建筑工程结构形式大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇建筑工程结构形式范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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1 型钢混凝土组合结构的特点分析

以型钢和钢筋混凝土组成的型钢混凝土组合结构，对钢结构来说，钢筋混凝土为新的组成部分，对钢筋混凝土来说，型钢是新的组成部分。相对于钢结构和钢筋混凝土结构，型钢与混凝土组成的结构性能，既有量的改变又有质的改变，既发挥了两种结构各自的优点，有克服了各自的缺点，具有如下的特点：

1.1 相对于钢结构的优点

（1）外包钢筋混凝土能够承受拉、压、弯、剪能力，并且能够约束型钢或钢板，提高型钢的抗屈曲能力，因而可以大大地节约钢材，降低造价。

（2）外包钢筋混凝土部分兼有防火、耐久的作用，省去了钢结构的防护层，这对建筑的安全起到至关重要的作用。

（3）钢结构的抗水平力作用（一般为风载及地震作用）的刚度较小，水平位移较大，不易满足建筑物稳定性和舒适度等要求，但型钢混凝土组合结构刚度大、容易满足水平变位限值的要求。

1.2 相对于钢筋混凝土结构的优点

（1）钢筋混凝土结构中的混凝土是脆性材料，在受力以后容易产生裂缝、破碎、剥落等现象。钢筋混凝土结构构件的受剪、受压破坏都是脆性破坏，在地震时经常发生，且震害严重。当钢筋混凝土结构内部加入型钢以后，型钢改变了其脆性破坏的性质，刚度塑性变形的性质在结构中起主导作用，从根本上改善了构件的抗震性能。

（2）型钢的材料强度远大于混凝土，在钢筋混凝土截面中增加了型钢，既可以满足高层建筑高压力高延性要求的前提下，减小构件的截面，克服钢筋混凝土结构的胖柱问题，同时，由于型钢没有像混凝土那样的受压徐变问题，因此减少了长期受压时的变形问题。

（3）钢筋混凝土短柱多发生剪切破坏的震害，而型钢混凝土中的型钢腹板有效地承担剪力作用，避免剪切破坏。

（4）钢筋混凝土柱震害常有柱端混凝土被压碎剥落，钢筋呈灯笼状，失去承载力的现象发生。而在型钢混凝土柱的柱端，型钢外部的混凝土破坏，型钢内部混凝土受型钢的约束，与型钢共同工作仍能承载，使房屋在大震时坏而不倒。

2 工程概况

某大厦工程分为A、B座两栋，A栋为底商住宅楼，剪力墙结构；B栋为综合办公楼，框架结构。A、B两栋建筑相距12m，在结构标高69.45m处设有一连接A、B座的高空通廊，采用型钢混凝土纯悬挑粱板结构，分别从A，B座向外悬挑6m，连廊宽度为4.3 m，型钢混凝土梁截面尺寸为0.95m×0.4m，内部设置600×250 ×25×40的H型钢，配置钢筋骨架，型钢梁的长度不等，单根型钢最短为10.9m，最长为14.96m。

3 工艺原理

根据型钢梁、钢筋混凝土梁柱的截面尺寸和位置，设计梁柱钢筋穿过型钢或与型钢连接的构造措施，使现场型钢混凝土组合梁的型钢、梁柱的钢筋实际完成情况满足图纸和规范要求。

采用在节点处将混凝土梁底部竖向加腋，底层钢筋弯锚伸人柱内，柱主筋遇型钢梁不能穿越时在翼缘板上适当打孔，柱箍筋穿越时在腹板上钻孔，在节点处腹板两侧焊接加劲板。有效解决了型钢梁与钢筋混凝土框架梁柱交叉节点部位的钢筋穿越问题，而且保证了框架梁钢筋进入框架柱的锚固长度，确保了结构的整体性，简单易行，避免了工序的复杂化，节约了工期。

4 工艺流程

熟悉施工图纸计算尺寸，绘制节点图工厂制作型钢梁（包括打孔、焊接加劲板）现场型钢梁钢筋绑扎型钢梁整体吊装就位钢筋混凝土梁柱钢筋绑扎模板钢筋验收合格混凝土浇筑。

因为型钢混凝土梁柱节点的形式根据结构形式的不同而不同，型钢混凝土梁一钢筋混凝土梁柱连接是其中的一种。由于型钢梁、钢筋混凝土梁截面尺寸大，且钢筋粗、数量多，而依据设计要求，钢筋在遇到型钢梁时，腹板不能钻大直径孔，柱钢筋遇到翼缘板尽量不打孔。钢筋混凝土梁主筋直径一般为22mm～32 mm，造成与型钢梁相交底层贯通筋无法正常穿越。

4.1 钢筋混凝土梁节点钢筋设计

由于原设计图仅有型钢梁位置、配筋情况，而没有节点详图，需对钢筋混凝土梁的钢筋进行深化设计，解决梁的上下排钢筋在遇到型钢梁的型钢时如何穿过或如何连接问题。

1）钢筋混凝土梁主筋绕过型钢。

钢筋混凝土梁顶部钢筋可从型钢顶直接通过。但对于底部钢筋，由于一般框架梁截面尺寸大，主筋大多配置为22mm～32mm的三级钢，且一般为上下两排，依据工程实际经验，需在型钢梁腹板上开直径55mm的孔才能使混凝土粱主筋顺利穿过，这样大大削弱了型钢的整体刚度和稳定性，要求节点具有足够的强度则无法保证，因此需要解决底部钢筋穿越型钢梁腹板的问题。

基于纯悬挑梁及各类梁的悬挑端部配筋构造，我们将底部钢筋按照最大1：6的弯度弯折后也同样能绕过型钢梁，但弯折后锚人柱内长度要符合抗震ιaE，混凝土梁底部形成竖向加腋。这样，不仅解决了混凝土梁底部钢筋绕过型钢腹板的问题，而且保证了梁柱节点具有足够强度及整体稳定性。

2）钢筋混凝土梁构造筋焊于组合梁型钢腹板。

混凝土梁构造筋既不能绕过组合梁型钢，也没有足够空间穿过型钢腹板，只能与型钢腹板焊接连接，具体做法：在节点处构造筋部位梁型钢腹板上附加连接钢板，钢筋焊接在连接钢板上。连接钢板采用30mm厚同材质钢板，宽度与型钢翼缘板相同，长度同腹板高度。为了保证连接钢板与梁型钢腹板的连接质量，连接钢板均在构件加工厂与型钢腹板焊接。

4.2钢筋混凝土柱节点钢筋设计

1）柱主筋设计。

在梁型钢的翼缘板宽度范围内的钢筋混凝土柱主筋需贯通型钢梁翼缘板，为了便于穿孔，将柱主筋截成上下高出梁型钢300mm～400mm（以保证纵向钢筋接长），柱主筋穿孔后在搭接位置双面焊接5d（d为主筋直径），柱主筋在穿孔部位塞焊。值得注意的是梁型钢翼缘板是主要受力构件，打孔减少了受力面积，需在梁型钢腹板两侧焊接加劲板，以便增加翼缘板的抗弯能力，增加钢梁整体刚度。

2）柱箍筋设计。

柱箍筋设计就是解决柱箍筋穿过梁型钢腹板的问题，一般钢筋混凝土柱的箍筋在设计图中均为封闭箍筋，但在梁柱节点部位，柱箍筋要穿过梁型钢，封闭箍筋无法安装。因此，为满足柱箍筋的安装要求，需在梁型钢的腹板上开孔使箍筋穿过，而且需将封闭箍筋改为两个开口箍（ 形），柱箍筋安装后在搭接位置焊接10d（d为箍筋直径），以满足搭接要求。

篇（2）

焊接钢结构以其强度高，稳定性好，施工速度快等优点，逐步在建筑结构中占据主要地位，但是钢结构焊接变形问题也日益突出，这不仅对钢结构的尺寸精度与外形美观、工程质量等造成了一定的影响，而且给焊后带来大量复杂的矫正工作，因此控制钢结构变形迫在眉睫。

