引論：我們?yōu)槟砹?3篇高強(qiáng)混凝土論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

隨著混凝土技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，高強(qiáng)混凝土(以下簡作HSC)的應(yīng)用已越來越廣。《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS104：99，以下簡作《規(guī)程》)已于1999年頒布實(shí)施，必將進(jìn)一步推動(dòng)HSC的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。由于HSC的強(qiáng)度和質(zhì)量要求的提高以及大量摻合料的使用，與普通混凝土相比，無論是試件強(qiáng)度檢驗(yàn)、構(gòu)件強(qiáng)度檢驗(yàn)，尤其是質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，均提出了許多新的問題和更高的要求。甚至產(chǎn)生了這樣一種概念：配制和生產(chǎn)HSC已不存在太多困難，而如何準(zhǔn)確測定評(píng)價(jià)HSC的強(qiáng)度，己成為急需解決的技術(shù)難題。我們?cè)谙嚓P(guān)試驗(yàn)研究和實(shí)際工作中也遇到了許多此類問題。如試件強(qiáng)度遠(yuǎn)低于或遠(yuǎn)高于實(shí)際構(gòu)件混凝土強(qiáng)度；構(gòu)件混凝土強(qiáng)度采用何種無損檢測方法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)等等。本文主要就此提出相關(guān)問題和建議，以期在推廣應(yīng)用HSC的同時(shí)，更好地把握和確保工程質(zhì)量。

2．HSC的試件強(qiáng)度檢驗(yàn)

2．1試件尺寸和平整度

隨著HSC強(qiáng)度的不斷提高，試驗(yàn)機(jī)量程的限制，以及骨料最大粒徑一般為25mm，因此，在科學(xué)研究和實(shí)際工作中不可避免地采用100×100×100(mm)的立方試件。在普通混凝土中，與標(biāo)準(zhǔn)試件150×150×150(mm)的尺寸換算系數(shù)為0.95。而HSC中一般均小于此值。且隨著強(qiáng)度提高，折算系數(shù)下降。《規(guī)程》中提出的100mm立方體試件折算成標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件的折算系數(shù)如表1:

表1

Fcu,10(MPa)KFcu,10(MPa)K

≤550.9576--850.92

56--650.9486--950.91

66--750.93>960.90

問題的關(guān)鍵在于強(qiáng)度提高何以使折算系數(shù)下降。普通混凝土中主要認(rèn)為是大試件存在內(nèi)部缺陷概率高，在HSC中同樣有這一因素，但還存在更重要的因素，其中最主要的是試件平整度。試件強(qiáng)度越低，塑性越大，可調(diào)變形量大，表面平整度對(duì)實(shí)際強(qiáng)度的影響就越小。試件強(qiáng)度越高，材料脆性越大，可調(diào)變形量小，表面不平整度和不平行度對(duì)實(shí)際強(qiáng)度的影響就越大。通常情況下，小試件的表面平整度和平行度均高于大試件。因而許多試驗(yàn)結(jié)果(清華大學(xué)、北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠等)表明，其折算系數(shù)比《規(guī)程》提供的值更低(平均強(qiáng)度Fcu,10=70.4MPa，K實(shí)=090；Fcu,10=60MPa，K實(shí)=0.92)。但我們采用相對(duì)嚴(yán)格平整的大小試件試驗(yàn)結(jié)果表明，C60～C80的混凝土強(qiáng)度折算系數(shù)均為0.95。因此，當(dāng)用小試件結(jié)果換算標(biāo)準(zhǔn)尺寸強(qiáng)度時(shí)須注意這一問題。雖然我們還很難定量描述試件不平整度對(duì)強(qiáng)度影響率，但對(duì)HSC強(qiáng)度試件保證足夠的表面平整度和平行度是必需的，必要時(shí)對(duì)試件進(jìn)行磨平拋光，否則將嚴(yán)重降低強(qiáng)度值，亦即要選用優(yōu)質(zhì)的混凝土試模，并做到嚴(yán)格的定期檢驗(yàn)和修正。同樣對(duì)試驗(yàn)機(jī)的承壓板也應(yīng)及時(shí)檢驗(yàn)。

此外，試驗(yàn)操作時(shí)的試件偏心受壓對(duì)HSC的影響率比普通混凝土要大，試件尺寸越小，越易引起偏心，使測試結(jié)果偏低。雖然試件表面不平整度、不平行度和偏心受壓，均使測試結(jié)果偏小，對(duì)結(jié)構(gòu)物是安全的，但科學(xué)地準(zhǔn)確評(píng)價(jià)HSC的強(qiáng)度，確保測試結(jié)果與實(shí)際強(qiáng)度的一致性是我們的宗旨。當(dāng)用小試件折算標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度時(shí)更應(yīng)引起重視。

2.2試驗(yàn)和養(yǎng)護(hù)條件對(duì)測試結(jié)果的影響

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度大于70MPa時(shí)，對(duì)部份試驗(yàn)室所擁有的2000kN試驗(yàn)機(jī)來說，已達(dá)量程的80％以上，對(duì)測試結(jié)果將有一定影響。這僅僅是問題的一部分。由于不同生產(chǎn)廠家，不同構(gòu)造型式的試驗(yàn)機(jī)剛度不盡一致，同量程試驗(yàn)機(jī)對(duì)同一批HSC試件測試結(jié)果也會(huì)有差異，不同量程試驗(yàn)機(jī)的測試結(jié)果差異就更大。如清華大學(xué)的一組試驗(yàn)結(jié)果如表2。

表2

試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)試件平均強(qiáng)度(MPa)(55組)fcu100mm立方體試件平均強(qiáng)度(55組)f′cufcu/f′cu

長春產(chǎn)5000kN59.768.60.87

長春產(chǎn)2000kN63.869.40.92

無錫產(chǎn)2000kN65.173.10.89

芬蘭和日本也用不同試驗(yàn)機(jī)對(duì)測試結(jié)果的影響做過研究。如芬蘭采用20臺(tái)試驗(yàn)機(jī)對(duì)80MPaHSC試驗(yàn)結(jié)果顯示，強(qiáng)度最低組與最高組之比為75％；對(duì)40MPa的混凝土，其比值升高為85％。日本也同樣采用20臺(tái)不同試驗(yàn)機(jī)對(duì)100MPa和60MPa的兩批HSC進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明強(qiáng)度最低組與最高組之比值分別為69％和76%。所有這些試驗(yàn)資料均說明一個(gè)問題：隨HSC強(qiáng)度等級(jí)的提高，不同試驗(yàn)機(jī)對(duì)測試結(jié)果的影響變得顯著，而對(duì)低強(qiáng)混凝土的影響相對(duì)就較小，這是試驗(yàn)檢測中有待研究和引起足夠重視的。

養(yǎng)護(hù)條件對(duì)測試結(jié)果的影響。主要指早期養(yǎng)護(hù)和溫濕度。試件成型后通常經(jīng)24h后脫模。由于大部分試驗(yàn)室(特別是江南)成型時(shí)無恒溫、恒濕條件，春夏秋冬四季溫差和相對(duì)溫度差異較大，試模內(nèi)的24h非旦嚴(yán)重影響HSC的早期強(qiáng)度，也直接影響到28天強(qiáng)度。我們?cè)?0℃和10℃，相對(duì)濕度80％和75％條件下，配制C60HSC，測得的結(jié)果表明，7天強(qiáng)度相差10％，28天強(qiáng)度差7.5％。而對(duì)C20～C30混凝土的影響很小。這是因?yàn)镠SC的W／B小，早期強(qiáng)度發(fā)展快，溫度敏感性大。因此，在配制HSC時(shí)，如無恒溫恒濕條件，則成型后必須立即移入養(yǎng)護(hù)室護(hù)養(yǎng)，如若無此條件，則盡可能縮短在試模內(nèi)的時(shí)間，提前拆模。并且表面覆蓋塑料膜或其它保溫保濕措施，嚴(yán)防水份揮發(fā)影響強(qiáng)度。

另一方面，我國普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件是20±3℃，相對(duì)濕度90％以上或水中養(yǎng)護(hù)。亦即表明相對(duì)溫度90％以上養(yǎng)護(hù)與水中養(yǎng)護(hù)對(duì)強(qiáng)度影響不大。對(duì)HSC來說，由于本身非常致密，后期失水或吸入水份的可能性均較小，特別是當(dāng)W／B小于0.28時(shí)，試件內(nèi)部處于相對(duì)缺水狀態(tài)，加之HSC自收縮較大，故水中養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的表層濕脹，易加重試件內(nèi)外的應(yīng)力差，導(dǎo)致試件強(qiáng)度降低。如水中養(yǎng)護(hù)試件經(jīng)24h空氣干燥后，重量幾乎不變，但由于應(yīng)力差減弱，C60HSC的強(qiáng)度提高78％，而C25混凝土強(qiáng)度幾乎不變。因?yàn)楦遅／C低強(qiáng)混凝土早期失去的往往是自由水，對(duì)強(qiáng)度影響不大，后期繼續(xù)干燥產(chǎn)生的強(qiáng)度提高，通常認(rèn)為是軟化系數(shù)的概念，這一點(diǎn)是有別于HSC的。W／B小于0.4時(shí)水中養(yǎng)護(hù)試件，經(jīng)劈裂試驗(yàn)，僅表層20mm左右濕潤，內(nèi)部均較干燥。因此，作者認(rèn)為，HSC養(yǎng)護(hù)最佳濕度條件是90％以上潮濕空氣(與普通混凝土一致化)或簡單的塑料膜密封養(yǎng)護(hù)。

3HSC試件強(qiáng)度與構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的相關(guān)性

前面分析討論的影響試件強(qiáng)度的因素，總的來說是導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果偏低，這對(duì)安全是有益的。但水化熱問題，自收縮問題及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件問題，情況就比較復(fù)雜。

3.1水化熱對(duì)強(qiáng)度的影響

通常我們把最小截面尺寸大于1m的構(gòu)件稱之為大體積混凝土，必須采取有效措施控制水化熱引起的內(nèi)外溫差。其主要目的是防止溫差裂縫的產(chǎn)生，而對(duì)溫度升高引起強(qiáng)度的變化問題未加重視。GB5020492和《規(guī)程》中也未提及。對(duì)截面尺寸大于0.6m的梁板構(gòu)件，在普通混凝土中可以說很少對(duì)水化熱問題引起重視，但對(duì)HSC來說，由于水泥用量的增加，水化熱引起的溫差應(yīng)力和溫度對(duì)強(qiáng)度的影響已顯得十分重要。有資料表明［1］,當(dāng)水泥用量達(dá)400kg／m3時(shí)，0.5m厚的試件中心溫峰可達(dá)45℃(環(huán)境溫度20℃)，雖然溫差尚在GB5020492規(guī)范允許范圍內(nèi)，但對(duì)硅酸鹽水泥或普通水泥配制的混凝土而言，足以使28天及后期強(qiáng)度顯著下降。如環(huán)境溫度升高，或水泥用量進(jìn)一步增加，一方面絕對(duì)溫升將顯著提高；另一方面，溫峰出現(xiàn)的時(shí)間更早，高效減水劑的使用也將加劇這一現(xiàn)象，對(duì)混凝土強(qiáng)度造成的危害更大。當(dāng)然，混凝土厚度提高，絕對(duì)溫度也更高，如1.5m厚時(shí)中心溫峰可達(dá)65℃(水泥400kg／m3，環(huán)境溫度20℃)。因此，必須注意到試件尺寸小受水化熱影響小，從而使試件強(qiáng)度尤其是長期強(qiáng)度高于實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度，特別對(duì)采用純硅酸鹽水泥或普通水泥配制的HSC或較大構(gòu)件尺寸的混凝土更應(yīng)引起重視。

當(dāng)采用較高摻量摻合料時(shí)，特別是摻用粉煤灰(FA)、礦渣(SG)或沸石粉時(shí)，情況則完全相反。因水化熱對(duì)這類混凝土的早期和后期強(qiáng)度均十分有利，試件強(qiáng)度就會(huì)小于構(gòu)件混凝土實(shí)際強(qiáng)度值。但摻硅粉混凝土例外。因此，對(duì)HSC而言，截面最小尺寸超過05m的構(gòu)件就應(yīng)對(duì)水化熱問題引起足夠重視，且不是簡單的控制溫差，更重要的是控制絕對(duì)溫升。其中最有效的辦法就是摻用適量FA、SG或沸石粉。

3.2自收縮對(duì)強(qiáng)度的影響

HSC的自收縮值7天可達(dá)100×10-6mm以上,人們普遍關(guān)心的是對(duì)HSC裂縫影響，尤其是早期裂縫，但對(duì)強(qiáng)度的影響研究很少。從某種意義上來說，在鋼筋混凝土構(gòu)件中，自收縮引起的微裂紋(假如存在)在鋼筋等約束條件下，對(duì)抗壓強(qiáng)度影響可能很小，但也正因?yàn)殇摻罴s束使混凝土處于拉應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響。此時(shí)，若以試件劈拉強(qiáng)度或軸拉強(qiáng)度來推算構(gòu)件混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)顯得不安全。因?yàn)樵嚰叽缧『妥杂啥却螅允湛s引起的拉應(yīng)力幾乎可忽略，當(dāng)以抗壓強(qiáng)度折算抗拉強(qiáng)度時(shí)也應(yīng)注意這一問題，但其影響值有多大，有待進(jìn)一步研究。

3.3自然養(yǎng)護(hù)條件對(duì)強(qiáng)度的影響

濕度條件對(duì)普通混凝土的強(qiáng)度影響非常顯著，對(duì)尺寸相對(duì)較大的構(gòu)件，常出現(xiàn)表層混凝土強(qiáng)度低于內(nèi)部強(qiáng)度的現(xiàn)象。主要是水灰比大，孔隙多，失水過早、過多所致。試件的尺寸相對(duì)較小，若不經(jīng)潮濕養(yǎng)護(hù)，也有可能導(dǎo)致試件強(qiáng)度低于實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度。對(duì)HSC來說，關(guān)鍵是早期潮濕養(yǎng)護(hù)非常重要，而后期因混凝土較致密，很難失水，濕度條件對(duì)強(qiáng)度的影響相對(duì)較小。

溫度條件對(duì)普通混凝土強(qiáng)度亦有影響，但遠(yuǎn)不及對(duì)HSC來得顯著。

(1)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的HSC(不摻或摻很少量混合材)，由于水化熱的作用，試件強(qiáng)度往往高于構(gòu)件混凝土實(shí)際強(qiáng)度，表層強(qiáng)度高于內(nèi)部強(qiáng)度，這在夏季施工時(shí)尤為顯著。當(dāng)試件采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(非現(xiàn)場養(yǎng)護(hù))時(shí)，試件強(qiáng)度將更加偏高。即使冬季施工，當(dāng)構(gòu)件尺寸較大時(shí)，試件強(qiáng)度仍有可能高于實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度。這是非常值得重視的。

