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【摘要】随着高层建筑技术在我国的大力推广,钢纤维混凝土施工技术的发展问题不断的在高层建筑中的应用中出现,而在这其中新形势下钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用发展的效果,是直接关系到钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的最后效果的关键因素之一。因此,本文主要就钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用进行分析。
【关键词】钢纤维;混凝土;高层建筑
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、前言
如何做好新形势下钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用研究发展工作,为钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的控制研究,实现可持续发展提供坚实的安全保障,是现在钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的控制研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、钢纤维混凝土的特点
钢纤维混凝土主要优点在于优异的抗震性、较高的稳定性和极大的耐压性,不但可以提高建筑的力学性能,而且拓展了功能混凝土的空间和定义。钢纤维混凝土对于高层建筑物的需求有功能上的完美契合,既解决了高层特殊部位性能加强和空间有限的矛盾,又极大地提高了高层建筑的安全,是当前高层建筑施工应用技术的一个新的发展方向。做好钢纤维混凝土技术在高层建筑施工中的应用应立足高层建筑设计和施工实际,要对钢纤维混凝土技术主要优点进行充分的研讨和论证,对钢纤维混凝土应用于高层建筑进行行业范围的重新衡量与深入思考,有针对性地提出当前钢纤维混凝土技术应用于高层建筑的施工要点,为同行提供高层建筑使用钢纤维混凝土技术和结构的经验总结。
和通常的钢筋混凝土的结构不同的是,现在工程中试用到的钢纤维混凝土能够在普通混泥土中掺入一定比例的钢纤维,所以这些混凝土在硬化之后能够保持更加优越的韧性,各方面的综合性能都得到了有效地提高,这主要表现在以下几点:第一点就是这种钢纤维混凝土和普通钢纤维混凝土相比具有更低的密度,因此这种混泥土的质量也就更加的轻;第二点就是这种混凝土能够承受更加大的压力和拉力等,这种混凝土能够承受的单轴抗拉极限是普通混凝土极限的一点五倍;第三点就是这种混凝土能够抵挡住更大的冲击力这种抵抗力通常是普通混凝土的两倍左右;第四点就是这种钢筋混凝土能够实现更大程度的拉伸,能够在很大程度上面提高混凝土的抗压弹性模量的效果,使得混凝土能够实现长期收缩和形变;第五点就是这种钢纤维能够提升混凝土的抗裂和抗疲劳能力;第六点就是提升混凝土的抗剪能力;第七点就是在混凝土中加入钢纤维能够在很大程度上面提升混凝土的抑制性能,同时还能够在很大程度上面抑制温度裂痕;第八点就是加入钢纤维之后能够提升混凝土的抗冻以及耐磨性能。
三、原材料配比要求
1、单位水泥用量
在保持水灰比不变的情况下,单位体积混凝土拌合料中,如水泥浆用量愈多,拌合料的流动性愈好,反之,较差。在钢纤维混凝土拌合料中,除必须有足够的水泥浆填充的空隙外,还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成润滑层,以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力,使拌合料有更好的流动性。
2、水泥
水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,但均应符合相应标准的规定。
3、钢纤维
在一定范围内,钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用,太长则施工较困难,影响拌合物的质量,直径过细易在拌合过程中被弯折,过粗则在同样体积率时,其增强效果较差。
4、粗集料
粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料,空隙率小,对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家,对粗集料的级配都有规定。
5、细集料
又称细骨料,用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时,粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然,当水泥用量相同时,用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。
