建筑工程结构探讨3篇

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建筑工程结构探讨篇1

1引言

根据国家统计局数据和中国建筑科学研究院的测算结果，我国目前既有建筑面积约800亿m2。人们对既有建筑进行改造的需求日益增长。由于大量既有建筑使用年限已超过30年，存在材料老化、使用不当、施工缺陷、结构受损等情况，需要对建筑进行结构检测鉴定和加固处理。可见加固方案及施工方案的选择对既有建筑改造工程的安全适用、经济合理、质量保障等具有重要意义。

2结构加固措施及分析

2.1增大截面法该方法是在原有结构构件外包一定厚度的钢筋混凝土，使新增钢筋混凝土和原有结构可靠连接，在外荷载作用下共同受力。当应用于梁、柱加固时，由于外包钢筋混凝土层内同时配置纵向钢筋和箍筋，该方法还可以显著提高原结构的延性和耗能性能。该方法适用范围较广，可同时解決结构的承载能力不足、刚度不足以及延性不足等问题。

2.2外包型钢法外包型钢加固法是利用外包的型钢及钢缀板焊接而成的构架，对原混凝土构件起到约束作用，与其共同受力的加固方法。按其与原构件连接方式分为有粘结外包型钢法和无粘结外包型钢法。当采用结构胶粘合混凝土构件与型钢构架时，称作有粘结外包型钢加固法，也称外粘型钢加固法，或湿式外包钢加固法。当不使用结构胶，或仅用水泥砂浆堵塞混凝土与型钢间缝隙时，称为无粘结外包型钢加固法，也称干式外包钢加固法。

2.3粘贴纤维复合材加固法粘贴纤维复合材加固法是以结构胶为粘料，将纤维织物或纤维板材外贴于被加固构件表面，达到提高结构承载力和延性的目的。目前常用的有3种纤维材料，包括碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）。该方法轻质高强、施工简便可用于曲面或转折粘贴，加固后基本不增加原构件重量，不影响结构外形，但需要考虑结构胶的耐久性和耐火性问题、纤维复合材的有效锚固问题。

2.4粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用结构胶粘贴钢板，使钢板与混凝土构件整体协同工作，以提高构件承载力的一种加固方法。该方法具有施工简便快速、原构件自重增加小、不影响建筑使用空间、钢材利用率高、有效抑制裂缝发展等优点。但需要考虑结构胶的耐久性和耐火性问题，且钢板需进行防腐、防火处理。

3结构加固工程实例

3.1工程概况

某设计于1986年的高层建筑，两侧裙房8层，中部塔楼11层。建筑平面长约73.5m，宽约50.6m，建筑高度39m。主体结构采用框架—抗震墙结构形式。塔楼为筏板基础，两侧裙房为独立基础。根据业主要求该建筑将改为康养用房，待改造面积约为15000m2，改造后续使用年限为30年。首先委托某建筑工程质量监督检验中心对该建筑结构体系和构件布置、现有结构外观质量、混凝土强度、构件截面尺寸、主体结构安全性和主体结构抗震性进行检测、鉴定。报告显示该改造项目主要问题有：一是上部结构单元现状结构安全性鉴定为Du级；二是房屋总层数超出规范要求一层；三是部分框架柱、框架梁不满足抗震承载力要求；四是部分结构构件截面尺寸小于设计要求。根据检测鉴定结果，加固改造的主要内容为：原筏板基础截面加高；框架柱加大截面、外包型钢加固和粘贴碳纤维布加固；框架梁截面加大、粘贴钢板加固；边缘构件外包型钢加固等。

3.2增大截面法的应用

3.2.1筏板基础的加固根据鉴定结果，由于上部荷载增加，导致原核心筒墙边筏板基础抗冲切承载力不足，需要增加筏板厚度以满足设计要求。该项目原基底标高为-3.00m，基础埋置较浅，具有增加筏板厚度的条件。加固时在原筏板板顶增加厚度250mm，双向布置

