在建筑工程中,混凝土是一种广泛使用的材料。混凝土虽然具有很强的抗压能力,但其抗拉和抗剪能力较弱。为了改善混凝土的抗震性能,通常需要采用钢筋网进行加固。
钢筋网的组成和作用
钢筋网是一种由钢筋组成的网状结构。钢筋通常采用直径为6-12毫米的钢材制成,并通过焊接或绑扎的方式连接成网格状。钢筋网放置在混凝土浇筑前,主要起到以下作用:
- 提高混凝土的抗拉强度:混凝土在受到拉应力时容易出现裂缝。而钢筋网具有较高的抗拉强度,可以有效地阻止裂缝的产生和扩展。
- 提高混凝土的抗剪强度:混凝土在受到剪应力时容易出现剪切破坏。钢筋网可以增加混凝土的抗剪能力,防止混凝土沿剪切面断裂。
- 限制混凝土的变形:钢筋网可以限制混凝土在受力时的变形,提高混凝土的刚度和韧性。
- 提高混凝土的耐用性:钢筋网的加入可以提高混凝土的耐腐蚀性和抗冻融性,延长混凝土结构的使用寿命。
钢筋网的选用和布置
钢筋网的选择和布置至关重要,它直接影响混凝土的抗震性能。以下是一些需要考虑的因素:
1. 钢筋的直径和间距:钢筋的直径和间距应根据混凝土混凝土装配式建筑抗震性能探索?
混凝土装配式建筑抗震性能是怎样的?国内对于这项研究有哪些发展?请看中达咨询编辑的文章。 对于混凝土装配式建筑抗震性能的研究,国内外均有涉及。 与传统建筑相比,装配式建筑抗震性能的研究仍较少。 目前,装配式建筑抗震性能研究的重点在节点。 除此之外,预制混凝土构件自身承载力和配筋方式对装配式建筑的力学特性影响也较大,因此,对混凝土装配式建筑抗震性能仍需进一步的比较研究。 发展混凝土装配式建筑是促进建筑建设产业节能减排降耗、绿色生产的有效途径;是带动建筑产业化、提高生产效率的高效催化剂。 同时,发展混凝土装配式建筑是全面提升大众住房质量和品质的必由之路,而建筑抗震性能的提高则是人们生命的保障,因此,对比研究混凝土装配式建筑的抗震性能至关重要。 1分析比较1.1比较研究预制混凝土构件的承载力1.1.1外加剂和掺合料对混凝土承载力的影响外加剂会对混凝土承载力产生较大的影响,其中应用最广的有减水剂、引气剂和矿渣。 如今,一些环保高效的减水剂都得到了广泛的应用,并且效果理想,应用相对较广的是一种叫聚羧酸的新型减水剂。 聚羧酸与各种水泥的相容性好,水泥中添加聚羧酸制造的能使混凝土发生无离析、泌水现象,可以有效保证混凝土体积稳定性的增强以及前后期强度水平。 试验表明,引气剂可用以改善混凝土拌和物的坍塌度、流动以及其可塑性。 之于引气剂,其原理便是在混凝土中掺入部分搅拌均匀并且性质稳定的小气泡,保证减税效果达到6%~9%,有助于其稳定性的提高能够减少混凝土中泌水以及离析现象的产生。 有效改善混凝土的和易性和工作性,提高混凝土预制件的体积稳定性。 矿渣混凝土的特点便是其可塑性以及保水性的效果较好。 随着近年来粉磨技术的不断提高和矿渣超细粉活性的激发,当其作为惨合料加入混凝土中时,能够充分发挥其物理、化学性能等其它潜在的活性,水化热的降低能有效保证混凝土构件耐久性的增强耐磨性和经济性。 1.1.2振动搅拌相较于普通搅拌的先进性如今,振动搅拌已是国内外公认的提高搅拌质量和效率的最经济方法。 长安大学的研究人员长期研究混凝土搅拌理论,并初步设计出了混凝土振动搅拌设备。 他们研究发现如果对混凝土搅拌的同时再施加振动,水泥和水能充分弥散和水化,混凝土在短时间内宏观和微观上都达到均匀。 振动搅拌下,混凝土的含气量明显增加,同时,新拌混凝土的流动性也明显高于普通搅拌。 由此可见,我们可以通过选择振动搅拌的方式来实现增加混凝土含气量及提高混凝土承载力的目的。 1.2比较研究预制件不同配筋方式1.2.1比较纵筋及箍筋强度的效果在进行钢筋的等体积代换时,与试件抗震性能研究相比,影响程度更大的是其强度问题,与普通钢筋相比,这种强度较高的钢筋能够在提高试件的抗震性能以及其稳定性方面起着更大的作用。 