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篇1

【關(guān)鍵詞】型鋼混凝土；鋼結(jié)構(gòu)；深化設(shè)計

一、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的概念

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)也可稱為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者包鋼混凝土結(jié)構(gòu)，是一種非常堅固的建筑結(jié)構(gòu)。所謂型鋼混凝土結(jié)構(gòu)就是指在混凝土中配置型鋼，使之形成了一種非常實用有效的建筑結(jié)構(gòu)。

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度非常高，抗壓性能非常強(qiáng)，也正因為如此，型鋼如今被廣泛地應(yīng)用到了建筑領(lǐng)域。

二、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是如今建筑工程中較為常見的建筑結(jié)構(gòu)，其自身有很多的優(yōu)點，因此深受建筑業(yè)的青睞，更得到了很多業(yè)主的認(rèn)可。具體說來型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要有以下幾點：

（一）型鋼混凝土的強(qiáng)度非常大，承載能力高

型鋼混凝土是在混凝土中配制了型鋼。兩者都是非常堅固的建筑材料，結(jié)合起來自然更加堅固。一般來說，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)比外形相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力要高出數(shù)倍。也正因為如此，型鋼被廣泛使用在各個建筑領(lǐng)域。此外，型鋼混凝土因為強(qiáng)度大，使得其可以很好地減小構(gòu)件的截面尺寸，這樣一來，建筑物的使用面積就會相應(yīng)增加并降低建筑物的層高，這對節(jié)省建筑物的建設(shè)費用有非常大的作用。

（二）型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)更為簡單，也更為方便施工人員進(jìn)行施工

型鋼在混凝土結(jié)構(gòu)雖然也是通過澆筑的方式來制成的，但是它卻是在澆筑之前就已經(jīng)形成了堅固的鋼結(jié)構(gòu)，這使得型鋼結(jié)構(gòu)在保證質(zhì)量的同時結(jié)構(gòu)更加簡單，大大減少了模板的支撐。這不但大大節(jié)省了建筑成本，更方便了施工，提高了建筑工程的施工效率。

（三）型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的耐火性和抗腐蝕性較強(qiáng)

由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)自身的特點，使其具備了良好的耐火性和抗腐蝕性，加之外層設(shè)立的混凝土同樣也能夠有效地防火、抗腐蝕。大大節(jié)省了建筑材料也使建筑物更加的堅固，保證了居住人員的安全。

三、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)存在的施工難題

雖然型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有很多的優(yōu)點，但是它仍然存在著一些不足：

（一）鋼結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行復(fù)雜的前期設(shè)計

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)需要在澆筑之前進(jìn)行樣式設(shè)計，因此擁有很大的設(shè)計量。在設(shè)計時往往會因為一點小的差錯就會造成施工時的巨大問題。這對施工來說是個非常大的難題，也對設(shè)計人員提出了非常嚴(yán)格的要求。

（二）型鋼混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋量較大，造成了不方便

由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)較為簡便，因此想要承受力度大就只能在其結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置非常多的鋼筋，這些鋼筋的規(guī)格通常都很大。并且在承受重量極大的鋼骨上設(shè)有十分多的栓釘，這就使得箍筋加工復(fù)雜，更讓施工人員在綁扎時非常不便，這無疑給施工帶來了很大的麻煩。

除此之外，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)的組合方式較為復(fù)雜，讓施工人員很難處理。

（三）型鋼混凝土結(jié)構(gòu)仍存在一些不規(guī)范的地方

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是需要在澆筑前進(jìn)行設(shè)計的，這使得其組合結(jié)構(gòu)無法形成標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。而其鋼骨以及其他梁柱等部位的尺寸往往是不合比例的，給施工帶來了很多的不便。

四、型鋼混凝土的深鋼結(jié)構(gòu)化設(shè)計的探討

（一）深化型鋼混凝土鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范

在對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時一定要有一個明確實用的規(guī)范，要結(jié)合工程的實際要求以及鋼筋和混凝土的特點進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)置。而對于承受重要力量的鋼骨結(jié)構(gòu)更應(yīng)該對其設(shè)計工作有著高度的重視，要做到設(shè)計符合鋼骨結(jié)構(gòu)自身的特點，更要可以滿足建設(shè)施工的特點。比如說，型鋼混凝土柱的含鋼率是多少，這一定要有非常嚴(yán)格規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。一些人認(rèn)為型鋼混凝土柱合理含鋼率為4%～ 8%，很多設(shè)計者也是按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計的，但是這是不合理的，因為型鋼與混凝土的粘合強(qiáng)度是與含鋼率呈反比例的，當(dāng)型鋼的含鋼率過高時，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的承載力就會相應(yīng)降低，這對建筑物的質(zhì)量帶來了很大地阻礙。而如果想提高型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的承載力，就要相應(yīng)降低其含鋼率，只有按照合理科學(xué)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，型鋼混凝土的承載力才會達(dá)到最大值，進(jìn)而保證工程的質(zhì)量。

（二）對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點位置要更為嚴(yán)格

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點對結(jié)構(gòu)的影響是非常大的，如果節(jié)點設(shè)計不合理的話，整個型鋼混凝土結(jié)構(gòu)就無法發(fā)揮最大的作用。一般來說，節(jié)點連接的承載力要高于構(gòu)件截面的承載力。在對節(jié)點進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)該充分考慮到施工現(xiàn)場的實際情況，也要考慮到施工人員的施工情況，設(shè)計出滿足施工需要同時也方便施工人員進(jìn)行施工。一般說來，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)柱要設(shè)計在主梁上端的1～1.3米位置。關(guān)于梁的設(shè)計要考慮多個方面，不僅要考慮到施工設(shè)備的所在位置也要注意建筑物的具體情況。對于構(gòu)件焊接時等強(qiáng)連接的對接接頭，應(yīng)該重視其拼料的長度，其長度應(yīng)該要大于300mm，縱橫方向的對接焊縫要錯開大于200mm。

（三）對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計一定要對其質(zhì)量進(jìn)行有效地控制

對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計一定要對其質(zhì)量進(jìn)行有效地控制，只有控制其質(zhì)量才能保證建筑物的質(zhì)量，進(jìn)而保證人們的人身安全。設(shè)計人員在進(jìn)行深化設(shè)計時，一定要從全方位對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地控制。不但要重視其外部的設(shè)計，更要重視其內(nèi)部的質(zhì)量，內(nèi)部質(zhì)量更能左右整個結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。因此，設(shè)計人員一定要在設(shè)計過程中更加重視每一個環(huán)節(jié)和每一個細(xì)節(jié)。

不僅如此，設(shè)計人員也要提高自己的素質(zhì)，只有不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)，才能夠更好地對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計并保證其質(zhì)量。而在設(shè)計中和設(shè)計好后，設(shè)計人員和監(jiān)管人員一定要對設(shè)計文件進(jìn)行全方位、嚴(yán)格地檢查，以減少和避免一些設(shè)計錯誤的設(shè)計文件會帶來更大的錯誤，將錯誤扼殺在初始階段。只有這樣才能夠真正保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，才可以為工程設(shè)計出最好的材料，進(jìn)而保證工程的質(zhì)量。

五、結(jié)論

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計，對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的提高有著非常重要的作用，可以促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展，更可以保證我國建筑物的質(zhì)量。

然而，深化型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是一項很復(fù)雜的工作，需要大量的高素質(zhì)、高水平專業(yè)人才，更需要專業(yè)的知識和技能。也正因為如此，我們應(yīng)該更加重視對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的更新改革，并加大對其深化的投入力度。只有這樣，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)才能更好地為我國建筑物所使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李俊華，趙鴻鐵，薛建陽；型鋼高強(qiáng)混凝土柱延性的試驗研究[J]；西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）；2004年04期.

[2]李哲；張小鋒；郭增玉；何文安；鋼骨混凝土T形截面短柱抗剪性能試驗研究[J]；西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）；2006年10期.

[3]徐亞豐，湯泓，劉永前，王連廣；鋼骨高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點試驗研究[J]；沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）；2004年04期.

[4]薛建陽；趙鴻鐵；楊勇；李俊華；王彥宏；型鋼混凝土柱粘結(jié)滑移性能及ANSYS數(shù)值模擬方法研究[J]；建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展；2006年05期.

[5]楊勇，郭子雄，黃秋來，聶建國；核芯型鋼混凝土（CSRC）結(jié)構(gòu)應(yīng)用前景及抗震性能分析[J]；工程抗震與加固改造；2005年05期.

篇2

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口越來越多，可用建設(shè)用地越來越少，同時多功能綜合性建筑也趨于增長。為此，從土地使用率及多功能發(fā)展，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)便從經(jīng)濟(jì)及安全方面凸顯了其優(yōu)勢，解決了房屋建設(shè)高度及大跨度結(jié)構(gòu)。但就目前而言，鋼骨混凝土構(gòu)造設(shè)計與施工方面的有待進(jìn)一步提高?，F(xiàn)，就廈門某一工程在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工面存在的問題進(jìn)行一次梳理，做到拋磚引玉，以供大家在今后的設(shè)計與施工中能想的更全面、做的更好。

2工程概況

該工程地處廈門，為綜合性商住樓，其總建筑面積為:232068.081㎡，為地下三層為停車場，地上為37～45層，一到五層為商場，其余為住宅，建筑高度為150.75米。本工程設(shè)計有“十”字形鋼骨柱44根，鋼骨柱截面尺寸為BH1100*600*32*32mm;另在五層轉(zhuǎn)換層設(shè)計有工字型鋼骨梁32根，鋼骨梁尺寸為BH1400*600*25*25mm。

3鋼骨結(jié)構(gòu)施工及設(shè)計探討

3．1鋼骨柱柱腳定位

本工程設(shè)計為埋入式柱腳，基礎(chǔ)為人工挖孔灌注樁基，在澆筑混凝土前柱腳的螺栓必須先安裝至孔樁內(nèi)。如此一來，柱腳螺栓的定位加固就不易得到保障。一是，孔內(nèi)懸空，人于孔內(nèi)操作不方便;二是，孔樁核心范圍內(nèi)通常未設(shè)置鋼筋，對螺栓定位加固容易跑位;三是，砼澆筑過程中不易對中線進(jìn)行復(fù)核。則在澆筑砼后二次復(fù)核線，時常會有偏差情況產(chǎn)生時，否則必將產(chǎn)生偏心，則必須采取修整措施，導(dǎo)致施工至上部結(jié)構(gòu)時保護(hù)層不足，也不可在后期施工中通過調(diào)整垂直度偏差的方法進(jìn)行定位歸中。故此，就我個人施工經(jīng)驗，除在施工過程發(fā)現(xiàn)問題時應(yīng)及時的處理外，但針對那些已施工成形的，最好的辦法是經(jīng)設(shè)計通過調(diào)整加大柱腳預(yù)埋板的尺寸，再在調(diào)整后的柱腳板上按施工預(yù)埋好的錨栓開孔，并在其上按設(shè)計軸線焊接鋼骨柱鋼構(gòu)。