6、减水剂
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂,这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能,特别是提高混凝土的强度和耐久性。
四、钢纤维混凝土的优点
1、钢纤维混凝土具有良好的抗压性
混凝土抗压能力取决于基体性能,钢纤维混凝土中钢纤维在搅拌成型后会起到支撑的作用,因此,钢纤维混凝土有着优异的抗压性能。
2、钢纤维混凝土具有良好的抗拉性
钢纤维混凝土的抗拉性能比普通混凝土高1/4,并且钢纤维的长度越长,其抗拉性能就越高,在高层建筑中钢纤维混凝土的抗拉优势可以在特殊部位的应用中得以展现。
3、钢纤维混凝土具有良好的稳定性
钢纤维混凝土的抗剪性能比普通混凝土高50%,在钢纤维混凝土结构存在剪力差的时候,钢纤维会有效吸收剪力,进而确保了钢纤维混凝土结构的稳定。
4、钢纤维混凝土具有良好的彎曲性
钢纤维混凝土比普通混凝土抗弯强度提升了40%以上,特别当钢纤维在基体遭到破坏时,刚纤维也只是从混凝土中拔出而不会拉断,提高了钢纤维混凝土结构对抗外力的能力。
5、钢纤维混凝土具有良好的抗震性
钢纤维混凝土受到外力打击和冲撞时,因钢纤维的韧性可以有效抵挡破坏的程度,这对于高层建筑和特殊部位抵御地震有着重要的价值。与普通混凝土相比,钢纤维混凝土抗震性要超过2倍以上。
五、钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用
1、高层建筑梁柱节点中应用钢纤维混凝土
钢纤维混凝土的梁柱节点框架比普通混凝土框架在延展性上提高57%,荷载次数提高15%,在因此在高层建筑梁柱节点上采用钢纤维混凝土既可以有效提高节点的抗震性能,提高了扁梁柱节点的强度和刚度以及初裂和极限承载力,改善节点的延性,又缓解了以往节点钢筋密度过大、施工困难等一系列技术难题。
2、联肢墙连梁中应用钢纤维混凝土
高层建筑中,剪力墙和框架结构组成了一个核心筒结构,其中联肢墙洞口的连梁不仅可以调节并且可以保证联肢墙的侧向刚度,有效的耗散地震能量,减少地震波对建筑物的损坏。通过一系列的静力和动力试验表明:逐渐改变连梁的变形能力,可以改善框架结构的变形能力,而联肢墙的强度和刚度性能良好的情况下,一旦出现了强烈地震,连梁就会表现出塑性变形能力,首先联肢墙出现弯曲,耗散一部分地震能量,减少传递到建筑物上的能量,减少对建筑主体的破坏,达到减震的效果。但是在设计中,连梁的高跨比一般都比较大,其延性不足,容易出现剪切破坏,衰减了抗震效果,因此,高层建筑设计中,设计师需要解决联肢墙连梁的延性问题。国内学者通过大量试验研究表明,如果在短梁混凝土中添加约1%的钢纤维,就能够改善混凝土的粘结能力,增强短梁的抗剪切效果,一旦出现动荷载或者荷载方向改变时,不容易出现剪切破坏,增强了短梁的抗震能力。
3、高强混凝土柱中应用钢纤维混凝土
在高层建筑结构设计中,为了达到减少混凝土柱截面的面积,往往在结构柱底部使用高强度的混凝土,但是高强混凝土有个致命的缺点——脆性大,延展性差,不能发挥框架结构的抗震优势。人们往往希望在柱底部抗压强度很高的情况下,还能够提高构件的抗震能力,研究学者采取了很多方法,如在混凝土柱底部设置套箍,增强柱的抗剪能力;而在高强混凝土中添加适量的短钢纤维,利用短纤维的粘结力,增强混凝土的抗剪效果,减少混凝土内部微裂纹的形成,可见,在高强混凝土中添加适量的钢纤维,能够极大的提高混凝土的延性和抗震性。
在高强混凝土中应用钢纤维可以改善柱体的延性,通过在高强混凝土之中掺入方向不一的短钢纤维,不仅能够防止混凝土内部产生微裂缝,还可以阻碍外部宏观裂缝的发生,从而由内到外改善高强混凝土的性能。
六、结束语
综上所述,本文所提到的钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的研究工作,希望可以对钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的发展提供参考价值。随着钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的不断开展,对钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的研究工作也将成为保障钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的重要工作。
参考文献:
[1]张俊. 谈高层建筑施工的液压爬模施工技术[J]. 企业科技与发展.2010(22):146-147.
[2]王青. 液压爬模在超高层建筑施工中的应用[J]. 建筑施工.2012(04):329-331.