3.2.3梁的加固项目原结构梁截面尺寸为150mm×300mm，由于改造后的使用功能发生改变，使梁上荷载增加，原结构的梁无法满足承载力要求。加固时，在梁底位置将梁高增加100mm，增加2φ22纵向钢筋通过植筋法一侧锚入柱内，另一侧锚入墙内，增设（2）箍筋，加大截面的部分采用C30细石混凝土进行浇筑。

3.3外包型钢法的应用

3.3.1框架柱的加固本工程现有建筑底部三层范围内，部分框架柱配筋不足，且通过粘贴碳纤维加固法仍无法满足承载力要求。结合工程允许使用结构胶的情况，优先采用外包型钢加固法对此部分承载力不足的混凝土柱进行加固。首层、2至3层加固混凝土柱分别采用角钢L100×10、L75×6，配合4mm厚、宽度为100mm的缀板，加密区间距250mm，非加密区间距400mm布置。利用M16化学锚栓进行锚固，钢板与混凝土灌注结构胶粘结（图3），钢构件进行除锈、防锈漆涂刷后，表面采用25mm厚水泥砂浆作为防护层。该方法将型钢与混凝土粘结形成共同工作的复合截面，既节约钢材，又满足了承载力要求。

3.3.2边缘构件外包型钢加固本工程原剪力墙端部设有明柱，该构造不仅约束了端部混凝土，且当结构在水平荷载作用下，能够有效防止端部钢筋被压屈和防止剪力墙腹板内斜裂缝的迅速开展。试验表明，设置明柱的剪力墙的变形仍以弯曲变形为主，若端部约束作用进一步加强，将使剪力墙整体变形成分中剪切变形的比例增加[2]。因此采用外包型钢加固法，避免边缘构件刚度增加过大，改变其弯曲变形特性。加固的具体做法为，在边缘构件直角位置竖向采用L100×80×6mm不等肢角钢，非直角位置竖向采用6mm厚钢板条带，水平方向采用宽度为100mm，厚度为4mm的钢板条带沿墙高方向间隔300mm布置，M14化学锚栓锚固深度为140mm，沿墙高方向间隔400mm布置，如图4所示。

3.4粘贴纤维复合材加固法的应用根据检测鉴定报告，该工程部分框架柱抗剪承载力不足。要求加固后，框架柱所在位置对室内空间的影响最小。因此选用粘贴纤维复合材加固法。由于碳纤维布对混凝土的约束作用机理与箍筋基本相同，能够直接约束最外层混凝土，所以它比箍筋的作用更直接，所起的作用也更大[3]。本项目选用环向粘贴碳纤维布加固法。加固的结构柱包含截面尺寸为500mm×600mm、400mm×600mm等尺寸的矩形框架柱，以及700mm直径的圆形截面框架柱。碳纤维复合材采用高强Ⅰ级布，每平米质量不超过300g。复合材条带的宽度为100mm，间距为400mm布置，对矩形框架柱截面棱角进行打磨圆化处理，圆化半径为25mm（图5）。根据国内对于碳纤维提高钢筋混凝土柱抗剪承载力的实验研究，碳纤维布层数越多，其破坏时的平均承载能力越小[4]。本项目中加固时采用单层环形箍粘贴。纤维方向与柱的纵轴线垂直，框架柱加固后，对室内建筑空间无明显影响，且其受剪承载力得到显著提高。

3.5粘贴钢板加固法的应用虽然在加固受弯构件中常用的方法有粘贴钢板与粘贴碳纤维法，而根据粘贴钢板或碳纤维加固受弯构件效果对比试验的研究结果，粘贴钢板法对于梁的刚度及抗弯能力提高方面具有明显的优势[5]。检测鉴定结果显示，原截面尺寸为250mm×700mm的结构梁，支座处受拉承载力严重不足。故本工程在加固时，选用粘贴钢板法。粘贴钢板采用标号为Q355B的钢材，在梁支座顶面位置，分别粘贴宽度为100mm，厚度为5mm的钢板条带，钢板由支座边缘向两侧分别延伸1.45m及1.8m。钢板采用M8的化学锚栓进行锚固，锚栓按照400mm的间距布置。加固做法如图6所示。

