導語：如何才能寫好一篇鋼骨混凝土，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】型鋼混凝土；鋼結構；深化設計

一、型鋼混凝土結構的概念

型鋼混凝土結構也可稱為勁性鋼筋混凝土結構或者包鋼混凝土結構，是一種非常堅固的建筑結構。所謂型鋼混凝土結構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構。

型鋼混凝土結構的強度非常高，抗壓性能非常強，也正因為如此，型鋼如今被廣泛地應用到了建筑領域。

二、型鋼混凝土結構的優點

型鋼混凝土結構是如今建筑工程中較為常見的建筑結構，其自身有很多的優點，因此深受建筑業的青睞，更得到了很多業主的認可。具體說來型鋼混凝土結構的優點主要有以下幾點：

（一）型鋼混凝土的強度非常大，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，結合起來自然更加堅固。一般來說，型鋼混凝土結構比外形相同的鋼筋混凝土結構承載能力要高出數倍。也正因為如此，型鋼被廣泛使用在各個建筑領域。此外，型鋼混凝土因為強度大，使得其可以很好地減小構件的截面尺寸，這樣一來，建筑物的使用面積就會相應增加并降低建筑物的層高，這對節省建筑物的建設費用有非常大的作用。

（二）型鋼混凝土結構相比傳統的混凝土結構更為簡單，也更為方便施工人員進行施工

型鋼在混凝土結構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形成了堅固的鋼結構，這使得型鋼結構在保證質量的同時結構更加簡單，大大減少了模板的支撐。這不但大大節省了建筑成本，更方便了施工，提高了建筑工程的施工效率。

（三）型鋼混凝土結構的耐火性和抗腐蝕性較強

由于型鋼混凝土結構自身的特點，使其具備了良好的耐火性和抗腐蝕性，加之外層設立的混凝土同樣也能夠有效地防火、抗腐蝕。大大節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、型鋼混凝土結構存在的施工難題

雖然型鋼混凝土結構有很多的優點，但是它仍然存在著一些不足：

（一）鋼結構需要進行復雜的前期設計

型鋼混凝土結構需要在澆筑之前進行樣式設計，因此擁有很大的設計量。在設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，也對設計人員提出了非常嚴格的要求。

（二）型鋼混凝土結構內部鋼筋量較大，造成了不方便

由于型鋼混凝土結構較為簡便，因此想要承受力度大就只能在其結構內部設置非常多的鋼筋，這些鋼筋的規格通常都很大。并且在承受重量極大的鋼骨上設有十分多的栓釘，這就使得箍筋加工復雜，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，型鋼混凝土結構的組合結構的組合方式較為復雜，讓施工人員很難處理。

（三）型鋼混凝土結構仍存在一些不規范的地方

型鋼混凝土結構是需要在澆筑前進行設計的，這使得其組合結構無法形成標準的規范。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構化設計的探討

（一）深化型鋼混凝土鋼結構的設計規范

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

（二）對型鋼混凝土結構的節點位置要更為嚴格

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

（三）對型鋼混凝土結構深化設計一定要對其質量進行有效地控制

對型鋼混凝土結構深化設計一定要對其質量進行有效地控制，只有控制其質量才能保證建筑物的質量，進而保證人們的人身安全。設計人員在進行深化設計時，一定要從全方位對型鋼混凝土結構進行有效地控制。不但要重視其外部的設計，更要重視其內部的質量，內部質量更能左右整個結構的質量。因此，設計人員一定要在設計過程中更加重視每一個環節和每一個細節。

不僅如此，設計人員也要提高自己的素質，只有不斷提高自身的專業素質，才能夠更好地對型鋼混凝土結構進行設計并保證其質量。而在設計中和設計好后，設計人員和監管人員一定要對設計文件進行全方位、嚴格地檢查，以減少和避免一些設計錯誤的設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構的質量，才可以為工程設計出最好的材料，進而保證工程的質量。

五、結論

型鋼混凝土結構中鋼結構的深化設計，對型鋼混凝土結構的提高有著非常重要的作用，可以促進我國建筑行業的發展，更可以保證我國建筑物的質量。

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

參考文獻：

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[5]楊勇，郭子雄，黃秋來，聶建國；核芯型鋼混凝土（CSRC）結構應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

隨著社會經濟的快速發展，城鎮人口越來越多，可用建設用地越來越少，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展，鋼骨混凝土結構便從經濟及安全方面凸顯了其優勢，解決了房屋建設高度及大跨度結構。但就目前而言，鋼骨混凝土構造設計與施工方面的有待進一步提高。現，就廈門某一工程在鋼骨混凝土結構設計與施工面存在的問題進行一次梳理，做到拋磚引玉，以供大家在今后的設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;另在五層轉換層設計有工字型鋼骨梁32根，鋼骨梁尺寸為BH1400*600*25*25mm。

3鋼骨結構施工及設計探討

3．1鋼骨柱柱腳定位

本工程設計為埋入式柱腳，基礎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。如此一來，柱腳螺栓的定位加固就不易得到保障。一是，孔內懸空，人于孔內操作不方便;二是，孔樁核心范圍內通常未設置鋼筋，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行復核。則在澆筑砼后二次復核線，時常會有偏差情況產生時，否則必將產生偏心，則必須采取修整措施，導致施工至上部結構時保護層不足，也不可在后期施工中通過調整垂直度偏差的方法進行定位歸中。故此，就我個人施工經驗，除在施工過程發現問題時應及時的處理外，但針對那些已施工成形的，最好的辦法是經設計通過調整加大柱腳預埋板的尺寸，再在調整后的柱腳板上按施工預埋好的錨栓開孔，并在其上按設計軸線焊接鋼骨柱鋼構。