3．2鋼骨柱與混凝土梁鋼筋的連接

通常鋼骨柱與混凝土梁筋連接有三種情況。一是，混凝土梁筋繞開鋼骨柱鋼構(gòu);二是，在鋼骨柱腹板上根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖定位開孔，混凝土梁筋穿鋼骨柱腹板而過;三是，混凝土梁筋與鋼骨柱在翼緣板處通過牛腿采用焊接連接。對比以上情況，前兩種做法較容易得到解決，并保證質(zhì)量，但第三種做法卻不易得到保障，易出現(xiàn)問題。本工程根據(jù)設(shè)計圖紙及相應(yīng)規(guī)范要求，混凝土梁筋與鋼骨柱翼緣板相遇時采用的是在鋼骨柱翼緣板上于廠內(nèi)焊接好牛腿，再在現(xiàn)場通過牛腿與鋼筋混凝土梁筋進(jìn)行搭接焊。另鋼骨柱翼緣板到柱外邊的距離為200mm，且該牛腿必須考慮柱主筋的正常通過(考慮柱主筋為C25，保護(hù)層為30mm)，則混凝土梁筋與牛腿的搭接焊長度為不大于140mm。則，鋼筋與牛腿板焊接主要存在問題有:一是，焊接長度不夠，二是焊接質(zhì)量不到位。焊接長度不夠的情況主要存在于鋼筋混凝土梁的兩端為型鋼柱情況。因為梁鋼筋是在型鋼柱安裝之前業(yè)已制作好，如果按圖紙長度實際下料的話，考慮型鋼柱的垂直度偏差則有可能梁鋼筋安放不下，故此現(xiàn)場基本上是縮短3cm左右進(jìn)行下料，如此一來則梁筋與牛腿的焊接長度就達(dá)不到設(shè)計要求。針對此種情況則應(yīng)與設(shè)計溝通考慮梁筋分兩段下料，做到兩端先與鋼牛腿進(jìn)行焊接，以保與鋼牛腿的焊接長度，焊接完后再在切斷處進(jìn)行搭接焊。而針對一端型性鋼柱的，梁鋼筋下料長度必須略大于圖紙尺寸，以確保兩端的錨固長度，且必須先施作與鋼牛腿的焊接?，F(xiàn)場焊接質(zhì)量不到位，究其原因是因為焊接方式不對，在施工現(xiàn)場采用的是手工電弧焊。而鋼板和鋼筋的材質(zhì)不一樣，如果電流調(diào)低了，則鋼板沒辦法燒透，調(diào)高了，則鋼筋又會燒傷。故此現(xiàn)場經(jīng)常是以燒傷鋼筋來進(jìn)行焊接的，且只能進(jìn)行點焊。為此，針對這種情況應(yīng)該由型鋼班組進(jìn)行低坡填塞焊，這樣既能確保焊縫質(zhì)量又能確保梁筋不被破壞，做到真正保障設(shè)計與施工質(zhì)量。

3．3鋼骨柱與鋼骨梁連接

鋼骨柱與鋼骨梁的連接設(shè)計主要有螺栓連接和焊接。針對螺栓連接，開孔定位不易得到保證，且出現(xiàn)問題不易調(diào)整，故一般不使用此種方法，而是采用焊接。鋼骨混凝土梁除了有鋼骨工字鋼梁與鋼骨鋼柱的連接外，還有鋼骨梁梁筋與鋼骨柱的連接。故此，其施工及存在問題與混凝土梁連接對比更值得引起注意。此種情況，必須先施作鋼骨柱翼緣與鋼骨梁翼緣和腹板的焊接，與鋼骨混凝土梁面筋焊接的牛腿板必須留待鋼骨梁與鋼骨柱焊接完后才能施作，如果梁面筋焊接的牛腿先時作話，則一是現(xiàn)場吊裝存在問題，但主要的還是在焊接質(zhì)量的不到保證。常規(guī)設(shè)計鋼骨梁工字鋼到兩邊的距離只有200mm，扣除梁筋及保護(hù)層與牛腿板的厚度，鋼骨梁上翼緣板到牛腿板的凈距離只有130mm，這樣的話，焊槍夠不到焊縫處，焊接質(zhì)量得不到保證。同時此處的鋼筋連接也是一個至關(guān)重要的問題，如果設(shè)計有雙排鋼筋的話，二排鋼筋與型鋼鋼柱無法形成有效的焊接。根據(jù)11G101－1可知，鋼筋錨固水平段不得小于0.3L0，但由于鋼骨柱到柱外邊的距離只有200mm，根本無法保證規(guī)范要求的直段錨固長度，同時又無法與型鋼柱焊接。故此，在設(shè)計配筋時，考慮施工的可行性，必須注意設(shè)計為一排鋼筋。

3．4鋼骨柱收頭

鋼骨柱收頭，鋼骨柱收頭通常有兩種情況，一是由鋼骨柱變混凝土柱的收頭，一種是鋼骨柱到頂收頭。但不管是那種收頭，在鋼構(gòu)的頂部都設(shè)計有封頂板，封頂板設(shè)計標(biāo)高與相應(yīng)樓層或柱頂同標(biāo)高。鋼骨柱到頂收頭時，本人覺得鋼骨柱不應(yīng)按設(shè)計要求到相應(yīng)樓層面，應(yīng)該設(shè)計到框架梁底比較合理，這樣梁筋能做到有效拉通。鋼骨柱變混凝土柱的收頭，即不到頂。該種情況下，通常會有柱截面變小及柱插筋。為此建議鋼骨柱鋼構(gòu)頂標(biāo)高應(yīng)在相應(yīng)樓層的梁底，以利于該樓層梁能形成有效拉通。但封頂板則應(yīng)按柱插筋錨固長度來確定，以避開在封頂板上開孔位置不正確導(dǎo)致柱插筋錨入下柱長度不夠。

3．5鋼骨柱、鋼骨梁的鋼筋設(shè)計與綁扎

鋼骨柱鋼筋需在鋼骨鋼構(gòu)焊接并驗收驗合格后才能進(jìn)行。因為鋼骨柱考慮一層一段，則每段最少也有3噸重，如先施工鋼骨柱鋼筋的話，則鋼構(gòu)吊裝不等到位，同時也無法保證焊接和焊縫檢驗。故此只有先施作鋼構(gòu)后，再進(jìn)行型鋼柱鋼筋綁扎。但鋼骨混凝土柱在設(shè)計時箍筋通常為外面一大箍加一八角箍，周邊各一小箍。鋼骨柱四周翼緣板外邊設(shè)計有長為90mm，間距為200mm雙排栓釘，且周邊小的內(nèi)箍寬度只有150mm。如此一來，則箍筋必將無法進(jìn)行綁扎到位。因柱箍筋的施工流程是先把整層柱箍筋一次性套在柱根部，待豎向鋼筋施工完后才把柱箍筋自根部往上挪，按設(shè)計間距要求自上而下進(jìn)行綁扎。但因型鋼柱設(shè)有栓釘，則必將導(dǎo)致周邊小箍與八角箍無法往上提而不能綁扎到位。故此在設(shè)計時就因注意，建議型鋼柱菱形箍沿對角線對稱一剖為二，做成兩個拉鉤并各自拉結(jié)柱筋，小的內(nèi)箍則改成單個拉鉤，緊靠型鋼柱翼緣板或穿牛腿的腹板拉結(jié)柱筋。針對與型鋼梁相交的外箍、菱形箍及小的內(nèi)箍，則做成兩個U型開口箍，綁扎好后進(jìn)行單面搭接焊10d。鋼骨梁鋼筋的綁扎及存在問題與處理。鋼骨混凝土梁箍筋除設(shè)計一大的外箍筋外，在鋼構(gòu)的兩側(cè)和上下也會各設(shè)有一道小箍。則在施工型鋼梁的箍筋時，必須先搭設(shè)支撐架體，但最上一道的水平拉桿和支撐木方與模板不得安裝。該做法的目的有二，一是，支撐架體起到了施工操作平臺用途;二是，最上一道的水平拉桿和支撐木方與模板不得安裝，是為了鋼骨梁的大箍筋能夠順利的套到位。因鋼骨梁在鋼筋綁扎前，鋼構(gòu)已先安裝完成。針對鋼骨梁上下的小箍，考慮到栓釘影響，則必須按設(shè)計要求先綁扎成小梁后按設(shè)計要求安裝到位，否則按常規(guī)施工會因栓釘影響而不能安裝綁扎到位。

4結(jié)束語

篇3

[關(guān)鍵詞]鋼骨再生粗骨料混凝土；梁；抗剪性能； 試驗研究；

中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0 引言

在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)中引入再生粗骨料混凝土，可以實現(xiàn)資源的節(jié)約利用，達(dá)到組合結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展。目前，國內(nèi)外關(guān)于普通鋼骨混凝土組合梁力學(xué)性能有了一些研究，但對鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁的受力性能研究尚屬空白。同時鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的有些問題仍需進(jìn)行研究，如對鋼骨混凝土組合梁的抗剪性能的研究。基于上述分析，需進(jìn)行鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁的試驗研究，了解其抗剪性能和特點，以便確保組合梁的合理設(shè)計。

1 試驗方案

本次試驗共設(shè)計了10根鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁，同時為作對比，設(shè)計了2根普通鋼骨混凝土梁。梁長有1300mm、1600mm兩種。各試件的縱筋均通長布置，所有縱筋均選用HRB335級 18鋼筋，拉壓縱筋配筋率分別為1.2%。箍筋沿梁全長等間距布置，間距100mm，選用HPB235級6鋼筋，配箍率0.32%。型鋼為熱軋普通工字鋼I14,Q345鋼，截面配鋼率5%，沿截面對稱布置。