4结语

既有改造项目面临结构加固问题，需要根据原结构状况，结合经济技术条件，选用合理的加固方法，以满足安全适用、经济合理、质量保障的要求。本文中通过对常用加固方法如增大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴纤维复合材加固法的总结梳理，结合实际项目加固方案进行分析，为相似加固工程提供参考。

作者:赵月明 刘乐乐

建筑工程结构探讨篇2

在同等质量要求的情况下,绿色施工通过精细化管理和技术进步,减少了建筑施工过程中的资源消耗与对环境的负面影响,实现节能、节地、节水、节材和环境保护（四节一环保）。绿色施工是一个系统工程,从施工开始之前的组织设计、施工准备,到施工的具体措施、设备维修和竣工后施工场地的生态复原等都需要进行仔细的考量及实施[1]。主体结构工程是建筑工程的核心部分,一方面施工需要耗费大量的资源和能源,另一方面施工还产生废水、固体废弃物、粉尘、噪音和强光等污染,给周边环境带来较大的负面影响。我国绿色建筑的前期研究主要集中在为绿色建筑设计与评价体系等方面[2],对主体结构的绿色施工监测与评价也进行了有益的探索[3],但针对各分部工程的具体深入的研究较为有限。本文针对建筑主体结构工程的施工进行分析,并结合某项目开展实例分析研究,可为绿色施工在主体结构工程上的推广提供技术参考。民用建筑的主体结构分成混凝土结构、砌体结构、钢结构、钢管混凝土结构等。其中,还是以混凝土结构、砌体结构最为常见。混凝土结构工程进一步细分为模板、钢筋、混凝土、装配式等分项工程。砌体结构工程细分为砖,混凝土、石砌块,配筋砌体及填充墙砌体工程。钢结构分为焊接工程、紧固件连接工程,钢构件组装、拼装等工程。由于不同的结构类型采用的材料、施工工艺不同,有必要采取相对应的绿色施工技术,以保证绿色施工技术的有效性。

1绿色施工准备

主体结构工程施工前相应的材料进场时,粉末及细散颗粒材料、易扬尘材料应分类堆放、覆盖遮挡和封闭存储;施工作业场所应采取遮挡、抑制扬尘等措施。

2主体结构子工程绿色施工技术

2.1混凝土工程绿色节材技术根据模板、钢筋及混凝土工程提出相应的绿色施工技术。模板工程需采用大量模板,应优先选择周转次数多,可回收利用率高的材料。材料上减少木材的使用,使用如塑料、铝合金等模板;优先使用大尺寸、定型模板等工业化模板及支撑体系;脚手架和模板支撑宜选用承插式、扣件式等材料搭设,减少。模板及脚手架施工应回收散落的铁钉、铁丝、扣件、螺栓等材料,降低现场加工模具的物料耗损及相应的噪声污染。综上,混凝土结构施工时,可采用三角背撑大模板、装配式模板体系来实现绿色施工。钢筋工程绿色施工时应充分考虑节材及降低钢筋加工对环境的影响。节材技术包括：根据优化配料结果确定进场钢筋的定尺长度;采用成型钢筋及机械连接方式;当需要现场加工钢筋时,应采用适宜的技术为降低加工对环境的影响：包括采取集中加工方式,使用移动式焊接烟尘净化器;对于加工中使用的冷却液,过滤后循环使用,不得随意排放;加工产生的粉末状废料,应收集和处理,不得随意掩埋或丢弃。例如循环利用钢筋、混凝土余料用于制作措施筋、通道踏步,均提高了材料的利用。混凝土工程绿色施工时应充分考虑节材、节水及加工对环境的影响。节材技术包括：配合比设计增加矿渣、工业废料掺量,降低水泥用量;地下大体积混凝土宜采用溜槽或串筒浇筑,减少传输时的混凝土损耗。节水技术包括：采用塑料薄膜覆盖混凝土保湿养护;采用雨水洒水或喷雾养护混凝土;对于竖向构件,宜采用养护剂进行养护。环境保护方面,为了降低混凝土浇筑及振捣时的噪声,选用低噪声振捣设备及在向隔壁居民楼方向采取围挡等降噪措施;在噪声敏感环境或钢筋密集时宜采用自密实混凝土;清洗泵送设备和管道的污水应经沉淀后回收利用,浆料分离后可作室外道路、地面等垫层的回填材料。