(2)摻大量混合材配制的HSC，情況與上述相反。如大量摻入粉煤灰、普通磨細(xì)礦渣或沸石粉配制的HSC，水化熱只要不引起較大的溫差應(yīng)力，它將大大有利于混凝土強(qiáng)度的提高，此時(shí)試件強(qiáng)度低于構(gòu)件實(shí)際強(qiáng)度，內(nèi)部強(qiáng)度則高于表層強(qiáng)度，冬季施工、現(xiàn)場自然養(yǎng)護(hù)時(shí)更顯著。夏季施工時(shí)，若試件采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，則試件強(qiáng)度更低于構(gòu)件實(shí)際強(qiáng)度，可以這樣說，20±3℃的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，對(duì)普通水泥和硅酸鹽水泥混凝土是適宜溫度，面對(duì)高摻量混合材配制的HSC，這一“標(biāo)準(zhǔn)”溫度應(yīng)高得多。認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)是非常必要的，它從另一個(gè)側(cè)面要求我們?cè)谂渲艸SC時(shí)，盡可能多地?fù)接梅勖夯摇⒌V渣和沸石粉。

4構(gòu)件混凝土強(qiáng)度評(píng)定

(1)回彈法只能評(píng)定C50以下的構(gòu)件混凝土強(qiáng)度。若要采用這一簡單的方法評(píng)定HSC的強(qiáng)度，就必須建立新的測強(qiáng)曲線或研制新型的回彈儀。這是一件很迫切的工作。

(2)超聲波法、超聲回彈綜合法和拔出法的儀器設(shè)備，理論上對(duì)HSC也是適用的，但由于彈性模量，拉、剪強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的非同步增長，故需盡快建立相應(yīng)的測強(qiáng)曲線。上海建科院和同濟(jì)大學(xué)已開展了相關(guān)研究〔2〕，但全國各地差異較大，一方面宜建立地方性測強(qiáng)曲線，另一方面需要全國通力合作，建立全國通用曲線。

(3)鉆芯法是最值接的評(píng)定方法，通常也是最可靠的構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測法。但在HSC中應(yīng)用，鉆機(jī)鉆取芯樣時(shí)必須有非常優(yōu)異的穩(wěn)定性，一旦鉆機(jī)顫動(dòng)，表面出現(xiàn)波紋狀，將使芯樣強(qiáng)度嚴(yán)重降低，類似于＜C10的混凝土，鉆切加工引起損傷，使強(qiáng)度偏低。因此鉆芯設(shè)備必須有很高的精度。芯樣承壓面的平整光潔度，當(dāng)能滿足普通混凝土要求時(shí)，對(duì)HSC影響可能仍較大，承壓面必須嚴(yán)格平整光潔平行。當(dāng)采用抹平處理時(shí)，必須保證抹平材料強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度接近，偏低或偏高均會(huì)導(dǎo)致試件強(qiáng)度偏低。因此，對(duì)HSC構(gòu)件強(qiáng)度檢測方法、除鉆芯法尚能應(yīng)用外，其余檢測方法急需科研院校和儀器設(shè)備生產(chǎn)廠家的聯(lián)合攻關(guān)。

5幾點(diǎn)建議

(1)HSC的試模必須嚴(yán)格保證足夠的尺寸和平面、直角精度，以確保試件質(zhì)量，必要時(shí)磨平拋光，否則使試件強(qiáng)度偏低。試驗(yàn)操作時(shí)須特別仔細(xì)。

(2)試驗(yàn)機(jī)必須保證足夠的剛度，盡可能采用較大量程的試驗(yàn)機(jī)，以免使測試結(jié)果偏大。

(3)加強(qiáng)早期保濕養(yǎng)護(hù)或提早拆模，防止早期失水。盡可能采用潮濕養(yǎng)護(hù)。

(4)對(duì)不摻混合材的HSC，試件強(qiáng)度可能高于實(shí)際強(qiáng)度，特別是構(gòu)件尺寸≥50cm或夏季施工時(shí)更要注意其強(qiáng)度修正。

(5)對(duì)高摻量混合材HSC，試件強(qiáng)度往往低于構(gòu)件強(qiáng)度。冬季施工或采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)更應(yīng)引起重視。

篇2

一、輕骨料混凝土的歷史

輕骨料混凝土( 又名輕集料混凝土,Light weight AggregateConcrete) 是指輕粗骨料、輕細(xì)骨料(或普通砂)、水泥和水, 必要時(shí)加入化學(xué)外加劑的礦物合料配制而成, 并且在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,28d 齡期的干表觀密度小于1950kg/m的混凝土。。

人造輕骨料最早使用在1920年左右。SJ海德是最初運(yùn)用回轉(zhuǎn)窯燒制膨脹黏土輕骨料,1928年,美國開始把這種方法用于商業(yè)生產(chǎn)。西歐在二戰(zhàn)后才開始有了輕骨料的生產(chǎn),美國和前蘇聯(lián)因缺少天然的普通骨料,大量生產(chǎn)和使用了人造輕骨料,使輕骨料混凝土在這兩個(gè)國家得到飛速發(fā)展,但輕骨料混凝土長期一直被當(dāng)作非結(jié)構(gòu)材料使用,應(yīng)用范圍受到很大限制。自20世60年代中期,美國采用輕骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦貝殼廣場大廈并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。如今,國外發(fā)達(dá)國家高性能輕骨料混凝土的應(yīng)用已取得豐富經(jīng)驗(yàn)。CL50一CL6O輕骨料混凝土己在工程中大量使用,結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度最高為80MPa,其表觀密度1800～2000kg/m之間。

20世紀(jì)90年代初期, 挪威、日本等國研究了高性能輕骨料混凝土的配方、生產(chǎn)工藝、高性能輕骨料等,重點(diǎn)在于改善混凝土的工作性和耐久性,并取得了一定的成果。如英國采用高強(qiáng)輕骨料混凝土建造了北海石油平臺(tái);挪威應(yīng)用CL60級(jí)輕骨料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋;日本則成立了一個(gè)由18家公司組成的高強(qiáng)輕骨料混凝土研究委員會(huì),專門研究粉煤灰輕骨料混凝土。挪威自1987年以來,已應(yīng)用高性能輕骨料混凝土建了11座橋梁。

二、輕骨料混凝土的優(yōu)良特性

輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)用CL表示。強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到CL30及以上者稱為高強(qiáng)輕骨料混凝土一般來說,高強(qiáng)輕骨料混凝土有如下優(yōu)點(diǎn):

（1）輕質(zhì)高強(qiáng)：顧名思義，輕骨料混凝土采用輕骨料代替普通沙石材料，可以使得混凝土構(gòu)件在承載力相同的條件下，減輕自重達(dá)20 %～40 %。這樣的優(yōu)勢(shì)，為設(shè)計(jì)施工提供了很大的方便。

（2）抗震性能好：由于地震力和上部結(jié)構(gòu)的自重成正比，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)采用輕骨料混凝土后,自重會(huì)明顯的下降,也就降低了地震力，減少了地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，提升了結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時(shí),由于輕骨料混凝土的彈性模量比同等級(jí)的普通混凝土低,結(jié)構(gòu)的自振周期將變長,對(duì)沖擊能量的吸收快，變形能力增強(qiáng),不容易遭受外力的破壞。

（3）抗裂性好：由于輕骨料混凝土相比普通混凝土有較小的熱膨脹系數(shù)和彈性模量,導(dǎo)致冷縮和干縮作用引起的拉應(yīng)力小與普通混凝土材料,這樣的表現(xiàn)就導(dǎo)致了輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性能優(yōu)于普通混凝土，這對(duì)改善結(jié)構(gòu)的耐久性,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命是非常有利的,并有助于降低結(jié)構(gòu)在使用期間的維護(hù)費(fèi)用。

（4）耐久性好：使用輕骨料能有效避免混凝土的堿集料反應(yīng)問題,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。同時(shí)由于輕骨料混凝土的骨料—基材界面粘結(jié)牢固,具有一定的自養(yǎng)護(hù)功能和水泥砂漿品相的質(zhì)量相對(duì)較好等因素,輕骨料混凝土抗有害介質(zhì)侵入的能力也相對(duì)較強(qiáng)。

（5）耐火性好：由于輕骨料混凝土采用的是粉煤灰，煤矸石等骨料，而這些骨料都經(jīng)歷高溫歷練，有良好的耐火性能，使得輕骨料混凝土熱工性能好，用以建造的建筑和結(jié)構(gòu)的耐火性能好。一般建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),普通混凝土耐火1h,而輕骨料混凝土可耐火4h.

（6）綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好：輕骨料混凝土的骨料通通常來自工業(yè)廢渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等，可降低混凝土的生產(chǎn)成本，并變廢為用，減少占用農(nóng)田，減輕環(huán)境污染，具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

三、輕骨料混凝土的缺點(diǎn)和發(fā)展前景

（1）輕骨料性能的完善：如今的親故料混凝土雖然具有上述輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。但研究表明，高性能輕骨料混凝土的拉壓比要小于相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土，且隨著強(qiáng)度的提高，其脆性相應(yīng)增大，脆性問題使得高強(qiáng)材料的優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮、限制了其在工程中的應(yīng)用。因此，如何提高高性能輕骨料混凝土的韌性、提高其拉壓比，同時(shí)又能保持其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)，成為當(dāng)前高性能輕骨料混凝土研究和應(yīng)用中迫切需要解決的問題之一。

（2）輕骨料生產(chǎn)工藝和設(shè)備的更新：目前輕骨料混凝土配制過程中存在如下問題: ①為降低輕骨料的吸水率 ,改善新拌輕骨料混凝土的工作性 ,普遍在其表面涂蠟、 聚苯乙烯乳液等防水材料或施工前預(yù)濕輕骨料。 這些做法降低輕骨料混凝土的力學(xué)性能或降低其抗凍耐久性 ,并使生產(chǎn)制作變得復(fù)雜; ②在大的初始坍落度時(shí) ,輕骨料易上浮離析 ,采用振搗施工時(shí)尤為突出 ,使硬化后混凝土的均質(zhì)性差 ,耐久性下降 ,并降低其力學(xué)性能; ③提高水泥摻量 ,雖能改善新拌混凝土的工作性 ,但增大了輕骨料混凝土的收縮裂縫和溫度裂縫引起的危害 ,降低混凝土的耐久性 ,同時(shí)又增加工程造價(jià)。 因此 ,工程結(jié)構(gòu)迫切需要制作簡單、 工作性好、 能免振搗自密實(shí)施工、 硬化后質(zhì)量好、 體積穩(wěn)定性好、 高耐久、 經(jīng)濟(jì)的高性能輕骨料混凝土。。

（3）已有發(fā)展：①輕骨料品種的結(jié)構(gòu)組成有較大變化：如今以粉煤灰、尾礦粉和河川污泥為主要原料的綠色輕骨料正在大量推廣應(yīng)用。②輕骨料混凝土及其應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展： CL40以上的高強(qiáng)性能陶粒混凝土的廣泛應(yīng)用以及輕骨料混凝土泵送施工的普及。③輕骨料生產(chǎn)工藝設(shè)備的更新：原材料的微米磨細(xì)技術(shù)和無膠結(jié)料陶粒成球技術(shù)得到推廣應(yīng)用，破碎型粒的破碎新技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及利用化學(xué)工業(yè)廢料加工成的節(jié)能燃料的成功開發(fā)。

四、總結(jié)

輕骨料混凝土的開發(fā)和利用，為混凝土的發(fā)展和變革添了重要的一筆。。相比普通混凝土，輕骨料混凝土的優(yōu)異性能使得混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。但輕骨料混凝土也存在著一些缺陷，對(duì)于這些缺陷，目前人們的主要解決辦法在于添加相應(yīng)的纖維材料和高聚物等，以提高韌性和其他性能。但是這些還是沒有很好的解決輕骨料混凝土存在的問題，還有待于研究。

參考文獻(xiàn)

【1】李強(qiáng).淺析輕骨料混凝土的發(fā)展（論文），內(nèi)蒙古電力堪測設(shè)計(jì)院，2009.

【2】　鄭立,姚道穩(wěn).新型墻體材料技術(shù)讀本.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

【3】　胡署光,王發(fā)洲.輕集料混凝土.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

【4】王發(fā)洲.高性能輕骨料混凝土研究與應(yīng)用:(博士學(xué)位論文).武漢理工大學(xué),2003.

篇3

1 材料選用

1.1 低用水量和低水膠比

高強(qiáng)度混凝土的水膠比要小于0.40，C60~ C70高強(qiáng)度混凝土的水膠比宜低于0.36，C80以上水膠比一般小于0.30，此時(shí)，必須摻入高效減水劑，以保持投拌合物在低用水量時(shí)的流動(dòng)度。

1.2 水泥

配制高強(qiáng)度混凝土在選擇水泥時(shí)應(yīng)注意它與可能選用的高效減水劑之間的相容性，適于配置高強(qiáng)度混凝土的水泥主要有硅酸鹽類和硫鋁酸鹽系兩大類'在建筑工程中的硅酸鹽水泥主要有/快硬硅酸鹽水泥#高強(qiáng)度硅酸水泥#快硬無收縮硅酸鹽水泥，硫鋁酸鹽類主要用于配制修補(bǔ)工程用的高強(qiáng)水泥。

1.3 高效減水劑

荼磺酸鹽甲醛縮合物，其減水效果與磺酸基在荼環(huán)上的位置及縮合核體數(shù)有關(guān)$根據(jù)硫酸鈉含量不同，有高濃與低濃之別，由于高強(qiáng)混凝土摻高效減水劑劑量較大，以用高濃產(chǎn)品為宜。

1.4 礦物摻合料

1.4.1 硅粉，硅粉混凝土具有早強(qiáng)的特點(diǎn)，但后期強(qiáng)度增長幅度小，硅粉的價(jià)格昂貴，摻量大時(shí)不僅增加材料費(fèi)用，而且也使粘聚性增加，增加攪拌和澆注的困難，對(duì)于強(qiáng)度不很高的高強(qiáng)混凝土，硅粉的摻量較低;

1.4.2 磨細(xì)高爐礦渣，磨細(xì)礦渣能水化并生成凝膠，能改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，并使之密化，對(duì)強(qiáng)度和耐久性起著有利的作用，超細(xì)礦渣不僅有很高活性，而且能明顯改善全部膠凝材料的顆粒級(jí)配，使之更為密實(shí);

2 施工工藝

2.1 澆筑

2.1.1 盡可能使混凝土一次澆筑到位，避免混凝土堆積或傾斜，對(duì)下料斗的出料嚴(yán)格控制，緩緩?fù)苿?dòng)料斗，從而形成帶狀澆筑。

2.1.2 整層澆筑，避免大塊或斜層澆筑，這樣往往容易造成混凝土離析(特別是當(dāng)新制混凝土不具粘合性時(shí))，每層澆筑厚度應(yīng)予以限制，采用薄層澆筑方法，一般每層厚度不超過30cm，以免頂層混凝土的重量使底層的空氣無法逸出，滯留在內(nèi)的空氣導(dǎo)致混凝土搗實(shí)不全，使表面出現(xiàn)缺陷;

