的质量水平。
3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性
随着钢结构在土木工程施工中广泛应用,钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展,但是,对于钢结构构件的质量确不能符合标准,这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时,要对其质量进行严格的检查工作,对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查,对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控,从而使钢结构施工质量可以有效的提高。
3.4对施工质量安全进行严格的监管
土木工程项目的有效施工,对人民群众的生命财产安全有着重要的保证,在土木工程钢结构施工的过程中,要确保施工的质量安全监管工作,一是,在钢结构施工中要特别注重施工的安全性,对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训,并且,在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施,施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽;二是,工程的施工质量安全,在整个施工过程中,要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查,防止在施工的过程中出现问题,尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。
4结语
摘要:国际工程项目是指国际工程领域中的项目,也称国际领域中的工程项目。文章以工程项目组织结构模式为对象,探讨了各类工程项目组织结构模式的特点,提出了项目组织形式选择的基本要求。
国际工程项目是指国际工程领域中的项目,也可以说是国际领域中的工程项目。工程项目组织(ProjectOrganization)是指在工程项目管理人员中的职位结构设置及设置结果。工程项目组织的目的是按任务或职位制定好一套合适的职位结构,以使项目人员能为实现项目目标而有效的工作。工程项目组织的结构模式是指在项目上级组织的影响下,项目与上级组织以及项目内部的联系方式。由于项目组织是在上级组织内形成,而上级组织通常是一种常规组织,所以项目组织与常规组织既不同又有联系。按照这一思想,在项目管理组织中,形成了几种项目组织的结构模式:职能化项目组织、项目化项目组织、矩阵化项目组织和混合组织。
一、工程项目组织结构模式
(一)职能化项目组织
与常规组织联系最密切的就是职能化项目组织(FunctionalOrganization)。这种模式为了给项目安个“家”,把项目放到常规组织的一个职能部门去,使项目组织成为常规组织的一部分。在职能化项目组织中,人员利用上有最大的弹性及适应性。部门作为项目相关专业技术专家的基本管理基础,专家可被临时安排到项目中,完成所需要的工作后被立即安排回他们的常规工作;部门中的专家也可以被组织起来共享知识和经验,个别专家还可以被不同的项目利用。因此,职能部门在个别人离开项目甚至上级组织时,仍可保持技术上的延续性。
在这种模式下,客户、委托人不是活动和关心的焦点。职能部门有自己的常规工作要做,这些工作通常是优先于项目考虑的,因此客户常被忽视。有时在职能化项目组织中,没有一个人对项目负全面责任。这种不明确责任的失误通常意味着项目经理只对项目的一部分负责,而其他人却对项目的另一部分甚至更多的部分负责。不难想象,这必然会导致缺乏协调和扯皮,进而造成对客户的需要反映既慢又困难。这种模式不利于促进形成项目的系统管理方法。
(二)项目化项目组织
项目化项目组织(ProjectizedOrganization)也可称为纯项目组织,在项目上与上级组织联系方面,是另一个极端。在这种模式下,项目与上级组织的其他部分分离,成为一个自给自足的单位,它有自己的技术人员、自己的管理、由定期的成果进展报告和工作监督而保持着与上级组织的微弱关系。
在项目化项目组织模式下,项目经理在整个项目上有足够的管理权,项目经理是真正的项目领导,项目班子所有成员都只对项目经理负责,在做出技术决策前不用请示任何职能部门负责人。当项目与职能部门分开时,项目经理绕过了整个智能结构直接与公司高级组管沟通,沟通线路缩短了,使得沟通更迅速。同时,由于权力集中,做出快速决策的能力极大增强,整个项目组织也就可以对客户的需要和上级的要求做出快速反应。当存在若干个连续的类似项目时,项目化项目组织就可以稳定地拥有或多或少能开发出特定技术的一批骨干专家,从其成员当中开发出高水平的完成任务的能力。项目化项目组织结构简单而且灵活,理解和实现相对容易。这种形式易于形成对项目的系统管理方法。
然而,当上级组织同时进行几个项目时,要满足每个项目的人员配备需要。这会导致从行政部门人员到高级技术人员的重复配置。为确保技术知识和专门技术使用权的需要,导致了项目经理储存设备和技术以便当需要时就能得到,因而一些掌握关键技术的人是在可得时而不是在需要时就被项目占有了。把项目从职能部门的技术控制下解放出来,有利也有弊,尤其是项目带有“高技术”的特征时更是如此。虽然参加项目的技术人员对项目技术问题有一定的研究深度,但仍然还是落后于其专业中的其他一些人。在项目化项目组织中,项目采取自己的生活方式,常发生项目间的对抗及痛苦的争斗。
(三)矩阵化项目组织
为了能将项目化项目组织的优点与职能化项目组织有利的方面结合起来,同时也避免其各自的缺点,人们发现了矩阵组织(TheMatrixOrganization)。在效果上,职能化和项目化项目组织代表两个极端,矩阵组织则是二则的结合,它是覆盖于上级组织的职能部门之上的项目组织。由于是由项目化项目组织和职能化项目组织结合而成,根据两个极端中哪个的作用强,矩阵组织又分为强矩阵组织(StrongMatrix)和弱矩阵组织(WeakMatrix)两种形式。
在矩阵化项目组织中,项目是强调的重点,项目经理个人负责管理项目,使项目按期、在规定费用以内达到预定要求。在这点上矩阵组织与项目化项目组织是相同的。由于项目组织是覆盖在职能部门之上的,从中临时抽调人力资源,项目对职能部门的技术专利库有了合理的使用权。当有多个项目时,所有项目都可能得到职能部门的专利,因而极大地减少了项目化项目组织的重复配置。矩阵组织对上级组织内部的各种要求反应也是既快又灵活。在矩阵管理中,项目有上级组织各行政管理单位的代表并有对他们的使用权。其结果是使项目保持了在政策、实践和程序上与上级组织的一致性。当同时进行几个项目时,矩阵组织可以实现较好的资源综合平衡,进而实现每个项目不同的时间、费用、性能目标。这种整体优化方法可使得所有项目人员配备得当,进度安排合理,从而优化整个系统而不是牺牲其他项目而实现一个项目的目标。职称论文
在职能项目组织中,毫无疑问职能部门是决策的核心,在项目化项目组织中,显然项目经理是项目权利中心。到了矩阵组织,权利则要更多地在二者之间平衡,通常这种平衡相当细致。但若果对谁负责的问题出现疑问时,项目工作就会受阻。
在多个项目间优化项目目标的能力是矩阵组织的一个优点,但这种能力也有反面。多个项目必须当成一个整体慎重监控,而这是一项艰难的工作。为满足多个项目的进度而在项目之间调动资源可能引发项目经理间的明争暗斗,这些项目经理都总是考虑确保自己的项目的成功而不顾组织整体的优化。在使用矩阵组织的项目上,传统做法是项目经理负责管理决策,职能部门领导负责技术决策,但这种分工在实践中是很复杂的,没有谈判能力强的项目经理就不能保证项目成功。
矩阵管理破坏了命令统一的管理原则,项目人员至少有两个上级,他们是职能经理和项目经理。它使人员无法忠实于双向领导,也无法应付可能的混乱局面。任何在这种体制下工作的人都会体会到它的难处,没使用过这种方式是体会不到这一点的。
(四)混合组织系统
