关键词:力学 土建工程 建筑力
1 力的概念
“力”作为物理学中一个十分重要的基本概念,是指物体之间的相互作用。当一个物体受到其他物体的作用后,物体获得速度或者发生的变形我们都称之为“力”。在力学的范围内,我们将物体形状以及体积的变化称之为形变,而将物体的速度变化(包括速度大小以及方向的改变,即产生加速度)称之为运动状态的变化。力作为物体或物质之间的相互作用,当一个物体受到力的作用后,一定存在另一个对其施加这种作用的物体,我们将前者称之为受力物体,而后者则成为施力物体。只要存在力的作用,就一定存在受力物体和施力物体,并且施力物体也是受力物体,而受力物体也是施力物体。力是看不见摸不着的,是由人们在长期的生活实践中逐步建立起来的。
2 建筑力学的任务
建筑力学的任务就是:使所设计的建筑必须是一个结构,且其结构构件(主要是杆件)要既安全可靠(即满足刚度、强度、稳定性的要求)又尽可能地节约使用原材料,以达到最大经济。
3 建筑力学的研究对象
建筑力学的研究对象为建筑(工程)结构和构件。结构:建筑物中承担荷载的体系(承重骨架)。如:梁柱体系、板壳体系、网架体系、水塔、桥梁、土坝、挡土墙等。构件:组成结构的各单独部分。如:基础、柱、梁、屋面板等。
4 建筑力学在建筑设计中的作用
建筑师要设计出适用、经济、美观的建筑物,必须具备美学、艺术、生成等各方面的理论知识。其中包括建筑力学和结构方面的知识,以便在建筑设计工作中能够选择合理的结构形式。在安全和经济的前提下,实现自己的建筑构思,体现力与美的完美结合。
建筑师要在各专业工程师之间做好协调工作,在初步设计阶段作出选用何种承重结构的决定,向结构工程师提出合理的结构要求,在整个设计过程中与结构工程师共同研究和解决建筑和结构之间可能出现的矛盾。
例如:要建造一栋展览馆。当场地、层高、跨度等确定后,屋架选用什么形式、哪些位置放置梁等问题,都要用到结构的知识,而结构受力知识的基础是力学。
5 建筑力学的发展过程及应用实例
一切研究对象受力和受力效应的规律和应用的学科总称就是力学。所谓的七大自然科学是指力学、数学、天文学、物理学、化学以及地理学和生物学。
力学最早是起源于观察自然现象以及在生产劳动中的经验。从新时期时代开始改善巢居穴的条件开始,一直到17世纪中叶前是土木工程从萌芽到发达的时期,这个时期奠定了静力学也就是平衡理论的基础。古希腊的阿基米德系统研究了杠杆平衡、水中物体重心位置受到的浮力等,并且对他们的基本规律进行了进一步的确定。随着古代文明的发展和社会进步不断的创造的无数伟大的工程建设,已经成为灿烂古代文化的重要组成部分。
土木工程从17世纪中叶一直到20世纪的三百年间得到了迅速的发展,不仅脱离了经验阶段,同时还形成了学科的理论体系。在建筑以及灌溉的劳动过程中,人们通过使用杠杆、斜面以及汲水等器具逐渐积累了对物体平衡受力的认识,而伽利略和牛顿所阐述的力学原理是近代土木工程发展的起点。土木工程作为一门学科,也是逐步建立起来的,而其前驱是法国。为了培养建造道路、河渠以及桥梁的工程师,法国于1716年成立了道桥部队,1720年成立了交通工程队,并且在1747年创立了巴黎桥路学校。但是当时的工程师与古罗马时代的人们一样,对于构件的尺寸仅凭借经验和臆断进行决定。
1856年,发明贝塞麦转炉炼钢法后,土木工程中越来越多的应用到钢材,这也成为土木工程的第二次飞跃。18世纪下半叶发生的规模宏大的产业革命,为土木工程提供了性能优良的建筑材料以及施工机具。随着波特兰水泥的制成,形成美观的工程结构以及混凝土给建筑物带来的新的经济,19世纪20年代土木工程迎来了第三次飞跃,这时的土木工程产生了新的施工技术以及工程结构的设计理论。