2.1.3 盡可能快地灌筑混凝土，但這一速度不能超過震搗施工方法和設(shè)備允許的限度，一般混凝土澆筑速在，15m3/h左右，灌筑與振搗的速度應(yīng)協(xié)調(diào)、均衡;

2.1.4 降低混凝土入模溫度，如何降低混凝土入模溫度是施工控制的重點(diǎn)之一，可以采取水泥罐加遮陽棚，并灑冷水降溫，砂石料灑冷水降溫，并用篷布覆蓋，拌合用水采用井水，必要時(shí)加冰塊或增加制冷機(jī)組，充分利用溫低的時(shí)間澆筑混凝土等措施，保證混凝土入模溫度不高于32℃(冬季施工混凝土入模溫度不低于5℃)，并且保證混凝土澆筑后混凝土的內(nèi)外溫差不超過25℃。

2.2 震搗

采用附著式振搗器配以插入式振搗棒進(jìn)行。一般剪力墻截面較窄，深度較深，加之較密的配筋，插入式振搗棒很難插到底，只有靠附著式振動(dòng)器振搗，附著式振搗器的數(shù)量和間距應(yīng)該符合下列要求:(1)無論朝什么方向，它們之間的間距控制在.3mm左右;(2)在接合處和拐彎的地方，它們的有效距離將縮短，所以可安置在距角落和交會(huì)處2m的地方，常設(shè)置雙排振搗器及梅花狀布置。(3)在混凝土施工開始前，打開振搗器并用手在模板上移動(dòng)，以感受振動(dòng)，并且看看是否有明顯的強(qiáng)、弱區(qū)，特別是確定沒有死角，否則要調(diào)整振搗器的位置，在全區(qū)域內(nèi)獲得一致的振搗效果。

2.3 養(yǎng)護(hù)

高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意:

(1)加強(qiáng)混凝土外部保溫內(nèi)部降溫措施，澆筑混凝土前可在模板外纏花塑料布后再包裹棚布，保證混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃，減少混凝土外表層與其環(huán)境溫差，若混凝土環(huán)境溫差與混凝土外表溫差較大，宜在模板外、纏花塑料布內(nèi)設(shè)置保溫層或通少量蒸氣提高環(huán)境溫度。混凝土頂面要及時(shí)覆蓋灑水保濕、保溫養(yǎng)生，達(dá)到一定強(qiáng)度后要及時(shí)鑿毛，露出石子。

(2)混凝土自然養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2~4小時(shí)，蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)控制好升降溫速度，升溫時(shí)應(yīng)控制在)15℃/h，防止升溫過快混凝土表面體積膨脹太快而產(chǎn)生裂縫，恒溫時(shí)是混凝土強(qiáng)度增長的主要階段，恒溫溫度和時(shí)間是恒溫期決定混凝土強(qiáng)度及物理力學(xué)性能的工藝參數(shù)，混凝土在恒溫時(shí)的硬化溫度取決于水泥品種、水灰比。有活性摻合料的高強(qiáng)混凝土恒溫要比普通混凝土高，一般要達(dá)到70℃，左右，相對(duì)溫度保證在70~100%。降溫時(shí)，應(yīng)控制在10℃/h，而且養(yǎng)護(hù)罩要密閉，當(dāng)混凝土溫度與外界溫度不超過20℃時(shí)方可撤出護(hù)罩，冬季施工時(shí)尤其注意，否則會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)沿預(yù)留管道方向產(chǎn)生裂紋和其它收縮裂紋。拆模時(shí)，如果外界溫度高于10℃應(yīng)對(duì)梁體灑水養(yǎng)護(hù)。切勿猛澆大量冷水，以免混凝土突然降溫而產(chǎn)生裂紋，拆模后要加以覆蓋養(yǎng)護(hù)防止降溫過快產(chǎn)生裂紋。

(3)高強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)控制。高強(qiáng)度混凝土在澆完畢后應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)加覆蓋并澆水或噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)日期不得少于14天。由于高強(qiáng)混凝土水灰比低，部分水泥得不到水化，因而易引起后期強(qiáng)度降低或結(jié)構(gòu)開裂，所以養(yǎng)護(hù)顯得尤其重要，一般盡量避開炎熱天氣下施工，如混凝土量不多可安排在早、晚施工，否則必須采取降溫措施。

2.4 溫控

剪力墻高強(qiáng)混凝土體積大，熱量不易散失，應(yīng)該在澆筑后及時(shí)布置測溫點(diǎn)，進(jìn)行溫度的測量和控制，并根據(jù)檢測結(jié)果及時(shí)采取必要措施。

應(yīng)該在混凝土表面、中間及變截面處應(yīng)力集中的部位設(shè)計(jì)測溫點(diǎn)，進(jìn)行溫度跟蹤，采用溫度計(jì)觀測記錄各測溫點(diǎn)溫度及環(huán)境溫度，測溫頻率為1次/2h，做好記錄，通過分析，采取必要措施，如調(diào)整冷卻水流速及流量等，以些調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部溫度，延長拆模時(shí)間，待混凝土內(nèi)部最高溫度降到50℃，左右再拆模，拆模后及時(shí)灑溫水(水溫根據(jù)混凝土表面溫度定)覆蓋保濕、保溫養(yǎng)生至少14d。

3 施工實(shí)例分析

某高層建筑工程項(xiàng)目，地上五層，地下一層，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻采用C50混凝土，雙向配筋，配筋較密，剪力墻施工正值7月份，白天室內(nèi)外溫度45℃左右，天氣炎熱。出于對(duì)施工質(zhì)量的考慮，在剪力墻施工時(shí)，采用了如下措施:

3.1 嚴(yán)格骨料配置，優(yōu)選摻合料和添加劑

項(xiàng)目靠江，所以選擇15mm以下的卵石，采用硅酸鹽水泥并摻粉煤灰，高效減水劑。

3.2 優(yōu)化施工工藝，提高澆筑質(zhì)量

由于施工時(shí)值夏天，白天溫度很高，不宜澆筑，所以剪力墻高強(qiáng)混凝土選擇在深夜?jié)仓?骨料在拌和前澆灑低溫自來水;澆筑時(shí)嚴(yán)格控制出料口和澆筑面的高差，避免混凝土離析，兩臺(tái)混凝土泵同時(shí)澆筑，一面墻一次性澆筑完畢;采用附著式振搗器配以插入式高頻振搗棒相結(jié)合的方式進(jìn)行震搗，確保混凝土密實(shí)，在剪力墻底部、中部和中上部采用附著式振搗器，墻體雙面模板同時(shí)安裝四臺(tái)震搗器，墻體上部采用多臺(tái)高頻震搗棒同時(shí)震搗，并嚴(yán)格按照(快插慢拔、直上直下)的原則，采用梅花型布置震搗點(diǎn)，并控制點(diǎn)間距不大于40)，震動(dòng)器的影響半徑，一般為70mm左右，震搗上層混凝土?xí)r插入下層混凝土70mm左右，盡量避免震搗棒碰上鋼筋。

3.3 嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)措施

混凝土澆筑時(shí)溫度高，澆筑后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，派專人負(fù)責(zé)灑水、蓋草袋;在墻體下部、中部和底部布置測溫點(diǎn)，嚴(yán)格控制混凝土內(nèi)部溫度和內(nèi)外溫差，每隔2小時(shí)測溫一次，并做記錄，繪制溫度曲線。

采用如上措施后，經(jīng)過觀察和測量，該項(xiàng)目剪力墻高強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量很好，回彈儀檢測后認(rèn)為強(qiáng)度達(dá)到要求，拆模后混凝土表面平整、無裂縫，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，業(yè)主和監(jiān)理都很滿意。

篇4

1 概述

大慶油改煤工程主體由東北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，鍋爐本體部分由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計(jì)制造供貨，為HG-410/9.8-HM16型鍋爐，鍋爐為單鍋筒、自然循環(huán)鍋爐、集中下降管倒U型布置和固態(tài)排渣煤粉爐，鍋爐前部為爐膛，四周布滿膜式水冷壁，爐膛出口處布置屏式過熱器，水平煙道裝設(shè)兩級(jí)對(duì)流過熱器，爐頂水平煙道轉(zhuǎn)向室和尾部包墻采用膜式管包敷，尾部豎井煙道中交錯(cuò)布置兩級(jí)省煤器和兩級(jí)空氣預(yù)熱器。論文參考，吊裝。

鍋爐構(gòu)架采用全鋼結(jié)構(gòu)，均為焊接形式，爐膛過熱器和上級(jí)省煤器以及省煤器出口灰斗均懸吊在頂板上，尾部空氣預(yù)熱器和下級(jí)省煤器支撐在后部柱和梁上。

本項(xiàng)目主要針對(duì)國內(nèi)焊接結(jié)構(gòu)的410T及以上的電站鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，打破以往吊裝方法，變側(cè)前開口為側(cè)后開口，并改頂板組件部分次梁緩裝，受熱面大件吊裝穿插于鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中。本項(xiàng)目的實(shí)施，減少了大件的倒鉤次數(shù)，增大了吊裝過程的安全性，可靠性，使方案更加合理，較同類型機(jī)組鍋爐吊裝工期提前15天。本項(xiàng)目主要是結(jié)合了焊接結(jié)構(gòu)與高強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并將二者吊裝方法即側(cè)開口和頂開口有機(jī)的融合在一起，同時(shí)將受熱面大件吊裝穿插與鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中。本項(xiàng)目應(yīng)用于宏偉電廠二期工程4、5號(hào)爐大件吊裝過程中，兩臺(tái)爐的工期較同類型鍋爐吊裝工期提前30天，為4號(hào)爐封閉和5號(hào)爐吊裝到頂贏得了時(shí)間。

2 吊裝方法的分析和改進(jìn)

2.1原有的成型吊裝方法及特點(diǎn)

查閱以往新華、富拉爾基及宏偉熱電廠一期工程等施工組織設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)基本與此爐一致。其開口的選定均為Z1-Z2間即側(cè)前開口，新華工程頂板組件整體吊裝，富拉爾基工程頂板組件分4件吊裝，吊裝結(jié)束后再吊水冷壁，宏偉電廠一期1、2、3號(hào)爐均是頂板組件整體吊裝，吊裝結(jié)束后再吊水冷壁，宏偉電廠一期1、2、3號(hào)爐均是頂板組件整體吊裝，然后吊裝火室部分。

綜合上述安裝方法有如下特點(diǎn)：

2.1.1混凝土框架為預(yù)制，與鍋爐同步安裝，硬支撐可以借助混凝土框架。

2.1.2頂板結(jié)構(gòu)整體吊裝找正后，再吊火室部分，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但較保守。論文參考，吊裝。

2.1.3借助煤倉間混凝土框架，用配制的鋼梁加固爐前Z1柱以防Z1柱變形。

2.1.4爐前Z1柱與混凝土框架需連接8道硬支撐。

2.1.5火室部分組件倒鉤次數(shù)多，安全性差。

2.2 改進(jìn)后的吊裝方法及特點(diǎn)分析

宏偉熱電廠二期工程混凝土為現(xiàn)場澆制結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)不能與鍋爐吊裝同步，所以鍋爐吊裝固定不能借助煤倉間框架，從而給鍋爐吊裝提出了心的課題，必須改進(jìn)原方案。經(jīng)過研究商討，從安全角度出發(fā)，首先選擇吊裝尾部Z5柱組件，利用拖拉繩固定方式，即從后向前吊裝，在吊裝過程中，如采用Z1-Z2開口，爐前Z1柱因煤倉間框架無法達(dá)到支點(diǎn)高度，所以只有改變?cè)桨福扇2－Z3間開口，Z2-Z3開口有如下特點(diǎn)：

2.2.1減少了加固用的鋼材，如按Z1－Z2開口需要如下材料加固型鋼I402.7T，20厚鋼板0.9T，焊條200KG。論文參考，吊裝。

2.2.2省煤器出口灰斗可以從底側(cè)用兩臺(tái)吊車直接就位，如按Z1-Z2開口省煤器灰斗（重22T）須臨時(shí)吊掛于鋼梁上，安全性不可靠。論文參考，吊裝。

2.2.3吊裝火室部分比較困難，危險(xiǎn)性大。

針對(duì)2.2.3進(jìn)行分析，研究頂板圖紙，根據(jù)高強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)的吊裝經(jīng)驗(yàn)，采取頂板組件部分頂開口，次梁DL-26、DL-27、DL-28、DL-22、23、24可緩吊，不影響整體結(jié)構(gòu)，這樣解決了吊裝火室的危險(xiǎn)性，每個(gè)組件供需倒用一鉤，即先吊前部頂板組件，然后吊火室部分。再吊頂板組件，使Z2－Z3間為大開口，吊裝水冷壁水冷壁組件將組件臨時(shí)掛至DL-2頂板上，然后用吊車倒鉤即可直接就位，解決了吊裝火室問題。采用上述吊裝方案，除上述優(yōu)點(diǎn)外，水冷壁組件吊裝工期較原方案提前6天，吊裝省煤器灰斗提前3天。因?yàn)槭∶浩鞒隹诨叶放R時(shí)存放后，還須吊裝就位，前部Z1柱硬支撐安裝與Z1柱加固提前3天，尾部煙道吊裝提前2天，前包墻吊裝提前1天，總體吊裝工期提前15天，安全性大大保證，但有一定風(fēng)險(xiǎn)性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，但通過實(shí)踐證明是可行的 。

3結(jié)論

篇5

一、矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)簡介

由于圓鋼管對(duì)核心混凝土起到了有效的約束,使混凝土的強(qiáng)度得到了提高,塑性和韌性大為改善,且國內(nèi)外對(duì)圓鋼管混凝土的力學(xué)性能研究較為系統(tǒng)而深入,因此在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。矩形鋼管對(duì)核心砼的約束效果雖不如圓鋼管顯著,但矩形鋼管混凝土仍有良好的效果,除了外形美觀,與梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單、連接方便等優(yōu)點(diǎn)外,還具有能有效提高構(gòu)件的延性及有利于防火、抗火等特點(diǎn)。

二、矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)受力簡介

圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用越來越多,而方、矩形鋼管混凝土的工程實(shí)踐則很少見,原因之一是缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程。目前對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的研究還不夠完整、系統(tǒng),計(jì)算方法采用參考方鋼管混凝土的計(jì)算方法,但從直觀上看,它與方鋼管混凝土構(gòu)件的內(nèi)部受力不同,如下圖所示。對(duì)于矩形鋼管混凝土構(gòu)件,矩形鋼管對(duì)混凝土長邊的最大約束力和短邊的最大約束力不相等,而方鋼管對(duì)混凝土各面上的最大約束力是相等的,這就給理論研究增加了一定的難度。若忽略鋼管約束而引起的構(gòu)件強(qiáng)度提高,僅對(duì)混凝土和鋼管部分進(jìn)行簡單疊加,就降低了該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),所以需要對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

