鋼管混凝土柱論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇鋼管混凝土柱論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

 

鋼管混凝土灌注施工過程中易出現問混凝土輸送泵故障、泵管堵塞，泵管爆裂、鋼管堵塞等問題。

為確保在突發事件影響到混凝土正常澆注時，能迅速有效地采取正確地措施，最大限度地減少突發事件對混凝土澆搗的影響。保證工程施工質量，本人就如何保障鋼管混凝土灌注施工的質量談一下個人的觀點：

一、現場工料機準備

（1）人員配置

為保證鋼管混凝土灌注施工快速、安全、順利地進行。澆筑前，項目部必須所有的相關施工人員進行全面的技術交底，明確各個人員的分工。一般由項目經理或總工擔任現場總指揮，配備至少3個以上的試驗員及2個質檢人員，分別控制前后場的混凝土質量。在拱上配備2名技術人員進行跟蹤拱肋灌注進度。

（2）現場布置

泵管布置原則為：連接線路短彎頭少。管道中不宜有小于90°的彎頭；盡量不設置下坡管道，避免管內有空氣降低泵送壓力，如需設管道下坡時，水平傾角不宜大于15°。管道盡量順直并上好墊圈避免漏氣和漏漿。底部要墊穩，懸空泵管不能超過兩節，豎管要用鋼絲繩或手拉葫蘆固定好，減少泵管擺動。

（3）材料設備準備情況

澆注前砂石料、水泥、外加劑等材料均配備充分，必須滿足兩條主拱肋的施工需要；同時備有泵機3臺、泵管、卡扣、墊圈若干，兩套拌和樓和發電機組均經過檢修試用。并將填寫澆筑申請單，由監理對材料數量、設備等進行確認。

二、鋼管混凝土拌制

為更好的控制混凝土的性能，各試驗員及現場管理人員必須熟悉混凝土試驗檢測性能，了解澆注鋼管混凝土坍落度設計值、初凝時間、終凝時間等等。

開盤前，若為高溫天氣，材料人員已提前2小時以上對現場的砂、石材料進行不間斷淋水降溫；若為天氣較低，低于-5C*交通論文，應對使用拌制混凝土的清水進行加溫。試驗人員測試好現場砂石的含水量，并調整好當天施工配合比，填寫配合比清單，經試驗工程師鑒認后施工。粉煤灰按袋分堆存放，每次按規定袋數加入；外加劑預先按每次進料數量稱好裝袋，進料時按規定袋數加入；水則由拌和機上的繼電器控制加入。各種材料按一定順序加入，通過拉壓力傳感器控制材料用量，后場試驗人員嚴格控制好。同時每次開盤前，試驗人員測好水泥溫度，水泥溫度過高會嚴重影響所拌制的混凝土工作性能，這一點應引起足夠重視。

砂石、水泥、粉煤灰、外加劑等進入攪拌筒后，先攪拌至均勻，然后再加水攪拌，加完水后混合料在機內的攪拌時間為150S。每盤混凝土攪拌完成后，試驗員對混凝土的和易性進行目測，達到要求即可出機，檢測出機混凝土坍落度，合格后才可運走，運送過程中要連續攪拌。

三、鋼管混凝土灌注

灌注混凝土之前，預先攪拌一兩盤稠度較小的水泥砂漿，用輸送泵泵送砂漿，將全部輸送導管濕潤和，在泵送完砂漿之后泵送混凝土，應待砂漿完全排出，排出合格的混凝土后才能將導管連接至主弦管。

混凝土泵送過程中要注意控制泵內混凝土數量，要保持有足夠的混凝土，以防吸入空氣造成弦管內混凝土不密實和混凝土供應不及時時能夠泵送不至于等得太久造成堵塞中國期刊全文數據庫。后場施工人員經常檢查輸送泵管接頭的牢固性，一旦卡扣松動，立即加固后再繼續泵送。

在混凝土輸送過程中前場值班人員應通過用錘敲擊弦管的方法，確定混凝土在弦管內的上升高度。混凝土泵送至拱頂部分，靠近拱頂橫隔時，應放緩輸送速度，調整泵送進度，鋼管混凝土在拱腳連續泵送至拱頂，不得長時間中斷，應控制在灌注完成后先進入弦管內的混凝土沒有達到初凝。待混凝土灌滿，管內水泥漿完全排出，并在出漿孔排出合格的混凝土后，關閉設置于進漿口的止回閥，拆洗導管及設備。本次混凝土灌即告結束。

鋼管混凝土施工過程中應按規定抽樣制取試件。同一拱肋每根弦管混凝土灌注完成，預壓試件確定強度，待混凝土強度達到設計強度的90%后才能進行下一根鋼管混凝土的灌注。

四、質量保障措施

（1）選擇合理的時間段進行澆注混凝土，盡量避開高溫天氣。澆注前，材料人員提前2個小時以上對現場的砂、石材料進行不間斷淋水降溫。

（2）加大溝通力度，確保前后場聯系以及指揮人員和施工人員的配合。必要時配備足夠的通訊器材，確保通訊順暢。

（3）混凝土的質量控制；開盤前交通論文，測試現場砂石的含水量，并調整施工配合比，經試驗工程師鑒認后施工。外加劑預先按每次進料數量稱好裝袋，進料時按規定袋數由人工加入。同時每次澆注前，試驗人員已測好水泥溫度。攪拌完成后，試驗員進行坍落度抽檢，合格后才可運輸至前場，現場經試驗員進行坍落度抽檢合格后才可使用。

（4）更換輸送管止回閥，由于原來使用的止回閥發現管口直徑小中間逐漸變大的現象，易造成在泵送混凝土時輸送管堵塞。因此直接使用導管接入拱肋，在靠近拱肋的導管處開好小孔，插入鋼筋進行止回。

（5）加大對泵機的檢查力度，開工前對泵機進行檢測標定；對泵管的厚度及卡扣的強度進行及時檢測；合理布置泵機，盡量減少混凝土輸送管彎頭的布設。采用兩臺泵機進行二級泵送，并采用高壓泵管進行砼泵送。對泵機的布置情況必須形成文字方案，經監理審批后才可實施。

（6）沿鋼管拱肋縱向預布輸送泵管至第三、四拱肋節段接頭上四米，出現堵管時能迅速處理故障，在堵塞處立即開孔接管，連續澆筑鋼管混凝土完畢。補灌鋼管灌注工藝流程如下：開孔清理浮漿→焊接上部孔洞→焊接進漿管→接泵管→泵水潤濕管道（水不能進入主弦鋼管）→拌砂漿和混凝土→泵送砂漿管道（砂漿不能進入主弦鋼管）→泵送混凝土→拱頂出漿管冒混凝土并穩壓后關閉止回閥→結束。

五、結束語

綜上所述，保障鋼管混凝土灌注施工的質量，必須有詳細的施工組織計劃及保證措施，這樣可確保在突發事件影響到混凝土正常澆注，并能迅速有效地采取正確地措施，最大限度地減少突發事件對混凝土澆搗的影響，保證了工程施工質量。

參考文獻

[1]公路工程質量檢驗評定標準JTJ071-2003，[S]北京：人民交通出版社，2003。

篇（2）

題目:格構式鋼管混凝土柱的耐火性能分析

課題來源：

研究人從事煉鋼廠房，連鑄廠房以及與鋼鐵行業相關的工藝平臺，管道支架等的結構設計。在設計過程中經常遇見采用格構式鋼管混凝土柱的工程；而一方面行業內對鋼結構組合結構有防火要求，另一方面鋼鐵廠相比其他工業廠房更容易發生火災，因此本研究擬以格構式鋼管混凝土柱升溫與降溫受火性能研究為方向，考察破壞形態及其受火極限狀態。

選題依據和背景情況：

鋼管混凝土作為一種新型的組合結構，是在鋼管內部填加混凝土材料而構成一種新型的構件。鋼管混凝土一般簡寫為 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。 鋼管混凝土構件中的兩種組成材料在外荷載作用下發生相互作用，其中最主要的作用為鋼管內部核心的混凝土受到來自外圍鋼管的套箍作用，而處于三向應力狀態，使混凝土的強度、塑性等力學性能得到了提高。同時，混凝土的存在，又可避免或延緩鋼管容易發生局部屈曲的特性，從而能夠發揮鋼材的材料強度。鋼管混凝土構件具有比鋼管和混凝土簡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，抗壓強度高，比鋼結構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，加快施工進度。綜上所述，鋼管混凝土構件中鋼管和混凝土取長補短，使鋼管混凝土構件具有強度高、耐疲勞、抗沖擊、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文獻綜述

參考文獻：

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三、研究內容

四、研究基礎

1．所需工程技術、研究條件

本科碩士階段所學習的課程：鋼結構基本原理與設計、組合結構設計、結構抗火設計、

篇（3）

【關鍵詞】

超高層建筑、鋼管混凝土柱、混凝土質量檢測方法。

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

一、項目概況和背景

保利國際中心（B3棟）為保利國際廣場中的超甲級寫字樓，它聳立于長沙市南湖路與湘江大道交匯處，與橘子洲頭雕像正對。建筑效果圖如圖1.1所示。該工程的建筑物主體結構設計使用年限為50年。塔樓標高+0.000（絕對標高40.600米）以上采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒-伸臂體系，其中梁以H型鋼梁為主，柱由方鋼管混凝土為主，角部為8個圓鋼管混凝土柱，核心筒區域外樓面采用鋼筋桁架樓承板組合樓板；標高+0.000以下采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒結構體系，其中梁為混凝土梁，柱變成型鋼混凝土柱（其中方鋼管混凝土柱變成十字形截面柱，圓鋼管混凝土柱變成圓鋼管混凝土組合柱）。樓板均為混凝土樓板。剪力墻和柱在標高+88.950以下采用C60混凝土，+173.550以下采用C50混凝土，+173.550以上采用C40混凝土澆筑。不同標高位置鋼管混凝土柱平面布置示意圖如圖1.2-1.4。