第二次世界大战后的40多年间,随着社会生产力的飞跃发展以及出现突飞猛进的科学技术,土木工程也进入了一个崭新的时代。土木工程前20多年的最大特点就是进一步扩大工业化规模,而后20多年则是对土木工程进一步渗透现代科学技术。规模极大的工程成为这一时期的代表,如1974年美国建筑的西尔斯大厦(高443米)、1975年加拿大建筑的多伦多电视塔(高553米)、1980年英国建筑的亨伯桥(跨度1410米的悬索桥,)、1988年日本青建造的函海底隧道(长千米)、1993年中国建造的杨浦大桥(跨度602米的斜拉桥,)。这些工程其特征是工程功能化、城市立体化、交通高速化,适应了社会经济发展的需求,在这些特征的影响下,构成土木工程的材料、施工和设计理论3要素也出现了新趋势,理论研究精密化、材料轻质高强、施工过程工业化。
6 结束语
土建工程力学应用是一门研究物体平衡规律以及构件及结构的强度、刚度和稳定性的科学,它涵盖了刚体静力学、材料力学和结构力学的主要内容,土建工程力学应用所研究的问题主要有三类:第一类研究物体的平衡规律:第二类是研究力使物体变形的规律,即研究作用在物体上的力与变形之间的关系;第三类是研究结构的承载能力问题。建造建筑物前,依据学到的分析及计算方法对建筑构件进行受力分析从而确定构件具体尺寸大小、材料及排列,计算后制作的构件能满足,能安全正常使用,不易破坏及产生过大形变,节约材料成本,降低工程造价(经济)。
总结:建筑的发展和力学是不可分的,可以说没有可靠的力学与结构分析就没有安全而又实用的优秀建筑。尤其是对于现代建筑的意义更为重要,每一座好的建筑建造前都要通过很多次的实验验证。如何用最少的材料建造最安全适用的房屋是有一套过程的,通过对建筑模型的力学分析,如它的抗弯能力,弹性性能等。尤其在一些大型桥梁建筑中使用的钢筋结构和拉杆等,在长期的负荷作用下如何保持结构的受力均衡和稳定,在做工程建造前必须有着严密的计算分析及准备方案。例如,在建设青藏铁路时,为了保证铁路地基的长年冷冻状态,在铁路两旁的地基中插入了数千根散热棒,否则地基会由于长期的工作解冻,坍塌裂缝,造成铁轨受力不均,造成不可预计的损失,这些都是要在实际工程中考虑和解决的问题,只有正确地利用力学才能把一座座优美坚固的建筑呈现在大地上。
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鉴于国内木结构行业发展现状,南京林业大学于2002年开始在木材科学与技术学科中设置了木结构建筑工程专业,并招收硕士研究生,2007年率先设立全国第一个木结构建筑工程本科专业,并组成了一支高学历、年轻、结构合理、学科知识门类齐全的教师团队。在团队中,绝大多数教师都具有博士学位,其中有从日本和法国归国的博士各1名。他们中既有长期从事木质材料、加工工艺、检测评估方面的教学、科研人员,也有从事建筑设计、建筑结构、古木建筑研究等方面工作的研究人员。通过对课程体系的不断完善和经验积累,木结构建筑工程专业已经初步具有较完整的课程体系和配套教材,并培养了大量的专业型人才。木结构建筑系在学术团队、人才培养、科学研究、条件建设和国内外学术交流等方面都在迅速成长,在同类学科中的影响力和地位得到了国内外同行的认可。在以往的教学过程中,由于客观上受教学资源、专业课程体系不成熟等原因的限制,本科生课程安排主要围绕建筑设计和工程技术2个方向展开。例如,在基础课程中开设“基础化学”“电工学”等与专业相关性不强的课程,这大量占用了其他专业课程的课时量;在建筑设计系列课程中,“建筑与建筑环境概论”(大一下学期)、“建筑图形设计”(大三下学期)、“木结构建筑设计”课程(大四上学期)安排在不同时间开设,导致课程知识前后衔接困难。此外,从学生的反馈情况看,虽然部分专业课程,如“木结构建筑工程”等,在授课的过程中对木结构建筑设计、施工技术、相关规范以及建筑保护等知识都有涉及,但由于缺乏系统深入的实作训练,学生很难将所学知识融会贯通,不能满足社会工作的要求。因此,有效地调整课程设置,构建以木结构建筑设计为中心的课程体系,对今后木结构建筑工程专业人才的培养尤为重要。
二、木结构建筑工程专业应用人才培养方案的设计
(一)以建筑设计为核心构建课程体系
1.加强主干课程建筑学是一个多学科的领域