另外,通过研究发现,如果在这种高强度钢筋中加入更强的箍筋,其对混凝土的约束能力更强,减少纵筋的弯曲、改善构件破坏的脆性,这为保证高强混凝土预制柱的延性抗震性能提供了新的思路与方法。 1.2.2非预应力筋及并筋的有效作用配置非预应力筋试件的荷载随配筋强度比增大而增大,提高各种荷载效果最佳的是采用并筋的形式而非间隔配筋形式;预应力混凝土构件中主筋与预应力钢筋共同受力,非预应力筋在预应力筋发生脆性破坏时提供缓冲作用。 配置非预应力筋可显著提高预制件的极限位移数值,增强构件在地震作用下的变形能力,从而提升整体的抗震性能。 经过大量试验数据的比较分析,发现当配置配筋强度比为53%左右的非预应力筋,能有效提高混凝土预制件的抗震能力。 因为性能、成本等诸多方面的优势,对于改进混凝土预制件抗震性能,我们认为这种混合配筋的形式是最优方案。 1.3比较研究装配式构件节点的衔接办法1.3.1装配式结构节点的箍筋要进行加密在震级较大的地震中,装配式建筑被压碎破坏的大多是混凝土框架的节点。 分析其主要原因,是施工单位在施工过程中没有按图纸上的要求对混凝土框架结构节点内箍筋进行加密,他们对混凝土框架节点设置二组箍筋的重要性认识不足,这样会给工程结构安全带来很大的隐患。 由于框架节点是结构的关键部位,一旦破坏很难修复,严重时甚至会引起整个框架倒塌。 为了提高节点的强度和延性,提高节点的整体性,就必须对节点核心混凝土加以约束,设置二组箍筋就能达到很好的效果。 这对于受力钢筋稳固性的提高以及节点强度的增强有着较大益处。 1.3.2干湿两种节点连接方式的对比分析节点干连接的主要做法为:首先在工厂制作完成预制混凝土构件,然后在工地节点处用螺栓或焊接等方式按照设计要求完成组装。 湿连接亦称仿现浇连接,顾名思义,是在其节点处进行现浇将梁柱结合为一个整体。 其施工顺序为:首先在工厂完成预制构件的制作,在构件边缘预留钢筋,然后将这些钢筋互相绑扎或焊接,最后在节点浇筑混凝土而连接成一个整体,到一种“后浇整体式结构”。 通过对比分析,干连接和湿连接二者连接性能差异较大。 湿连接由于节点后浇,能基本达到现浇混凝土节点的强度,安全稳固,具有良好的抗震性能。 但其节点核心区结构连接复杂,与绿色环保和住宅产业化的潮流不符。 这种连接方式的刚度以及承受荷载的情况和现浇结构类似,不过其延展性以及恢复能力却是短板,在地震发生时的避灾能力有限。 相对来说,湿连接整体性更好,几乎能达到与现浇节点抗震性能的期望标准。 但干连接施工方便,无需在施工现场再进行混凝土的拌制,更加符合推崇的住宅产业化的发展要求,理应进一步的发展和应用。 1.3.3梁柱节点安装固定支架结构混凝土装配式结构预制件端部梁柱节点安装固定支架结构-单边柱箍支撑架;预制件中间节点与之不同的一点便是,这种方法使利用双边柱代替单边柱实现支撑。 支撑架主要由钢角撑以及钢柱支撑。 将双边柱布置在钢柱的两边[1]。 经过有效论证,在梁柱节点采用上述设计的钢支撑架方案可行有效,可以有效增强整体结构的侧向刚度,可用以提高装配式建筑抗震性能。 2结语从使用的生命周期来看,装配式建筑的综合成本要低于普通混凝土建筑。 因此提高装配式建筑抗震性能能带来可观的经济社会效益。 如果能通过各种方案的成本和效果的对比分析来提高这种建筑的抗震性能,那么将意味着民用建筑的一大进步。 查询建筑企业、中标业绩、建造师在建、企业荣誉、工商信息、法律诉讼等信息,请登陆中达咨询、建设通或关注中达咨询公众号进行查询。 更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
既然混凝土那么坚固,为什么还要在里面加钢筋呢?