纯职能和纯项目组织在一个公司里可以同时存在,这就产生了混合形式(MixedOrganizationalSystems)。这种形式通常是将一些大的、长期良好运行的项目分离出一些附属项目或独立的活动。许多公司在已有的职能部门中先培育一些还未稳定的小项目,然后让它们“断奶”,形成有自己独立身份的纯项目,最终形成“攻关队”,大项目还可以成立“攻关实体”。混合型式的杂交带来了灵活性,它使公司能通过适当的组织结构设置,满足解决各类特定问题的需要。然而,由于利益和兴趣都不同,这种杂交中也有明显的危险,相同责任的不同组合会鼓励重叠、重复和虚构。
二、项目组织结构模式的选择
(一)影响选择项目结构模式的因素
选择组织形式不是一件易事,要依据项目的特点和公司的资源来选择。有的只是少量的设计原则,不会告诉你确切需要哪一种形式,也没有建立组织的详细指南。能做的就是考虑未来项目的性质、各种组织形式的特征、各自的优点和缺点,最后拿出折中的方案。在下表中列出了12项反映项目性质、特征的因素,它们基本上从各个方面描述了项目的情况,每种特性的评价分为三个等级或种类,各等级或种类对应着与其适应的三种项目组织形式之一。
(二)选择项目组织结构模式的基本要求
1.总的来说,职能化组织常用于需较深技术运用的项目,而不是以降低成本、满足特殊的进度、实现对变化的快速反应为主的项目。
2.如果公司要管理数量较多的类似项目(如建设项目),项目化项目组织更适合。同时还可用于一次性较强、较独特且需要慎重控制而且不适于单一职能部门完成的任务,例如新产品生产工艺的开发。
【关键词】土木工程建筑;结构设计;问题
土木工程是建造各类工程设计的科学技术的统称,其主要内容不仅包括设计、维修、施工等技术类活动,也包括房屋、道路、管道、桥梁以及电站和港口等一系列工程建设对象等,在工程项目建设中极为重要。现阶段,经多项工程项目研究发现,土木工程建筑的结构设计中仍存在诸多问题,不仅影响工程施工进度,甚至可威胁到建筑项目的安全性,后果严重。要想解决这一问题,需重视并有效设计土木工程建筑结构,防治以往结构设计中存在的重点问题,以增强工程施工安全性,保证工程项目施工的顺利开展。
1 土木工程建筑结构设计中存在的主要问题
1.1工程选址问题
工程选址是开展土木工程建筑项目的基础,与其结构设计关系密切,这就需要项目负责人员积极做好选址工作,保证工程项目结构设计的科学性与有效性。但是现阶段,许多土木工程并不重视选址问题,甚至有些工程项目的建设方单纯依赖于风水或迷信等,做不到科学选址,不仅可影响到项目结构设计效果,严重者工程施工后期甚至可造成坍塌等,破坏性较大。
1.2基础结构设计问题
土木工程建筑的基础结构是其重要组成部分,不仅与上述1.1中的工程选址联系紧密,而且与工程施工方案也具有一定的联系,而施工方案的选择则是项目工程结构设计中的一项重要问题,目前许多土木工程施工方案的制定均无法完全实现其原有的结构设计要求,尤其是基础结构,其稳定性与强度均未达标,严重影响工程结构设计效果与实际施工质量。
1.3房屋建筑中承重柱与构造柱的区别问题
一般来讲,在土木工程项目施工中,为了增强房屋建筑的抗震性能,需科学地对柱梁构造进行合理的结构设计,避免形成裂缝,以提高施工质量。但是在实际操作中,许多结构设计者对承重柱和构造柱认识不清,有的设计者甚至会把承重柱设计方式插入至构造柱结构设计中,导致构造柱的有些设置丧失原有根基,一旦发生强震,工程结构可发生剧烈沉降,且裂缝还会导致建筑物倒塌。同时,有些工程结构设计将承重柱截面面积设计太小,当受到外力时,梁柱易发生开裂,影响工程质量。
1.4环境因素影响问题
在对土木工程建筑进行结构设计时,不仅需要考虑其耐久性与安全性,还需考虑工程施工地的土壤温度与水土酸碱度等相关环境因素,但是部分建筑工程项目往往忽略这些关键内容,导致结构设计仅限于理论中,当实际施工时易发生安全事故,危害性较大。
2 对土木工程建筑结构设计的建议
2.1施工前测量工程地基
工程施工前,可先采用计算机与GPS技术对工程地基进行科学测量、核算,确保工程施工的可行性与安全性。同时在高楼作业时需快速发展管理信息系统MIS技术,并结合计算机以辅助CAC科技,完善高楼建筑施工系统及其相应的管理体制,在减少经济投入的基础上,保证建筑质量。
2.2结合力学知识,于工程建筑结构设计中融入施工工艺
当前环境下,随着先进科学技术研究的逐渐深入与施工技术的不断革新,传统的结构设计已经无法满足目前土木工程建筑项目施工的需要,所以在现阶段的工程施工中,结构设计人员需在传统施工技术的基础上,增添新元素,充分结合力学知识,并将先进的施工工艺融入至结构设计过程中,不断更新设计方法,防治工程质量问题。
2.3选用适当的建筑材料
现阶段,由于建筑材料市场在不断发生变化,材料的利润逐渐减小,同时人们日常生活水平逐渐提升,社会大众对房屋建筑质量的要求越来越高。这种情况下,土木工程建筑也迎来了新的挑战,施工材料是土木工程建筑的基础原料,所以其建筑材料的选用十分重要,可在施工过程中有选择性地选用安全性较高的新型材料,以保证工程项目的施工质量。
2.4充分应用先进科学技术
21世纪是新知识经济的时代,土木工程建筑也要随之发展,保持与时俱进,就目前情况来看,土木工程建筑行业中已经出现了许多新型的高科技产品以及绘图工具等,均大大提升了工程建筑结构性能,且科学、精准的设计施工图纸能够有效减小施工误差,减少意外情况,同时还可优化工程项目施工的结构设计,增强其可行性与安全性。另外,在工程项目进行施工时,还需增强施工信息化建设,科学管理结构设计程序,选用适当的施工材料,并把握合理的施工进度,提前做好工程预算工作,保证工程施工的顺利进行,以尽量缩短工期,保障施工质量。
参考文献:
【关键词】钢筋混凝土;框架结构;施工;强度;保护层
中图分类号: TV331 文献标识码: A
混凝土和钢筋是主要的建筑材料,混凝土的主要特点是:抗压强度高,可模性好,塑性状态下的混凝土能够填充任何形状的模板,耐久性及耐腐蚀性好,但是其缺点是抗拉强度低,易开裂。在施工过程中由于施工人员技术素质存在差异,对操作规程了解较少,在施工中容易产生影响质量的现象,这些状况如重视不够或解决不及时,将会直接影响质量和工期。就施工质量容易形成的通病和实际预防措施谈几点体会。
1 模板质量事故分析与预防
模板,支架系统破坏:
1.1 底层模板支架沉降。施工支模前,底层基土没有夯实,或者坑洼处没有分层夯实填平,使得基土承载力达不到成在(承载)要求,浇筑混凝土时支架在上部压力作用下产生下沉;另外,未夯实的基础被水淋湿之后软化使支架随之沉陷,造成上部混凝土结构或构件因不均匀沉降变形而开裂。预防措施:模板的支架在浇筑混凝土前必须规范要求,经过认真设计来确定。施工前应将支模基土夯实填平,放好支架轴线位置,铺垫碎石垫层,支架下应设置垫块,垫块面积不小于 0.16�。为了确保梁模板的坚实,应在夯实的地面上立柱底部,垫厚不小于 40mm,宽度不小于200mm 的通长垫板,用木楔调整标高。
1.2 支架系统失稳。模板的支架材料质量不合格,刚度不够,支柱太细或支柱接头过多,且连接不牢靠,有的支撑系统缺少必要的斜撑和剪刀撑,因支撑系统失稳造成结构倒塌或产生严重变形。预防措施:应根据不同的结构类型及模板类型,按规范要求设计,选用合适的模板系统,确保支架稳固,确保不变形。如木支架系统中,支撑梁的顶撑立柱一般为 100×100m�方木或直径 120mm 的原木。木帽用截面 50-100×100 的方木,长度根据梁高确定,斜撑用方木,顶撑可根据梁的大小决定。钢支架系统,一般可和模板体系相配合,钢支架体系一般宜扣成整体排架式,其立柱纵横间距控制在 1m 左右,同时应加设斜撑及剪刀撑。
1.3 胀模。模板侧向支撑刚度不够,模板太薄强度不够,夹档支撑不牢靠,在构件高度较大时,或柱模中如果柱箍间距过大,就会出现胀模。预防措施:模板用料要计算精确,发现问题及时纠正。一般梁中部用铁丝穿过横档对拉,用对拉螺栓将两侧模板拉紧,及时加水平撑,斜撑,剪力撑等。
1.4 模板尺寸偏差
这主要原因是:看错图纸,如错把轴线看做中心线;对细部关键部位管理不到位;还有其他原因,如模板遭外力撞击而变形。预防措施:支模时应严格按照规范要求操作,支模前检查模板将构建(误差?)控制在允许范围内。
2 钢筋工程质量事故与预防
2.1 钢材质量不合格。一些施工单位为了减少成本或管理不严,采办一些质量不稳定的产品。为防止此类事的发生,进场的钢筋有合格证和质量保证书外且施工前进行钢筋复验。
2.2 钢筋加工制作错误。施工过程中常因管理不严,操作工不懂钢筋级别将钢筋级别搞错或下料长度不对。预防:施工过程要建立质量检验制度,钢筋要统一挂牌专人负责,做好钢筋隐蔽验收记录。