主要包括人文科学、自然科学、工艺学、创造艺术等学科(UIA,《建筑教育》)。木结构建筑学科作为建筑学的分支,它的人才培养同样应注重综合性,既应包括扎实的工程技术基础,又需要广博的文化知识储备。因此,南京林业大学在培养方案中适当增加了建筑学主干课程的课时量,如“建筑学基础”“木结构建筑设计”“中外建筑史”“建筑构造”等课程的课时量。另外,还对部分主干课程的时间安排做了适当的调整,如将“建筑图形设计”“木结构建筑设计”课程的开课时间提前,以便与基础课程衔接。同时,在原有课程的基础上增添了“中外城市建设与规划”“园林规划设计原理”“园林木结构设计”等选修课程,目的是提高学生对美学、环境行为学、景观生态学以及建筑遗产保护等相关学科的基础认知能力,从而形成完整的知识体系,引导学生设计思维的扩展与延伸,提高学生的学习兴趣。
2.保持专业技术课程的优势
目前,木结构建筑工程专业的毕业生走上工作岗位后,普遍对建筑工程技术感到陌生,而且表现出后劲不足的问题。建筑工程技术不仅是建筑构想得以实现的支撑要素,更是建筑创作的灵感来源。木结构建筑工程专业在培养方案设定之初就较为重视建筑工程技术方向的课程,目前开设的工程类课程包括“木结构建筑法规与标准”“建筑结构”“木结构建筑工程学”“木结构建筑概预算”“建筑装饰工程”等,内容涵盖木结构建筑规范、木结构主流建筑形式的结构构造体系、建造施工流程、建筑室内装饰技术等方面。这不仅培养了学生扎实的工程技术能力,而且也为学生的木结构建筑工程专业的设计和实践提供了保障。另外,木结构建筑工程专业针对与专业课程对应的基础课程,在培养方案上也做了适当的调整。如,缩减了“大学物理”“理论力学”“结构力学”等课程的课时量,增加了“建筑物理”“建筑构造”“建筑力学”等专业基础课程的课时量,并尽量做到与实际工程相结合。这些措施有效地促进了基础与专业课程内容的衔接,也使学生在有限的时间内高效率地接受相关的知识。
(二)优化专业设计课程的教学内容
随着木结构建筑行业在中国的迅速崛起,木结构建筑工程专业的应用领域和功能要求也逐步发展。因此,在木结构建筑工程专业中,设计课程的教学内容应以住宅中木结构建筑设计为主,并针对不同年级渐进式地开展常见类型的公共建筑设计训练计划。同时,考虑到建筑材料、结构的综合性和复杂性,在公共建筑设计训练中涉及的建筑结构类型应当在木结构的基础上有所突破,如要求学生适当接触和掌握砖木混合建筑以及其他常规建筑设计要领等。另外,针对目前学生普遍存在的设计理念模糊和基础知识不扎实的问题,教师应在理论授课和图纸修改过程中,注重对设计理念、建筑空间设计、流线设计等知识的讲授。在建筑设计软件学习方面,除安排学生学习AutoCAD、3DMax、Photoshop等基础绘图和建模软件外,教师还应针对高年级学生的实际情况,适当增加MiTek、Cadwork、Softplan等木结构建筑设计软件的学习任务,以提高学生对木结构建筑的设计能力。建筑不仅仅属于科学技术领域,或单纯的物质文明建设,建筑还是文化建设,是城市文明灵魂的体现。亚洲建筑协会第七次大会指出,“尊重传统的呼吁是没有强制力的,因此亚洲的建筑和城市越来越明显地呈现出引进的特征”。“木结构建筑设计”课程的教学目的不能只满足于对欧美现代木结构“拿来主义”式的生搬硬套,而应以本土建筑文化的继承和发扬为最终目标。这不仅需要学生对传统木结构建筑历史、文化、建造技术具备全面的认识,更应在建筑设计实践教学中有所体现。因此,除开设“中外建筑史”“木结构建筑文化”“木结构建筑保护学”等理论课程之外,木结构建筑工程专业还应在“木结构建筑设计”课程中引入中国传统木建筑的特征挖掘和基于传统木结构建筑的创新设计等内容。如,引导学生挖掘国内不同地区传统木结构民居的构造特点,并应用到自己的课程设计作业中。这不仅可以激发学生的创新意识、提高其历史使命感和责任感,还有助于学生深入理解和把握古今木结构建筑的演变和发展,使设计更加突显木结构建筑的特色和优势,使现代木结构建筑设计真正走向本土化。
(三)以工程实践辅助木结构建筑设计
