導語：如何才能寫好一篇混凝土結構論文，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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論文摘要：混凝土結構被廣泛應用于多種工程，解決開裂問題是決定混凝土結構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。

0引言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴重的將威脅到人民的生命、財產。出現混凝土裂縫的原因從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結合體，由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產生的原因也有很多種。

1混凝土結構的裂縫依其形成可分為以下三類

1.1靜止裂縫系指形態、尺寸和數量均已穩定不再發展的裂縫。修補時，僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法，而與其它因素無關。

1.2活動裂縫系指其寬度不能保持穩定，易隨著結構構件的受力、變形或環境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時，應先消除其成因，并觀察一段時間，確認已穩定后，再依靜止裂縫的處理方法修補；若無法完全消除其成因，則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。

1.3尚在發展的裂縫系指長度、寬度或數量尚在發展，但經歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展后，方可進行修復或加固。

混凝土裂縫修補前，應對其成因進行研究，若是由于承載能力不足引起的裂縫，除應選擇相應的方法進行修補外，尚應選用適當的加固方法進行加固。

2修補設計

修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果，進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計，更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時，應考慮如下事項：①根據是否需要修補的判斷結果，設定修補范圍及規模，還應按需要再度調查現場。②掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③為了明確規定修補目的及恢復目標，考慮環境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現場及開裂原因決定。另外，當構筑物處于鹽類等苛刻環境時，應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。

混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。通常，可將修補恢復目標分成如下三個階段:①恢復到與健全構件同等性能。②恢復到不妨礙使用的程度。③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。④必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。

3修補方法

3.1表面修補法①利用混凝土表層微細獨立裂縫（裂縫寬度ω≤0.2mm）或網狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位，尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環氧膠泥，環氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。②涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化，介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。③增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下，整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。3.2局部修復法①充填法用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。②預應力法用鉆機在構件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預應力鋼筋)，施加預應力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應與裂縫方向垂直，鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙向施加預應力。③部分鑿除重新澆筑混凝土對于鋼筋混凝土預制梁等構件，由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強度高一等級的混凝土，養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外，修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真，否則新老混凝土結合不良將導致失敗。

3.3灌漿法將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內，使其擴散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到堵漏防銹補強的目的。用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙，使之不透水并增加強度。

3.4低壓慢注修補法(注射法)以一定的壓力將修補膠液注入裂縫腔內；此法適用于處理0.2<ω<1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌縫膠及JN-F封口膠。

3.5壓力注漿法在一定時間內，以較高壓力（按注漿料產品說明書確定）將灌注材料壓入裂縫腔內；此法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。可使用JN-J或HPG兩種水泥基改性材料，也可使用JN-M結構灌注膠。

3.6填充密封法在構件表面沿裂縫走向騎縫鑿出U形或V形溝槽，然后用改性環氧樹脂或彈性填縫材料填充，必要時以纖維復合材料封閉其表面；此法適用于處理ω>0.5mm的活動裂縫和靜止裂縫。可使用JN-XF裂縫封閉膠或JN-LE彈性灌縫膠。

民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應牢牢掌握每一種方法，以一變應萬變，做到根據不同情況采取不同方法，切實從每一個環節入手，做好過程控制，完善施工手段，確保施工質量，盡量實現修補最優。

參考文獻：

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關鍵詞：混凝土，耐久性．影響因素，措施

1前言

混凝土結構以其整體性好、耐久性好、可塑性強、維修費用少等優點廣泛使用于整個20世紀，發現混凝土的耐久性問題則是在60至70年代。一些發達國家的混凝土橋使用了三四十年后，紛紛進入老化期。人們始料不及的是混凝土材料在不利的環境、運用條件下，出現了一系列影響結構耐久性的物理、化學現象，如結構混凝土的碳化、保護層剝落、裂縫的發展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學腐蝕等等。我國七十年代后期建造的混凝土橋梁亦發現有嚴重的開裂現象。因而混凝土結構的耐久性問題已成為結構工程師們不容忽視的一個問題。

混凝土結構的耐久性概括起來是指混凝土抵抗周圍不利因素長期作用的性能。結構耐久性問題主要表現為：混凝土損傷；鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞、應力腐蝕；以及鋼筋與混凝土之間粘結錨固作用的消弱等三個方面。從短期效果而言，這些問題影響結構的外觀和使用功能；從長遠看，則為降低結構安全度，成為發生事故的隱患，影響結構的使用壽命。下面從影響混凝土結構耐久性的主要因素和提高耐久性的技術措施兩個方面來探討混凝土的耐久性問題。

2影響混凝土結構耐久性的主要因素

（1）混凝土的材質。

混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。這些材料的優劣直接影響到硬化后混凝土的質量(包括密實度和強度等)，好質量的材料將為工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基礎。近年來由于基本建設的迅猛發展，施工中往往忽略對材質的要求，工地上只檢查混凝土試件的強度作為材質的唯一標準。豈知不合規格的材料，將導致混凝土收縮徐變量大大增加，初始裂縫大量產生，這對混凝土結構安全將是一嚴重隱患。

（2）混凝土的密實性。

混凝土的內部缺陷（不密實），使混凝土在使用過程中易受各種不利因素的侵襲，主要有如下幾種形式：

①滲透：當混凝土不密實，空氣和水容易滲入，水中有害物質就易對混凝土產生化學侵蝕，影響混凝土的耐久性。

②碳化：混凝土中因水泥石含有氫氧化鈣而呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜而保護鋼筋免遭酸性介質的侵蝕，起到了“鈍化”保護作用。但當混凝土密實度低，空氣中水和C02滲入，形成碳酸，盡管其酸性很弱，也能中和氫氧化鈣使鋼筋銹蝕，這一過程成稱混凝土的“碳化”。

③凍融破壞：混凝土不密實，體內滲入的水量大，低溫時水結冰體積膨脹產生壓力，從內部破壞混凝土的微觀結構，經多次凍融循環后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，強度降低。

（3）混凝土結構所處的環境條件。

工程結構使用時所處的環境條件是影響混凝土結構耐久性的外部因素，如海水侵蝕、大氣腐蝕、極高溫度、冰凍、水、風、地震災害的襲擊等。根據環境條件對混凝土耐久性的影響，《橋規》（JTGD62）根據公路橋梁的使用情況，將橋梁結構使用環境條件劃分為下列4類：

Ⅰ類環境——系指溫暖或寒冷地區的大氣環境；與無侵蝕性的水或土接觸的環境。

Ⅱ類環境——系指嚴寒地區的大氣環境；使用除冰鹽環境；濱海環境。

Ⅲ類環境——系指海水環境。

Ⅳ類環境——系指受侵蝕性物質影響的環境。

在上述環境分類中，嚴寒地區是指累年最冷月平均溫度低于-10℃地區；寒冷地區是指累年最冷月平均溫度高于-10℃，低于或等于0℃的地區。除冰鹽環境是指北方城市依靠噴灑鹽水除冰化雪的且其主梁受到侵蝕的環境；濱海環境是指海水浪濺區以外且其前無建筑物遮擋的環境；海水環境是指潮汐區、浪濺區及海水中的環境；受侵蝕性物質影響的環境是指某些化學工業和石油化工廠的氣態、液態和固態侵蝕性物質影響的環境。