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;二是，在鋼骨柱腹板上根據結構施工圖定位開孔，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，并保證質量，但第三種做法卻不易得到保障，易出現問題。本工程根據設計圖紙及相應規范要求，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焊接好牛腿，再在現場通過牛腿與鋼筋混凝土梁筋進行搭接焊。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，故此現場基本上是縮短3cm左右進行下料，如此一來則梁筋與牛腿的焊接長度就達不到設計要求。針對此種情況則應與設計溝通考慮梁筋分兩段下料，做到兩端先與鋼牛腿進行焊接，以保與鋼牛腿的焊接長度，焊接完后再在切斷處進行搭接焊。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。現場焊接質量不到位，究其原因是因為焊接方式不對，在施工現場采用的是手工電弧焊。而鋼板和鋼筋的材質不一樣，如果電流調低了，則鋼板沒辦法燒透，調高了，則鋼筋又會燒傷。故此現場經常是以燒傷鋼筋來進行焊接的，且只能進行點焊。為此，針對這種情況應該由型鋼班組進行低坡填塞焊，這樣既能確保焊縫質量又能確保梁筋不被破壞，做到真正保障設計與施工質量。

3．3鋼骨柱與鋼骨梁連接

鋼骨柱與鋼骨梁的連接設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，且出現問題不易調整，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，則一是現場吊裝存在問題，但主要的還是在焊接質量的不到保證。常規設計鋼骨梁工字鋼到兩邊的距離只有200mm，扣除梁筋及保護層與牛腿板的厚度，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，焊接質量得不到保證。同時此處的鋼筋連接也是一個至關重要的問題，如果設計有雙排鋼筋的話，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，在設計配筋時，考慮施工的可行性，必須注意設計為一排鋼筋。

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，在鋼構的頂部都設計有封頂板，封頂板設計標高與相應樓層或柱頂同標高。鋼骨柱到頂收頭時，本人覺得鋼骨柱不應按設計要求到相應樓層面，應該設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頂標高應在相應樓層的梁底，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致柱插筋錨入下柱長度不夠。

3．5鋼骨柱、鋼骨梁的鋼筋設計與綁扎

鋼骨柱鋼筋需在鋼骨鋼構焊接并驗收驗合格后才能進行。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后，再進行型鋼柱鋼筋綁扎。但鋼骨混凝土柱在設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計有長為90mm，間距為200mm雙排栓釘，且周邊小的內箍寬度只有150mm。如此一來，則箍筋必將無法進行綁扎到位。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，按設計間距要求自上而下進行綁扎。但因型鋼柱設有栓釘，則必將導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柱筋，小的內箍則改成單個拉鉤，緊靠型鋼柱翼緣板或穿牛腿的腹板拉結柱筋。針對與型鋼梁相交的外箍、菱形箍及小的內箍，則做成兩個U型開口箍，綁扎好后進行單面搭接焊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計一大的外箍筋外，在鋼構的兩側和上下也會各設有一道小箍。則在施工型鋼梁的箍筋時，必須先搭設支撐架體，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，則必須按設計要求先綁扎成小梁后按設計要求安裝到位，否則按常規施工會因栓釘影響而不能安裝綁扎到位。

4結束語

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[關鍵詞]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 文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

在鋼骨混凝土組合結構中引入再生粗骨料混凝土，可以實現資源的節約利用，達到組合結構的可持續發展。目前，國內外關于普通鋼骨混凝土組合梁力學性能有了一些研究，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構的有些問題仍需進行研究，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計。

1 試驗方案

本次試驗共設計了10根鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁，同時為作對比，設計了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層厚度20mm，型鋼的混凝土保護層厚度為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行養護。28天后測試混凝土的立方體抗壓強度。試件的基本設計參數及混凝土強度等級見表 1，試件配筋見圖 1。

圖 1試件配筋

表 1試驗梁的設計參數

圖 2現場加載圖

試驗在廣西大學結構工程國家重點試驗室進行。加載裝置采用100 t級液壓千斤頂。試驗為單調加載的靜力試驗，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，應變通過DH3819靜態應變測試系統采集。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，記錄破壞形態和破壞特征。

2.試驗現象

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，由于應力和應變都很小，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，在構件加載點的正下方出現第一條微小的正裂縫，隨后出現數條類似裂縫。

隨著荷載增大，構件兩加載點之間出現新的正裂縫，并延伸到腹板中部，在構件下部支座附近(型鋼下翼緣)出現加載點與支座連線方向的斜裂縫；繼續加載時，已出現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同工作。

當荷載達到75%-84%極限荷載時，加載點下方的混凝土出現脫落現象，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數條水平裂縫，各裂縫的寬度變大。

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

3.試驗結果

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的位移見表 3。

表 3試驗主要結果

4 結論

在抗剪試驗的基礎上，通過對試驗數據及試驗現象的歸納總結，得到以下結論:

（1）鋼骨再生粗骨料混凝土組合梁的斜裂縫發生和發展過程以及形態與普通鋼骨混凝土組合梁類似。在混凝土強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展空間。