試件縱筋的混凝土保護(hù)層厚度20mm，型鋼的混凝土保護(hù)層厚度為50mm。在試件的澆注時同時制作寸為150mm ×150mm × 150mm混凝土立方體試塊，和試件在同條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。28天后測試混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度。試件的基本設(shè)計參數(shù)及混凝土強(qiáng)度等級見表 1，試件配筋見圖 1。

圖 1試件配筋

表 1試驗梁的設(shè)計參數(shù)

圖 2現(xiàn)場加載圖

試驗在廣西大學(xué)結(jié)構(gòu)工程國家重點試驗室進(jìn)行。加載裝置采用100 t級液壓千斤頂。試驗為單調(diào)加載的靜力試驗，采用兩點集中加載。試件屈服前按力控制加載，屈服后按力一位移雙控。

試驗過程中主要采集各測試點的應(yīng)變、撓度以及裂縫寬度。撓度通過布置在支座的2個百分表及梁底的1個百分表測量，應(yīng)變通過DH3819靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)采集。梁開裂后，裂縫寬度用裂縫儀測試。在加載過程中，肉眼觀察試驗梁的受力過程及受力性能，記錄破壞形態(tài)和破壞特征。

2.試驗現(xiàn)象

鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁斜截面受剪破壞的全過程可劃分為彈性、彈塑性和破壞三個階段。在加載初期，由于應(yīng)力和應(yīng)變都很小，型鋼、縱筋及再生粗骨料混凝土均處于彈性工作階段，型鋼和再生粗骨料混凝土完全共同工作。由于再生粗骨料混凝土的脆性較明顯，加載至約20.0%極限荷載時，在構(gòu)件加載點的正下方出現(xiàn)第一條微小的正裂縫，隨后出現(xiàn)數(shù)條類似裂縫。

隨著荷載增大，構(gòu)件兩加載點之間出現(xiàn)新的正裂縫，并延伸到腹板中部，在構(gòu)件下部支座附近(型鋼下翼緣)出現(xiàn)加載點與支座連線方向的斜裂縫；繼續(xù)加載時，已出現(xiàn)的斜裂縫開展至受壓鋼筋處，并且加載點與支座連線方向上的斜向裂縫增多，已出正裂縫開展緩慢，支座處新增幾條指向加載點的斜裂縫；荷載繼續(xù)增加時，正裂縫緩慢延伸，裂縫寬度變化不大，而斜裂縫寬度加大，梁型鋼上翼緣處新增幾條斜裂縫。這時特點是梁帶裂縫工作，型鋼和混凝土能夠協(xié)同工作。

當(dāng)荷載達(dá)到75%-84%極限荷載時，加載點下方的混凝土出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，裂縫基本出齊；加載點下已出的平行斜裂縫向支座方向延伸，梁型鋼上翼緣的部位出現(xiàn)數(shù)條水平裂縫，各裂縫的寬度變大。

隨著繼續(xù)加載，各級裂縫寬度明顯加寬；縱向受拉鋼筋及型鋼受拉翼緣應(yīng)變增加迅速，梁撓度增長加快，加載點附近受壓區(qū)混凝土大面積外鼓，并伴有剝落現(xiàn)象，呈現(xiàn)出明顯的剪切破壞狀態(tài)，但由于型鋼的存在，鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁仍表現(xiàn)出較好的變形性能與耗能能力。之后還能增加一些荷載，直至受壓區(qū)混凝土大面積剝落壓碎，斜裂縫貫通，梁構(gòu)件斜截面達(dá)到受剪承載力而破壞。

3.試驗結(jié)果

對于梁的受剪試驗而言，其特征荷載是極限荷載。試驗測得的12根試驗梁的特征荷載及對應(yīng)的位移見表 3。

表 3試驗主要結(jié)果

4 結(jié)論

在抗剪試驗的基礎(chǔ)上，通過對試驗數(shù)據(jù)及試驗現(xiàn)象的歸納總結(jié)，得到以下結(jié)論:

（1）鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁的斜裂縫發(fā)生和發(fā)展過程以及形態(tài)與普通鋼骨混凝土組合梁類似。在混凝土強(qiáng)度差不多其他條件相同的條件下，承載力沒有明顯下降，可見再生粗骨料混凝土具有廣闊的發(fā)展空間。

（2）在鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁中配置一定數(shù)量的箍筋可避免發(fā)生剪切粘結(jié)破壞。本次試驗的12根構(gòu)件中有8根發(fā)生剪切斜壓破壞，4根發(fā)生彎剪破壞，沒有構(gòu)件發(fā)生剪切粘結(jié)破壞。

（3）由于鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁中的型鋼具有較大的抗剪剛度,對斜裂縫的開展有較強(qiáng)的約束作用, 因而試驗梁達(dá)到極限承載力以后，仍具有相當(dāng)?shù)某休d力和一定的變形能力。

（4）鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁的破壞是以壓區(qū)粗骨料混凝土在局部區(qū)段的壓碎為標(biāo)志,同普通鋼骨混凝土組合梁相比,破壞后承載力下降較快。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛建陽. 鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007

[2] 張俊杰，劉書賢等.型鋼輕骨料混凝土梁斜截面承載力的試驗研究[J]．混凝土，2005，2(5)：63—69．

篇4

【關(guān)鍵詞】鋼骨混凝土；施工技術(shù)；混凝土結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計

前 言：鋼骨混凝土有延展性好，承載力高的特點，應(yīng)用在轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)中，也具有明顯的優(yōu)勢，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)具有抗震的作用，像一些經(jīng)常發(fā)生地震的地區(qū)通過采用鋼骨混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，使建筑的延展性增強(qiáng)，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。

1.鋼骨混凝土特點分析

鋼骨混凝土構(gòu)件是對鋼筋混凝土構(gòu)件的升級，彌補了鋼筋混凝土的不足，在承載力方面也有很大的提高，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)以其堅固的優(yōu)勢，提高了結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性，是高層建筑的首選。鋼骨混凝土構(gòu)件和其他混凝土構(gòu)件相比，橫截面小，重量輕，讓建筑面積的使用率更為提高，對于高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。鋼骨架設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)大的承載力，在澆筑混凝土?xí)r能夠承受構(gòu)件自重和施工荷載，所以，不用設(shè)置支架作支撐，就能夠把模板懸掛在型鋼上，大大降低了模板的施工費用，并且不用繁瑣的施工工序，加快了施工速度，縮短了施工工期。在耐火性、耐久性能方面來看，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)比其他鋼結(jié)構(gòu)有優(yōu)勢，并且，外包混凝土參與受力，這樣極大的節(jié)約了材料。鋼骨混凝土比其他混凝土結(jié)構(gòu)更具延展性，具有良好的抗震性能，在一些地震頻繁的地區(qū)，鋼骨結(jié)構(gòu)建筑也非常常見。

2.鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的種類

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)所用鋼骨形式的不同，主要分為實腹式（solid-webbed）和空腹式（latticed）兩大類。實腹式鋼骨主要采用軋制H鋼骨、交叉工字鋼、鋼管、槽鋼，等，常用的截面形式有I、 H、 T、十字形、矩形以及圓形等。實腹式鋼骨，經(jīng)濟(jì)適用，簡便易制作，延性及抗震性能良好，承載能力大，目前實腹式構(gòu)件被廣泛使用。空腹式鋼骨一般是采用綴板或綴條連接角鋼或槽鋼組成的，常用的有平腹桿和斜腹桿?？崭故戒摴潜容^節(jié)省鋼材，但加工量大，制作工序多，費用高，抗震性能比普通鋼筋混凝土構(gòu)件稍好，但比實腹式構(gòu)件較差，因此運用相對較少。在高層建筑設(shè)計及建設(shè)中，抗震設(shè)防時宜采用實腹式鋼骨，非抗震設(shè)防時，亦可采用帶斜腹桿的格構(gòu)式焊接鋼骨。

3.鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的組成

3.1鋼骨混凝土的構(gòu)件

鋼筋混凝土主要采用型鋼加上縱向鋼筋和箍筋澆筑混凝土形成的構(gòu)件，根據(jù)組成形式可以分為鋼骨混凝土柱和鋼骨混凝土梁。構(gòu)建中的型鋼可以分為兩大類，分別是實腹式和空腹式。實腹式型鋼是通過型鋼和鋼板焊接而成，通過綴板和綴條連接角鋼組成進(jìn)行空腹式型鋼。

3.2混凝土梁柱連接節(jié)點構(gòu)造分析

鋼筋混凝土梁柱，目前最常用的連接形式總共有五種。第一種是鋼筋混凝土梁和型鋼混凝土柱連接。這種方法在鋼筋混凝土架構(gòu)中造價比較低廉，到現(xiàn)在為止我國混凝土柱和混凝土梁連接的使用越來越廣泛，這種結(jié)構(gòu)也有施工困難的地方，就是在梁中縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固連接，梁筋在柱形的處理方面非常困難。通常就解決方法有三種，第一種是在型鋼柱的腹板和翼緣板上開個孔，孔洞的直徑要讓鋼筋正好穿過，又不能增加型鋼腹板的壓力，一般孔洞直徑為4毫米到6毫米，并且要讓梁的縱鋼筋穿過鋼柱兩側(cè)后保持貫通，如果開孔的腹板強(qiáng)度出現(xiàn)不足的情況就要在開孔區(qū)域添加鋼板進(jìn)行對強(qiáng)度的補充，并計算出補充墻板的厚度。第二種是讓型鋼柱在相應(yīng)的標(biāo)高下焊接牛腿，焊接的牛腿的方式有兩種，一種是橫向一種豎向，焊接要求單面的不小于10d（d為鋼筋直徑）雙面不得小于5d。第三種是在相應(yīng)的標(biāo)高下焊接牛腿，然后在牛腿上再進(jìn)行螺紋套筒的焊接，縱筋和套筒必須相互緊扣，并通過絲扣連接。第二種是用焊接和螺栓連接型鋼混凝土柱，這種方法是讓型鋼的連接節(jié)點處的型鋼兩側(cè)斷開，再用柱形的翼緣板進(jìn)行焊接或螺栓連接，通過梁型鋼上下翼緣板水平處各設(shè)足夠的柱進(jìn)行加固，保證翼緣的拉力能夠傳遞給型鋼的節(jié)點處，這樣才能夠防止翼緣板局部發(fā)生彎曲的情況。加勁肋一般不是通長的，這是因為便于澆灌節(jié)點區(qū)域的混凝土，這種方法只能在柱型鋼翼緣處局部使用。第三種是型鋼梁和型鋼混凝土連接，這種連接方式是鋼梁在型鋼混凝土柱兩側(cè)斷開，柱內(nèi)型鋼和型鋼梁通過剛性連接，翼緣處與柱內(nèi)型鋼翼緣采用全熔透焊式連接，梁腹板與柱需要通過摩擦性高的強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。第四種是型鋼混凝土梁和鋼筋混凝土柱連接，這種方法運用的比較少，一般是在梁中的型鋼在節(jié)點貫通的時候并且梁筋也能正常通過的時候，通過梁型鋼翼緣兩側(cè)和翼緣開孔的方式讓柱筋穿過。第五種是型鋼混凝土梁和型鋼柱連接，這種方法主要是運用型鋼在節(jié)點通過時讓柱兩側(cè)斷開，并于翼緣進(jìn)行加固連接，連接方式采用焊接和螺栓連接，或者使用兩種方式結(jié)合的方法進(jìn)行連接。