(a)方形截面混凝土約束力示意

(b) 矩形截面混凝土約束力示意

方、矩形截面混凝土約束力示意圖

以往對(duì)矩形鋼管混凝土力學(xué)性能的研究和目前對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件計(jì)算多限于應(yīng)用已成熟的鋼管混凝土構(gòu)件的相應(yīng)公式,主要對(duì)其差異進(jìn)行調(diào)整、修正的方法。文獻(xiàn)[1]在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,考慮了矩形截面長寬比的影響,對(duì)方形鋼管混凝土短柱軸壓公式進(jìn)行了修正,提出了矩形截面鋼管混凝土短柱承載力的計(jì)算公式。文獻(xiàn)[2]對(duì)四根長寬比為1、1.2、1.36和1.5矩形鋼管混凝土柱進(jìn)行了軸壓和同樣長寬比下的偏心受壓試驗(yàn)研究,比較了矩形鋼管混凝土和方鋼管混凝土在軸壓和壓彎計(jì)算時(shí)的差異,同時(shí)對(duì)矩形鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算采用折減后的約束系數(shù)修正方鋼管混凝土軸壓承載力計(jì)算公式。文獻(xiàn)[3]提出了用截面形狀系數(shù)而不是傳統(tǒng)的長寬比來修正圓鋼管混凝土軸壓短柱承載力公式,通過5個(gè)軸壓矩形鋼管混凝土短柱試驗(yàn),在分析其試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人研究的試件試驗(yàn)數(shù)據(jù),回歸出了相應(yīng)的修正系數(shù)公式。還有研究者通過理論分析,發(fā)現(xiàn)在一定的參數(shù)范圍內(nèi)矩形鋼管混凝土承載力的計(jì)算可以采用方形鋼管混凝土構(gòu)件的公式,文獻(xiàn)[4]采用了等效截面的方法(即含鋼率和約束系數(shù)都相同)比較了各種截面鋼管混凝土軸心受壓時(shí)的工作性能。利用增量格式的拉格朗日表述,建立了三維有限元模型,同時(shí)考慮了材料非線性和幾何非線性,對(duì)長寬比分別為1.47、1.94和2.4的3個(gè)矩形截面進(jìn)行了計(jì)算,并認(rèn)為在長寬比不大于2.4的情況下,矩形截面可近似等效為正方形截面,采取相同的軸壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有文獻(xiàn)[5]進(jìn)行了44根矩形鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的試驗(yàn),考慮了含鋼率、鋼種、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和長寬比等因素的影響,采用數(shù)值分析的方法,以試驗(yàn)為基礎(chǔ),分離鋼管和核心混凝土的受力,提出了方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土中核心混凝土和鋼材的縱向應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系。

三、采用在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

軸壓力學(xué)性能的研究方法初探

由于在圓鋼管混凝土中,鋼管對(duì)混凝土的約束是均勻的,對(duì)于等側(cè)壓力作用下的三向受壓混凝土的研究已相當(dāng)成熟,所以大大減少了研究者從理論上分析其承載力公式的難度。方形和矩形鋼管混凝土中的鋼管對(duì)混凝土的約束力是不均勻的,方截面兩個(gè)面上的最大約束力是相等的,而矩形截面兩個(gè)面上的最大約束力是不相等的,對(duì)于核心混凝土在不均勻、不等側(cè)壓力作用下的混凝土強(qiáng)度與不等側(cè)壓力之間的關(guān)系目前還沒有此方面的研究,這就增加了從理論上推導(dǎo)矩形鋼管混凝土極限承載力公式的難度,而建立在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,考慮重要參數(shù)對(duì)承載力的影響,進(jìn)行多元線性回歸而得出來的極限承載力公式具有簡單、可靠的特點(diǎn),為極限承載力的預(yù)測和評(píng)估提供了一種簡便的方法。

作者單位:陜西科技大學(xué)

作者簡介:梁鑫(1972― ),男,陜西省永壽縣人,陜西科技大學(xué),工程師。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣濤,沈之容,余志偉.矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算.特種結(jié)構(gòu),2002,19(2):4―6.

[2]王蕾,江雪.矩形鋼管混凝土短柱受壓承載力計(jì)算.桂林工學(xué)院報(bào),2003,10(4):441―444.

[3]余志偉.多層住宅矩形鋼管混凝土梁柱及節(jié)點(diǎn)性能理論及試驗(yàn)研究.同濟(jì)大學(xué)碩士論文,2003.

篇6

高強(qiáng)高性能混凝土在我國的混凝土領(lǐng)域中還處于一個(gè)初級(jí)階段，其研究和探索也是一個(gè)起步階段，是推動(dòng)十大建設(shè)新技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容之一，更是目前混凝土技術(shù)中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。

1、概念

所謂的高強(qiáng)高性能混凝土主要指的是在施工中以摻加高性能混凝土添加劑和活性摻合料為主的混凝土結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)也是采用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥和優(yōu)質(zhì)刮料，這種混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是一套綜合性的、系統(tǒng)的工程施工流程，也是混凝土工程領(lǐng)域中應(yīng)用最多的一項(xiàng)。這種混凝土結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用中規(guī)定了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等級(jí)和強(qiáng)度不應(yīng)當(dāng)?shù)陀贑15，而對(duì)于整個(gè)混凝土強(qiáng)度的范圍等級(jí)而言，其通常都應(yīng)當(dāng)從C15～C80之間去綜合分析。

2、形成高強(qiáng)高性能混凝土的途徑

在目前的建筑工程領(lǐng)域中，獲得高強(qiáng)高性能混凝土的最佳途徑在于在傳統(tǒng)的混凝土工程中摻入一定的外加劑和活性摻合料，并同時(shí)采用高等級(jí)的水泥和骨料作為施工原材料，從而形成一個(gè)抗拉強(qiáng)度高、抗彎等級(jí)好、沖擊韌性的一種綜合性措施，這種混凝土結(jié)構(gòu)在目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各類建筑工程之中，我們常見的高強(qiáng)高性能混凝土主要包含有鋼纖維混凝土、聚酯纖維混凝土等。

二、高強(qiáng)高性能混凝土施工特點(diǎn)

在現(xiàn)代建筑工程領(lǐng)域中，混凝土結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，其施工數(shù)量、施工規(guī)模也得到了顯著的提升。高強(qiáng)高性能混凝土作為目前建筑工程領(lǐng)域中較為常見的一種，其以適應(yīng)建筑物高層化、超高層化和大型化發(fā)展趨勢(shì)的混凝土體系，同時(shí)還有著能夠滿足混凝土荷載、大跨度發(fā)展的現(xiàn)代化木工建設(shè)要求。在現(xiàn)階段的工程項(xiàng)目中，這一工程領(lǐng)域中普遍存在著強(qiáng)度高、剛度大、耐久性能好的要求，同時(shí)在施工中還可以有效的滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)和施工的要求。在目前的高強(qiáng)高性能混凝土施工中，常見的施工特點(diǎn)主要包含有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐久性能好的特點(diǎn)。

1.強(qiáng)度高

高強(qiáng)高性能混凝土是基于普通混凝土基礎(chǔ)上形成的一種混凝土結(jié)構(gòu)體系，是目前混凝土體系中最為常見和完善的一種。時(shí)至今日的社會(huì)發(fā)展中， 一般在混凝土結(jié)構(gòu)施工中普遍的特點(diǎn)在于其強(qiáng)度高于一般的混凝土，價(jià)格也節(jié)約了近一半。但是其軸承的負(fù)荷能力卻也增加了一倍，但是由于在施工的過程中具有減少截面積，降低了重量的優(yōu)勢(shì)，使得高強(qiáng)高性能混凝土成為建筑行業(yè)青睞的重點(diǎn)，然后耐久性的技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展成為一個(gè)高強(qiáng)度和高性能混凝土。

2、質(zhì)量輕

高強(qiáng)高性能混凝土在目前的建設(shè)工程領(lǐng)域中是重要的工程組成部分，由于其重量輕的特點(diǎn)，受到各類大型施工結(jié)構(gòu)和橋梁建設(shè)的青睞與廣泛應(yīng)用。同時(shí)在施工的過程中，高強(qiáng)高性能混凝土密度小、質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì)，密度等級(jí)為300-1800kg/m3，比常用混凝土的密度小很多，但是其性能卻不必普通混凝土小，由于其使用過程中良好的輕質(zhì)、高性能、高強(qiáng)度要求，是橋梁建設(shè)工程領(lǐng)域中一項(xiàng)不可缺少的施工方法和施工工藝。在施工中能夠合理及時(shí)的取消系統(tǒng)建設(shè)的支持，簡化了模板結(jié)構(gòu)，從而縮短項(xiàng)目的時(shí)間限制，獲得更大的經(jīng)濟(jì)利益。

3、耐久性能好

高強(qiáng)高性能混凝土的耐久性很好，一般可達(dá)到幾十年甚至上百年，是普通混凝土耐久性的3到10倍。混凝土耐久性的分析檢驗(yàn)有兩個(gè)方面：自然老化和人為劣化。自然老化是指混凝土在自然環(huán)境下隨著時(shí)間增長而產(chǎn)生的性能破壞，例如產(chǎn)生裂縫、剝落、碳化等現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)安全度降低。人為劣化是指混凝土結(jié)構(gòu)在日常使用過程中，由于各方面的人為因素導(dǎo)致混凝土的使用功能降低而無法再滿足生產(chǎn)生活需要。

三、高性能混凝土技術(shù)在房屋工程施工中的應(yīng)用

1、高強(qiáng)混凝土砌塊應(yīng)用

高強(qiáng)混凝土砌塊是高強(qiáng)混凝土在墻體材料中應(yīng)用量最大的一種材料。在我國南方 地區(qū)，一般用密度等級(jí)為900-1200kg/m3的高強(qiáng)混凝土砌塊作為框架結(jié)構(gòu)的填充墻，主要是利用該砌塊隔熱性能好和輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。目前該省高強(qiáng)混凝土砌塊的年用量達(dá)60萬平方米。在北方，高強(qiáng)混凝土砌塊主要用作墻體保溫層。此種砌塊是以聚苯乙烯高強(qiáng)塑料作為骨料，水泥和粉煤灰作膠凝材料，加入少量外加劑，經(jīng)攪拌、成型和自然養(yǎng)護(hù)而成，其規(guī)格為200×200×200mm，可用于內(nèi)、外非承重墻體材料，也可用于屋面保溫材料。它具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗凍性高、防火、生產(chǎn)簡單、造價(jià)較低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

2、在高強(qiáng)混凝土輕質(zhì)板的應(yīng)用

目前用于建筑物分戶和分室隔墻的主要材料是GRC輕質(zhì)墻板，由于其原料價(jià)格較高，影響了其推廣應(yīng)用。中國建筑材料科學(xué)研究院采用GRC隔墻板生產(chǎn)工藝結(jié)合固體高強(qiáng)劑和高強(qiáng)水泥的研究成果，開發(fā)出了粉煤灰高強(qiáng)水泥輕質(zhì)墻板的生產(chǎn)技術(shù)，并得到了應(yīng)用。

四、高性能混凝土技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展前景

高性能混凝土的發(fā)展前景廣泛，因其具備多種優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在唯一需要解決的問題就是如何結(jié)合國情，在目前材料供應(yīng)有限的條件下仍能夠確保混凝土的施工質(zhì)量。國內(nèi)現(xiàn)有的有關(guān)高強(qiáng)高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)方案過于單一，無法滿足設(shè)計(jì)不同、施工要求不同等實(shí)際施工過程中的綜合要求，且缺乏對(duì)高性能混凝土科學(xué)便捷的試驗(yàn)評(píng)價(jià)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在高性能混凝土的運(yùn)用過程中必須考慮到現(xiàn)場的施工環(huán)境，根據(jù)房屋設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)，有效地配合各種施工設(shè)備和施工工藝。

五、結(jié)束語

綜上所述，房屋建筑施工過程中混凝土的施工是一項(xiàng)專業(yè)性非常強(qiáng)的綜合作業(yè)，必須確保房屋建筑工程的施工質(zhì)量。高性能混凝土的研制，突破了以往的混凝土的技術(shù)性能缺陷，同時(shí)也對(duì)節(jié)能、工程質(zhì)量、環(huán)境維護(hù)等方面產(chǎn)生了積極的影響。因此，高性能混凝土研制成功是混凝土發(fā)展歷程中的重要里程碑，也是混凝土技術(shù)性能進(jìn)步的標(biāo)志，其在工程上的應(yīng)用范疇將越來越廣泛，取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

篇7

0、 引言

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,簡稱FRP)以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗疲勞等優(yōu)越的力學(xué)性能,廣泛地應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域之中。在有些條件下傳統(tǒng)建筑材料很難滿足這種發(fā)展要求。FRP復(fù)合材料具有輕質(zhì)，高強(qiáng)，耐腐蝕，抗疲勞，耐久性好，多功能，適用面廣，可設(shè)計(jì)和易加工等多種優(yōu)點(diǎn)。在重要的土木工程中，如超大跨，超高層，地下結(jié)構(gòu)，海洋工程，高耐久性的應(yīng)用，以及特殊環(huán)境工程，永久性工程，結(jié)構(gòu)加固修復(fù)，都具著巨大的優(yōu)越性。

1、單元有限元分析

1.1 單元有限元模型

在文獻(xiàn)[1]中，提出了一種用單元分析FRP-混凝土界面破壞的方法。其基本思路是：用非常小的單元(0.25mm~0.5mm)來模擬混凝土和FRP 片材，在混凝土和FRP片材之間不再設(shè)置膠層，而是將二者直接聯(lián)系在一起，通過混凝土單元的開裂破壞來模擬FRP的剝離。由于單元尺寸很小，因此混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系需要加以修正以考慮尺寸效應(yīng)的影響。研究表明，采用有限元模型可以較好地預(yù)測FRP 和混凝土之間的面內(nèi)剪切破壞。因此，使用該模型來分析FRP加固混凝土梁IC debonding 界面破壞。有限元模型中，雖然單個(gè)的混凝土單元依然基于彌散裂縫模型，但是因?yàn)閱卧叽绶浅Ｐ?0.5mm 以下)，因此仍然可以較好地模擬裂縫附近的變形以及滑移集中情況。

1.2 界面粘結(jié)滑移關(guān)系

對(duì)于遠(yuǎn)離受彎裂縫的FRP-混凝土界面該裂縫形狀與面內(nèi)剪切試驗(yàn)的裂縫形狀很相似[1]，說明此處的粘結(jié)-滑移關(guān)系與面內(nèi)剪切試驗(yàn)的差不多，故可直接采用由剪切試驗(yàn)得到的界面粘結(jié)-滑移關(guān)系。