1.拓展实践教学内容没有实践的支撑
建筑设计不论有再华丽的外形还是前卫的理念,都只能是坐而论道、纸上谈兵。从已有的培养方案来看,木结构建筑工程专业教学实践环节是以相关课程设计、工程实地调研、结构综合实践和模型设计制作为主,但由于试验场地和设备的限制,使实践教学活动难以完全达到预期的效果。因此,笔者认为可以考虑拓展实践教学内容在课程中的比例,如在教学过程中引入合适的实际工程案例和研究项目,引导学生利用所学知识解决实际问题;对实践要求较高的课程可以让学生以方案设计结合模型制作、社会调查、实际工程案例分析等方式代替单一的试卷考核,以实现对课程内容的掌握;针对高年级学生应增设涵盖多门学科的、由各专业教师共同指导的综合设计课程,同时定期举办木结构建筑专题讲座,邀请业内知名人士与学生沟通交流,为学生的设计实践活动创造良好的条件。
2.课程设计与木结构设计大赛相结合
木结构建筑工程专业不同于一般的自然科学学科,它需要有深厚和宽广的基础理论知识才能有所发明创新。而传统单一的教学模式往往使得学生的个人潜力得不到充分的发挥。木结构建筑工程专业自创办以来,已连续5年举办木结构建筑设计大赛,并成功地逐步从校级竞赛升级为全国性木结构设计大赛。木结构设计大赛的开展不仅有助于在实践过程中激发学生的创造灵感和创新精神,提高专业技能,培养合作能力,而且还能在不同专业、不同高校、不同企事业单位的竞争中为学生提供良好的学习与互动的平台。值得一提的是,南京林业大学材料科学与工程学院将大三学生“木建筑图形设计”课程的课程设计与第二届全国木结构建筑设计大赛相结合,使学生的设计作品从设计理念、完成质量到图纸规范程度都有了明显提升。此外,大赛中激烈的竞争更激发了学生自主学习的兴趣与动力,促使学生主动汲取课本以外的专业知识。如,很多学生在大赛准备过程中就自学了一些效果渲染、结构和能耗分析类的软件,这不仅弥补了课程体系中存在的不足,而且全方面提升了学生的专业素养。
三、木结构建筑工程专业应用人才培养的成效
关键词:高层建筑,基础施工,建筑施工
多数情况下多层房屋惯用的基础形式、设计与施工方法,不能简单地搬用于高层建筑,而必须在认识高层建筑地基基础工作特性的基础上选择和创造与高层建筑特性及要求相适应的基础形式、设计理论与设计方法。因此,本文主要对高层建筑中基础工程的地位、现状及进展进行了论述。
1高层建筑中基础工程的地位
基础是高楼正常使用和稳定与安全的根本。高层建筑基础工程需要保证建筑物具足够的稳定性,同时要求基础和地基具有足够的刚度使沉降和倾斜控制在允许的范围内。因此高层建筑基础工程设计与施工的情况更复杂,难度更大,技术要求更高更严、责任更重。由于它的高、重、大、深的特征,一旦考虑不周或处理不当,将导致远比一般多层房屋更为严重的不良后果。轻则产生难以纠正的过大沉降、倾斜和不均匀沉降,造成结构局部损坏或几乎永久地影响使用功能和美观;重则导致整个建筑的倾覆或破坏,造成比一般多层房屋大许多倍的经济损失。例如,上海某宾馆,地基为深厚软土,采用振冲碎石桩加固地基,箱型基础。由于这种加固方法在软土中的设计理论尚不够成熟,对施工质量与加固效果还缺乏完善的检测手段,加之承包商施工管理不严,偷工减料,致使该建筑物建成后产生不能允许的沉降与倾斜,裙房局部挤压损坏,不得不采取昂贵的地基加固措施。又如南美洲某大厦,设计时未查明地质情况,桩长不足,未达到坚硬土层,桩基承载力也不足,结果当结构施工到顶尚未装修时便开始倾斜,几天后,一夜之间整个大楼倾覆于地面。
很多高层建筑出问题的例子有力地说明了基础工程的设计与施工质量乃高层建筑安全之所系,设计、施工人员必须给予极度重视。此外,高层建筑基础工程的造价和施工工期在建筑总造价和总工期中所占的比例,与上部结构形式和层数、基础结构形式、桩型以及地质复杂程度和环境条件等因素有关。论文大全。除了钢结构和直接建造在基岩上的浅基础以及岩层埋藏很浅的桩基础以外,就钢筋混凝土结构和一般地质条件而言,采用箱形基础或筏基的高层建筑,其基础工程(包括基坑支护与开挖施工)的费用约占建筑总造价的1/10-1/5,相应的施工工期约占建筑总工期的1/5-1/4,因此在高层建筑中,基础工程设计与施工的合理与否对整个高层建筑工程总造价与总工期的影响是很显著的。可将高层建筑中基础工程的地位概括成两句话:基础工程的设计与施工是高层建筑正常使用与稳定安全的根本,其造价与工期对高层建筑总造价与总工期有举足轻重的影响。