4.鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的實踐

4.1骨架與鋼筋的使用方法

現(xiàn)今國家頒布了《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，在鋼骨架施工時要符合國家的規(guī)定。施工時首先上下型鋼柱處要進(jìn)行臨時的連接，并且通過觀察測量來糾正垂直偏差，在運用焊接和螺栓方法進(jìn)行連接，最后再次觀察測量鋼骨架的整體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行再次調(diào)節(jié)。鋼骨混凝土的中柱的縱筋常常設(shè)置在柱截面的四角和沒有梁的部位，以便于對鋼筋混凝土的施工。柱的箍筋的型鋼梁腹板上應(yīng)該留好孔讓箍筋穿過，由于箍筋沒有辦法整根穿過，只能把箍筋進(jìn)行分段，再進(jìn)行有效的焊接。最好不要讓箍筋焊在梁的腹板上，因為節(jié)點處的受力非常復(fù)雜，所以要避免對結(jié)構(gòu)的影響，減少焊接。

4.2混凝土與模板澆筑實踐

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在混凝土沒有凝固之前，型鋼骨架是主要承受力的鋼結(jié)構(gòu)，所以施工時必須利用這個有效方法進(jìn)行對模板材料和支模方法的選擇。在高層的建筑施工時，通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，可以讓整個施工工程節(jié)約成本并且通過型鋼骨架讓整個建筑更加堅固，在施工的時候也提供了便利?；炷翝仓?yīng)該符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的相關(guān)準(zhǔn)則。梁柱的接頭處和型鋼翼緣下部不能進(jìn)行充分填滿的部位要特別注意，仔細(xì)進(jìn)行對其部位的搗實后再進(jìn)行澆筑。鋼骨混凝土的結(jié)構(gòu)必須滿足受力和耐火這兩個基本需求，澆筑時才能讓建筑沒有開裂的情況，保證其密實度。

5.結(jié)語

由此得知，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今建筑行業(yè)的使用越來越廣泛，尤其是高層建筑和對受力特性有要求的建筑使用這種方式越來越多，為了保證施工的質(zhì)量提高施工的效率在施工過程中，要做好節(jié)點構(gòu)造和相應(yīng)的配套施工措施和相應(yīng)的施工技術(shù)，并且合理的使用混凝土材料和鋼板材料，使施工的成本降低并造成不必要的浪費，有利于對工期的縮短，增強(qiáng)施工人員的積極性，使施工更加專業(yè)化，有利于給施工單位創(chuàng)造更大的利潤空間，使施工單位更有利于未來的發(fā)展，使施工單位在激烈的競爭中能夠保有更大更強(qiáng)的競爭力。

雖然鋼骨結(jié)構(gòu)的承載力和延展性比較好，但在鋼骨結(jié)構(gòu)中也會出現(xiàn)其他結(jié)構(gòu)形式的困難，因此在設(shè)計時也需要對問題進(jìn)行分析采取最有效的措施減小施工難度，提高施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]孔丹丹，丁潔民，何志軍，張弦.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力分析與施工過程優(yōu)化分析[J].工業(yè)建筑，2008，38（6）.

[2]丁潔民，孔丹丹，何志軍，張弦.空間結(jié)構(gòu)的彈塑性極限承載性分析[J].土木工程學(xué)報，2008，41（8）.

篇5

關(guān)鍵詞：鋼骨混凝土(SRC)構(gòu)件；抗震性能；非線性有限元分析；參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 構(gòu)件的設(shè)計及分組

為了改善鋼骨混凝土構(gòu)件的抗震性能，以耗能能力和延性作為改善提高的對象對構(gòu)件的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)以上設(shè)計參數(shù)設(shè)計了四組共14個柱構(gòu)件，并對每組柱構(gòu)件進(jìn)行有限元模擬，對所得數(shù)據(jù)分析計算并得到其變化規(guī)律。

柱構(gòu)件分組情況如下所示：

第一組以軸壓比為設(shè)計參數(shù)，軸壓比分別為0.15、0.25、0.35、0.4、0.6、0.8。

第二組以混凝土強(qiáng)度等級為設(shè)計參數(shù)，混凝土強(qiáng)度等級分別為C20、C30、C40、C50、C60。

第三組以剪跨比為設(shè)計參數(shù)，剪跨比分別為2、2.25、2.5、3、4。

所有構(gòu)件的截面尺寸均為240mm×310mm，構(gòu)件長度均為1140mm，構(gòu)件內(nèi)均配置4根直徑為16mm的HRB335級鋼筋，箍筋直徑為10mm，箍筋間距為100mm，型鋼為Q235級的碳素結(jié)構(gòu)鋼。所有構(gòu)件的設(shè)計信息匯總于表1。

表1 構(gòu)件設(shè)計信息匯總表

通過對四組構(gòu)件進(jìn)行有限元模擬，得到了各組構(gòu)件的數(shù)據(jù)，由于所得計算數(shù)據(jù)繁多，在此沒有列出。分析數(shù)據(jù)得到了改善鋼骨混凝土復(fù)合受扭構(gòu)件耗能能力和延性的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合。

2 改善鋼骨混凝土構(gòu)件耗能能力的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合

分析數(shù)據(jù)可以得到每組構(gòu)件的等效粘滯阻尼系數(shù)，并對其變化規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)，以此得到了改善耗能能力的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：

（1）根據(jù)第一組構(gòu)件的等效粘滯阻尼系數(shù)變化規(guī)律可知，等效粘滯阻尼系數(shù)隨著軸壓比的增大而減小，軸壓比為0.15的構(gòu)件其等效粘滯阻尼系數(shù)最大，且從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，此構(gòu)件的水平極限承載力較大，達(dá)到的極限位移較大。但是柱構(gòu)件的截面尺寸是根據(jù)軸壓比來確定的，軸壓比過小，會造成柱構(gòu)件的截面尺寸過大，導(dǎo)致其自重過大，引起的地震反應(yīng)過大，也更容易形成短柱，這些都不利于改善柱的耗能能力。因此在進(jìn)行耗能能力改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的軸壓比為0.4。

（2）根據(jù)第二組構(gòu)件的等效粘滯阻尼系數(shù)變化規(guī)律可知，等效粘滯阻尼系數(shù)隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高而減小，雖然混凝土強(qiáng)度等級為C20的構(gòu)件其等效粘滯阻尼系數(shù)最大，但是從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，其水平極限承載力過低，達(dá)到的極限位移過小，極限變形能力過差。因此在進(jìn)行耗能能力改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的混凝土強(qiáng)度等級為C30。

（3）根據(jù)第三組構(gòu)件的等效粘滯阻尼系數(shù)變化規(guī)律可知，等效粘滯阻尼系數(shù)隨著剪跨比的增大而增大，剪跨比為4的構(gòu)件其等效粘滯阻尼系數(shù)最大，且從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，此構(gòu)件的水平極限承載力較大，達(dá)到的極限位移較大，塑性轉(zhuǎn)動能力較強(qiáng)，但剪跨比越大，構(gòu)件的剛度越小。因此在進(jìn)行耗能能力改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的剪跨比為3。

綜上所述，改善鋼骨混凝土構(gòu)件耗能能力的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強(qiáng)度等級為C30，剪跨比為3。

3 改善鋼骨混凝土構(gòu)件延性的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合

分析數(shù)據(jù)可以得到每組構(gòu)件的延性系數(shù)，并對其變化規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)，以此得到了改善延性的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：

（1）根據(jù)第一組構(gòu)件的延性系數(shù)變化規(guī)律可知，延性系數(shù)隨著軸壓比的增大而減小，軸壓比為0.15的構(gòu)件其延性系數(shù)最大，且從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，此構(gòu)件的水平極限承載力較大，達(dá)到的極限位移較大。但是柱構(gòu)件的截面尺寸是根據(jù)軸壓比來確定的，軸壓比過小，會造成柱構(gòu)件的截面尺寸過大，導(dǎo)致其自重過大，引起的地震反應(yīng)過大，也更容易形成短柱，這些都會降低柱的延性。因此在進(jìn)行延性改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的軸壓比為0.4。

（2）根據(jù)第二組構(gòu)件的延性系數(shù)變化規(guī)律可知，延性系數(shù)隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高而減小，雖然混凝土強(qiáng)度等級為C20的構(gòu)件其延性系數(shù)最大，但是從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，其水平極限承載力過低，達(dá)到的極限位移過小，極限變形能力過差。因此在進(jìn)行延性改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的混凝土強(qiáng)度等級為C30。

（3）根據(jù)第三組構(gòu)件的延性系數(shù)變化規(guī)律可知，延性系數(shù)隨著剪跨比的增大而增大，剪跨比為4的構(gòu)件其延性系數(shù)最大，且從荷載―位移滯回曲線和骨架曲線可以看出，此構(gòu)件的水平極限承載力較大，達(dá)到的極限位移較大，塑性轉(zhuǎn)動能力較強(qiáng)，但是剪跨比越大，構(gòu)件的剛度越小。因此在進(jìn)行延性改善時應(yīng)綜合以上的情況進(jìn)行考慮，選擇最優(yōu)的剪跨比為3。

綜上所述，改善鋼骨混凝土構(gòu)件延性的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強(qiáng)度等級為C30，剪跨比為3。

4 結(jié)束語

本文研究并選取軸壓比、混凝土強(qiáng)度等級以及剪跨比這些設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化組合，以此來改善并提高鋼骨混凝土構(gòu)件的抗震性能，選取耗能能力和延性作為改善提高的對象進(jìn)行設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化選取。通過以上的研究，為將來鋼骨混凝土復(fù)合受扭構(gòu)件抗震性能的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)與參考。得出的結(jié)論如下：