[3]王斌,冯涛. 超高层建筑核心筒液压爬模施工技术[J]. 建筑技术.2011(09):797-800.
【关键词】钢纤维;混凝土;高层建筑
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、前言
如何做好新形势下钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用研究发展工作,为钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的控制研究,实现可持续发展提供坚实的安全保障,是现在钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的控制研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、钢纤维混凝土的特点
钢纤维混凝土主要优点在于优异的抗震性、较高的稳定性和极大的耐压性,不但可以提高建筑的力学性能,而且拓展了功能混凝土的空间和定义。钢纤维混凝土对于高层建筑物的需求有功能上的完美契合,既解决了高层特殊部位性能加强和空间有限的矛盾,又极大地提高了高层建筑的安全,是当前高层建筑施工应用技术的一个新的发展方向。做好钢纤维混凝土技术在高层建筑施工中的应用应立足高层建筑设计和施工实际,要对钢纤维混凝土技术主要优点进行充分的研讨和论证,对钢纤维混凝土应用于高层建筑进行行业范围的重新衡量与深入思考,有针对性地提出当前钢纤维混凝土技术应用于高层建筑的施工要点,为同行提供高层建筑使用钢纤维混凝土技术和结构的经验总结。
和通常的钢筋混凝土的结构不同的是,现在工程中试用到的钢纤维混凝土能够在普通混泥土中掺入一定比例的钢纤维,所以这些混凝土在硬化之后能够保持更加优越的韧性,各方面的综合性能都得到了有效地提高,这主要表现在以下几点:第一点就是这种钢纤维混凝土和普通钢纤维混凝土相比具有更低的密度,因此这种混泥土的质量也就更加的轻;第二点就是这种混凝土能够承受更加大的压力和拉力等,这种混凝土能够承受的单轴抗拉极限是普通混凝土极限的一点五倍;第三点就是这种混凝土能够抵挡住更大的冲击力这种抵抗力通常是普通混凝土的两倍左右;第四点就是这种钢筋混凝土能够实现更大程度的拉伸,能够在很大程度上面提高混凝土的抗压弹性模量的效果,使得混凝土能够实现长期收缩和形变;第五点就是这种钢纤维能够提升混凝土的抗裂和抗疲劳能力;第六点就是提升混凝土的抗剪能力;第七点就是在混凝土中加入钢纤维能够在很大程度上面提升混凝土的抑制性能,同时还能够在很大程度上面抑制温度裂痕;第八点就是加入钢纤维之后能够提升混凝土的抗冻以及耐磨性能。
三、原材料配比要求
1、单位水泥用量
在保持水灰比不变的情况下,单位体积混凝土拌合料中,如水泥浆用量愈多,拌合料的流动性愈好,反之,较差。在钢纤维混凝土拌合料中,除必须有足够的水泥浆填充的空隙外,还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成润滑层,以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力,使拌合料有更好的流动性。
2、水泥
水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,但均应符合相应标准的规定。
3、钢纤维
在一定范围内,钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用,太长则施工较困难,影响拌合物的质量,直径过细易在拌合过程中被弯折,过粗则在同样体积率时,其增强效果较差。
4、粗集料
粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料,空隙率小,对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家,对粗集料的级配都有规定。
5、细集料
又称细骨料,用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时,粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然,当水泥用量相同时,用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。
6、减水剂
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂,这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能,特别是提高混凝土的强度和耐久性。