现在我们住的房屋大部分都是用混凝土建造的,每当我们走到工地附近的时候,都能看到工人们在搅拌水泥砂浆,最后再倒入模板中成型。 我们都知道,用混凝土建造的房屋比其他材料建造的房屋更加结实,也更加耐用,一般情况下混凝土的寿命可以达到100年,所以理论上来说,只要不发生人为的破坏和强地震,用混凝土建造的房屋可以100年不倒。
随着混凝土的不断普及,越来越多的人都抛弃了用木头盖房的方式,现在的一线大城市,几乎所有的高楼大厦都是用混凝土建成的,而且在施工过程中还会往混凝土内加入钢筋,这不由得让我们产生了一个疑问,既然混凝土都这么坚固了,为什么还要在里面加入钢筋呢?下面我们就一起来了解下吧。
这就要提到建造房屋时一个非常重要的指标了,那就是抗拉性,混凝土的优点就在于它成本低、可塑性强、强度高、耐久性好,但却有一个重要缺点,那就是抗拉性能差,什么是抗拉性?举个简单的例子,钢筋的抗拉性能非常好,竹子的抗拉性能也非常好,不管我们怎么拉都无法拉断,运用到现实中就是房子具备很强的抗拉性能,遇到台风或者地震都不容易倒塌。
好了言归正传,在混凝土中加入钢筋可以大大提升抗拉性能,尤其是结构承重和梁,必须要植入钢筋,否则安全性能就会大打折扣。 现在市面上建设的高楼大厦,大部分采用的都是框架剪力墙结构,这种结构的主体就是高强度的混凝土和高强度的钢筋结合,形成抗剪、抗拉能力极强的建筑物。
看完你们是否明白了呢?对了,大家可以去自家的墙壁上观察一下,如果发现了轻微裂缝,那就说明墙面受到了拉力的影响,混凝土被拉开所以产生了裂缝。 这种情况多半发生在没有植入钢筋的墙面,比如砖混结构的房屋就很容易形成裂缝。 不过小裂缝不会对整体建筑安全产生影响,这就是混凝土的特性,只要承重结构没有偷工减料,房屋就不会有安全问题。
最后校长认为,市面上的建筑材料有很多,比如钢材、玻璃幕墙等等,但是由于造价等问题,它们都无法像混凝土一样大量用在建筑物中,我们从世界范围来看,混凝土依然是最主流的建筑材料,混凝土加钢筋就好像“如虎添翼”一样,可以大大增强混凝土的特性,保障建筑的安全。
结构延性与抗震设计?
一、结构在地震下的主要特点地震以波的形式从震源(地面上的相对位置称震中)向周围快速传播,通过岩土和地基,使建筑物的基础和上部结构产生不规则的往复振动和激烈的变形。 结构在地震时发生的相应运动称为地震反应,包括位移、速度、加速度。 同时,结构内部发生很大的内力(应力)和变形,当它们超过了材料和构件的各项极限值后,结构将出现各种不同程度的破坏现象,例如混凝土裂缝,钢筋屈服,显著的残余变形,局部的破损,碎块或构件坠落,整体结构倾斜,甚至倒塌等等。 在震中区附近,地面运动的垂直方向振动激烈,且频率高,水平方向振动较弱;距震中较远处,垂直方向的振动衰减快,其加速度峰值约为水平方向加速度峰值的1/2~1/3.因此,对地震区的大部分建筑而言,水平方向的振动是引起结构强烈反应和破坏的主要因素。 钢筋混凝土结构在地震作用下受力性能的主要特点有:1、结构的抗震能力和安全性,不仅取决于构件的(静)承载力,还在很大程度上取决于其变形性能和动力响应。 地震时结构上作用的“荷载”是结构反应加速度和质量引起的惯性力,它不像静荷载那样具有确定的数值。 变形较大,延性好的结构,能够耗散更多的地震能量,地震的反应就减小,“荷载”小,町能损伤轻而更为安全。 相反,静承载力大的结构,可能因为刚度大、重量大、延性差而招致更严重的破坏。 2、屈服后的工作阶段——当发生的地震达到或超出设防烈度时,按照我国现行规范的设计原则和方法,钢筋混凝土结构一般都将出现不同程度的损伤。 构件和节点受力较大处普遍出现裂缝,有些宽度较大;部分受拉钢筋屈服,有残余变形;构件表面局部破损剥落等。 但结构不致倒塌。 3、“荷载”低周的反复作用——地震时结构在水平方向的往复振动,使结构的内力(主要是弯矩和剪力,有时也有轴力)发生正负交变。 由于地震的时间不长且结构具有阻尼,荷载交变的反复次数不多(即低周)。 所以,必须研究钢筋混凝土构件在低周交变荷载作用下的滞回特征。 4、变形大——地震时结构有很大变形。 例如桥墩的侧向位移等。 一方面对结构本身产生不利影响,如柱的二阶(P—A)效应,增大附加弯矩,甚至引起失稳或倾覆,构造缝相邻结构的碰撞等;另一方面造成非结构部件的破损,桥梁上部结构的脱落等破坏。 故抗震结构设计时要控制其总变形。 