（1）改善鋼骨混凝土構(gòu)件耗能能力的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強(qiáng)度等級為C30，剪跨比為3。

（2）改善鋼骨混凝土構(gòu)件延性的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強(qiáng)度等級為C30，剪跨比為3。

參 考 文 獻(xiàn)(References)：

[1] 沈聚敏，王傳志，江見鯨．鋼筋混凝土有限元與板殼極限分析．北京：清華大學(xué)出版社，1993.11

[2] 趙世春，黃雄軍，路湛沁．勁性鋼筋混凝土柱基本抗震行為的試驗研究[J]．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報．1996年03期

[3] 薛建陽，趙鴻鐵．利用ANSYS SOLID65單元分析復(fù)雜應(yīng)力條件下的混凝土結(jié)構(gòu)，ANSYS土木年會，2002

[4] 劉堅，周東華，王文達(dá)．鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計原理．北京：科學(xué)出版社，2007.6

篇6

粘鋼加固混凝土構(gòu)件是用鋼板加固結(jié)構(gòu)的常用方法之一，但粘鋼加固對混凝土表面和鋼板表面的清理要求嚴(yán)格，且粘貼效果在動荷載作用下難以保證。鉚粘鋼加固在粘鋼的基礎(chǔ)上加以特制異形鉚釘錨固的一項新技術(shù)，尤其適用于混凝土表面難清理、構(gòu)件表面彎曲及經(jīng)常承受動荷載的構(gòu)件，應(yīng)用前景十分廣泛。

本文在各文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論了適合工程應(yīng)用的特制異性鉚釘、設(shè)計計算公式、施工方法以及加固效果，表明了鉚粘鋼加固的優(yōu)越性和可行性。

1 特制異形鉚釘

鉚粘鋼板加固法是將傳統(tǒng)的粘鋼加固法和鉚鋼加固法相結(jié)合，通過在砼構(gòu)件表面用專用異形鉚釘將粘貼于砼構(gòu)件表面的鋼板再鉚接于砼構(gòu)件表面，從而將鋼板與砼構(gòu)件結(jié)合成一個牢固的整體，使其協(xié)同作用共同承載以達(dá)到加固原構(gòu)件的目的。鉚釘?shù)男阅軐τ阢T粘鋼加固的效果起著重要作用，需要專用特制，本文所討論的專用異形鉚釘?shù)男吞栆姳?。

表1 專用異形鉚釘屬性

型號 材質(zhì) 錨固抗拔力/kN 錨固抗剪力/kN 釘體對角線/mm 鉚釘長度/mm 鋼板鉆孔直徑/mm 砼孔直徑/mm 適應(yīng)鋼板厚/mm

D-12 45#鋼 ≥18 ≥18 11 55 12 10 3-4

D-14 45#鋼 ≥35 ≥35 13 75 14 12 4-6

2 計算方法

2.1 受彎計算

鉚粘鋼板加固鋼筋混凝土梁的受彎承載力計算類似鋼筋混凝土適筋梁 的計算，當(dāng)保證異形鉚釘?shù)臄?shù)量相對于鋼板橫截面積足夠且混凝土相對受壓區(qū)高度不超過界限受壓區(qū)高度時，鉚粘鋼板加固梁的受彎承載力可以按以下計算公式計算：

〔1〕

〔2〕

〔3〕

〔4〕

〔5〕

——鉚粘鋼板上錨固區(qū)段鉚釘?shù)臄?shù)量；

——鉚粘鋼板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；

——鉚粘鋼板凈橫截面面積；

——單個異形鉚釘?shù)目辜魪?qiáng)度設(shè)計值；

——單個鉚釘?shù)臋M截面面積；

、 ——被加固梁混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值和彈性模量；被加固梁的混凝土強(qiáng)度等級要求不低于C20，否則應(yīng)對鋼板的承載力進(jìn)行折減，必要時應(yīng)通過試驗確定；

——鉚粘鋼板的厚度；

〔1〕、〔2〕式保證了鉚釘數(shù)量的足夠；〔4〕式使得混凝土區(qū)受壓高度不超限；〔3〕、〔5〕可得出鉚粘鋼板梁的受彎承載力，考慮到實際工程中被加固的梁已承受一定荷載，存在鉚粘鋼板應(yīng)力相比梁內(nèi)鋼筋應(yīng)力滯后的狀況，對鉚粘鋼板拉力乘以0.9的折減系數(shù)；

2.2 受剪計算

鉚粘鋼板箍加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力可按下列公式計算：

（6）

——按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 計算的被加固鋼筋混凝土梁的原受剪承載力；

——配置在同一截面面處U形鋼箍板的全部截面面積；

——U形鋼箍板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；考慮到臨近破壞時U形鋼箍板可能未達(dá)到屈服強(qiáng)度，對其乘以0.8的折減系數(shù)；

——U形鋼箍板的間距；

3 施工工藝

鉚粘鋼板施工簡單快捷，工藝流程有以下六步：鋼板條的制作鋼板條表面處理和鉆孔混凝土表面處理和劃線配膠涂于處理好的混凝土表面并粘貼鋼板對鋼板打孔入混凝土內(nèi)并注膠上釘加固面的防護(hù)處理。

4 加固效果驗證試驗

4.1 試驗方法

為了驗證上述鉚粘鋼設(shè)計公式與施工方法的可行性，現(xiàn)設(shè)計如下對比試驗：三根試驗梁均為強(qiáng)剪弱彎適筋型、三分點加載的簡支梁，梁長l=3200mm，寬b=160mm，高h(yuǎn)=300mm，計算跨度 =3000mm， =33.2MPa,梁底受力縱筋為2根直徑14mm的HRB235鋼筋，架立筋為2根直徑8mm的HPB235mm鋼筋，彎剪段配直徑8mm間距120mm的雙肢箍筋，純彎段不配箍筋，如圖2所示。按照本文提供的計算方法進(jìn)行加固設(shè)計計算，三根梁的加固方式如表2所示。加固施工操作按照本文提供的施工流程及注意事項進(jìn)行，加固后的構(gòu)件制作完成后，放置于試驗機(jī)上進(jìn)行加載試驗。

圖2 試驗梁布置圖

Fig.2 Structural drawing of experimental beam

表2 試驗梁的加固方式及參數(shù)

Tab.2 strengthening type and parameters of experimental beam

4.2 試驗結(jié)果

通過同步千斤頂及反力梁施加荷載，利用壓力傳感器配合YD-88應(yīng)變儀控制加載，試驗數(shù)據(jù)為自動采集，試驗結(jié)果如表3。梁1在荷載作用下發(fā)生典型的適筋破壞，當(dāng)受拉邊緣出現(xiàn)裂縫，撓度發(fā)生突變，鋼筋發(fā)生屈服后撓度增加很快，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞；梁2在受拉區(qū)邊緣開裂后，由于梁底鋼板的約束作用撓度改變不明顯，鋼筋和鋼板都屈服，最后粘貼鋼板從粱端剝離，受壓區(qū)混凝土被壓碎，破壞時梁的變形較小，預(yù)兆不明顯；梁3前期受力狀況與梁2基本相同，后期破壞時，鋼板并未從梁上剝離，異形鉚釘?shù)那豆套饔檬沟娩摪迥芘c梁一起承受較大的變形，破壞時的變形較梁2大，有明顯的預(yù)兆，延性較好。通過效果對比試驗易發(fā)現(xiàn)，鉚粘鋼加固混凝土梁的破壞荷載相比未加固的梁大幅提高，相比粘鋼加固的梁，破壞荷載提高16%，鋼板在破壞時不剝離，延性調(diào)高，按文中公式計算得的破壞彎矩為實際破壞彎矩的81%，具有較大的安全儲備。

表3 試驗結(jié)果

Tab.3 The results of experiment

5 結(jié)論

應(yīng)用鉚粘鋼加固混凝土梁時采用專用特制鉚釘，鉚釘頭錐面拉緊鋼板提高了高板的承載，設(shè)計計算可采用與現(xiàn)行規(guī)范中混凝土梁計算方法類似的公式(1)-(6),簡單易行,施工步驟共六個，方便快捷，效果驗證試驗證明了鉚粘鋼加固梁破壞服荷載相比粘鋼加固梁提高16%，并保證了構(gòu)件的延性，公式計算的破壞彎矩為試驗值的81%，有較大的安全儲備，具有優(yōu)越性和可行性。

參考文獻(xiàn)

[1]萬墨林,馬穎軍.粘鋼加固混凝土梁抗疲勞性能試驗研究[J].建筑科學(xué),1994,1:23- 28;

[2]宋一凡.錨栓鋼板法加固RC梁橋的計算方法[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報,2000, 20(3):45-48;

[3]楊喜根,濮志鋒等.用鋼板膨脹螺栓加固RC梁的研討[J].建筑結(jié)構(gòu),2001,31(3);

[4]劉立新,桑大勇,王仁義.鉚粘鋼板加固鋼筋混凝土梁受彎性能的試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu),2007,(7):41-45;

[5]桑大勇,王仁義,劉立新.鉚粘鋼板加固鋼筋混凝土梁受剪性能的試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)-增刊,2007,(7):30-34;

[6]GB50367-2006,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].