1.3 雙重剝離破壞準(zhǔn)則

通過前面的分析可以知道，如果界面距離受彎裂縫較遠(yuǎn)，即與界面單元相連的混凝土單元沒有開裂，其剝離破壞主要是由界面的整體單向相對(duì)滑動(dòng)引起，滑移場比較均勻，采用普通界面單元的形函數(shù)可以較好地估計(jì)單元內(nèi)部的滑移狀態(tài)。

2、ANSYS有限元分析結(jié)果

基于ANSYS軟件分別建立了文獻(xiàn)[2]中的BL20-2、PPL30梁和文獻(xiàn)[3]中的RLII-3梁的有限元計(jì)算模型，各個(gè)試件的材料參數(shù)詳見文獻(xiàn)[2-3]。為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，根據(jù)對(duì)稱性，對(duì)每個(gè)試件僅建立了1/4梁的有限元模型。

計(jì)算得到的荷載－跨中撓度曲線及與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比見圖1所示,將計(jì)算得到的梁的極限承載力與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比見表1所示。

（a）BL20-2梁 （b）PLL30梁 (c)RLII-3梁

圖1 計(jì)算的荷載－跨中撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比

表1計(jì)算極限荷載與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比

計(jì)算的梁荷載－跨中撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比可知，從加載直到屈服階段，計(jì)算得到的荷載－撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果有很好的吻合；屈服后，BL20-2和PLL30梁的荷載－撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，但RLII-3梁的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，模擬結(jié)果未能合理反映梁荷載－撓度曲線的下降段。

計(jì)算得到的三根梁的極限荷載均與試驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合，即建立的有限元模型可以較好的模擬FRP加固混凝土梁的承載力。

Solid65單元使用彌散式裂縫模型，針對(duì)混凝土的開裂與壓碎，ANSYS中提供了專門的圖形顯示命令PLCRACK。該命令用小圓圈表示混凝土的開裂部位，小八邊形表示混凝土的壓碎部位。如果裂縫張開后又閉合，通過小圓圈中間加X表示。此外，在每個(gè)積分點(diǎn)處可以有至多三個(gè)開裂面，第一、二、三方向裂縫分別用紅、綠、藍(lán)小圓圈表示。限于篇幅限制，僅將模擬得到的BL20-2梁在不同加載過程的破壞形態(tài)列出，如圖2所示。

由于關(guān)閉了混凝土的壓碎選項(xiàng)，混凝土的破壞僅以開裂體現(xiàn)，在破壞前期，最主要的破壞形態(tài)是梁跨中底部混凝土的開裂，且所有開裂形態(tài)基本為彎曲裂縫；在梁的中度開裂階段，開裂高度增加，且在支座上部出現(xiàn)出現(xiàn)剪切斜裂縫；在梁的最終破壞階段，梁的開裂進(jìn)一步加劇，跨中裂縫布滿整個(gè)梁高，支座處剪切斜裂縫向頂部擴(kuò)展。

(a)初始開裂階段

(b)中度破壞階段

(c) 最終破壞階段

圖2 模擬得到的梁在不同加載階段的破壞形態(tài)

3、結(jié)論與展望

本文在總結(jié)了國內(nèi)外利用ANSYS軟件對(duì)FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬分析取得的研究成果的基礎(chǔ)上，建立了FRP加固混凝土梁的有限元計(jì)算模型，模擬得到了梁的荷載－撓度曲線，極限荷載以及梁在不同加載階段的破壞形態(tài)；將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的對(duì)比表明，所建立的有限元模型可以較為準(zhǔn)確的模擬梁的承載能力以及破壞形態(tài)，驗(yàn)證了所建立的有限元模型的正確性。

隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和技術(shù)飛速進(jìn)步，世界各國對(duì)土木工程的要求越來越高。FRP復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用技術(shù)與材料研究開發(fā),在當(dāng)今世界上已成為復(fù)合材料界與土木工程界共同研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。該技術(shù)研究開發(fā)成功后將會(huì)極大地推動(dòng)現(xiàn)代土木工程的技術(shù)進(jìn)步。它還將為現(xiàn)代復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)開辟出巨大的應(yīng)用市場，因而具有非常廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

作者簡介：

作者簡介：趙健（1979.1－），男，工學(xué)學(xué)士，工程師。

參 考 文 獻(xiàn)：

篇8

一、工程概況

本工程為山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司450m高爐及有關(guān)設(shè)施升級(jí)改造項(xiàng)目原

料場工程一次轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)配電室。根據(jù)甲方提供的地質(zhì)勘探報(bào)告，基礎(chǔ)坐落于第二層粉土上，地基承載力特征值為100Kpa。基礎(chǔ)采用墻下條基，上部結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，因地質(zhì)條件與施工工期限制，屋面板采用鋼骨架輕型板。

二、鋼骨架輕型屋面板

鋼骨架輕型板由鋼骨架、鋼絲網(wǎng)、BAS輕質(zhì)芯材復(fù)合而成，是集承重、隔熱、保溫、防水、防火等性能于一身的新型建筑構(gòu)件。適用于抗震設(shè)防列度≤8度地區(qū)的一般多、低層民用建筑、單層廠房及加層改造或要求采用輕型樓板及屋面板的建筑。可用于無侵蝕性介質(zhì)、板底表面溫度不大于100℃的建筑。結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年。

三、鋼骨架輕型板材的優(yōu)點(diǎn)

1.輕質(zhì)：芯材采用BAS無機(jī)輕質(zhì)芯材，容重僅為300—500kg/m³，板自重為0.5—1.0kN/㎡，僅為傳統(tǒng)屋面重量的1/4。

2.高強(qiáng)：采用輕鋼骨架與BAS無機(jī)輕質(zhì)芯材的組合結(jié)構(gòu)，保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土板安全度高的優(yōu)點(diǎn)。允許外加荷載設(shè)計(jì)值≥1.5kN/㎡，破壞荷載可達(dá)4 kN/㎡。

3.耐久：主要材料均為無機(jī)材質(zhì)，抗老化能力強(qiáng)，耐久性好，能有效抵抗酸、堿、水汽的侵蝕.

4.保溫隔熱：BAS無機(jī)輕質(zhì)芯材具有優(yōu)良的保溫性能，導(dǎo)熱系數(shù)低，整板傳熱系數(shù)為0.5—0.8 w/m²k，滿足屋面保溫設(shè)計(jì)要求。

5.防水：采用專用防水耐磨涂層作為板材表面自帶的防水層，且可根據(jù)需要在其上附加其它各種防水作法，形成天基板屋面多道設(shè)防的復(fù)合防水體系。

6.防火：在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，耐火極限可達(dá)90分鐘，燃燒過程中不爆裂，不放出任何有毒氣體，無異味，無煙氣，既具有優(yōu)良的耐火性能，又符合現(xiàn)代建筑的環(huán)保要求。

7.抗震：輕質(zhì)板材有利于建筑抗震，配合板材合理的抗震連接作法，能滿足8度地震設(shè)防烈度要求。且地震發(fā)生時(shí)，板材造成的次生傷害小。

8.隔聲：平均隔聲量40db，具有優(yōu)良的隔聲效果。

9.泄爆：能用作建筑物的泄爆屋面。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。爆炸發(fā)生時(shí)，屋面板芯材粉碎，瞬間釋放爆炸能量，既達(dá)到泄爆目的，又不會(huì)產(chǎn)生次生傷害。

10.美觀：可根據(jù)用戶需要制成彩色板面或做其他裝飾處理，外形輕巧美觀，富有時(shí)代氣息。

11.使用靈活方便：板型規(guī)格根據(jù)建筑物特點(diǎn)量身訂做，使用時(shí)無須鋪設(shè)檁條，板上可開洞、安裝采光罩、出屋面管道、風(fēng)機(jī)等。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

12.維護(hù)簡單：正常使用時(shí)無需特別維護(hù)，使用成本低。當(dāng)局部損壞可在屋面直接修復(fù)，如確有換板必要時(shí)，亦可單板更換，不影響整體結(jié)構(gòu)。

13.經(jīng)濟(jì)：采用天基板可明顯節(jié)約支撐系統(tǒng)用鋼量，縮短施工周期，綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯。

四、結(jié)語

采用鋼骨架輕型板材可實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化且降低施工難度，免去了混凝土屋面板的繁瑣的施工和后期保養(yǎng)程序，在更好的滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)大大縮短了施工周期。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。輕鋼骨架為板主要受力部件，骨架斷面按承載力和跨度要求調(diào)整，輕質(zhì)無機(jī)芯材為填充材料，其厚度可根據(jù)保溫要求調(diào)整。板型靈活，可與混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配套使用，不受固定模具限制，可以按照建筑設(shè)計(jì)要求配板，最大限度滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50016—2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范．

篇9

Experimental study on the flexural behavior of concrete beamreinforced with high strength hot rolled bars of fine grains

Lv Jianpin

（Wuxi Nanchang City Investment and Development Co., Ltd., WuXi 214023, China）

Abstract: In order to investigate the flexural behavior of concrete beams reinforced with high strength hot rolled bars of fine grains, four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF400、four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF500 static bending test were made. Mechanics characteristic, flexural capacity of normal section, crack and deflection were analyzed. The results show that flexural capacity, stiffness, average crack spacing and maximum width calculated by the current code are close to tested value. Deflection and maximum width of HRBF400 RC beams still meet the requirement of current code under normal serviceability statue. Though maximum width of HRBF500 RC beams meet the requirement of current code under normal serviceability statue, deflection could not meet the requirement of current code and need check while design.

Key words: concrete beams; high strength hot rolled bars of fine grains; flexural; deflection; crack

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高強(qiáng)度鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中得到廣泛使用。目前在國際上使用的是400MPa等級(jí)以上建筑鋼筋，我國現(xiàn)行規(guī)范 [1]已將HRBF400級(jí)鋼筋、HRBF500級(jí)鋼筋列為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)鋼筋。高強(qiáng)度鋼筋雖然提高了鋼筋的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的承載力，降低了用鋼量。但是，使用高強(qiáng)度鋼筋可能會(huì)造成鋼筋混凝土構(gòu)件出現(xiàn)較大裂縫或撓度而無法滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。配置高強(qiáng)鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用階段能否滿足結(jié)構(gòu)適用性和耐久性的要求，是將高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用于實(shí)際工程應(yīng)解決的重要問題之一，研究高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作性能具有重要的理論和工程實(shí)際意義[2-7]。通過對(duì)4根400MP細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土梁、4根500MP細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土梁進(jìn)行靜力抗彎性能試驗(yàn)，研究細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受力特征、承載能力、裂縫和撓度。

1試驗(yàn)概況

設(shè)計(jì)制作了4根HRBF400級(jí)鋼筋混凝土梁、4根HRBF500級(jí)鋼筋混凝土梁彎曲破壞的構(gòu)件[8]，構(gòu)件的截面尺寸及配筋情況見表1。采用液壓千斤頂加載，通過分配梁實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)集中加載，試驗(yàn)加載裝置見圖1,試驗(yàn)測量主要內(nèi)容有跨中、兩加載點(diǎn)及兩支座處的位移、開裂荷載、極限荷載、各級(jí)荷載作用下的縱向受拉鋼筋及混凝土的應(yīng)變、裂縫寬度及裂縫分布情況。

試驗(yàn)測得鋼筋的力學(xué)性能見表2。由表2可見，HRBF400級(jí)鋼筋強(qiáng)屈比均大于1.3, 鋼筋彈性模量為185GPa；HRBF500級(jí)鋼筋強(qiáng)屈比均大于1.2，鋼筋彈性模量為195GPa；從伸長率可以看出細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的具有很好的延性。

2試驗(yàn)現(xiàn)象

截面應(yīng)變保持平面

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算理論是以平截面假定為基本前提的。本次試驗(yàn)通過在梁側(cè)粘貼銅頭，用手持應(yīng)變儀測得每級(jí)荷載下銅頭位移的變化，通過計(jì)算

表1 構(gòu)件尺寸及配筋

Table 1 Member geometric parameter and steel bars

注：1）表示HRB335級(jí)鋼筋，表示HRBF400級(jí)鋼筋，表示HRBF500級(jí)鋼筋；2）混凝土保護(hù)層為25mm。

表2 鋼筋力學(xué)性能

Table 2 Mechanical performance of steel bars

圖1 試驗(yàn)加載裝置

Fig. 1 Test set-up

得出混凝土的平均應(yīng)變。B5D梁混凝土平均應(yīng)變沿截面高度方向隨荷載變化見圖2。

圖2 混凝土平均應(yīng)變沿截面高度變化

Fig. 2 Average concrete strain of different height

從圖2可以看出，隨著荷載的增加，截面的中性軸逐漸地向上移動(dòng)，在各級(jí)荷載作用下，混凝土的平均應(yīng)變呈線性分布，截面應(yīng)變保持平面，符合平截面假定。

荷載-鋼筋應(yīng)變/撓度曲線

構(gòu)件跨中荷載-鋼筋應(yīng)變曲線如圖3所示荷載-撓度曲線如圖4所示。

圖3 荷載-鋼筋應(yīng)變曲線圖

Fig. 3 Load-strain curve of steel bars

圖4 荷載-撓度曲線圖

Fig. 4 Load-deflection curve of tested member

試驗(yàn)初期荷載較小，截面尚未開裂，構(gòu)件表現(xiàn)為彈性變形特征，鋼筋應(yīng)變和構(gòu)件撓度的增長都近似為直線。隨著荷載的逐漸增大，在構(gòu)件純彎段或加載點(diǎn)附近出現(xiàn)第一批垂直裂縫，此時(shí)，構(gòu)件撓度突然加大，隨即穩(wěn)定，其增長速度較前一階段快。此時(shí)，荷載-撓度曲線出現(xiàn)第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，鋼筋應(yīng)力較開裂前明顯增大，荷載-鋼筋應(yīng)變曲線也有轉(zhuǎn)折，這是因?yàn)榛炷灵_裂，受拉區(qū)混凝土部分退出工作，原來由混凝土承受的拉力傳遞給鋼筋，使鋼筋應(yīng)變突然加大。隨著荷載繼續(xù)增大，鋼筋及混凝土應(yīng)變進(jìn)一步增加，裂縫條數(shù)增多，裂縫逐漸向上發(fā)展，撓度進(jìn)一步發(fā)展，但變化均很穩(wěn)定。隨著荷載進(jìn)一步增大，鋼筋開始屈服，荷載-鋼筋應(yīng)變曲線出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。撓度增長很快，裂縫增長亦加快，荷載-撓度曲線也出現(xiàn)第二個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。當(dāng)鋼筋進(jìn)人強(qiáng)化階段后，荷載基本不能增長，而撓度進(jìn)一步增長直至混凝土被壓壞，呈現(xiàn)出明顯的延性。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1極限荷載