2.3 钢筋错位。一些不负责的工人为施工方便没按要求施工或乱改设计中施工比较困难的钢筋,或看错图纸计算错误造成配料出错。为降低造价偷工减料,露筋,少筋。预防:钢筋的品种,级别 ,数量等符合要求。要加强施工管理和质检工作,做好技术交底,严格执行规章,加强工程管理。
2.4 钢筋连接缺陷。焊接或机械连接易出现缺陷,如加渣,气孔,弯折 ,裂纹坏丝等,同一截面受力接头不易(宜)过多。预防:发现问题,及时纠正。且不可因难度大,赶工期而影响质量。对焊接技术不熟练的工人换掉。
2.5 钢筋生锈,在浇筑前要及时除锈。
3 混凝土工程质量与预防
3.1 混凝土质量控制不严。表现为 水泥质量低劣,数量偏少;骨料含泥量多,石子质量差,外加剂使用不当。预防:一旦发现不合格水泥立即停用,对水泥质量怀疑或出厂超过三个月时,进行复试,并按复试结果使用。含泥量多的石子洗净后使用,骨料质量严格把关。外加剂要符合质量标注的要求。
3.2 混凝土施工配合比不当。施工过程中,机械套用书本配合比,原材料不匹配不科学,或加水量大, 一些工人为施工方便私自往砼车加水。 试块与实际结构强度不符,混凝土中各种材料施工配合比不当,这使其强度变化大。预防:水泥、骨料、搅拌水符合要求,经实验室适配调整后定出合理的混凝土(配合比)。
3.3 混凝土搅拌过程不均。由于计量方法不当或计量误差大或搅拌方法不当或时间太短,造成砼搅拌不均。
3.4 混凝土运输,浇筑不当。由于组织不周全,混凝土浇筑速度小于搅拌速度,使拌合好的材料堆积时间过长,这样易造成其初凝,施工员发现离析不重视导致强度不足。浇筑不当使构件存在缺陷如表面蜂窝麻面,露筋,有空(孔洞),夹渣等。预防:制定合理的技术方案,依据结构或振捣棒特点分层浇筑,浇筑完后对其进行养护,加强现场管理对浇筑完后出现问题的模板(混凝土)即时处理。
在使用量大而广的钢筋混凝土工程中,常常出现工程质量事故。造成工程质量事故的主要原因是:违反基本建设程序,使工程没有有效地监督机制;其次对国家规范理解,掌握有偏差,使建筑结构设计先天不足,存在质量事故隐患;而施工过程中管理混乱,随意性大,质量控制把关不严,直接影响工程质量,所以要把抓住土建中每个环节,施工中钢筋混凝土的每一个细节。
参考文献
[1]潘元.钢筋混凝土框筒结构地震反应的仿真分析[D].西安建筑科技大学,2005.
关键词:钢结构;工程管理
Abstract: with the speeding up of the economic development, the steel structure of in fast development, represents more of the steel structure project will grow. Compared with the concrete structure, the steel structure of the construction management has its own characteristics, this paper according to the engineering practice, the construction preparation material management to steel structure construction link to steel structure construction management problems discussed, for peer reference.
Keywords: steel structure; Engineering management
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号
1 工程概况
某厂房车间钢结工程由钢架、钢行车梁、钢屋面等钢结构子分项。本工程钢梁总长度41m,分段拼装起吊中最长的14m,约重1.015t,安装最高度为8.716m。为了在钢结构(制作和安装)整个子分部施工过程中确保质量和进度及安全,特制定钢结构专项施工管理方案。
2 工程管理方案
2.1 工程管理目标
笔者通过该本工程施工图的研究、施工现场的勘察,结合先进的钢结构施工管理,将在此基础上力争提前完成施工任务,尽早将工程交给业主使用。
为保证该工程项目能按计划顺利、有序地进行,并达到预定的目标,必须对有可能影响工程按计划进行的因素进行分析,事先采取措施,尽量缩小计划进度与实际的偏差,实现对项目的工期的主动控制。影响该项目进度的主要因素有计划因素、人员因素、技术因素、材料和设备因素、机具因素、气候因素等。对于上述影响工期的诸多因素,我们将按事前、事中、事后控制的原则,分别对这些因素加以分析、研究,制定对策,以确保工程按期完成。
2.2 工程管理机构
本工程钢结构施工严格按照项目法施工,实行项目管理,推行项目法施工,实行项目经理负责制。使项目管理成为能协调各方面关系的高度指挥机构,配备素质高、能力强、有管理水平的项目经理部,使用经济和行政手段,确保施工进度。强化项目部管理人员工期责任制和激励机制。
施工现场推行“矩形体制、动态管理、目标控制、节点考核”的动态管理法。
2.3 利用计算机进行计划管理
根据本项目的工程特点及难点,安排合理的施工流程和施工顺序,尽可能提供施工作业面,使各分项工程可交叉进行。在各工序持续时间的安排上将根据以往同类工序的经验,结合本工程的特点,留有一定的余地,并充分征求有关方面意见加以确定,同时根据各个工序的逻辑关系,应用目前国内较先进的梦龙网络软件或Project 项目管理软件,编制总体网络控制计划,明确关键线路,确定若干工期控制点。
根据确定的进度计划检查日期,及时对实际进度进行检查,并据此做出各期进度控制点,及时利用微机对实际进度与计划进度加以分析、比较,及时对计划加以调整,在具体实施时应牢牢抓住关键工序及设定的各控制点两个关键点,一旦发生关键工序进度滞后,则及时采取增加投入或适当延长日作业时间等行之有效的方法加以调整。
2.4 施工协调管理
①充分协调好业主、监理、设计等与工程相关部门的工作关系,取得相关机构对工期管理工作的支持。②充分协调好与业主的工作关系,对可能造成工期影响的工作内容,尽早知会对方,会同监理工程师协调解决。③实施每周例会制度,由建设单位、监理单位、总承包单位参加,工程出现的问题及早解决,以免延误工期。④组织协调好土建、安装和装饰的交叉作业和分段流水施工。针对工程特点,采用分段流水施工方法,减少技术性间歇,对主要项目集中力量,突出重点,加快施工进度。
3 钢结构施工准备阶段管理
3.1 技术准备管理
①由项目经理主持,总工程师负责组织技术和管理人员,对工程设计图纸进行会审和技术交底,制定相应的制作质量工艺流程质量控制措施和主体结构吊装的施工方案,围护结构安装施工方案,以及编制项目施工预算等。②会同业主、设计、监理以及其他施工单位对编制的施工方案进行审查和完善,及时解决存在的问题。③根据现场情况,绘制施工平面图,落实施工现场的临建、库房材料的堆放贮存场地和机具设备的安置。④准备钢结构制造、安装所需各项技术资料。
3.2 进场管理
①进场前,尽快会同业主、监理、其他施工单位移交建设场地红线、水准点、施工技术资料。②根据施工方案及工期要求,编制工程构件和安装辅材进场计划,及时组织施工所需的人力、设备。③解决施工现场内进场交通口、供水、供电、材料堆放场地等问题。④编制季节性施工措施,制定施工现场管理制度等。
4 钢结构材料管理
4.1 材料采购与检验管理