圖1.1 塔樓效果圖

圖1.2 塔樓標高+0.000以下框架柱平面示意圖

圖1.3 塔樓標高+0.000~119.230框架柱平面示意圖

圖1.4 塔樓標高119.230以上框架柱平面示意圖

二、監測主要方法選擇

2.1基于壓電應力波測量的監測方法

本工程的監測過程采用32通道比利時進口LMS-SCM05振動測試分析集成系統。該系統自帶信號發生功能，可以產生高頻激勵信號，并且各通道間完全獨立高頻采樣。該系統可以產生簡諧信號、掃頻信號、隨機信號以及觸發信號等各種類型信號，可用于直接驅動壓電功能塊，在混凝土內部產生應力波。同時，該系統具有高效、穩定的采樣能力，其最大采樣頻率可達100KHz，能有效的采集到壓電傳感器以及壓電功能塊接收到的高頻信號。而且該系統配備有功能強大的數據分析系統，其LMS Test.Lab Time Recording Add-in模塊具有時間歷程記錄功能，并與特征數據采集、階次跟蹤分析、譜采集或實時倍頻程保持同步。記錄的時間數據可利用Test.Lab特征數據通程處理模塊做進一步的后處理。該系統集發出信號、采集信號以及后處理分析信號于一身，極大地滿足了本次監測的需要。如圖2.1所示。

圖2.1 現場測試狀況以及比利時LMS測試系統

2.2基于壓電機電耦合阻抗測量的檢測方法

在機電耦合阻抗法中，通過測量粘帖于鋼管外壁的壓電智能材料與鋼管壁所構成的機電耦合系統的機電阻抗來評估界面性能，其測量原理見圖2.2。圖2.3表示的是用于測量機電阻抗的寬頻帶惠普阻抗分析儀以及一個帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構件。運用機電阻抗測量法對此帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構件的剝離狀況進行了監測。圖2.4顯示的是界面完好與剝離區域的壓電智能材料的阻抗測量結果的比較以及多定義的界面損傷指標。實驗結果表明，基于機電阻抗測量可以很好識別出鋼管混凝土構件中無法觀測到的界面剝離損傷。根據試驗構件的性能選取相應頻段，分別測量了界面損傷發生前后的阻抗值，通過比較阻抗峰值的偏移和峰值對應頻率的變化，有效的識別結構的損傷。基于阻抗的方法能夠有效地反映局部損傷，由于其測量頻率較高，因此對初始微小損傷比較敏感。

圖2.2 基于壓電陶瓷的機電阻抗測量原理

圖2.3 帶模擬界面剝離的鋼管混凝土構件以及阻抗測量裝置

圖2.4 界面完好與剝離區域的比較以及界面損傷指標

此方法主要針對鋼管混凝土柱的柱身在易于出現混凝土缺陷和界面缺陷的部位進行抽樣檢測，重點關注關鍵部位混凝土澆筑質量、橫向加勁板以下范圍鋼管壁與核心混凝土的界面粘結狀態。

三 、鋼管混凝土構件監測

利用兩種監測方法對澆筑后的鋼管混凝土柱中最易于發生核心混凝土缺陷以及核心混凝土與鋼管內壁和橫隔板下表面界面缺陷的部位進行檢測，重點關注橫隔板下部位內部核心混凝土完整性、核心混凝土與鋼管內壁的界面粘結狀態。

（1）對于基于應力波的檢測，采用一發一收以及一發多收的方式進行。通過對應力波傳遞距離相等的一組傳感器的輸出信號的分析來對核心混凝土的完整性以及界面狀態進行評價。

（2）對于壓電耦合阻抗法，采用對粘帖在鋼管外壁的壓電陶瓷片或者嵌入式壓電功能塊的機電耦合阻抗測量對界面粘結性能進行監測與評價。

3.1 監測對象以及測點布置

為了實現以上監測目的，采用應力波法和壓電耦合阻抗法兩種方法相結合的方法，將在標高+0.000以上塔樓B3棟周邊的每層24根Q345B鋼管混凝土柱中的選擇關鍵截面進行抽樣檢測，采用技術壓電功能塊、壓電傳感器（PZT）進行。

圖3.1方形鋼管柱橫截面及立面示意圖

圖3.2 圓形鋼管柱橫截面及立面示意圖

標高+0.000以上高235.5米，共50層，鋼柱采用自密實混凝土分段澆筑，其中1-10層每2層鋼管整體吊裝并澆筑一次混凝土，10層以上每3層鋼管整體吊裝并澆筑一次混凝土。24根鋼管柱中16根為方鋼管混凝土柱，8根為圓鋼管混凝土柱。橫截面及立面示意圖如圖3.1-3.2所示。

選取矩形截面柱與圓形截面柱與型鋼梁的連接節點處最容易出現缺陷的部位，即三層橫隔板中的最上層以下的部位進行監測。總抽檢構件數為總吊裝節段數的約30%。

在上層橫隔板下表面安裝壓電功能塊，在鋼管外壁粘帖壓電片。結合應力波法和機電耦合阻抗法進行監測與分析。

3.1.1方形截面鋼管混凝土柱

（1）嵌入式與表面粘帖相結合

在上層橫隔板下表面上每邊布置3個壓電功能元，其中1個位于每邊的中間位置，其中PZT的方向為豎直且垂直于該鋼管內壁。另外2個壓電功能元布置在該邊的1/4和3/4處，該壓電功能塊與鋼管內壁留20mm距離，其PZT平面豎直但平行于該內壁。每個構件供設置12個壓電功能塊。此外，每邊對應位置設置4個PZT，每個構件共設置16個PZT片。方形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面的壓電功能塊以及外壁PZT片布置示意圖如圖3.3所示。在每個吊裝層中，選取一個方鋼管柱采取該方式布置。

（2）外部粘帖壓電陶瓷片

對于部分方鋼管柱，采用外部粘帖壓電片的方法。方形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面外壁PZT片布置示意圖如圖3.4所示。核心混凝土與鋼管內壁的界面粘結狀態通過壓電阻抗法評估，核心混凝土采用應力波方法檢測與評估。在鋼管已經安裝就位其靠建筑外側的表面無法在保證安全的情況下粘貼壓電陶瓷片的情況下，可以只在方柱的兩個相對的側面上進行粘貼。

圖3.3方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面壓電功能元以及PZT片布置示意圖

圖3.4方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下鋼管表面粘帖PZT片布置示意圖

3.1.2 圓形截面鋼管混凝土柱

（1）嵌入式與表面粘帖相結合

對于部分圓形截面鋼管混凝土柱，在上層橫隔板下表面上沿鋼管內壁均勻布置6個壓電功能元，該壓電功能塊與鋼管內壁留20mm距離，其PZT平面豎直且與鋼管內壁保持相切。此外，鋼管外壁對應位置設置6個PZT。圓形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面的壓電功能塊以及外壁PZT布置示意圖如圖3.5所示。在每個吊裝層中，選取一個方鋼管柱采取該方式布置。

（2）外部粘帖壓電陶瓷片

另外的圓鋼管柱采用外部粘帖壓電片的方法。圓形截面鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面外壁PZT片布置示意圖如圖3.6所示。核心混凝土與鋼管內壁的界面粘結狀態通過壓電阻抗法評估，核心混凝土采用應力波方法檢測與評估。考慮到嵌入式壓電功能元的施工耗時較多，主要采取表面粘帖壓電陶瓷片的方法進行。在鋼管已經安裝就位其靠建筑外側的表面無法在保證安全的情況下粘貼壓電陶瓷片的情況下，可以只在圓柱的相互垂直的兩個相對位置上進行粘貼。

圖3.5方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下表面壓電功能元以及PZT片布置示意圖

圖3.6方形鋼管混凝土柱上層橫隔板下鋼管外壁粘帖PZT片布置示意圖

3.2監測方法

3.2.1基于應力波的鋼管混凝土監測

運用方形截面以及圓形截面構件內部對稱位置的壓電功能塊進行信號發射和接受信號，對信號進行小波包能量分析，進而對鋼管混凝土內部核心混凝土的均勻性進行評估。激勵信號采用掃頻信號、正弦信號和脈沖信號，測量兩次。用收發信號距離等同的一組傳感器的輸出信號來評定監測結果。

對于方鋼管混凝土柱的四個角區的缺陷的監測，選取每邊中間位置的壓電功能塊作為激勵器，采集對應鋼管外壁的兩個PZT的響應。

對于方鋼管混凝土的四邊鋼管內壁與核心混凝土的截面粘結情況，分別采用嵌入式壓電功能元作為激勵，對于外壁PZT片接受信號的方式進行監測。

3.2.2基于機電耦合阻抗的鋼管混凝土界面性能監測

鋼管壁與核心混凝土的粘結狀況，分別對于嵌入式壓電功能元和表面粘帖壓電陶瓷片進行機電耦合阻抗測量，通過阻抗結果的分析對界面粘結性能進行評估。

3.2.3混凝土界面性能監測

分別基于應力波和機電耦合阻抗測量，在混凝土澆筑后1-2周內測量一次。

選取嵌入和粘貼方案的方形截面和圓形截面鋼管混凝土試件各一個（圖3.7中位置1與2），進行多次監測。混凝土澆筑后3天，7天，14天，28天，3月，6月分別進行測試。

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篇（4）

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

Abstract: this paper expounds the concrete filled square steel tubes structure system in light of the application of the steel structure housing situation and advantages, introduces the structure of the concrete-filled steel tube column party design analysis method and its future research prospect， and provides light steel structure housing or related design work for the staff technology reference.