2.2砌体结构工程绿色施工技术砌体结构绿色施工技术主要针对环境保护、节水、节材3个方面。（1）环境保护方面：应尽量采用预拌砂浆,减少现场筛沙、搅拌等施工工序;施工材料应集中堆放,对于易产生粉尘的材料应采取覆盖保护措施;在进行抹灰施工时应对基层及砌体材料预先洒水润湿,避免在露天切割砌块,制备砂浆时宜在已有的硬化地面进行。如遇下雨时应及时停止施工,并做好施工砌体和材料的保护工作;施工结束后应及时清理地面。（2）节水方面：拌制砌筑砂浆及砌体材料浸润的用水宜尽量使用施工用水及河水等二次水,优先选用预制材料和成品材料,如需现场制备砂浆时宜集中分批制备,砌体材料湿润作业应规划后按时集中进行,同时要控制浸润用水量,避免浪费并造成施工现场泥泞。（3）节材方面：依据绿色建筑设计要求,选用耐久性良好的材料。加强材料的运输、储存管理,轻拿轻放,减少损失。优先选用机制砂代替河沙、选用再生材料制备的砖或砌块。采用的砖和砌块应有相应配砖,尽量避免现场切割砌块特别是在砌筑过程中随意裁砖。砌筑前先确定切块的排版和砖缝,避免出现小尺寸的砖块。现场制备的砂浆应根据设计要求的强度进行配合比设计,在满足设计要求的情况下节省材料用量。施工时应在砌筑体根部设置模板等收集散落砂浆,并进行及时清理和再利用。

2.3钢结构工程相较于其他结构类型,钢结构工程施工对周边环境影响较小,材质更加节能环保,工程的大部分材料均可循环再利用,对绿色可持续发展起着很大作用。钢结构工程的绿色施工技术主要体现在深化设计、加工制作和现场安装等几个方面[4],主要关注节材和环境保护方面的内容。（1）节材方面：通过在施工前进行深化设计,采用BIM技术对施工整个过程进行模拟,制作工艺、工程运输、现场安装等要求提前在模型中解决,综合成本、工期、材料等得出更优的建筑施工方案,避免后期施工出现的构件碰撞及应返工造成的材料浪费。钢结构安装是影响钢结构总体质量的重要因素,应提高安装及焊接工人的技术水平,避免返工。（2）环境保护方面：在制作钢构件时,宜采用工厂化制作,现场拼装,减少现场焊接及防腐、防火涂料的涂装作业。确需现场作业时,制作车间应合理规划,从下料、加工、组立、涂装一条线完成,最大限度的利用加工场地。钢结构工程在现场进行焊接作业时应采取遮蔽措施避免光污染。对钢材切割产生的废料和废渣的处理同钢筋工程。使用的焊材、油漆和防火涂料,优先选取国家环境体系和绿色认证的产品。钢结构构件应堆放在平整、干燥场地或仓库内,防止发生锈蚀和构件变形。应根据现场堆场和起重设备能力,最大限度地减少构件分段。现场施工安装完成后应及时对节点及焊接部位进行涂装,尤其是露天环境,应及时采取措施避免钢结构被腐蚀。

3结语

建筑工程绿色施工,以四节一环保为基本出发点,在主体结构施工时,主要根据所采取的混凝土结构、钢结构及砌体结构的特点,关注模板、扬尘及噪声等内容,提出相应的绿色施工技术及措施。主要关注节材、节水及环境保护等方面,通过适宜的相关技术,可有效减少施工过程中材料的浪费及保护环境,可为主体结构工程的绿色施工提供技术参考。

作者:覃文杰 王炳华 吕林海 卢凌寰 万翔 单位:南宁轨道交通集团有限责任公司

建筑工程结构探讨篇3

建筑工程主体结构施工时，会因施工环境、施工条件、施工材料质量等多方面因素干扰导致整个工程施工质量受到影响。为此，建筑工程施工需要由专业监理单位全过程监督控制主体结构施工过程，并通过规范的数据标注、严格的施工操作监督，确保施工过程可有效展现设计意图。由于建筑工程主体施工中钢筋工程、混凝土工程均是易出现质量问题的环节，因而实际监理质量控制过程中应将这两个环节作为监理重点，并在监理工作开展前做好前期准备，以便提升监理工作开展的实效性。

