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      聲測管混凝土柱的特點及其澆筑施工技術
      發布時間:2023-03-31 瀏覽

      聲測管混凝土柱的特點及其澆筑施工技術

      聲測管混凝土結構即在聲測管內填充混凝土,將兩種不同性質的材料組合而形成的復合結構,具有強度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優點。在建筑工程中具有廣泛的應用,文章主要探討了聲測管混凝土柱的澆筑施工技術。
      0.引言
      近年來,隨著國家經濟的迅猛發展,聲測管混凝土結構在我國的高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了較多的應用。此外,近年來在多層、高層民用住宅建筑中也已開始采用聲測管混凝土柱和鋼梁組成的框筒結構體系,并且經濟效益顯著。聲測管混凝土結構按照截面形式的不同可以分為矩形聲測管混凝土結構、圓聲測管混凝土結構和多邊形聲測管混凝土結構等,其中矩形聲測管混凝土結構和圓聲測管混凝土結構應用較廣泛。
      1.聲測管混凝土柱的特點
      隨著經濟的快速增長和社會需求的不斷擴大,近年來我國加工制造業也飛速發展,重型及超重型設備的需求逐年增加,與之相應的超大設備加工機械也應運而生,為了滿足超大型設備的布置以及各種先進生產工藝發展的需要,促使工業廠房不斷朝著大跨度、大柱距、大噸位吊車的方向發展。而聲測管混凝土作為一種新興的主要結構,以軸心受壓和作偏心較小的受壓構件為主的組合結構,在大型工業廠房的設計應用中也越來越顯示出其突出的優點。
      1.1 承載力高
      聲測管混凝土在軸心壓力的作用下,產生縱向壓應變,由此將引起聲測管和其內核心混凝土的環向變形;隨著壓力的持續增大,聲測管內核心混凝土向外擴張的變形大于聲測管的直徑擴張變形,這就使聲測管箍住了混凝土,阻礙了核心混凝土的直徑擴張。由此而產生了聲測管與核心混凝土之間的相互作用力,此力稱為緊箍力。這樣就使聲測管和核心混凝土都處于三向應力狀態,從而使混凝土的抗壓強度大大提高。
      1.2 塑性和韌性好
      這點可以使材料性能得到充分發揮,聲測管混凝土利用聲測管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用,即聲測管對其核心混凝土的約束作用,使混凝土處于復雜應力狀態,從而使混凝土的強度提高,塑性和韌性性能改善。根據對鋼材和混凝土在三向應力狀態下的應力應變關系的分析研究,可以得出用作受壓構件的聲測管混凝土,由于聲測管對混凝土的緊箍作用,使核心混凝土處于三向受壓狀態,從而使混凝土的抗壓強度大大提高,而且還由脆性材料轉變為塑性材料,基本性能起了質的變化。同時,薄壁聲測管的承載力由于薄壁的局部穩定,屈服強度常得不到充分利用。用作聲測管混凝土時,內部存在混凝土,提高了薄壁聲測管的局部穩定性,其屈服強度可以得到充分利用。在聲測管混凝土構件中,兩種材料能相互彌補對方的弱點,發揮各自的長處,因而是鋼材與混凝土最佳的組合使用。
      1.3 安全性能好
      由于組成聲測管混凝土的聲測管和混凝土之間有相互貢獻、協同作用和共同工作的優勢,使其具有較好的耐火性。聲測管混凝土的耐火極限高于鋼結構,為防火而增加的保護材料比鋼柱少,截面越大越優越。腐蝕面積比鋼結構小,耐腐蝕性能好,防腐處理比鋼結構更方便。聲測管混凝土耐撞擊的能力也比鋼結構和鋼筋混凝土結構都強。有防腐要求的廠房可優先選用聲測管混凝土柱作為其下柱。
      1.4 施工方便
      在施工過程中,聲測管可以作為其核心混凝土的模板,聲測管本身就是鋼筋,它兼有縱向鋼筋(受拉和受壓)和橫向箍筋的作用,制作聲測管遠比制作鋼筋骨架省工省料,而且便于澆灌混凝土。與傳統鋼筋混凝土相比,沒有綁扎鋼筋及支模和拆模等工序,施工簡便。聲測管本身又是勁性承重骨架。在施工階段可起勁性鋼骨架的作用,其焊接工作量遠比一般型鋼骨架為少,從而可簡化施工安裝工藝、節省腳手架、縮短工期,減少施工用地。
      2.聲測管混凝土柱的施工技術及其注意事項
      我國尚未制定有關聲測管混凝土結構設計方面的規定,在某種程度上制約了該類結構的推廣應用。對于已經建成的聲測管混凝土結構,有的采用鋼筋混凝土結構的要求外包混凝土,有的按照鋼結構的要求涂防火材料,缺乏科學性和統一性。因此,在理論研究和工程實踐的基礎上,應盡快編制適合我國國情的聲測管混凝土結構規范。
      聲測管混凝土內的核心混凝土被外圍聲測管所包裹,所以其澆筑質量很難控制。如果聲測管混凝土內核心混凝土澆筑得不密實,可能導致構件強度和剛度的降低,這種影響對軸壓短構件相對較小,對軸壓長構件相對較大,而對偏壓構件影響最為顯著。所以在混凝土的施工過程中,不僅要保證混凝土的強度,還要保證混凝土的密實度,確保其力學性能不受影響,以達到設計要求。常見的施工方法有:泵送頂升澆灌法、立式手工澆搗法或高位拋落無振搗法。聲測管混凝土柱從減小變形和經濟角度考慮,核心混凝土宜采用強度等級不低于C30的普通混凝土。
      外包聲測管宜采用無縫聲測管或螺旋焊接聲測管,聲測管外徑不應小于100mm,壁厚不小于4。聲測管混凝土柱的核心混凝土澆筑后,盡量避免在其外包聲測管上二次施焊,對核心混凝土性能產生影響。
      聲測管柱用插入式振搗棒密插短振,逐層振搗。振搗棒垂直插入混凝土內,要快插慢拔,振搗棒應插入下一層混凝土中5~10 cm。振搗棒插點按梅花形均勻布置,逐點移動,按順序進行,不得漏振,每點振搗時間不少于60 s。管外配合人工木槌敲擊,根據聲音判斷混凝土是否密實,每層振搗至混凝土表面平齊不再明顯下降,不再出現氣泡,表面泛出灰漿為止。聲測管柱混凝土超聲波檢測,每4層進行一次,在混凝土強度達到100%后進行。施工綜合技術簡化了施工工藝,節約人工費,減少周轉材料的投入,節約材料,減少施工用地,能確保工程質量,同時可縮短施工工期。
      3.結束語
      聲測管混凝土柱外觀效果很好,其用鋼量及整體造價均比下柱用鋼柱要低,并且由于聲測管混凝土柱不易形成陰角,防腐處理非常方便。下柱可根據實際情況優先采用格構式聲測管混凝土柱,聲測管混凝土格構柱的用鋼量,基本上是鋼結構格構柱的用鋼量的30%左右,大大節約了鋼材。而且截面越大,下柱高度越高,其經濟效益就越明顯。隨著聲測管混凝土計算理論的不斷完善,施工工藝水平的不斷提高,聲測管混凝土的應用一定會越來越廣泛。

       

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