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

（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的約束作用, 因而試驗梁達到極限承載力以后，仍具有相當的承載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粗骨料混凝土在局部區段的壓碎為標志,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

[1] 薛建陽. 鋼與混凝土組合結構[M].武漢：華中科技大學出版社，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．

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【關鍵詞】鋼骨混凝土；施工技術；混凝土結構；建筑設計

前 言：鋼骨混凝土有延展性好，承載力高的特點，應用在轉化層結構中，也具有明顯的優勢，鋼骨混凝土結構具有抗震的作用，像一些經常發生地震的地區通過采用鋼骨混凝土框架-剪力墻結構體系，使建筑的延展性增強，避免結構發生脆性破壞。

1.鋼骨混凝土特點分析

鋼骨混凝土構件是對鋼筋混凝土構件的升級，彌補了鋼筋混凝土的不足，在承載力方面也有很大的提高，鋼骨混凝土結構以其堅固的優勢，提高了結構的安全性、適用性和耐久性，是高層建筑的首選。鋼骨混凝土構件和其他混凝土構件相比，橫截面小，重量輕，讓建筑面積的使用率更為提高，對于高層建筑的經濟效益更加明顯。鋼骨架設的鋼結構具有很強大的承載力，在澆筑混凝土時能夠承受構件自重和施工荷載，所以，不用設置支架作支撐，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，鋼骨混凝土結構比其他鋼結構有優勢，并且，外包混凝土參與受力，這樣極大的節約了材料。鋼骨混凝土比其他混凝土結構更具延展性，具有良好的抗震性能，在一些地震頻繁的地區，鋼骨結構建筑也非常常見。

2.鋼骨混凝土組合結構的種類

鋼骨混凝土結構根據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，經濟適用，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。空腹式鋼骨比較節省鋼材，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件稍好，但比實腹式構件較差，因此運用相對較少。在高層建筑設計及建設中，抗震設防時宜采用實腹式鋼骨，非抗震設防時，亦可采用帶斜腹桿的格構式焊接鋼骨。

3.鋼骨混凝土結構的組成

3.1鋼骨混凝土的構件

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件，根據組成形式可以分為鋼骨混凝土柱和鋼骨混凝土梁。構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行空腹式型鋼。

3.2混凝土梁柱連接節點構造分析

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中造價比較低廉，到現在為止我國混凝土柱和混凝土梁連接的使用越來越廣泛，這種結構也有施工困難的地方，就是在梁中縱筋在節點區的錨固連接，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后保持貫通，如果開孔的腹板強度出現不足的情況就要在開孔區域添加鋼板進行對強度的補充，并計算出補充墻板的厚度。第二種是讓型鋼柱在相應的標高下焊接牛腿，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。第三種是在相應的標高下焊接牛腿，然后在牛腿上再進行螺紋套筒的焊接，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點處的型鋼兩側斷開，再用柱形的翼緣板進行焊接或螺栓連接，通過梁型鋼上下翼緣板水平處各設足夠的柱進行加固，保證翼緣的拉力能夠傳遞給型鋼的節點處，這樣才能夠防止翼緣板局部發生彎曲的情況。加勁肋一般不是通長的，這是因為便于澆灌節點區域的混凝土，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斷開，柱內型鋼和型鋼梁通過剛性連接，翼緣處與柱內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螺栓進行連接。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點通過時讓柱兩側斷開，并于翼緣進行加固連接，連接方式采用焊接和螺栓連接，或者使用兩種方式結合的方法進行連接。

4.鋼骨混凝土結構的實踐

4.1骨架與鋼筋的使用方法

現今國家頒布了《鋼結構施工質量驗收規范》，在鋼骨架施工時要符合國家的規定。施工時首先上下型鋼柱處要進行臨時的連接，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行連接，最后再次觀察測量鋼骨架的整體結構，進行再次調節。鋼骨混凝土的中柱的縱筋常常設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，只能把箍筋進行分段，再進行有效的焊接。最好不要讓箍筋焊在梁的腹板上，因為節點處的受力非常復雜，所以要避免對結構的影響，減少焊接。

4.2混凝土與模板澆筑實踐

鋼骨混凝土結構在混凝土沒有凝固之前，型鋼骨架是主要承受力的鋼結構，所以施工時必須利用這個有效方法進行對模板材料和支模方法的選擇。在高層的建筑施工時，通過現澆鋼筋混凝土結構施工，可以讓整個施工工程節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。混凝土澆筑應該符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的相關準則。梁柱的接頭處和型鋼翼緣下部不能進行充分填滿的部位要特別注意，仔細進行對其部位的搗實后再進行澆筑。鋼骨混凝土的結構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.結語

由此得知，鋼骨混凝土結構在現今建筑行業的使用越來越廣泛，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，為了保證施工的質量提高施工的效率在施工過程中，要做好節點構造和相應的配套施工措施和相應的施工技術，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，增強施工人員的積極性，使施工更加專業化，有利于給施工單位創造更大的利潤空間，使施工單位更有利于未來的發展，使施工單位在激烈的競爭中能夠保有更大更強的競爭力。

雖然鋼骨結構的承載力和延展性比較好，但在鋼骨結構中也會出現其他結構形式的困難，因此在設計時也需要對問題進行分析采取最有效的措施減小施工難度，提高施工的質量。

參考文獻

[1]孔丹丹，丁潔民，何志軍，張弦.網殼結構的靜力分析與施工過程優化分析[J].工業建筑，2008，38（6）.

