施工新技术实务4.ppt

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1、施工新技术实务（四） 特种结构应用技术,钢与混凝土组合结构技术 预应力钢结构技术 钢结构的防火防腐技术,特种结构应用技术,钢与混凝土组合结构技术,1.组合楼板 2.组合梁 3.钢管混凝土柱 4.钢骨混凝土 5钢混凝土结构,2019/6/3,3,钢与混凝土组合结构技术,主要技术内容 钢与混凝土组合结构主要包括钢管混凝土、型钢混凝土与组合梁、组合板。 钢管混凝土可显著减小柱的截面尺寸，提高承载力；型钢混凝土承载能力高，刚度大且抗震性能好；组合梁承载能力高且高跨比小。,2019/6/3,4,钢与混凝土组合结构技术,组合结构刚度大、抗震性能好、节省钢材、降低造价、施工方便 钢抗拉强度好 混凝土抗压强度

2、好 组合板、组合梁、钢管混凝土柱、钢骨混凝土梁、柱、剪力墙以及钢混凝土组合结构体系,2019/6/3,5,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,组合楼板 组合楼板由压型钢板、混凝土板通过抗剪连接措施共同形成的。 在组合楼板结构中，有时将压型钢板仅作为浇筑混凝土的永久性模板，而多数情况不只是用作模板，待混凝土达到设计强度后，要求压型钢板与混凝土结合成为整体而共同发挥作用，代替部分或全部受拉钢筋。,2019/6/3,6,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,组合楼板的优点 压型钢板仅作为浇筑混凝土的模板，节省了大量木模板和支撑； 压型钢板非常轻便，堆放、运输及安装都非常方便； 实用阶段，压型钢板可代替部分或全

3、部受拉钢筋，减少钢筋制作与安装工作； 刚度大，省去许多受拉区混凝土，节省混凝土用量，减轻结构自重；,2019/6/3,7,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,组合楼板的优点 5.有利于各种管线布置，装修方便； 6.与木模板相比，施工时减少了火灾发生的可能性； 7.压型钢板也可起到支撑钢梁侧向稳定的作用。,2019/6/3,8,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,技术要点 组合板的设计分为两个阶段，在施工阶段，应对作为浇注混凝土底模的压型钢板进行强度和变形计算。在使用阶段，应对组合板在全部荷载作用下的强度和变形计算，即应验算横截面抗弯能力、纵向抗剪能力和抗冲切能力。,2019/6/3,9,钢与混凝土组合

4、结构技术组合楼板,在下列情况下，组合板尚应配制钢筋： 为组合板提供储备承载力的附加抗拉钢筋； 在连续组合板和悬臂组合板的负弯矩区配制连续钢筋； 在集中荷载区段和孔洞周围配制分布钢筋； 改善防火效果的受拉钢筋。,2019/6/3,10,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,材料要求 组合板用的压型钢板应当镀锌，锌层厚度应满足使用期间不致锈损的要求。钢板的净厚度（不包括镀锌层和面饰层厚度）应0.75mm，仅作模板的压型钢板厚度应0.5mm。,2019/6/3,11,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,工艺要求 浇筑混凝土波槽平均宽度应50mm。当在槽内设置栓钉连接件时，压型钢板总高度80mm，组合板总高度应

5、90mm，压型钢板顶面以上混凝土应50mm。 组合板端部必须设置圆柱头栓钉锚固件，栓钉应设置在端支座压型钢板凹槽处，穿透压型钢板并将栓钉、钢板牢固地焊于钢梁上。,2019/6/3,12,钢与混凝土组合结构技术组合楼板,栓钉焊完后的高度应大于压型钢板波高加30mm，但栓钉顶面的混凝土保护层厚度应15mm。依靠栓钉连接增强混凝土与压型钢板的组合作用，阻止钢筋混凝土板与压型钢板之间的相对滑移，提高了组合板的承载能力,2019/6/3,13,钢与混凝土组合结构技术组合粱,组合梁是在钢梁上部浇筑混凝土，形成混凝土受压。钢筋受拉的截面合理受力形式，充分发挥钢与混凝土各自的受力性能组合粱施工时，钢梁可作为模

6、板的支撑。组合梁设计时要确保钢梁与混凝土结合面的抗剪性能，又要充分考虑钢梁各工况下从施工到正常使用各阶段的受力性能。 它钢梁与混凝土翼板通过抗剪连接件组合成整体共同受力的T型截面的横向承重构件,2019/6/3,14,钢与混凝土组合结构技术组合粱,组合梁的特点 抗疲劳性好，使用寿命长； 实际承载力高； 冲击系数降低； 节省钢材； 降低梁高，增强刚度。,2019/6/3,15,钢与混凝土组合结构技术组合粱,组合梁的施工工艺： 组合梁常用的施工方法是先将钢梁安装就位，作为后浇混凝土楼板的承重结构。 抗剪连接件是钢混凝土组合梁中的重要受力部件，也是区别于建筑和桥梁结构中使用的普通钢筋混凝土梁和钢梁的

