時間:2022-06-11 10:48:18
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在國家級實驗教學示范中心建設過程中,福州大學提出“理實結合、教研互動、嚴謹求實、鼓勵創新”的實驗教學理念,重視創新能力培養和實驗室隊伍建設,自主研發儀器設備,注重理論與實踐結合,加強校際間交流與合作,采取多種措施提高學生的綜合素質,取得了喜人的成果。
陳寶春,博士,教授,博士生導師。福州大學土木工程學院院長,兼任福州大學土木工程本科實驗教學中心主任。長期從事本科教學工作,負責福建省精品課程橋梁工程的建設與主講,主編和參編教材多本,主持或參與教改課題多項,發表教改論文多篇,2010年被評為福建省教學名師,2011年獲寶鋼優秀教師獎。
承擔了碩士和博士研究生課程各1門。所指導研究生中,已畢業碩士24人,博士11人,其中3人獲得盧嘉錫優秀博士生獎,4篇論文被評為福建省優秀博士論文。
致力于組合結構的研究與應用推廣工作。鋼管混凝土拱橋的研究居國際領先水平,出版《鋼管混凝土拱橋》等專著。主持國家與省部級科研項目和重大橫向項目數十項,獲國家和省部級科技獎勵十余項。
:教育部自2005年啟動“高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作”后出臺了一系列文件,對高校教師轉變實驗教學思想產生了重要影響。您認為貴校領導和實驗教師在教育理念方面有哪些轉變?
答:自2009年福州大學土木工程實驗教學中心成為國家級實驗教學示范中心建設單位以來,學校領導和中心教師始終圍繞著教育部的實驗教學示范中心建設目標來管理和發展,并結合福州大學的實際發展狀況,提出了“理實結合,教研互動,嚴謹求實,鼓勵創新”的實驗教學理念,以適應培養創新型、復合型高素質工程技術人才的需求。
主要的教育理念轉變有以下幾個方面:
(1)定位實驗教學和理論教學同等重要的地位。要培養學生的創新意識、實踐動手能力,實驗教學具有理論教學不可替代的重要作用,因此將實驗教學提高到與課堂教學同等重要的地位,并提出“培養實驗基本技能和項目設計能力,培養提出問題、解決問題能力,培養團隊精神,促進個性發展”的實驗教學方針。
(2)重視創新能力培養,構筑開放性實驗室環境。學校抓住旗山校區建設的契機,以校園網為平臺,投入180多萬元為各實驗中心建設開放式實驗教學管理系統,對實驗教學的各環節實行網絡化管理。
(3)重視實驗室隊伍的建設。實驗室隊伍的業務水平直接決定了中心建設的質量,學校設立實驗教學關鍵崗、重點崗以及實驗教學彈性編制,吸引了科研工作中成績突出、勤于思考、有敬業精神的學術骨干和中青年教師參與到實驗課教學工作中來。
(4)加強理論和實踐的結合,優化實驗教學內容。從土木工程專業人才培養出發,開展對實驗教學體系的深層次改革和建設,構建“三層次、三平臺、三基地”的土木工程實驗教學體系,使實驗教學內容與科研、工程和社會應用實踐密切聯系。
:我們了解到貴中心自主開發了許多教育設備,這些設備在教學和科研中均有卓越表現,請您從中選取2~3件自制設備,介紹它們在實驗教學過程中顯現出來的突出特點。
答:(1)新型水泥基材料抗裂性能測試儀
中心教師設計和自制了集新型環形約束收縮測試裝置、養護箱以及應變采集系統(包括數據采集電纜線、應變采集儀和普通計算機)于一身的新型水泥基材料抗裂性能測試儀(如圖1所示)。其具體技術參數主要有:控溫范圍:10 ℃~60 ℃。控溫精度:±0.2 ℃。控濕范圍:30%~95%。控濕精度:±3%。擱架性能:一次可放置6個約束收縮試件;分為6層擱架,每層擱架間距250 mm,每層擱架的面積大于600 mm×600 mm,從而具有占地面積小的優點。
采用在混凝土環中插入隔板的方法,誘導一條裂縫在隔板處產生。增大隔板處混凝土環向拉應力,產生應力集中,加快混凝土環裂縫的產生。
通過對內鋼環應變數據的分析,可以獲得混凝土環內部微裂縫產生和發展等損傷信息。提出的評價方法,即使在裂縫不可見的情況下,也能對混凝土抗裂性能進行快速評價。
本裝置及相應的評價方法可將混凝土結構裂縫的事后修補變為事前預測和評估。當發現混凝土配合比不滿足抗裂要求時,通過調整混凝土配合比,可減少混凝土開裂的概率,延長建筑物使用壽命,具有非常好的經濟效益、社會效益和廣闊的應用前景。
該自制設備已推廣到廣西大學等高校,獲實用新型專利和發明專利各1項,發表學術論文若干篇,在福州大學本科生科研訓練計劃(SRTP)“再生細骨料的性能研究”和“新型引氣劑對高性能混凝土抗裂性能的影響”中得到應用。
(2)大型量水堰
該設備屬薄壁量水堰,是一種使用最早且精度較高的測流設施,廣泛用于水力學、水工實驗室及灌排渠道上,長7 m,寬1.2 m,高3 m,最大可量測流量為0.6 m3/s(如圖2所示)。該設備可單獨使用,也可與渠系建筑物配合使用。薄壁量水堰在鐵制堰板上設置缺口,使水流由缺口通過時具有銳緣堰流的性質。在距堰板上游3~4倍最大過堰水深處設水尺,根據水尺讀數(水面超過堰頂的高度),即可由事先繪制好的水位流量圖表得到流量。
圖2 大型量水堰
為了提高測量精度,采用自由溢流。按缺口量水堰形狀,薄壁量水堰可分為三角形堰、梯形堰、矩形堰及曲線形堰等數種。實驗是在標準條件下進行的,因此堰的裝設及堰前渠道的流態也應符合標準條件,使之成為具有標準工作狀態的標準堰。
該自制量水堰已在土木工程創新型實驗研究計劃(IRP)“高擴散、低收縮差動式挑坎體型優化研究”和“鋸齒形丁壩與普通丁壩的實驗對比”等項目中得到應用,其中“高擴散、低收縮差動式挑坎體型優化研究”項目獲得第二屆全國大學生水利創新大賽二等獎。
關鍵詞:土木工程;混凝土施工;施工技術
中圖分類號:S969.1;文獻標識碼:A ;文章編號:
在土木工程的混凝土施工技術直接關系著混凝土結構的使用性能,關系到整個工程的質量好壞。在施工之前應清楚的了解混凝土的結構和產生問題的原因,這樣才可以采取相應的措施進行解決,從根本上提高混凝土的結構安全使用壽命,從而有效的保證施工的質量。下面該文旨在探討在施工各個環節,混凝土施工工藝的注意要點。
一、混凝土強度等級不同的處理要求
1、與基礎的相接要求
柱與獨立基礎或底板不同強度混凝土的交接面,一般設在基礎或底板的上表面,與混凝土施工縫相重合,以方便施工。若為獨立基礎,亦可設在梯形截面的變截面處。柱與獨立基礎或底板不同強度等級混凝土的交接面,也可設在柱外距離柱為柱寬的截面處,深度至底板或基礎底部。