篇7

關(guān)鍵詞：型鋼；混凝土；組合梁；加固；粘鋼

近代以來的建筑行業(yè)的發(fā)展被人們普遍的分為三個階段，第一個階段是大規(guī)模發(fā)展時期，這一個階段的建筑結(jié)構(gòu)主要是由新建建筑為主；第二個階段為發(fā)展時期，是以建筑結(jié)構(gòu)新建與維修改造并重的一個發(fā)展階段；第三個階段是現(xiàn)代化改造與科學(xué)維護(hù)、加固并重的一個時期?；炷两Y(jié)構(gòu)自開始使用至今共有兩百年歷史，以普通五十年的設(shè)計基準(zhǔn)進(jìn)行分析，大多數(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)都已經(jīng)達(dá)到了壽命終結(jié)點。為此，在工程項目中做好工程加固技術(shù)分析至關(guān)重要，也是目前建筑業(yè)內(nèi)人士研究的焦點課題。

一、混凝土加固分析

在現(xiàn)代社會發(fā)展中，就建筑工程的現(xiàn)代化改造、維修和加固已經(jīng)成為建筑行業(yè)的熱點之一，結(jié)構(gòu)維修加固對于經(jīng)濟(jì)、社會和企業(yè)發(fā)展都有著極為重要的意義。在混凝土工程中，對于承載力不足的工程結(jié)構(gòu)必然需要進(jìn)行加固，這樣不僅可以使得人民的生活、財產(chǎn)得到有效的保障，還可以發(fā)揮現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的作用，緩解人力、物力以及資源緊張情況，使得資金得到充分的應(yīng)用，且發(fā)揮出擁有的作用。在目前的混凝土結(jié)構(gòu)加固工作中需要加固的結(jié)構(gòu)主要包含有已經(jīng)產(chǎn)生問題的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和相對完美好的混凝土加固工作。

1、對具有先天性缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)加固

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，設(shè)計工作人員要盡可能的站在建筑安全、使用功能、耐久性的角度進(jìn)行分析，在結(jié)構(gòu)上采取各種各樣的處理措施和管理方式。但是由于當(dāng)時的技術(shù)水平有限，且施工結(jié)構(gòu)各自特點以及環(huán)境的復(fù)雜性，在工程項目中必然存在著一定的質(zhì)量問題和先天性缺陷，這就需要在工程使用中進(jìn)行加固處理。

2、對于后天損傷的結(jié)構(gòu)問題

惡劣的使用環(huán)境是引起結(jié)構(gòu)缺陷和損傷的一個主要原因，按照惡劣的作用性質(zhì)來區(qū)分，外部環(huán)境對工程的侵蝕主要包含了物理作用、化學(xué)作用以及生物作用三個方面。其中也存在著許許多多的其他問題，為此在這些工程中必須要提前做好混凝土結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)與加固，從而保證工程施工質(zhì)量要求。

二、型鋼組合梁加固和粘鋼加固比較分析

在當(dāng)前的建筑工程加固中，鋼筋混凝土加固方法很多，各種方法均有著一定的適用性和片面性。對于框架結(jié)構(gòu)的加固分析，目前研究和應(yīng)用最多的便是型鋼-鋼筋混凝土組合加固以及粘鋼加固方法。但是在實際應(yīng)用中，大多數(shù)工程設(shè)計人員都已經(jīng)形成了定性思維，對于加固設(shè)計缺陷和應(yīng)用優(yōu)勢的分析較少，以致在方案選擇中所列出的方案并非是最優(yōu)的設(shè)計要求，是一個承載不足或者存在著嚴(yán)重受力缺陷的問題，或者因為設(shè)計保守而造成了材料、人力、物力的浪費。因此在目前的設(shè)計工作中我們有必要對這兩種工程加固方法進(jìn)行分析和比較。

1、受力特點

在目前的設(shè)計工作中，為了簡化加固設(shè)計工作力度和工作要求，在設(shè)計工作中一般都提前假定加固后梁截面應(yīng)變，且仍然滿足平截面的假定要求，使得受拉區(qū)域的鋼筋混凝土不參與到工作中來，這就忽略了型鋼與鋼筋混凝土之間的滑移問題，最終導(dǎo)致鋼筋在采用中產(chǎn)生了一定的塑性應(yīng)力變化。如果在目前的工作中我們不考慮梁和膠粘劑收縮、變形的問題，其在應(yīng)用中也會產(chǎn)生以下兩種情況：

1.1.完全卸荷之后的粘鋼加固問題

一般來說，完全卸荷后粘鋼加固技術(shù)是目前應(yīng)用最多的一種，是隸屬于一次受力加固的一個技術(shù)要求。在工作中，鋼板粘接后可以和原來的框架結(jié)構(gòu)形成一個綜合整體，共同承擔(dān)各種荷載作用下引起的混凝土隱患。在其承載力計算中，可以現(xiàn)有粘貼加固機(jī)理制度來進(jìn)行綜合計算。

1.2、部分荷載粘鋼加固

部分卸荷粘鋼加固，屬于二次受力加固結(jié)構(gòu)，現(xiàn)實中這種情況是普遍存在的。對于這種受力構(gòu)件，新加鋼板只有在框架梁有新的變形才能發(fā)揮作用，這樣原梁內(nèi)配筋和新加鋼板共同工作能力差，存在應(yīng)力滯后的現(xiàn)象。

2、型鋼一混凝土組合梁的受力機(jī)理

這里型鋼加固梁是指采用一根型鋼置于原有鋼筋混凝土梁下，有兩種方案：（1）為充分利用原有混凝土的承載力，可將型鋼與混凝土用抗剪連接件或結(jié)構(gòu)膠將兩者結(jié)合，使之協(xié)同工作；（2）將原有混凝土梁及所有荷載全部作為外加荷載傳遞給型鋼梁。這樣不必設(shè)置抗剪連接件，但同時梁高度將加大，影響使用功能。第二種方案的設(shè)計方法與普通鋼梁無異，因此本文只討論第一種方案。

根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗所做的實驗研究，在加載至破壞荷載的近50%前，型鋼組合梁位移和應(yīng)變均保持彈性， 隨著荷載增加，混凝土梁與型鋼梁結(jié)合面處水泥砂漿層開始有水平裂縫出現(xiàn)，且鋼板與混凝土采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)處，沿梁長方向出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，并不斷增大。當(dāng)受力較小的時候，型鋼組合梁的中和軸在混凝土中通過，型鋼為全截面受拉，一般均能滿足承載力要求。從理論上說，只要混凝土沒有達(dá)到極限壓應(yīng)變，型鋼組合梁加固的極限承載力決定因素是型鋼尺寸和強(qiáng)度。

3 比較結(jié)論

（1）從提高承載力角度看，型鋼組合梁加固提高承載力顯著，而粘鋼加固提高承載力有一定局限。型鋼組合梁加固利用了其型鋼腹板強(qiáng)度，可顯著提高構(gòu)件抗剪能力，適合要求大幅度提高加固后承載力的梁加固；而粘鋼加固須在梁側(cè)粘貼鋼板，且抗剪承載能力提高有限，適合受力較小的構(gòu)件采用。

（2）從施工角度看，采用型鋼組合梁加固需要注意抗剪鍵設(shè)置，使原有混凝土與鋼梁能共同工作，這樣才能符合組合梁的計算假定，造成節(jié)點復(fù)雜，增加了施工難度；而采用粘鋼加固與混凝土接觸面全部為粘結(jié)，施工迅速，適合工期要求緊張的場合。

（3）從使用功能上看，粘鋼加固較少影響凈高和原外觀，防火處理相對也簡便，是型鋼組合梁加固無法比擬的。實用中可將型鋼組合梁加固和粘鋼加固結(jié)合使用。

三、結(jié)束語

混凝土加固技術(shù)是當(dāng)前建筑工程領(lǐng)域中一門新興技術(shù)學(xué)科，結(jié)構(gòu)試驗理論的研究、分析以及施工規(guī)范的編制在近年來都取得了巨大的進(jìn)步。截至目前，世界上許多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)在這一方面取得了顯著的研究成果，無論是日本、原蘇聯(lián)以及美國，都已經(jīng)頒布了健全、科學(xué)的有關(guān)混凝土加固技術(shù)規(guī)程，這也為我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了科學(xué)的參考依據(jù)。在工作中做好型鋼-混凝土組合梁加固和粘鋼加固的對比分析對于做到因地制宜的施工十分關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：箱型拱橋；病害分析；加固設(shè)計

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、橋梁概況

某鋼筋混凝土箱型拱橋橋梁全長115.0m，橋面全寬11.6m。橋面橫向布置為0.25m（護(hù)欄）+1.05m（人行道）+9.0m（行車道）+1.05m（人行道）+0.25m（護(hù)欄）。橋梁原設(shè)計荷載為汽車-20級，掛-100。橋梁跨徑組成為1×10m+1×70m+1×10m。主跨上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制鋼筋混凝土箱型板拱，橫向布置6塊寬1.5m的預(yù)制鋼筋混凝土拱箱，矢跨比為1/6；主跨兩側(cè)各設(shè)置4孔腹拱，腹拱凈跨徑為5.0m，矢跨比為1/6，腹拱拱圈采用預(yù)制鋼筋混凝土板拱，單塊板寬為1m,單孔橫向布置9塊；下部結(jié)構(gòu)為重力式橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)；橋面采用瀝青混凝土鋪裝；兩側(cè)設(shè)置0.25m寬護(hù)欄；全橋未設(shè)置伸縮縫。橋梁立面圖如圖1所示。

圖1拱橋立面圖

二、橋梁主要病害

2011年3月檢測時發(fā)現(xiàn)0號橋臺側(cè)1號腹拱拱腳下沉錯位嚴(yán)重，下沉錯位最大達(dá)5.0cm，兩岸引孔跨中處頂部均存在橫向貫通裂縫。2011年4月復(fù)檢時發(fā)現(xiàn)0號橋臺側(cè)1號腹拱原下沉部位下沉量發(fā)展較快，且此部位的腹拱上側(cè)墻也隨之下沉，復(fù)檢時發(fā)現(xiàn)已下沉6～7cm，導(dǎo)致側(cè)墻與橋臺前墻頂部出現(xiàn)錯臺，并且與人行道縱梁間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，脫空最大達(dá)10cm；腹拱拱圈預(yù)制件拱腳處混凝土破碎露筋，拱上腹拱橫墻頂部即腹拱拱座處混凝土受壓破損開裂，情況嚴(yán)重。其余部位病害復(fù)檢時未發(fā)現(xiàn)有明顯的發(fā)展趨勢。

三、主要病害成因分析

3.1 端腹拱拱腳下沉、錯位

3.1.1 成因推斷

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計及竣工資料，拱橋端腹拱設(shè)計為三鉸拱，并且設(shè)置變形縫以適應(yīng)橋梁變形。而從現(xiàn)場調(diào)查情況來看，端腹拱為簡單支撐體系，拱腳位置未見鉸接處理，也未設(shè)置變形縫，腹拱前墻拱腳貼合處構(gòu)造角度較小，對拱圈約束作用較弱，且未設(shè)置防落梁構(gòu)造。拱橋主拱圈在材料收縮和溫度變化作用下，其拱軸線將對稱的升高或降低；在荷載作用下將產(chǎn)生對稱或不對稱的變形，而拱上建筑也會隨著主拱的變形而變形。