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

篇5

關鍵詞：鋼骨混凝土(SRC)構件；抗震性能；非線性有限元分析；參數；優化設計

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

1 構件的設計及分組

為了改善鋼骨混凝土構件的抗震性能，以耗能能力和延性作為改善提高的對象對構件的設計參數進行優化，依據以上設計參數設計了四組共14個柱構件，并對每組柱構件進行有限元模擬，對所得數據分析計算并得到其變化規律。

柱構件分組情況如下所示：

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

第二組以混凝土強度等級為設計參數，混凝土強度等級分別為C20、C30、C40、C50、C60。

第三組以剪跨比為設計參數，剪跨比分別為2、2.25、2.5、3、4。

所有構件的截面尺寸均為240mm×310mm，構件長度均為1140mm，構件內均配置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級的碳素結構鋼。所有構件的設計信息匯總于表1。

表1 構件設計信息匯總表

通過對四組構件進行有限元模擬，得到了各組構件的數據，由于所得計算數據繁多，在此沒有列出。分析數據得到了改善鋼骨混凝土復合受扭構件耗能能力和延性的設計參數優化組合。

2 改善鋼骨混凝土構件耗能能力的設計參數優化組合

分析數據可以得到每組構件的等效粘滯阻尼系數，并對其變化規律進行分析總結，以此得到了改善耗能能力的設計參數優化組合為：

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

（2）根據第二組構件的等效粘滯阻尼系數變化規律可知，等效粘滯阻尼系數隨著混凝土強度等級的提高而減小，雖然混凝土強度等級為C20的構件其等效粘滯阻尼系數最大，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，達到的極限位移過小，極限變形能力過差。因此在進行耗能能力改善時應綜合以上的情況進行考慮，選擇最優的混凝土強度等級為C30。

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

綜上所述，改善鋼骨混凝土構件耗能能力的設計參數優化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強度等級為C30，剪跨比為3。

3 改善鋼骨混凝土構件延性的設計參數優化組合

分析數據可以得到每組構件的延性系數，并對其變化規律進行分析總結，以此得到了改善延性的設計參數優化組合為：

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

（2）根據第二組構件的延性系數變化規律可知，延性系數隨著混凝土強度等級的提高而減小，雖然混凝土強度等級為C20的構件其延性系數最大，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，達到的極限位移過小，極限變形能力過差。因此在進行延性改善時應綜合以上的情況進行考慮，選擇最優的混凝土強度等級為C30。

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

綜上所述，改善鋼骨混凝土構件延性的設計參數優化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強度等級為C30，剪跨比為3。

4 結束語

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

（1）改善鋼骨混凝土構件耗能能力的設計參數優化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強度等級為C30，剪跨比為3。

（2）改善鋼骨混凝土構件延性的設計參數優化組合為：軸壓比為0.4，混凝土強度等級為C30，剪跨比為3。

參 考 文 獻(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]．建筑結構學報．1996年03期

[3] 薛建陽，趙鴻鐵．利用ANSYS SOLID65單元分析復雜應力條件下的混凝土結構，ANSYS土木年會，2002

[4] 劉堅，周東華，王文達．鋼與混凝土組合結構設計原理．北京：科學出版社，2007.6

篇6

粘鋼加固混凝土構件是用鋼板加固結構的常用方法之一，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上加以特制異形鉚釘錨固的一項新技術，尤其適用于混凝土表面難清理、構件表面彎曲及經常承受動荷載的構件，應用前景十分廣泛。

本文在各文獻研究的基礎上，進一步討論了適合工程應用的特制異性鉚釘、設計計算公式、施工方法以及加固效果，表明了鉚粘鋼加固的優越性和可行性。

1 特制異形鉚釘

鉚粘鋼板加固法是將傳統的粘鋼加固法和鉚鋼加固法相結合，通過在砼構件表面用專用異形鉚釘將粘貼于砼構件表面的鋼板再鉚接于砼構件表面，從而將鋼板與砼構件結合成一個牢固的整體，使其協同作用共同承載以達到加固原構件的目的。鉚釘的性能對于鉚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的型號見表1。

表1 專用異形鉚釘屬性

型號 材質 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，當保證異形鉚釘的數量相對于鋼板橫截面積足夠且混凝土相對受壓區高度不超過界限受壓區高度時，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〕

——鉚粘鋼板上錨固區段鉚釘的數量；

——鉚粘鋼板的抗拉強度設計值；

——鉚粘鋼板凈橫截面面積；

——單個異形鉚釘的抗剪強度設計值；

——單個鉚釘的橫截面面積；

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

——鉚粘鋼板的厚度；

〔1〕、〔2〕式保證了鉚釘數量的足夠；〔4〕式使得混凝土區受壓高度不超限；〔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，存在鉚粘鋼板應力相比梁內鋼筋應力滯后的狀況，對鉚粘鋼板拉力乘以0.9的折減系數；

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）

——按現行混凝土結構設計規范 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形鋼箍板的抗拉強度設計值；考慮到臨近破壞時U形鋼箍板可能未達到屈服強度，對其乘以0.8的折減系數；

——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并注膠上釘加固面的防護處理。

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計公式與施工方法的可行性，現設計如下對比試驗：三根試驗梁均為強剪弱彎適筋型、三分點加載的簡支梁，梁長l=3200mm，寬b=160mm，高h=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行加固設計計算，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行，加固后的構件制作完成后，放置于試驗機上進行加載試驗。