四、钢纤维混凝土的优点
1、钢纤维混凝土具有良好的抗压性
混凝土抗压能力取决于基体性能,钢纤维混凝土中钢纤维在搅拌成型后会起到支撑的作用,因此,钢纤维混凝土有着优异的抗压性能。
2、钢纤维混凝土具有良好的抗拉性
钢纤维混凝土的抗拉性能比普通混凝土高1/4,并且钢纤维的长度越长,其抗拉性能就越高,在高层建筑中钢纤维混凝土的抗拉优势可以在特殊部位的应用中得以展现。
3、钢纤维混凝土具有良好的稳定性
钢纤维混凝土的抗剪性能比普通混凝土高50%,在钢纤维混凝土结构存在剪力差的时候,钢纤维会有效吸收剪力,进而确保了钢纤维混凝土结构的稳定。
4、钢纤维混凝土具有良好的彎曲性
钢纤维混凝土比普通混凝土抗弯强度提升了40%以上,特别当钢纤维在基体遭到破坏时,刚纤维也只是从混凝土中拔出而不会拉断,提高了钢纤维混凝土结构对抗外力的能力。
5、钢纤维混凝土具有良好的抗震性
钢纤维混凝土受到外力打击和冲撞时,因钢纤维的韧性可以有效抵挡破坏的程度,这对于高层建筑和特殊部位抵御地震有着重要的价值。与普通混凝土相比,钢纤维混凝土抗震性要超过2倍以上。
五、钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用
1、高层建筑梁柱节点中应用钢纤维混凝土
钢纤维混凝土的梁柱节点框架比普通混凝土框架在延展性上提高57%,荷载次数提高15%,在因此在高层建筑梁柱节点上采用钢纤维混凝土既可以有效提高节点的抗震性能,提高了扁梁柱节点的强度和刚度以及初裂和极限承载力,改善节点的延性,又缓解了以往节点钢筋密度过大、施工困难等一系列技术难题。
2、联肢墙连梁中应用钢纤维混凝土
高层建筑中,剪力墙和框架结构组成了一个核心筒结构,其中联肢墙洞口的连梁不仅可以调节并且可以保证联肢墙的侧向刚度,有效的耗散地震能量,减少地震波对建筑物的损坏。通过一系列的静力和动力试验表明:逐渐改变连梁的变形能力,可以改善框架结构的变形能力,而联肢墙的强度和刚度性能良好的情况下,一旦出现了强烈地震,连梁就会表现出塑性变形能力,首先联肢墙出现弯曲,耗散一部分地震能量,减少传递到建筑物上的能量,减少对建筑主体的破坏,达到减震的效果。但是在设计中,连梁的高跨比一般都比较大,其延性不足,容易出现剪切破坏,衰减了抗震效果,因此,高层建筑设计中,设计师需要解决联肢墙连梁的延性问题。国内学者通过大量试验研究表明,如果在短梁混凝土中添加约1%的钢纤维,就能够改善混凝土的粘结能力,增强短梁的抗剪切效果,一旦出现动荷载或者荷载方向改变时,不容易出现剪切破坏,增强了短梁的抗震能力。
3、高强混凝土柱中应用钢纤维混凝土
在高层建筑结构设计中,为了达到减少混凝土柱截面的面积,往往在结构柱底部使用高强度的混凝土,但是高强混凝土有个致命的缺点——脆性大,延展性差,不能发挥框架结构的抗震优势。人们往往希望在柱底部抗压强度很高的情况下,还能够提高构件的抗震能力,研究学者采取了很多方法,如在混凝土柱底部设置套箍,增强柱的抗剪能力;而在高强混凝土中添加适量的短钢纤维,利用短纤维的粘结力,增强混凝土的抗剪效果,减少混凝土内部微裂纹的形成,可见,在高强混凝土中添加适量的钢纤维,能够极大的提高混凝土的延性和抗震性。
在高强混凝土中应用钢纤维可以改善柱体的延性,通过在高强混凝土之中掺入方向不一的短钢纤维,不仅能够防止混凝土内部产生微裂缝,还可以阻碍外部宏观裂缝的发生,从而由内到外改善高强混凝土的性能。
六、结束语
综上所述,本文所提到的钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的研究工作,希望可以对钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的发展提供参考价值。随着钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的不断开展,对钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的研究工作也将成为保障钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用的重要工作。
参考文献:
[1]张俊. 谈高层建筑施工的液压爬模施工技术[J]. 企业科技与发展.2010(22):146-147.
[2]王青. 液压爬模在超高层建筑施工中的应用[J]. 建筑施工.2012(04):329-331.
[3]王斌,冯涛. 超高层建筑核心筒液压爬模施工技术[J]. 建筑技术.2011(09):797-800.