如上所述，混凝土結構的耐久性取決于混凝土材料的自身特性和結構的使用環境，同時與結構設計、施工及養護密切相關。3提高混凝土結構耐久性的主要技術措施

（1）合理選擇混凝土結構的組成材料。

混凝土各組成材料及鋼筋的選用應滿足材料的耐久性質量要求，應按規范規定對進場原材料進行嚴格的質量檢驗。同時合理改善顆粒級配，提高混凝土的密實性。從而提高耐久性。

（2）提高混凝土的密實性。

控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工藝，攪拌均勻、充分振搗，加強養護，嚴格控制施工質量。除了選擇及配良好的集料和精心施工保證混凝土充分搗實和水泥充分水化外，水灰比是影響混凝土密實性的最重要的條件，故《橋規》（JTGD62）中規定了各類環境條件下滿足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時適當摻用外加劑，如摻用減水劑或引氣劑，可改善混凝土的孔隙結構，提高混凝土的密實性。

（3）改進結構設計。

結構的選型、布置和構造應有利于減輕環境因素對結構的作用。采用具有防腐保護的鋼筋（例如，體外預應力筋，無粘結預應力筋，環氧涂層鋼筋等）；加強構造配筋，控制裂縫發展；加大混凝土保護層厚度等。《橋規》（JTGD62－2004）與舊《橋規》相比，構造鋼筋用量增多，混凝土保護層加大，構造不合理的地方進行了調整。

（4）采用高強混凝土以提高結構物的耐久性。

高強度混凝土(50MPa以上)的配制特點就是低水灰比，加外加劑，摻用超細活性摻合料，它的研制和應用解決的核心問題之一就是保證耐久性。由于高強混凝土的密實性能好，抗滲、抗凍性能均優于普通混凝土，因此不但適用于高層和大跨度結構物，對于海洋和港口工程，其抗滲和耐腐蝕性能均大大優于普通混凝土。

（5）加強橋面排水和防水層設計，改善橋梁的環境作用條件。

（6）加強結構使用階段的維護與檢測，提高混凝土的耐久性。

4結語

混凝土破壞絕非是某一孤立原因造成的，多是與其他綜合不利因素有關。本文通過對影響混凝土結構耐久性主要因素的分析，提出綜合提高混凝土結構的各種性能是改善和提高混凝土耐久性的主要措施。從混凝土技術的發展來看，采用高強度混凝土是解決結構耐久性要求的發展趨向。

參考文獻

[1]戴文躍,安美華.高性能混凝土發展前景淺析[J].中國建設信息,2006,(11)

[2]王建花.淺談鋼筋砼結構的耐久性[J].淮陰工學院學報,2004,(05)

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1.1混凝土內外溫差過大

澆注混凝土直至澆注完畢，因為大量的水化熱會在水化時產生，剛開始時會因為混凝土聚集大量水化熱，因而內部熱量不易揮發，進而造成混凝土中內外溫差過大，同時在混凝土的內部產生強烈的拉應力，導致拉應力比此齡期的混凝土容許拉應力大很多時，會形成溫度裂縫。另外，再加上通常大體積的混凝土配置鋼筋沒有深入到內部，因而由混凝土承擔因過大的內外溫差產生的拉應力，導致更容易產生溫度裂縫。

1.2混凝土收縮

然而伴隨著初期大量水熱化混凝土的漸漸消失，混凝土在后期會逐漸蒸發內部自由水，在外力不影響的條件下，混凝土會伴隨著硬結而自發的形成收縮和變形，但是，當這種收縮變形產生時會因為內部鋼筋的影響而受限，進而大量的拉應力會產生在混凝土當中，如果混凝土承擔不了該拉應力時，就會產生溫度裂縫。

1.3溫度突變

在土木工程中，待澆注完畢主梁，因為太陽會暴曬主梁的側面，所以這部分的混凝土的溫度顯然比其他地方的要高，進而造成內部溫度上升呈現非線性，使得主梁因為自己的限制產生過大的局部拉應力，進而因此產生溫度裂縫；除此之外，因為暴雨、陣雨以及冷空氣等氣候變化原因，澆注完畢的混凝土表面溫度會驟降，進而導致內外溫度形成梯形，如果溫度應力達到一定的高溫，就會產生溫度裂縫。

2土木工程大體積混凝土結構施工技術分析

2.1設計優化

在設計土木工程的時候，必須結合工程當地的氣候情況正確選擇混凝土配合比，而且還要布置適量的溫度鋼筋在易產生溫度裂縫的地方，以此和拉應力抗衡，與此同時，選擇在規定范圍內厚度最小的鋼筋保護層，防止由于過大厚度保護層而產生的溫度裂縫；除此之外，在劃分大體積混凝土的過程中，必須利用后澆帶和伸縮縫的正確設置來進行規則的分隔，同時還要根據科學設計的混凝土結構形狀，擴大混凝土水化熱的散熱范圍，進而防止加快增加其內部溫度，進而分散應力，減小產生溫度裂縫的可能性；而且，還要最大限度使用二次澆注的方法設計和施工混凝土，而且，在進行二次澆注的過程中為了增加混凝土抗拉能力，必須在其中添加聚丙烯纖維網或者鋼筋網。

2.2材料控制

大體積的混凝土之會有溫度裂縫產生，原因在于混凝土釋放大量的水化熱，因此，盡可能使用水熱化程度較低的水泥在大體積的混凝土當中，為了最大限度使用較少用量的水泥，還可以利用摻合料的方式，比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的選擇而言，盡可能使用級配良好、強度高和粒徑大的粗骨料，可以有效防止混凝土產生收縮變形的現象，與此同時，也不會忽視含泥量和其他有害物質的含量的控制。而在混凝土的細骨料的選擇上，就必須符合泵送的要求，盡可能使用細砂或者中砂，這樣可以保證以最小的表面積和空隙率充分減少使用水泥的用量。除此之外，為了更好地增加同齡期混凝土的抗拉能力，還可以采用摻加外加劑的方式進行，有效提高了混凝土的和易性，減少水灰配比。

2.3施工控制

在實際施工混凝土澆注時，試驗人員的職責是根據現場的情況，及時跟蹤坍落度和和易性變化現象并隨時測量，根據結果上報攪拌站并及時進行處理。對于混凝土搗固人員來說，要經過嚴格的培訓，考核通過之后才能夠上崗，并且要權責明晰，分工明確，特別是要由專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方、端模、拐（死）角等，技術人員和施工員要跟班指揮現場。通過插入式的為主要方式進行混凝土振搗，插入振搗最佳厚度為30cm，以垂直等距離插入到下層間距在60cm以內，高度大約為5～10cm。施工人員必須邊振搗邊觀察，盡可能避免漏振或過振等現象。

2.4冷卻管降溫

利用提前鋪冷卻管路在混凝土結構內部中，以此降低在硬化時混凝土內部的溫度，保證腳注混凝土完畢后通水循環冷卻的正常實施，冷卻管路中的水量的范圍不能超過1.5m3/h，如果管內為過高水溫，那么也會加快水流的速度和流量。施工的部位不能因為冷卻管的出水而受到影響，如果混凝土總體初步凝固，那么可以酌情通過該出水進行保溫養護。待混凝土養護的步驟結束，為保證混凝土的強度以及其他不受中空的冷卻管的影響，所以下一步一般利用真空壓漿的方式完成注漿和壓漿的工作。

3結語

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關鍵詞：鋼筋混凝土框架結構，鋼筋，混凝土強度，保護層

 

內容：對于鋼筋混凝土框架結構的施工，有關規范雖已有詳細規定，但仍有一些具體細節問題沒有明確具體做法，對工程施工過程的管理造成一定影響。本文針對粱柱節點箍筋施工、鋼筋混凝土強度等級、保護層厚度等方面的常見問題，對鋼筋混凝土框架結構施工方法提出改進意見。