2、柱與梁相接要求
柱與梁相接的節點核心區受力非常復雜,且施工縫常留置在該區的上部及下部,若不同強度等級的混凝土在此處理不好,可能留下隱患。柱與梁不同強度等級的混凝土交接面設在距離柱為梁高的梁上。在與梁下皮等高的柱的施工縫上繼續澆筑混凝土時,澆筑與柱等強度的混凝土至板下平面,混凝土也隨同澆至柱相鄰梁內距離與梁高相等的梁內,梁內混凝土也澆至板底平面,此時混凝土澆筑不能停止(此處不能形成施工縫),而應在柱截面內繼續澆筑與柱混凝土強度等級相同的混凝土至板的上表面,此處作為柱混凝土澆筑的施工縫。為此,當節點核心區混凝土澆筑至板下平面時,在柱的截面位置上要支設高度等于板厚的柱模板。此種做法施工過程繁瑣,施工時除要注意不同強度等級混凝土的澆筑在交接面處的更換外,還要及時支涉高度等于板厚的柱模,但能保證柱節點核心區的混凝土強度等級與柱相同。梁板的混凝土盡可能采用相同的強度等級,一般設計的混凝土強度等級相關并不大,通常相差1-2級;整澆梁板結構的鋼筋混凝土梁是按T形截面內的混凝土按強度等級高的混凝土澆筑,剩下的低強度混凝土量也就不多了,為方便施工,梁板混凝土宜采用與梁相同強度等級的混凝土。如果梁和板的混凝土等級相差較大,不同混凝土強度等級的混凝土交接面可留在彎起鋼筋等于板厚的豎直截面上
二、混凝土原料要求
1、對水的要求。在混凝土施工的各用水環節里,不能使用沒經過處理的沼澤水、工業污水、工業廢水。預應力混凝土以及鋼筋混凝土不得應用海水。拌制混凝土要符合下面的要求:水中不得有影響混凝土硬化凝結的糖類與油類,PH值必須大于4,硫酸鹽含量不得超過1%。
2、對水泥的要求。使用水泥時一定要區別水泥強度等級,掌握正確的使用辦法。由工程基礎情況為標準,選擇合適的水泥種類。
3、對骨料的要求。混凝土中最基本的骨料成分是砂石,根據砂石摻入比,我們知道,它的需求量是非常大的。在土木工程施工時,應該進行統籌規劃,仔細研究砂石質量、力學指標、開采儲存辦法等。對于骨料應當從經濟、優質、就地取材等幾個原則出發,進行合理選擇。可以用天然骨料,可以用人工骨料,也可以用混合骨料。
三、配料和攪拌要求
1、配料準備前提:水泥進場的時候,要按照級別、包裝、品種、出廠日期、裝配倉號等進行一一檢查,而且還要對安全性、強度等性能指標實行復驗制度。其質量一定要符合國家標準。如果在使用過程中,對水泥的質量與出廠日期產生質疑,可以要求復驗,復驗不合格的水泥產品,不得繼續使用。預應力混凝土中,絕對不能使用含有氯化物水泥。
2、混凝土配合比要求:在正式配料之前,應當要進行配比實驗,而不得根據經驗進行配比。在保證水泥質量的同時,也要注意合理與經濟的原則。對于檢查發現的錯配、少配、漏配的混凝土禁止出倉。生產混凝土過程中,石、砂實際含水量可能同設計配比含水量有差距,施工中要隨時根據現場測試結果進行配合比調整。
3、對投料量的要求:攪拌機承載混凝土量不應過多,投料量應控制于攪拌機額定容量以下。根據施工配合比、攪拌機型號,對投料量進行科學要求。
四、運輸混凝土要求
1、運輸基本要求。在運輸的過程中,要使混凝土保持均質,不要讓水、砂漿產生流失與流動性減小的現象。要用最短的時間和盡量少的轉運次數把混凝土運到澆筑地,確保初凝之前混凝土的澆筑完成。對于應用了滑升模板進行施工的工程以及大體積無施工縫的澆筑,運輸速度一定要跟得上澆筑速度,中間不得發生中斷。
2、運輸方法要求。混凝土的運輸種類分為平面運輸、樓平面運輸以及垂直運輸。平面運輸一般應用砼運輸車以及自卸汽車。樓面運輸多以雙輪手推車為主要運輸方式。垂直運輸的方法可以有井架運輸、快速提升架運輸、混凝土泵運輸、塔式起重機運輸等等。
五、混凝土施工要求
在對混凝土進行澆筑之前,要認真檢查模板尺寸、標高、強度、位置等,并檢查預埋件同鋼筋的位置是不是準確。把檢查結果記錄在隱蔽工程情況表內。在雨雪等天氣情況下,不應露天進行混凝土澆筑工作。在對豎向結構進行混凝土澆筑時,應當先在底部填進與混凝土砂漿相匹配的水泥砂漿,在澆筑期間不能發生離析。若澆筑高度大于三米,應當用振動溜管讓混凝土實現下落。應當邊施工,邊對模板、鋼筋、支架、預埋件和預留孔洞進行隨時檢查。發現移位變形,隨時處理。最后,要確保混凝土的密實均勻,模板空間內不要留有縫隙。為保障混凝土的完整,澆筑中的間歇時間要盡量縮短。
因為一些設備、技術、人力等方面原因的限制,混凝土澆筑無法實現連續工作而必須出現間歇且間歇時間大于初凝時間的時候,那么應當留有施工縫。施工縫位置應當由施工技術與設計要求共同決定。由于施工縫處新舊混凝土結合力比其余部分要差,所以,應當把施工縫留在便于施工的部位,且該部位所受的結構剪力一定要小。
混凝土在澆筑入模之后,一定要進行即時充分的振搗工作,讓剛進入模板的混凝土馬上充滿到每個角落,把氣泡排出去,使之盡可能地做到均勻性與密實性的最優化。振搗方式分成機械振搗和人工振搗。一般情況下應采用機械振搗,當工程量小或者缺少機械的情況下,應用人工振搗。
六、混凝土養護的要求
混凝土硬化與凝結是因為水泥同水產生了水化反應。在混凝土澆筑完成之后,我們應當采取一些有效的工藝手段,讓水化反應發生得更快更徹底。這種建立合適水化反應環境的工作,就是混凝土養護的過程。為了讓水化反應快速充分完成,使混凝土硬化凝結速度加快,我們要防止成型混凝土的過度風吹、寒冷、干燥、暴曬。這些惡劣的環境都會使其產生異常縮或是裂縫破壞。對此,我們在混凝土澆筑完成后,要對其表面進行及時灑水養護,以保護表面濕潤,防止表面過干造成的裂縫。表面養護的具體要求有:
1、養護混凝土的時間不應當少于28天。
2、低塑性混凝土應當在澆筑完成之后,馬上進行噴霧養護,之后再進行及時的灑水養護。而塑性混凝土也應當在澆筑完成的6-18小時之內開始進行灑水養護工作。
3、混凝土的養護應當連續進行,中間不要中斷,確保在養護期間內,被養護建筑一直處在表面溫潤的狀態。
七、結束語
總之:由上面的分析我們可以知道,混凝土的施工技術對于整個土木工程建設具有很重要的作用。在進行施工以前,一定要清楚了解到混凝土的結構特點,各環節的施工技巧。針對施工中出現的問題進行有針對性地處理。惟有如此,才可以促使問題快速得到解決,以得到保障混凝土施工質量達標,為土木工程建設打好基礎。
參考文獻:
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[3] 陳宏山.土木工程發展中的幾個重點問題[J].建筑與結構設計,2007(02).