Key words: square steel tube concrete column; Multi-layer light steel structure; Advantages; Structure design; Technical difficulties

0 概況

隨著人類對住宅要求越來越高，建筑房屋的絕熱、抗震及抗壓性能越來越理想。這一切都源于人類對房屋質量的舒適感與安全感的追求，鋼—混凝土組合的建筑結構就是人類追求建筑房屋舒適與安全的產物。鋼—混凝土結構早在19世紀就已開始被人類所注意，并對其展開一系列的研究開發，其綜合了鋼材的韌性與混凝土材料的較好的抗壓性能，更好地發揮了建筑材料的材質特點，而避免各自的缺點。

由于環保意識的不斷加強及材料短缺越來越嚴重，國外很多國家如澳大利亞、日本、美國等，都在在積極研發和設計更多鋼管混凝土結構的應用。而我國在近幾年內也開始研究開發、設計與制造、施工安裝輕鋼結構，也取得了很大的成就，如首都博物館新館的設計與施工[1]。

1 方鋼管混凝土柱結構體系的優點

1.1節約鋼材，降低造價

一般情況下，由于方鋼管混凝土加入鋼結構，降低了建筑物的自重，相當于混凝土結構的一半，而基礎荷載相對變小，經濟效益明顯提高，己成為公認的節材、經濟、施工簡捷的結構形式。

1.2抗震性能好

由于鋼管的材料的存在，提高了整體結構的強度、塑性和韌性，因此在同樣的震動條件下，其能更好地克服因超載而發生斷裂現象，更好地適應動力荷載的壓力，其良好的延展性在抗震性能方面表現得無可挑剔。

1.3防銹蝕和抗火性能優于鋼柱

方鋼管混凝土柱只是外表面需涂防銹漆，而鋼柱全周邊皆需防銹蝕，顯然，可以大大節省防銹漆。且方鋼管混凝土由于其管內設置有混凝土結構，可以吸收大量熱量，因而耐火時間比鋼柱更長。所用的防火涂料比鋼柱更少，造價也比鋼柱更低，性價比更高。

1.4抗扭、抗剪性能優越

方鋼管混凝土柱的抗扭和抗剪性能都很好，延性大，強度高。建筑物的一些邊柱和角柱，在地震作用下，將同時承受軸心壓力、彎矩、扭矩和剪力作用。對于方鋼管混凝土柱來說，在復雜應力作用下的承載力很高，并且其塑性和延性更好，安全而可靠[2]。

2 方鋼管混凝土柱的結構設計

2.1主要計算依據

方鋼管混凝土柱的機構設計過程應依據建筑設計單位提供的建筑設計方案、并參考有關的國家建筑設計規程、規范，如《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）、《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）、《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）、《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）等等[3]。

2.2軸向受力構件計算

2.2.1軸心受壓構件的強度計算

根據鋼管和混凝同工作的機制，參照我國建筑結構設計統一標準的規定，軸心受壓構件的強度承載力設值的計算公式為：

Nu=α(fAs+fcAc)

上式中α是與鋼管對混凝土的約束效應和混凝土徐變對承載力影響等因素有關的系數，前者對混凝土的強度有所提高，后者則相反。考慮到α的影響因素比較復雜，對軸心受壓構件的強度承載力的提高有限，對于管壁較薄的構件更是如此，為方便使用，取α=1，即得到方鋼管混凝土軸心受壓構件的強度計算公式：

N≤Nu u= fAs+fcAc

2.2.2軸心受壓構件的穩定計算

根據試驗資料，方鋼管混凝土軸心受壓構件受力較接近于鋼構件，因此采用鋼結構類似的計算公式：

公式中的軸心受壓穩定系數也近似地采用現行國家標準《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）中的b曲線：

構件的長細比則按考慮鋼管和管內混凝同工作后的影響

2.2.3軸心受拉構件的強度計算

由于混凝土的抗拉強度相對于鋼管較小，在計算方鋼管混凝土軸心受拉構件時可不計入混凝土的作用，只考慮方鋼管抵抗所有拉力，由極限狀態即可得到方鋼竹混凝土的抗拉承載力計算公式：

N≤Asf

2.3彎、拉彎構件計算

其中包括a、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土壓彎構件的強度計算；b、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土壓彎構件的穩定計算；c、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土拉彎曲構件計算；d、彎矩作用在兩個主平面內的雙軸壓彎方鋼管混凝土構件的強度計算；e、彎矩作用在兩個主平面內的雙軸壓彎方鋼管混凝土構件的穩定計算。但由于論文章節的安排，在本文就不詳細介紹。

2.4節點連接設計

梁-柱連接的性能是影響結構整體性能的關鍵，合理的連接節點應該有足夠的強度和適當的剛度，即滿足“強節點、弱桿件”原則。方鋼管混凝土柱與H型鋼梁的連接，按照連接處相對轉動約束作用的大小，可以分為：柔性連接、半剛性連接和剛性連接三種。其中半剛性連接可減少施工現場的焊接工程量，且節點外觀簡捷、傳力明確，鋼柱制作與混凝土的澆筑質量不受影響，柱兩側梁高不等構造容易處理，避免了內隔板與外環板由于焊接殘余應力影響，而在地震力的反復作用下節點處鋼材易發生分層或脆性破壞的缺點。

3方鋼管混凝土柱結構設計的研究方向

雖然鋼管混凝土住宅具有較多的優勢，但在實際中的應用時，還存在一些善待解決的難題。

3.1結構理論研究需進一步完善

對方鋼管混凝土構件來說，目前對構件動力性能的研究還是基于試驗結果，缺乏理論分析方法，不利于深入全面研究其動力特性，同時不利于對實用抗震設計方法的研究。

3.2設計理論需要進一步完善

目前國內的建筑規程雖然對圓鋼管混凝土構件和方鋼管混凝土構建的設計做了有關說明，但有些依據還不能非常準確地描述方鋼管混凝土柱體構件的性能，相差誤差還比較大，設計過程僅僅對混凝土和鋼管部分進行簡單的疊加，這樣降低了該結構的優勢。而采用研究理論進行計算時，公式卻顯得過于煩瑣，還需要結合實際的實驗數據進行大量簡化。

3.3結構形式需要進一步完善

由于鋼管混凝上構件的抗彎性能低于抗壓性能，因此鋼管混凝土框架抗側力性能比較弱，僅采用框架結構一般不能滿足抗震要求，需要增加抗側力體系，一般為柱間支撐。但是柱間支撐的增加限制了建筑開窗的靈活性。因此，進行該類型住宅設計需要建筑和結構有機結合。

3.4節點的優化設計

梁柱剛接節點，需要傳遞彎矩。在現場施工時，如果僅對鋼管進行節點拼接，由于略去混凝土部分的抗彎承載力，節點強度將低于構件強度，不符合“強節點，弱構件”的設計原則。而考慮節點處混凝土部分的作用，施工時不可避兔混凝土的二次澆注，不符合全裝配式住宅施工要求。因此對于梁柱端頭和節點均應另行設計，節點的優化設計和試驗將成為設計工作中的重要部分。

3.5結構防火處理

雖然鋼管混凝土具有較好的抗火災性能，并且通過理論計算和工程實例驗證。但目前的規程仍規定按照鋼結構防火要求處理，防火處理將大量增加工程造價，該問題已成為鋼管混凝土結構和輕鋼結構在工程應用中的瓶預問題。

4 結束語

多層輕鋼建筑中采用方鋼管混凝土結構可大大增加其結構的承載力和可靠度，提高建筑品位，縮短施工工期，提高了住宅的抗震性能，節省了建筑過程的有關材料費用，具有非常好的經濟效益和社會效益。對于目前木材、礦產資源缺乏的國情來說，方鋼管混凝土柱體構建是相當具有發展潛力結構形式。但是，由于國內建設設計人員對方鋼管混凝土構件的各種性能的研究分析工作才處于比較初級的階段，在其結構布置、設計方法、施工措施等方面的技術還需要進一步提高。

參考文獻

[1] 徐祖元. 首都博物館新館鋼結構工程施工技術 [J]. 建筑技術，2006，（09）

篇（5）

中圖分類號： TU37 文獻標識碼： A 文章編號：

1.引言

鋼筋混凝土是在19世紀中葉開始得到應用的，由于水泥和混凝土剛剛問世，同時設計計算理論尚未建立,所以發展比較緩慢。19世紀末,隨著生產的發展,以及試驗工作的開展、計算理論的研究、材料及施工技術的改進，鋼筋混凝土在以后的兩百年得到了飛速發展，各種形式的約束混凝土結構隨之出現。人們對約束混凝土的研究始于20世紀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用和研究最為廣泛。曹新明教授提出了區域約束的概念[1]，以往的研究均是將構件截面作為整體進行約束，而且強調橫向箍筋對混凝土的約束作用，其實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度和延性，但是構件在受力時并非所有的地方都需要有強約束，有效而經濟的做法應該是在需要的地方施加有效約束。區域約束混凝土概念的提出，突破了傳統思維模式，以一個全新的視角考察鋼筋混凝土結構中各個組成成分的功能，通過調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理，并將區域約束與整體約束有機地結合，使鋼筋與混凝土的結合更為緊密，充分發揮了各個組成部分的性能。

2.關于約束混凝土

（1）約束混凝土結構約束機理[1]

對于約束混凝土構件，在混凝土受壓時,由于側向壓力的約束，限制內部微裂縫的發展，能極大地提高混凝土的抗壓強度。工程上運用這一現象，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，內澆注混凝土）、側向密排配置螺旋形或者環形箍筋柱。在混凝土構件受到軸心壓力過程中，混凝土發生與軸壓力相互垂直的橫向變形，內部產生裂縫，此時的鋼管或者密排環狀箍筋就發生作用，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，從而限制內部微裂縫的發展，以達到提高混凝土的抗壓強度和延性（發揮混凝土的塑性性能，得到良好的變形效果），我們通常稱鋼筋對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混凝土的約束機理如圖1所示。把箍筋與縱筋的連接點視為不動點，則虛線范圍內為有效約束區域（拱作用）