1 梁柱節點箍筋施工問題

在實際施工中，梁柱節點區鋼筋密集，構造復雜，特別是處于結構中間部位的梁柱接頭部位，梁柱鋼筋縱橫、垂直交錯，梁的縱向受力鋼筋要放在柱縱向鋼筋內部，呈井子形交叉，這樣柱子的箍筋綁扎就很不方便。在框架結構施工中，施工單位普遍采取先安裝梁底模，柱子箍筋先套在主筋上，再綁扎安裝梁鋼筋，那么節點區箍筋如果不能及時調位和正確綁扎，致使梁柱節點區出現箍筋不放、少放、間距不符合圖紙和規范要求，這樣就會給節點區質量留下安全隱患。

由于意識到這個問題對工程質量的影響，具體可采取以下措施：

第一，柱子箍筋下料時做成兩個U型的，肢長根據截面尺寸、搭接焊接焊縫要求統一考慮，在綁扎梁的縱向鋼筋時，柱子箍筋先不綁扎，待梁的主筋正確就位后再將制作好的兩個U型箍筋焊接，這樣就可以保證箍筋數量、位置滿足設計和規范要求。論文格式。

第二，在安裝梁鋼筋之前，先把梁鋼筋縱向鋼筋用墊塊準確就位后再進行綁扎，綁扎時控制好縱向主筋與箍筋先后擱置順序，確保接頭處箍筋鋼筋位置、數量、間距滿足要求。

以上兩種做法能有效保證箍筋的施工質量能滿足規范和圖紙要求，也進一步滿足結構中的強結點，強錨固的要求。論文格式。

2 梁柱節點處混凝土強度等級的問題

在鋼筋混凝土框架結構設計時，根據設計原則，為保證“強柱弱梁”“ 強節點，強錨固”的要求，柱的混凝土強度等級通常會比梁板高，而且隨著建筑物高度的增加，兩者的差距會更大。然而這樣的話，就會給施工中梁板與柱子交接處截面處混凝土強度等級、構件質量的控制帶來很大麻煩。論文格式。

在框架結構施工中，比較普遍的做法是柱和梁板混凝土分兩批集中澆筑，即節點區采取和梁板結構混凝土相同強度等級混凝土澆筑。如果單獨澆筑節點區，會存在因供應量少和與梁板分隔困難的問題，若同柱一起澆筑，會使節點區混凝土施工縫的留置很困難，如與梁板同時澆筑存在節點“夾層”，存在質量隱患。

根據規范規定，梁柱混凝土強度等級相差不宜大于5MPa，如果超過時，梁柱節點區施工時應作專門處理，使節點區混凝土強度等級與柱相同。特別強調節點核心區的混凝土強度等級要與柱相同，不能與梁板混凝土強度等級相同；而規范規定，當柱混凝土設計強度等級高于梁板的設計強度時，應該對梁柱節點核心區混凝土強度等級采取有效措施，保證節點混凝土的強度。兩個觀點都在保證強節點的設計原則。具體可采取以下措施：

為了方便施工，可以直接在梁端(柱邊)設置垂直交界面，采用快易收口網，可避免在板內設置分界面，使施工難度降低；但為防止分界面出現施工冷縫，建議施工時梁柱節點區混凝土采用塔吊配備小口漏斗澆筑，梁板等大面積部位混凝土則采用泵送，同時澆筑，并做好養護工作。

要保證核心區混凝土構件的強度，具體做法是在節點處增加縱向鋼筋，設置型鋼或增加箍筋予以補強。這種方法施工方便，質量容易保證，施工單位易接受。

3 混凝土保護層厚度問題

保護層厚度的規定是為滿足結構構件的耐久性要求、滿足混凝土炭化深度符合規范和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度太小，無法滿足上述要求，太大則會在彎矩作用下使截面邊緣產生的拉應力而使構件表面易開裂(δ＝M/W＝My/I)。因此，《混凝土結構工程施工質量驗收規》(CB50204-2002)第5.5.2條均規定：受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為5mm。

施工時須嚴格按規范和設計要求保證混凝土保護層厚度，但實際施工時很難做到。高層建筑中。由于柱箍筋直徑較大，間距較密，肢數較多，加工難度較大，上下鋼筋有相互錨固，安裝后箍筋有外突部分，外突箍筋使模板無法安裝，為此施工單位總是有意識地將箍筋做小一點以便安裝模板。但會造成柱縱筋保護層偏大，解決該問題有賴于提高現場加工施工準確度，做好鋼筋工程施工樣板。 其次模板的幾何尺寸也是影響保護層的因素之一，幾何尺寸偏小，骨架尺寸不變，則會造成保護層偏小，反之則會偏大。還有梁的起拱、保護層墊塊多少也會造成保護層大小的改變。

在框架結構施工中，由于樓面結構標高是一致的。雙向框架梁同時穿越柱節點時，必然造成一側框架梁面筋保護層厚度偏大。井宇架梁節點也有同樣問題，這些問題無法避免，可以通過設計采用增加構造架立鋼筋解決。但需注意：一是梁箍筋的下料問題．由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過，若該向框架梁端箍按原尺寸下料，面筋無法直接綁扎到箍筋上，對梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料時高度可減小2-3cm(僅一向框架梁端需要)；二是施工時以哪一向為主，保護層厚度增大，混凝土截面有效高度變小，正截面抗彎承能力減小，設計時是否考慮這種影響，另一方面構件表面容易開裂(原因如上，δ＝M/W＝My/I)，《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第9.2.4條規定：當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于40mm時，應對保護層采取有效的防裂構造措施；對此須在設計時就明確以哪一向為大，并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網以防表面開裂，也可以通過設計采用增加構造架立鋼筋解決。

[1]《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2002）

[2]《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》（03G101）

[3]《建筑結構抗震設計》，中國建筑工業出版社

[4] 《一級注冊結構工程師必備規范匯編》中國建筑工業出版社

[5]《混凝土結構工程施工質量驗收規》(CB50204-2002)

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關鍵詞：混凝土組合結構結構體系發展趨勢

一、引言

隨著我國鋼材產量的逐年增加和高強度、高性能建筑結構用鋼的大量生產，我國已進入了大力發展鋼結構建筑的新時期。目前，普通鋼結構建筑的受力性能分析和設計方法已比較成熟，輕型鋼結構和普通鋼-混凝土組合結構也處于進一步開發和完善階段，而輕鋼-混凝土組合結構的研究還比較少。輕鋼-混凝土組合結構是一種由冷彎薄壁型鋼和薄壁鋼管與混凝土組合而成的新型結構體系。輕鋼─混凝土組合結構具有輕鋼結構的優點，同時由于混凝土的存在而提高了結構的剛度和穩定性，并增強了結構的防火性能。

二、輕鋼-混凝土組合結構體系

（一）豎向承重結構

結構豎向承重主要以薄壁鋼管混凝土柱為主。由于冷成型薄壁鋼管的管壁較薄，管內部混凝土可防止鋼管發生局部屈曲，還可根據其穩定性要求在管內縱向設肋，從而提高鋼管的局部穩定承載力。同時鋼管對混凝土有較強的約束作用，提高了混凝土的軸向抗壓強度，因此，薄壁鋼管混凝土柱的承載力高于鋼管和混凝土的承載力之和。由于在鋼管內澆筑了熱容量較大的混凝土，發生火災時能夠吸收熱量，從而延長了鋼管的耐火極限。圓鋼管軸向受力性能較好，其受彎性能及與其它構件的連接不如方鋼管，但方鋼管對混凝土的約束能力較差。因此可考慮采用六邊形及八邊形鋼管，以便為梁﹑柱連接提供方便和保證。