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

Tab.2 strengthening type and parameters of experimental beam

4.2 試驗結果

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應變儀控制加載，試驗數據為自動采集，試驗結果如表3。梁1在荷載作用下發生典型的適筋破壞，當受拉邊緣出現裂縫，撓度發生突變，鋼筋發生屈服后撓度增加很快，最后受壓區混凝土被壓碎而破壞；梁2在受拉區邊緣開裂后，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，受壓區混凝土被壓碎，破壞時梁的變形較小，預兆不明顯；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，異形鉚釘的嵌固作用使得鋼板能與梁一起承受較大的變形，破壞時的變形較梁2大，有明顯的預兆，延性較好。通過效果對比試驗易發現，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 試驗結果

Tab.3 The results of experiment

5 結論

應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，設計計算可采用與現行規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，具有優越性和可行性。

參考文獻

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[2]宋一凡.錨栓鋼板法加固RC梁橋的計算方法[J].西安公路交通大學學報,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].建筑結構,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].建筑結構,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].建筑結構-增刊,2007,(7):30-34;

[6]GB50367-2006,混凝土結構加固設計規范[S].

篇7

關鍵詞：型鋼；混凝土；組合梁；加固；粘鋼

近代以來的建筑行業的發展被人們普遍的分為三個階段，第一個階段是大規模發展時期，這一個階段的建筑結構主要是由新建建筑為主；第二個階段為發展時期，是以建筑結構新建與維修改造并重的一個發展階段；第三個階段是現代化改造與科學維護、加固并重的一個時期。混凝土結構自開始使用至今共有兩百年歷史，以普通五十年的設計基準進行分析，大多數的混凝土結構都已經達到了壽命終結點。為此，在工程項目中做好工程加固技術分析至關重要，也是目前建筑業內人士研究的焦點課題。

一、混凝土加固分析

在現代社會發展中，就建筑工程的現代化改造、維修和加固已經成為建筑行業的熱點之一，結構維修加固對于經濟、社會和企業發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構必然需要進行加固，這樣不僅可以使得人民的生活、財產得到有效的保障，還可以發揮現有建筑結構的作用，緩解人力、物力以及資源緊張情況，使得資金得到充分的應用，且發揮出擁有的作用。在目前的混凝土結構加固工作中需要加固的結構主要包含有已經產生問題的鋼筋混凝土結構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構加固

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

2、對于后天損傷的結構問題

惡劣的使用環境是引起結構缺陷和損傷的一個主要原因，按照惡劣的作用性質來區分，外部環境對工程的侵蝕主要包含了物理作用、化學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構的加強與加固，從而保證工程施工質量要求。

二、型鋼組合梁加固和粘鋼加固比較分析

在當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。對于框架結構的加固分析，目前研究和應用最多的便是型鋼-鋼筋混凝土組合加固以及粘鋼加固方法。但是在實際應用中，大多數工程設計人員都已經形成了定性思維，對于加固設計缺陷和應用優勢的分析較少，以致在方案選擇中所列出的方案并非是最優的設計要求，是一個承載不足或者存在著嚴重受力缺陷的問題，或者因為設計保守而造成了材料、人力、物力的浪費。因此在目前的設計工作中我們有必要對這兩種工程加固方法進行分析和比較。

1、受力特點

在目前的設計工作中，為了簡化加固設計工作力度和工作要求，在設計工作中一般都提前假定加固后梁截面應變，且仍然滿足平截面的假定要求，使得受拉區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，最終導致鋼筋在采用中產生了一定的塑性應力變化。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，其在應用中也會產生以下兩種情況：

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是目前應用最多的一種，是隸屬于一次受力加固的一個技術要求。在工作中，鋼板粘接后可以和原來的框架結構形成一個綜合整體，共同承擔各種荷載作用下引起的混凝土隱患。在其承載力計算中，可以現有粘貼加固機理制度來進行綜合計算。

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構，現實中這種情況是普遍存在的。對于這種受力構件，新加鋼板只有在框架梁有新的變形才能發揮作用，這樣原梁內配筋和新加鋼板共同工作能力差，存在應力滯后的現象。

2、型鋼一混凝土組合梁的受力機理

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構膠將兩者結合，使之協同工作；（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。第二種方案的設計方法與普通鋼梁無異，因此本文只討論第一種方案。

根據傳統經驗所做的實驗研究，在加載至破壞荷載的近50%前，型鋼組合梁位移和應變均保持彈性， 隨著荷載增加，混凝土梁與型鋼梁結合面處水泥砂漿層開始有水平裂縫出現，且鋼板與混凝土采用結構膠粘結處，沿梁長方向出現滑移現象，并不斷增大。當受力較小的時候，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，只要混凝土沒有達到極限壓應變，型鋼組合梁加固的極限承載力決定因素是型鋼尺寸和強度。

3 比較結論

（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度，可顯著提高構件抗剪能力，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粘貼鋼板，且抗剪承載能力提高有限，適合受力較小的構件采用。

（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，造成節點復雜，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，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合使用。

三、結束語

混凝土加固技術是當前建筑工程領域中一門新興技術學科，結構試驗理論的研究、分析以及施工規范的編制在近年來都取得了巨大的進步。截至目前，世界上許多發達國家都已經在這一方面取得了顯著的研究成果，無論是日本、原蘇聯以及美國，都已經頒布了健全、科學的有關混凝土加固技術規程，這也為我國鋼筋混凝土結構的發展提供了科學的參考依據。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鍵。