一、钢结构焊接变形的种类及产生原因

由于焊接结构的接头形式、工艺、方式及焊缝位置等的不同，造成焊接变形

在外观表现形式上各有不同，大概可分为以下几种：

（一）纵向缩短和横向缩短变形

这是由于钢板对接后焊缝发生纵向收缩和横向收缩所引起；同时对于工字形梁而言，不仅纵向焊缝能引起构件纵向缩短，横向焊缝同样能引起结构纵向缩短，而且起主要作用。

（二）扭曲变形

扭曲变形原因较多，装配质量不好和配件搁置不当，以及焊接顺序和焊接方向不合理都可能导致变形，但归根到底还是焊缝的纵向或横向缩短所引起。

（三）角变形

钢板V型坡口对接焊后发生的角变形，是由于焊缝截面形状上下不对称，引起焊缝的横向缩短上下不均匀。X型坡口的对接头，当焊接顺序不合理，造成正反两条焊缝的横向缩短不相等时，也会产生角变形。

（四）波浪变形

主要出现在薄板焊接结构中，产生原因是由于焊缝的纵向缩短对薄板边缘造成的压应力；另一种是由于焊缝横向缩短所造成的角变形。

（五）错边变形

焊后两焊接件在长度方向和厚度方向的错位现象，称为错边变形。主要是焊接过程中两焊接件的受热不均匀造成的。

二、控制焊接变形的措施

控制焊接变形的措施可归结为设计方面、焊接操作方面的预防措施及焊接变形矫正措施。

（一）焊接节点构造设计

①控制焊缝的数量和大小。在钢结构焊接节点构造设计时，应设法控制焊缝的数量和大小，尽可能减少焊接变形。

②根据焊接工艺选择适合的焊缝坡口的形状和尺寸。对焊缝坡口形成与大小合理的选择应能够确保钢结构整体的承载能力充分。适当的坡口形状和大小，可以通过减少截面积，进一步减少结构的焊接变形量。

③焊接节点的位置应处于构件截面的对称处。结构中性轴焊接节点的位置应尽可能在构件截面的中性轴对称位置，或尽量接近中性轴，同时应避免在高应力区。

（二）焊工操作要严格地遵守焊接规范

分析各种可能出现变形的原因，从而采取一些可行的防止和减少焊接变形的措施。

①锤击焊缝法：此法主要适用于薄板的焊接。当薄板的焊缝及其热影响区还没有完全冷却时，立即对该区域进行锤击，对于厚板则用风枪敲击。这种处理一方面消除和减少了焊接引起的角变形；另一方面由于敲击对该区域有一定的延伸作用，减少内应力。这种敲击当焊缝温度越高时锤击的效果越好。

②焊接工艺控制变形的方法

a、焊缝的正确施焊：正确的焊接方法常见有直通焊接法（即焊缝从一端直通焊到另一端）、分段法（将一段较长的焊缝从中心处分成数段，可同时施焊，也可逐段焊接）、对称焊接法。直通法适用于焊缝，长度不超过250～300mm。分段法适用于等长度的焊缝（长度在250～1000mm）长度在l000mm以上的。对称焊接适用于截面或焊缝布置对称的结构件，对称焊缝的变形有一部分互相抵消。

b、选择合理的装配焊接顺序：这种方式就是使物件在焊接过程中，通过合理的装配焊接顺序，使焊接变形能够互相抵消，从而达到降低变形的目的。如对于工字梁的焊接，可采用先拼焊再按规定顺序施焊可大大降低焊接变形。

c、合理安排焊缝的位置：安排焊缝尽可能对称于截面中性轴，或使焊缝接近中性轴，这样对减少梁、柱类结构部位的挠曲变形有良好的效果。

③反变形。由于在冷却过程中焊缝会产生收缩反应，减少了工件焊接后的尺寸，为了弥补热胀冷缩带来的变形，在大型构件焊接时常用反变形的方法。反变形方法是在进行焊接前使构件预先发生变形，使变形方向和焊接变形方向相反、变形量大小基本相等。

④刚性固定法：就是在没有反变形情况下，将构件加以固定，来限制焊接变形，其构件固定可选用大型马板点焊固定定位。

（三）焊后矫正焊接变形的方法

根据是否采用外界能量，将其划分为机械与火焰矫正法。

①机械矫正法：利用外力，使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，与二者相抵消，从而达到消除焊接变形的目的。这种矫正法适用于T型梁、工字梁和一些简单的小结构，如机座等。

②火焰矫正法：即利用不均匀的加热使结构获得反向的变形来补偿或抵消原来的焊接变形。火焰加热的方式有三种：点状加热（即加热区为D圆点）、线状加热（沿直线方向移动或在宽度方向上作横向摆动）、三角形加热（加热区域为D三角形）。火焰矫正能消除很多机械矫正无法解决的变形，掌握火焰局部加热引起的变形的规律是做好矫正的关键，决定火焰矫正效果主要是加热的位置和加热温度。低碳钢和普通低合金的焊接结构通常采用650～800℃的加热温度，一般不宜超过900℃。在利用火焰矫正的同时，为了提高矫正效果，也可在加热过程中施加外力矫正，火焰矫正时，加热点的冷却有两种方法：即自然冷却和水冷却，采用水火矫正法能使结构矫正收效快，并可以使矫正量大于自然冷却的矫正量。如矫正大型箱型截面构件的扭曲。

三、几种建筑钢结构施工焊接变形的控制方法

在建筑钢结构施工中，品种繁多，常见的建筑钢结构焊接变形的控制措施主要有如下几种：

（一）预制的小构件、预埋件的焊接变形

这类产品，一部分可采用焊后锤击法矫正焊接变形，另一部分构件，刚性较大，或因结构原因，无法采用锤击法矫正焊接变形，常采用火焰矫正法加以实现，在变形的反方向用火焰加热，火焰背面跟踪冷却来矫正焊接变形。

（二）钢屋架焊接变形的控制措施

钢屋架主要是由角钢拼焊形成，控制焊接变形主要是靠施工工艺措施来实现的。焊接变形主要有沿钢架跨度方向的收缩变形和沿钢屋架垂直面的挠曲变形引起的侧弯。

（三）钢架梁、吊车梁、钢柱等

焊接工字型组成的大型钢结构，焊接过程中在四条纵向长焊缝的影响下，容易出现翼缘板角变形，纵向收缩变形，挠曲变形，侧弯等焊接变形。

①焊接工字梁翼缘角变形的控制：主要的控制方式有如下几种：刚性固定法、反变形法、焊后火焰矫正法、焊后机械矫正法。

②焊接工字梁纵向收缩变形的控制：控制焊接工字梁纵向收缩变形的方式同控制钢屋架收缩变形方式相同，也是采用预留焊缝收缩留量来实现，但收缩留量要通过计算实现。

③焊接工字梁挠曲变形的控制，一般应尽量采取工艺措施加以解决，如焊后仍存在挠曲变形，再采用焊后矫正法矫正处理。

（四）焊接工字梁侧弯变形的控制

工字梁侧弯的控制可采用与上述加热区挠曲变形相同的工艺方式及相似的火焰矫正法加以控制，不同的是加热区形状应选择翼缘板最大侧弯处加热，直到满足要求为止。

三、结束语

建筑工程施工中，钢结构焊接变形是无法绝对避免的，从提高工程质量的角度出发，要求我们要做到熟悉钢结构焊接变形原因，并采取合理的焊接方法及相应矫正措施，使变形得到有效控制，从而达到提高工程质量的目的。

参考文献：

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随着中国各种大型建筑物、超高层建筑、高低错层建筑以及特殊建筑大量出现，沉降缝、伸缩缝和抗震缝等各种类型的变形缝在施工过程中也经常出现。这些变形缝的施工质量已经逐渐成为施工过程中控制的重点以及难点。伴随着变形缝施工技术不断推广应用和不断加速发展，加强对变形缝施工技术控制要点的研究显得尤为重要。中国的建筑业迎来了近年来发展的高峰期，投入使用了较多的新兴技术，使得我国对于建筑工程的施工更加严格、精确，建筑工程管理也更加细致。变形缝在施工中也出现不同问题，比如施工方法的选择不当、变形缝施工质量控制不严格等等。为了能够有效降低变形缝带来的安安全隐患，探讨变形缝施工技术要点，提高变形缝施工技术水平，有效控制变形缝的施工质量将是未来发展的目标。