（二）樓面結構

輕鋼-混凝土組合建筑可選用多種樓面結構形式。它要求樓板必須有足夠的剛度﹑強度和整體穩定性，同時應使樓板自重輕﹑厚度小，并提高施工速度。樓面結構可選用如下形式：

（1）壓型鋼板和混凝土組合樓板；

（2）密肋輕鋼─混凝土組合樓板；

（3）現澆預應力鋼筋混凝土樓板；

（4）混凝土預制疊合樓板。

其中優先選用1﹑2類型。其主要優點是：

（1）省去樓面模板支撐，節省投資，施工速度快；

（2）壓型鋼板與輕鋼密肋中可布置設備管線，減少吊頂高度；

（3）平面剛度大，房屋有較強的整體性，抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形鋼管﹑雙槽鋼﹑冷彎U型卷邊槽鋼或H型﹑I字型焊接或熱軋型鋼。I字型鋼可以是實腹的也可是空腹的，也可選用卷邊槽鋼－混凝土組合梁。梁板組合結構通過栓釘及剪力連接件形成整體，共同來承擔樓面荷載。目前壓型鋼板與混凝土組合樓面結構在國內發展已比較成熟。

（三）支撐結構

（1）對于單層工業廠房輕鋼─混凝土組合結構，由于采用薄壁鋼管混凝土柱承受豎向荷載及吊車荷載，屋架及支撐均可采用輕型鋼構件，因而其支撐布置方式與普通鋼結構廠房類似。即采用柱間支撐及屋蓋水平﹑垂直支撐來保證廠房及屋蓋的整體穩定性。

（2）對于多﹑高層輕鋼─混凝土組合結構體系，由于其側向剛度較弱，為抵抗水平地震作用，減小層間側移，宜在相應位置采用垂直支撐。為滿足門窗開洞及其它方面需要，支撐的形式可以靈活多樣，如X型﹑M型﹑W型﹑V型﹑單斜桿型﹑人字型支撐等。對位于地震區的通常的鋼－混凝土組合梁樓蓋宜采用偏心支撐，以便結構在地震作用下具有良好的延性及耗能性能。此外，若采用剛性梁柱節點，對于多層結構可以不設置支撐構件。

（四）維護結構

輕鋼-混凝土組合結構與其它鋼結構一樣，應采用輕質維護材料。墻梁宜優先選用冷彎薄壁槽鋼﹑卷邊槽鋼﹑卷邊Z型鋼。可采用輕型組合墻體，如：壓型鋼板加輕型保溫隔層墻體﹑壓型鋼板夾芯板﹑玻纖增強水泥外墻板﹑鋼網塑料墻板等。至于屋蓋結構，一般采用有檁體系，亦可采用拱形波紋屋頂或輕型網架﹑輕型桁架加鋪輕質保溫層和彩色壓型鋼板。其特點是生產工廠化，制作機械化，施工方便﹑速度快﹑工期短。

三、輕鋼-混凝土組合結構的發展現狀

（一）國外研究現狀

國外一些學者已進行了薄壁型鋼混凝土組合梁及薄壁鋼管混凝土組合柱的試驗研究。組合梁中的薄壁型鋼主要有冷彎U型型鋼﹑百葉薄壁型鋼和裝配式薄壁型鋼等形式。c～h類型均能與混凝土有效地結合，來共同承受外界彎矩和剪力。其中h類型為裝配式截面，布置較為靈活，可適用于不同截面尺寸的輕鋼組合梁，并可作為標準型材批量生產，但在澆混凝土之前必須用框架固定其形狀。a、b類型為箱形薄壁型鋼截面，與混凝土的粘結性能較差，一般只起到模板的作用。此外，還可根據實際需要，在薄壁型鋼混凝土梁中配置一定數量的縱向鋼筋，以進一步提高其抗彎剛度和極限承載力。

國外研究表明，薄壁型鋼混凝土組合梁的承載力大小，取決于薄壁型鋼與混凝土間的粘結力性能。粘結性能好才能使鋼和混凝土兩種材料共同工作，充分發揮材料的強度。而薄壁型鋼的截面形狀及表面有無刻痕是影響粘結力的主要因素。c～h類型，在充分咬合情況下，鋼板與混凝土處于完全粘結狀態，其應變相同，幾乎沒有滑移發生。對于不同形狀的薄壁鋼板，可取用不同的粘結系數，具體數值需要由試驗確定。目前，輕鋼-混凝土組合梁還正處于研究開發階段。

薄壁鋼管混凝土柱的研究目前主要集中在短柱上,重點研究圓形和方形截面短柱在軸壓荷載作用下的力學性能，包括鋼壁板的局部屈曲性能，而對于長柱構件在軸壓和壓彎荷載作用下的性能研究還未見相關報導

（二）國內研究現狀

在國內，清華大學和哈爾濱工業大學正在進行輕鋼-混凝土組合構件的研究工作。哈爾濱工業大學近期進行了薄壁型鋼混凝土組合梁和短柱的試驗研究。共對6根梁和22個短柱構件進行了靜載試驗觀測，取得了較為理想的結果。下面對其組合梁、柱試驗情況分別加以介紹。

1.薄壁型鋼混凝土組合梁試驗

薄壁型鋼組合梁采用了3種截面類型。試驗中所采用的6根梁跨度均為3m,截面尺寸為，梯形截面混凝土翼緣寬為550mm,翼緣高為80mm。每一種截面類型做兩個試件，一個為素混凝土組合梁，另一個在下部配有鋼筋。在試驗中，采用三分點加載，使組合梁中部受純彎作用。試驗結果表明，其中b、c兩種類型的粘結性能優于a種，而c種最好。組合梁達到受彎極限承載力時，梁頂部混凝土基本上達到或接近極限壓應變，同時梁下部鋼板也達到了極限拉應變。這說明該種梁截面類型薄壁型鋼與混凝土的粘結性能能夠滿足受彎承載力要求。構件破壞時，粘結力的喪失與薄壁型鋼和混凝土的屈服幾乎同時發生。在鋼與混凝土界面粘結破壞之前，構件處于彈性階段。隨著粘結的破壞，構件剛度逐步下降，但并不顯著；當粘結全部破壞時，外包薄壁型鋼與混凝土之間出現了滑移，剛度很快下降。隨著滑移的增加，混凝土翼緣板開裂（未配筋試件）或梁腹部的混凝土被剪壞（配筋試件），最后導致構件破壞。由此可見，相對于配筋試件，未配筋試件具有更好的延性，說明薄壁型鋼與混凝土間的粘結力對組合梁的承載力起控制作用。

2.薄壁鋼管混凝土組合柱試驗

在薄壁鋼管混凝土短柱試驗中，共選用圓柱、方形柱、和八邊形柱三種截面類型，同時改變截面尺寸及鋼材和混凝土強度進行構件的正交試驗設計。鋼管壁厚選用1mm和1.5mm，管徑（圓形截面）及邊長（方形、八邊形截面）分別采用100mm、150mm和200mm,試件高度為400mm～1000m；混凝土標號采用C20～C30。試驗結果表明，圓柱的受力性能最好，八邊形柱次之，方形柱的受力性能最差。這主要是由于圓形鋼管對混凝土的約束能力強于其他兩種類型的緣故。圓形薄壁鋼管混凝土短柱隨著荷載的逐漸增大，柱中部首先突起，鋼管達到屈服強度，進而出現褶皺，發生較大塑性變形，此時鋼管與混凝土均達到極限強度，最后破壞現象為斜向剪切破壞。由于管壁較薄，方形鋼管對混凝土的約束作用較小，強度較低。八邊形鋼管混凝土柱的承載力介于圓形和方形構件之間。比較之下，薄壁鋼管混凝土組合柱宜優先選用圓形及八邊形截面。