2高层建筑基础施工发展现状
高层建筑是随着社会的经济发展与技术进步而发展起来的,而高层建筑基础工程则是随着现代高层建筑的大量兴起和设计理论研究的发展而产生的新兴科学。我国现代高层建筑是从20世纪70年代后期,随着改革开放和大规模的现代化建设的推进而迅速兴起的。在短短30多年的时间,千百幢各种类型的高层建筑在各大中城市中迅速地兴起。我国地域辽阔,各地区的地质条件差别极大、地震区覆盖面又很广,因而各地高层建筑的基础形式多种多样。有采用筏形基础、箱形基础及少数条形基础的,也有采用大直径嵌岩桩、中长混凝土预制桩和超长钢管桩的。建造在良好地基上采用筏(或箱)形基础的高层建筑已达52层170米(广东国际大厦)和67层190米以上(北京京城大厦);建造在深厚高压缩性软层土地基上的箱形基础高层建筑达到14层米(上海陆家宅高层住宅)。
近30余年来高层建筑在我国各地迅速发展的事实有力地说明,我国工程技术人员成功地解决了广大地域内各种地质条件下高层建筑基础工程的设计与施工问题,积累了丰富的经验。无论是设计理论还是试验研究,都有长足的进步,取得了丰硕的成果。论文大全。
近20年来在我国召开了多次有关高层建筑的国际会议。在全国性高层建筑学术会议上,基础工程总是讨论的重要议题之一,高层建筑基础工程的设计与施工问题也往往是人们最关注的热门话题,有关这方面的理论与试验观测的研究成果,以及新技术成果的报导从未间断过,显示出高层建筑基础工程是一个非常活跃的技术领域。
这些经验与成果已陆续反映到《建筑地基基础设计规范》《建筑桩基技术规范》和各地区的地基基础设计规范中,表明我国在高层建筑基础的设计与施工方面已逐步形成整套的理论与经验,并在今后将继续不断地发展。
3高层建筑基础设计的进展
地基基础上部结构相互作用,即地基、基础和上部结构三者实际上是相互联系成静力平衡、变形连续协调、彼此不可分离的整体系统来承担荷载而发生变形的,在这个整体系统中每一部分的刚度均对自身及其他部分的工作性状产生影响,每一部分的工作性状都是自身及其他部分(三者)共同作用的结果。高层建筑基础工程也是如此,它在上部结构荷载作用及上部结构刚度和地基压缩性及均匀性等因素影响下的力学性状(例如它的变形挠曲特征、基底反力和截面内力分布等)都与地基、基础及上部结构的相对刚度特征有关。
高层建筑基础的分析与设计不能不研究这个整体系统的共同作用性状并进行计算分析。共同作用分析就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体,在连接点和接触点上同时满足静力平衡和变形协调条件下求解整个系统的变形与内力。只有这样才能揭示它们在外荷作用下相互制约、彼此影响的内在联系,从而达到安全、经济、合理和先进的设计目的。论文大全。
整体共同作用分析是相当复杂的,这意味着不但要建立能正确反映结构刚度影响的分析理论与有效的计算方法,而且还要研究选用能合理反映土的变形特性的地基计算模型及其参数。而且整体共同作用分析是一个高维与无穷维的超静定问题,只有在计算机技术与数值分析方法的迅、应变关系研究不断深入的当代,共同作用的分析研究才能得以开展受到重视。
4 结论
利用共同作用理论可根本上提高和改善高层建筑基础设计的水平与质量,取得比以往设计更大的经济效果。有效地利用上部结构的刚度,使基础的结构尺寸减小到最小程度。把上部结构与基础作为一个整体来考虑,箱形基础高度可大为减小;当上部结构为剪力墙体系时,有可能将箱基改为筏基。在一定的地质条件下,考虑桩间土的承载作用,得以加大桩距、减少桩数,合理布桩、减少基础差异沉降及内力,从而在整体上降低基础工程的造价。