圖1矩形截面柱約束機理示意圖

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

（2）區域約束混凝土結構特點

傳統約束與區域約束：

傳統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、復合箍（圖2）等，它們都是將整個截面進行約束，并在截面中心形成約束最強的約束核心。其縱筋主要分布在柱截面四邊，當然這對柱體抗彎是很有效的。

圖2 傳統箍筋形式

區域約束混凝土旨在在最需要的地方設置約束鋼筋。將約束鋼筋集中布置在受壓或剪壓區，以便更有效提高該區域混凝土的強度及延性；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現的，縱向鋼筋的配置、橫向箍筋的形態及配箍率、鋼筋的強度與混凝土強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 區域約束箍筋形式

區域約束混凝土受力特點：

a.區域約束混凝土結構承載能力、強度比普通混凝土均有所提高，提高的幅度根據約束程度而定（圖4）；

b.同等強度下，可以減小構件截面尺寸，減輕結構自重，從而獲得更多的使用空間；由于截面減小，結構耗能略有降低，但是延性性能大幅度提高，更有利于結構抗震；

圖4混凝土抗壓強度與應變關系圖

c.隨著軸壓比的提高，區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，這就使得區域約束混凝土構件在地震中耗能有所降低，安全儲備相應提高；

d.在工程設計中，區域約束軸壓比限值在滿足配箍率的前提下，對于矩形截面柱可以比規范取值提高1.1倍，對于圓形截面柱可以比規范取值提高1.2倍[2] [3]。

3.區域約束混凝土結構的應用

區域約束混凝土定性描述了混凝土結構中各個組成成分的工作性能，箍筋的強度、混凝土的延性都得到了充分發揮，鋼筋與混凝土的粘滯性及混凝土間的咬合力得到了實質改善，提高結構的承載力的同時不降低安全度。區域約束混凝土有了很強的耗能能力，可以大幅度地提高結構的抗震性能。因此當它用作多層及高層建筑中的柱子時，不僅可以減小柱子的截面尺寸，還可以擴大建筑的使用空間。并且在建筑上一改“肥梁、肥柱”的舊結構形式，使建筑更加美觀，由于柱子截面的減小，必然會增加建筑的使用空間，減輕柱子自重，減少混凝土用量。這樣將帶來很大的經濟效益與綜合效益。此外，區域約束混凝土結構構造簡單、施工方便，與傳統混凝土結構相比，區域約束混凝土有著同樣簡單的構造形式，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。

當前建筑業已成為國民經濟的支柱產業，約束混凝土結構在我國的發展十分迅速。合理地利用約束混凝土結構，可明顯提高混凝土的承載能力，充分發揮材料的使用效率，在技術和經濟上都具有很大的優越性。基于上述優勢，區域約束混凝土構件可以應用于橋梁工程、高層與超高層建筑，工程中應用于受拉、受壓、受彎、受扭等梁柱構件，以及一些大體積鋼筋混凝土構件，如大壩、橋墩、承臺等，可以充分減輕結構自重，增加使用空間。

約束混凝土結構是現代建筑最重要的結構形式之一，具有節約材料和勞動力，提高施工工效，加快施工進度，提高建筑工程的產品質量等優勢。從環保和節能的角度講，應用區域約束混凝土技術，可以減少環境污染，取得較大的經濟效益。在當前狠抓工程質量，加強設計施工管理的情況下，應用區域約束混凝土技術，不僅改善了構件的受力性能，降低結構的總體造價，能夠滿足現代工程施工質量和效率的要求。相信在本世紀的初，我國工程建設必將出現嶄新的氣象。

4.結語

區域約束混凝土結構是針對工程結構設計高層、超高層鋼筋混凝土以及大跨結構中遇到的軸壓比超限問題，在約束混凝土基礎上發展起來的，能有效實現滿足建筑、結構、經濟、安全之間合理協調的新型結構。

鋼筋混凝土抗震設計中，經濟而有效的方法是提高結構及構件吸收地震能量的能力，利用結構或構件的變形能力來耗散地震能量。對區域約束混凝土結構抗震性能和設計方法的研究還有待于進一步深入。

參考文獻

【1】曹新明，楊力列，陳宗強，曹鵬程，朱國良.約束混凝土與區域約束混凝土[D].2005-09

【2】龐新賓，區域約束混凝土柱往復荷載作用下軸壓比限值研究[D]. 碩士學位論文, 2011-06

篇（6）

關鍵詞：高層鋼結構住宅；結構計算及分析；地震荷載；風荷載

Key words： high-rise steel residential；structure calculation and analysis；seismic load；wind load

中圖分類號：TU973 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）02-0131-03

0 引言

鋼框架結構與混凝土框架結構相比，有很多不同之處。一方面鋼材比混凝土材質更為均勻、各方向的力學性能幾乎一樣，這些有利于結構的分析計算；另一方面，鋼材強度較高，在相同承載力下鋼構件的截面可以減小很多。這是鋼結構的一個優點，但同時也產生一些問題：構件截面的抗彎剛度EI、抗扭剛度GIt、抗翹曲剛度EIw均小于混凝土構件的各個剛度值。剛度小就意味著抗變形的能力比較差，容易產生較大的變形。[1-5]

1 荷載效應的計算

我國《鋼結構設計規范》對框架結構的內力計算作規定，但公式只限于彈性分析，而且一般采用一階彈性分析。由于鋼框架結構P-Δ效應較大，采用一階彈性分析顯得保守，這時宜采用二階分析。國內外學者對鋼框架結構二階效應進行了研究，比較成熟的分析方法有兩種：塑性區法和塑性鉸法。這兩種方法都對材料進入塑性階段給出了研究結果。但由于計算工作量大，難于在實際結構設計中推廣。

本文按照我國鋼結構設計規范（GB50017-2014）中的設計方法，通過PKPM軟件，對常用的鋼結構體系進行分析，從而找出結構性能比最好的結構體系。[1-2]

2 PKPM計算分析

2.1 結構模型

現以昆明某小區12層鋼結構住宅為背景，建筑方案為：（高層）地下1層，地上12層，出屋面樓梯、電梯間1層；層高為地下3.6m，地上12層每層均為2.9m，出屋面4.1m；室內外高差：0.45m；地上結構總高度：0.45+2.9×12=35.25m；結構方案為：樓板采用現澆混凝土平板，預應力槽形疊合板，樓面預留70mm建筑做法，輕骨料混凝土填充；主體結構材料為鋼材：Q235；混凝土強度等級：鋼管混凝土柱C40，其他C30；鋼筋：HPB300級、HRB400級。基礎采用鋼筋混凝土樁基礎；填充墻采用200mm厚加氣混凝土砌塊。抗震設防烈度分別考慮7度和8度，設計基本加速度值為0.10g和0.20g，設計地震分組為第二組，場地土特征周期值選取0.40s。

結構類型分別考慮鋼框架-支撐結構和鋼框架-混凝土筒體結構兩種，結構平面布置如圖1和圖2所示，其三維模型如圖3和圖4所示。柱子采用方鋼管柱和鋼管混凝土柱兩種類型。

2.2 計算結果比較

通過PKPM計算，將兩種結構計算結果進行比較，期中用鋼量對比如表1所示，層間位移角對比如表2所示，應力比對比如表3所示。

通過以上分析可以看出，無論是7度設防區還是8度設防區，采用鋼管混凝土柱的結構用鋼量少，在水平荷載作用下的層間側移也比較小。說明鋼管混凝土柱的使用效果更好，在高層鋼結構中表現更好。此外，從應力比對比結果來看，鋼框架-混凝土筒體結構各類構件的應力比比較高，說明構件的承載力更能夠充分發揮。

3 結論

本文對高層鋼結構常用的結構體系進行了分析與對比。從分析結果可以得出以下結論：

3.1 用鋼量

無論是鋼框架-支撐結構還是鋼框架-混凝土筒體結構，采用鋼管混凝土柱的用鋼量都比較小。7度時兩種結構的用鋼量比為1：0.96，8度時兩種結構的用鋼量比為1：0.92，兩種結構的用鋼量相當。若是考慮經濟性，在結構中采用鋼管混凝土柱可以大大降低成本。

3.2 抗側移性能

7度、8度時，兩種結構類型都可以滿足水平側移要求，鋼框架-混凝土筒體結構更優。兩者的側移不僅滿足了規范規定的限值，而且滿足了住宅精裝修的要求。

3.3 安全性能

鋼框架-支撐結構和鋼框架-混凝土筒體結構都能滿足安全性能的要求，兩種結構的構件應力比都比較大，構件的承載力能夠充分發揮。

綜上所述：鋼管混凝土柱的受力性能要強于方鋼管柱，在8度區，用鋼梁比后者少了8%左右，優勢相當的明顯。對于鋼框架-混凝土筒體結構，在兩個方向上筒體都屬于強支撐體系，所以安全性能全面高于其他結構類型。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標準.GB50017-2014，鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社.

[2]鄭添，王恒華.多高層鋼結構住宅結構體系的優選研究[D].東南大學碩士學位論文，2005.

[3]陳驥.鋼結構穩定理論與設計[M].北京：科學出版社，2003.

篇（7）

Abstract: concrete filled steel tube structure combines the advantages of both steel and concrete has good mechanical properties in engineering has been widely applied in. In the actual application process with special attention to the steel pipe concrete, this paper gives the concrete procedure, for reference.