一、學科建設與學位工作
組織了應用經濟學、理論、新聞傳播學、歷史學、建筑學、土木工程等6個學科參加全國一級學科評估和體育碩士、藝術碩士、翻譯碩士、漢語國際教育碩士等4個專業學位授權點的申報工作,對于找準學科的優勢和差距,推動學科自主建設,提高研究生教育質量起到了積極的促進作用。
初步建立了博士生導師庫,分析了近三年新增博士生導師學術狀況,全面總結了博士研究生導師遴選工作,為進一步改進學校博士生導師工作提出了建設性建議。
加強了研究生學位論文質量監控,嚴格執行博士論文的雙盲評閱制度和答辯材料的形式審核制度,嚴格執行碩士論文抽查制度,強化了關鍵環節的質量控制,保障了學位授予質量。
二、研究生培養工作
加強了研究生導師遴選制度的改革,促進研究生導師隊伍建設。新增博士生導師25名,新增碩士生導師75人,形成了一支與學校研究生教育規模發展相匹配、整體學術實力較強的研究生導師隊伍。
完成了新一輪專業學位研究生培養方案修訂工作和職業型科學碩士學位培養模式改革方案的論證工作,積極推進了學校研究生分類培養模式的改革。
健全完善了研究生培養質量過程保障體系,增加了257門研究生學位課程的統一排課,開展了定期和不定期相結合的教學檢查,處理了兩起教學事故,實行了網上排課、制定培養計劃和選課等系統化管理,進一步促進了研究生培養管理水平和研究生培養質量的提升。
全面推行了研究生培養機制改革,改變了舊的研究生分類,施行了完全學分制,健全完善了以科學研究為主導的研究生培養模式、導師資助制和新型的研究生獎學助學,研究生基本獎學金覆蓋75%博士生和70%的碩士生,優秀博士生在學期間獲得的最高獎學助學金可達10萬元。學校研究生培養機制改革引起了省內外新聞媒體的熱烈反響,在省內幾家大報的重要版面或頭版頭條、經視衛視臺的黃金時段均有報道,中國教育報》、新華社和新浪網等紛紛刊載了專題新聞。
三、研究生招生工作
進一步完善招生工作制度,健全與完善了我校研究生招生管理制度,形成研究生招生報名、初試、復試和錄取各個關鍵環節的程序保障,促進了我校招生工作的規范化、制度化和標準化,為建立公開、公正、公平的招生工作機制提供了制度保障。
進一步加強了學校標準化保密室、考場和考點的規范化建設,建設了高標準的研究生考試保密室,配置了先進的保密技術防范設施,為保障研究生入學考試安全提供了技術手段和物質條件。
加大了推免生復試權重,革新了特殊人才選拔機制,開辟了校內跨學科、跨學院交流的通道,促進了學校推免生工作機制的創新。學校推免生工作機制創新的基本做法在今年《教育部簡報》第79期專題刊載,得到了教育部的肯定并向全國研究生培養單位推薦。
四、綜合管理工作
根據學校統一部署,開展了新一輪研究生院管理崗位的聘任工作,對部門結構和崗位職責進行了必要的調整,進一步強化了研究生院管理職能,優化了管理隊伍的結構。
制定了學校研究生秘書工作標準,初步形成了研究生培養基層單位管理干部的工作規范,促進了學院研究生教育管理效率和水平的提高。
關鍵詞:土木結構;裂縫;方法
中圖分類號:TV543+.6 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。建筑結構在使用狀態下允許出現裂縫,結構建筑影響混凝土裂縫的因素有很多,例如混凝土材料的收縮性能,混凝土的變形模量、抗拉強度以及徐變等力學性能,但是不能超過結構裂縫的最大間距,(如表1)所示,超過最大間距的裂縫,會對結構的安全性產生極大的影響,不僅在美觀,實用等方面,甚至影響結構的安全性,在地震作用下容易最先發生破壞,以至于倒塌。因此,本文主要研究土木工程結構中裂縫的控制的相關方法, 為混凝土結構的設計者提供一定的技術依據。
2、影響混凝土結構裂縫的因素
裂縫產生的原因主要是變形作用,如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等多因素,此類裂縫占全部裂縫的80%以上。對于變形作用引起的裂縫控制研究還很不成熟,缺乏相關規范及規程,它涉及結構設計、地基基礎、施工技術、材料質量、環境狀態等諸多因素,特別是泵送混凝土施工工藝的發展,使得混凝土裂縫控制的技術難度大大增加。
3、混凝土結構控制裂縫的方法
3.1合理設計結構平面布置
建筑平面宜規則,避免平面形狀突變。當平面有凹口時,凹口處外橫墻宜與內橫墻拉通對齊,并肩在凹口處邊緣設置拉粱,其戳面及配筋不宜太小、;凹口周邊樓板宜適當加厚并加強配筋,宜考慮該處樓板負筋拉通,使能抵抗在此處集中的溫力及混凝土收縮應力。由于建筑標準對通風、采光、日照、明廳、明衛的要求,因此建筑平面不規則,凹凸布局比較普遍。在凹口處,樓板寬度減少很多,溫度應力和混凝土收縮應力很容易在此處集中,導致該處樓板貫穿性拉裂。特別是結構層面中部凹口處,按“長墻及地基板的溫度收縮應力”理論,水平應力最大,樓板結構配筋設計應予以構造性加強。
對于連續長度較長的外墻,建筑上可以考慮設置大的落地門窗和八角窗以減小墻端部處溫差應力,避免樓板切角裂縫的產生。轉角窗處樓板宜加設暗拉梁。減少外墻和室內樓板的溫差一般很難做到,根據裂縫控制“放”的原則,通過減小外墻的連續長度來減小溫差應力。
當樓房長度大于60m時,可在房屋中部設置收縮后澆帶或設置沉降縫,以減小混凝土收縮應力及溫度應力的影響。當建筑物地基可能具有不均勻沉降時,也可設置后澆帶或設置沉降縫,避免沉降裂縫的產生。根據“長墻及地基板的溫度收縮應力”理論,在房屋中部處,由混凝土收縮和溫度變形產生的縱向拉應力最大,在此處設置后澆帶或設置沉降縫,可減小相應影響。
3.2根據具體情況設置后澆帶
現行規范的伸縮縫規定控制開裂與否的唯一因素是結構長度。然而根據大量現場調查,引起結構裂縫的原因是綜合性的,結構長度只是影響溫度收縮應力綜合因素之一,而不是唯一的因素。僅就長度而言,結構長度與應力呈非線性關系,如結構長度小于規范的規定,似乎結構內力影響很小,伸縮縫或后澆帶可以有效地控制裂縫。但是對于承受很大溫差和收縮作用的現澆樓板、大截面梁、剪力墻及長墻等約束度較高的結構,裂縫的概率仍然很高。此外,由于綜合因素的關系,有些工程長度超過規范的規定并沒有開裂。從防水角度分析,由于近代建筑規模日趨宏大,超長、超寬、超厚結構都日趨增多,永久性的變形縫(包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫)給工程的防水質量帶來嚴重不利,止水帶滲漏是常見而又難以處理的質量缺陷。所以,后澆帶的應用是一種進步,但并不是在任何條件下都能奏效。利用后澆帶取代永久伸縮縫時應當注意以下兩個問題:
(l) 后澆帶中清理垃圾困難,接縫不密實,防水質量差,后期可能形成兩條裂縫,因此后澆帶的構造很重要;
(2) 后澆帶的間距不宜過長(30m左右),填充封閉時間不宜過短,以能將總降溫及收縮變形進行一半以上的時間為佳,從目前混凝土的收縮量來看,估計3-6個月方能取得明顯效果,最短不少于45d;在軟土地區,填充時間在結構封頂以后,方可有效地釋放差異沉降的應力。如通過地基處理解決差異沉降問題,為此目的而設的后澆帶可以不設。根據現場實踐經驗,裂縫分為有害的及無害的兩類,
3.3按照要求設計混凝土構件厚度
對現澆樓板板厚宜)L/30-L/35(L為單向板跨度或雙向板短向跨度),一般設計厚度不宜小于100mm(廚房、浴廁、陽臺板不得小于90mm),屋面板厚度宜大于等于120mm。對現澆剪力墻結構,外墻墻厚宜大于160mm,其中地下室外墻墻厚宜大于250mm。就現澆混凝土樓板的最小厚度問題,GB5O010-2002在考慮鋼筋錨固、耐久性等因素而確定的最小厚度,對于民用建筑單向板僅要求為60mm,對于雙向板僅要求為80mrn。樓板厚度越薄,相應產生的混凝土干縮應力亦越大。根據工程設計經驗,厚度低于100mm的樓板的溫度—收縮裂縫很難控制。從構造角度,并考慮經濟合理的原則,提出混凝土現澆樓板的適宜厚度。
3.4減少施工因素帶來的影響
施工因素產生的裂縫主要有以下幾個方面:模板及其支撐不牢固、產生變形或局部沉降、拆模不當引起開裂、養護不好引起開裂、混凝土和易性不好、澆筑后產生分層產生裂縫、冬季施工拆除保溫材料時溫差過大引起裂縫、烈日曝曬后突然降雨產生裂縫、大體積混凝土的水化熱使內部與表面溫差過大產生裂縫、大面積現澆混凝土由于溫度收縮產生裂縫、主筋位置嚴重位移使結構受拉區開裂、混凝土初凝后又受到振動產生的裂縫等等。
4、結論
在實際工程中,經常會出現因為設計、施工、環境的原因,使結構物出現裂縫,從而影響正常使用,工期拖延,給社會造成了巨大經濟損失。隨著建筑規模的擴大和結構形式的復雜化,加上工程進度的加快,裂縫問題日益嚴重。混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量,在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施,盡可能采取有效的設計措施、材料措施、以及施工措施從源頭上防止裂縫的發生,使結構盡量不出現裂縫,或盡量減少裂縫的數量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現,以確保工程質量,使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。
參考文獻
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關鍵詞:高層建筑;反弧懸挑結構;模板支撐;施工技術
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概況
某工程總建筑面積41358m2,由兩棟對稱單體建筑組成,地下一層,地上二十六層,框架剪力墻結構,該項目融商業、住宅和地下停車一體,平面布局別具一格,整個立面陽臺均為弧形設計,同時在屋面東西兩側設計了兩個反弧裝飾結構,左右對稱,形成了不凡的立面裝飾效果。
2 施工難點分析
反弧挑檐位于屋面結構標高 86.7m 處,曲面半徑 3.8m,計三跨共24m 長,由四根挑梁支撐,結構從主立面向外懸挑 3.412m,自重達 40.3t,傾覆力矩為 705kN/m。因此,必須認真做好模板支撐設計,在安全可靠的基礎上,確保經濟合理。反弧挑檐設計為清水混凝土,外置涂料,對挑檐底面混凝土成型質量要求較高,因此,必須嚴格組織好模板支撐體系的放樣、定型及施工測量工作。弧形曲面混凝土澆筑,應認真解決好混凝土密實度、曲面混凝土澆搗流淌問題。
3 模板支撐體系選型
通過各種方案的比較,該工程采用型鋼懸挑、底部架設鋼管斜撐,與挑梁焊接構成懸挑三角架,其上安排型鋼排梁,形成模板支撐的空中基礎;該方案搭拆方便,場地空間利用率高,組裝桿件較少,內力分配明確,且工16 組桿拆除后,可作為本工程 16 層鋁飾板主鋼骨架(設計為工 16),重復利用。具體做法是:從 15 層樓面構設120b@2000 鋼梁,外挑 4.0m,內附樓面 2.0m,鋼排梁采用 3 排工 16,用 φ16 高強螺栓與鋼挑梁聯結。為減少鋼挑梁對樓面負荷,于挑梁下部14 層、13 層樓面分別挑出鋼管斜撐與挑梁焊接,構成三角鋼架,上搭鋼管扣件式腳手架,完成挑檐結構施工承力體系。
4 結構計算
4.1 基本假定
4.1.1 假定鋼挑梁根部錨筋與樓面聯結無相對位移,鋼挑梁近似為一端固定,一端自由的懸臂件。4.1.2 假定鋼管斜撐集中作用于懸臂鋼梁端部,暫不考慮中部頂撐,斜撐簡化成懸臂梁端支承。
4.2 荷載計算
4.2.1 圓弧自重(含挑梁、三角聯系梁):F1=403kN(16.8kN/m);
4.2.2 腳 手 支 撐 及 模 板 自 重 力 :F2=250N/m2;
4.2.3 施 工 荷 載 :F3=2500N/m2;
4.2.4 框架梁自重:F4=6.2N/m (考慮框架梁自重一半作用于支撐平臺);
4.2.5 挑梁自重:F5=31.05kg/m;
4.2.6 鋼排梁自重折合:F6=17.23kg/m;則作用于鋼挑梁的荷載分配。
5 施工方案的實施
5.1 搭設步驟
5.1.1 根據前述挑架布置方案,于 23、24 層斜撐位置預埋 φ25限位筋。5.1.2 預埋固端錨栓:當結構施工至 25 層結構平面時,鋼挑梁相應位置,預埋M20 螺栓,螺栓錨固端與 15mm 鋼板頂焊并與梁主筋焊接。
5.1.3 搭設斜撐,固定鋼挑梁。
5.1.4 擱置型鋼挑梁,搭腳手架支撐,并張好安全網。
5.2結構及支撐加固措施
5.2.1 在 25 層結構施工時,于挑梁固端錨栓位置增設一根小
梁250×350,上配4φ16,下配3φ16加強(因本工程室內吊井,故增加梁不影響室內效果)。
5.2.2為確保25層樓面安全,將M20螺栓間隔改為φ16 拉筋,穿過 25 層結構預留孔,錨固于 24 層樓面,將挑梁對25 層的拉力傳遞到 24 層,減少樓面負載。
5.2.3 為縮短斜撐有效長度,于24層框架梁內設置穿梁鋼管與斜撐扣接,另之間增設一根通長鋼管與室內棒架相聯,以增強支撐系整體受力性能。
5.2.4 最外側斜撐桿。采用雙肢鋼管,旋轉扣件扣接。