1.建筑工程结构变形缝

在建筑工程施工过程中，由于建筑物地基承载力存在差异等其他方面的问题，使得建筑物十分容易受到外部荷载力的破坏，因此，在进行建筑工程设计时，设计工作人员为了能够保证建筑物的安全系数，通过考虑设置变形缝将建筑物变成多个独立部分，进而能够完成相对位移，能够确保建筑物的质量及长期的安全稳定性。在某种程度上，建筑变形缝可分为以下几种类型：伸缩缝、沉降缝、防震缝。

1.1伸缩缝

建筑物在施工时，会随着温度和湿度等自然因素的不断变化，出现热膨胀和收缩现象，所以应该在建筑物的合适位置增添设置变形缝（见下图1）。伸缩缝又被称为温度缝，在建筑工程施工过程中也是十分重要的一部分，主要是针对温度变化对建筑带来影响破坏而设置的，避免建筑物因为热胀冷缩方面产生的破坏，起着十分重要的作用。在建筑物中进行伸缩缝施工时，必须严格根据国家规范要求，根据建筑物的实际需要进行设置，科学合理的选择长度，宽度的尺寸，因为过长、过宽都会给建筑物带来安全隐患。在一般的施工过程中，伸缩缝间距应该保持在60m左右，宽度则保证在30mm左右，合理的距离选择能够保证在水平空间中、方向上建筑物可以自由伸缩，进而保确保建筑物的安全性。

1.2沉降缝

建筑物的基础是放置在土地层面以上，把土质作为地基基础，由于不同地区土壤质地不同，所以环境因素也存在很大差异。对于建筑的高度、负荷载、结构来说，土体会产生很大的差异，会直接造成建筑物出现不均匀沉降，从而影响到建筑物的安全使用。设置沉降缝主要是针对建筑物出现的不均匀沉降现场，可以大大效避免由于该原因带来的安全问题。结合建筑工程的自身实际特点，将整个建筑划分成为几部分，将每一部分分离，进而抑制建筑物的自由沉降。沉降缝与伸缩缝相比较有所不同，沉降缝的设置主要是针对地下建筑物的设计，伸缩缝主要是针对建筑物水平方向的热胀冷缩。

1.3防震缝

在不同地区的防震缝的设置标准也会不同，必须根据建筑物的实际需要来决定，建筑工程结构不同的复杂程度以及不同结构部分来确定设置标准，进而能够确保建筑物的抗震要求等级。随着建筑物类型向多样化发展，抗震性能也出现很大的不同，在施工中对地震的防震设置要求也不同。在对高层建筑进行施工时，防震缝的设置主要采用双柱、双墙的模式，为了避免相邻建筑物之间出现碰撞带来破坏，需要在设计过程中考虑到将防震缝和建筑物划分成多个个体，使得建筑物的刚度在形体方面达到均匀分布。减少地震造成的破坏影响。

2.建筑变形缝的施工技术要点

2.1设置伸缩缝的施工技术要点

混凝土作为建筑施工过程中必不可少的基础性建筑材料之一，具有热胀冷缩的特点，这一点要求在特殊设置中使用施工过程中可以避免。因此，在建筑工程施工过程中，可以选择利用双柱、双墙结构来保证建筑物的顶部位置与基础结构能够自行断开，使的每个部分能够独立的控制温度，形成独立控温区域。有时由于特殊位置特殊原因，在不可避免的因素影响下，伸缩缝的设置不得当，造成许多问题的发生。因此，从可以选择从以下几点来控制施工技术：适当增加内墙钢筋使用，与内墙、顶层、山墙等部分连接时，为了减少温度变化带来的影响，在建筑物内部增设配筋数量；通过控制温度变化来减少破坏，将隔热材料设置在建筑物合适位置，促使建筑物能够拥有足够的通风空间，尽可能减少建筑热胀冷缩造成的影响。

2.2沉降缝施工技术关键点

在进行沉降缝设置时，对于地下室的设计有一定的要求，要尽可能避免设置沉降缝给地下室结构带来结构等问题。因此，解决施工中的不均匀沉降问题需要注意以下几点：主体建筑和附属建筑需要进行分开施工，首先进行主楼部分的施工，再进行附属楼部分，先后顺利能够确保两者之间出现沉降造成相互影响；附属建筑物施工时，将附属部分的主要支撑设置在较为薄弱的悬挑上，尽量保证主楼建筑与附属建筑的沉降达到一致；为了减少出现整个建筑出现失衡的不利现象，应避免两个建筑物之间出现支梁的设置。

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Abstract: The management of project cost, is the process of continuous, and the characteristics of each stage is different, therefore, different stages of the cost control measures is also different, as the project cost management, how to according to different characteristics of different stages of a project, the cost management methods, resulting in the whole process of engineering project management in the grasp of good project cost is engineering cost personnel must consider the problem.

Key words: construction project; project cost; whole process control; control measures

中图分类号：TL372+.3 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02

在钢结构焊接过程中必然产生的残余变形可能会对钢结构接下来的制作过程造成影响，甚至会对整个钢结构的施工进度及其施工质量带来极大的影响，导致钢结构承载能力的大幅度降低。因此，有必要针对钢结构焊接变形的起因及其控制方法进行研究，以确保钢结构施工的整体质量。

1 钢结构焊接变形的起因分析

焊接变形的基本类型。所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程中，由于施焊电弧高温引起的变形，以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在这两类变形中，焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素，也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形。在这些变形类型中，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。

a）钢结构总焊缝的位置不同，其所产生的变形形态和程度都会不同，不同的焊缝位置均会有不同程度的变形形态产生，这多由于不同形态的结构，如坡口角度以及接头形式等所造成重力性的变形。

b）由于结构的刚性而引起的变形，在受力情况相同的条件下，对于刚性相对较大的结构而言，其变形程度相对较小，反之则变形程度相对较大。例如，对于钢结构较薄的结构而言，当其同小而重的钢结构结构焊接的时候，刚性相对较小的薄片钢结构更易产生变形。

c）由于焊接的顺序以及钢结构装配方法不同，钢结构焊接过程中所产生的变形程度也不同，例如刚性相对较弱的刚结构若焊接时对其的荷载增加，就极易导致其发生变形。

d）焊接材料不同，钢结构焊接之后因热胀冷缩也会产生不同程度的变形，通常而言，焊接材料线膨胀系数更大，则钢结构焊接变形的程度也相对较大。例如，采用铝材进行焊接，其变形几率较碳钢材料而言更大。

e）由于焊接方法不同，钢结构进行焊接的过程中，由于焊件受热而引起其温度的升高，此时，钢结构体积越大，则其因受热发生变形的几率就越大，因而焊接变形的程度也越大。

2影响各种焊接变形的因素

在实际焊接过程中，不同条件下的焊接所产生的焊接变形量各不相同，在诸多工艺因素中焊接线能量与焊接变形成正比，焊接线能量越大则焊接时产生的塑性变形区面积越大，焊后的焊接变形越大，反之则越小 。决定焊接线能量的因素主要有：

a）焊缝尺寸的大小：焊缝尺寸越大则焊接所需线能量也越大。

b）焊接的分层方式：焊缝施焊时，分层焊的层数越多，每层所需的线能量越小，变形就越小。但对于开坡口的对接焊缝角变形来讲，则是例外，分层数越多，角变形越大，这主要是由焊件厚度向的温差所决定的。

c）焊接的原始温度：原始温度高，无形中提高线能量，造成塑性变形增大，焊后的焊接变形随之增大。（当原始温度提高到一定程度时，焊件的温差下降，焊接变形反而减少）。

d）在满足受力要求的前提下，间断焊可降低线能量，从而减小焊接变形。焊接方法是影响焊接变形另一因素，实践及各国焊接专家的研究表明，对于相同焊件，相同焊缝，选择不同的焊接方法，其焊接变形也不同，埋弧焊的焊接变形最大，其次为手弧焊，最小的焊接变形为 c02气体保护焊。因此，在条件设备许可的情况下 ，选择合适的焊接方法，可有效降低焊接变形。合理选择拼装顺序和焊接顺序，可降低焊接变形。