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钢结构施工的严重性
在建筑施工中钢结构具有其严重性。与钢筋混凝土结构相比,钢结构如果在施工中出现了问题,就会产生了一系列相关问题,包括:增加项目成本、延误项目工程影响施工进度,甚至可能出现建筑倒塌,这样就对人身安全及财产安全造成了威胁,也会产生不好的社会影响。综上所述,钢结构建筑施工具有一定的严重性。钢结构与传统结构的施工相比虽然具有抗震性较强、施工工期较短、自重较轻以及装配简单等优势,如果在建筑施工中出现了问题,也会产生很严重的后果。
钢结构施工的复杂性
在建筑施工中,钢结构具有复杂性。与钢筋混凝土建筑相比,影响钢结构建筑的因素更多且更复杂,所以,导致钢结构质量问题的原因就更多更复杂。相同性质的质量问题也会因为不同的原因导致,这样更加加大了质量问题的分析、判断以及判断的复杂性。例如:在钢结构施工中,焊接裂缝的问题,在对其产生原因的分析中发现可能是发生于焊缝金属中,也可能是母材热影响。这种现象可能出现在焊缝内部也可能出现在焊缝表面,因为焊缝的冷热性不相同,所以导致裂缝的走向也有差别。
2建筑钢结构工程质量控制方法与应用
加强施工原材料质量的控制
无论是任何建筑施工,原材料的质量都是非常关键的,钢结构建筑施工也不例外,所以,建筑钢结构工程的原材料质量的控制至关重要。原材料对工程整体的质量都起着非常关键的作用。我国钢结构建筑对原材料的要求如下:钢材应有屈服强度、抗拉强度、延伸率以及磷含量、碳含量和硫的合格保证。我国建筑行业在进行施工时的刚才必须附有钢材的质量证明书,钢材的规格、品种以及性能都必须与现行的国家产品设计文件以及标准相符合,也达到化学成分的要求。此外,刚才表面的质量在符合国家现行的标准外还需要与其他相关规定相符合,比如:如果刚才表面有划痕、麻点以及锈蚀等缺陷的时候,深度必须小与该钢材厚度的负偏差值的1/2;现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923规定的C级及C级以上,刚才的表面锈蚀的等级必须与之相符合。所以对施工原材料的控制是必要的也是必须的。
做好施工组织设计,及时与设计单位沟通,施工注重细部节点
钢结构建筑施工时,必须按照施工图进行施工及安装。施工单位在确定施工图之后,必须要组织相关的经验丰富的技术人员对图纸进行会审,对应用范围进行仔细核对,仔细检查有没有问题,并且仔细检查节点图的表述。仔细检查设计总说明中有没有强制性条文要求内容的体现,以及各类材料的型号、等级、规格、性能、施工质量要求以及工程安全等级是否明确;节点设计的合理性;施工中的主要措施和施工难点,针对施工难点设计单位应该预先提出完善方案。完善钢结构安装的质量。梁、柱安装的时候,主要对查柱底板下的垫铁是否垫平、垫实进行检查,也要对柱的位移和垂直进行检查,梁的侧向弯曲、垂直、平直进行检查,螺栓摩擦面清理和拧紧程度进行检查,以前全部验收合格之后才可以起吊。钢结构安装形成了空间空间固定单元同时验收合格之后,施工单位必须将基础顶面的空间用膨胀混凝土以及柱底板进行二次浇筑密实。
安装阶段的质量控制
①安装之前要标志构件供应计划以及安装计划,对土建基础施工的柱脚定位轴线进行复核,之后进行埋设地脚螺栓。一般先进行轨道安装,在完成轨道横梁基础后,再在横梁指定的位置进行打孔,按照相关规范在孔中放入预留的螺栓,之后灌入硫磺水泥砂浆,最后用吊车将轨道放在横梁上、装上装上轨件之后拧紧螺栓。②如果工程的结构跨度较大,最好的方法是首先安装立柱,然后再进行吊装组。立柱安装的前提是保证基础面和柱底面接触紧密、平整,在此基础上拧紧螺丝,焊牢之后再进行基础二次浇注混凝土。③对钢屋梁首先要用平拼法进行拼装,按照图纸的尺寸根据图纸尺寸放出拼装大样图,按照图纸的要求来对钢结构的拼装尺寸及外形进行制造,之后才可以拧紧螺栓。