3.節點構造

在輕鋼-混凝土組合結構體系中，最關鍵的部位就是節點。只有節點的構造措施和受力性能得到了解決，才有可能進行結構體系的研究。原哈爾濱建筑工程學院做過大量厚壁鋼管混凝土柱節點的試驗研究，并在實踐中得到了應用，且編入了規范，取得了很好的成果。但是由于薄壁鋼管的管壁較薄，易于變形，因此節點構造較難處理。暫時可以將薄壁鋼管混凝土梁、柱節點分為剛接和鉸接兩種形式，對其進行嘗試性的理論分析及試驗研究，以確定節點的合理形式和局部構造。對薄壁鋼管混凝土柱與鋼梁相連接的情況，可在節點處的柱子部分局部采用厚壁鋼管，上、下分別與薄壁鋼管相焊接，這樣鋼梁與厚壁鋼管的連接便可以采用規范中的傳統形式進行設計。薄壁型鋼混凝土組合梁與其他構件的連接則比較難以處理，可以考慮在混凝土中采用預埋型鋼或鋼筋來實現連接，但是該種連接形式的抗彎、抗剪等力學性能還有待于研究。根據以上設想，組合梁和八邊形柱節點的剛接形式，其它截面柱可采取類似構造。其中，組合梁外的薄壁鋼板與柱上外套厚壁鋼管焊接，內穿雙角鋼，并且上部縱向鋼筋穿過柱子，梁外鋼板與厚壁鋼管焊接，薄壁鋼管混凝土柱內不配鋼筋或少量配筋。組合梁截面可以采用各種截面類型。鉸接節點為柱子中只有角鋼穿過，組合梁支承于角鋼之上，梁柱間既不焊接，也沒有鋼筋通過，但需設置柱間支撐以承受水平荷載。除輕鋼混凝土組合梁、柱體系外，還可以采用薄壁鋼管混凝土柱與I字形鋼梁體系及鋼筋混凝土柱與薄壁型鋼組合梁體系，后兩者節點連接則更為容易。

四、輕鋼-混凝土組合結構發展的幾個問題

（一）輕鋼-混凝土組合構件的研究。

除壓型鋼板與混凝土組合板技術比較成熟外，其他輕鋼─混凝土組合構件的研究目前仍較少。需對薄壁鋼管混凝土柱的極限承載力及薄壁鋼管的局部屈曲和不同類型冷彎薄壁型鋼混凝土組合梁的受彎﹑受剪狀況及整體﹑局部穩定性能進行理論分析和試驗研究。

（二）輕鋼-混凝土組合結構體系及構造措施的研究。

普通的鋼─混凝土組合結構及輕鋼結構都已進行了大量的科學研究，取得了豐碩的成果及豐富的實踐經驗，并制訂了相應的規范和規程，我們可以借鑒以上兩者的成果及經驗進一步進行研究。其中梁柱節點的研究是關鍵。可進行薄壁鋼管混凝土柱與冷彎薄壁型鋼混凝土組合梁節點及薄壁鋼管混凝土柱與熱軋型鋼﹑冷彎型鋼梁節點的理論分析及試驗研究。由于輕鋼壁厚較小，一般只有幾毫米，可考慮部分構件工廠焊接，部分構件采用現場螺栓連接。

（三）輕鋼-混凝土住宅建筑的開發。

在大多數多﹑高層鋼結構建筑中，均采用壓型鋼板─混凝土組合樓蓋。如果同時采用薄壁鋼管混凝土柱及輕鋼混凝土組合梁作為主框架，則必將使結構的受力性能及防火性能得到改善，因此可考慮在鋼結構及輕鋼結構建筑中盡量多采用組合構件。可重點研究給排水管線及供電﹑供熱管線與結構相協調問題，同時研究防火﹑保溫﹑隔聲及室內外裝修等問題。

（四）輕鋼-混凝土組合結構計算理論的研究。

在輕鋼混凝土組合構件試驗研究的基礎上，可考慮進行輕鋼─混凝土組合結構體系的受力性能與穩定性分析并同時對結構的抗震﹑防火性能進行研究。計算方法上，可由試驗及理論分析所得各構件的力學指標及截面模量﹑參數，運用現有的通用計算軟件對結構進行計算分析及設計。

（五）施工荷載及圍護結構蒙皮效應的研究。

混凝土澆注前，施工荷載對薄壁鋼構件變形的影響較大。可考慮在盡可能少設或不設腳手架，使薄壁鋼構件的剛度足以承受施工荷載。此外，圍護結構的蒙皮效應能夠提高結構的承載力，其提高程度有待研究。

五、結論

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建筑工程中，許多混凝土結構在施工過程、使用過程中均出現不同程度和不同形式的裂縫，這是相當普遍的現象。按其成因，基本上可歸結為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。工程實踐中的許多裂縫現象往往無法用荷載原因解釋，而是變形引起的裂縫。這種變形作用中，由混凝工收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是最常見的裂縫。雖然這類裂縫屬于非結構性裂縫，是變形作用引起的裂縫，一般不致于影響構件承載力和結構安全，但卻會影響結構的耐久性和整體性，同時也會給使用者在感官和心理上造成不良影響。隨著建筑向大型化和多功能化發展，超長結構(即超過《混凝土結構設計規范》所規定的鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的結構)建筑不斷出現，混凝工強度等級的提高，施工中泵送商品混凝土的應用，使超長混凝土結構易出現的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢。我國《混凝土結構設計規范》僅對鋼筋混凝土伸縮縫最大間距控制和解決混凝土收縮和熱脹冷縮問題，顯然具有一定的局限性。

一、超長混凝土結構設計

超長混凝土結構設計時應因地制宜，區別對待。對不同地區的抗震設防烈度、環境溫度、材料、施工條件、建筑物的不同使用性質、平面布置、立面體形等，根據伸縮內應力特點，為減小或防止超長混凝土結構溫度收縮裂縫，應遵循以下“放”、“防”、“抗”相結合設計原則和相應的處理措施。

放的方法：減少約束體與被約束體之間的相互制約，以設置永久性伸縮的方法。將超長的現澆混凝土結構分成若干段，以釋放大部分變形，減少約束應力。

抗的方法：采取措施減少被約束體與約束體之間的相對溫差，改善配筋，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度。

設置后澆帶。“以放為主”，為了消減溫度應力，取消伸縮縫，在施工期間設置臨時伸縮的后澆帶，把結構分成若干段，這樣可以有效地削弱溫度收縮應力。在施工后期，將若干段澆筑成一個整體，以承受約束力。這就是利用“后澆帶”辦法控制裂縫，達到不設置永久伸縮縫的目的。有效設置后澆帶是目前列入高規中的一種常用方法，它利用了混凝土早期收縮量大的特性，其主要作用是釋放早期混凝土收縮應力，減小以收縮為主的變形。高規對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求，不少資料對此也有所介紹。具體工程應結合建筑物長度、氣候環境特點綜合考慮采取用相應具體做法。