5.2.5 支撐體系中挑架安全儲備最低,故于挑梁上部最大應力處焊接魚尾鋼板加勁。
5.3 模板設計、安裝
圓弧曲面底部成型質量要求,故考慮采用 300mm 寬十一夾板模組拼,用50mm 寬薄膠帶貼縫,并均涂隔離劑。圓弧曲面模板支撐龍骨采用φ20 弧形 @400 鋼筋骨架,內側半徑為 3945mm,拆除后,鋼筋調直后可重復利用。
5.4 模板放樣
模板安裝采用直角坐標法進行測放,以外挑水平距離為橫坐標(Xi),以模板底面標高為縱坐標(Yi),利用既定的每 50cm 水平距離,求出模板底標高,測放時,用水準儀測出Yi:500 的水平面,并彈出曲面邊緣線,然后架設水平鋼管,敷設弧形鋼筋骨架,并與水平鋼管焊接,形成曲面網狀承力系,上鋪模板。
6 混凝土澆搗
曲面混凝土澆搗突出矛盾就是混凝土流淌及混凝土密實度問題,經過多方案比較,采取如下措施:
6.1 優化混凝土配合比,在混凝土標號不變的前提下,減少混凝土坍落度,摻加適量減水劑,并適當提高石子(連續級配)粗粒徑含量,以減緩流淌。
6.2 掌握二次振搗時間,布料后,先用鐵楸拍振出漿,然后過60min 后,再用小型高頻振動棒振搗(振動棒不可長時間振擊模板),木抹搓平(60min 指振動界限,由現場根據混凝土參數、氣溫和澆搗條件等因素實驗確定)。
6.3 混凝土澆搗時,由下至上進行。布料時,應左右均勻布料,嚴禁集中下料,以免打彎或踩彎面層鋼筋。
6.4 振動密實后,用定制的弧形刮尺刮平,并注意經常性檢查曲面混凝土厚度及弧度,以確保成形質量。
7 模板拆除
待混凝土達到拆模強度后,申請拆模。拆模時,首先拆除最上一步支撐,待氣割割離鋼筋龍骨與鋼管的聯結(要保留最上一根兩者之間的聯結,以保證其整體性),并用搭機吊鉤勾住鋼筋網架,另系一根保險繩進行調節,然后依次退后拆除模板,掉落在滿鋪50mm 厚木板的支撐平臺上。型鋼挑架的拆除,同樣用搭機及氣割配合,各組裝桿件逆順序依次拆除。拆模過程中,要認真組織、確保安全。
8 實施效果評價
經澆搗過程中的跟蹤檢查及拆模后實測,曲面上各點弧度一致,沿同一圓弧素線上各點標高最大差值為 8mm,曲面底部平滑密實,無明顯接縫。結束語綜上所述,懸挑構件施工,必須認真做好模板支撐設計,通過挑、撐、拉等形式構成荷載傳力架,在確保結構自身安全度的前提下,施工方案達到經濟、安全、合理。對于大面積反弧挑檐等構件施工,要重視施工過程中的雨水等尚未預見的荷載,本工程每塊挑檐長24m,深 0.6m,寬 1.5m,在拆模前,雨水管未導通的情況下,存水可達20t之多,這部分不小的荷載在施工前,也經過了認真的考慮,并及時采取了排放措施,避免了在施工過程中可能出現的隱患。
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關鍵詞:路面;病害;檢測
中圖分類號:U416.2 文獻標識碼:A 文章編號:
路面缺陷檢測和預測在道路質量控制體系中的作用至關重要。它不僅能有效探測路面可能發生的各種病害,也可以對路面結構各層在使用過程中的結構性能變化做出分析和預測。近年來,傳統檢測技術已經逐漸被新型檢測技術取代。國內外許多研究者在不斷開發新型、實用的路面檢測技術。國外在路面檢測技術方面的研究已經有30多年的歷史,并且隨著高新技術的發展在近些年里有所突破。我國從20世紀80年代后期開始,通過設備和技術引進與自主研發,在路面檢測領域也獲得了長足的發展。
彎沉檢測技術
路面彎沉是表征路面結構整體強度的重要指標。最初是通過貝克曼梁利用杠桿原理進行人工測試,測量結果為單點靜態回彈彎沉,這種方法技術簡便、易于普及,但是檢測精度受人為和環境因素影響大、工做效率低。其后又相繼開發生產出自動彎沉儀、穩態動力彎沉儀等。但因其具有動力荷載較小,不能完全反映實際行車情況的缺點,后又被落錘式彎沉儀(FWD)所取代。目前FWD被世界各國廣泛用于動態彎沉檢測和結構性能評價。
FWD的工作原理是通過計算機控制下把一定質量的重錘由液壓傳動裝置提升至一定高度,然后釋放,使其自由下落,落在一剛性圓盤上(荷載盤),對路面產生一個脈沖荷載,其作用時間和振幅值非常接近于運動著的汽車輪載,在該荷載作用下,路面產生變形,形成彎沉盆。彎沉盆各處的變形或者最大位移值,由分布在彎沉盆不同位置上的數個位移傳感器測定。荷載的大小通過改變落錘重量,其提升高度可在相當大的范圍內調整,并通過剛性圓盤作用到路面上,路面的變形由5~9個位移傳感器測出。基于彎沉盆數據反演路面結構層模量是FWD應用的關鍵技術。
路面結構缺陷及隱患檢測技術
傳統的混凝土缺陷無損檢測技術主要是超聲法,隨著科學技術的發展一些新興的無損檢測技術如紅外法、雷達法、沖擊回波法、聲發射法等也相繼應用于混凝土缺陷的無損檢測。因各種檢測方法的特點和應用范圍存在差異,目前國內外在路面結構檢測中應用最為廣泛的檢測技術為探地雷達檢測技術和沖擊回波檢測技術。
探地雷達檢測技術
雷達波屬于電磁波的一種,其主要原理是雷達波在混凝土中傳播時,其傳播速度與介質的介電常數相關,當遇到混凝土界面、內部缺陷、鋼筋等介電常數變化較大的目標時發生反射、散射等,通過反射信號的波形、傳播時間等參數判斷混凝土內部狀況。
對于非磁性介質,電磁波的反射特性僅與介質的介電常數有關。探地雷達發射的電磁波在地層中傳播的過程中,遇到該反射界面就會產生反射波,從而探地雷達根據不同的反射波的振幅、相位及頻率特征進行對比,確定路面的結構層厚度及路基病害。
沖擊回波檢測技術
沖擊回波法的原理是由彈性沖擊產生的瞬時應力波理論。由鋼球短促敲擊混凝土表面,產生低頻應力波(70kHz以下),該應力波進入混凝土結構內部并在缺陷或其它界面處發生反射。由反射波引起的結構表面位移被傳感器記錄下來,產生電壓―時間信號,即波形。該信號描述了由結構內部應力波的多次反射引起的瞬時振動。在這些振動中占主導地位的頻率同來自結構內部不同深度反射上來的應力波有關。由于缺陷的存在,波的傳播方式以及在實心結構中發生的發射均被改變。這些變化在沖擊回波測試中的波形及頻譜上均有反映。沖擊回波技術在路面檢測中主要用于路面厚度、裂縫等的檢測分析。
路面應力應變檢測技術
路面在使用過程中要不斷經受荷載、溫度等的影響,在結構內部產生應力,這些因素均能引起路面結構內部的損傷,從而影響到路面的整體使用性能。常見的主要有電阻式和振弦式等幾種,但是這些傳統的傳感器技術由于受到工作原理和材料性質所限,多為點傳感,采集的數據量有限,難以滿足目前土木工的監測要求,而傳感器材耐久性差,不便于更換缺陷,更影響到了檢測結果和技術的推廣。