在降溫作用下，由于主拱圈的變形引起腹拱橫墻及腹拱圈在順橋向河心方向發(fā)生變位，而端腹拱河岸側(cè)拱腳未設(shè)置有效的鉸結(jié)構(gòu)連接，對端腹拱拱腳縱向水平位移基本無約束作用，而腹拱前墻剛度較大，受溫度影響引起的水平變位相對較小，腹拱前墻設(shè)置在主拱拱腳位置，受主拱圈變形影響也較小，從而導(dǎo)致腹拱前墻與腹拱圈不能協(xié)調(diào)變形，拱腳貼合面處腹拱圈與腹拱前墻間在降溫作用下呈剝離趨勢，抵抗拱腳下沉的貼合面之間的支撐摩擦作用被削弱，同時腹拱前墻拱腳處未設(shè)置防落梁構(gòu)造，導(dǎo)致拱橋端腹拱拱腳產(chǎn)生下沉錯位現(xiàn)象。

經(jīng)調(diào)查該拱橋上經(jīng)過的運輸鐵路施工材料的重車較多，當(dāng)重載車半孔加載時，承載半孔的主拱圈部分向下變形，空載半孔部分向上變形，重載側(cè)的端腹拱將隨主拱圈向河心方向變位，重載沖擊作用導(dǎo)致端腹拱河岸側(cè)拱腳逐漸錯位、下沉，并與拱上側(cè)墻剝離，同時橋面對應(yīng)位置出現(xiàn)開裂、錯臺；而后在升溫作用下，由于主拱圈的變形引起腹拱橫墻及腹拱圈在順橋向向河岸方向發(fā)生變位，端腹拱拱腳已錯位、下沉，與腹拱前墻抵死而不能復(fù)位，導(dǎo)致腹拱圈計算跨徑增大，在升溫作用下受到來自水平方向的擠壓作用，拱頂截面承受較大負(fù)彎矩而導(dǎo)致端腹拱拱頂上緣發(fā)生開裂現(xiàn)象。

3.1.2 計算分析

計算采用橋梁有限元計算軟件Midas/Civil建立計算模型，拱橋端腹拱按實際狀況簡支體系模擬。橋梁位于嚴(yán)寒地區(qū)，整體升溫按34℃取值，整體降溫按-23℃取值，汽車荷載采用原設(shè)計荷載汽車-20級，掛-100，從理論計算上對拱橋病害的成因推斷進(jìn)行驗證。

計算結(jié)果表明，拱橋在降溫作用下，端腹拱河岸側(cè)拱腳與腹拱前墻頂端相對位移為11.0mm，端腹拱河岸側(cè)拱腳向河心側(cè)位移為8.6mm，而腹拱前墻頂端向河岸側(cè)位移僅為2.4mm；升溫作用下，端腹拱拱圈受腹拱前墻限制，向河岸側(cè)水平位移僅為1mm。

3.1.3 綜合分析

推斷與結(jié)構(gòu)計算結(jié)論基本吻合，綜合橋梁病害狀況、竣工圖與實際構(gòu)造的差異、橋梁近年交通量增大狀況及結(jié)構(gòu)計算等幾方面判斷，端腹拱河岸側(cè)拱腳錯位下沉為腹拱構(gòu)造處理不當(dāng)、溫度影響及超重車沖擊所致。

3.2 引孔拱頂橫向開裂

該拱橋建成年代比較早，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，加之近年來運輸鐵路施工材料的重車較多，超載車輛反復(fù)作用，導(dǎo)致引孔拱頂下緣橫向開裂。

四、維修加固設(shè)計內(nèi)容

本次設(shè)計以排除端腹拱處安全隱患，縮短施工工期，盡快恢復(fù)交通為原則。

4.1 端腹拱下緣粘貼鋼板

在端腹拱拱圈下緣順橋向粘貼Q345鋼板進(jìn)行補強(qiáng)，同時防止頂升過程中腹拱圈拱頂下緣發(fā)生開裂，提高施工安全性，鋼板寬度為30cm，厚度為6mm，每塊腹拱板下緣橫向布置2條，單側(cè)腹拱圈共計18條，在鋼板端部設(shè)置頂升楔形塊，采用C40聚合物混凝土灌實，作為千斤頂頂升著力面。

4.2 增設(shè)頂升支撐裝置及牛腿

為阻止端腹拱拱圈的持續(xù)下沉，在端腹拱兩側(cè)的腹拱前墻及Ⅰ號腹拱橫墻上增設(shè)鋼筋混凝土牛腿，通過種植鋼筋和在新老混凝土結(jié)合面鑿毛與腹拱前墻及Ⅰ號腹拱橫墻連接，牛腿頂面與腹拱圈鋼板楔形塊之間鋪墊三層油毛氈，腹拱圈可在水平方向自由伸縮且保證有足夠的支撐寬度。

在腹拱前墻及Ⅰ號腹拱橫墻拱腳下方40cm處橫向通長設(shè)置支撐裝置作為頂升反力架，支撐裝置為Q345鋼板焊接而成，采用高強(qiáng)錨栓錨固于腹拱前墻及Ⅰ號腹拱橫墻，同時作為澆筑新增牛腿混凝土的底模使用，并與新增牛腿共同參與受力。

4. 3 設(shè)置臨時支撐

為防止頂升過程中端腹拱拱圈發(fā)生破壞，頂升前在端腹拱設(shè)置滿堂支撐，以確保施工安全。

4. 4 腹拱拱座環(huán)向粘貼鋼板

針對腹拱拱座裂縫，采用環(huán)向粘貼寬度30cm，厚度為6mm的Q345鋼板進(jìn)行補強(qiáng)，腹拱拱座粘貼鋼板構(gòu)造。

4. 5 引孔增設(shè)鋼筋混凝土套拱

針對引孔拱頂橫向貫通裂縫，采用增設(shè)25cm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土套拱進(jìn)行補強(qiáng)，套拱按無鉸拱設(shè)計，套拱通過種植鋼筋與原引孔拱圈連接。

五、結(jié)論

（1）通過在拱橋端腹拱兩側(cè)的腹拱前墻及Ⅰ號腹拱橫墻上增設(shè)鋼筋混凝土牛腿，牛腿頂面與腹拱圈鋼板楔形塊之間鋪墊三層油毛氈，阻止了端腹拱的持續(xù)下沉，并且端腹拱拱圈可在水平方向自由伸縮且保證有足夠的支撐寬度，改善了橋梁的受力狀態(tài)。

（2）通過在拱橋引孔增設(shè)25cm厚現(xiàn)澆混凝土套拱，提高了橋梁的承載能力。

作者簡介：王磊，男，工程師，工作單位：中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蒙云，盧波．橋梁加固與改造[M]．北京：人民交通出版社，2004．

[2] 顧懋清，石紹甫．公路橋涵設(shè)計手冊：拱橋[M]．北京：人民交通出版社，2000．

[3] 王國鼎，鐘圣斌．橋梁計算示例集：拱橋[M]．北京：人民交通出版社，2000．

篇9

1橋梁加固的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著我國公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路交通量不斷增加．行車密度及車輛載重越來越大，公路橋梁負(fù)荷日趨加重，尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后，重箱車輛日益增多，現(xiàn)有橋梁中有相當(dāng)一部分已經(jīng)滿足不了使用要求，這是世界各國所面臨的嚴(yán)峻問題。例如美國曾共用四年時間對全國公路橋作了調(diào)查，迄至1981年的統(tǒng)計，美國全國共有公路橋約566000座，調(diào)查報告中敘述了514000座橋梁的現(xiàn)狀．這些橋梁中約有40％以上f超過200000座)都有不同程度的損壞．9800座橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低應(yīng)停止使用或限載通行f約占總數(shù)20％)；102000座橋梁車行道太窄橋下凈空不夠或承載力不足(約占總數(shù)20％1。由于橋梁的陳舊老化棄養(yǎng)失修橋塌事故不斷發(fā)生，給美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活帶來極其不良的影響。日本在20世紀(jì)7O、8O年代公路運輸急劇發(fā)展．汽車日益大型化、重型化．交通量逐年增加給公路橋梁造成越來越大的壓力，1956年以前按舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計施工的橋梁其承載能力更感不足，據(jù)統(tǒng)計，這類橋梁約占5500座，其中普通混凝土約4500座。美、日、西歐和北歐為使已有橋梁達(dá)到高速公路的橋梁標(biāo)準(zhǔn)，對不少橋梁進(jìn)行改造加固，為提高現(xiàn)有混凝土橋梁的承載能力，英國運輸和道路研究所專門進(jìn)行了橋梁加固試驗。印度在近十年間，隨著交通量和車輛載重的增加，對國道上承載能力較低的橋梁都進(jìn)行了加固，并對能夠承受荷載等級較高的橋梁進(jìn)行了加固。1981年4月，由西方24個國家參加的聯(lián)合國“經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織”，于1981年召開“關(guān)于道路橋梁維修與管理國際會議”．1982年召開了“國際橋梁與結(jié)構(gòu)會議”，1983年召開了“第十七屆國際道路會議”，很多國家對現(xiàn)有橋梁的安全性評價減產(chǎn)及維修加固等方面提出了眾多篇有價值的論文。20世紀(jì)8O年代以來，我國在舊橋加固改造技術(shù)的研究與試驗方面進(jìn)行了大量的工作。交通部在“六五”“七五”計劃期間下達(dá)了一系列有關(guān)舊橋檢測、承載力評定及加固技術(shù)的科研課題，舉辦了多次橋梁維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造技術(shù)的學(xué)術(shù)會議。各省、市、自治區(qū)交通部門都在橋梁維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造的實踐中取得不少成功的經(jīng)驗，并在實踐中獲得了顯著的社會、經(jīng)濟(jì)效益，推動了交通事業(yè)的發(fā)展。由此可見，對橋梁尤其是對舊橋危橋的加固維修以及如何提高其承載力問題研究的試驗與推廣，已經(jīng)引起了世界性的關(guān)注。大量資料表明．隨著世界上許多國家公路網(wǎng)絡(luò)的日趨完善，新建公路橋梁逐漸減少，已建公路橋梁的維修與加固改造已成為公路交通部門的工作重心。

2橋梁常用加固方法與技術(shù)

目前比較常用的橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)包括：橋面補強(qiáng)層加固法．增大主梁截面面積和配筋加固法、錨噴混凝土加固法、粘貼鋼板f筋)an固法、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、及增設(shè)縱梁加固法等。

2．1橋面補強(qiáng)層加固法

在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度、改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

2．2增大截面和配筋加固法

當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

2．3錨噴混凝土加固法

借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合料連續(xù)的噴射到已經(jīng)錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土，從而增加橋梁的受力斷面和補強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