采用UEA補償收縮混凝土。“以抗為主”利用超長混凝土結構無縫設計新技術，運用中國建筑材料科學研究院的專利產品 UEA膨脹劑，補償收縮混凝土在硬化過程中產生的膨脹作用。在結構中產生少量預壓應力來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和收縮拉應力，從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內。近年來為了減少堿含量，UEA―H膨脹劑代替了UEA膨脹劑。該新技術日趨成熟在多項工程中實施應用，為不設置永久伸縮縫開創了新局面。

采用預應力混凝土結構。對結構施加相應的預應力可以減小因溫度變化和混凝土收縮而在混凝土產生拉應力，從而達到擴大溫度伸縮縫間距目的。用預應力抵抗溫度變形裂縫無疑效果很好，但預應力成本高，技術復雜，當為滿足建筑層高、大跨度等特殊需要時采用該技術才能更顯現其技術優勢和效能。

工程結構中由變形作用引起的裂縫，為保證混凝土結構的耐久性，除從結構控制外，還可只考慮在裂縫部分表面封閉處理即可。

超長混凝土結構溫度收縮裂縫的預防首先應采用設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施，就是說不能僅靠設置后澆帶來解決問題，必須采取上述“放”“防”“抗”相結合的設計措施及相應的綜合措施。上述措施很多結構設計實例證明比較有效。

二、基礎底板及地下室部分

基礎底板及地下室部分不設永久性伸縮縫，避免了高層建筑整體穩定、埋深嵌固和地下室的防水等一系列的更加難處理的問題。地下基礎厚度往往是較大的大體積混凝工，它的凝結收縮是最突出的問題。地下室鋼筋混凝土墻受溫度影響較大，養護困難，溫度脹縮、開縮開裂問題容易出現。結合具體情況做具體分析從而采用可靠措施是必要的。控制基礎底板及地下室部分的混凝土裂縫問題常采取下列措施：

（1）混凝土強度等級不宜高，在滿足承載力和防水要求的條件下，宜在C30～C35的范圍選用。

（2）水泥應優先采用水化熱低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥。

（3）為減少硬化過程中的收縮應力，設后澆帶。

（4）采用膨脹劑配制混凝土，利用UEA膨脹劑等新技術的補償收縮功能解決混凝土收縮開裂。

（5）基礎底板大體積混凝土，采用分層澆筑、階梯式推進，每層混凝土在初凝前完成上層澆筑，應避免出現冷縫。

（6）對混凝土凝結收縮，基礎底板僅受到地基的摩擦約束，可以通過增設滑移層減小摩擦約束。具體做法是設沙層、防水層、塑料布等兼作滑移層。

（7）地下室墻體的水平分布鋼筋不宜小于0.5%，并采用變形鋼筋，鋼筋間距不宜大于150mm。

（8）地下室外墻地平以上的部分，應設置保溫隔熱層，，避免直接暴露。

三、樓蓋結構

控制樓蓋結構混凝土裂縫，可采取下列措施：

（1）控制現澆板混凝土強度等級不宜大于C35，設置后澆帶。

（2）采用摻膨脹劑配制的補償收縮混凝土。

（3）樓板宜增加分布鋼筋配筋配筋率。樓板厚度≥200mm時，跨中上部應將支座縱向鋼筋的1／2拉通。屋面板、外廊板、陽臺板等外露室外現澆板(板跨＞4m，挑板≥1.5m)時，以及采用泵送混凝土的雙向連續板等溫度、收縮應力較大的現澆板，配筋更應加強，板面鋼筋間距宜150～200mm，并應在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。板面的上、下面沿縱、橫兩個方向的配筋率不宜

（4）檐口板，外露欄板應雙面雙向配筋，上下端頭各配≥2Φ10溫度抵抗筋，并每隔15～20m設置一道20mm溫度伸縮縫，宜在柱子處設縫，縫寬l0mm。

（5）框架梁及所有現澆梁凡高度≥600者(外露梁高度≥ 500)均設置≮2Φ12腰筋。腰筋宜細而密，間距≯200mm，每側腰筋配筋率≮0.1%。外側邊粱不宜外露，宜設保溫隔熱面層。

（6）板鋼筋斷開，梁鋼筋直通不斷。在樓蓋面板必要的位置僅將混凝土板斷開，梁不斷開，在該跨粱中增加溫度鋼筋。因梁所處環境比板較好，伸縮溫差不顯著，截面積也小得多，且梁在結構中的作用比板重要，板斷開，樓蓋面伸縮混凝土截面積減小了70― 80％，伸縮自內力也就減少了70～80％，因此，只要梁不斷，結構上矛盾就幾乎就沒有了。該方法目前工程采用較多，但由于有的工程梁較多截面積較大時，鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮，也有達不到預期效果的。此時建議，梁上部鋼筋、腰筋及板鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補焊；粱下部鋼筋不斷，適當加大配筋。這樣既可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束，又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難。

（7）根據工程具體情況和需要，樓蓋采用部分預應力，使混凝土預壓應力有0.2～0.7MPa。

篇7

論文關鍵詞：鋼筋混凝土；地基與基礎設計；概念設計；問題；

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著高層建筑在我國的迅速發展，建筑高度不斷增加，建筑類型與功能也愈來愈復雜，結構體系更加多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為結構工程師設計工作的重點和難點, 如何做好高層結構設計,筆者認為應從以下幾個方面考慮:

一、概念設計

結構概念設計是保證結構具有優良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結構方案和布置，采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施，設計延性結構和延性結構構件，分析結構薄弱部位，并采取相應的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應，避免設計靜定結構，采取二道防線措施等每個設計步驟中都貫穿了結構概念設計內容。強調結構概念設計的重要性，是要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定，設計中不能陷入只憑計算的誤區。以下一些問題值得探討：

1．在結構體系上，應重視結構的選型和平、立面布置的規則性，擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

2．一般工程都僅進行小震下的彈性設計，而用概念設計和構造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗算和證實，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設防烈度較高地區的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設計指標：（1）中震或大震不屈服設計；（2）中震或大震彈性設計；要求設計單位確保實現“三水準”的設計目標。

3．建筑物是應當有個性的，不應當千面一物。基于性能的抗震設計理念的特點是，使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡，允許按照業主的要求選擇不同層次的抗震性能目標作為設計者的設計依據。例如業主可以提出更高的抗震設防要求，按中（大）震不屈服設計或中（大）震彈性設計，保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能，而不僅僅是不壞不倒。

4．水平地震作用是雙向的，結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用，應使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結構剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結構剛度以減少地震作用效應，但是也要注意控制結構變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應過大而導致結構破壞；結構除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉震動的能力。

5．在一個獨立的結構單元內，應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑，內收也不宜過多、過急，結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況，結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元應采取加強連接的方法。

二、結構選型問題

對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點：

1、結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2、結構的超高問題

在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了 B 級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

3、嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

4、短肢剪力墻的設置問題

在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

三、地基與基礎設計問題

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

四、結構計算與分析問題

在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

1、結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。

2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。

3、非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大，因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

篇8

關鍵詞：鋼筋混凝土高層結構；結構設計；剪力墻

中圖分類號：tu37 文獻標識碼：a

隨著改革開放以來我國國民經濟整體的迅速發展，國內各個行業都得到了巨大的發展，整體的行業水平穩步提高，其中，建筑行業的提升水平是比較快的，建筑行業的發展帶來了建筑形式，建筑技術，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因為安全系數高，抗震性能好等諸多優點而使用廣泛，其中高層建筑發展更為迅速，設計思想也在不斷更新，結構體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來越復雜，這就給高層建筑結構分析和設計提出了更高的要求。如何高效、準確地對高層結構體系進行內力分析，是結構工程師設計高層建筑結構時需要解決的重要課題。本文通過對高層建筑結構設計過程中經常遇到的問題進行分析，為高層建筑結構設計提供計算方法及理論依據。