3 钢结构焊接变形的控制方法分析

3.1 设计过程中钢结构焊接变形的控制方法分析

对于钢结构而言，通过科学合理的结构形式方面的设计，可以对钢结构焊接结构的变形起到最基本的控制作用，设计过程中，必须对各种不同焊接变形形式的起因及其特点进行掌握，方可设计出科学合理的焊接形式。

a）焊缝数量及其尺寸应尽可能减少，焊缝的数量愈多，尺寸愈大，则需要对钢结构输入的热量就愈大，此时，钢结构所产生的焊接变形程度也愈大。所以，在对钢结构的节点构造进行设计的过程中，应当尽可能将焊缝的数量及其尺寸减少。

b）对于钢结构构件的截面而言，焊缝的位置应同其相对称，或者尽可能同构件截面的中性轴相靠近，这样可以有效减少钢结构焊接变形，特别是梁、柱等钢结构的焊接变形。

c）对于钢结构而言，焊接方法应当根据焊缝坡口的形状及其尺寸进行科学地选择，必须确保钢结构承载力足够的情况下，通过不同的坡口形状及其尺寸的选择，实现焊缝截面积的尽可能减少，以最大程度地对刚结构的焊接变形进行控制。

d）设计时可尽量采用小刚性节点形式，防止焊缝的过度集中，以及双、三向发生相交的情况，以尽可能实现焊缝的交叉或集中区域热量及其应力的减小，从而尽可能减小钢结构焊接变形的程度。

e）钢结构焊缝的位置应当尽可能避开高应力区域，否则应力越大，钢结构就越易出现焊接变形。

f）为了方便进行钢结构的焊接操作，最好避免在仰焊的位置进行焊缝的施焊，以确保焊接过程的操作质量。若实在无法避免，则要求焊工能够对钢结构全方位的焊接技能了如指掌。

3.2 施工过程中钢结构焊接变形的控制方法分析

进行钢结构的焊接过程中，应当以节点的不同构造以及焊缝的不同形式为依据，通过不同的焊接工艺，来对钢结构的焊接变形进行有效控制。某中国-东盟国际商贸物流中心B座工程，是集金融办公、电子物流、会议、商场于一体的综合公用建筑，地下5层、地上50层，总建筑面积19万余平方米，建筑总高度为230.5M，采用“矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒”结构体系，立面全玻璃幕墙，南北立面均为弧形，核心筒采用12根300×300×25×25的H型钢钢骨柱组成，每节钢柱3层，核心筒是20根矩形钢管柱1000×1000×50×50（4层以下），4层以上钢管柱截面逐渐减小，钢板厚度逐渐减薄，钢管柱内灌C60砼，根据施工现场的垂直运输设备的起吊能力，8层以下每节一层，9层以上每节二层，钢柱采用350坡口对接焊缝，在30和31层分别设有4榀加强桁架。钢梁与钢柱之间用10.9S扭剪型高强螺栓刚性连接，钢结构主材采用Q345B，现场采用CO2气体保护焊，1.2MM实芯焊丝。本工程目前核心筒结构施工至32层，钢结构工程施工至26层，在钢梁安装过程中，很少因焊接变形使高强螺栓无法穿入螺栓孔而需要扩孔现象，主要采用以下方法进行控制：

a）对于对称焊缝如矩形钢管柱，使用对称焊接的方法进行施工。通常而言，由于结构刚度相对较小，先焊的焊缝更容易产生结构变形。因此，对于焊缝布置相对均匀，截面形状足够对称的钢结构来说，最好使用对称焊接的方法进行施工。

b）厚度相对较大的钢板的全熔透对接焊缝，通过开坡口进行焊缝地对接。

c）对于焊接后所产生的角变形，可通过焊前进行反变形的方法来对其进行控制。

d）在符合设计要求的条件下，焊接过程中尽量采用纵向以及横向加强肋来进行焊接，即所谓的间断焊接法。

e）对于不对称性的焊缝，则应当先对焊缝较少的那侧进行焊接，然后再进行另一侧的焊接。

f）通过对构件进行预留长度的方法，来对焊缝的纵向收缩以及变形情况进行补偿。例如，对于 H 形钢柱纵向焊缝而言，每米进行 0.5—0.7mm 的预留。

g）焊前预热和焊后缓冷。预热可以减小焊缝区和焊件其部位的温度差，降低焊缝其他部位的温度差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从面减少焊接应力和变形。

4 结束语

作为钢结构制作和连接的主要技术，焊接已经被广泛应用于钢结构的制作和安装工艺之中。一般来说，钢结构在进行焊接的过程中不可避免会出现焊接变形的情况，若不对其进行有效的控制将会为钢结构的施工质量带来严重的安全隐患。然而，焊接中产生的变形问题不仅影响了钢结构的外观和使用性能，如果严重的话甚至会导致焊件报废。特别是在大型钢结构件的焊接作业中，这一问题表现得尤其突出。有鉴于此，必须对焊接变形不同类型和原因进行全面分析，并采取有力措施控制焊接变形量，以确保不断提高生产效率和钢结构工程质量。

参考文献：

[1] 孙玉琴.试述钢结构焊接变形与应力控制[J]. 黑龙江科技信息. 2010(21)

[2] 王红兵,黄正东.钢结构焊接变形的成因及矫正方法[J]. 建筑. 2010(08)

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【 abstract 】 currently only consider deformation and internal force distribution and accumulate gradually heavy and not consider building process of high buildings, the characteristics of the structure of the research has only built, which causes the error. This is the common analysis and design the disadvantages of high-rise buildings. In order to build the structure of the high-rise building and design provides beneficial concept, analysis of heavy distribution rule and gradually accumulate the structural internal force and deformation, this paper analyzes contrast new "simulation construction process of loading calculation method" and the past "one-time load calculation method" to verify in the design and calculation of the existing difference.

【 key words 】 building structure; Construction process

中图分类号:TU3文献标识码：A 文章编号：1.概述

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Abstract: As a comprehensive and strong systematic content, the selection decision-making of high-rise building structures in civil engineering project occupies an extremely important position. This paper will combine with many years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in high-rise buildings for selection of structural factors, for reference.Key words: civil engineering; high-rise buildings; structure selection;influencing factors

中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

高层建筑以其占地面积较小，高层空间利用率较高的优势，有效的缓解了目前城市土地资源紧张与城市人口压力逐年加大之间的矛盾，使其迅速成为现今建筑工程设计与施工建造的首选类型。就我国目前而言，高层建筑主要用于住宅、宾馆、办公写字楼、以及综合性商业设施等用途中，由于其对高层建筑的使用功能性的要求不同，使其在对于建筑物的内部结构选型中存在着一定的差异性。在高层住宅的建筑工程项目中，由于其对于功能具有空间较小、分隔墙体较多、各层布局基本相同的特殊要求，在结构的选择时就比较适合采用剪力墙或框架剪力墙结构，此外除了应考虑各组成部分各自适用的结构体系以外，选型中还要考虑两种体系组合的效果是否最佳因为当建筑物包括不止一个主要结构时，它们之间必然存在一定的横向联系，分别对每一结构优化所拼凑而成的整个建筑结构不一定最优，故结构选型应从整个工程系统，即主要结构的集合出发进行全局优化决策根据工程的具体情况和条件正确解决结构体系的选型问题。

1工民建筑物的基本要求

1.1美观功能要求

结构是构成建筑艺术形象的重要因素通常人们比较强调结构型式适应建筑造型上的美观性要求，而易于忽视另一方面，即结构本身的美学效应。结构自身也富有美学表现力，为了达到安全与坚固的目的，各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的，这种规律性的东西本身就具有装饰效果，结构选型的参与者、建筑师们必须注意发挥这种表现力和利用这种装饰结果自然地显示结构，结构型式与建筑的空间艺术形象融合起来使两者成为统一体。