二、单调荷载下的延性1、材料、构件或结构的延性通常定义为在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形的能力。 它包括两个方面的能力:(1)承受较大的非弹性变形,同时强度没有明显下降的能力。 (2)利用滞回特性吸收能量的能力。 图10-1的广义力一变形(9—D)曲线可以概括地说明延性的概念。 其中一条曲线在经过弹性变形、塑性应变之后在硬化充分发展后软化;而另一条在达到其承载能力之后没有或几乎没有硬化过程而直接软化,有明显的尖峰。 前者称为延性而后者称为脆性。 在实际工程中判断结构的脆性或延性有重大的意义,可从延性结构的优越性加以说明:(1)破坏前有明显预兆,破坏过程缓慢,因而可采用偏小的计算安全可靠度。 (2)出现非预计荷载,例如偶然超载,荷载反向,温度升高或基础沉降引起附加内力等情况下,有较强的承受和抗衡能力。 (3)有利于实现超静定结构的内力充分重分布。 (4)在承受动力作用(如振动、地震、爆炸等)情况下,能减小惯性力,吸收更大动能,减轻破坏程度,有利于修复。 (5)延性结构的后期变形能力,可以作为各种意外情况时的安全储备。 2.延性指标在利用延性特性设计抗震结构时,首先必须确定度量延性的量化指标。 衡量结构和材料的延性一般用延性系数,其定义为:在保持结构或材料的基本承载能力的情况下,极限变形0u和初始屈服变形D,的比值,即:当广义变形D定义为具体物理量时,就有相应的延性系数,如截面曲率延性系数^/P\构件或结构的位移延性系数B、转角延性系数B等,则:最常用的是曲率延性系数(也称曲率延性比)和位移延性系数(也称位移延性比)。 曲率延性系数通常用于反映构件临界截面的相对延性,位移延性系数则用于反映构件局部或结构整体的相对延性。 一般认为钢筋混凝土抗震结构要求的延性系数为B=3-4.三、延性在抗震设计中的重要性及其作用在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土结构应用最为普遍,其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。 因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性,目前广泛用于地震设防地区。 钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能,然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害。 结构抗震的本质就是延性, 延性是指构件和结构屈服后,在承载能力不降低或基本不降低的情况下,具有足够塑性变形能力的一种性能,一般用延性比来表示。 对于受弯构件来说,随着荷载增加,首先受拉区混凝土出现裂缝,表现出非弹性变形。 然后受拉钢筋屈服,受压区高度减小,受压区混凝土压碎,构件最终破坏。 从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎,是构件的破坏过程。 在这过程中,构件的承载能力没有多大变化,但其变形的大小却决定了破坏的性质。 是钢筋砼受弯构件的M—Δ(Φ) 曲线,Δy 是屈服变形,Δu 是极限变形。 提高延性可以增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。 延性结构通过塑性铰区域的变形,能够有效地吸收和耗散地震能量;同时,这种变形降低了结构的刚度,致使结构在地震作用下的反应减小,也就是使地震对结构的作用力减小。 当结构设计成为延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形虽然会加大,但结构承受的地震作用不会很快上升,内力也不会再加大,因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求,也可以说,延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用;反之,如果结构的延性不好,则必须有足够大的承载力抵抗地震。 后者会多用材料,对于地震发生概率极少的抗震结构,延性结构是一种经济的设计对策。 