2．4粘貼鋼板筋)加固法

當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。采用粘結(jié)劑及錨拴．將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補強(qiáng)鋼筋，達(dá)到提高梁的承載能力的目的。這種加固方法的特點是：

1)不需要破壞被加固原結(jié)構(gòu)的尺寸：

2)施工工藝簡單，施工質(zhì)量容易控制；

3)施工工期短。

2．5改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

此法是改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系達(dá)到提高承載能力的目的。如在簡支梁下增沒支架或橋墩；或把簡支梁與簡支梁縱向連接，由簡支變?yōu)檫B續(xù)梁；或在梁下增設(shè)鋼緒架等加勁或結(jié)合梁等，以減小梁內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到提高梁的承載力的目的。結(jié)構(gòu)體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施，因而減小橋下凈空，或施工時會影響通航，所以必須考慮通航及橋梁排洪能力。但是，該法由于加固效果較好目前也常用來解決臨時通行超重車輛的一種加固措施。重車通過后，臨時支撐可以隨后拆除，故對通航影響不大，不影響河道排洪能力。當(dāng)然，用臨時支撐或支架加固時，改變了原簡支梁的受力體系，支點處將產(chǎn)生負(fù)彎矩，故必須進(jìn)行受力驗算。

2．6體外預(yù)應(yīng)力加固法

其實質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力，以預(yù)加力產(chǎn)生的負(fù)彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力．從而達(dá)到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。工程實踐表明，體外預(yù)應(yīng)力加固的優(yōu)點是：能夠較大幅度的提高舊橋承載能力．加固后所能達(dá)到的倚載等級與原橋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及安全儲備有關(guān)，一般情況下．可將原橋承載能力提高3O％一40％：在自重增加很小的情況下，能夠大幅度改善和調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高其結(jié)構(gòu)剛度和抗裂性能：由于承重結(jié)構(gòu)自重增加小。故對墩臺及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎(chǔ)的加固；體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)所需設(shè)備簡單人力投入少，施工工期短，經(jīng)濟(jì)效益明顯：可在不受限制通行的條件下加固施工；體外預(yù)應(yīng)力既可作為橋梁通過重車時的臨時加固手段也可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。

2．7增設(shè)縱梁加固法

在墩臺地基安全性好．并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁，新梁與舊梁相連接共同受力。由于荷載在新增設(shè)縱梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，由此使原有梁中所受荷載得以減少，使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時則兼具有加寬的作用。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋作為一種超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其截面形式、)施工方法多種多樣，病害情況也各不相同。由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的內(nèi)力分布不僅由恒、活載決定，還受到預(yù)應(yīng)力、溫差、混凝土徐變和收縮引起的次內(nèi)力影響，而且與施工方法密切相關(guān)，所以這類橋的病害評估和加固方法往往因橋而異。為了保證新舊混凝土能夠共同工作，必須注意做好新舊粱之間的橫向連接。連接的方法有：企口鉸接、鍵槽連接、焊接及鋼板鉸接等。新增主梁與舊梁的牢固連接，可提高主梁之間的橫向連接剛度，有利于荷載的橫向分布。

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[關(guān)鍵詞] 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 加固技術(shù) 加固方法

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的背景

在過去的50多年間，我國的土木工程建設(shè)一直沒有停過，并且發(fā)展很快，尤其是近幾年，發(fā)展極為迅猛，整個中國幾乎成了一個大的建設(shè)工地，新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路及橋梁、港口、航道及大型水利工程。在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。中國的土木建筑已達(dá)到了一定的水平和高度。

可是，在我們大搞土木基礎(chǔ)建設(shè)的同時也應(yīng)該關(guān)心已有建筑的維護(hù)問題，己有建筑物及構(gòu)筑物常常因設(shè)計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞，甚至自然災(zāi)害造成混凝土結(jié)構(gòu)承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構(gòu)筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固問題。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也幾經(jīng)變動，原有建筑物及構(gòu)筑物大部分己不滿足現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計要求，必然存在一定的安全隱患，這也是我們不得不考慮的問題。

當(dāng)今社會在基礎(chǔ)設(shè)施的管理和新建等各個方面都存在著一個可持續(xù)發(fā)展的問題。隨著基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，愈來愈多的建筑物和構(gòu)筑物已進(jìn)入或即將進(jìn)入老齡化階段，修復(fù)加固在建筑業(yè)中的比重逐年增加，人們預(yù)測，如果沒有根本性的技術(shù)革新，不充分重視這些問題，幾十年以后社會將負(fù)擔(dān)不了龐大基礎(chǔ)設(shè)施的維修和管理費用。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查，預(yù)計在今后的十年中我國的建筑業(yè)重點將逐步轉(zhuǎn)向已有建筑的修復(fù)加固。因此，建筑物的維修、加固、改造、新建技術(shù)的開發(fā)和研究是今后結(jié)構(gòu)工程人員的最大課題。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法

當(dāng)前，各種類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造是復(fù)雜多樣的，在建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變更、追加、加固也成為很平常的問題，通過工程實踐及設(shè)計經(jīng)驗，本文將一些加固方法進(jìn)行總結(jié)比較。

1.碳纖維加固法

近年來，碳纖維材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩(wěn)定性而受到土木工程界的日益關(guān)注，成為研究與應(yīng)用的熱點。工程實踐和試驗研究表明：采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固；可以有效約束混凝土的變形，增強(qiáng)耗能能力，從而使其承載能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強(qiáng)度高，彈性模量大，用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時，可以有效提高柱的承載能力和延性性能，其作用機(jī)理體現(xiàn)在兩個方面：一方面，碳纖維片材橫向包裹，其作用類似受剪鋼筋，協(xié)同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼筋的抗拉強(qiáng)度，相當(dāng)于配筋率大大提高，使其抗剪承載力得以顯著提高，斜裂縫出現(xiàn)以后構(gòu)件的變形性能也得以明顯改善；另一方面，橫向包裹碳纖維，還會對其內(nèi)部的混凝土起到有效的約束作用，當(dāng)受壓區(qū)混凝土達(dá)到峰值應(yīng)力后，具橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環(huán)向應(yīng)變顯著增大，環(huán)向約束力增大，這就使得混凝土應(yīng)力―應(yīng)變曲線的下降變得平緩，極限壓應(yīng)變得以提高，因而推遲了受壓區(qū)混凝土的破壞過程，充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善構(gòu)件的延性。

2.粘鋼加固法

用粘結(jié)劑（建筑結(jié)構(gòu)膠）將鋼板粘貼在已開裂構(gòu)件需要加固的部位上，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種方法。該方法的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)60年代。在國際上它是一種適用面較廣的加固方法，不僅用于建筑，而且用于公路橋梁的加固補強(qiáng)。這項技術(shù)簡稱粘鋼加固技術(shù)。與傳統(tǒng)加固方法比較，它有以下特點：1、工藝簡便，只需對被加固構(gòu)件的表面進(jìn)行處理，用建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板與之牢固地粘結(jié)成一個整體，使鋼板和原構(gòu)件很好地共同工作；2、加固施工所需的場地、空間都不很大，且鋼板粘貼在已開裂構(gòu)件上一般2d即可受力使用，對生產(chǎn)和生活影響很小，特別適用于應(yīng)急的加固工程；3、粘鋼加固所用的鋼板厚度，一般為2mm～6mm，所以，加固后不影響結(jié)構(gòu)外觀，重量增加也不多；4、加固效果比較明顯。因為粘鋼加固不僅補充了原構(gòu)件的鋼筋不足，而且還通過大面積的鋼板粘貼，有效地保護(hù)了原構(gòu)件的混凝土不再產(chǎn)生裂縫。

3.化學(xué)植筋技術(shù)

植筋技術(shù)是運用高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握裹力，從而達(dá)到預(yù)期效果。施工后產(chǎn)生高負(fù)荷承載力，不易產(chǎn)生移位、拔出，并且密實性能良好，無需做任何防水處理。由于其通過化學(xué)粘合固定不但對基材不會產(chǎn)生膨脹破壞，而且對結(jié)構(gòu)有補強(qiáng)作用，施工簡便迅速安全并符合環(huán)保要求，是建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變更、加固的最有效的方法。它可以應(yīng)用在各類建筑結(jié)構(gòu)增建、變更等預(yù)留鋼筋錨定中，還可以用于橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預(yù)留鋼筋錨定中，也可用于各類鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備等的螺桿錨定中。它主要的技術(shù)特點就是：（1）具有高的承載力（剪力、拉力）；（2）對固定的基材不產(chǎn)生膨脹力，適宜邊距、間距小的部位；（3）施工簡便，時間短。

4.注漿加固法

注漿加固法主要是針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物由于各種原因產(chǎn)生的各種裂縫，采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產(chǎn)運營的情況下可以達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特點是：（1）采用慢速，附壓延續(xù)灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細(xì)微部位；（2）可以控制注入量，必要時可以補充灌漿料；（3）可根據(jù)裂縫大小，注入狀況的需要，調(diào)整壓力；（4）注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術(shù)主要應(yīng)用范圍：混凝土建筑物裂縫的修補，各種構(gòu)筑物的修補以及橋梁、鐵路的附屬構(gòu)件如橋墩、橋臺、橋面、隧道等的修補。

5.增大加固法

增大加固法是指在原受彎構(gòu)件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應(yīng)的鋼筋，以提高原構(gòu)件承載力的方法，是工程中常用的一種加固方法。補澆的混凝土處在變拉區(qū)時，對補加的鋼筋起到粘結(jié)和保護(hù)作用，當(dāng)補澆層混凝土在受拉區(qū)時，增加了構(gòu)件的有效高度，從而提高了構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，并增加了構(gòu)件的剛度，因此其加固效果也是很顯著的。實際工程中，在受拉區(qū)補澆混凝土層的情況較多，原配筋率較低，其混凝土變壓區(qū)高度較小，因此在受拉區(qū)補加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。例如陽臺、雨篷等懸臂構(gòu)件的承載力加固，可在原板的上面（受拉區(qū)）補配鋼筋和補澆混凝土受拉區(qū)，因此增大截面可以分為新舊混凝土截面獨立工作和整體工作兩種情況。

三、結(jié)束語

在建設(shè)中，我們應(yīng)該選擇合適的加固方法，同時還應(yīng)考慮其是否具有良好的施工性、是否經(jīng)濟(jì)等方面。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)會有更大發(fā)展，加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]滕智明，朱金栓.混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.65-66.

[2]林文修，陳昌松.混凝土加固方法與技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.