1.2结构受力合理性

因为各种结构体系有各自的受力特征，比如在抗风能力、抗震能力整体刚度等各方面各不相同，而选型必须保证结构体系的受力合理，所以要根据力学上的要求认真比较各种结构体系优缺点，挑选出能入围的几个结构体系，然后再结合其它影响因素作分析，做筛选结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理破坏机制合理等等。它受环境条件诸如基本风压、设防烈度等影响，而基本风压、设防烈度又因场地条件不同而不同。

1.3综合考虑不同结构方案对建筑物造价的影响

某些结构材料单价较高但可能给建筑物整体造价带来好处，结构材料对选型的影响下文将展开论述。例如某市三多里高层住宅地面以上15层、局部16层，层高2.7m建筑。总高度44.2m为板-柱框架剪力墙体系，采用陶粒混凝土。预制大楼板内外填充墙分别采用100mm及200mm厚的加气混凝土彻块，每层平均重量仅为8.31kN/平方米而一般框架-剪力墙体系的高层住宅每层平均重量约为12~13kN/平方米，因此该高层建筑采用天然地基箱形基础，而同期建造的另一幢15层高层住宅，为内浇外挂剪力墙体系，采用柱箱复合基础15层高层住宅采用天然地基，在某市是仅有的一幢，是一个成功的工程实践。

1.4结构全寿命期费用

在进行结构方案的经济分析时，通常考虑的是一次性投资费用，这是不够全面的。一幢建筑物在其整个使用寿命期内，一般为50年，还会发生其它费用，如结构的一般维护维修费用、灾后的重建费用等等，而这些费用的数额往往也是不容忽视的。在进行结构选型决策时也应予以考虑。例如对于一幢高层建筑如果结构方案采用钢结构，则由于钢材易于锈蚀在整个建筑物投入使用后，必须对钢结构构件进行定期的防锈蚀处理和维护，从建筑的整个使用寿命期来看这一笔维护费用的数额是巨大的但如果结构方案采用钢筋混凝土结构则基本上不需要对结构构件进行维护。从建筑的整个使用寿命期来看，就基本上不存在发生于结构构件的维护费用，当对类似的高层建筑进行结构方案的选择时就要综合考虑权衡各方面利弊从结构的全寿命期，来进行综合经济分析才能得出令人满意的决策结论。

2施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响。正是大型起重机械及各种建筑机械例如混凝土泵，相继问世才使高层建筑的各种结构型式成为现实，施工水平对建筑结构型式的影响表现在以下两个方面：

一方面，施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力，将给工程建设带来困难。例如选择装配式框架结构方案时需要认真考虑施工单位焊工技术力量，否则将给工程质量带来严重影响。如果决策人员在结构选型时考虑不周也将会给施工单位带来不必要的困难。因此选型时有关设计人员应多与施工单位人员沟通，共同磋商解决选型中出现的矛盾。

另一方面，选择结构型式时要结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件，同一种结构型式可以对应不同的施工工艺，而不同的施工工艺不仅影响材料消耗，劳动力工期施工工期的影响已经在经济因素中分析及造价等技术经济指标，而且会影响到结构的受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施。所以，在高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑。

3建筑结构材料对高层建筑结构选型的影响

随着科学技术的发展，新的结构材料如高强砼、轻骨料砼、复合材料中的钢管砼、钢纤维砼等等不断诞生，新的结构材料促使传统结构型式发生变革，新的结构型式产生，从而不可避免地给结构选型问题带来深刻影响。众所周知在传统的建筑材料中，钢材符合轻质又高强的条件，在国外高层建筑中很多采用钢结构体系，鉴于我国国情和条件，绝大部分高层建筑都采用钢筋砼结构体系，且一般都采用普通钢筋砼、混凝土及钢材的强度等级不高，建筑物的自重一般平均在12~17kN/平方米。据统计，在我国已建成的高层建筑中，自重小于12kN/平方米的只占22%。而大于14kN/平方米的占46%，总的来说，自重偏大给设计、施工、材料运输、结构抗震性能及结构技术经济指标带来较多不利影响因此在考虑了材料的供应状况的前提条件下，优先选用能减轻建筑物自重的结构材料是很有必要的。减轻建筑物自重给整个高层建筑带来的效益有：

3.1有利于减小结构截面节约建筑材料尤其对于高层建筑下部楼层的柱子影响更大。

3.2有利于减小基础投资据统计在软土地基地区基础的造价约占土建总投资的25%左右。例如：某市桩箱型基础约占28%，随着目前地下室越来越深，这个比例有加大的趋势，所以减轻高层建筑自重对减少软土地基地区高层建筑基础投资有重大意义。

4结语

综上所述，在实际工作中，结构设计人员往往由于未能深入了解结构选型的各个影响因素及其相互关系，从而造成结构选型决策的种种失误影响结构选型决策的因素主要体现在建筑物的功能要求，结构受力合理性经济因素的制约等多个方面，所有的这些确定性的和非确定性的因素都或多或少对结构选型产生影响，在某些情况，不为人们重视甚至被忽略的一些因素往往起着决定性的作用。因此，在结构选型决策工作中应该综合考虑各种决策影响因素的作用特点和对决策结果的影响度，并将它们综合协调统一起来，这就涉及到高层建筑选型决策方法的合理选择问题。

参考文献

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某大型会议中心钢结构屋盖工程主要由12榀单片方管桁架及工字形水平支撑组成，单榀桁架重量最大达50t，长度达41m。

一 滑移系统组成

钢结构滑移系统是一种利用计算机同步控制、液压油缸步进式推动构件进行水平滑移施工作业的装置。由液压泵站、主油缸、自动反力支座、连接耳板、电气液压控制系统组成。主要技术参数：液压系统压力：21MPa；主油缸最大推力：420kN；主油缸行程：500mm。自动反力支座适用滑移轨道型号：43，50kg钢轨。

1.计算机控制液压同步滑移技术

1.1 系统介绍

计算机控制液压同步滑移升降技术是一项新颖的构件滑移安装施工技术，它采用滑移自动反力支座、滑移主推油缸、连接耳板、电气液压控制系统，根据液压同步原理进行计算机控制，将成百上千吨的构件在工装平台上拼装后，滑移到预定位置安装就位。

计算机控制液压同步滑移技术的核心设备采用计算机控制，可以全自动或手动完成同步滑移、实现力和位移控制、过程显示和故障报警等多种功能。计算机控制液压同步滑移技术具有以下特点：通过滑移设备扩展组合，滑移重量、跨度、面积不受限制；滑移油缸反力支座的锚具具有单向运动自锁性，使滑移过程十分安全。

1.2 系统组成

（1）计算机控制液压同步滑移系统由主推油缸集群（施力装置）、液压泵站（驱动部件）、滑移自动反力支座、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。

（2）液压。泵站是滑移系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个滑移系统的稳定可靠工作影响最大。在液压系统中，采用比例同步技术，这样可以有效地提高整个系统的同步调节性能。（3）传感检测。主要用来获得滑移油缸的位置信息、载荷信息和整个被滑移构件的形态信息，并将这些信息通过现场网络实时传输给主控计算机。这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定滑移油缸的下一步动作，同时，主控计算机也可以根据网络传来的滑移荷载信息和构件形态信息决定整个系统的同步调节量。

1.3 同步滑移控制原理及动作过程。

（1）同步滑移控制原理。主控计算机除了控制所有滑移油缸的统一动作之外，还必须保证各个滑移点的位置同步。主令提升速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。（2）滑移动作原理。滑移油缸数量确定之后，每台滑移油缸上安装一套行程传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况。通过现场实时网络，主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。根据油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求（例如：手动、顺控、自动）可以决定滑移油缸的下一步动作。滑移油缸的工作流程如下：反力支座小油缸锁锚检查锁锚显示可靠主油缸推进检测同步并调整到位后开反力支座锚收主油缸，移动反力支座反力支座锁锚下一个动作循环。集群油缸系统通过计算机控制系统对所有油缸的动作统一控制、统一指挥，动作一致，完成结构件的滑移作业。