此外,延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布,采用塑性内力重分布方法设计时,同样也可以节约钢筋用量,取得较好的经济效果。 因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的。 延性好的结构的破坏我们称之为塑性破坏,延性差的结构的破坏我们称之为脆性破坏,塑性破坏能提前给人以预兆,是符合结构设计理论的。 结构延性在抗震中之所以如此重要,是因为结构延性具有如下作用 .①、防止脆性破坏由于钢筋混凝土结构或构件的脆性破坏是突发性的,没有预兆,所以为了保障人们生命财产安全,除了对构件发生脆性破坏时的可靠指标有较高要求以外,还要保证结构或构件在破坏前有足够的变形能力。 ②、承受某些偶然因素的作用结构在使用过程中可能会承受设计中未考虑到的偶然因素的作用,比如说,偶然的超载、基础的不均匀沉降、温度变化和收缩作用引起的体积变化等。 这些偶然因素会在结构中产生内力和变形,而延性结构的变形能力,则可作为发生意外情况时内力和变形的安全储备。 ③、实现塑性内力重分布延性结构容许构件的某些临界截面有一定的转动能力,形成塑性铰区域,产生内力重分布,从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方法进行设计,得到有利的弯矩分布,使配筋合理,节约材料,而且便于施工。 ④、有利于结构抗震在地震作用下,延性结构通过塑性铰区域的变形,能够有效地吸收和耗散地震能量,同时,这种变形降低了结构的刚度,致使结构在地震作用下的反应减小,也就是使地震对结构的作用力减小,因此,延性结构具有较强的抗震能力。 四、影响结构延性的主要因素框架结构是由梁、板、柱以及节点这四部分组成,其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性。 因此,只要保证柱、梁和节点的延性也就保证的框架结构的延性,从而也就确保了框架结构的抗震能力。 1、影响梁延性的主要因素:梁是框架结构中的主要受力构件之一,在抗震设计中要求塑性铰首出现在梁端且其又不能发生剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能。 试验和理论分析表明,影响梁截面延性的主要因素有:①、梁截面尺寸。 在地震作用下,梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落,故梁截面宽度过小则截面损失比例较大,所以一般框架梁宽度不宜小于200mm.同时为了提高节点剪力、避免梁侧向失稳及确定梁塑性铰区发展范围,分别要求梁宽不宜小于柱宽的1/2、梁的高宽比不宜大于4、梁的跨高比不宜小于4.②、梁纵筋配筋率。 试验表明,当梁纵向受拉钢筋配筋率很高时,在弯矩达到最大值时,弯矩——曲率曲线很快出现下降;当配筋率较低时,弯矩达到最大值后能保持相当长的水平段,因而大大提高了梁的延性和耗散能量的能力。 国外一般有如下三种设计方案:(1)较高地震力——较低延性方案;(2)中等地震力——中等延性方案;(3)较低地震力——较高延性方案。 高地震力方案主要保证结构的承载力,低地震力方案主要保证结构的延性。 实际震害表明,这三种方案,从抗震效果和经济性来看,都能达到设防目标。 我国的抗震设计采用的是方案(3)即较低地震力——较高延性方案,即采用明显小于设防烈度的小震地面运动加速度来确定结构的设计地震作用,并将它与其他荷载内力进行组合,进行截面设计,通过钢筋混凝土结构在屈服后的地震反应过程中形成较为有利的耗能机构,使结构主要的耗能部位具有良好的屈服后变形能力来实现“大震不倒”的目标。 当然,我们还要看到一点,虽然这三个方案都能保证“大震不倒”,但是在改善结构在中小地震下的性态方面,方案(3)仅仅提高结构的延性水平而结构的屈服水准并没有明显提高是明显不如方案(1)和(2)的。 也就是说,在保证“小震不坏,中震可修”方面,方案(1)和(2)是优于方案(3)的。 更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
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