7、重要特征。,2019/6/3,16,钢与混凝土组合结构技术组合粱,组合梁可以采用有临时支撑和无临时支撑的施工方法。有临时支撑施工时，在浇筑翼板混凝土时应在钢梁下设置足够多的临时支撑，使得钢梁在施工阶段基本不承受荷载，当混凝上达到一定强度并与钢梁形成组合作用后拆除临时支撑，此时由组合梁来承担全部荷载。,2019/6/3,17,钢与混凝土组合结构技术组合粱,临时支撑按满堂布置考虑时，要求在梁跨度大于7m时应设置不少于3个支撑点，支撑等间距布置；当梁跨度小于7m时，支撑点数量可适当减少；也可视施工场地条件按一定间距布置临时支撑作为临时支点，但应考虑到拆除的临时支撑点支反力反向作用于组合梁的效应。 采

8、用无临时支撑的施工方法时施工阶段混凝土硬化前的荷载均由钢梁承担，混凝土硬化后所增加的二期恒载及活荷载则由组合截面承担。,2019/6/3,18,钢与混凝土组合结构技术组合粱,采用无临时支撑的施工方法时，则应分阶段进行计算。 第一阶段，即混凝土硬化前的施工阶段，应验算钢梁在湿混凝土、钢梁和施工荷载下的强度、稳定及变形，并满足钢结构设计规范(GB 509172003)的相关要求。 第二阶段，即混凝土与钢梁形成组合作用后的使用阶段，应对组合梁在二期恒载以及活荷载作用下的受力性能进行验算。,2019/6/3,19,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,概念 钢管混凝土柱指在薄壁钢管之内灌填素混凝土而形成

9、的组合材料构件。 钢管能有效地约束核心混凝土，其混凝土的抗压强度和变形能力显著提高。 采用钢管混凝柱代替钢筋混凝土柱，可大幅度地节省水泥，减轻结构自重，减少柱截面尺寸。,2019/6/3,20,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,钢管砼具有较高的抗压承载力，同时又有良好的塑性和韧性。因为钢管混凝土在轴心压力作用下，钢管和核心混凝土皆为三向应力状态，钢管约束了管内混凝土，使混凝土的抗压承载力大大提高，同时大大改善了它的塑性性能；而核心混凝土则防止了薄壁钢管丧失稳定。这样使两种材料的弱点被克服，而优点能得到充分发挥，从而取得经济效果。同时通过合理的施工放样及节点的合理化处理，可发挥施工速度快等优点

10、。,2019/6/3,21,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,钢管混凝土柱按照截面形式不同分为： 圆形、方（矩）形以及多边形钢管混凝土结构等。 施工程序为： 钢管安装验收 钢管内混凝土浇筑楼面梁板模板安装楼面梁板钢筋绑扎钢管外混凝土浇筑,2019/6/3,22,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土,钢管混凝上施工简便，梁柱节点采用内环板或外环板式，施工与普通钢结构一致，钢管内的混凝上可采用高抛免震捣混凝土，关键技术是设计合理的粱柱节点与确保钢管内浇捣混凝上的密实性。 钢管的制作： 圆钢管宜采用螺旋形缝焊接管和无缝钢管，也可采用直缝焊接钢管；方管宜采用四块钢板焊接成箱形，其脚焊缝应采用熔透V形焊缝

11、。,2019/6/3,23,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,钢管混凝土柱的特点： 钢管混凝土柱具有强度高、重量轻、塑形好、耐疲劳和耐冲击等优点 与钢结构柱相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材50%，焊接工作量大幅度减少。,2019/6/3,24,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,钢管混凝土柱的特点： 3.与普通混凝土柱相比，在保持钢材用量相近和承载力相同的条件下，构件横截面面积可减少约一半，使建筑空间加大，混凝土和水泥用量以及构件自重可相应减少约50% 4.钢管混凝土柱的钢管就是模板，具有很好的整体性和密闭性，不漏浆、耐侧压。,2019/6/3,25,钢与混凝土组合结构

12、技术钢管混凝土柱,钢管混凝土柱的混凝土施工工艺方法： 泵送顶升浇灌法 立式手工浇捣法 立式高位抛落无振捣法 以上三种混凝土浇灌工艺方法，可根据具体情况选用，在有条件的地方，优先选用泵送顶升浇灌法。 工程中也有根据工程施工特点采用抛落加振捣器的方法,2019/6/3,26,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,钢管柱内混凝土的浇筑质量无法作直观检查，要求有严密的施工和可靠的技术措施。 混凝土浇筑时，对进场混凝土必须进行质量控制，现场进行坍落度检测，每台班混凝土留试件块，对管内混凝土的浇筑质量，可采用敲击钢管的方法进行初步检查，管外人工用木槌敲击检测，根据声音断是否密实，如有异常，则用超声波检测，对

