杭萧钢构钢管束混凝土剪力墙靠谱吗
靠谱,比传统钢结构具有室内不凸粱凸柱、建筑布置灵活的优势。
但是并不像他们说的那样好。他们是用薄壁钢管组合成类似于混凝土剪力墙的形式,内部灌注混凝土。经过我们研究,这种体系造价高、工厂需要专门设备、现场焊接量大。尤其是他们的CCA整体灌浆墙,我觉得甚至都算不上装配式墙体,现场工作量大、湿作业都有,而且造价不可能低。其实对于装配式钢结构有比他们好得多的结构体系,只不过不像杭萧一样会包装而已。
水化热集中释放和养护不到位造成。主要有以下几点:
1、 混凝土强度等级高,泵送混凝土骨料小,坍落度大,水灰比大水泥用量也大,加上本工程混凝土量很大,产生较大的水化热,这些因素都可能产生收缩裂缝。
2、 墙体在浇筑完成24h后,就拆除了模板。由于抢工期,赶进度,浇水养护不足14d。当时又赶上冷空气来袭,日夜间温差较大。大体积混凝土浇筑后产生大量水化热,在温差较大的环境下又得不到充分养护是产生裂缝的主要原因之一。
3、 墙体施工过程虽然有采用分段分层浇筑法,但是分层浇筑的厚度不明确,有的厚有的薄,且施工中的各主要环节,如振捣等,均没有按施工及验收规范和操作规程进行操作。另外,施工分段也长短不一。尤其是有的施工段一次性浇筑长达36多米,由于长度较长且体积大产生的累积收缩变形较大,混凝土水平方向的变形又受到墙体本身的约束,从而产生超过砼抗拉强度的拉应力因而导致混凝土的开裂。
4、混凝土没有掺加膨胀剂。
可以化学注浆补强的方法修补完善。
一、优点
1、承载能力大为提高,特别是在高层建筑中,钢管混凝土柱抗压和抗剪承载能力相对普通钢筋混凝土优势较为明显。钢管混凝土的塑性性能好,防止了管内砼的脆性破坏。在高层建筑中可以做到不限制轴压比。
2、塑性和韧性好,所以抗震性比钢筋混凝土更好。
3、扩大了使用空间。由于钢管混凝土柱的承载力高,不但柱子截面减小,而且可以大柱网、大空间的框架结构体系。
二、缺点
1、使用范围有限,仅限于柱、桥墩、拱架等。这是因为梁一般都做成矩形,而矩形的钢管混凝土受力比较复杂而且构造要求繁琐,经济效益不佳。
2、从钢管构件的制作、安装要求讲也是具有一定难度和繁锁性。钢管混凝土柱用的钢管,焊接、制作要求较高。
钢管混凝土的基本原理
1、利用横向钢管,对受压混凝土施加侧向约束,使管内混凝土处于三向受压的应力状态,延缓其纵向微裂缝的发生和发展,从而提高其抗压强度和压缩变形能力。
2、借助内填混凝土的支撑作用,增强钢管壁的几何稳定性,改变窑钢管的失稳模态,从而提高其承载能力。钢管混凝士利用钢管和混凝土中材料在受力过程中的相互作用即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态之下,从而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善。
同时,由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲。可以保证其材料性能的充分发挥;另外,在钢管混凝土的施工过程中,钢管还可以作为浇筑其核心混凝土的模板。总之通过钢管和混凝土组合而成为钢管混凝土,不仅可以弥补两种材料各自材料的缺点,而且能够充分发挥二者的优点,这也正是钢管混凝土组合结构的优势所在。
一般的,我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土;混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土;混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。近年来,随着理论研究的深入和新施工工艺的产生,工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1.钢管混凝土结构的特点
众所周知,混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱,而钢材,特别是型钢的抗弯能力强,具有良好的弹塑性,但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起,可使混凝土处于侧向受压状态,其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在,提高了钢管的刚度,两者共同发挥作用,从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构,主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主,被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能,具体表现为以下几个方面:
1.1 承载力高、延性好,抗震性能优越
钢管混凝土柱中,钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度;钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明,钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏,构件的延性性能明显改善,耗能能力大大提高,具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明,试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时,试件仍有承载力。剥去钢管后,内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱,但仍保持完整,并未松散,且仍有约5%的承载力,用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下,具有良好的延性和吸能性。在这方面,钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下,弯矩曲率滞回曲线表明,结构的吸能性能特别好,无刚度退化,且无下降段,和不丧失局部稳定性的钢柱相同,但在一些建筑中,钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此,钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。
1.2 施工方便,工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时,钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量,施工不受混凝土养护时间的影响;由于钢管混凝土内部没有钢筋,便于混凝土的浇注和捣实;钢管混凝土结构施工时,不需要模板,既节省了支模、拆模的材料和人工费用,也节省了时间。
1.3 有利于钢管的抗火和防火
由于钢管内填有混凝土,能吸收大量的热能,因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀,增加了柱子的耐火时间,减慢钢柱的升温速度,并且一旦钢柱屈服,混凝土可以承受大部分的轴向荷载,防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高,因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多,随着钢管直径增大,节约涂料也越多。
1.4 耐腐蚀性能优于钢结构
钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少,受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多,抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用,使钢管内部的混凝土处于三向受压状态,使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大,施工成本较高。相比之下,方钢管混凝土结构的施工较为方便,但钢管混凝土受到的约束作用较小,结构的承载力较低。
1.5 施工方面
钢管混凝土柱的零件较少,焊缝少,构造简单,柱脚常采用在棍凝土基础上预留杯口的插人式柱脚,因而工厂制造比较简单,同时构件自重较小,运输和吊装也较易,施工很简便,而且钢管馄凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,一般在40m以内,无论工厂焊接和现场进行对接,都没有什么困难。同时,与钥筋混凝土柱相比,钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能,兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用,所以管内没钢筋,省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺,又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板,同时也省了支模和拆模等工序。近年来,泵送砖相当普遍,现场浇灌并无困难,我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法,更简化了现场灌混凝土的工序,简便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法,既快,又保证浇灌质量。而且,在浇筑后,钢管内处于相当稳定的湿度条件,水分不易蒸发,省去浇水养护工序,简化了混凝土的养护工艺。
约束混凝土是利用外部约束,改善自身原有受压特性,以提高抗压强度及延性的混凝土,箍筋约束混凝土可以大大提高构件的承载力和变形能力。