在拼装工作结束后,应该用木杆对钢屋架进行牢固处理,堆放时保持立起翻身,如此可以有效的预防形变。④第一榀屋面梁吊装到位后首先用1~2根檩条和梁连接固定,然后吊装第二榀时用1~2根檩条与第一榀连接,同时把其他的檩条用吊车放置在两梁智商,其他也按照此步骤进行操作。⑤在安装屋面檩条的同时即可安装墙面檩条。安装檩条时应保证其与角钢及梁焊接部位焊接牢固,墙面檩条要注意各檩条的位置、标高。预留门窗口尺寸要比实际尺寸大5~7mm,檩条的横平竖直要用水准仪和磁力线坠测量。⑥檩条安装结束之后,就可以对开始面板进行安装,安装屋面板的时候一定要屋脊和第1块板垂直,保证墙面彩板没有缺陷。与此同时,安装人员应该与其保持距离,这样才能更好的保证施工人员的安全,也是我国以人为本的体现。安装结束之后,屋面不允许被人踩踏,并且对其他工作人员的负重行走进行严格的控制,尤其是其他作业绝对不可以在已经安装的面板上进行。⑦最后进行门窗洞口的安装,门口的两侧都需要设置通长槽钢龙骨,门框与槽钢龙骨连接,外包彩板连接扣件,窗框四周需提前安装槽形彩板连接件,在窗口找正之后再用铆钉把槽形连接件固定在彩板上。
钢结构油漆阶段质量控制
在全部安装工作结束后,需要对钢结构进行基层处理,首先,清除干净金属表面的各种污物,比如砂、焊渣、灰浆、锈斑等;其次,在把金属表面的污物处理干净的基础上涂防锈漆,然后等防锈漆干后,把构建表面的锈蚀和缺陷等用油漆配套的腻子进行刮平处理。如果金属表面的油漆附着力加强可以延长油漆的使用年限,也可以更好的预防锈蚀,为了达到这样的目的需要在钢结构构件的表面先进行磷化底漆的喷涂,之后再进行涂装面漆的操作。涂刷的顺序通常都是先难后易、从上至下。在涂刷的过程中需要反复涂刷,刷油要达到色泽一致、不流不坠、饱满以及光亮均匀等。涂刷结束之后要进行仔细检查,这样才不能漏刷,钢结构的面漆通常刷二遍。
框支结构工程技术目前普遍应用于高层建筑中,它是以钢筋混凝土为主要原料,制成的承重梁,同时配以浮石等原料制成的轻质隔墙的一种施工技术。建筑工程框支结构技术应用于高层建筑中具有其必然性:①现代高层建筑的施工程序比较简单,主要是通过混凝土的直接浇筑,实现对建筑工程主体的一次成型,不再需要对每层的混凝土建筑工程进行单独的承重墙施工,避免了重复施工的现象;②框支结构施工技术要求高层建筑要先进行房梁、楼板等部门的浇筑与施工,然后在进行填充墙体的施工,这样的施工环节有利于根据用户不同的空间要求,对墙体进行灵活施工,同时也便于对房屋内部空间结构的二次调整。分析框支结构的最大特点就是具有抗震性。因为框支结构会将所受的力向纵横两个方向转移,从而降低了建筑物的承载力。
2建筑工程框支结构施工工艺
建筑工程框支结构施工工艺流程主要分为:一是轴线放样定位。也就是讲框支结构的轴网控制线确定下来,一般采取经纬仪进行定位,然后再按照主轴线测量轴线间距;二是捆扎钢筋和搭设模架。在进行钢筋捆扎时要对钢筋的捆扎位置进行校正,然后再采取焊接、搭接等方式延长钢筋长度之后在进行绑扎;三是柱混凝土浇筑,此环节可以选择混凝土泵送方式进行浇筑,提高操作的自动化,实现混凝土的一体化程度,避免因为浇筑时间的不同而出现的裂缝等问题;四是对浇筑混凝土进行养护以及填充墙砌筑。施工人员要对浇筑的混凝土进行及时的养护,并且要砌筑填充墙。
3建筑框支结构工程技术面临的问题
混凝土质量问题因为混凝土问题而影响建筑工程框支结构技术发展的现象非常普遍,也是当前建筑工程施工需要给予解决的问题之一,分析混凝土质量问题主要体现在:一是混凝土强度等级不同的问题,为了满足建筑工程质量需要,柱子需要选用强度等级较高的混凝土,而后对于以受弯为主的楼层梁板则不宜使用强度过高的混凝土,因此高强度的混凝土对构件承受的非负载应力会产生不利的影响,但是在具体的施工过程中建筑工程框支结构使用高强度的混凝土现象还普遍存在;二是混凝土的浇筑质量问题,在框支结构混凝土浇筑过程中,施工人员为了个人私利他们会在混凝土中参杂各种添加剂,影响了混凝土的质量,而且混凝土浇筑施工一般采取的施工工具是泵送方式,施工企业为了节省时间与成本他们会同时对竖向构件和水平构件进行集中浇筑,这样的施工工艺会影响框支结构的质量;三是框支结构混凝土的配合比比例不科学。在框支结构施工技术施工中,混凝土的配合比比例有着严格的要求,即砂率每下降2个百分点,混凝土的强度就会下降15个百分点,同样水和石灰的比重每增加10个百分点,混凝土的强度就会降低5个百分点;四是对于混凝土浇筑后的养护工作落实不到位。在施工现场对混凝土浇筑后的养护工作不严格按照养护流程与要求进行,导致混凝土出现各种病害,影响建筑工程框支结构的质量。