①钢结构材料采购前,将所有拟购材料的品牌、型号、规格、样品、产地、生产厂家提供给业主、监理方核定,经认可后再采购。材料进厂后,会同业主、质监、设计单位按设计图纸和国家规范对材料按下面方法进行检验, 检验合格后方可使用。②质量证明书。质量证明书应符合设计要求,并按国家现行有关标准的规定进行抽样检验,不符合国家标准和设计文件的均不得采用。③钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2,并符合产品质量规范的规定。④钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准和设计要求《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。⑤连接材料(焊条、焊丝、焊剂)、高强螺栓、普通螺栓以及涂料(底漆和面漆)等均应具有出厂质量证明书,并应符合设计的要求和国家现行有关标准的规定。⑥合格的钢材按品种、牌号、规格分类堆放,做好标识。钢材的堆放应成形、成方、成垛,以便点数和取用;最底层垫上枕木,防止进水锈蚀。⑦焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)应按牌号和批号分别存放在干燥的储藏仓库;焊条和焊剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干;焊丝应无铁锈、油污以及其他污物。⑧材料凭领料单发放,发放时应该核对材料的品种、规格、牌号是否与领料单一致,并要求质检人员在领料现场签证认可。
4.2 钢构件现场堆放管理
依据吊车的起重能力确定构件堆放位置。现场构件分类单层摆放,以便于起吊。进场钢柱、钢梁下需加垫块,并且需注意预留穿吊索的空间。堆场需留出吊装机械通道。小件及零配件应集中保管于仓库,做到随用随领,如有剩余,应在下班前作退库处理。仓库保管员对小件及零配件应严格做好发放领用记录及退库记录。
表1 钢结构组装质量要求
5 钢结构的组装和连接
在安装钢柱前,应检查螺栓间的距离尺寸,其螺纹是否有损伤(施工时注意保护)。结构吊装时应采取适当的措施,以防止过大的弯扭变形。结构吊装就位后,应及时系牢支撑及其联系构件,保证结构的稳定性。所有上部构件的吊装,必须在下部结构就位,校正系牢支撑及其他联系构件,保证结构的稳定性。
组装是将制作完成的半成品和零件,按要求运输单元,装成构件或其部件,经过焊接或螺栓连接等工序成为整体。组装应按工艺方法的安装次序进行,当有隐蔽焊缝时,必须预先施焊,经检验合格方可覆盖,当复杂部位不易施焊时,亦须按工艺次序分别先后组装和施焊,严禁不按次序组装和强力组对。为减少变形尽量采取小件组装,经矫正后,再大件组装,胎具及装出的管件须经过严格检验,方可大批进行组装工作。
组装前,连接表面及沿焊缝每边30mm~50mm 范围内的铁锈、毛刺和油污及潮气等必须清除干净,并露出金属光泽。应根据金属结构的实际情况,选用或制作相应的工装设施(组装平台、胎架等)和工卡具(夹紧器、顶杠、拉紧器等),应尽量避免在结构上焊接临时固定件、支撑杆及其他零件。工具卡及吊具必须焊接在构件上时,材质与焊接材料应与该构件的相同,用完需除去时,不得用锤强力打击,应用气割或机械方法进行,对于残角痕迹应进行打磨修整。组装质量要求见表1。
焊接应在组装质量检验合格后进行。构件焊接应制定焊接工艺规程,并认真实施。焊接时应注意焊接顺序,采取防止和减少焊接应力与应变的可靠措施。当采用手工焊,风速大于10m/s,气体保护焊大于3m/s,或相对湿度大于90%时,雨天气或焊接环境湿度低于-10℃时,必须采取有效措施,确保焊接质量,否则不得施焊。
6 结语
关键词:混凝土结构;工程施工;问题;对策
混凝土构筑物因出现功能性改变,如接建、增加荷载等,或者出现质量问题,如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等,都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要,对于需要加固的构筑物,应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定必须遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则,只有这样,加固工程才能收到良好的经济效益和社会效益。
一、混凝土结构工程施工工艺存在的问题
(一)施工工艺、工法中存在的问题
通常情况下,不同结构类型的建筑物,其中各混凝土构件的重要性也不相同。
就上部结构主体而言,砖混结构中,阳台挑梁的重要性要优于构造圈梁。框架结构中,柱的地位要优于梁。在剪力墙结构中,剪力墙及其暗梁、暗柱的地位要优于板。就基础部分而言,条形基础底板、独立柱基础底板的重要性要优于地圈粱、联系梁等构件。在复杂情况下,如筏板基础、框架——剪力墙、筒体结构、异形板、预制构件等结构类型中,单纯划分哪一类构件处于重要地位,则失去其意义所在。
对于不同结构类型的建筑物,规范要求具体检验部位,由监理(建设)、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定。但就目前监理、监督工作的实际情况看,尽管这种要求的初衷是将因地制宜的灵活性留给了参建各方,但实际执行过程中确实因此形成了一定的主观弹性空间。具体检验的部位的确定,最终取决于参建各方的责任感。
在其他技术规程、监理规范尚无明确要求,建筑市场秩序亟待规范的情况下,具体检验部位的确定,必须在明示构件重要性划分依据的基础上进行,制定并执行与目标建筑物结构特点紧密结合的实体检测方案。
混凝土构件的形式是多种多样的,仅对其作梁、板、其它重要构件这三种形式划分,是远不能满足工程实际取用的需要的。这并非指构件种类确定在制定规范过程中存有难点,而是强调在规范执行过程中,这样的划分给检测、判定工作形成了较大的工作困难。
施工工艺是建筑行业技术水平的具体体现发展,混凝土施工的精细阶段终会到来。从实体检验的情况看,迫切需要注意以下工作:
要注意特殊构件。特殊构件指悬挑构件。规范将控制重点放在了悬挑构件上要求抽取的构件中,有悬挑构件的需占50%以上。这需要施工中对挑梁、挑板的钢筋摆位要优于同点其它钢筋的摆位。
要注意特殊部位。特殊部位指内力作用较大的部位,如梁的跨中、支座处。架设垫块、构件起拱时,应优先保障特殊部位的钢筋保护层厚度值。保护层厚度设置应“一刀切”。
要注意特定工序。特定工序指综合考虑浇筑、振捣等因素作用确定的核心工序。如板工序中的垫块布置密度,应结合钢筋级别、直径、刚度具体布置:如粱工序中的振捣,应考虑构件的配筋率、绑扎的材料强度,采用适宜的工具。突出了特定的工序,才能突出机具、设备的应用范围、特点,从而推动工艺进步。避免一根振捣棒,从梁用到板(疏密问题);种鹊块,从板铺到柱(厚度问题)的粗放型施工模式。
(二)部分企业的施工技术标准缺乏适用性论证
为达到规范提出的控制结果、评定要求,部分施工企业会采用一些缺乏论证的工艺技术作为企业技术标准。这些做法虽有立竿见影的效果,但对建筑物来说未必是好事。
譬如,部分施工企业采用pvc塑料卡进行构付的钢筋保护层厚度控制。虽然减少、避免了普通垫块在振捣过程中的易位,但由于pvc材料的线性膨胀系数和混凝土、钢材线性膨胀系数的不同,对于裂缝控制要求较严的构件来说,大量使用pvc塑料不仅会影响钢材、混凝土的协同工作原理,也会促使构件在使用环境外的其它环境里使用时较早形成裂缝,影响构件的耐久性。
又如还有部分施工,企业为防止振捣过程中现浇板的负筋下沉,采用焊接工艺代替原有的绑扎工艺。用钢筋将现浇板的负弯矩筋、板底受力筋焊连在一起,形成钢筋网架。这种通过加大刚度达到振捣要求的方法,在一定程度上改变了构件受荷后的工作情况。而设计预先采用的弹、塑性设计方法,此时就不能够达到设计原理的假设要求,构件的实际承载力出现了核算需要。
(三)现有的检测手段未得到各方的充分认知
对重要构件的实体检测,就实体强度而言,国内目前的枪删方法、设备、手段的种类比较丰富,方法多样。但就钢筋混凝土保护层厚度测定而言,目前还缺乏统一技术操作规程的分类、确定。各方执行规范的过程中,对该检测手段的认知也不充分。
常用检测设备通常分为声学原理、电磁学原理两大类。如钢筋雷达测定仪、磁性钢筋保护层测定仪等。基于自身设计原理的特点,其各自应用特点也不相同。向投影重叠的两根以上钢筋,声学原理设备不宜采用;如含磁性骨料的混凝土,不宜采用无消磁能力的电磁测定设备进行检测。
此外,对于建筑物中的特殊构件,如基础、壳体等,由于受土方挖填、水位、配筋、测试角度等因素影响,到达后期工序时,不能完全提供规范要求的检测条件。对此,应考虑其它方法对目标实体进行控制。确定应用设备的,还必须对检测时产生的破损、检测所达到的深度、不确定程度等因素进行充分考虑,提出科学、合理的检测方案。
实际工作中,应避免单纯强调某个问题的纠正结果,却忽视整个质量控制过程及质量发展的不确定程度。杜绝对某问题采取了预防、纠正措施后,却引发一个或多个缺陷甚至错误发生的情况。