13、不密实的部位，采用钻孔压浆法补实然后将钻孔补焊封固。,2019/6/3,27,钢与混凝土组合结构技术钢管混凝土柱,适用范围 钢管混凝土特别适合应用于高层、超高层建筑的柱； 大跨度桥梁工程； 地铁车站工程； 单层和多层工业厂房柱； 及其它有重载承载力没计要求的柱。,2019/6/3,28,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,钢骨混凝土结构(Steel Reinforced Concrete Structure，简称SRC结构)是钢筋混凝土结构与钢结构的一种组合结构形式，它是在钢筋混凝土中配置钢骨并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作。 这种结构在各国有不同的名称，日本称之为钢骨钢筋混凝土结构

14、，前苏联称之为劲性钢筋混凝土结构，我国现统一称之为钢骨混凝土结构,2019/6/3,29,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,钢骨混凝土结构的应用 钢骨混凝土结构构件钢骨混凝土结构除可以较完整的用于结构过渡层外，还可以根据钢骨混凝土的优点并结合工程条件及钢筋混凝土构件进行组合应用，形成适宜的结构体系。 如：钢骨混凝土柱 钢骨混凝土梁 钢骨混凝土剪力墙等,2019/6/3,30,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,2019/6/3,31,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,2019/6/3,32,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,2019/6/3,33,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土

15、结构,2019/6/3,34,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,钢骨混凝土结构的特点 1承载力高 钢材的强度远高于混凝土的强度，因此与钢筋混凝土结构相比，钢骨混凝土结构的承载力较高，约为钢筋混凝土结构的152O倍。 2刚度大 钢材的弹性模量比混凝土高出一个数量级，因此与钢筋混凝土结构相比，钢骨混凝土结构的刚度得到显著提高。,2019/6/3,35,钢与混凝土组合结构技术钢骨混凝土结构,3抗震性能好 钢材是塑性材料，且型钢对混凝土还具有约束作用，因此钢骨混凝土结构的抗震性能比钢筋混凝土好。据日本1978年的震害统计，在调查的95座7-17层的钢骨混凝土结构建筑中，仅有13(12座)发生主体轻

16、微破坏。而在1994年坂神大地震中，钢骨混凝土结构更经受了严峻的考验。 4节省钢材与钢结构相比可节省大量钢材。 5耐久性与耐火性好,2019/6/3,36,钢与混凝土组合结构技术型钢混凝土,2019/6/3,37,钢骨混凝土除了钢结构优点外还具备混凝土结构的优点，同时结构具有良好的防火性能。其关键技术是如何合理解决梁柱节点区钢筋的穿筋问题，以确保节点良好的受力性能与加快施工速度。,预应力钢结构技术,概述 预应力钢结构是指索结构或索与其它结构组合的杂交结构。包括索结构，斜拉结构、张弦粱结构、横向加劲单曲悬索、预应力网架与预应力网壳结构等方面。预应力钢结构显著改善结构受力性能，且有结构性能好结构优

17、、用钢量省、实现结构控制等诸多优点。预应力钢结构，其关键点是依靠索(斜拉索、拉索、悬索)通过预应力技术对结构建立与增大刚度。,2019/6/3,38,预应力钢结构技术,预应力实现有多种方式，包括索的张拉及结构体系支座的强迫位移等索可依据设计要求采用整体索或钢绞线集成索或直接为高强钢拉杆，预应力张拉时宜分步到位，并必须作模拟计算分析。,2019/6/3,39,预应力钢结构技术,适用范围 预应力钢结构广泛适用于各种类型的大跨度的公共建筑包括体育场馆、候机候车厅、展览馆，建筑造型丰富、结构性能优异，有很好的应用前景。,2019/6/3,40,钢结构的防火防腐技术,概述 钢结构的防火防腐技术对于钢结构

18、的安全性能与耐久性起着极为重要的作用。就钢结构的防火技术来说，一般采用防火涂料或防火板材预以保护。,2019/6/3,41,钢结构的防腐,钢结构防腐按钢结构的使用要求而定，一般情况下用常规防锈漆即可，当所处的环境条件较恶劣时必须要采用性能优异的防腐涂料如富锌类涂料或采用耐侯钢,2019/6/3,42,钢结构的防腐,钢结构腐蚀的防护方法 钢材的腐蚀有材质的原因，也有使用环境和接触介质等原因，因此防腐蚀方法也有所侧重。 钢结构防腐方法比较多哦，一般包括改善钢材材性的防腐蚀方法、电化学防腐蚀方法，以及使用金属或非金属涂层的防腐蚀方法。 目前所采用的方法除设计时考虑冶金防腐蚀成分外，在施工中主要采用保