參考文獻

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鋼筋；混凝土構件；加固；施工技術

鋼筋混凝土構造的加固補強方法各有特點。

粘貼纖維加強塑料加固法。外貼纖維加固補強是用樹脂類膠結材料，將纖維補強復合材料貼于被加固補強構件的受拉區域，使它與被加固截面共同工作，從而達到對構造構件補強加固及改善構造受力性能的目的。它是一種十分簡單且使用效果良好的加固補強辦法，但被要求加固補強混凝土構件強度等級不得低于C15，且混凝土外表的正拉粘結強度不得低于1.5MPa，除了具有粘貼牢固的優點外，還具有耐腐蝕、耐濕潤、簡單而盡量少增加構造自重、耐用、維護費用較低等優點，但有防火要求的要進行防火處理，該方法適用于各種受力性能的鋼筋混凝土構件和其它構筑物。

增加支承加固法。增加支承加固法是通過增設支承點，減少受彎構件的計算跨度，達到減少作用在被加固構件上的彎矩，進而分散構件承載力的目的。依據支承構件受力性能的不同可分為剛性支點和彈性支點兩種加固辦法。該法簡單可靠，但易影響建筑物的原貌和使用功能，并且會減小使用空間；該方法適用于梁、板、析架、網架等構造的加固。

有粘結外包型鋼加固法。外包型鋼加固是把型鋼(通常為角鋼或槽鋼)或鋼板包于被加固構件的四角或兩角的加固辦法，外包型鋼加固鋼筋混凝土梁也稱濕式外包鋼加固法，采用該辦法加固混凝土構件時，應采用環氧樹脂膠粘劑進行灌注，把型鋼與被加固構件粘結成一整體，以保證型鋼架和原構件有效構成一個整體共同受力。其特性是受力可靠、施工煩瑣、現場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的狀況下運用于環境溫度60度以上高溫場所；適用于運用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又被要求較大幅度提高其承載能力的混凝土構件的加固。

粘貼鋼板加固法。鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼板加固是在構件承載能力潰乏區段(正截面受拉區、正截面受壓區或斜截面)外表粘貼強度高的鋼板，使原有鋼筋混凝土和鋼板作為一個新的受力整體共同受力，約束混凝土的變形，增強了被加固構件的剛度和抗裂性能，有效發揮了粘貼鋼板的抗彎、抗剪、抗壓性能，且不會在鋼筋混凝土構件中產生應力集中而采用該辦法加固。被要求加固補強的鋼筋混凝土構件，在施工現場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土外表的正拉粘結強度不得低于1.5MPa，并且應將鋼板設計成僅能接受軸向應力作用，鋼板外表應進行防銹蝕處理，外表防銹蝕材料對鋼板及膠粘劑無害。它的特性是施工簡單、速度快、工期短；現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業，對消防和生活影響小；傳力直接，加固效果好，耐久性好；且加固后對原構造外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作程度；適用于接受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。

加大截面加固法。在鋼筋混凝土受壓構件受壓區增加混凝土現澆層，增加截面有效高度，擴展截面面積，從而提高構件正截面抗彎能力，斜截面抗剪能力和構件整體剛度，起到加固補強的作用。加大截面加固法在設計結構方而必需處理好新加部分與原有局部的界面，使其成為一個整體共同受力的問題。相關實驗表明，被加固構件在受力過程中結合面會呈現拉、壓、彎、剪等各種復雜應力，其中關鍵是剪應力和拉應力。在彈性階段，結合面的剪應力和法向拉應力主要是靠結合面兩邊新舊混凝土的粘結強度承擔；開裂后與在極限狀態下，則主要是經過貫串結合面的錨固鋼筋或錨固螺栓所產生的被動剪切摩擦力傳送。

預應力加固法。預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對構件部分或整體采取加固的辦法，通過施加預應力的方法來改變原構件內力傳遞和應力重分布，致使被加固構件中原有的內應力以及因此引起的變形現象得以部分或全部抵消，因而后加預應力構件能和原構件能共同工作，構件的承載能力得到顯著提高，并可減少構件的變形、裂縫成長。

置換混凝土加固法。置換混凝土加固法是指對原有構件強度低、韌性差的構件相關部位的混凝土用強度高、韌性好的混凝土進行置換的辦法。該辦法適用于承重構件受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的部位加固。施工工藝簡單方便，工期短，占用空間小，不影響使用功能，而且造價比較低，經濟合理。采用本辦法加固混凝土受力構件時，其否置換原構件局部的混凝土強度等級，按現場檢測結果不應低于該混凝土構件建造時規定的強度等級。置換用的混凝土強度等級應比原構件混凝土提高一級且不應低于C25。混凝土的置換深度，板不應小于40mm，梁、柱采用人工澆筑時，不應小于60mm,采用放射法施工時，不應小于50mm，置換長度應依據混凝土強度和缺陷的檢測及驗算結果肯定，但對非全長置換的情況其兩端應分別延伸不應小于100mm。置換部位應位于構件受壓區內，且應依據受力方向將有缺陷混凝土剔除，剔除位置應在沿構件整個寬度的一側或對稱的兩側，不得僅剔除截面的一部分。