二 钢屋盖滑移技术应用

1.钢屋盖安装顺序

拼装胎架安装主桁架拼装抗震支座安装滑靴安装第一榀桁架吊装第二榀桁架吊装桁架间支撑安装滑移机器人安装滑移至第一就位位置第三榀桁架安装第四榀桁架安装桁架间支撑安装滑移至第二就位位置依此类推完成前五个滑移单元的滑移最后两榀桁架的安装桁架间支撑的安装屋盖就位。

2.滑移轨道布置

在混凝土结构梁上布置轨道埋件（间距1000mm）及轨道（43kg/m），利用塔式起重机进行滑移轨道安装，滑移轨道共铺设2条，沿支座排列方向布置，每条轨道长度约32m，滑移轨道采用43kg/m钢轨，用以提供爬行器的夹持反力点，并精确控制滑移轨道安装标高以及水平度。

3.滑靴设置

在屋盖外侧的拼装场地上，将主桁架结构的制作单元拼装成吊装单元进行安装，进行对接口的对接和万向支座的安装、焊缝的焊接及无损检测。然后在桁架两端腹杆采用圆钢管制作人字撑以保证滑移过程的稳定性，采用钢板制作滑靴，并在第一滑移单元人字撑上布置耳板，用作与滑移液压机器人连接。主桁架地面组装完成后进行测量校正。对于主桁架拼装杆件焊接时，焊接区域采用面加热预热，然后采用二氧化碳气体保护焊机焊接，并经探伤检测、监理验收合格后方可吊装。人字撑采用219×8的钢管制作。

4.滑移顺序

首先进行第一滑移单元的高空拼装，当第一滑移单元安装、焊接形成一个稳定体系后，将第一滑移单元向 L 轴方向滑移4.2m。在滑移单元高空拼装和滑移的同时，跨外拼装场地继续进行第二滑移单元桁架单元的组装，待滑移单元滑移到位后，进行第二榀桁架的高空安装、第二单元滑移向 L 轴方向滑移5.6m。然后进行第三滑移单元安装、滑移；第四单元安装、滑移；第五单元安装；到达设计位置。

三 结语

此技术顺利完成了大型会议中心钢结构安装，最大限度减小了钢结构施工对其他专业施工的影响，在保证施工安全的前提下，降低了安全措施成本，更好地保证了施工质量。

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2工程特点及施工难点

2.1体量较大 本工程平面尺寸为l形结构，总建筑面积13250 m²。结构实体工程量较大，总用钢筋量约650t，混凝土用量约2800 m³。

2.2设计复杂 本工程整体设计复杂，平面为几何组合体，空间个体互相开放。楼梯口、电梯井数量较多。层高不一，错层较多。立面造型多变，装饰线条较多，十二层跃式住宅，屋面为坡屋顶。结构构件截面尺寸多，梁柱节点形式复杂多样。

2.3施工工期较紧 本工程于2005年3月12日开工，2006年2月12日竣工。其中结构工程工期约七个月，装饰工程工期约五个月，工期较紧迫。

3主要施工技术分析

3.1钢筋工程施工技术 本工程钢筋用量约650t，规格较多，如直径分别为6 mm、8 mm、10 mm的ⅰ级钢，直径分别为12 mm、14 mm、16mm、18 mm、20 mm、22 mm、25 mm、28 mm的ⅱ级钢，直径较大，各种节点部位的钢筋较密集，导致钢筋安装、保护层厚度的控制、浇筑混凝土时钢筋易发生移位、节点部位混凝土的浇筑等问题成为施工难点。为此采取了以下措施： (1)设置柱筋定位箍筋框，墙体水平梯格筋和竖向梯格筋来控制钢筋位移。对于圆柱的箍筋及定位筋，通过实体放样制作定型加工模具，取得良好效果。 (2)针对钢筋密集的梁柱节点，先采用计算机绘图放样，然后按1：1比例在现场制作模拟样板，明确每根钢筋的具置、交叉形式等，用以指导现场施工。 (3)本工程各层层高不一，如一层为5.5 m、二至三层为4.2m、四至十层为3.1 m、十一层为3.5，十二层为3.0 m，在每层施工前根据层高计算出墙柱直螺纹接头甩头位置，现场严格按照甩头位置进行钢筋下料和施工，确保了接头位置和接头百分率。 (4)严格执行样板引路制。针对每个劳务队伍，在其全面展开施工前，在现场各实体部位制作样板，经验收合格后，严格按样板标准执行。

3.2模板工程施工技术

3.2.1混凝土模板施工 本工程混凝土结构外观质量应达到混凝土规范及设计要求。为实现这一目标，重点对墙、柱、梁、板模板的选型及细部节点优化进行了控制，取得了较好效果。墙体模板选用梁、板模板均采用18mm厚新多层胶合模板，结合本工程层高分布特点，根据不同层高分别进行组拼接。 梁、板模板均采用18mm厚新多层板，次龙骨采用50mm×100mm木方，主龙骨采用100mm×100mm木方，采用门式架支撑体系。支撑体系横向成排，纵向成队，上下层对应，并保证连续三层支设。后浇带处顶板模板单独支撑，拆模板时后浇带模板不拆，以防止后浇带处混凝土构件形成悬挑构件，产生裂缝。梁柱节点是模板工程控制重点，施工中采取一些措施加强了控制。如梁柱节点，由于混凝土强度等级不同，距柱侧入梁500 mm处加快易收口网封档，用直径为20 mm的ⅱ钢筋沿梁竖向@ 200加固；

3.2.2高支模板支撑架体系施工 本工程有首层高5.5m，如何保证支撑架体系的安全稳定是施工控制重点。高支顶板模板采用支撑体系均采用碗扣架，采用品茗施工系列软件(安全计算部分)进行安全计算，所用钢管、木方等相关材料的计算参数经过现场实测实量取值。支撑高度5.5 m处的碗扣架每隔4排设置水平剪刀撑，剪刀撑与立杆连接，同时沿支架四周外立面满设剪刀撑。顶板模板安装施工前，项目部编制了高支模施工组织设计方案经公司技术负责人签字审批后报总监审核后严格执行，顶板混凝土施工前，组织技术、生产、安全等各部门对支撑架进行验收，合格后方可进行下一道工序的施工。

3.3结构转换层施工技术 本工程四层为结构转换层，大部分梁高为0.8~1.6 m，最大为1.4m，最大跨度为8.4 m。整个转换层混凝土用量较大；钢筋穿插复杂，排布密实；设计要求混凝土浇筑施工应连续进行，不留施工缝，以保证转换层的整体性，这使施工难度大大增加；各种施工荷载较大且为空间荷载，混凝土自重和其它荷载都较大，最大净跨梁自重达27.5t，一般的支撑系统很难保证本工程施工的安全。

3.3.1支模系统的组成

3.3.1.1模板组成 (1)梁底模板应满足强度要求，本工程采用20 mm厚胶合板做梁底模板； (2)梁侧模板采用20 mm厚胶合板。

3.3.1.2支撑系统组成 (1)梁底模板的支撑 梁底模板的支撑是本工程最关键的部分，决定着工程的安全，大梁底模板主要采用组合门式钢架作为模板的竖向支撑，用截面为50×100mm的木方托住模板，再用截面为100×100mm木方作为托梁，用2个1700mm的门架叠加支撑，门架沿梁长方向布置，架距为500 mm。 (2)梁侧模板的固定 由于混凝土连续浇筑，对侧模的侧压力很大(约50 kn/m²)，如果侧模板固定不好，浇筑混凝土时很容易爆板。侧模板主要采用直径12 mm对拉螺杆和50×100 mm方木斜撑共同固定。 3.3.1.3支撑系统整体性加固

由于本工程施工时的振动和冲击荷载都很大，竖向支撑由门架叠加而成，由于安装误差，很难保证各门架柱在竖直的一条直线上，因此必须采取有效的措施来加强支撑系统的整体稳定性，保证支撑系统在施工期间不因失稳而破坏。

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中图分类号：TV331文献标识码：A

引 言：

现代建筑多以混凝土框架结构、钢结构、砖混结构、钢混结构为主，而作为重要组成部分的混凝土部分，无疑是应用最为广泛的建筑材料。混凝土是由粗、细骨料、水泥、水及各种添加剂经过不同比例混合而成的综合体，由于组成混凝土的各种材料的特性而知，混凝土拥有较高的抗压强度及较低的抗拉强度。因此，如混凝土产生裂缝，多半原因是由于抗拉力小造成的，当然，不仅如此，造成混凝土产生裂缝的原因是多方面的。

下来，本文就混凝土裂缝产生的原因及预防措施做简要的剖析。

一. 混凝土养护不当产生裂缝及预防措施

混凝土在浇筑完成后，要及时进行养护，养护包含适当的温度及湿度。如在春、夏季节，混凝土浇筑完成后，不及时进行湿度的有效保持，混凝土会因缺水而产生干缩裂缝.