二、混凝土结构工程施工的对策
就目前实体检测中钢筋保护层厚度控制工作的开展来看,主要的问题在于技术规程不配套、设施分离、工艺技法落后等几个方面,但问题还在于未能形成建设工程质量控制的一套综合质量管理体系,不能使质量控制工作进入自我改良的良性循环。所以在着手建立该综合体系的同时,应注意以下方面的加强:
第一,发挥地方技术规程的灵活性优势,积极制定地方相关技术规程,做好国家规范在技术层上的衔接转换工作。以条文上的客观、明确、详尽,逐步代替实际工作中的模糊、主观。
第二,明确设计文件中对钢筋保护层厚度的标示、控制要求。明确设计单位对设计产品相关、后续问题处理上的责任、义务。
第三,施工过程中加强对新重点部位、新重点项目的自检、自查。施工企业标准制定,应注重对新工艺、新技术推广、应用的适用性论证、总结。
【关键词】土木工程建筑结构设计;存在问题;改进建议
在我国城市建设正在如火如荼的开展,城市建设的一个重要标志就在于城市建筑的高速发展,现代城市高楼大厦已经是一个极为重要的体现,但是城市建筑的发展还需要解决许多的问题,尤其是在我国地域差异较大,人文特征有别的国家,如何进行有效的土木工程建筑结构设计,为人们提供舒适可行的安居环境,是建筑企业或者机构需要重点思考的方面,这也是保障其发展的一个前提。其实经过几十年的发展,我国土木工程建设结构设计水平和能力已经得到了极大提升,但是囿于多种方面的原因,其中存在的问题还需要我们进行深入的剖析解决。
一、我国土木工程建筑结构设计中存在的问题分析
从我国近些年土木工程建筑结构设计的发展来看,城市建筑水平已经得到极大提升,建筑工程设计也开始多样化,并且在实际的工作中较为注重对于人们生活质量要求的相关问题,但是具体分析来看,我国土木工程建筑结构设计存在的问题也是有的,而且这些问题体现在多个方面,需要引起设计者和相关管理者的关注。
1.土木工程建筑结构的牢固性有待提高
众所周知一个建筑工程最为主要的就是要保障具有牢固性,这不仅仅体现在建筑物的安全和稳定,更主要的是对于居住者的一种安全保障,引起要切实做好牢固性的管理工作。载现代社会的土木工程建筑结构设计中,如何做好工程牢固性的相关工作逐渐成为一个较为重要且必须思考的问题。但是我国土木工程建筑结构设计中对于这一问题的解决力度还不够,其中存在的一些安全隐患问题并没有切实的解决。在土木工程建设结构设计中,虽然表面上没有任何问题,但是一旦出现自然灾害,比如地震、火灾等都有可能对于建筑物造成巨大的冲击,致使建筑结构发生一定的变化,对人们的生活安全造成严重影响,这些问题都是在土木工程建筑结构设计过程中没有做好地基工作。比如在我国2008年发生的汶川大地震造成众多房屋、桥梁等出现坍塌的情况,都是因为没有做好工程牢固性的保障工作。
2.构造柱和承重柱的区分问题
土木工程砖混结构建筑的构造柱和梁配合设计,能够起到良好的防止墙体断裂的情况,是一种重要的保障措施,更是对居住者生命财产进行保障的重要基础,但是在现实的工作中,一些土木工程建筑结构设计人员没有清晰的认识到两者的区别,尤其是没有分清楚构造柱和承重柱的概念,将承重柱的设计方法直接套用到构造柱设计当中,没有为构造柱设置基础。因此,难以抵抗地震的震动强度,从而导致结构裂缝、沉降等,甚至引起建筑物倒塌。另外。为了方便分析承重柱受力,将其截面面积设计得太小。这样在外力的作用下,柱体和梁体就会出现开裂问题。
3.缺乏对环境因素的考虑
前面已经提到,我国是一个地域差异较大的国家,每一个地区都具有自身的特征,不仅仅是居民对于建筑的需求,更主要的是建筑结构设计中的一些需求问题,比如地域环境对于建筑结构设计的影响,在我国东西南北土质、水质、文化等因素差别比较大,比如在潮湿度方面,南方比北方较为潮湿,那么如果在土木工程建筑结构设计过程中不能进行有效的考虑,而采用同样的建筑结构设计理念,在建筑材料的使用方面没有区别,那么在建筑物的使用过程中必定会出现一些问题。
二、土木工程建筑结构设计问题的有效改进措施
作为土木工程建筑结构的设计人员,在进行相关设计工作的过程中必须主动进行实地调研,不断 提高自身的设计水平,尤其是对于上述提到的一些问题必须进行及时的改正,提高认识,全面提高建筑结构的设计水平,保障工程的质量和人民群众的生命财产安全。
1.全面做好牢固性设计工作
前面对于牢固性设计存在的问题进行了详细的分析,因此作为设计人员在未来设计的过程中必须充分重视这一问题,第一个方面是做好内力组合设计工作。内力组合是土木工程结构承载力抗震设计的要点,它要求在调整承载力抗震系数的基础上设计。工程结构抗震设计要求材料强度的设计值应大于没有考虑抗震要求时的材料强度设计值。如果采用非抗震设计的材料强度设计值进行计算,则抗震设计需要对承载力抗震的系数进行调整。通过综合受弯梁、偏压柱、受剪等的系数调整,提高结构的承载能力;两一个方面是做好板设计和配筋。板设计和配筋的结构设计,要分析板长边和短边的长度。如果长度差距< 2mm,则适合采用双向板计算的方式设计;
如果两者的长度差距在2 ~ 3mm 之间,则适合沿着短边的受力单向板进行计算,并将足够的构造钢筋布置在长边位置。根据工程结构板的具体大小,可按照弹性的方法计算。对于连续双向板跨中的最大弯矩计算,要求根据荷载分布的具体情况,对满布荷载进行分解和间隔进行布置。
2.充分考虑环境的因素
针对我国建筑结构设计中存在对于环境因素认识不足的问题,在以后的设计中,我国的设计人员必须及时提高认识,对于环境问题进行解决,首先是要认清楚当地的实际土质,土质环境决定了建筑物的稳定程度,也就是要求这些设计人员在设计的过程中对当地的土质情况进行充分的考察了解,如果在土质较为疏松的地域进行建筑,就比考虑进一步进行加固的问题;其次是做好天气等问题的考察,在我国南北方的雨水差异较大,因此要根据这些区别进行不同的建筑设计,比如在南方,雨水较多,那么在进行建筑结构设计中要充分考虑有效防水、防潮的问题,避免因雨水过多而影响建筑物的质量;最后是要区别地域人文环境,我国是一个地域广阔,多民族的国家,每个地区和民族在发展的过程中都有独特的风格,因此建筑结构设计也要充分考虑居民的需求,在设计过程中有所区别。
结语
土木工程建筑结构设计的重要性不言而喻,在现代社会发展的过程中,建筑结构的设计者不仅仅要考虑利益,更要考虑建筑物的实用和安全,综合来看,我国建筑结构设计的水平与国外一些先进国家还有一定差距,需要在以后的发展中逐渐学习提高。
【关键词】建筑结构 结构设计 问题
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展,建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升,但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决,只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性,保证建筑工程质量。下面就结合工作实际中遇到的一些问题做如下探讨。
一、 地基承载力深度修正的问题
设计不超过 20 层的高层、多层建筑时,我们经常直接选择桩基的基础形式,其实在非软弱土地区,应首先探讨采用天然地基的可行性,以利于降低基础造价,合理地确定地基承载力值就显得尤其重要,《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定:地基承载力特征值应按下式进行修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5),而在地基承载力值的组成中,深度修正部分占有较大的比重。这对于主裙楼一体结构,在进行主楼地基承载力计算时,因裙楼基础的有利及不利影响,如何合理地确定用于深度修正的深度值 d 尤为重要。规范在 5.2.4 条条文说明中这样规定“对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度的两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。”这就要求设计人员在进行具体工程设计时,应根据此条的要求,结合工程实际情况合理地确定承载力深度修正所采用的埋深
值 d,但设计人员对此认识却并不一致,经常有困扰。最常见的是高层主楼带地下车库这种类型.