施工技術要求及加層結構施工注意事項。拆除工程:通常采用保護性拆除技術(這與破壞性拆除明顯不同)，它包括確定拆除方法；選擇合適的材料、拆除機械；制定切實可行的保護措施等綜合技術。拆除采用由上至下的方法，并根據原結構的特點，把每一項具體拆除項目合理安排，確定拆除順序。為保證房內工作人員及施工人員的安全，除搭設必要的水平防護棚、防護圍墻外，還應盡量減少噪聲，控制塵土飛揚，可以采用靜態破碎、局部風鎬、人工剔鑿等方法。加固、加層工程：鋼筋的化學錨固應由專業的施工隊伍施工并做現場檢驗；新舊混凝土結合面必須鑿毛、打齒槽，深度不小于6mm；所有碎塊浮碴都必須清除，并用水沖洗干凈；在整個施工過程中應采取可靠的支撐措施；加固改造施工應遵守有關加固技術規范。

施工注意事項：

在澆注新混凝土時，原混凝土表面應鑿毛，清除干凈后，適當濕潤，并新涮一層界面劑，以確保新舊混凝土形成一體。

施工時，應采取確保施工質量和施工安全的措施。在剔除原有結構前必須對可能影響到的原結構(包括梁、板)進行可靠支護，并對新設支護的下方主體支承結構進行復核驗算。

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1橋梁加固的國內外研究現狀

隨著我國公路交通事業的迅猛發展，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，現有橋梁中有相當一部分已經滿足不了使用要求，這是世界各國所面臨的嚴峻問題。例如美國曾共用四年時間對全國公路橋作了調查，迄至1981年的統計，美國全國共有公路橋約566000座，調查報告中敘述了514000座橋梁的現狀．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座橋梁結構強度降低應停止使用或限載通行f約占總數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20％1。由于橋梁的陳舊老化棄養失修橋塌事故不斷發生，給美國經濟發展和人民生活帶來極其不良的影響。日本在20世紀7O、8O年代公路運輸急劇發展．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年以前按舊標準設計施工的橋梁其承載能力更感不足，據統計，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到高速公路的橋梁標準，對不少橋梁進行改造加固，為提高現有混凝土橋梁的承載能力，英國運輸和道路研究所專門進行了橋梁加固試驗。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行了加固，并對能夠承受荷載等級較高的橋梁進行了加固。1981年4月，由西方24個國家參加的聯合國“經濟合作與發展組織”，于1981年召開“關于道路橋梁維修與管理國際會議”．1982年召開了“國際橋梁與結構會議”，1983年召開了“第十七屆國際道路會議”，很多國家對現有橋梁的安全性評價減產及維修加固等方面提出了眾多篇有價值的論文。20世紀8O年代以來，我國在舊橋加固改造技術的研究與試驗方面進行了大量的工作。交通部在“六五”“七五”計劃期間下達了一系列有關舊橋檢測、承載力評定及加固技術的科研課題，舉辦了多次橋梁維修、養護、加固、改造技術的學術會議。各省、市、自治區交通部門都在橋梁維修、養護、加固、改造的實踐中取得不少成功的經驗，并在實踐中獲得了顯著的社會、經濟效益，推動了交通事業的發展。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，已經引起了世界性的關注。大量資料表明．隨著世界上許多國家公路網絡的日趨完善，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

目前比較常用的橋梁上部結構的加固技術包括：橋面補強層加固法．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、改變結構受力體系加固法、體外預應力加固法、及增設縱梁加固法等。

2．1橋面補強層加固法

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，達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達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

當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構件截面、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面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強度，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

借助高速噴射機械，將新混凝土混合料連續的噴射到已經錨固好鋼筋網的受噴面上，凝結硬化而形成鋼筋混凝土，從而增加橋梁的受力斷面和補強鋼筋，加強結構的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

2．4粘貼鋼板筋)加固法

當交通量增加，主梁出現承載力不足，或縱向主筋出現嚴重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨拴．將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，達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構的尺寸：

2)施工工藝簡單，施工質量容易控制；

3)施工工期短。

2．5改變結構受力體系加固法

此法是改變橋梁結構受力體系達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，由簡支變為連續梁；或在梁下增設鋼緒架等加勁或結合梁等，以減小梁內應力，達到提高梁的承載力的目的。結構體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設置永久設施，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，支點處將產生負彎矩，故必須進行受力驗算。

2．6體外預應力加固法

其實質是以粗鋼筋、鋼絞線或高強鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結構施加體外預應力，以預加力產生的負彎矩抵消部分外荷載產生的內力．從而達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，體外預應力加固的優點是：能夠較大幅度的提高舊橋承載能力．加固后所能達到的倚載等級與原橋設計標準及安全儲備有關，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整橋梁結構的受力狀況，提高其結構剛度和抗裂性能：由于承重結構自重增加小。故對墩臺及基礎受力狀況影響很小，可節省對墩臺及基礎的加固；體外預應力加固技術所需設備簡單人力投入少，施工工期短，經濟效益明顯：可在不受限制通行的條件下加固施工；體外預應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。由于荷載在新增設縱梁后的橋梁結構中重新分布，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。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時則兼具有加寬的作用。預應力混凝土連續梁橋作為一種超靜定預應力混凝土結構，其截面形式、)施工方法多種多樣，病害情況也各不相同。由于預應力混凝土連續梁的內力分布不僅由恒、活載決定，還受到預應力、溫差、混凝土徐變和收縮引起的次內力影響，而且與施工方法密切相關，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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[關鍵詞] 鋼筋混凝土結構 加固技術 加固方法