干缩裂缝多出现在混凝土施工结束后的一周左右的或养护停止后一段时间内，水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部应力约束，产生较大拉应力而产生裂缝。养护过程中或后期湿度越低，混凝土体干缩越大，裂缝越容易产生。干缩裂缝多为表面性细裂缝，宽度多在0.05-0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、外加剂的用量及后期的养护条件等有关。

干缩裂缝预防措施：

（一）选用收缩量较小的水泥，一般采用矿渣水泥或粉煤灰水泥，降低水泥的用量。

（二）混凝土的干缩裂缝与水灰比关系较大，水灰比越大，干缩就越大，裂缝就越容易产生，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，必要时掺加合适的减水剂。

（三）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。

（四）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。夏季施工时要对混凝土及时进行浇水养护，或涂刷养护剂养护，适当增加浇水次数及养护时间。

（五）在大面积混凝土结构中设置合适的收缩缝。以分散混凝土表面由于干缩产生的拉应力。减少混凝土表面的裂缝产生。

二、地基不均匀沉降产生的裂缝及预防措施

地基沉陷裂缝的产生是由于地基土质不匀处理不当、松软或回填土质量不达标或地基浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土融化后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为影响结构安全的裂缝，其走向与沉陷情况有关，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施：

（一）对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行地基处理，完全达到设计要求的承载力要求后，方可施工上部结构。

（二）保证支撑混凝土的模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。

（三）防止混凝土施工过程中及后期地基被水浸泡。

（四）待混凝土构件达到设计要求的强度后，方可拆除模板，且应注意拆模板的先后顺序。

（五）尽量避免在冻土上搭设模板支架，如必须在冻土上搭设模板时，要注意采取一定的预防措施。

三、温度裂缝及预防措施

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区和季节中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，从而使混凝土内部温度升达60-70℃左右。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

主要预防措施：

尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

（三）降低水灰比，改善骨料级配：一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。

改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度。

（五）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

（六）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。

（七）大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。

（ 八）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。

加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。

预留温度收缩缝。分散温度产生的拉应力。

（十一）减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

（十二）加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。

（十三）混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

四、化学反应引起的裂缝及预防措施

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。

主要的预防措施：

选用碱活性小的砂石骨料。

选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

（四）由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。

通常的预防措施有：

1、保证钢筋保护层的厚度。

2、混凝土级配要良好。

3.、混凝土浇注要振捣密实。

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Abstract: In this paper, the structure design of high-rise building application contrast, description of the bearing capacity, stiffness and ductility for the leading goal, design wind and earthquake are ideal for high-rise building is completely possible. Around high-rise structure design engineering rules and multiple protection design this paper describes the structure design of high-rise building’s key concepts and design ideas.

Key words: high-rise building; structure design; engineering rules; multiple protections

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

一个建筑工程的结构设计首先要明确抗震设防情况、场地情况等。结构方案是结构设计的关键，只有正确选择结构方案，才能在设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工，保证质量。应根据材料性能、结构型式、受力特点和建筑使用要求及施工条件等因素合理选择结构方案[1]。作为一个合理的结构方案，其技术经济效果应当是好的或比较好的，因为它是结构方案的综合评价。本文以马那瓜美洲银行大楼实例为据围绕在设计和构造上利用多道设防的思想，如框架结构采用强柱弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定；框架—剪力墙结构设计成连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线；剪力墙结构能过构造措施保证连梁先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定等的工程抗震设计应用。

一、工程规则性与多道设防的实际工程对比应用

马那瓜地处太平洋火山地震带东侧，近100年来已遭受4次强烈地震的袭击。1972年12月22日夜至23日凌晨的一次突发性强烈地震和震后的大火，使城市几乎全部被毁（市区92%的建筑被摧毁），地面下沉12英寸，死伤数万人（5000--10000人死亡），损失达10多亿美元，至今仍然可以看到地震的遗迹。 震级6.2，烈度估计8度，该次地震，地面加速度为0.35g，几乎是设计地震0.06g的6倍。大地震后，高18层，1963年设计的马那瓜美洲银行大楼（当时最高）只是出现了一些裂缝，而同位于市区的15层的马拉瓜中央银行却严重受损（震后拆除），周围建筑物也发生大规模倒塌，5000多人死亡。当时，这个消息几乎传遍了整个尼加拉瓜，相距如此近（培训四P11：毗邻）的建筑，为何有这般差别？人们发现，马那瓜美洲银行大楼之所以轻微受损，是由于它的形状非常规则、对称，且运用了多道设防设计思想。而中央银行平面和竖向上都不规则。

（1）中央银行平面不规则：四个楼梯间，偏置塔楼西侧，再加上西端有填充墙，地震时产生较大的扭转偏心效应。四层以上的楼板仅50mm厚，搁置在14m长的小梁上，小梁的全高仅450mm，这样一个楼面体系是十分柔弱的，抗侧力的刚度很差，在水平地震作用下产生很大的楼板水平变形和竖向变形。

竖向不规则：塔楼的上部（四层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在四楼板水平处的过渡大当人上，大梁又支承在其下面的10根1mx1.55m柱子上（间距9.4m），形成上下两部分严重不均匀、不连续的结构系统。主要破坏：A、第四层与第五层之间，周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈（竖向刚度和承载力突变）。B、横向裂缝贯穿三层以上的所有楼板（有的宽达10mm），直至电梯井的东侧。C、塔楼的西立面、其他立面的窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其他非结构构件均严重破坏或倒塌。美国加州大学伯克莱分校在震后对其计算分析表明：A、结构存在十分严重的扭转效应；B、塔楼三层以上北面和南面的大多数柱子抗剪能力大大不足，率先破坏；C、在水平地震作用下，柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。（2）美洲银行

结构系统平面竖向均匀对称。概念设计思想为多道防线、刚柔结合。先由4个4.6m等边的L形柔性筒（H/b=13.3>>7），通过每层的连梁组成一个11.6mx11.6m的正方形核心筒用为主要抗震结构。在风荷载和抗震设防烈度的地震作用下具有很大的抗弯刚度（H/b≈5），为了预防罕遇强烈地震，有意识地在连梁的中部开了较大的孔洞，一方面可以用来穿越通风管道，减小楼层结构高度；另一方面是有意地形成结构总体系（第一道防线）中的预定薄弱环节，在未来遭遇强烈地震时，通过控制首先在连梁处开裂、屈服、出现塑性铰，从而变成具有延性和耗能能力的结构体系（第二道防线），即各分体系（L形筒）作为独立的抗震单元，则整体结构变柔，周期变长，阻尼增加，地震动力反应将大大地减小，从而可以继续保持结构的稳定性和良好的受力性能。即使在超出弹性极限的情况下，仍具有塑性强度，可以做到较大幅度的摇摆而不倒塌。为确保每一L形柔筒都可以作为有效的独立抗震单元，林在L形筒的每面墙内的配筋几乎都是一样的。