Key words: concrete; structure; concrete; engineering application

中圖分類號：TU398.9文獻標識碼：A 文章編號：

0.前言

鋼管混凝土是在鋼管中充填混凝土制成的建筑構件。鋼管混凝土構件具有強度高、塑性好、施工快捷等優點，能夠適應現代工程結構中大跨度、高聳、重載及在惡劣條件下施工的需要，也符合現代施工技術的工業化要求。其中鋼結構在制造、使用過程中具有無污染、可再生、節能、安全等特點，符合現代綠色環保的要求，因而己成為結構工程學科發展的－個重要方向。[1][2]

1鋼管混凝土的結構特點

鋼管混凝土具備了鋼管和混凝土兩種材料的性質特點，即在鋼管內充填混凝土材料。由于外鋼管對管內混凝土形成的套箍作用，大大提高了混凝土的承載能力、塑性性能；改善了管內混凝土的性能，特別是高強混凝土脆性大的弱點得到克服，構件的延性性能明顯改善，具有優越的抗震性能；同時把混凝土內填于鋼管之內，增強了鋼管的管壁穩定性，剛度也遠大于鋼結構，使其整體穩定性有了較大的提高。鋼管混凝土結構主要應用于受壓構件中，在施工過程中，鋼管具有較大的剛度和強度，可以作為施工的勁性骨架；鋼管混凝土結構具有較好的耐沖擊能力和動力性能:由于鋼管內部混凝土的比熱較大，發生火災時，混凝土能吸收大量的熱量，從而延長了鋼管的耐火極限，有利于鋼管的抗火和防火。[3]

鋼管混凝土結構的特點：（1）承載力高，由于鋼管約束混凝土，同時混凝土也可以延緩或避免薄壁鋼管過早的發生局部屈曲。兩種材料相互彌補了對方的弱點，充分發揮了彼此的長處，從而使鋼管混凝土具有較高的承載能力，適用于高層建筑、大跨度橋梁等大型結構。（2）施工方便，鋼管具有較好的強度和剛度，能夠替代模板，可省略過支模拆模的施工過程，同時在管內不需要配筋，省去了綁扎鋼筋等工序，再配合以混凝土泵送工藝，使得鋼管混凝土施工極為方便、快捷。鋼管混凝土本身的施工特點符合現代施工技術工業化要求，可以節約人工費用，降低工程造價。（3）耐火性能好，鋼管混凝土內的混凝土可大量吸收熱能，其耐火性能優于鋼結構，應用于高層結構時可降低體系的維護費用。（4）經濟效益高，在鋼管混凝土結構中可充分發揮鋼材和混凝土兩種材料的潛力，使得材料的性能得到更充分和合理的應用。實踐表明，與鋼筋混凝土結構相比，鋼管混凝土結構可節約混凝土60～70％，減輕自重50％左右，用鋼量略高或相等；和全鋼結構相比，則可節約鋼材50％，其工程造價也可降低45％。[4]

2.鋼管混凝土構件的制作

2.1內填混凝土的試配

1.材料的選擇：水泥選用42.5硅酸鹽水泥，密度為3.10g/cm，水泥用量為500～550kg/m3。粗骨料選用質地堅硬、表面粗糙、粒徑為5～16mm連續級配的機制石灰巖碎石，同時控制石子的最大粒徑不超過16cm，表觀密度為2.65g/cm，堆積密度為1480g/cm3含泥量小于0.5％，碎石的壓碎指標為11.23％。細骨料為砂子，采用級配良好的中砂，細度模數為2.7，密度：2.56g/cm。外加劑為高效減水劑，高效減水劑為配制高性能混凝土的技術關鍵，高效減水劑的減水率在25％以上，可大幅度的提高混凝土強度，密度為3.05g/cm，使用量為水泥用量的1.4％。

2.初步配合比設計[6][5]

本試驗的混凝土強度要達到C60，試配C60的混凝土

（1）確定混凝土的配制強度：

………………………………………（1）

其中可以查表得

所以

（2）混凝土的用水量

根據《特種混凝土和新型混凝土》的配制高性能混凝土時用水量選取范圍可得到

（3）確定水灰比

根據《特種混凝土和新型混凝土》的配制高性能混凝土時的水灰比推薦選取范圍，可以查到混凝土的水灰比選取為

（4）確定水泥的用量

水泥的用量可以得到為

（5）混凝土中高效減水劑的用量

616×1.4％＝9.24Kg/m3

（6） 砂率的確定

…………………………………….（2）

已知

取

故：

（7） 粗細骨料用量的確定

每立方米混凝土重量為2480Kg。

式中，可以得到

確定1立方米混凝土中各原料的配比

水：水泥：石子：砂子：減水劑=1:3.567:5.627:0.049

表1混凝土配合比和試驗結果

把上述兩組試驗分別做三個10cm×10cm×10cm的試塊，并在標準養護條件下養護7天及28天，測抗壓強度。

2.2混凝土的制作工藝

本次試驗采用的攪拌方法為水泥裹砂混凝土。水泥裹砂攪拌工藝的投料方法為先在攪拌機中投入砂子加1／3的水，攪拌1分鐘，再加水泥攪拌1分鐘，加入石子攪拌2-3分鐘，最后加入剩余的水及外加劑攪拌2-3分鐘。

2.3混凝土的澆灌和養護

鋼管混凝土構件采用分五次從鋼管一端加入混凝土，每次加入混凝土后在振動臺上震動不少于2分鐘，并且邊震動邊震搗，確保管內混凝土的密實，最終將端口用鐵片包好，防止端口混凝土在成型之前流動，然后倒置在室內，在室溫條件下養護28d以上。

2.4鋼管的制作

尺寸為324×12～14、φ153×12～14、219×12～14的無縫鋼管，切割完畢后應對切口進行清潔處理。

3鋼管混凝土在實際工程中的應用

鋼管混凝土能適應現代工程結構中大跨度、高聳、重載的結構形式，及在惡劣條件下施工的需要，符合現代施工技術中工業化的要求，因此越來越廣泛的應用在單層和多層工業廠房柱、送變電桿塔、桁架壓桿、樁、空間結構、高層和超高層建筑以及橋梁結構中，已取得良好的經濟效益和建筑效果。

單層和多成廠房柱，和鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱顯得更加輕巧，被廣泛地用作各類廠房柱。地鐵站臺柱，地鐵的站臺柱承受的荷載較大，采用承載力高的鋼管混凝土可以減少截面面積，擴大使用空間。高層和超高層建筑結構中使用鋼管混凝土的主要優點有：構件截面面積較小，可節約建筑材料，增加使用空間；構件自重可以得到減輕，可以減少基礎負擔，降低工程造價；抗震性能較好；耐火性能相對于鋼結構可以降低防火造價；可以采用“逆作法”或“半逆作法”的施工方法，可以加快施工速度等等。[7]

4.結論

隨著經濟社會的不斷發展，對建筑工程工業化進度的不斷要求，鋼管混凝土的應用將越來越廣泛。對于以建的鋼管混凝土結構工程都已獲得良好的經濟效益和建筑效果。隨著建筑理論研究的深入和完善，新型施工工藝的產生和高性能材料的應用，鋼管混凝土結構將是結構工程科學的一個重要發展方向。

參考文獻

韓林海.鋼管混凝土結構[M].北京：科學出版社，2000

韓林海，鐘善桐.鋼管混凝土力學[M].大連：大連理工大學出版社，1995

鐘善桐.鋼管混凝土結構[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1994

王強.鋼管混凝土支架力學性能試驗研究《安徽理工大學碩士論文》，2006

蘇林王、羅巧玲 圓弧形細鋼管內填C50高強高性能混凝土的試配[J]. 佛山科學技術學院學報(自然科學版)

篇（8）

 

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用比較廣泛，但直接應用于房屋民用建筑工程的比較少。 

清水混凝土結構有著諸多優點，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(經常有這樣相關報道)等通病，材料節約、經濟環保．施工質量效果好，符合提倡建立資源節約型社會理念，成為建筑節能市場上的亮點。 

 

1　工程實例概況 

 

某大廈為兩座現代化高層辦公建筑，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構，筏板基礎。 

整體質量達到優質工程標準。要求所有結構成型為清水混凝土，對模板設計和混凝土施工要求高。 

 

2　清水混凝土質量標準 

 

目前國內尚無統一的清水混凝土質量驗收規范，在普通結構混凝土驗收標準的基礎上，形成如下質量標準： 

軸線通直、尺寸準確；棱角方正、線條順直；表面平整、清潔、色澤一致；表面無明顯氣泡，無砂帶和黑斑；表面無蜂窩、麻面、裂紋和露筋現象；模板接縫、對拉螺栓和施工縫留設有規律性；模板接縫與施工縫處無掛漿、漏漿。 

 

3　混凝土常見質量缺陷 

 

為做好施工預控工作，必須認真分析清水混凝土面層可能出現的質量缺陷和產生的原因．從而采取有效措施避免發生上述缺陷。 

清水混凝土表面缺陷主要為表面平整度、軸線位置不滿設計要求、表面蜂窩、麻面、有氣泡密集區，表面缺損，非受力鋼筋露筋。小孔洞、單個氣泡等；混凝土內部缺陷主要指混凝土澆筑過程中，混凝土振搗質量差，造成混凝土內部架空和孔隙率偏大的缺陷，內部缺陷應在混凝土澆筑過程中及時發現，及時清除。 

 

4　模板工程控制 

 