保护层问题我国有关规章规定:受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差5mm。但是在具体的施工中,只重视对主筋的保护,而忽视了对箍筋的保护,我们都知道混凝土的保护层作用不仅体现在对框支结构的支撑加固作用,而且还对钢筋的防锈起到关键的保护作用,因此在具体的施工过程中为了保护受力钢筋,将受力钢筋的保护层设定为d+30mm,虽然这种方法有效地保护了钢筋,但是其削弱了框支梁载面所承受的压力,导致其受力过重,引起混凝土开裂。
钢筋框支结构技术问题钢筋框支结构技术是影响建筑工程质量的重要因素,其问题主要体现在梁柱节点箍筋施工的复杂性,比如节点构造复杂、钢筋分布密集导致施工难度比较大,再比如使用的钢筋规格与设计的要求不符、钢筋接头焊接存在弯折等问题,这些问题的存在都会影响框支结构的质量,如果再对这些问题进行修正,就会对框支结构的整体形状造成改变。
4建筑框支结构工程技术问题的对策研究
严格控制框支结构混凝土质量首先要基于不同的框支结构构件采取不同强度的混凝土,在施工前要对框支结构施工进行整体规划,设定不同构件结构所需要混凝土的工程量等,从而在具体的施工中直接应用,避免出现错误;其次加强对混凝土源头的控制,在进入施工现场前对混凝土的质量进行严格检查,避免一些质量不达标的混凝土进入施工现场,同时也要严格控制混凝土的配合比比例,并且根据不同的施工要求进行混凝土配比实验,以确保混凝土的配合比比例符合施工要求,对于配合比结果不符合施工要求的要及时进行调整,坚决杜绝使用参杂添加剂的混凝土;最后做好混凝土的养护工作。在混凝土进行浇筑完成后,要保证框架柱浇捣10小时后在进行侧模的拆除,并且要用塑料膜对混凝土进行包裹,并进行保湿养护,当然模板的拆除要避免过早,以此避免出现裂缝等病害。
科学设计保护层众所周知,建筑工程框支结构技术在施工过程中会优先保护主筋,这样的施工技术对于建筑工程的整体抗震效果而言非常不利,因此为了可以保护主筋,有效提高建筑工程的整体抗震性,在设计保护层框支结构时可以框支梁端保护层超过30mm的区域内增加一道直径间距和框架梁箍筋相等的双支箍,并且铺设4根12mm的纵向钢筋加以固定。
钢筋工程施工技术钢筋工程施工技术是框支结构施工技术中的重要一部分,首先要做好钢筋施工准备工作,将绑扎好的钢筋放置到安全、干燥的地方,对于已经放置在安好的梁上的,则要做好固定工作,避免发生安全事故;其次要进行钢筋焊接技术,对每批次的钢筋都要进行严格检查,在具体的焊接时,一定要做好焊接头的处理,避免焊接头出现弯曲、打结的现象;最后在进行钢筋的放样过程中,应该预留一定的空间,避免焊接处由于受到收缩作用而出现拱起作用,具体的余量为:当受弯构件超过24m时,放样余量应该为5mm,如果受弯构建总长超过24m时,放样余量就应该为8mm。
填充墙砌筑建筑框支结构技术要求施工人员按照预定的施工方案对建筑物的填充墙进行砌筑,砌筑的技术要求为:①砂浆灰缝控制在8-12mm之间,并且砂浆的饱满度不能低于80%;②填充墙、剪力墙以及框架柱之间的交汇处根据间距在上面打入膨胀螺母,并且将拉结钢筋焊接并埋设到砌体的灰缝中;③当砌到距离框架梁200mm处,要等待1周时间,随后在采取粘土砖将其斜砌在梁底。
5结束语
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