19、护层的方法防止金属的腐蚀。,2019/6/3,43,钢结构的防腐,目前在施工中主要采用保护层的方法防止金属的腐蚀，其有以下几种： 1金属保护层： 金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的金属表面上形成金属保护层(膜)来隔离金属与介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得以保护，从而防止了腐蚀。如镀锌钢板。,2019/6/3,44,钢结构的防腐,目前在施工中主要采用保护层的方法防止金属的腐蚀，其有以下几种： 2化学保护层 化学保护层是用化学或电化学方法，使金属表面上生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜，以隔离腐蚀介质与金属接触，来防止

20、对金属的腐蚀，如钢铁的磷化和钝化处理。,2019/6/3,45,钢结构的防腐,目前在施工中主要采用保护层的方法防止金属的腐蚀，其有以下几种： 3非金属保护层 非金属保护层是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通过涂刷和喷涂等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，从而防止金属的腐蚀。如钢结构的表面涂装，就是利用涂层来防止腐蚀的。,2019/6/3,46,钢结构的防腐,质量要点 严格控制施工的表面处理质量 涂料涂装工程，严格按照设计规定的涂料、涂装遍数、涂层厚度进行质量控制。,2019/6/3,47,钢结构的防火,钢结构建筑的火灾危险性 耐火性能差： 钢材本身不燃烧，却不耐高温，其机械性能如屈服

21、点、弹性模量、抗压强度、荷载能力等均会应温度的升高而急剧下降。 钢结构建筑跨度大、空间大，火灾蔓延迅速 钢结构作为承重构件，在火灾状态下，遇高温受热膨胀，强度降低，再遇冷水急剧收缩，脆性增强，极易失去支撑作用。由于钢结构整体连接性强，只要局部遭到破坏，就能形成建筑物的整体坍塌和毁灭。,2019/6/3,48,钢结构的防火,钢结构的防火保护通常有以下几种方式： 1、钢结构防火涂料： 钢结构防火涂料是施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层，以提高钢结构耐火极限的涂料 2、浇筑混凝土砌筑砖块法： 用现浇混凝土作外包层时，可以在钢结构上现浇成型 3、充水法 在空心钢构件内充水是抵御火灾

22、最有效的方法，能使钢结构在火灾时保持较低的温度。,2019/6/3,49,钢结构的防火,钢结构的防火保护通常有以下几种方式： 4、轻质防火厚板包覆法： 采用无机防火板材对大型钢构件进行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、无石棉硅酸钙隔热 板等，包板的厚度根据耐火极限的要求而定。 5、复合保护法 紧贴钢板用防火涂料或柔性毡状隔热材料，外用防火薄板作罩面板。这种方法适用于表面有装饰要求，一般用于需要粘贴柔性毡状隔热材料或涂敷厚质防火涂料的钢柱。,2019/6/3,50,钢结构的防火,防火涂料分为超薄型、膨胀型与厚型三种类型。 超薄型防火涂料，厚度最厚仅为26mm，采用辊涂、刷涂或喷涂；膨胀型防火涂料，最大

23、厚度可达7mm，采用喷涂方法施工；当无装饰要求时，可采用不带矿物纤维的非膨胀厚型无机防火涂料，最大厚度为50mm，采用涂抹或喷涂方法施工。,2019/6/3,51,钢结构的防火防腐技术,对某些梁柱需要包裹的情况厂还可以应用防火板材包裹，达到保护目的。 采用的各类防火涂料与材料必须得到消防部门指定的检测机构的认可，施工时必须按要求多道喷涂或涂刷，严格达到设计的防火涂料厚度要求,2019/6/3,52,钢结构的防火防腐技术,技术指标 按构件的建筑防火要求与对结构的外观要求选取适宜的防火涂料，超薄型防火涂料，厚度0.6mm一2.6mm，其耐火极限为0.5小时至2.5小时；膨胀型防火涂料，厚度3.0mm一7.0mm，其耐火极限为0.5小时至2.5小时；厚型无机防火涂料，厚度8.0mm一50.0mm，其耐火极限为0.5小时至3.0小时。,2019/6/3,53,钢结构的防火防腐技术,适用范围 防火涂料或防火板材广泛应用于各类钢结构的保护，各类公共建筑中当外观要求较高时采用超薄型防火涂料，各类大跨度结构常采用膨胀型防火涂料，而大量的高层钢结构则常用厚型防火涂料保护,2019/6/3,54,