光纖傳感器由于光纖良好的物理化學特性以及杰出的傳導、傳感性能,使其在近年來得到迅猛發展。可廣泛用于路面結構熱應變和溫度檢測、結構內部應力應變檢測、裂縫檢測和結構整體性估計等幾方面。光纖傳感器具有連續監控、傳輸容量大、耐久性好、抗干擾能力強、輕細柔韌和測量精度高等優點,使其表現出卓越的工作性能以及良好的發展前景。
路面破損狀況檢測技術
路面破損檢測自動化技術一直是路面管理領域的重要研究方向,目前以基于攝影/攝像和模式識別技術的圖像檢測方法應用最為廣泛。交通部公路科學研究所開發了“路面圖像識別系統”CiAS (Cracking Image Analysis System)。CiAS系統能夠對路面破損(裂縫、坑槽等)進行自動分析和處理,確定裂縫位置,計算裂縫長度和寬度,并按照我國現行規范的分類標準進行自動歸類,數據處理結果還可直接發送給路面管理系統(CPMS)。現有的路面破損自動檢測系統均需采用現場檢測、離線分離的工作方式,因具有圖象識別功能、識別精度較低、數據處理工作極大等缺點,一定程度上限制其進一步廣泛應用。
病害的產生極大地降低了路面的使用性能,同時也帶來了巨大的經濟損失。因此,對路面結構實行安全檢測顯得異常重要。目前越來越多的現代化高新技術融入到檢測技術中,使得路面結構檢測技術正向快速、準確、便捷等方向發展。掌握適合我國高等級公路病害的合理檢測技術和手段,對路面早期病害的成因準確地進行分析和處治,具有重要的意義
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關鍵詞:橋梁,新型材料,混凝土,纖維
1 前言
現代交通的發展,對橋梁的質量和壽命聽出了更高的要求。普通混凝土的局限性,剛才的腐蝕性都影響著橋梁的發展。為了解決這些問題,最近20年人們把目光轉向了新型材料,并且取得了實用性的成果。展望未來橋梁的新世紀,隨著新型材料工業的技術進步,規模化生產和成本的下降,它在橋梁結構工程中的不斷擴大,必把橋梁的發展推向一個新起點。
2 歷史進程中新型材料對橋梁的影響
在漫長歲月里,造橋的實踐積累了豐富的經驗,創造了多種多樣的形式,但都離不開材料的選擇。在最基本的三種橋式中,梁式橋起源于模仿倒伏于溪溝上的樹木而建成的獨木橋,由此演變為木梁橋、石梁橋、直至19世紀的桁架梁橋;懸索橋起源于模仿天然生長的跨越深溝而可資攀援的藤條而建成的竹索橋,演變為鐵索橋、柔式懸索橋,直至有加勁梁的懸索橋;拱橋起源于模仿石灰巖溶洞所形成的“天生橋”而建成的石拱橋,演變為木拱橋和鑄鐵拱橋。。這些橋梁形式的改變同時,其使用材料也在不斷的改變。2.1古代橋梁
在17世紀以前,一般是用木、石材料建造的,并按建橋材料把橋梁分為石橋和木橋。
木橋。在公元前2000多年前,巴比倫曾在幼發拉底河上建石墩木梁橋,其木梁可以在夜間撤除,以防敵人偷襲。
石橋。古羅馬時代的石拱橋,拱圈呈半圓形,拱石經過細鑿,砌縫不用砂漿。
2.2近代橋梁
在18世紀初,發明了用石灰、粘土、赤鐵礦混合煅燒而成的水泥。鐵的生產和鑄造,為橋梁提供了新的建造材料。19世紀50年代,開始采用在混凝土中放置鋼筋以彌補水泥抗拉性能差的缺點。此后,于19世紀70年代建成了鋼筋混凝土橋。
鍛鐵橋。1832年,英國在格拉斯哥開始用I形截面鍛鐵建造梁式橋。
鋼橋。19世紀50年代以后,靜定鋼桁架梁的內力分析方法逐步被工程界所掌握。
鋼筋混凝土橋。1900年前后鋼筋混凝土逐漸受到橋梁界重視,被用在拱橋和梁式橋中。鋼筋混凝土拱橋的跨度記錄不斷被刷新。
2.3現代橋梁 20世紀30年代,預應力混凝土和高強度鋼材相繼出現,材料塑性理論和極限理論的研究,橋梁振動的研究和空氣動力學的研究,以及土力學的研究等獲得了重大進展。。從而,為節約橋梁建筑材料,減輕橋重,預計基礎下沉深度和確定其承載力提供了科學的依據。 由此可以看出新型材料的產生推動新技術的發明從而推動橋梁的發展,它們給橋梁帶來質的飛躍。對于目前技術已經定型且成熟的現代橋梁,未來橋梁的發展必然要有新型材料注入才能有所突破,所以新型材料的研究與發展才是橋梁飛躍的根本。
3現代新型材料對橋梁的影響
21世紀,隨著高強度鋼、高強度混凝土、玻璃鋼、碳纖維等太空輕質材料的大量啟用,橋梁建筑的主要材料也不斷在更新。美國聯邦公路署研究中心主任Phillip Yen曾說“目前的橋梁根據材料分類基本是鋼筋混凝土結構和鋼結構兩大類。。我們希望通過發展新材料的性能,能夠把橋梁帶進更高性能的層面。過去已經發展過碳纖維、玻璃纖維等材料,我們現在發展處的高性能的鋼筋混凝土可以突破現在的性能極限,由此可以帶來設計的變化。高強度的鋼結構可以從以前的36-50KSI達到70-100KSI,它的強度、可焊度、韌度都會加倍,在冷卻時還會保持原有的韌度,不會出現脆變。這是高性能材料發展對橋梁的作用。”具有關橋梁專家介紹,21世紀的橋梁主要材料將采用高強度,高韌性鋼材和抑振合金材料,以特殊纖維為輔。日本明石海峽大橋的加勁梁采用780兆帕焊接時低預熱型新型高強度鋼板,使其橋梁主跨設計刷新了20世紀的最大跨記錄達到1990米。美國緬因州的尼爾橋是由23條碳和玻璃纖維織物的拱形結構組成,是纖維強化塑料應用于公路取得的重大突破,土木工程師被它們的良好特性所吸引——高強度、重量輕、耐腐蝕。同時這項技術也引起了奧巴馬政府的重視,交通部長拉胡德在去年8月參觀了該中心。去年9月歐洲最大的不飽和聚酯樹脂供應商和基礎設施結構生產商FiberCore-Europe在第十五屆中國國際復合材料工藝展覽會上,共同展示了一種在自重和載重能力上遠遠超越了傳統鋼鐵和混凝土材質的新型復合材料橋。其實現了制造和施工更便捷,使用壽命可達100年,產生的碳足跡(CarbonFootprint)低,對環境影響小。雖然只是一座人行橋,但它不僅可以承載六頓左右的應急車輛,甚至可以承受重達30噸的重型車梁。21世紀鋼桁連續梁將大量采用高強度低預熱型焊接用鋼板,大線能量焊接用鋼板、高韌性鋼板、抗層狀撕裂型鋼板、異型鋼板、耐候鋼及鍍鋅鋼板、抑振厚板、玻璃鋼、抑振合金材料,不僅可有效地增大鋼桁梁橋的橋跨,而且能有效地降低梁體自重,實現大跨、輕質的目標。高強度混凝土是橋梁建設必不可少的主要材料之一,21世紀的混凝土材料將加入亞納米、水溶性聚合物、有機纖維以不斷提高強度與耐久性。
對于現代橋梁的可持續性而言,設計者應當認識到如何使建筑材料發揮他們最大的特質。比如,貝殼的抗拉強度遠高于水晶,而成分卻很簡單(95%的石灰石+5%蛋白質)。這種自然界的啟迪正引導著科學家們尋找化學組成簡單、工藝簡化并節省能量,又減少環境污染的新型材料。此外,仿生蝴蝶翅膀功能的材料,具有抗水性和自潔功能。又如,一些新型蓄光型自發光材料已經用于公路標志中,再結合各色燃料,使之具備白天充滿豐富的色彩感同時夜間可自發光照明的特性,徹底改變傳統照明能源消耗大的不足。
