在建钢筋混凝土结构质量的管理措施

2023-03-16 07:13王轶多
中国建筑金属结构 2023年1期
关键词:活荷载荷载钢筋

王轶多

(浙江省建工集团有限责任公司,浙江 杭州 310012)

0 引言

在当前建筑领域迅速发展的时代背景下,我国建筑工程整体呈现出了大型化以及高层化的发展趋势,并且在工程结构方面呈现出较高的复杂性,这导致工程结构在质量把控层面面临着更大的难度。郑磊(2021)在文章中指出[1],在当前的建筑工程领域中,钢筋混凝土结构是至关重要的组成部分,所以应当在充分保障其材料质量的同时更加明确各个施工环节的质量;王国维(2021)强调[2],一旦存在钢筋混凝土结构质量出现问题需第一时间采取高效的处理措施,以便最大程度上为建筑工程整体的稳定性以及安全性提供充足保障。

本文创新点:现阶段业内有关研究主要是立足于“质量”这一问题,而本文则在重点研究了钢筋混凝土结构的质量把控措施基础上,通过分析某工程案例,探讨了通过混凝土结构质量管理工作所获得的经济效益,更具全面性。

1 钢筋混凝土结构的优势

1.1 综合各材料优势

混凝土结构在建筑工程中的应用能够展现出良好的抗压效果,而钢筋材料则能够体现出更加优异的抗拉强度。钢筋混凝土结构的应用可以有效将钢筋和混凝土各自的优势结合起来,弥补单一材料性能的不足,更好地满足建筑结构施工在抗压和抗拉两方面的要求。从实际情况来看,在应用钢筋混凝土结构的过程中需要工作人员按照特定的比例在混凝土材料中加入钢筋材料,这样能够有效提升建筑结构的耐久性和坚固性,为建筑工程整体质量的提升创造良好的条件。

1.2 保障结构整体性

由于钢筋混凝土结构集抗拉和抗压能力于一身,所以可以在极大程度上提高结构本身的整体性,进而在后续应用过程中确保房屋具有良好的抗暴以及抗震能力,相对于一般的工程结构来说有着极强的应用价值,能够有效满足建筑领域现代化的发展需求,同时在保障建筑各种基本功能的基础上延长其使用寿命。

2 某办公楼钢筋混凝土结构施工质量控制的实践分析

2.1 工程概况

某办公楼是钢筋混凝土框架结构,总共为五层,建筑面积在5 356.8m2,采用一字型进行平面布置,长和宽分别为57.6m和18.6m,大厅位于第一层的中间位置,传达室以及值班室位于大厅两侧,该工程中的大厅开间为大开间,其他的房间均为3.6m 开间,建筑总高度是20.7m。

2.2 准备阶段

该工程位于我国北方地区,采用钢筋混凝土结构,施工规模较大,有诸多因素都会对其施工质量造成影响。

钢筋混凝土本身是一种复合型材料,其中包含钢筋、骨料、砂石以及水泥等原材料。而这些原材料的质量直接关系到最终的施工质量,若是材料本身不合格或存在质量缺陷,势必严重影响其结构性能,所以工作人员在正式施工之前需要合理把控原材料本身的质量。主要包括原材料采购和检验两个环节,在原材料采购阶段,采购人员需要严格按照相关标准选择高质量的材料。而在正式进入现场之后,应当全面落实对于材料质量的检查工作。具体可以采用抽检的形式,若发现在某个批次中存在质量问题便坚决不予使用,以免不合格的材料影响施工质量。

结构构件材料受到尺寸、环境、加工工艺以及构件材质等多方面影响,在施工过程中时常会面临性能变化。当试验条件和工程条件不同时面临着一定的尺寸效应,其不确定性如公式(1):

在施工阶段,钢筋和混凝土材料是其结构整体抗力的主要来源,而在混凝土龄期逐渐增长的过程中难免会产生较大的方差和均值的变化,所以相关工作人员应当实时动态地进行混凝土分析,以掌握其变化状况。

除了要合理控制材料质量以外,工作人员还应当科学开展模板制作和安装工作。在正式进入到模板制作环节之前应全面了解工程的施工参数,充分掌握各方面参数和要点的基础上设计模板尺寸,并结合多方面影响因素确定模板安装形式。

2.3 确定施工期荷载

建筑工程施工时常面临结构事故,为了更好地提升建筑结构的安全性和稳定性,并保障施工质量,减少各种质量事故的产生,相关工作人员应当在施工期展开荷载分析工作。荷载主要指的是在结构上所施加的集中以及分布力,是结构产生裂缝、应力以及内力等效应原因的总称。荷载来源如图1 所示。

图1 结构荷载来源

施工期活荷载主要包括临时性活荷载和持久性活荷载两种类型,但不管是哪一种荷载,其所产生的地点以及时间均存在一定的不确定性,假定施工期楼面的荷载大于或者是等于零,进而通过下述措施统计活荷载。

将每个房间看成是一个单元,进而在房间中对堆积荷载进行均匀分配,最终明确具体的单元荷载值。

工作人员需要先于坐标系中对单位宽度的板带进行选取,接下来再将堆载i 的作用等效为q1 和q2,并选取其中更大的作为等效荷载。如果堆载沿着楼面xy 方向进行满跨分布,那么便不需要对这一堆载进行荷载等效,如公式(3)所示。

式中,8Mmax代表的是板带绝对最大弯矩值。

假设荷载值是qi,将其看作是统计样本值。

针对上述堆载展开计算工作,明确分布函数的参数,在此基础上完成函数数学表达式F1(x)的计算工作。

在概率分布函数公式如下:

表1 各阶段荷载分布

基于表2 数据进行计算分析,明确施工活荷载概率分布函数为:

表2 施工阶段人员荷载情况

式中的a 代表的是指数分布参数。

针对施工期荷载所开展的控制工作本质上是对活荷载的控制,在实际进行结构施工的过程中,相关工作人员需要针对施工荷载最大值出现的部位和实践进行明确,进而针对材料堆载、人员数量等进行全方位的控制,一旦产生不利荷载,则需要尽可能避免其过于集中。

2.4 钢筋施工

钢筋施工包括钢筋笼绑扎以及搭接处理两部分,钢筋材料是决定钢筋混凝土承担结构抗拉性能的关键因素,所以若想避免其出现质量问题,工作人员应当注重钢筋绑扎的规范性,同时重点关注其连接效果,为整体结构质量的提升创造良好的条件。同时,工作人员应当坚决落实相关施工标准,采用科学焊接方法,提高钢筋结构连接的有效性[3]。

针对钢筋施工所开展的质量管理工作应从以下两方面着手:

一方面,工作人员应当科学控制其主梁箍筋的具体尺寸和实际位置,确保钢筋混凝土梁能够同主体结构实施连接,通常情况来说,应当要按照“先主梁后次梁”的顺序实施钢筋绑扎,最终进行板上钢筋的绑扎工作。在上述操作过程中,施工人员需要注重对于各个箍筋高度以及分布的合理安排,确保其能够同设计图纸中的要求相符,若是图纸中并没有明确指出其间距和位置,便应加强同工程师之间的沟通,并结合现有条件进行处理。

另一方面,工作人员需要控制焊接和绑扎质量,若是建筑本身跨度较大,便会产生较高的抗拉和承力要求。一般来说,若想提高其性能大多会采用增加现有主梁结构截面面积的方式。建筑工程的主梁结构是钢筋混凝土结构,所以需要保障其钢筋的抗拉强度能够充分满足工程整体结构的要求,基于此应当适当增加钢筋数量,并采用配筋的手段促进其结构性能的进一步提高。在实际开展钢筋绑扎工作时,工作人员需要事先预留一定的浇筑空间,这样便可以起到保护钢筋材料的作用,有助于避免其受到损坏,继而从根本上提升其结构强度。主梁和次梁的钢筋有着较高的抗拉强度,工作人员可以采用焊接的方式连接其接头处,此举既能够达到节约材料应用的效果,还可以有效减少其同主筋之间的差别[4]。

2.5 混凝土浇筑

针对混凝土浇筑而言,由于主梁的跨度相对较大,对其所开展的设计往往会造成钢筋密集排布,这便会在极大程度上影响其振捣效果。基于此,工作人员在对这一部位的钢筋开展绑扎工作之前,应当事先预留振捣器位置,当混凝土浇筑即将覆盖负弯矩筋的情况下便可以停止浇筑,并根据当前施工情况针对其现有的排布位置进行优化调整。

2.5.1 混凝土材料配比与搅拌

混凝土材料本身的和易性将会对最终的施工质量产生严重影响,所以工作人员在混凝土配比的过程中应当强化控制原材料的应用情况,确保其具有良好的保水性和流动性,继而满足后续施工实际需求。此外,工作人员应当科学开展混凝土材料的配比和搅拌工作,此举可以有效避免离析问题的产生,同时也是提升钢筋混凝土结构质量的重要举措。为了能够更好地满足施工要求,在正式开展混凝土配比工作之前,工作人员应当先展开全面的试验工作,确定其具体的搅拌措施以及原材料添加的实际情况,明确最佳配比并按照作业标准进行拌合,以提高混合料应用成效。

2.5.2 浇筑工艺与设备的选择

工作人员应当立足于构件的实际尺寸选择更合适的浇筑工艺,以提升浇筑成效。同时,混凝土浇筑质量还会受到振捣工作的影响,所以应当合理把控振捣操作环节。一般来说在断面较大的梁上,工作人员会选用插入式振捣器,而针对断面较小的部件则往往会使用外部振捣器。工作人员应当基于现场的具体状况选用与实际情况相适应的振捣器,并合理开展对于振捣时间的控制工作,时间通常维持在20~30s 范围内,等其混凝土表面相对稳定并且不会产生气泡便可[5]。

2.6 工程效益

通过质量控制措施的应用,该钢筋混凝土结构工程的主体结构周期1.34s 下的扭转系数以及平均系数分别是0 和1.00(0.99+0.01),而在周期是1.25s 下,其扭转系数和平均系数则分别是0 和1.00(0.01+0.99)。

相对于其他工程来说,本工程结构布置下柱、梁以及剪力墙等的单位钢筋和混凝土用量均有所减少,节约造价约27 万元,在原方案中占比是89.5%,体现出了较大的经济效益。

3 结论

综上所述,强化开展对于钢筋混凝土结构施工的质量管理工作可以充分展现出其固有的优势,对于建筑工程施工效果的提升有着积极的促进作用。本文根据某钢筋混凝土框架结构办公楼的施工过程提出了详细的质量控制方案,经实验验证科学有效。因此,相关工作人员应当加强对于该方面的重视,从施工的各个环节着手采取质量控制措施,进而为其后续高效投入使用创造良好的条件。本文对于质量控制和成本关系的研究相对有限,未来将加大对该方面的研究力度。

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