震后调查正如设计所预料那样，核心筒的连梁发生剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。连梁混凝土保护层剥落、开裂，这较易修复。墙体没有开裂，只是在核心筒的墙面上掉下了几块大理石饰面。这充分说明，虽然主体结构没有开裂，但剪力墙内已具有很高的应力[2]。也就是说在地震的剪力和弯矩作用下，墙仍处于弹性阶段。伯克利大学的教授V．Bertero在震后对该建筑作了动力分析，见下表。

可见，当核心筒连梁破坏后，四个L形角筒独立作用时，结构的自振周期和顶部位移明显加大，而基底剪力和倾覆力矩却明显减小。在正常工状态下，即在风荷载或设防烈度的地震作用下，设计所选择的结构图的自振周期T=1.3s，相当于0.72n，顶部侧移12cm，相当于1/500楼高。美洲银行大楼的抗震实例说明了以承载力、刚度和延性为主导目标，设计抗议风和抗震都比较理想的高层建筑是完全可能的。在风荷载作用下结构的整体刚度大，有较高的自振频率；而在罕遇的强烈地震作用下，可通过发挥延性（其中包括结构延性、构件延性或截面延性）与耗能能力使结构仍具有足够的承载力。二、高层建筑结构设计的应用体会

高层建筑结构至关重要的就是使结构承载力、刚度、能量耗散和延性等多种性能得到最佳组合。选择有利的建筑体型，是减少高层建筑结构风载效应、地震作用效应和侧移的重要手段之一。建筑体型又与建筑平面形状、建筑立面形状和房屋的高度等因素密切相关。与H，H/B，L/B，突出和收进尺寸，细部尺寸等有关。

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑和结构设计者在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各项规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。抗震概念设计时应充分考虑结构简单、规则和均匀性、整体性、钢度和抗震能力等准则。

1．结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱层部位出现都易于把握，对结构抗震性能的估计也比较可靠。

2．结构的规则和均匀性。沿竖向建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变，以限制竖向出现薄弱部位。建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生的惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量和刚度之间的偏心。

3．结构的刚度和抗震能力。可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构的抗震能力是结构承载力及延性的综合反映。结构刚度选择时注意控制结构变形的增大，过大的变形也会因效应过大而导致结构破坏[3]。结构除需要满足水平方向的刚度和变形能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。4．结构的整体性。高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度的抗力，并与竖向各子结构有效连接。高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

参考文献：

[1] 吴育武.谈谈高层建筑结构概念设计的若干问题[J].中国科技纵横,2010,(15):143,85.

篇（11）

论文关键词：施工期 荷载效应 安全分析

中图分类号：TU198文献标识码： A

现今的建筑业在钢筋混凝土结构施工过程中，建筑单位不仅要保证整个工程结构的安全性，更要努力抓紧工程进度从而缩短工程的施工周期。为了达到上述两个方面的效果，在施工期必须有一个合理、安全的结构设计。但就目前我国的钢筋混凝土结构设计规范及施工规范来看，并没有对施工期结构的安全要求做出明确的要求，从而使得我国施工期结构安全事故发生率明显高于使用期结构安全事故发生率。对钢筋混凝土结构施工期的安全性研究，涉及结构在施工过程中的结构特征、抗力、荷载、荷载效应。 建筑结构的风险概率随着结构的寿命不断变化。在结构寿命的初始阶段――施工阶段结构的风险概率最大,如果处理不当,很容易导致安全事故的发生。因此开展对施工期结构安全的研究是十分紧迫而必要的。 结合工程实际调查,提出了影响施工期结构安全性的主要因素,并进行了相应分析。 从施工荷载和钢筋混凝土构件早期承载性能两方面着手对施工期结构的特性做了浅要研究。总结归纳了施工荷载的主要种类,针对梁、板、柱三类主要受力构件的早期承载力性能在进行合理假设基础上进行研究。针对施工期结构的时变性特征,提出了一种分析施工结构的简化分析法――模块化方法,大大提高了分析效率。提出了一种将施工结构受力分析与抗力分析进行统一,从而对施工结构安全进行控制的参数:安全因子。 下面我就施工期荷载进行分析介绍：

一、施工期荷载的特点

（1）随着施工过程的不断进行，施工期结构的荷载类型也不断发生着变化。如在楼板浇注时，模板与支架的重量就应该归为恒荷载的范畴；但是当浇筑完成、模板拆除时，附近单元拆下来的模板与支架堆就应该归为活荷载。

（2）在施工期由于混凝土内含有大量的水分，随着水分的蒸发以及混凝土的不断收缩变化，混凝土的重量也会随之产生变化。所以，虽然混凝土在正常使用过程中的重量变化是可以忽略的，但在施工期混凝土重量的变化是影响施工结构安全的重要因素。

（3）由于施工所在地的经济、地理、结构类型以及施工单位的现场管理水平、施工方案、环境温湿度、施工场地条件等因素的影响，从而使得在施工的不同阶段所产生的活荷载类型有很大的不同。

（4）一些处于施工期的工程活荷载有着显著的动力荷载特征，荷载效应大大增加，按照相关规定的要求对于此类的活荷载应该乘以1.1～1.3的动力系数；某些建筑材料堆积在建筑中的局部面积上，这些材料堆就会以集中荷载的形式出现。

二、施工期抗力的特点

1、施工期与正常使用期抗力的异同

2、不同阶段抗力的变化存在着较大的差异

在施工期内钢筋混凝土结构的抗力会随着时间的不断增加而逐渐增长，这一增长值在前期会较大。当达到28 d龄期后，增长值会逐渐变小，而抗力也会逐渐接近设计时所要求的范围。而在使用期前期结构的抗力变化较小，但随着时间的推移，混凝土碳化、钢筋腐蚀的影响从而使得整个结构的抗力逐渐下降。 转贴于 中国论文下载

3、抗力分析的时间有着很大的差异

根据相关建筑结构可靠度设计统一标准的规定，一般建筑的设计基准期为50 a，但结构施工期只有2～3 a。施工期的抗力分析应该归为短暂工况抗力分析，一些外界因素的影响可忽略不计，如地震作用、强风作用等。

4、施工期抗力的影响因素

影响钢筋混凝土结构构件抗力的主要因素有混凝土时变强度、钢筋与混凝土间黏结、早期抗力计算方法、构件几何尺寸、纵筋配筋率、钢筋类别等。 在施工期中，混凝土的抗压强度与浇注龄期呈正比关系，而早龄期构件的抗力直接受混凝土强度的影响，早龄期构件抗力的增长速度又与拆模时间有着密切的关系。在实际工程中，混凝土强度的推算是以同条件下养护试块为依据的，因此，进行必要的试块与实体强度的对比分析，在施工期中的安全分析上是一种有效的手段。

5、施工期结构的可靠度

相比较于使用阶段和老化阶段，在施工期结构的整体风险较大。所以，进行钢筋混凝土结构施工期可靠度和安全性分析是必要的，而且这一分析应该建立在准确把握荷载及荷载效应、抗力的时变特性及可靠度指标合理计算的基础上。在我国现在对施工期结构的可靠度分析方法较少，并且对施工荷载的统计资料很不全面。在建筑施工期内，安全性和可靠度的分析是随时间的变化而不断变化的，多数情况下，采用的是离散型的时间冻结进行处理，把施工期建筑结构化为一序列时不变结构进行受力分析，研究结构工作过程中若干最不利状态，在每个状态的分析过程中均不考虑结构性能随时间的变化。在实际分析中，首先力学分析的最不利工作状态的确定，应根据建设经验、现场调查、结构特点和建造过程确定；其次确定各个最不利工作状态的荷载种类，并对其进行适当的荷载组合；最后确定在结构强度、刚度和稳定性计算校核中使用的安全系数，并考虑结构所处的工作状态及其在各个工作状态的持续时间、施工超载发生的概率等因素的影响。

施工期结构构件的可靠度应根据实际施工过程中结构的外形、施工进程、材料性能的变化来进行计算。定义结构施工期各施工进程的经时结构功能函数为：

Z（t）＝R（t）－SG（t）－SL（t）