一、鋼筋混凝土結構加固的背景

在過去的50多年間，我國的土木工程建設一直沒有停過，并且發展很快，尤其是近幾年，發展極為迅猛，整個中國幾乎成了一個大的建設工地，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，新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。中國的土木建筑已達到了一定的水平和高度。

可是，在我們大搞土木基礎建設的同時也應該關心已有建筑的維護問題，己有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞，甚至自然災害造成混凝土結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結構的修復加固問題。另外，結構設計規范也幾經變動，原有建筑物及構筑物大部分己不滿足現行規范的設計要求，必然存在一定的安全隱患，這也是我們不得不考慮的問題。

當今社會在基礎設施的管理和新建等各個方面都存在著一個可持續發展的問題。隨著基礎建設的不斷發展，愈來愈多的建筑物和構筑物已進入或即將進入老齡化階段，修復加固在建筑業中的比重逐年增加，人們預測，如果沒有根本性的技術革新，不充分重視這些問題，幾十年以后社會將負擔不了龐大基礎設施的維修和管理費用。據權威機構調查，預計在今后的十年中我國的建筑業重點將逐步轉向已有建筑的修復加固。因此，建筑物的維修、加固、改造、新建技術的開發和研究是今后結構工程人員的最大課題。

二、鋼筋混凝土結構加固方法

當前，各種類型的鋼筋混凝土結構，其構造是復雜多樣的，在建筑工程中，鋼筋混凝土結構的變更、追加、加固也成為很平常的問題，通過工程實踐及設計經驗，本文將一些加固方法進行總結比較。

1.碳纖維加固法

近年來，碳纖維材料以其輕質、高強、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩定性而受到土木工程界的日益關注，成為研究與應用的熱點。工程實踐和試驗研究表明：采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進行抗震加固；可以有效約束混凝土的變形，增強耗能能力，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，其作用機理體現在兩個方面：一方面，碳纖維片材橫向包裹，其作用類似受剪鋼筋，協同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強度遠遠大于鋼筋的抗拉強度，相當于配筋率大大提高，使其抗剪承載力得以顯著提高，斜裂縫出現以后構件的變形性能也得以明顯改善；另一方面，橫向包裹碳纖維，還會對其內部的混凝土起到有效的約束作用，當受壓區混凝土達到峰值應力后，具橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環向應變顯著增大，環向約束力增大，這就使得混凝土應力―應變曲線的下降變得平緩，極限壓應變得以提高，因而推遲了受壓區混凝土的破壞過程，充分發揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善構件的延性。

2.粘鋼加固法

用粘結劑（建筑結構膠）將鋼板粘貼在已開裂構件需要加固的部位上，以提高結構承載力的一種方法。該方法的應用研究始于20世紀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。這項技術簡稱粘鋼加固技術。與傳統加固方法比較，它有以下特點：1、工藝簡便，只需對被加固構件的表面進行處理，用建筑結構膠將鋼板與之牢固地粘結成一個整體，使鋼板和原構件很好地共同工作；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件上一般2d即可受力使用，對生產和生活影響很小，特別適用于應急的加固工程；3、粘鋼加固所用的鋼板厚度，一般為2mm～6mm，所以，加固后不影響結構外觀，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件的鋼筋不足，而且還通過大面積的鋼板粘貼，有效地保護了原構件的混凝土不再產生裂縫。

3.化學植筋技術

植筋技術是運用高強度的化學粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力，從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力，不易產生移位、拔出，并且密實性能良好，無需做任何防水處理。由于其通過化學粘合固定不但對基材不會產生膨脹破壞，而且對結構有補強作用，施工簡便迅速安全并符合環保要求，是建筑工程中鋼筋混凝土結構變更、加固的最有效的方法。它可以應用在各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋錨定中，還可以用于橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預留鋼筋錨定中，也可用于各類鋼結構、機械設備等的螺桿錨定中。它主要的技術特點就是：（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構物由于各種原因產生的各種裂縫，采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度，延長結構的使用壽命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特點是：（1）采用慢速，附壓延續灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細微部位；（2）可以控制注入量，必要時可以補充灌漿料；（3）可根據裂縫大小，注入狀況的需要，調整壓力；（4）注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術主要應用范圍：混凝土建筑物裂縫的修補，各種構筑物的修補以及橋梁、鐵路的附屬構件如橋墩、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件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋，以提高原構件承載力的方法，是工程中常用的一種加固方法。補澆的混凝土處在變拉區時，對補加的鋼筋起到粘結和保護作用，當補澆層混凝土在受拉區時，增加了構件的有效高度，從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力，并增加了構件的剛度，因此其加固效果也是很顯著的。實際工程中，在受拉區補澆混凝土層的情況較多，原配筋率較低，其混凝土變壓區高度較小，因此在受拉區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、雨篷等懸臂構件的承載力加固，可在原板的上面（受拉區）補配鋼筋和補澆混凝土受拉區，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、結束語

在建設中，我們應該選擇合適的加固方法，同時還應考慮其是否具有良好的施工性、是否經濟等方面。隨著現代建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料不斷出現，混凝土結構加固技術會有更大發展，加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

參考文獻：

[1]滕智明，朱金栓.混凝土結構及砌體結構[M].北京：中國建筑工業出版社，2004.65-66.

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