一、工程概况

工程建设地位于漳州市东山县，是诚辉玻璃制品有限公司增资扩产项目的二期桩基工程，工程共需建设四栋建筑，车间与综合楼各一栋，另两栋建筑分别作为宿舍楼、物料仓库及配电房使用。工程建设面积共计3.049万m2，楼层数为1至6层不等。本工程施工过程并不复杂，但施工期限相对紧张，面临较为繁重的施工任务。由于施工过程中存在交叉作业，施工单品构件体积较大，具有较为复杂的钢结构连接点，因而施工难度较大。为保证施工质量，应重点监理钢筋制作安装、混凝土工程两个对建筑工程影响较大的主体结构施工过程。

二、建筑主体结构工程质量监理控制的前期准备

（1）结合工程情况科学编制工程测量复核方案由于建筑主体结构的承载力高低与建筑所处位置、建筑建设高度存在必然关联，因而施工监理人员不仅要以建筑施工要求为依据展开施工过程中的质量监督与控制。同时还应于在施工开始之前科学制订工程测量复核方案，具体应涵盖场地情况测量、建筑物高度测量、建设位置测量等多个方面。应在此阶段详细制定测量仪器应用要求，明确净土测量的具体规范，进而为监理单位质量管控过程中工程测量的精准性提升提供保障，为建筑主体结构工程的质量监理顺利开展提供有力支持。（2）构建施工现场质量保障体系、积极参与图纸会审主体结构施工前，监理单位应详细制订施工现场的质量保障体系，应构建施工单位资质审查机制、原材料进场检验制度，同时还要明确施工原材料存储、养护等各个方面的检验管理制度，从而为施工现场监理质量控制措施的科学实施提供制度依据，以此增强质量监理过程的规范性，提升质量监理的实效性。与此同时，监理单位还要积极参与施工单位施工设计图的会审工作，通过详细分析了解设计要点，明确施工图中所规定的钢筋应用量、钢筋连接方法及混凝土结构形式或施工缝设置位置等重要信息，进而针对性实施施工过程的质量监理。