1 建筑設計

建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因為是地理標志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上，我們應該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設計、抗風設計等基礎要素。但是建筑也不能盲目的標新立異，結構上應該選擇規則性強一些的，不論是平面或者立體都應該盡量遵循這個原則。而且建筑在彈性設計上，盡量要滿足延展性的需求。這種概念設計的強調是對建筑師的必須要求，建筑設計師一定要重視各種規范規定，千萬不要陷入只管設計不管計算的誤區。

2 結構設計

2.1 剪力墻底部加強部位墻厚的確定

抗震設計時，剪力墻的底部加強部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內采取增加邊緣構件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強措施避免脆性的剪切破壞，改善整個結構的抗震性能。《高建筑混凝土結構技術規程》jgj3-2010（下簡稱《高規》）7.1.4條規定，抗震設計時，一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部兩層二者的較大值。部分框支剪力墻結構底部加強部位的高度應符合《高規》10.2.2條的規定，底部加強部位的高度應從地下室頂板算起，當結構計算嵌固端位于地下一層底板或以下時，底部加強部位宜延伸到計算嵌固端。《建筑抗震規范》gb50011（以下簡稱<抗規》）及《高規》規定了剪力墻底部加強部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結構的重要性，《高規》對墻厚的取值規定得更為嚴格。一般情況下，高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級抗震等級時取層高或剪力墻無支長度的1/16，并且滿足bw≥200mm；三、四級抗震等級時，k取層高或剪力墻無支長度的1/20，并且滿足k≥160mm。但對于墻底軸力較小且結構層高相對較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經濟合理。因此具體工程設計時，剪力墻截面厚度bw可適當減小但必須按下式計算墻體的穩定性。

公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設計值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計算長度。

2.2 結構的超高問題

在抗震規范與高規中，建筑物的高度控制是非常嚴格的，而在新規范中這一點重新進行了界定，除了將原來的限制高度設定為a級高度的建筑外，增加了b級高度的建筑。因此，所以在進行設計的時候一定不可以超越其應屬范圍，b級建筑物就應該控制在b級規定范圍之內，一旦超過了，那么無論是設計還是施工都要全部進行重新設定。在現實情況中這類問題曾經出現過，結果導致審查時難以通過。

2.3 短肢剪力墻的設置問題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數量上一定要嚴格參照規范，《高規》7.1.8規定抗震設計時，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻，b級高度高層建筑以及抗震設防度為9度的a級高度層建筑，不宜布置短

肢剪力墻，不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構。當采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構時，應符合下列規定：（1）在規定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩不宜大于結構底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應比本規程表3.3.1-1規定的剪力墻結構的最大適用高度適當降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時分別不應大于100m，80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎設計

在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定。因此，作為建立在國家標準之下的地方標準，地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確。所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

3 計算與分析

3.1 計算模型的選取

對于常規結構，可采用樓板整體平面內無限剛假定模型；對于多塔或錯層結構，可采用樓板分塊平面內無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結構等可采用樓板分塊平面內無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結構或要求分析精度高的高層結構則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級的確定

對常規高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級，但不低于四級，地下室中超出上部主樓相關范圍且無上部結構的部分，其抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。

結語

鋼筋混凝土高層結構作為現代化城市發展的一種客觀成果，引領著我國建筑行業整體的發展水平。在設計方面，鋼筋混凝土高層結構一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關工作的基礎上，希望我國的建筑水平能迎來更好的發展。

參考文獻

[1]jgj3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程[s].

篇9

關鍵詞：混凝土結構的加固，砌體結構的加固，鋼結構加固

 

混凝土結構加固篇

混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。

一、直接加固的一般方法有：

1、加大截面加固法

在鋼筋混凝土受彎構件受壓區加混凝土現澆層，可增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。

在適筋范圍內，混凝土彎變構件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區加現澆混凝土圍套增加構件截面，通過新加部分和原構件共同工作，可有效地提高構件承載力，改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固；但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2、置換混凝土加固法

該法的優點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點；適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

3、有粘結外包型鋼加固法

外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法，即采用環氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構傭粘結成一整體，加固后的構件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。

該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于600C以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。

4、粘鋼加固法

鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區段（正截面受拉區、正截面受壓區或斜截面）表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構件的承載力，且施工方便。

該法施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業，對生產和生活影響小，且加固后對原結構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水平；適用于承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。

二、間接加固的一般方法有：

1、預應力加固法

（一）預應力水平拉桿固法

預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構件，由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上（當拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構件底面），在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構件的壓力作用，構件裂縫發展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。論文大全。

（二）預應力下撐拉桿加固法

鋼筋混凝土構件采用預應力下撐式拉桿加固定后，形成一個由被加固構件和下撐式拉桿組成的復合超靜定結構體系，在外荷載和預應力共同作用下，拉桿中產生軸向力并通過與構件的結合點（下撐點和桿端錨固點）傳遞給被加固構件，抵消了部分外荷載，改變了原構件截面內力特征，從而提高了構件的承載能力

2、增加支承加固法

增設支點加固法是通過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載載效應，提高結構承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

三、與混凝土結構加固改造配套使用的技術一般有：

1、托換技術

系托梁（或桁架）拆柱（或墻）、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱；屬于一種綜合性技術，由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成；適用于已有建筑物的加固改造；與傳統做法相比，具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優點，但對技術要求較高，需由熟練工人來完成，才能確保安全。

2、植筋技術

系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設計位置的補救，構件加大截面加固的補筋，上部結構擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。

3、裂縫修補技術

根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固措施。內部修補法。

4、碳化混凝土修復技術

系指通過恢復混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術。

四、砌體結構加固方法：

砌體結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

（一）適用于砌體結構的直接加固方法一般為：

1、鋼筋混凝土外加層加固法

該法屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2、鋼筋水泥砂漿外加層加固法

該法屬于復合截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

（二）適用于砌體結構的間接加固方法一般為：

1、無粘結外包型鋼加固法

該法屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。論文大全。

2、預應力撐桿加固法

該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應力、高應變狀態的砌體結構的加固；其缺點是不能用于溫度在600C以上的環境中。

（三）砌體結構構造性加固與修補

1、增設圈梁加固

當圈梁設置不符合現行設計規范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時，應增設圈梁進行加固

2、增設梁墊加固

當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時，應增設梁墊進行加固。

3、砌體局部拆砌

當房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。論文大全。

4、砌體裂縫修補

在進行裂縫修補前，應根據砌體構件的受力狀態和裂縫的特征等因素，確定造成砌體裂縫的原因，以便有針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。

參考書籍：

《結構可靠性鑒定與加固技術》 曹雙寅邱洪興 王恒華編

《混凝土結構耐久性》 金偉良編

《老化混凝土的斷面特征與損傷描述研究》 趙震洋老師博士學位論文

《鋼筋混凝土原理和分析》 過鎮海 時旭東編著

篇10

關鍵詞：碳纖維片材；建筑結構加固和改造；鋼筋混土結構；碳纖維布

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A

前言：近年來，隨著我國經濟的迅速增長，建筑結構加固和改造的工程日益增多，碳纖維加固是伴隨建筑改造加固的運用已經相對成熟的新技術，碳纖維布具有高強、輕質、抗腐蝕、耐老化、施工便捷、使用面廣等優點。碳纖維加固技術是利用改性環氧樹脂類膠結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，從而達到結構補強及改善受力性能的目的。近年來碳纖維加固技術在土木工程領域中的研究與應用得到了迅速發展，此項技術在國內外等發達國家已成熟運用，雖取得了一定的成果，但至今尚未形成系統的理論。本文結合加固理論及工程算例，闡述碳纖維片材的性能與在既有建筑樓板后開洞改造加固中的應用及分析。希望對從事加固改造的同行有借鑒意義。