4.1方案審查要點 

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

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

(3)對模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴密，不允許漏漿； 

(4)模板設計要充分考慮在拼裝和拆除方面的方便性．支撐的牢固性和簡便性，并保持較好的強度、剛度、穩定性及整體拼裝后的平整度； 

(5)根據構件的規格和形狀，建議配制定型模板，以便周轉施工所需； 

(6)模板制作時應保證幾何尺寸精確，拼縫嚴密，材質一致，模板面板拼縫高差、寬度應≤1mm，模板間接縫高差、寬度≤2mm；模板接縫處理要嚴密，建議模板內板縫用油膏批嵌外側用硅膠或發泡劑封閉，以防漏漿，模板脫模劑應采用吸水率適中的無色的輕機油； 

(7)嚴格控制模板周轉次數，周轉3次后應進行全面檢修并拋光打磨。 

4.2模板工程方案選擇 

為實現清水混凝土的目標，初步模板體系確定為鋼木組合大模板。 

根據本工程的特點及公司的施工經驗，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對拉螺栓作為加固系統；標準層剪力墻、柱采用鋼木組合大模板(12mm厚竹膠板作為面板、6號槽鋼為輔龍骨、10號槽鋼為主背料)，剪力墻采用16的高強全絲螺桿為加固系統。 

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

4.3柱模板支設要點對±0.00以下混凝土柱模通用性、互換性較差。 

采用12mm厚高強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，增加對拉螺栓拉結加固。±0.00以上混凝土柱模通用性、互換性較好，采用定制可調截面鋼大模支設。 

   　①截面尺寸≤650mm的柱采用雙管柱箍中間加設坡口木楔緊固，柱高3m以下范圍內柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內柱箍的間距≤500mm。 

②截面尺寸≥700m的柱，采用腳手管作柱箍緊固，柱高3m以下范圍內柱箍的間距≤400mm，柱高3m以上范圍內柱箍的間距≤500mm，在枝中加設＋14mm(外套＋25mmpvc管)對拉螺栓，柱外側四角雙向均加設保險扣件，對拉螺栓布置間距同柱箍。 

5　混凝土施工全過程控制 

 

5.1原材料、配合比控制要點 

新拌混凝土必須具有極好的工作性和黏聚性，絕對不允許出現分層離析的現象；原材料產地必須統一，砂、石的色澤和顆粒級配均勻。 

在材料和澆筑方法允許的條件下，應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。 

同時控制混凝土含氣量不超過1.7％，初凝時間不超過6h-8h。 

重點審核商品混凝土廠家制定清水混凝土原材料、配合比生產方案，生產過程中檢查嚴格按試驗確定的配合比投料，不得帶任何隨意性，并嚴格控制水灰比和攪拌時間，隨氣候變化隨時抽驗砂子、碎石的含水率，及時調整用水量。 

5.2清水混凝土澆筑控制要點 

檢查落實施工技術保證措施、現場組織措施，嚴格執行有關規定；合理調度攪拌輸送車送料時間。逐車測量混凝土的坍落度；嚴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振搗，第二次待混凝土靜置一段時間再振搗，而頂層一般在0.5h后進行第二次振搗；嚴格控制振搗時間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，保證深度在5cm-10em，振搗時間以混凝土翻漿不再下沉和表面無氣泡泛起為止，一般為5min-10min左右。 

5.3清水混凝土養護控制要點 

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現微裂縫，影響外觀質量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養護十分重要。 

現場要求清水混凝土構筑物的側模在48h后拆除，模板拆除后其表面養護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，應采用塑料薄膜嚴密覆蓋養護，養護時間不得少于14d。 

 

6　結語 

 

此大廈清水混凝土主體工程，經過細致周密的方案設計，全過程施工質量控制，清水混凝土結構施工一次成型，陰陽角方正、順直，棱角挺拔，分格縫寬窄深淺一致、邊線順直，裝飾圖規整，墻體表面平整光滑，色澤均勻一致，主體工程被評為優質結構，為今后類似的清水混凝土結構施工積累了較成熟的經驗。 

綜上所述，清水混凝土結構施工技術在民用建筑工程中得到了很好的應用，并得到了使用方的認可。 

 

篇（9）

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

建筑行業關系到國計民生，其質量的好壞將直接影響到整個行業的健康發展，伴隨著我國建筑行業的快速發展，施工工藝也在不斷的完善，建筑混凝土型鋼組合柱是現代建筑行業中采用最多的建筑結構體系之一。在建筑結構體系中，建筑混凝土型鋼組合柱是運用最為普遍的一種，其結構的梁柱節點是整個主體建筑結構中的關鍵和核心部分，一般而言，當一些自然災害或者還是地質災害來臨時候，建筑主體發生一些破壞或者是損害的時候，多半是發生在梁柱節點部位，對于結構梁柱節點的破壞一般都是指剪切破壞和鋼筋的錨固發生了破壞，當這種破壞程度達到所能夠承受的極限時候，很可能造成整個主體建筑的坍塌，從而引起嚴重的建筑質量問題和人身安全事故，不僅僅很大程度的造成了整個建筑工程的資源浪費，也對相關人員的生命財產安全造成嚴重的損害，破壞了社會的和諧，因而，加強對建筑混凝土型鋼組合柱施工技術的分析，對保證混凝土型鋼組合柱的施工質量，保證整個建筑工程的整體穩定性，有著深遠的影響。

二．工程概況

該建筑位于市中心城區，由主樓和裙樓兩部分組成。地下一層，裙樓地上5 層，主樓地上 15 層，建筑高度 64.85 m，總面積 達2 萬多平方米，結構形式為框架剪力墻結構。

該建筑從基礎至七層樓面通長設置型鋼混凝土組合柱，共計 7 根，分層安裝施工。鋼柱的地下部分由于層高 5.7 m，分兩次安裝，地上部分每層樓面以上 1.3 m 安裝 1 次，總高度 42.5 m。勁性鋼柱形式為 H 型鋼交叉焊接，即兩根 H 型鋼由腹板沿長度方向中心線切開后交叉焊接，形成腹板與 H 型鋼交叉的鋼柱，截面尺寸為 300 mm×700 mm，遇樓層與梁相交處根據設計增加鋼牛腿。梁柱節點處梁內 8 根鋼筋打孔穿過型鋼柱，部分鋼筋從牛腿上下兩方向穿過，剩余鋼筋錨固在鋼柱中。

三．施工技術

1．制作勁性鋼柱

根據建筑物特點，在建筑的每一層分別制作勁性鋼柱，具體操作方法是：根據建筑的樓層高度，以每一六層高度為一個施工段，來制作勁性鋼柱。但是由于現場實際施工操作和檢查，因此在每層樓板板面以上 1.3 m 處安置鋼柱接頭，這樣就為施工人員留置了很大的工作空間，同時，還要對各個工序嚴格進行控制，保證鋼柱的質量。

在16Mn 鋼板進廠時，需要檢查是否具有合格證、檢驗報告等這些質量標志，同時還需要對材料進行復查，直到全部材料合格以后，才能進行加工。在制作鋼柱時，一般都是用切割機將鋼板進行切割，切割以后，還要保證鋼板的平直，對其進行矯正，使局部撓曲矢高控制在1.0m 范圍內。焊接在勁性鋼的制作過程中是十分重要的環節，通常采用的是交叉對稱焊接的方式進行。同時，鋼柱的長焊縫質量必須達到 GB 50205－2001 B 級標準。

2．鋼柱的安裝技術

（一）在加工好的型鋼柱四面彈出中心線，提前在鋼柱的安裝位置測量好安裝邊線并引出兩條交叉的控制軸線。用塔吊進行型鋼柱的安裝，同時必須要有專人進行指揮起吊安裝，在起吊之前，還要檢查索具是否完好符合安全要求，這樣才能開始安裝。起吊后，要慢慢將鋼柱吊裝到位，對準安裝控制線下落，初步就位。施工人員還要根據控制線用工具對鋼柱根部的位置進行調整，從而將鋼柱調整到準確的位置，接著在上層樓板處將鋼柱進行固定，再確保鋼柱的位置正確并且安裝固定后才能脫勾。

（二）鋼柱就位后，在引出十字交叉的兩條控制軸線上架設經緯儀進行型鋼柱的就位調整，使柱上彈出的中線與經緯儀的豎絲重合。按中線的垂直度，塔吊起吊就位后，人工用撬棍調節對鋼柱進行校正，就位后垂直度偏差≤2 mm。

（三）經過測量確認鋼柱的安裝位置和垂直度符合要求后，就要在鋼柱底部四周作點焊臨時固定，接著要再次檢查鋼柱軸線的位置及垂直度，確認正確后才能進行下一步。

（四）為了使鋼柱在焊接的時候不發生變形，在將鋼柱的臨時焊點固定后，用兩根 d48 mm 鋼管作拉桿在柱端兩側翼板上焊接，使其連成整體。

3．中間節的安裝技術

安裝勁性鋼柱時，必須要在每層樓板的混凝土澆筑完成，并且在適當進行養護具備一定條件后方可進行， 在安裝過程中，要對鋼柱的位置和垂直度進行不斷的調整。在施工中自行設計安裝的調節錨栓就起了很大的作用，另外利用焊接收縮來調整其垂直偏差。在將勁性鋼柱吊裝就位后，先進行點焊臨時連接，接著就觀察并糾正其垂直度差，最后就要觀察并糾正因焊接收縮而導致的垂直度差。同時為了使安裝上層勁性鋼柱垂直偏差積累不超過允許值而影響到整個結構，可以對勁性鋼柱的下部進行校正準確，還應該講上部的安裝垂直中心線對準。

4．鋼筋施工技術

樓層梁柱節點處梁設計為 1100mm×500mm 的寬扁梁，梁配筋較多，要求梁部分鋼筋要從鋼柱中打孔穿過，部分鋼筋焊接在 H 型鋼牛腿上，部分鋼筋從 H 型鋼牛腿上下方向穿過。