表3極限彎矩理論值與實(shí)測值對(duì)比

Table 3 Comparison of ultimate moment

HRBF筋混凝土梁極限荷載實(shí)測值、理論值及設(shè)計(jì)值對(duì)比見表3。其中，Mu,e為試驗(yàn)梁極限荷載實(shí)測值；Mu,t為混凝土強(qiáng)度與鋼筋強(qiáng)度取實(shí)測值按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算出的理論值；Mu,d為混凝土強(qiáng)度取設(shè)計(jì)值，HRBF400級(jí)鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度取360MPa、 HRBF500級(jí)鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取435MPa按規(guī)范計(jì)算出的極限荷載設(shè)計(jì)值。

從表3可以看出，HRBF筋混凝土梁極限荷載實(shí)測值與理論值比值Mu,e/Mu,t均值為1.02，變異系數(shù)為0.07，試驗(yàn)值與理論值吻合較好，說明規(guī)范關(guān)于普通鋼筋混凝土梁正截面受彎承載力的計(jì)算公式可應(yīng)用于HRBF筋混凝土梁；極限荷載實(shí)測值與設(shè)計(jì)值比值Mu,e/Mu,d均值為1.20，變異系數(shù)為0.10，試驗(yàn)實(shí)測值均大于理論計(jì)算值，具有一定的安全儲(chǔ)備。

3.2剛度、撓度

各試驗(yàn)梁在短期荷載作用下?lián)隙葘?shí)測值與根據(jù)規(guī)范計(jì)算的理論值對(duì)比見圖5（以B4D、B5D為例），其中，E表示試驗(yàn)實(shí)測值，T表示規(guī)范計(jì)算值。

圖5 撓度實(shí)測值與計(jì)算值比較

Fig. 5 Deflection comparison

從圖5可以看出，各試驗(yàn)梁根據(jù)規(guī)范計(jì)算的理論值與撓度實(shí)測值吻合較好，規(guī)范計(jì)算值基本大于試驗(yàn)實(shí)測值，偏于安全，普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件剛度計(jì)算公式仍繼續(xù)適用于HRBF級(jí)鋼筋混凝土梁。

短期荷載作用下，構(gòu)件剛度為短期剛度Bs，按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，本次試驗(yàn)取正常使用荷載效應(yīng)約為設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)的80%，荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合的80%[16]，荷載長期作用對(duì)撓度增大影響系數(shù)為θ，長期剛度B與短期剛度Bs的關(guān)系為B=Bs/θ，試驗(yàn)實(shí)測的短期荷載作用下的撓度ds,e、長期荷載作用下的撓度推測值dl,e、荷載長期作用下的撓度的計(jì)算值dt,s對(duì)比見表4。

規(guī)范規(guī)定受彎構(gòu)件的撓度限值為d/l=1/200。從表4可以得到，B4組試件在荷載長期作用下的撓度與跨度的比值均小于1/200，B5組大部分試件在荷載長期作用下的撓度與跨度的比值大于1/200。因此在設(shè)計(jì)細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件時(shí)，需注意加強(qiáng)對(duì)長期荷載作用下?lián)隙鹊尿?yàn)算。

3.3裂縫間距與裂縫寬度

當(dāng)構(gòu)件臨近極限荷載的80%時(shí)，裂縫已趨于穩(wěn)定。在描繪裂縫形態(tài)的同時(shí)，量測純彎段內(nèi)各條裂縫的水平間距，將純彎段內(nèi)裂縫間距取平均值，并與按規(guī)范計(jì)算得到的裂縫間距平均值同列于表5進(jìn)行比較。

由表5可見，計(jì)算的平均裂縫間距與實(shí)測的平均裂縫間距的比值lcr,t/lcr,e，其均值u=1.06，變異系數(shù)

表4 撓度理論值與實(shí)測值對(duì)比

Table 4 Comparison of theory value and tested value of deflection

表5 裂縫平均間距與裂縫寬度理論值與實(shí)測值對(duì)比

Table 5 Comparison of theory value and tested value of average crack spacing and crack width

δ=0.07，實(shí)測值與計(jì)算值符合較好。

為加強(qiáng)對(duì)細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的推廣，對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)，規(guī)范按荷載的準(zhǔn)永久組合并考慮荷載的長期效應(yīng)的影響。在正常使用極限狀態(tài)下，采用規(guī)范中最大裂縫寬度公式進(jìn)行計(jì)算。取荷載長期作用下裂縫寬度的增大系數(shù)為1.5，根據(jù)短期荷載作用下實(shí)測的最大裂縫寬度可推測出荷載長期作用下的最大裂縫寬度。短期荷載作用下的最大裂縫寬度實(shí)測值ws,e、荷載長期作用下的最大裂縫寬度推測值wl,e與按規(guī)范計(jì)算的荷載長期作用下的最大裂縫寬度值wl,e對(duì)比見表5。

由表5可見，根據(jù)規(guī)范計(jì)算的長期荷載作用下的最大裂縫寬度wl,e與根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測值推測的荷載長期作用下的最大裂縫寬度wl,e的比值wl,t/wl,e均值u=1.18，變異系數(shù)δ=0.15，推測值與計(jì)算值符合較好。

規(guī)范規(guī)定：在一類環(huán)境下，普通鋼筋混凝土梁在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合并考慮荷載長期作用影響的最大裂縫寬度限值應(yīng)取0.3mm。由表6可以得到，推測的試驗(yàn)梁的最大裂縫寬度值均小于0.3mm，因此細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度滿足要求。

4結(jié)語

細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋混凝土梁同普通鋼筋混凝土梁受力性能相似，混凝土截面平均應(yīng)變符合平截面假定。規(guī)范關(guān)于極限荷載、剛度、平均裂縫間距、最大裂縫寬度的理論與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。HRBF400級(jí)鋼筋混凝土梁在正常使用狀態(tài)下的撓度、最大裂縫寬度滿足規(guī)范要求。新規(guī)范為推廣HRBF500級(jí)鋼筋，在進(jìn)行正常使用狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)取荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，HRBF500級(jí)鋼筋混凝土梁在正常使用狀態(tài)下最大裂縫寬度滿足規(guī)范要求，但其撓度仍不滿足規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)撓度的驗(yàn)算。

參考文獻(xiàn)

中國建筑科學(xué)研究院．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010 [S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

王鐵成，李艷艷，戎賢．配置500 MPa鋼筋的混凝土梁受彎性能試驗(yàn)[J]. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2007, 40(5):507-511.

李艷艷，崔武文，戎賢．高強(qiáng)鋼筋混凝土梁裂縫控制試驗(yàn)研究[J]. 混凝土，2011(5):132-135.

王命平，張自瓊，耿樹江．500MPa級(jí)帶肋碳素鋼筋混凝土簡支梁的受彎試驗(yàn)[J]. 工業(yè)建筑，2007，37(8):39-42.

王全鳳，劉鳳誼，楊勇新，黃奕輝，張清河．HRB500級(jí)鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗(yàn)[J]. 華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，27(3):300-303.

篇10

0引言

混凝土結(jié)構(gòu)是我國目前最廣泛使用的結(jié)構(gòu)類型，其在高溫作用下往往受到不同程度的損傷，降低了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，并發(fā)生過災(zāi)后倒塌的案例。隨著高層建筑和公共建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑物發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性、造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失也日趨嚴(yán)重。當(dāng)混凝士構(gòu)筑物遇到火災(zāi)時(shí)，其加熱溫度和加熱時(shí)間是不確定的。一般而言，提升混凝土的耐火性, 相應(yīng)的混凝士構(gòu)筑物的耐火性也會(huì)有較大程度的增強(qiáng)。

1一般混凝土的耐火性

混凝土耐火性即混凝土在火災(zāi)高溫下的性能, 包括高溫下的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彈性模量、應(yīng)力- 應(yīng)變曲線等等指標(biāo)。混凝土自身的耐火性通常對(duì)混凝土構(gòu)件的耐火性有顯著影響, 從而影響建筑結(jié)構(gòu)的耐火性。

混凝土從耐火程度上可以分為一般混凝土和耐火混凝土兩大類。一般混凝土是由水泥、水、 骨料和外加劑經(jīng)過攪拌、 澆搗和硬化過程形成的一種水硬性復(fù)合材料。 在高溫作用下, 混凝土將發(fā)生熱分解, 從而改變混凝土的力學(xué)性能。對(duì)于普通硅酸鹽混凝土而言, 處于400℃以下時(shí)溫度對(duì)其強(qiáng)度影響不大,甚至還有一定程度的提高, 但處于 800 -1000℃時(shí), 其強(qiáng)度下降幅度較大。

能承受900℃以上溫度的混凝土稱為耐火混凝土。它由適當(dāng)?shù)哪z結(jié)料、耐熱粗細(xì)骨料(有時(shí)也摻入一定量磨細(xì)的礦物摻量)和水，按一定比例配制而成。耐火混凝土的特點(diǎn)是在高溫下仍能保持一定的力學(xué)強(qiáng)度和良好的耐急冷急熱性, 且高溫下收縮變形小。由于所用膠結(jié)料和骨料不同，它們各自的耐熱性能和其他物理力學(xué)性能也就必然會(huì)有差別。按膠結(jié)材料主要分為硅酸鹽耐火混凝土、鋁酸鹽耐火混凝土、磷酸鹽耐火混凝土等；按耐火骨料品種主要分為高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、硅質(zhì)、半硅質(zhì)、鎂質(zhì)耐火混凝土等。實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度、極限使用溫度以及其他性能要求、原材料供應(yīng)狀況和經(jīng)濟(jì)效益等因素綜合考慮，確定選用耐火混凝土的品種及其骨料。耐火混凝土從 20 世紀(jì) 50 年代后期開始在我國得到較大的發(fā)展, 廣泛應(yīng)用于石油化工、水電、建筑和機(jī)械等領(lǐng)域。

2火災(zāi)下混凝土的性能

混凝土在火災(zāi)作用下,其內(nèi)部的溫度逐步升高 ,混凝土在升溫過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一系列的物理、 化學(xué)反應(yīng) ,使混凝土在高溫下逐步喪失強(qiáng)度或出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象使承載能力下降 ,最終無法繼續(xù)承受荷載而崩潰。其過程大置可概括如下:

混凝土開始升溫到 100℃左右時(shí),水泥砂漿和骨料中的自由水分逐步蒸發(fā)排出。在 180℃左右時(shí),水泥凝膠體開始出現(xiàn)脫水反應(yīng) ,原來以化學(xué)形式存在的水分開始得到釋放和蒸發(fā)。隨著水分的逐漸蒸發(fā) ,伴隨著凝膠體結(jié)構(gòu)的持續(xù)崩塌 ,毛細(xì)孔的平均體積、表面積和孔隙率開始增加。當(dāng)溫度達(dá)到500℃ 左右時(shí) ,水泥砂漿塊中的氫氧化鈣開始出現(xiàn)分解。。硅酸鹽類粗骨料在 570℃左右時(shí)出現(xiàn)晶體轉(zhuǎn)化,并伴隨著明顯的熱膨脹。在 700℃左右時(shí) ,水泥砂漿塊中水化硅酸鹽鈣開始分解。在溫度達(dá)到 800℃左右時(shí),混凝土中碳酸鹽類粗骨料開始出現(xiàn)脫碳 ,并拌隨著一定數(shù)量的二氧化碳?xì)怏w排出。在溫度達(dá)到 1150 - 1200℃左右時(shí)水泥砂漿和骨料開始熔化。

與此可見,混凝土在升溫過程中,水泥砂漿的脫水反應(yīng)使其孔隙率增加、微裂縫逐步發(fā)展、 強(qiáng)度逐步削弱；水泥砂漿和粗骨料的熱變形的存在著差異 ,使兩者間的粘結(jié)也逐步受到損傷和破壞；粗骨料在高溫下的轉(zhuǎn)化和分解,使混凝土性能進(jìn)一步的惡化；同時(shí),混凝土內(nèi)部的不均勻溫度場,產(chǎn)生較高的溫度應(yīng)力,使混凝土在高溫下的承載能力進(jìn)一步的削弱。

3特殊混凝土的耐火性

3.1高強(qiáng)混凝土耐火性

一般把強(qiáng)度等級(jí)為C60及其以上的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土。高強(qiáng)混凝土作為一種新興建筑材料，以其抗壓強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)、密度大等優(yōu)越性，在高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)以及某些特種結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。

相關(guān)研究表明，與普通混凝土相比，高強(qiáng)混凝土的耐火性能較差。隨著高強(qiáng)混凝土的在實(shí)際工程中的應(yīng)用逐漸增多，高強(qiáng)混凝土的耐火性能特別是火災(zāi)中的爆裂問題值得關(guān)注。。高強(qiáng)混凝土的耐火性能較差，火災(zāi)中發(fā)生爆裂的原因是高強(qiáng)混凝土采取了較低的水灰比。這主要是為了獲得較高的強(qiáng)度和提高高強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性能。高強(qiáng)混凝土構(gòu)件的耐火性能特別是抗爆裂與混凝土強(qiáng)度、含水率、密度、配筋及火災(zāi)本身的特征等有關(guān)。

3.2輕質(zhì)混凝土耐火性

輕質(zhì)混凝土又名泡沫混凝土，是一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料，其具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、耐火等優(yōu)良性能。

輕質(zhì)混凝土的特點(diǎn)是孔隙較多且密度較小，而熱量在氣體中的傳遞速率要比在固體中傳遞的速率慢，因此，與普通混凝土相比，輕質(zhì)混凝土質(zhì)量輕，且具有較佳的耐火性能，應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中不僅可減少結(jié)構(gòu)自重，而且可增加耐火時(shí)間，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全水平，因此，輕質(zhì)混凝土具有十分廣闊的發(fā)展前景，但是與輕質(zhì)混凝土耐火性能有關(guān)的相關(guān)問題還需要進(jìn)一步深入研究。。

3.3鋼筋混凝土耐火性

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)高溫作用下，強(qiáng)度的計(jì)算主要同鋼筋高溫性能有關(guān)，它直接影響建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的反應(yīng)以及對(duì)火災(zāi)后的評(píng)定和處理方案。鋼筋混凝土一般使用普通低碳鋼筋，高溫下鋼筋彈性模量的降低與溫度有很大關(guān)系，而鋼材的種類和強(qiáng)度級(jí)別對(duì)其影響不大。

鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力主要由混凝土硬化收縮時(shí)將鋼筋握裹而產(chǎn)生的摩擦力、鋼筋表面與水泥膠體的膠結(jié)力、混凝土與鋼筋接觸表面上凹凸不平的機(jī)械咬合力所組成，這是鋼筋與混凝同工作的前提。在火災(zāi)中，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力會(huì)相應(yīng)程度地降低，這與火災(zāi)溫度、鋼筋類型、冷卻方式等有關(guān)。