(1)当高层主楼采用筏板或箱型基础时,在主楼纵、横两个方向上,若 B1、B2 均大于 2B0,才能考虑裙楼荷载对地基土产生的超载作用,将超载折算成土体厚度 d2,(两侧超载不同时,取小值),此时 d=d0+d2,若 b1、b2 中有一值大于 2B0,而另一值小于 2B0 时,或均小于 2B0 时,裙楼荷载作为超载折算为土体厚度 d2,当 d=d0+d2≥d1 时,取 d=d1,当 d=d0+d2
(2)当主楼采用柱下独立基础加防水板的形式时,则靠近地下室一侧的基础可考虑土的超载作用,d 的取值同 1,但主楼内的其他基础的埋深 d=d0。合理确定用于深度修正的基础埋深值 d,从而确定主体结构的地基承载力值 fa,这样才能使结构的基础设计达到合理经济,最优化。
二、 主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况,时常会发现框架主梁扭矩很大,抗扭承载力不足,有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接,释放扭矩,但这样处理是否合理,与实际的受力情况是否一致呢?个人以为:作为梁端铰接,就是要保证梁端有一定的转动能力;固接,就是要限制梁端的转动能力;而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接,梁端铰接不能随意地人为设置。
设置铰接梁,是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝,但是不会破坏,就是说形成朔性铰之后,此梁由超静定变成静定结构,结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大,才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大,支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接,即使为铰接,《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定,要求上部配置构造钢筋,且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的 1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了,这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理,首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋,加宽框架梁解决受扭不满足,如果条件所限不能加宽,那才可以看能不能铰接次梁了,但这里的铰是指的假想铰,而是要保证支座负筋首先屈服,造成内力的卸载和重分布,分布后达到和铰接类似的受力情况,此时的铰接就得要从构造措施上进行保证,现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101-1)第 86 页针对非框架梁(即次梁)的配筋构造做出了明确的示意。
结构设计最重要的原则是:结构设计建模要立足于结构自身,主要力学模型要与实际构件接近,以保证计算结果能够真实反映结构状况,这样才能保证结构的安全。
三、 地下室嵌固端的选择问题
在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否作为上部结构的嵌固是很重要的。这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑,对结构设计造成难点。嵌固的概念,这里所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固―― 完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。而强度嵌固―― 柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:(1)增大梁的抗弯能力;(2) 增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规范的各项要求。嵌固端所在层楼板要求连续,这样才能保证水平地震力的传递。实际工程中常遇到地下室顶板开洞,甚至是大面积的开洞,此时必须要与建筑专业配合,避免将洞口设在主楼周边,开洞面积不宜大于嵌固端层楼板面积的 30%,同时将洞口周边楼板加厚,以满足刚性楼板的要求。工程中还会碰到当地下室顶板的标高不一致的情况,以下沉式广场为代表,如果地下室顶板与地上一层高差小于层高的 1/3,则只要地上一层的侧向刚度能满
足规范要求,则地下室顶板可作为嵌固端,即使高差稍稍超过 1/3 层高,也可将主楼周边一跨的楼板适当抬高以满足高差,不过需进行加强处理:有错层部位加大梁的刚度,在错层处楼板加腋,以保证水平剪力的传递路径。
四、 结语
建筑结构设计是建筑工程的开端,其需要设计师具有扎实理论功底和创新思维,以及严谨的设计工作态度。对于结构设计中出现的问题,设计师要积极采取相应的措施进行解决,保证建筑结构设计的合理性和科学性,以此来保证建筑结构的稳定性和建筑工程质量,推动建筑行业的不断向前发展。
参考文献:
[1]温启平,殷欣.基于防震考虑的高层建筑结构设计要点探析[J].建筑知识(学术刊),2013(02).
[2]吴毅宽.建筑结构设计基本原则及合理设计方案分析[J].建材与装饰(上旬刊),2013(01).
[3]曹军.高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与抗震措施[J].中华建设,2012(12).
关键词:建筑工程;混凝土结构;问题;对策
中图分类号:TU198文献标识码: A
前言
近年来在我国建筑行业的发展过程中,混凝土结构设计作为其中重要的内容,它的质量问题不仅对建筑结构的稳定性和可靠性有着严重的影响,还使得建筑物的功能无法得到充分的发挥。因此我们在对建筑混凝土结构设计时,就要对设计技术进行严格要求,只有这样才能使得工程施工的质量得到进一步的保障。但从当前我国建筑工程混凝土结构设计的实际情况来看,其中还存在着许多的问题,这就对建筑结构的稳定性有着严重的影响,因此我们就需要采用相应的技术手段,来对其进行处理,从而保障建筑工程的施工质量。
1、关于结构计算与分析阶段中的常见问题及处理对策
混凝土结构设计中计算与分析阶段的常见问题。目前的工程建设中,大都是通过计算机软件进行结构设计等工作,这样不仅使得建筑混凝土结构设计的准确性和可靠性得到进一步的保障,还满足了现代化建筑结构设计的相关要求。但在不同的建筑工程施工项目中,其软件系统的应用效果也就存在着一定的差异,因此我们在建筑设计阶段中,就需要根据工程施工的实际情况,对混凝土结构设计计算和分析方式进行相应的分析,从而保障建筑工程的施工质量。
设计师们在对建筑混凝土结构进行设计的过程中,除了要对计算软件的特点进行相应的比较研究以外,还要对建筑设计的相关内容进行全面了解,从而根据工程施工的实际情况,采用相应的技术手段对其进行处理,以确保工程的施工质量。而且在施工的过程中,设计人员也要根据工程施工的相关要求,对混凝土结构的尺寸大小进行严格的控制,并采用相应的设计技术方法对其进行处理,以确保建筑混凝土结构的质量和强度得到有效的控制。
我们还要对施工材料的质量进行有效的控制,以避免在建筑混凝土结构设计的过程中,其质量无法满足工程设计的相关要求。高层建筑结构设计原则。是高层建筑结构设计过程中需要注意的重要标准和准则。也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下。才可以进行建筑结构设计,总体来讲。高层建筑结构设计原则主要包括以下几点。
建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告。最大程度的发挥建筑物地基的潜力。必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面。设计单位还需要对建筑物进行综合性分析。尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型。通过对这些综合性分析。最终选定最适合的基础方案。从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。一条基本原则是设计单位经常忽略的。那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时。 需要注意结构组件的延展性。例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时。设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响。对于这两方面的问题。在实际的设计过程中。需要遵循$强柱弱梁%强剪弱弯以及强压弱拉&的基本原则。只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。
2、关于混凝土结构设计中,地基与基础设计中常见问题及处理对策
在建筑工程施工中,基础结构的设计有着十分重要的意义,这也是保障混凝土结构施工质量的主要内容。但是我们在对其地基基础结构进行施工的过程中。其建筑物时常会出现沉降的现象,这就对建筑结构的稳定性和可靠性有着一定的影响。而且如果其基础结构的稳定性存在着一定的问题,还可能会破坏了建筑基础底板的质量,为此我们就需要采用相应的技术手段来对其进行处理,从而保障建筑结构的稳定性。
针对不同程度的沉降量的工程,地基与基础设计所采取的处理措施也是不同的。对于沉降量相对较小的工程,可以采用褥垫的方法处理,也就是说在地下室与持力层之间建筑一层保护带,在沉降作用发生时,保护层会承受一部分的附加应力,防止地下室地板因受力过度而开裂或沉降。同时,对天然地基也起到了养护的作用。这样,地基保养便从根本上达到了解决。对于有地下室的建筑,地下水的季节性变化也是影响地下室底板的重要因素。当降水期来临,地下水位升高。底板的防水设计得尤为重要。一般的地下室建筑,由于柱下承台的形式比较复杂,其基槽地膜形状也是较为繁复的,建筑复杂的外在轮廓一方面加大了防水设计的难度,另一方面,增加了工程造价。很多设计工程师仅仅考虑到建筑物当时当地的地理状况,忽视对降水这一因素的考虑,而导致在地下室底板设计时对防水工程的不全面。不科学。在室外地坪之下的结构部分,外轮廓形状设计应尽量简洁,这样有利于建筑防水的施工。另外,在具体的设计方略上,采用统一地下室底板和柱下承台的下标高的反承台法。这一方法的具体做法:在地下室内部做滤水层和覆土,同时对柱下承台进行加厚工程的设计。这样一来,基槽地膜形状变得简单,方便施工,缩短了施工时间,从而施工质量也可以得到保证。.