4結束語
我國橋梁建設發展過程中,與其他科技領域一樣,始終堅持“自主創新”的指導思想,在消化吸收世界先進經驗的基礎上,取得了一批又一批豐碩的成果。現今,我國大規模的橋梁建設是橋梁技術創新、新型材料創新和實現超越的難得歷史機遇。我們要抓住歷史機遇,提升理念,自主創新。未來的橋梁將實現新型、大跨、輕質、耐久、靈敏和美觀的國際橋梁發展的新目標。新型材料橋梁的誕生不僅僅可以成為城市標志性建筑,更能引領時代的進步。
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關鍵詞:輕骨料;混凝土;發展現狀
一、前言
高性能輕骨料混凝土已成為當今混凝土領域的主要發展方向之一,這是因為,優質的高性能輕骨料混凝土與傳統混凝土相比強度高,且質量輕,而且耐久性好,因此在建造大跨度橋梁和超高層建筑時,結構自重會大幅度減輕,相應的材料的用量也會減少,基礎荷載也會降低。從建筑節能方面考慮,在北方地區采用高性能輕骨料混凝土作外墻,冬季取暖能耗較傳統的實心黏土磚或普通混凝土墻體節省約30%--50%,如考慮夏季降溫能耗,使用能耗將節省40%--60%。以上這些都會提高建筑工程的使用性能,降低工程總造價節省了維護費用。此外,輕質結構用混凝土還是海上采油平臺的理想建設材料,與現在的鋼鐵采油平臺相比,具有安全度高、穩定性好、使用壽命長、維修費用低、綜合造價低等優點,對開發我國的油氣資源,實現能源的可持續發展具有重要的戰略意義[1]。
二、輕骨料混凝土的特點
配制輕質結構用混凝土最有效的途徑就是采用輕骨料。輕骨料表面粗糙多孔,有一定的吸水能力,這十分有利于改善混凝土的界面黏結,提高整體的強度;其吸水能力可做為水分存處器,先吸入一部分水分,在以后的養護過程中又釋放出來,有利于水泥的充分水化。由于輕骨料混凝土具有輕質、高強等優點,它比相同強度等級的普通混凝土自重降低20%―30%。這就使結構荷載占有較大比例,并且對材料性能具有較高要求的高層建筑、大跨度橋梁、海洋工程等來說,輕骨料混凝土的這種性能具有較高的市場競爭力[2]。
輕骨料混凝土具有以下特點:
1、輕質高強:輕骨料混凝土的干表觀密度一般為760~1950kg/,結構輕集料混凝土的干表觀密度為1400~1950kg/,普通混凝土的干表觀密度一般為2000~2800kg/,與之相比,輕骨料混凝土可減輕20%~40%,而其強度可以達到普通混凝土用的強度等級CL15~CL50。
2、抗震性能好:地震力和上部結構的自重成正比,當結構采用輕骨料混凝土將降低地震力。同時,由于輕骨料混凝土的彈性模量比同等級的普通混凝土低,結構的自振周期將變長,變形能力增強,結構破壞是將消耗更多的變形能,因此,輕骨料混凝土有利于改善建筑物的抗震能力和抵抗動荷載作用的能力。
3、抗裂性好:和普通混凝土相比,輕骨料混凝土的熱膨脹系數和彈性模量較小,使得由于冷縮和干縮作用引起的拉應力相對較小,表現為輕骨料混凝土的抗裂性較好,這時改善結構的耐久性,延長結構的使用壽命是非常有利的,并有助于降低結構在使用期間的維修費用。
4、耐久性好:使用輕骨料能有效避免混凝土的堿集料反應問題,延長結構的使用壽命。
三、輕骨料混凝土在我國發展情況
我國輕骨料混凝土發展和應用相對較晚。從50年代開始研究人造輕骨料,先后研制成黏土陶粒、頁巖陶粒和燒結粉煤灰陶粒,幾經起伏目前年產量達300萬立方米。據1990年對北京、上海、黑龍江、吉林、沈陽等10個省市不完全統計的資料表明,從70年代―80年代的10年中,用于房屋建筑外墻板的輕骨料混凝土約占其總量的50%;用于建筑砌磚占砌磚的27%。
90年代我國輕骨料混凝土的應用發生了出乎意料的變化。它在墻體中的應用從以高層建筑外墻板為主,改變成以高層建筑框架填充墻用的小型空心砌塊位主地格局;而在承重結構中的應用不僅沒有提高,反而有所減少,出現了近十年來的全國各地新建的萬余棟高層、超高層建筑、大跨度橋梁和高速公路橋等,于是墻體材料得應用,而用于承重結構的高性能陶粒的生產與發展,并沒有受到應有的重視,輕骨料混凝土發展缺乏統一的管理和協調[3]。
隨著對建筑節能和建筑物功能性要求的提高,高性能輕骨料混凝土的研究和應用也得到了快速發展。據1995年不完全統計,以超輕陶瓷粒為主的各種陶粒年產量在200萬立方米以上。如今,廣州、烏魯木齊、昆明、黑龍江和京津塘地區已成為超輕陶粒盛產基地。上海生產出堆積密度為700~800 kg/的粉煤灰陶粒和500 kg/以下的超輕陶粒;湖北宜昌生產的高強陶粒,可以配制出強度等級為C30~C60或更高的輕骨料混凝土。
隨著宜昌、上海等地高強、高性能輕骨料的規模化生產,高強輕骨料混凝土,結構輕骨料混凝土 在我國已逐漸應用。
四、輕骨料混凝土存在的問題
輕骨料混凝土在我國已走過了近40年的研究和應用的歷程。由于技術、經濟和建設觀念等的限制,該材料沒有取得預期的市場份額。輕骨料混凝土行業存在的主要問題有:
技術水平仍處于初級階段
企業生產規模小,生產工藝老套,產品分級處理隨意,而且質量不穩定。基本上是沒有環保設施的簡陋生產線、污染嚴重、與國際水平差距正在拉大。
產品質量不理想
絕大多數的企業的人造輕骨料僅能達到普通輕骨料的質量標準,密度等級在300―900之間,顆粒均勻性差,強度不高,一般僅適用于制備非承重的混凝土制品,以輕骨料混凝土砌塊、輕質內隔墻板、保溫材料為主。嚴重制約了輕骨料在國內工程結構混凝土上的使用。
從業人員對輕骨料經濟性認識不全面
綜合評估輕骨料混凝土的結構工程發現,輕骨料混凝土依靠其自身的優點,會大幅度降低整體建筑物的成本。資料介紹,采用輕骨料混凝土可降低構筑物自重30%~40%,減少勞動強度約20%,減少材料運輸量30%~40%,節省鋼筋量10%左右,工程造價綜合降低10%。但是,由于人造輕骨料比普通碎石、卵石的價格高出幾倍,甚至幾十倍,通常只簡單地從混凝土單方面造價上進行核算,而不考慮整個建筑造價,結果成本較高,從而抑制了輕骨料混凝土的生產和應用。
五、結束語
輕骨料混凝土滿足利廢、節能原則,具有良好的經濟效益和社會效益,對于實現建材工業的建筑節能和墻體改革的目標具有積極的推動作用。但目前輕骨料混凝土的質量和產量還遠遠不能滿足建筑業高速發展的需要,并且存在許多問題。提高輕骨料混凝土的質量,大力推廣應用輕骨料混凝土,仍是擺在所有技術人員面前的一項重要任務。
參考文獻:
1.營建知訊 第120期PP.88.