該節點處施工工藝復雜，施工難度大，因此，控制好鋼柱的標高和軸線的位置是節點處的施工的前提條件。根據施工經驗，為了使鋼筋在牛腿上的焊接質量符合要求，在安裝完鋼柱后，根據設計和施工的規范在鋼牛腿上焊接同規格的連接鋼筋，接著用直螺紋套筒連接相鄰跨的梁鋼筋。

5．模板與混凝土施工技術

（一）模板施工技術

柱模選用竹膠模板，每側柱面模板加工成整塊950mm 寬，高度為層高一梁高。由于型鋼混凝土柱在澆筑過程中發生“跑模”很難處理，因此模板外柱箍采用槽鋼固定，用雙螺帽固定緊死，避免了澆筑過程中“跑模”的發生，提高了混凝土的外觀質量。

（二）混凝土施工技術

型鋼混凝土柱的混凝土設計等級為 C50，屬高強混凝土，因此在施工中必須嚴格管理。施工時派專人進駐混凝土生產站，嚴格監督按實驗室給定配合比進行下料，以保證拌制的同時滿足強度要求。

由于型鋼混凝土柱對混凝土流動性的要求高，選擇運輸距離短的混凝土拌制站，容易確保混凝土的施工質量。施工時試驗人員應對進場的每罐混凝土進行塌落度檢測，達到要求后方可用于施工。

四．結束語

建筑混凝土型鋼組合柱是我國建筑行業最主要的建筑結構體系之一，其獨特的施工工藝使得質量控制需要規范性操作，在施工過程中，由于施工人員的專業技術水平的限制和各種原料質量的影響，使得整個建筑混凝土型鋼組合柱的施工質量控制起來更為艱難，因而，經常會遇到由于建筑混凝土和鋼組合柱的強度不同而產生各種問題，不僅僅使得一些施工工藝難以得到全面的貫徹落實，也造成了很多浪費，因此，在進行建筑混凝土施工過程中，要嚴格執行各種技術標準，規范操作，保證工程質量，促進整個建筑行業的快速健康發展。

參考文獻：

[1]王清湘; 朱美春; 馮秀峰 型鋼-方鋼管自密實高強混凝土軸壓短柱受力性能的試驗研究建筑結構學報2005-08-10期刊

[2]陳百玲; 王連廣; 秦國鵬 玻璃纖維增強材料管勁性鋼筋混凝土組合柱軸心受壓試驗研究工業建筑2011-10-20期刊

[3]張志權; 張玉芬; 趙均海 型鋼增強型鋼管混凝土柱的軸壓承載力計算江南大學學報(自然科學版)2009-06-15期刊

[4]林立巖; 李慶鋼 混凝土與鋼的組合促進高層建筑結構的發展東南大學學報(自然科學版)2002-10-20期刊

篇（10）

中圖分類號：U443.22

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0422（2008）11-0160-02

1前言

近年來，隨著我國國民經濟的高速發展，我國高等級公路建設呈現出突飛猛進的勢態。高等級公路對線型等方面的要求使得山區公路中出現了許多高墩橋梁，增加了施工難度。本文根據吉茶高速公路C1合同段的橋梁高墩柱施工過程，將主要采用鋼管支架及特制定型鋼模板來組織施工的高墩施工工藝詳加闡述,供大家參考。

2工程概況

本橋位于吉茶高速公路C1合同段內，橋位地處湘西自治州吉首市西南郊區雅溪村，中心樁位為K0+450，該橋上部構造為23×30m的預應力連續T梁，橋長706.7m，下部構造為柱式墩配樁基、整體式臺配樁基、重力式臺配擴大基礎，其中5-11號墩、17號墩、21號墩為薄壁式空心墩。該橋橋位區屬低山丘陵之山間沖溝地貌，地形起伏較大，底面高程204.00～260.00m，橋最大架空高度36m。

3高墩施工的特點及難點

該橋梁所處地形復雜，交通運輸不便，而且大部分橋墩身高。工程量大，工期短，因此橋墩施工是該工程的關鍵所在。然而對于20 m以上的高墩柱卻存在以下的特點：

3.1施工周期長。對于高空作業，模板的受力自成體系，從模板的受力性能考慮，高墩柱混凝土的一次澆筑高度一般為4~6 m。對于20 m以上高墩的施工次數至少在4次以上，這樣每一根墩柱的施工周期相當長，受機械設備等因素影響，有的墩柱施工工期達到5、6個月之長。

3.2模板和機械設備的投入大。由于單根高墩柱的施工周期長，且受總工期的限制，各大橋的高墩柱只能采取平行作業的施工組織方法，每根墩柱至少配備6 m高度的模板,使其自成施工體系，這樣模板的投入相當大。受起吊能力的限制，高墩柱施工須配備大噸位的吊車，且全標段高墩柱數量多，分散于不同的山溝內，致使吊車等設備很難相互調配使用，導致機械設備的投入也大。

3.3高墩施工定位控制難度大。對于高橋墩來說，截面相對面積小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其顯著的特點，施工時軸線很難準確控制。

3.4高墩施工接縫的處理要求高。高墩柱不僅僅只是一個簡單的受壓構件，而且還受到復雜的彎矩扭矩作用，必須保證墩身有一定的柔度，在荷載和各種因素作用下其彎曲和擺動不可避免，因此對高墩的施工質量要求很高，而高墩的施工縫如處理不到位，就成為墩身受力的薄弱處。

3.5高空作業，施工安全度低。

4施工方案

4.1施工方案簡介：

針對墩柱墩身較高的特點，墩柱模板全部采用特制定型鋼模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進行模板安裝，在吊車不能所及的高度采用卷揚機和臨時固定在已澆混凝土柱頂的吊架吊裝施工時所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節），在模板頂和中部分別以風纜繩緊固穩定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運輸車送至現場，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續進行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時間。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車運輸。

4.2施工工藝流程(見圖1)

5施工關鍵技術

5.1測量放樣

先對墩柱的結構線及墩柱中線進行測量放樣，墩柱前后、左右邊緣距設中心線尺寸容許偏差10mm。墩柱施工前，將樁頂沖洗干凈，并將墩柱結構線以內的混凝土面鑿除浮漿，整理連接鋼筋。

5.2鋼筋工程

嚴格按照經監理工程師審批的支架方案進行塔設，墩柱支架塔設完成后進行墩柱鋼筋幫扎施工。鋼筋統一在加工棚進行下料和制作，鋼筋的調直、截斷及彎折等均應符合技術規范要求，鋼筋加工完成后進行編號堆放，運至作業現場再用定滑輪吊至作業平臺進行綁扎、焊接。對于變截面高墩,應注意墩柱主筋接長時應注意焊接接頭必須錯開,使接頭鋼筋面積不超過鋼筋總面積的25%;箍筋接頭應在四角錯開,彎鉤長度滿足設計及抗震要求。按設計及規范制作的墩柱鋼筋籠用吊車吊裝時對位要準確，采用垂線法定位，中心點誤差控制在2cm內，墩柱邊側的保護層利用墊塊來保證，并對蓋梁連接鋼筋進行預留。

5.3支架與立模板：

5.3.1墩柱支架搭設

a、技術要求：墩柱腳手架主要起穩固模板、操作架、支撐及垂直運輸作用，必須具有足夠的強度、剛度和穩定性；支承部分必須有足夠的支承面積，如安設在基土上，基土必須堅實并有排水措施；腳手架立桿間距及橫桿步距必須滿足使用要求。

b、搭設方法：清平夯實基土(最好將腳手架支承于墩柱承臺上)，圍繞墩柱搭設立柱鋼管支架：采用立桿24根，立桿采用搭接的方式連接，搭接長度不小于50cm，搭接范圍內的扣件不少于2個。各立桿間布置水平撐，并適當布置垂直剪力撐，剪力撐與水平方向成45°角放置。鋼管支架立桿的縱橫向間距為1.4m×1.4m，橫桿步距為1.6m，則搭設一個立柱支架鋼管總長為2360m，扣件約1180個。

b、支架受力分析及計算：鋼管支架自重力：19090N，施工荷載：10000N，合計：F=29090N。考慮施工時的不均勻性，取不均勻系數1.5，則剛支架所受總荷載為：F=29090N×1.5=43635N。每根立桿承受荷載為：43635/8=5454N，則用￠48×3mm的鋼管面積A=424，鋼管回轉半徑為：I=15.9mm.

1)按強度計算，立桿的受壓力為：σ=N/A=5454N/424mm2

2)按穩定性計算，立桿的受壓應力為：長細比：λ=L/I=1600/15.9=100

查《鋼結構技術規范》表C-2，b類截面軸心受壓構件的穩定系數，Φ=0.432

σ=N/(Φ×A)=5454/(0.432×424)=29.8N/mm2

3)鋼管支架其橫桿抗彎強度σmax和剛度Wmax為：

抗彎強度σmax=ql2/10w=31167×1.42/ (10×4.49×103)=1.4Mpa

其中： w―鋼管的截面最小抵抗矩w=4.49×103mm3

f―鋼材強度設計值，為215Mpa

q=43635N/1.4m=31167N/m

剛度Wmax=ql2/150EI=31167×1.44/(150×2.06×105×10.78×104)=36×109

其中：I―鋼管截面慣性矩I=10.78×104mm4

E―彈性模量E=2.06×105Mpa

容許撓度為3mm

根據以上計算結果，鋼管支架立桿受壓應力和橫桿抗彎強度及剛度都小于容許值可滿足施工要求，則該支架方案是可行的。

5.3.2立模板

墩柱模板全部采用特制定型剛模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進行模板安裝，在吊車不能所及的高度采用卷揚機和臨時固定在已澆混凝土柱頂的吊架吊裝施工時所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節），在模板頂和中部分別以風纜繩緊固穩定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱高度在≤15m時，采取一次性裝模到位，并進行混凝土澆筑。