碳纖維材料加固設計的基本原理：

根據鋼筋混凝土結構設計理論，碳纖維加固混凝土結構有4個基本假定：

（1）平面假定，即碳纖維加固混凝土受彎構件截面的應變滿足平面變形假設，鋼筋和碳纖維的應變與相同位置處的混凝土相同。

（2）混凝土的應力應變關系，受壓混凝土的應力應變關系采用現行規范建議的模式，當壓應變達到極限應變時，混凝土被壓碎，受拉混凝土應力應變關系近似按線性取用，當拉應力超過其抗拉強度時，混凝土退出工作。

（3）鋼筋的應力應變關系，采用理想的彈性材料模式。

（4）加固所用布為完全理想粘結，即表示混凝土與碳纖維布之間沒有滑移，碳纖維布、鋼筋和混凝土同時達到極限狀態，在實際設計時，考慮構件安全性和簡化設計，可以近似認為碳纖維的拉應變等于鋼筋拉應變，按受力相等的原則可將碳纖維的面積轉化為等效鋼筋面積。粘貼碳纖維結構加固技術是指采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面，使兩者共同工作，提高結構構件的（抗彎、抗剪）承載能力，由此而達到對建筑物進行加固、補強的目的。碳纖維增強聚合物（CarbonFibreReinforcedPolymer 簡稱CFRP，也稱為碳纖維增強塑料）是由環氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。

碳纖維材料加固施工工藝：

一般工藝流程為：卸荷—基底處理—涂底膠—找平—粘貼—保護。

一、工程概況：

對土木工程結構的加固改造是當前一個相當普遍的問題。如許多建筑在施工或使用過程中，由于功能的改變，需要進行各種類型的改造，如樓板開洞，剪力墻開洞等。在這些改造中，由于結構荷載、約束條件發生變化，受力性能也會產生相應的改變，通常原結構截面或配筋很難滿足要求，因此也就存在如何最有效地進行加固的問題。工程實例:某酒店在施工過程中,由于甲方原因,房間的使用功能發生改變,設備洞口位置變化,已經做完的樓板要開洞,原有樓板的約束條件和受力性能發生了改變,需要對樓板加固, 經過分析研究決定用碳纖維布加固。

二、樓板開洞分析：

設計依據

加固設計主要依據《混凝土結構加固技術規范》、《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》進行，承載力計算按照《混凝土結構設計規范》基本規定，《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》規定：當矩形洞邊和圓形洞直徑不大于300mm時鋼筋構造：受力鋼筋繞過孔洞，不另設補強鋼筋；當矩形洞形邊長和圓形洞直徑大于300mm且不大于1000mm時補強鋼筋構造；當矩形洞邊邊長和圓形洞直徑大于1000mm時加梁。

樓板開洞：樓板開小洞：樓板開小洞(b1、b2≤300mm)，可直接在樓板上人工剔鑿，注意不得傷害板內原有鋼筋(樓板開大洞(300mm＜b1、b2≤1000mm)施工前先采取專業措施對洞口相關區域內的鋼筋進行卸荷并做好相關區域的支護，在洞邊進行粘貼碳纖維布加固，水鉆切割樓板，切斷洞口內鋼筋；

樓板開大洞(b1、b2≥1000mm)施工前先采取專業措施對洞口相關區域內的鋼筋進行卸荷并做好相關區域的支護，在洞邊梁寬范圍內人工剔鑿留通槽，最好增設梁，梁鋼筋植入周邊框架。

樓板封堵加固：小洞口封堵(b1、b2≤300mm )在洞邊剔鑿斜向抗剪槽(30mm～50mm)，直接澆注標號不小于周邊結構的混凝土；大洞口封堵(300mm＜b1、b2≤1000mm)在洞邊剔鑿斜向抗剪槽(30mm～50mm)，按簡支計算確定須封堵樓板的鋼筋，在洞口放入鋼筋，澆注混凝土，標號不小于周邊結構的混凝土。已建樓板后開洞口不大于1000mm的洞周邊粘貼碳纖維布的示意圖如下:

三、工程算例：

由我院設計并已建成的某工程為六層的框架結構的酒店。因甲方變更局部房間的使用功能, 沒有預留設備洞口,現需要在幾個不同部位的樓板需開設幾個大小不一的洞口，其中有兩個洞口，其板跨度均為9m×9m，分別開有600mm×600mm和800mm×800mm 的洞口，根據原有鋼筋的截斷情況和《碳纖維片材料加固混凝土結構技術規程 》（ CECS 146:2003）計算需要洞口補強的碳纖維布如下：

碳纖維布規格采用300g/m2，厚度為0.167mm, fcfk≥3000N/mm2。

（一）新開洞口600mm×600mm,原來配筋為三級鋼14@200,每邊斷開鋼筋(4X2)8根,斷筋面積為1230mm2。粘貼兩層或者兩層以上碳纖維布S=0.8,AseXfy=SXfcfkXAcf, Ase=1230 mm2, Acf= AseXfy /（SXfcfk）=1230X360/(0.8X3000)=184.5mm2

L=Acf/0.167=184.5/0.167=1105mm,實際取值為1200mm。

樓板板面和板底洞口的兩側各粘貼兩層300mm寬的300g/m2碳纖維布。

（二）新開洞口800mm×800mm,原來配筋為三級鋼12@200,每邊斷開鋼筋(5X2)10根,斷筋面積為1230mm2。粘貼兩層或者兩層以上碳纖維布S=0.8,AseXfy=SXfcfkXAcf, Ase=1130 mm2, Acf= AseXfy /（SXfcfk）=1130X360/(0.8X3000)=169.5mm2

L=Acf/0.167=169.5/0.167=1015mm,實際取值為1200mm。

樓板板面和板底洞口的兩側各粘貼兩層300mm寬的300g/m2碳纖維布。

本工程完成后，經過驗收發現碳纖維布與混凝土粘貼緊密，沒有脫層現象，加固的施工質量得到預期效果，

四、結語

粘貼碳纖維結構加固技術是一種新型的加固技術，已經得到較為廣泛的應用，并已產生較大的經濟效益；碳纖維布主要是分擔鋼筋的受力，即碳纖維布的主要作用是提高結構構件的抗拉強度，因而，這項技術在混凝土結構的加固中應用是非常廣泛的。對混凝土構件正截面承載力的提高，雖然碳纖維布比加大截面法略顯遜色，但它是在幾乎不增加構件自重和使用凈空的情況下完成的加固。但是當對已建樓房開洞改造時，開洞樓板的剛度和強度較不開洞時會有不同程度的削弱，尤其剛度的削弱更為顯著，其削弱程度與洞口尺寸有明顯的關系，在洞口短邊和轉角處會出現較大的應力集中和撓度變形，因此在選用加固方法時要根據樓板跨度和所開洞口尺寸具體分析，以便確定最佳加固措施。

參考文獻：

1.《碳纖維片材料加固混凝土結構技術規程 》（ CECS 146:2003）.

2.《混凝土結構加固設計規范 》（ GB 50367-2006）.

3. 劉航.李晨光.魯昂 樓板開洞改造有限元分析及加固方法[會議論文]-2002.