三、建筑主体结构施工过程的质量监理控制要点

（1）全面监理控制钢筋工程施工钢筋工程是建筑工程框架的主体结构，决定着建筑结构的稳定性，监理人员需要详细分析建筑结构施工图，了解施工所需应用的钢筋种类、型号、数量，并明确具体的钢筋绑扎要求，应严格检查特殊位置处的配筋处理情况，并应详细查验钢筋施工是否遵循钢筋构造措施而规范开展。钢筋原材料质量及焊接质量监理控制。钢筋原材料质量监理控制过程中，要严格审查钢筋材料的外观、型号、规格与施工设计要求是否一致。督促施工单位派遣专业技术人员到钢筋工程加工现场进行指导，应严格遵照施工设计图的要求翻样处理钢筋材料，并应全面且细致地进行技术交底。钢筋焊接过程中，监理人员应对焊接施工人员的职业资格证是否齐全进行严格检查，并加强焊接中所用钢筋材料的规格、质量检验，审查钢筋焊接所选方法的适合性，检查焊接时各项参数设定的合理性，从而严格控制钢筋连接的稳定性。本工程钢筋焊接时的参数控制要求（见表1）。钢柱吊装监理控制。钢筋安装过程中，监理人员应对基础面的标高进行复测。在此基础上制作钢板垫板，确保其高度与设计要求相一致，偏差应控制在5至10mm之内。起吊钢柱时，监理人员应严格核查钢柱编号、柱基轴线编号，并检查柱脚及柱子表面线及标高线的弹出情况。同时，监理人员要旁站监测钢柱吊装过程，检查吊装方法的正确性。本工程钢筋吊装时采用的是一点绑扎旋转提升法，钢柱吊升对位后，监理人员要监控钢柱垂直度校正及钢柱标高调整情况，且要检查柱水平位置、间距等各项数据的精准性。起吊、钢梁临时对位固定完成后，要对钢柱校正固定及安装顺序进行检查。应利用水准仪检查柱高并详细记录验收数据，检测钢柱垂直方向，校正钢柱垂直度。此后，还要检测钢柱安装时柱定位轴线接引位置的正确性，并控制好轴线偏差。一层所有钢柱及钢梁全部安装完成后，监理人员还需要验收钢柱的轴线尺寸及钢柱垂直度，验收合格后方可进行二次灌浆或基础回填工序。然后，还要复查第一节柱梁尺寸，符合设计标准后方可开展第二节柱梁吊装。钢结构安装测量监理控制。由于钢构件制作、安装、连接各个环节均会影响钢结构安装质量。因而在安装过程中，监理人员应加强安装测量工作的校验与复核，要严格开始平面、高程、梁柱垂直度控制，还要做好柱顶放线、标高及钢柱位移偏差控制。首先，要复核线细部测量结果，检查轴线弹墨线与邻柱间的距离，完成后要再次进行标高复核，判定标高偏差值，若偏差超出允许值，需要求施工人员立即利用减垫铁板或螺母进行标高调整。同时，柱吊装完成后还需要严格检查柱的垂直度，并在柱间梁吊装完成后对梁的垂直度校正情况进行检查。并且还需在本工程钢柱、钢梁安装全部完成后，整体性复核梁柱的测量校正情况，应按照表2所示允许偏差值控制钢结构安装的质量标准。若超过允许偏差范围，应要求施工人员针对性进行调校处理。（2）加强混凝土强度监理控制混凝土配合比监理控制。建筑主体结构施工中，应提高混凝土质量控制力度，将混凝土材料配合比控制作为重点。混凝土材料要遵照规定比例配置，合理控制水泥、砂石以及水分的添加量。混凝土配比确定之后，监理人员需通过取样检验的方式判断配合比的适合性，进而分析混凝土的配比质量。混凝土配比过程中，要适度添加固体原料，且水分添加要逐步进行，且需通过多次实验确定水分添加量。浇筑混凝土时，监理人员需要全过程监控整个浇筑过程，并且应于浇筑完成后，针对混凝土试块进行质量强度检验。应由专业技术人员负责混凝土试块取样过程，并做好试样标识工作，以确保试块检验结果的精准性。监理人员可利用保留的混凝土试块测定混凝土的质量强度，结合检测结果判定混凝土配合比与规定要求是否一致，并以此为基础对工程质量影响因素做出判断，进而针对性采取可行性的质量控制措施。混凝土养护监理控制。混凝土工程后期养护的质量也与建筑主体结构的稳定性有直接关联。因而，监理人员还需要加强混凝土后期养护阶段的监理控制，从而确保混凝土质量符合混凝土工程施工要求。浇筑完混凝土后，外在环境因素会对混凝土的表面温度、内部结构产生影响。因而，需要合理制订混凝土养护方案，并严格遵循养护方案的要求养护浇筑完成的混凝土。在此过程中，监理人员需要到施工现场调查混凝土养护情况，对整个混凝土养护过程进行严格监督，并应对养护过程中的各项数据变化情况及特殊状况进行详细记录，需根据监理过程中所发现的养护不当问题进行针对性的处理与解决，从而保障混凝土养护质量，确保混凝土的强度符合工程要求，以此提升建筑工程主体结构施工的安全性与优质性。

四、结语

作为建筑工程施工的关键环节，主体结构施工需要在监理人员的全程监管下开展，应通过严格的监督控制，确保主体结构施工的质量。监理控制开展前，监理人员需要结合工程情况科学编制工程测量复核方案、构建施工现场质量保障体系、积极参与图纸会审，从而通过充分开展监理准备工作，保障监理控制工作的顺畅进行。本工程在主体结构施工过程中，重点加强钢筋工程、混凝土工程两个施工环节的监理控制，严格监理钢柱吊装过程、做好钢结构安装测量校验与复核，同时从配合比、养护两个方面展开混凝土工程监理控制，进而保障建筑工程项目的高质量建设。

作者:李溢 单位:福建省酌添建设发展有限公司