5.4澆筑混凝土

混凝土澆注前對支架、模板、鋼筋進行檢查，符合設計及規范要求后方可進行混凝土澆注，混凝土澆筑采用一次支模到頂，一次混凝土澆筑的方法施工，中間不留施工縫。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車運輸。混凝土拌和中嚴格控制材料用量，并對拌和出的混凝土進行塌落度測定，控制好水灰比。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運輸車送至現場，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續進行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時間。混凝土澆注過程中設專人檢查支架、模板、鋼筋的穩固性，發現問題及時處理。混凝土澆筑后進行表面抹平，混凝土初凝以后及時養護，防止混凝土表面出現裂縫。

5.5拆膜及養護

混凝土達到設計強度的75%后拆除墩柱模板，用塑料薄膜覆蓋養護，模板拆除時按順序拆卸，防止撬壞模板和碰壞結構。

6高墩施工的幾點體會

6.1盡量保證1根墩柱施工的連續性，減少中間停頓時間，以加快分項工程的完工時間，縮短計量支付的周期，減輕資金周轉壓力。

6.2搞好安全施工是高墩柱施工的關鍵環節之一，要經常對施工操作人員進行安全教育，強化安全意識,各工序應按安全操作規程辦事。

6.3由于模板周轉次數多，因此易產生模板變形，應在2.8 m寬模板的加強肋中間設1道橫穿墩身的對拉螺桿，高度方向每隔1 m設1道與加強箍固定聯結。

7結束語

實踐證明，采用高墩鋼管支架及特制定型剛模板的施工技術，對高空、立體、平行、交叉作業有了可靠的安全保證，同時也加快了工程進度，降低了工程成本，因此此技術是合理可行的。

參考文獻:

[1] 唐軻.潤揚長江大橋懸索橋南塔架體式爬模施工技術[A].2002年全國橋梁學術會議論文[C].北京:人民交通出版社，2002.

[2] 范立礎.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社，2001.

篇（11）

中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：

一．引言。

我國是世界上河流資源眾多的國家之一，有著較為豐富的內河、內江資源。隨著經濟的快速發展，在河流和江河上開展的水利工程建設也越來越多。水利工程中的水電站建設一直是工程施工的重點控制內容，由于水電站主廠房需要放置發電機、水輪機等發電相關設備，同時，主廠房結構又多為單層建筑結構，在進行結構設計時多采用排架結構。排架結構在自身的平面內具有較強的承載能力和較好的鋼度，但由于各排架間的承載能力較為軟弱，在水利工程中，無論是在設計階段還是施工階段，都要引起高度重視。

二．水電站主廠房的結構布置設計。

1.水電站廠房的結構組成以及相關用途。

（1）水電站主廠房的上部結構：屋頂、排架柱、吊車梁、發電機層和安裝間樓板、圍護結構等，通常為鋼筋混凝土結構。

屋頂部分有層面板和屋架或是屋面大梁組成，屋面板的作用為遮風避雨，隔熱隔陽，屋面層部分包括隔熱層、防水層、保護層以及預制鋼筋混凝土大型屋面板。

排架柱是用來承受屋架、吊車梁、屋面大梁和外墻所傳遞的荷載，以及排架柱本身的重量，同時這些荷載通過排架柱傳給房下部結構中的大體積混凝土。

吊車梁是起吊部件在制動過程中操作的移動集中垂直荷載，或者是承載吊車荷載，在吊車起重部件的時候，將啟動和制動過程中產生的橫向和縱向水平荷載，傳給排架柱。

發電機層樓板需要承載自重、人的活荷載、機電設備靜荷載；安裝間的樓板承受安裝機組或機組檢修時的荷載和自重。

由外墻、抗風柱、圈梁以及聯系梁等組成的圍護結構，能承受風荷載，同時承載梁上磚墻傳下的自重和荷載，將荷載傳給壁柱或排架柱。

（2）水電廠主廠房的下部結構。

水電站主廠房的下部結構包括：發電機機墩、蝸殼及固定導葉、尾水管等，下部結構一般為大體積水工鋼筋混凝土結構。

發電機機墩承載著發電機的自重、水輪機軸向水壓力和機墩自身重量，并將自重力量傳遞給蝸殼混凝土和座環。

蝸殼和固定導葉是將機墩傳遞下來的荷載傳到尾水管上。尾水管將水輪機座環傳遞過來的荷載，通過尾水管的框架結構傳到基礎上。

三.水電站的主廠房架構設計。

1.選擇立柱截面形式。

在水電站的主廠房中，其結構立柱一般都是采用矩形截面，尤其是在吊車的起重能力超過10噸以上時，下柱的截面高度不應小于下柱高度的1/12，截面的寬度應不小于下柱高度的1/25。立柱高度根據廠房頂梁定的高程與發電機層地面的高程差來確定。在一般情況下，水電站的主廠房排架柱的截面尺寸基本上都比較大，這是為了滿足強度和穩定的要求。柱截面的選擇要能滿足頂端的橫向位移的控制要求。

2.廠房屋面板荷載計算以及型號選擇。

發電站的主廠房一般選擇安全等級為二級以上的大型屋面板，屋面板無懸掛荷載，其抗震設計的強度為6度。由于屋面的活荷載與雪荷載部同時都存在，屋面具有較大的活荷載，因此要根據實際屋面的荷載設計，布置屋架的上、下弦支撐。

3.吊車梁設計。

設計吊車梁的截面時，由于T形截面具有較大的鋼度，同時具有較好的抗扭性能，在固定軌道時較為方便，在進行檢查時擁有較寬的走道，比較適合大、中型的吊車梁，因此一般在選擇吊車梁的截面時多采用T形截面。

4.確定控制截面和荷載作用中的內力組合。

根據排架柱受力的特點，分別取牛腿處截面、上柱底面和下柱底面（采用室內廠房地面的下0.5米處為下柱的柱底），為排架柱配筋計算的控制截面。在廠房橫向跨度較小、吊車的荷載受力不大時，也可以將柱底截面作為控制下柱的配筋，并且把柱底面的截面內力值作為柱基設計的依據。如果水電站處于地震帶上，要在內力計算和組合中，包含地震作用下的控制截面內力。

5.排架內力計算。

排架的內力計算和內力的組合采用手算極為復雜，因此在條件允許的情況下，盡量多采用電算方法。采用電算方法時，可使用由我國建筑科學研究院研發的CAD系統PMCBC平面結構或PKPM結構設計軟件，根據水電站的實際情況，結合在施工地區的地震作用的內力計算和組合，編制計算程序。同時，依據各個截面的內力，通過系統計算，確定柱的配筋。設置配筋時，為避免其他不確定因素造成影響，設計中盡量采用對稱配筋設計。

進行排架設計時，要根據下部柱子的高度和牛腿的尺寸作為參考，來計算柱截面的尺寸。根據屋面的防水層、砂漿找平層、加氣混凝土、預應力混凝土屋面板以及風荷載、雪荷載等因素的標準值計算屋面的恒荷載，了解屋面結構承載能力。由于排架承載的荷載包括屋蓋的自重、屋面的雪荷載、活荷載、吊車的荷載、橫向風荷載等，在進行計算時要采用各項荷載的標準值，在此基礎之上，才能進行內力組合。

6.排架結構注意事項。

（1）水電站采用鋼筋混凝土的單層排架結構，一般不適合采用磚山墻承重，而應該在廠房的兩端位置設置端排架。要在屋架和山墻頂部相對應的高度位置上設置鋼筋混凝土臥梁，并要和屋架端頭上部高度處的圈梁保持連續的封閉。

（2）水電站的主廠房中設置有吊車時，排架柱的預埋件通常都較多，因此在進行排架結構設計時，要將各個位置、尺寸、數目進行仔細核對，避免在施工中由于位置錯誤或尺寸偏差，造成屋面梁構件、吊車梁等無法準確安裝。

（3）在排架結構設計時，為了提高結構的抗震能力，加強結構的整體性，要在柱外側沿著豎向位置每隔500mm的位置上留出2∮6鋼筋和外墻體的拉結。同時在外墻的圈梁上的對應位置上，設置不超過∮12的拉結筋。在主廠房的電氣設計中，為保證生產照明，在柱上要設置照明燈具，燈具設置高度要以具體情況而定，以符合安全生產要求為度。在進行柱的預制時，要做好電線管的預埋，以便于后期的電線施工。

（4）水電站的主廠房設計時，考慮在地震的作用下，廠房的角柱柱頭處于雙向地震的作用，同時抗震強度為角柱較強，而中間排架較弱，同時受到側向的變形約束和縱向壓彎作用，為了避免施工后由于地震作用，發生角柱頂部的開裂，造成端屋架塌落和柱頭折斷，在進行結構設計時，要提高主廠房中的角柱柱頭密箍筋的直徑。

（5）為了提高水電站單層廠房的抗震驗算，要進行橫向和縱向兩個方面的驗算。一般來講，在設計結構能滿足規范和要求的條件下，七度時的一類、二類場地，在柱的高度低于10米，而且排架結構的兩端具有墻支撐的單跨度廠房中，可以不進行橫向和縱向截面的抗震驗算。但為了提高水電站在施工完成后的服務年限，保障水電站的正常生產，進行結構設計時，盡可能要考慮抗震作用，有條件的盡量進行橫向和縱向的抗震驗算。

四．結束語

水電站的排架柱承載著結構中的荷載，其控制截面的內力和組合較難控制。本文就排架結構的設計進行了簡單分析，提出了一定的解決方法。由于水電站主廠房的排架結構設計、施工、管理和控制都需要嚴謹的科學態度和專業的操作技能，因此，加強水電站施工建設，完善廠房的排架柱設計，有待大家的共同努力。

參考文獻：

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