3、关于混凝土上部结构设计中常见问题及处理对策
混凝土上部结构设计中常见的问题解决混凝土上部结构设计中常见问题的对策。由于建筑结构设计过程中难免会需要反复的修改。所以在设计之前很有必要将相应的准备工作做好。进行设计更改的时候。也能有一个调整的余地。一般常用的方法是对结构设计进行建模计算。通过计算机将结构设计中容易出现了问题进行一个周密的预测和估算。在上部结构设计阶段,要考虑建筑物的抗震功能,当遇到中震时,我们应考虑第一级别的剪力墙。在建筑结构设计中。要保障建筑工程的质量。要使得工程造价控制在可接受范围内)这就需要在建筑结构设计上充分考虑投资商的经济效益。
权衡建筑质量和投资回报之间的重要性)所以在设计时。应该尽量的优化结构设计。要始终牢记强柱弱梁强剪弱弯强压弱拉原则。具体来说。设计时要注意测试地基的抗压性%检查支撑架的稳定性%控制钢筋的锚固氏度等方面。只有这样才能使得建筑结构设计的最终效果令人满意。在进行建筑结构的设计之前。必须要和承包商投资商有一个全面和谐的沟通过程。主要是来讨论建筑结构的类型以及施工的具体要求。 这样将会有利于设计人员充分了解本次建筑工程的施工基调。对整个建筑工程的结构设计思路有一个明确的方向。 对于不同的基础形式,所出现的问题和解决办法也各不相同。常见问题如下:对于地下车库中的柱下独立基础,基础埋深的计算方法因各地方基础规范有不同的规定,对基础底面积大小影响较大。当地库底板厚度满足一定要求的情况下,独立基础的埋深可取自室外地面及室内地面计算埋深的平均值。对于平板筏板基础,上部结构刚度、板底地基土的基床系数等都对筏板的计算有一定影响。设计时应将上部结构刚度传给基础,考虑基础与上部结构的共同作用,并合理选取基床系数,有效降低基础工程量。另外,基础底板及地下室的外轮廓应尽量简洁,有利于防水工程的施工和降低造价。
结束语
总而言之,在当前我国建筑混凝土结构设计中存在的问题还有很多,这不仅对混凝土结构的稳定性和可靠性有着严重的影响,还降低了建筑工程的效益,因此我们就需要的采用相应的技术手段来对其进行处理,从而保障建筑工程的施工质量。
参考文献:
[1]混凝土结构设计规范(GB500010-2002北京.中国建筑工业出版社.
关健词:概念设计 建筑结构设计 重要性 应用
Abstract: the concept design structure from the general scheme design of the start, people use to structural seismic has some correct knowledge to deal with the problems in structural design, such as: building shape, structure, the stiffness distribution, component ductility and so on. In this paper the author peacetime work practice, to the conceptual design in the structural design of importance and application to brief discussion and explained.
Key words: concept design structure design application importance
中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:
一、概念设计的涵义
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
对建筑物抗震来说,从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理,再辅以必要的计算和构造措施。从而消除建筑物抗震的薄弱环节,以达到合理抗震设计的目的。也就是说概念设计是工程师运用思维和判断力,根据从大量震害经验得出的结构抗震原则,从宏观上确定结构设计中的基本问题。因此,工程师必须从主体上了解结构抗震特点,振动中结构的受力特征,抓住要点,突出主要矛盾,用正确的概念来指导概念设计,才会获得成功。由于概念设计包括的范围极广,因此不仅仅要分析总体方案确定的原则,还要顾及非材料的正确使用和关键部位的细部构造。但是首先和最重要的还是结构总体概念设计、材料选型和细部构造等问题,这些设计原则和结构概念中,较为重要的是结构总体设计。
二、概念设计的重要性
概念设计是展现先进设计思想的关键,一结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。
三、概念设计在结构设计中的应用
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。
四、小结
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。
参考文献:
[1]林同炎,S.D.思多台斯伯利.结构概念和体系.中国建筑工业出版社.
[2]建筑抗震设计规范.(GB5011一2010).混凝土结构设计规范.(GB5010一2010).
本文命题属于建筑学中有关于“形式”与“技术”的方面。本文的问题源自于建筑师和结构工程师在建筑设计和结构设计的各个阶段所考虑的问题的不同。方案和结构出现矛盾如何解决?大师的作品中也会存在方案与结构的矛盾吗——即形式与技术的矛盾的问题?如果有,是如何解决的?最终的建筑物是建筑师和结构工程师创造性合作的产物吗?在国内的情况也是如此吗?有哪些经验和教训?
在阅读美国建筑师路易斯·康建筑作品的过程中,这篇论文所关心的核心问题渐渐清晰。康的很多作品都是经过反复的修改,这是什么原因?在他的作品中,形式与技术的矛盾是如何解决的?
本文选取了康的成熟时期的代表作作为重点研究对象,案例的选取与论文提出的问题直接相关——揭示形式与技术发生矛盾冲突的解决。论文将以案例分析为主,将康的成熟时期的作品进行分析,探讨康的方案修改过程中方案和结构发生矛盾冲突的解决方法,来论证建筑物应是建筑师和结构工程师创造性合作的产物。
2.作品分析
2.1 纽黑文耶鲁大学美术馆
2.1.1 方案
耶鲁大学美术馆是对密斯后期美学的一走很难过巧妙的移植。康在设计中采用处理正交几何体的方式,以一系列无以名状的高空间矩形平面以及一个包括楼梯、电梯、管道和卫生间在内的中央服务设施核心,40英尺的柱跨构成的高耸空间不受结构的干扰,并允许陈列室、办公室和工作室等不同功能得以按需要进行组合。沿街主立面清一色的砖墙不同;在西北和东北立面的玻璃幕墙弱化建筑的楼层关系,充分暴露柱子的结构作用;朝教堂街的南立面未开窗,只是在厚重的砖墙上每层饰以石灰岩的细狭腰线,将柱子藏而不露,重点表达建筑的楼层关系。康还采用了一些特殊的石头箍带,其高度与出挑在立体三角形网架楼板上的混凝土肋条保持一致。
中跨部位,体现了康的观念“服务空间有别于被服务空间”。采用的是混凝土平板楼层结构而不是三角网架结构,其内容完全不同于他所服务的主体空间结构。其中包括了三种服务元素,他们分别是一部置于圆柱筒体内的三跑楼梯、一个容纳电梯和一部标准的平行式的双跑楼梯消防楼。
2.1.2 方案与结构的冲突
该方案也曾有过两个不同的版本,一个平面呈直角形,另一个呈平行四边形平面。二者都有一些独立的圆柱形服务管筒贯穿其中。康也曾经在构思草图方案上设计“一个由立体三角形网架组成的钢筋混凝土楼面需要一个具有同样结构的体系的柱子来支撑。”这也是在建构问题上康的主观意念与建筑的空间和结构要求发生冲突的原因。在康和结构工程师菲斯特勒最初提出的方案中,立体三角网架中有一系列2英尺高的棱锥形,其侧边厚度为3.5英寸,而且还应该与4英寸厚的混凝土楼板整体浇筑在一起。导致的结果就是会产生一个更为厚重的楼面。
2.1.3 解决方法