4建筑結(jié)構(gòu)的耐火性

在高層結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、多層框架結(jié)構(gòu)中，常常采用鋼筋混凝土。在火災(zāi)高溫下, 這兩種材料的強(qiáng)度和變形性能隨溫度的變化而變化, 但由于二者的膨脹性、線脹系數(shù)的不同, 必將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布、預(yù)應(yīng)力重分布, 最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降。加上火災(zāi)能夠引起結(jié)構(gòu)局部破壞, 使得部分結(jié)構(gòu)提前退出平面工作, 從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌和整體結(jié)構(gòu)破壞。 出于對(duì)火災(zāi)進(jìn)行防范的安全考慮, 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)耐火性的設(shè)計(jì)必不可少。由此可見，對(duì)混凝土耐火性的研究顯得更有意義和必要性。

5結(jié)語

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，人口的不斷膨脹，人均占有資源不斷減少，對(duì)合理利用資源，降低單位產(chǎn)品能耗及保護(hù)環(huán)境的要求也將愈來愈高，所以新型的膠結(jié)料、耐火骨料和外加劑都將在今后耐火混凝土的研究值得關(guān)注。同時(shí)借助于研究應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)方法和制備技術(shù),耐火混凝土的各種工作性能都將有很大潛力能夠顯著地提高，耐火混凝土將更有效地服務(wù)于人類社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙俊梅,任錫躍.包頭鋁廠焙燒爐爐壁耐熱混凝土脹裂事故分析[J]. 包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào), 1998,(02)

[2]宿曉萍,隋艷娥,趙萬里.高溫后混凝土力學(xué)性能的對(duì)比分析[J]. 長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,(03)

[3]馬保國,王耀城.高溫下高強(qiáng)高性能混凝土性能劣化的表征方法[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2007,(05)

[4]彭偉,王春華.鋼筋混凝土梁剩余抗彎強(qiáng)度的灰色預(yù)測[J]. 低溫建筑技術(shù), 1998,(04)

篇11

1、市政道橋施工中高強(qiáng)度混凝土的概況分析

1.1、高強(qiáng)度混凝土的特點(diǎn)

（1）環(huán)保性好

高強(qiáng)度混凝土通過減少混凝土的使用，可以節(jié)約在橋梁建筑工程中煤、礦石、砂、水、土地等能源的消耗。此外，能有效減少廢渣和有害氣體的排放，有效降低維護(hù)費(fèi)用，達(dá)到節(jié)能減排的目的，其環(huán)保性較好。

（2）經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

高強(qiáng)度混凝土比普通水泥的水泥用量少，不但能夠降低減水劑的使用量，而且能節(jié)約水泥使用成本，達(dá)到節(jié)省原材料成本的目的。一些特殊工程，如跨海大橋中使用的混凝土要摻入抗?jié)B劑、抗腐劑等各種外加劑，此外，普通混凝土的耐久性和強(qiáng)度不夠，在使用中容易出現(xiàn)病害，后期維護(hù)費(fèi)高，而高強(qiáng)度混凝土的使用能夠有效節(jié)省這些成本。

（3）適應(yīng)性好

混凝土橋梁工程逐漸向大跨度與高負(fù)荷力方向發(fā)展，要讓混凝土的拌合物具備高強(qiáng)度并且便于澆灌，在施工中不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，能廣泛應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力箱梁、混凝土鋼管拱橋、斜拉橋塔等各類橋梁施工。性能好的混凝土能保證澆灌的質(zhì)量，確保其強(qiáng)度、密實(shí)性、穩(wěn)定性和耐久性。在配置高強(qiáng)度混凝土?xí)r要用大量的細(xì)礦渣并改善其粘性。

（4）耐久性高

混凝土耐久性指的是其抵抗化學(xué)腐蝕、大氣作用、磨損等劣化環(huán)境的能力。劣化的誘因主要是混凝土內(nèi)含有部分有害物及水分，因此，混凝土的強(qiáng)密實(shí)性是其高耐久性的有利保障。要獲得混凝土的強(qiáng)密實(shí)性，必須控制水量，少用水泥并摻入高活性礦物質(zhì)，使有害物質(zhì)及水分不被滲入，由此得到混凝土的高耐久性。

（5）強(qiáng)度高

對(duì)于混凝土而言，最根本的要求就是強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。由于混凝土結(jié)構(gòu)各不相同，對(duì)于強(qiáng)度的要求也很難統(tǒng)一。例如，在道路橋梁工程中，要求混凝土的強(qiáng)度非常高，因此，使用高強(qiáng)度混凝土能達(dá)到穩(wěn)固橋梁構(gòu)造的作用。

1.2、市政道橋建設(shè)施工中應(yīng)用高強(qiáng)度混凝土的優(yōu)勢(shì)

（1）高強(qiáng)度混凝土符合施工需要

高強(qiáng)度混凝土具有耐久性好、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)是橋梁施工的必須條件，基于這種要求，施工單位設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把應(yīng)用高強(qiáng)度混凝土納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃。在橋梁施工過程中使用高強(qiáng)度混凝土不但能使資源發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能縮短施工周期，提高工程效率，大量橋梁工程的實(shí)踐表明，在總荷載中，很大比例的重量是橋梁自身的重量。因此，使用高強(qiáng)度混凝土能夠減輕橋梁自身重量，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性，使截面高度降低;前期就達(dá)到高強(qiáng)度，便可加快進(jìn)度，提高工程效率。

（2）高強(qiáng)度混凝土能提升橋梁跨度

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)橋梁跨度也提出了新的要求。隨著我國交通運(yùn)輸事業(yè)的高速發(fā)展，公路、鐵路橋梁建設(shè)所使用的混凝土也隨之變化，強(qiáng)度等級(jí)不斷提高，這些因素都對(duì)混凝土性能要求更高。在我國大型的跨河、跨江、跨海的橋梁建筑工程中，許多已經(jīng)嘗試使用C50～C60級(jí)泵運(yùn)輸混凝土，如廣東的虎門大橋和江蘇的楊浦大橋等，從對(duì)高強(qiáng)度混凝土使用的回饋情況可以判斷其能夠很好地提升橋梁的跨預(yù)應(yīng)力。

（3）高強(qiáng)度混凝土能延長橋梁使用年限

在橋梁建設(shè)中使用高強(qiáng)度混凝土不但能讓資源優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，而且對(duì)延長橋梁的使用年限起到很好的促進(jìn)功效，高強(qiáng)度混凝土能有機(jī)結(jié)合其他建筑原材料，效果大大強(qiáng)于普通的混凝土，所以說高強(qiáng)度混凝土能有效延長橋梁的使用年限。世界上其他國家的高強(qiáng)度混凝土通常用在跨度大的橋梁建設(shè)工程上。例如日本著名的明石海大橋和加拿大的聯(lián)盟大橋等，其使用壽命均較長。

2、高強(qiáng)度混凝土在市政道橋中的應(yīng)用

2.1、原材料

（1）優(yōu)質(zhì)原材料

高強(qiáng)混凝土它的安定性比水泥好,并且質(zhì)量比水泥穩(wěn)定。一般選用的525#硅酸鹽水泥，同時(shí)還要確定水泥的初凝時(shí)間，其標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量以及活性都要在標(biāo)準(zhǔn)值以上。

（2）粗骨料

粗骨料的強(qiáng)度、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、含水率、顆粒形狀等都要符合要求。將這些高強(qiáng)度材料混合在一起才能配制出高強(qiáng)混凝土,粗骨料也應(yīng)該選用堅(jiān)硬的石灰?guī)r碎石,因?yàn)榇止橇系牡V物成分能和水泥形成良好界面,同時(shí)還能發(fā)生化學(xué)作用，使材料結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。卵石的粗骨料可以有效提高拌合物的易性，通常情況下，高強(qiáng)混凝土使用于鋼筋密集的地方，所以集料粒直徑不能太大，并且要保證集料空隙控制在15～25mm,卵石粒直徑應(yīng)該控制在25～30mm內(nèi)。

（3）細(xì)骨料

細(xì)骨料的質(zhì)量好壞影響著高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，其含泥量、顆粒級(jí)配、云母含量等指標(biāo)都應(yīng)該符合要求。因?yàn)榻啊⒑由啊⑹⒑沉啃。越?jīng)過攪拌的混凝土粘稠度很高，難以振搗，所以在施工中不能使用。為了迎合混凝土的易性特點(diǎn)，勢(shì)必會(huì)加大水泥用量,從而導(dǎo)致成本的增加,這種混凝土的耐久性不好，在后期會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫的現(xiàn)象。

（4）外加劑

外加劑主要是為了保證混凝土在高流態(tài)、低水灰比特性下獲得高強(qiáng)度的重要材料,它可以有效的緩解、延長凝結(jié)時(shí)間同時(shí)還提高強(qiáng)度硬性,在工程建設(shè)中，減少了水泥的用量,明顯的改善了混凝土的流動(dòng)性和易性,常用的外加劑主要有以一萘磺酸鹽、芳香族樹脂、萘磺酸鹽，三聚氰胺甲醛縮合物，磺化瑪隆為主要成分。

2.2、高強(qiáng)度混凝土的施工工藝

（1）高強(qiáng)度混凝土在施工的過程中，水膠比低，因?yàn)樾枰挠盟勘容^少，但是進(jìn)行拌合的時(shí)候卻比較稠，所以應(yīng)用的攪拌設(shè)備必須具有良好的拌合性能。在進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土攪拌的時(shí)候，為了保證短時(shí)間內(nèi)的攪拌均勻，可以使用逆流式或者臥鋪式的攪拌設(shè)備。如果選擇應(yīng)用其他的減半設(shè)備，則需要先進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)，保證攪拌后的拌合物具有一定的均勻性之后，才能繼續(xù)投入使用。

（2）在明確高強(qiáng)度混凝土的配置比的時(shí)候，配置人員必須對(duì)不同的材料進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，并且保證設(shè)備出機(jī)口工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生較大的波動(dòng)。在保證高強(qiáng)度混凝土具有較高精度的稱量裝置之后，配置人員還需要對(duì)砂石的含水量進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。實(shí)現(xiàn)這一目的，操作人員不僅需要嚴(yán)格檢測攪拌設(shè)備上的含水量控制和測定設(shè)備，還需要在進(jìn)行攪拌的時(shí)候，密切注視混凝土的攪拌情況。如果混凝土的攪拌稠度出現(xiàn)一定的波動(dòng)，需要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

（3）在完成高強(qiáng)度混凝土的攪拌之后，操作人員還需要應(yīng)用泵或者是罐車實(shí)現(xiàn)對(duì)高強(qiáng)度混凝土的澆筑和運(yùn)輸。如果在進(jìn)行澆筑和運(yùn)輸?shù)倪^程中，工作人員應(yīng)用手推車，不僅會(huì)增加工作難度，還不能完成對(duì)高強(qiáng)度混凝土外加劑的添加，不利于高強(qiáng)度混凝土的配置。

（4）高強(qiáng)度混凝土具有獨(dú)特的特點(diǎn)，水灰比小，在制作完成后，一般情況下都不需要泌水或者是需要進(jìn)行少量的泌水。但是，在完成高強(qiáng)度混凝土的澆筑之后，施工人員需要加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)度混凝土的濕度養(yǎng)護(hù)，避免因?yàn)楦邚?qiáng)度緩凝土中的含水量太小，而造成高強(qiáng)度混凝土出現(xiàn)塑性裂縫。

（5）高強(qiáng)度緩凝土的制作過程中，會(huì)應(yīng)用到較多的膠凝材料，需要施工人員重視加強(qiáng)保溫工作，避免混凝土的內(nèi)外溫差產(chǎn)生較大的差異，而產(chǎn)生溫度裂縫。

總之，隨著市政道橋的不斷發(fā)展，混凝土的技術(shù)革命也即將開始。高強(qiáng)混凝土由于強(qiáng)度高、耐久性好、變形小等特性，可以滿足建筑需求：橋梁結(jié)構(gòu)、承載標(biāo)準(zhǔn)、承受惡劣環(huán)境等，所以能夠適用于現(xiàn)代橋梁建設(shè)當(dāng)中。同時(shí)這種高強(qiáng)混凝土減小了橋梁構(gòu)架的界面，增大了橋梁的使用面積，在一定程度上，還降低了工程造價(jià)成本。

參考文獻(xiàn)

篇12

1 合理的選取混凝土

在如今的項(xiàng)目中，混凝土是最為常見的物質(zhì)，假如使用不合理的話，就會(huì)引發(fā)縫隙和破損等問題，嚴(yán)重的話將威脅到生命財(cái)產(chǎn)安全。由于建筑業(yè)不斷的進(jìn)步，此時(shí)的混凝土強(qiáng)度得到了顯著的提升。人們利用高強(qiáng)陶粒配制出了密度等級(jí)為16001900，強(qiáng)度等級(jí)在LC30以上的，廣泛用于結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)輕集料混凝土。

高強(qiáng)混凝土是由普通砂、高強(qiáng)陶粒、水泥和水或同時(shí)外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料配制而成的，通常它的強(qiáng)度等級(jí)在LC30以上，密度小于1950千克/立方米，它本身質(zhì)量很輕，是一種理想的結(jié)構(gòu)用混凝土。它和普通混凝土所不同的是涉及到了表觀密度的最大限值和最小的強(qiáng)度等級(jí)限值。

由于經(jīng)濟(jì)高速前進(jìn)，此時(shí)的科技也獲取了顯著的成就，如今橋梁開始朝著大跨度的方向發(fā)展，此時(shí)混凝土本身的缺陷就被暴露出來了，影響到工程的發(fā)展。在這種背景之下，高強(qiáng)混凝土走近人們的視野，它憑借著自身強(qiáng)度高，重量輕，能夠有效的抵抗變形等的特點(diǎn)，很明顯可以很好的應(yīng)對(duì)其不利現(xiàn)象。所以，此類材料是日后項(xiàng)目建設(shè)中使用的關(guān)鍵材料。具體的說它的優(yōu)點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：第一，能夠降低橋梁本身的重量，提升其跨越水平。第二，能夠提升其持久性，增加使用時(shí)間。第三，抗震水平優(yōu)秀。

2 過渡區(qū)域的施工工作

眾所周知，道路和橋梁的過渡區(qū)域時(shí)常的會(huì)出現(xiàn)不合理的下沉現(xiàn)象，也就是跳車問題。接下來細(xì)致的分析下沉的原因，論述應(yīng)對(duì)方法。

2.1 導(dǎo)致下沉的緣由簡述

2.1.1 橋梁地基

很多橋梁地基存在一些顯著的問題，比如含水多，不能夠有效的應(yīng)對(duì)剪力，長時(shí)間的受到自身的重力荷載等，所以經(jīng)常在這個(gè)區(qū)域發(fā)生下沉現(xiàn)象。