【 關鍵詞 】建筑業;可持續發展;產業升級
引 言
我國正處于經濟快速發展、社會全面進步的階段,作為國民經濟支柱產業的建筑業,高投入、高消耗、高污染、低效率的粗放式發展模式已經不能適用社會的發展的需要。建筑業必須重新自我審視,走可持續發展道路。白林指出:“實施可持續發展戰略必須通過各行各業、各個領域的努力,以及我們每一個人的具體行動,建筑領域也不能例外”。可持續發展,是指既滿足當代人的需求,又不對后代人滿足其需求構成危害,是一種注重長遠發展的經濟增長模式。資源的稀缺性指出,隨著社會的發展,有限的自然資源不能滿足人類無限的需求,人類與自然的平衡狀態將不斷被打破,人與自然矛盾不斷加大。可持續發展要求兼顧各方的利益,既使當代經濟得到發展,又不危害子孫后展的權利。可持續發展要求堅持公平性、持續性、共同性的原則。
1. 我國建筑業的現狀
建筑業是指專門從事工程勘察設計、設備安裝、土木工程和房屋建設工作的生產部門,是我國國民經濟的支柱產業之一。
改革開放三十多年來,隨著國民經濟的不斷發展,固定資產行業的投資規模也不斷增大,各行各業經濟平穩快速發展,建筑業也得到了跨越性的發展,產業規模達到了歷史高點。據統計,截止2012年,我國具有國家一般承包和施工的專業企業資格的建筑企業完成生產總值達95206億元人民幣,實現26451億元的增值,在國家研究和設計企業的經營收入為9547億元,全國監控類企業項目營業實現1196億元的利潤。國家“十一五”期間,建筑業增加值年均增長20.6%,全國勘察工程設計企業營業收入、國民收入工程監理經營企業的年平均增長率為跟別為26.5%和33.7%。在國際市場上,我國建筑企業對外承包工程營業額年均增長速度超過30%,2012年實現92.2億美元的營業額,新簽合同額、完成對外承包工程達到1344億美元。
我國建筑業發展雖已取得顯著發展,但仍然存在一些深層次的有礙發展的問題:高消耗、高投入、高污染、低產出的粗放式的發展模式沒有得到改變,行業發展過多依賴外部投入,行業總體技術水平低,從業人員整體文化水平不高,專業復合型人才緊缺,技術創新能力滯后,市場交易行為不規范,生產集約化、信息化和管理服務精細化水平較低,物質消耗水平高,能耗大,環境污染嚴重,企業技術裝備落后,國際競爭力較弱等。這些問題呼吁建筑業的可持續發展。
2. 建筑行業可持續發展的意義
建筑業是我國國民經濟的基礎性行業,是我國勞動力就業的重要部門,其上下游產業關聯度大,對整個國家的經濟發展和人民生活質量的改善重大關系。建筑業的可持續發展就指在滿足當前發展需求的同時,不損害社會的可持續性,走資源節約型、環境友好型的產業發展道路。
對企業自身來說,建筑行業的可持續發展有利于企業節約資源,節省成本,讓企業獲得更大的利潤。堅持企業的可持續的發展模式,企業不僅能夠充分利用有限的資源,同時還能變廢為寶,實現資源的循環利用。同時,有利于精簡企業內部結構,優化企業內部管理,有助于企業的長久發展。
對社會來說,建筑行業的可持續發展有利于推進社會的整體進步。建筑業的可持續發展能夠起到模范帶頭作用,引導著其他企業朝著可持續發展方向發展。同時,建筑行業堅持可持續發展,能夠減少對環境污染和對施工現場周邊人群的影響。當然,建筑行業堅持可持續發展,也會得到強大的輿論支持,這對于企業樹立良好的形象是很有幫助的。
對環境來說,建筑行業的可持續發展也是對環境的一種保護,對環境擔負其該有的社會責任。我們知道,建筑行業,免不了砍伐樹木、開墾土地,在建筑中又有可能對環境造成污染,這些都是應該考慮的因素。建筑行業堅持可持續發展,力求把這些污染降到最低,運用其先進技術及生產工藝,減少對環境的破壞,與環境和諧相處。
3. 建筑業可持續發展的措施
建筑業的可持續發展要從可持續建筑設計及技術、可持續施工和可持續管理等三個方面著手。可持續建筑設計和技術就是要求在規劃設計階段采用環保的材料和先進的技術,使建筑在建造過程中盡量減少資源的消耗,在建筑在拆除階段,所產生的建筑廢棄物能夠得到再利用或資源化處理。要求進行生態建筑規劃設計,推廣環保、節能建筑新材料以及先進的建筑技術和設備。施工階段是項目工程的一個重要階段,對建筑的安全性、耐久性、可持續性起決定作用,也是促進建筑工程可持續發展的關鍵環節。可持續的施工要求積極采用新材料,減少建筑垃圾;采用新工藝、新技術、新設備減少資源的消耗和對環境的污染;提高從業人員的專業素養和文化水平,減少安全事故的發生,促進新技術的應用。另外,合理有效的管理方法也能提高工作的效率,節約企業的生產成本。
建筑行業的可持續發展要求完善該行業的法律法規、實施人才興業戰略、信息化戰略,這需要加強該行業的政府監督、加快行業的自律與誠信建設。
4. 結束語
建筑行業的可持續發展是經濟社會發展的需要,是全社會可持續發展的重要組成部分,是貫徹落實科學發展觀的必然要求。建筑行業實施可持續發展戰略不僅能夠減少對環境的污染,還能夠為企業節約成本,提高企業的效率,促進整個行業的產業結構升級。(作者單位:南華大學經濟管理學院)
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