康在该建筑落成之后提出另一种立体三角网架方案。一个40英尺跨度的楼面,在通常情况下的重量相比,使最终建成的耶鲁大学美术馆的楼面重量增加了60%。它的结构原则与康的最初的设想并不一致,但该设计的独创性在于,它可以让机电管线在立体三角形网架的空间内更加畅通无阻地连接成一个整体。
2.2 伏特沃斯金贝尔美术馆
2.2.1 方案
金贝尔美术馆是康的建筑生涯的巅峰之作。美术馆为单层,凹字形平面。柱子规则地把平面划分成一个个长方块,每个长方形上顶着一个横截面是半圆蘑菇状的预应力混凝土顶。自然形成一个个展览空间,加上灵活布置的隔断,给人以幽深迷离的效果。天顶灯从半圆的顶端洒下柔和的光线,整个大厅吐露出一种温暖、谧静的气氛。该作品中,一系列筒形拱顶构成整个建筑中占主导地位的建构元素,决定着该建筑的总体特征。这些拱顶中间开口,通过肋壳组合的方式为美术馆内部提供独特的自然光线。它的砌筑性基座将建筑和场地充分结合起来,基座的设计将整个金贝尔美术馆与场地完美的结合起来。
康在方案中设计了三个布局随意的露天庭院,安插在连续拱顶结构中。在他看来,这些院落是在建筑的整体空间格局中保持不变的场所形式。
在建构技术方面,采用了设备管线与展厅结合的设计手法,包括位于拱冠下方的光线折射和灯槽设计,以及利用拱脚部位的下挂梁之间的空间形成的管线桥架等。
2.2.2 方案与结构的冲突
争议点主要集中在单体尺寸为104英尺*23英尺的“假”拱顶及其性质的问题上面。康曾提出过一个半圆形拱顶方案,其中拱顶的半径被定为12英尺,拱顶坐落在12英尺高的联系梁上,梁的下方是轴线间距为24英尺的柱子。遭拒后康将方案修改为摆线拱顶的设计方案,并在拱冠部位开启一条连续光带。为了使结构能够双向受力,光带的边缘被特别加强了。
根据调查,在进入美术馆的理想路径事实上并没有根据康的设计一样——从停车场通向美术馆入口的一条步行道路,85%的人都是驾车来参观,并从停车场的地下室进入美术馆。金贝尔美术馆入口的概念与小汽车背道而驰。
2.2.3 解决方法
科门丹特从工程的角度对金贝尔美术馆摆线拱顶的剖面关系和施工程序进行了调整。他增加了光带两侧的上翻梁高度;为满足混凝土浇筑的要求,还增加了摆线拱顶基座部分的壁厚;还要求在下挂梁的浇筑完成后才能浇筑摆线拱顶。为使拱顶打到104英尺的净跨度,同时为抵消梁身及其容易产生的弯曲变形,他要求沿摆线拱顶的长度方向进行后张拉预应力处理。出于结构的考虑,他还要求在每个拱顶的两头设置一个厚度达到一定要求的圆拱形隔板,这样金贝尔美术馆每个拱顶的端部都有高度不一的弧形光带。弧形光带形式发展的过程充分说明,在实际工程需求已经基本满足以后,康仍然在追求尽善尽美的形式。
对于路径问题,在全球化的汽车时代,这种空间过渡只能面临苟延残喘的境地。康毕生不畏艰难,孜孜以求现代技术与建筑形式承载的社会公共精神的融合。
3.结语
关键词:用钢量,宏观,微观
[摘要]影响建筑物结构用钢量的宏观因素,首先是建筑物的体型,其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。影响建筑物结构用钢量的微观因素主要体现在结构工程师对结构设计的具体操作上,首先是结构布置,其次是构件的配筋构造
一、影响用钢量的宏观因素:
影响建筑物结构用钢量的宏观因素,首先是建筑物的体型(平面长度尺寸及长宽比、竖向高宽比、立面形状等),其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。
1、平面长度尺寸:即构件单元是否超长,当建筑物较长,而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。超长建筑由于必须考虑混凝土的收缩应力和温度应力,他相对于非超长建筑主要对待的仅是荷载产生的应力,其单位面积用钢量显然要多些。
2、平面长宽比:平面长宽比较大的建筑物,不论其是否超长,由于两主轴方向的动力特性(即整体刚度)相差甚远,在水平力(风力或地震)作用下,两向构件受力的不均匀性造成配筋不均。
3、竖向高宽比:这主要针对高层建筑而言,高宽比大的建筑其结构整体稳定性肯定不如高宽比小的建筑,为了保证结构的整体稳定并控制结构的侧向位移,势必要设置较刚强的抗侧立构件来提高结构的侧向刚度,这类构件的增多自然使得用钢量增多,使得其单位面积用钢量相对于平面长宽比接近的建筑物要多。
4、立面形状:这是指竖向体型的规则性和均匀性,即外挑或内收程度以及竖向刚度是否突变等。如侧向刚度从下到上逐渐均匀变化,则其用钢量就较少,否则将增多,较典型的有竖向刚度突变的设转换层的高层建筑。
5、平面形状:若平面较规则、凹凸少则用钢量就少,反之则较多,每层面积相同或相近而外墙长度越大的建筑,其用钢量也就越多,平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少,而且还可衡量结构抗震性能的优劣,从这点上分析得知用钢量节约的结构其抗震性能未必就低。
6、柱网尺寸:包括柱网绝对尺寸及其疏密程度,它直接影响到楼盖梁板的结构布置。一般而言,柱网大的楼盖用钢量较多,反之虽则较少,但同时因柱数增多而使柱构件用钢量增加,其中柱端及梁柱节点区内加密箍筋的增加量几乎占全部增加量的50%。柱网尺寸较均匀一致不仅使结构(包括梁和柱)受力合理,而且其用钢量要比柱网疏密不一的要节省,这点似乎不难理解。论文大全。
7、层高:对于高层建筑而言,层高与用钢量之间很难确定某种关系,换言之不能肯定层高对用钢量的影响究竟有多大。就柱的箍筋而言,总高度相同的建筑物,层高较小即层数较多,其配筋量反而较多,但按单位面积摊销量后其用钢量可能反而更少。论文大全。至于跨层柱,由于其受力的复杂性以及截面较大,用钢量一般比正常层高的柱要多
8、抗侧力构件位置:刚度中心与质量中心相重合或靠近,或者抗侧力构件所在位置能产生较大的抗扭刚度,结构的抗扭效应小,因而结构整体用钢量就少,反之则多。
二、影响用钢量的微观因素:
影响建筑物结构用钢量的微观因素主要体现在结构工程师对结构设计的具体操作上,首先是结构布置,其次是构件的配筋构造。论文大全。
三、影响用钢量的其它因素:
结构用钢量的多少还与建筑物抗震等级有关,相同的建筑物,设计8度抗震的肯定比7度抗震的用钢量多,这是不言而喻的,因此比较用钢量应在相等或相近的条件下进行,否则将无法得出准确答案。即使抗震烈度相同,相同类型的建筑物所处的场地情况和基础型式不同,其用钢量也有相当大的差别。当场地地质条件较好时,其基础用钢量就很少,相反则较多,这“多”与“少”的差别有时为十几或几十个百分点,有时则可能是被数。建筑物能采用天然地基基础而不必采用桩基础,从技术角度衡量是先进的,但从材料耗用量特别是用钢量方面,有时采用桩基础反而更经济,对这一点许多有经验的结构工程师都有切身体会。因此,在比较建筑物单位面积用钢量时,必须将地下结构与地上结构分别计算,否则将得不到实质性的结论。
1.控制层高:在满足建筑功能的前提下,适当降低层高,会使工程造价降低。有资料表明:层高每下降10厘米,工程造价降低1%左右,墙体材料可节约10%左右。
2.采用“隔震”技术:“隔震”在多层中可采用,其主导思想是将建筑物的基础与主体之间用一种特殊的橡胶垫即所谓的“隔震垫”隔开,使基础和主体之间的刚性连接变成柔性连接。这样一旦发生地震,可大大减轻地震力对上部主体结构的影响。因此,整个结构受力构件的配筋及截面尺寸都可以减少,从而降低工程造价。
五、PKPM中有弯矩放大系数、配筋放大系数,归并系数,双向地震参数、各种效应参数,板塑弹性算法等等都对结构配筋有影响,大面积的混凝土结构每处增加一点,总量九不可忽视了。具体有一点看法:
1.板:一般小跨配筋都是按最小配筋率,板厚和混凝土标号就要合理,不然配筋就上去了。楼层一般不必要双层双向,屋面也可以隔一拉通(保温要做好)
2.梁:计算准确就成,没必要故意放大(荷载不少),三级钢(比二级单价贵)按裂缝控制考虑和二级造价也差不多,结构布置方式,;梁截面、混凝土标号对配筋影响大,
3柱:一般按计算内力配筋,加强部位也不要吝啬(最重要的就是柱),千万别忽视箍筋(十字箍、菱形箍、箍筋截面),在大截面柱有些超过纵筋用钢量,不影响使用截面就稍取大点安全又经济!
4基础 最复杂就是它,开挖后什么情况都会发生,安全第一,不用太抠!