2.1.2 臺(tái)背填料

在選取填料物質(zhì)的時(shí)候，要使用透水性優(yōu)秀的物質(zhì)，不過一般使用的這些物質(zhì)有很多的缺陷，比如空隙大，建設(shè)時(shí)期無法掌控好它的壓實(shí)性，由路基路面的恒載和車輛荷載也容易引起地基的壓縮變形，此外，填料的壓縮、固結(jié)、次固結(jié)引起路基路面結(jié)構(gòu)層因行車作用而被壓縮。

2.1.3 設(shè)計(jì)

多種原因?qū)е碌你@探深度較淺，或者是沒有及時(shí)的得到處理，從而導(dǎo)致其理論數(shù)值和具體狀態(tài)之間有很大的差距，此時(shí)就使得軟基的設(shè)計(jì)無法符合相關(guān)規(guī)定。

2.1.4 施工

一般來講，在進(jìn)行道橋建設(shè)工作的時(shí)候，因?yàn)榈罉虻慕ㄔO(shè)次序的不同，導(dǎo)致橋梁兩側(cè)存在建設(shè)區(qū)域窄小等情況，此時(shí)就使得場地的建設(shè)環(huán)境很差。在實(shí)際的建設(shè)時(shí)期這種問題經(jīng)常發(fā)生，因?yàn)榻ㄔO(shè)方追趕進(jìn)度，未認(rèn)真的落實(shí)相關(guān)的要求，回填時(shí)沒有掌控好尺寸，防水工作也沒有開展好，此時(shí)就導(dǎo)致了很多的品質(zhì)隱患發(fā)生。

2.2 整治下沉問題的設(shè)計(jì)建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)

通常采用砂類、滲水性土作為填料。

2.2.1 認(rèn)真的選擇過渡區(qū)域的填充物質(zhì)

在進(jìn)行過渡區(qū)域的填筑工作之前，要認(rèn)真的選取使用的物質(zhì)，把多類土壤比對(duì)分析，而且從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，比對(duì)這些土的技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)而得到最為合理的土壤，將其當(dāng)成是填料。通常采用砂類、滲水性土等這樣的具有良好的級(jí)配水穩(wěn)定性和壓實(shí)特性的材料作為填料。

2.2.2 巧用土工格柵

土工格柵是一種具有很特殊的工程特性的材料，其有著非常顯著的應(yīng)力分散，能夠防止土體發(fā)生一側(cè)的變形問題，掌控好它的這種變形，就能夠顯著的提升其總體的穩(wěn)定性，因?yàn)槠溆兄艽蟮膹椥裕谲囕v多次運(yùn)行的時(shí)候，也會(huì)減少或不產(chǎn)生變形的累積，而且由于土工格柵與路基填土的摩擦作用，使上部荷載在路基中重新分配，降低了橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)力，從而減少沉降。土工格柵因以上的這些性質(zhì)，而成為一種有效控制路橋過渡段不均勻沉降的措施。

2.2.3 恰當(dāng)?shù)牟贾眠^渡區(qū)

因?yàn)闃蛄菏莿傂缘模话悴粫?huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，路基本身是柔性的，可以有變形存在，所以在它們鏈接的地方就會(huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。所以，軟基在處理的時(shí)候，要分析其強(qiáng)度，在特定的強(qiáng)度區(qū)域設(shè)置合理的過渡面。相同的，像是表層的路堤，也要設(shè)置過渡區(qū)。

2.2.4 選擇有利于減少路橋過渡段沉降的橋臺(tái)結(jié)構(gòu)

在多樣化的橋臺(tái)體系里，過渡段路堤在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)施工前填筑，不會(huì)受到建設(shè)區(qū)域的活動(dòng)面的干擾，更加的便于大規(guī)模設(shè)備的運(yùn)行，可以確保壓實(shí)性好，壓實(shí)度也更加的合乎規(guī)定。

2.2.5 優(yōu)化施工組織

在路橋過渡段的施工組織設(shè)計(jì)中，應(yīng)該首先考慮減少路橋間的工后沉降差。應(yīng)盡量提前軟土地基路段的施工時(shí)間，通過增加預(yù)壓時(shí)間，來減少軟基路堤工后沉降。此外，對(duì)一些路基工后沉降可能大的工點(diǎn)，必須優(yōu)先安排深層軟土地基和橋頭高路堤施工，并且進(jìn)行靜置預(yù)壓直至符合規(guī)范要求為止。

3 做好防水路基面的設(shè)置工作

做好防水路基面的設(shè)置工作，對(duì)我們而言有著非常積極的意義。道橋基面的防水工作的品質(zhì)會(huì)對(duì)其使用時(shí)間產(chǎn)生很大的影響，這主要是由于水流到里面使鋼筋生銹，近而發(fā)生裂縫現(xiàn)象。尤其是鋼箱式橋梁由于水的腐蝕造成鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞更為嚴(yán)重。接下來具體的講述幾類常見的應(yīng)對(duì)方法。

3.1 道橋水泥混凝土路基澆筑后，在初凝階段使用鋼絲刷進(jìn)行表面拉毛處理，這樣可增加道橋路基面的粗糙度，以增加道橋路基面與道橋防水層和瀝青路面鋪裝施工后的粘結(jié)力。道橋防水施工路基面處理的粗糙度和深度要適合所選用防水材料的需要。

3.2 可以通過銑刨機(jī)來對(duì)瀝青混凝土路面的開挖、翻修以及瀝青路面擁包、網(wǎng)紋、油浪、車轍的清除處理，來除掉道橋水泥混凝土路基表面的浮漿，以提高道橋路基面與道橋防水層和瀝青路面鋪裝的粘結(jié)強(qiáng)度。一般對(duì)路基面的浮漿進(jìn)行清楚處理，可以使路基面的強(qiáng)度大大增加。

3.3 要想提升防水效益，就要認(rèn)真的處理外層的混泥土路面的缺陷問題。橋梁的基礎(chǔ)會(huì)生成很多小的縫隙，通常這些縫隙存在于浮漿中，能夠經(jīng)由打毛來應(yīng)對(duì)這種問題，確保防水層可以發(fā)揮效益。一般是用鑿毛機(jī)來進(jìn)行處理，以提高混凝土表面附著力，增加新老水泥混凝土的結(jié)合度，從而保證水泥混凝土公路澆筑形成一個(gè)整體。

4 結(jié)束語

通過分析得知，工作人員要認(rèn)真的分析項(xiàng)目的技術(shù)點(diǎn)，要盡全力確保建設(shè)品質(zhì)優(yōu)秀，為國家的道橋事業(yè)貢獻(xiàn)自身的力量。

參考文獻(xiàn)

[1]張廣彬，李文化.道橋用彈性體（SBS）改性瀝青防水卷材的開發(fā)[C].全國第九次防水材料技術(shù)交流大會(huì)論文集，2007.

篇13

Key words： steel high-strength concrete column；axial compression ratio；axial compression；bearing capacity

中圖分類號(hào)：TU392.1；TU352.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）15-0134-02

0 引言

框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件震害一般是梁輕柱重，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。柱是框架結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，出現(xiàn)較大的塑性變形后難以修復(fù)，柱破壞可能引起整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌。柱的承載力和變形對(duì)整體結(jié)構(gòu)的抗震性能影響較大。大量試驗(yàn)表明[1]，型鋼分擔(dān)了柱的部分軸力，混凝土部分的軸壓比得到了有效減小，故而柱的抗震性能得到提高。因此，型鋼高強(qiáng)混凝土柱被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代超高層建筑。

1 試件參數(shù)

基本試件型鋼采用鋼材強(qiáng)度等級(jí)為Q235，屈服強(qiáng)度fy=235N/mm4，極限強(qiáng)度值為fu=275N/mm2，彈性模量Es=2.1×105N/mm2，泊松比為0.2；混凝土材料強(qiáng)度等級(jí)為C70，極限抗壓強(qiáng)度fc=69.7N/mm2，彈性模量Ec=3.7×104N/mm2，泊松比為0.2；箍筋、縱向鋼筋取用HRB335級(jí)筋，泊松比為0.2，彈性模量Es=2.1×105N/mm2，屈服強(qiáng)度為fy=300N/mm4[2]。模型中混凝土采用Solid65實(shí)體單元，型鋼采用Solid45實(shí)體單元，鋼筋采用Link8單元，鋼筋彌散于混凝土中，型鋼與混凝土接觸面采用Ansys中粘結(jié)命令處理，計(jì)算中不考慮型鋼與混凝土之間相對(duì)滑移問題[3]。

文章分別對(duì)三種不同截面配鋼形式的型鋼高強(qiáng)混凝土柱在軸向力N和水平單向加載作用下的受力性能以及破壞機(jī)理進(jìn)行分析。型鋼高強(qiáng)混凝土柱截面如圖1所示。

2 相同軸壓比下試件延性及耗能能力的比較

當(dāng)軸壓比相同時(shí)（n=0.45），試件1、試件2及試件3的骨架曲線如圖2所示。

試件1延性系數(shù)

？滋？駐1=？駐u/？駐y=5.5/1.8=3.1；

試件2延性系數(shù)

？滋？駐2=？駐u/？駐y=3/1.2=2.5；

試件3延性系數(shù)

？滋？駐3=？駐u/？駐y=7.5/2.8=2.7。

從圖2骨架曲線及延性系數(shù)可以看出，不同型鋼形式的試件表現(xiàn)出不同的性能。延性系數(shù)越大，柱子的延性越好。延性性能和耗能能力都較好是帶翼緣十字形型鋼柱（試件1），在外荷載作用下，即使外包保護(hù)層混凝土剝落，但其內(nèi)包混凝土也能與型鋼繼續(xù)共同工作，從而提高了構(gòu)件的抗震性能；而抗震性能相對(duì)較差的是不帶翼緣的十字形型鋼柱（試件2）；工字形型鋼柱（試件3）只是在其配置了型鋼的強(qiáng)軸方向上表現(xiàn)出良好的延性和耗能能力。

3 不同軸壓比下試件延性及耗能能力的比較

3.1 試件1在不同軸壓比下的骨架曲線

圖3是試件1軸壓力系數(shù)分別為n=0.38、n=0.41、n=0.45時(shí)骨架曲線的比較。

當(dāng)n=0.38時(shí)，

？滋？駐1=？駐u/？駐y=5.8/1.5=3.9；

當(dāng)n=0.41時(shí)，

？滋？駐2=？駐u/？駐y=5.5/1.8=3.1；

當(dāng)n=0.45時(shí)，

？滋？駐3=？駐u/？駐y=4.4/1.8=2.4。

由計(jì)算得出的延性系數(shù)可以看出，軸壓力系數(shù)影響試件的位移延性系數(shù)。試件的位移延性系數(shù)隨軸壓力系數(shù)的增大而降低。軸壓力系數(shù)從0.45降低到0.41柱的位移延性系數(shù)增加了29%，可見，在其它參數(shù)相同的情況下，降低軸壓力系數(shù)可以改善試件的延性。

從圖3可以看出，軸壓力系數(shù)n=0.38時(shí)的骨架曲線下包面積比n=0.41和n=0.45時(shí)的骨架曲線下包面積大，且n=0.38時(shí)的骨架曲線下降段比其它兩條曲線（n=0.41；n=0.45）的下降段平緩。可見，軸壓力系數(shù)低的構(gòu)件耗能能力強(qiáng)，過最大荷載后，強(qiáng)度衰減緩慢，變形能力和延性性能也比較好。

3.2 試件2在不同軸壓比下的骨架曲線

圖4是試件2軸壓力系數(shù)分別為n=0.38、n=0.41、n=0.45時(shí)骨架曲線的比較。

當(dāng)n=0.38時(shí)，

？滋？駐1=？駐u/？駐y=3.8/1.4=2.7；

當(dāng)n=0.41時(shí)，

？滋？駐2=？駐u/？駐y=3/1.2=2.5；

當(dāng)n=0.45時(shí)，

？滋？駐3=？駐u/？駐y=2.8/1.2=2.3。

由計(jì)算得出的延性系數(shù)可以看出，軸壓力系數(shù)影響試件的位移延性系數(shù)。試件的位移延性系數(shù)隨軸壓力系數(shù)的增大而降低。軸壓力系數(shù)從0.45降低到0.41柱的位移延性系數(shù)增加了8.6%，可見，在其它參數(shù)相同的情況下，降低軸壓力系數(shù)可以改善試件的延性。

從圖4可看出，軸壓力系數(shù)n=0.38時(shí)的骨架曲線下包面積比n=0.41和n=0.45時(shí)的骨架曲線下包面積大，且n=0.38時(shí)的骨架曲線下降段比其它兩條曲線（n=0.41；n=0.45）的下降段平緩。可見，軸壓力系數(shù)低的構(gòu)件耗能能力強(qiáng)，過最大荷載后，強(qiáng)度衰減緩慢，變形能力和延性性能也比較好。

3.3 試件3在不同軸壓比下的骨架曲線

圖5是試件2軸壓力系數(shù)分別為n=0.38、n=0.41、n=0.45時(shí)骨架曲線的比較。

當(dāng)n=0.38時(shí)，

？滋？駐1=？駐u/？駐y=8.2/2.7=3；

當(dāng)n=0.41時(shí)，

？滋？駐2=？駐u/？駐y=7.5/2.8=2.7；

當(dāng)n=0.45時(shí)，

？滋？駐3=？駐u/？駐y=7.1/2.8=2.5。

由計(jì)算得出的延性系數(shù)可以看出，軸壓力系數(shù)影響試件的位移延性系數(shù)。試件的位移延性系數(shù)隨軸壓力系數(shù)的增大而降低。軸壓力系數(shù)從0.45降低到0.41柱的位移延性系數(shù)增加了8%，可見，在其它參數(shù)相同的情況下，降低軸壓力系數(shù)可以改善試件的延性。

從圖5可看出，軸壓力系數(shù)n=0.38時(shí)的骨架曲線下包面積比n=0.41和n=0.45時(shí)的骨架曲線下包面積大，且n=0.38時(shí)的骨架曲線下降段比其它兩條曲線（n=0.41；n=0.45）的下降段平緩。可見，軸壓力系數(shù)低的構(gòu)件耗能能力強(qiáng)，過最大荷載后，強(qiáng)度衰減緩慢，變形能力和延性性能也比較好。

4 主要結(jié)論

①軸壓力系數(shù)和耗能能力是影響型鋼高強(qiáng)混凝土柱抗震性能的兩個(gè)重要參數(shù)。在同等條件下（含鋼率、配箍率、縱向配箍率、軸壓比相同），帶翼緣十字形型鋼柱的延性、水平向的屈服位移和極限位移均大于不帶翼緣十字形型鋼；工字形型鋼在其強(qiáng)軸方向上的延性、水平向的屈服位移和極限位移大于帶翼緣十字形型鋼。②翼緣對(duì)核心混凝土的約束作用不僅有利于提高柱的承載力，可以使柱子抵抗側(cè)向變形能力極大的提高。③隨著軸壓力系數(shù)的增加，型鋼高強(qiáng)混凝土柱的延性和耗能能力均降低。

參考文獻(xiàn)：