坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置.
第２５卷第４期２００６年８月
水力发电学报
ＪＯＵＲＮＡＬ０Ｆ
ＨＹＤＲＯＥＩ正Ｃ聊ＣＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０１．２５Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２００６
坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置
张伟，伍鹤皋，王从保
（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉４３００７２）
摘要：本文从管道截面形状、钢材用量和钢筋布置、钢衬外包混凝土厚度，管道与坝体相对位置及接缝处理四个方面，论述坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构设计的优化方法和原则。结合某水电站工程的实际，从优选的角度对该工程坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的布置进行对比分析，表明从减小管线长度、节省工程投资的角度出发，建议采用半埋，外包１．５ｍ厚混凝土的结构布置形式。
关键词：水工结构；结构优化布置；有限单元法；背管；钢衬钢筋混凝土；钢材配置；管坝接缝面
中圈分类号：１ｖ７３２．４文献标识码：Ａ
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坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道作为电站引水管道新的结构形式，在上世纪６０年代首先出现于前苏联。我国研究人员自７０年代末开始对其展开研究，并先后在东江、紧水滩、五强溪、李家峡、三峡等大型坝后式水电站中采用了这种管道形式。在论证三峡压力管道布置形式过程中，经过设计院和许多高校及科研单位全面系统的对比分析后，认为坝下游面浅槽式钢衬钢筋混凝土管道方案具有减少坝体混凝土施工与管道安装的干扰、尤其适用于碾压混凝土坝，对坝体应力削弱小、允许外包混凝土开裂以充分发挥钢材强度等优点，因此将其定为三峡水电站压力管道的最终方案¨”。随着三峡水利枢纽工程建设的顺利进行和部分机组投产发电，为我国后续工程压力管道的布置和设计提供了丰富的工程经验，如在建和拟建的向家坝、景洪、金安桥、观音岩和龙开口等大型水电站，均将这种管道布置形式作为坝后式厂房压力管道布置的重要比较方案。
本文主要对坝下游面电站压力引水管道（又简称为背管）的横截面形状、钢材用量和钢筋配置、钢衬外包混凝土厚度、背管与坝体相对位置及连接处理等四个方面进行分析与总结。
１背管布置形式与结构型式选择
电站压力引水管道确定为背管后，其布置形式和结构型式的选择主要包括以下内容：管道截面形状，钢材用
收稿日期：２００５．０４．０６
作者简介：张伟（１９ｒ７７一），男，博士研究生
第４期张伟等：坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置
量和钢筋配置，钢衬外包混凝土厚度，管道与坝体相对位置及连接处理等。
１．１背管截面形状
背管截面形状可以是方圆形（也称马蹄形），多边形和方形三种［２］，如图１。多边形和方形截面有利于立模，便于施工，但耗材相对较多，在内水压力下易出现应力集中，混凝土中形成较宽裂缝。方圆形截面应力分布较均匀，受力也较合理，但施工立模较复杂，上半圆在水平面上投影为椭圆形。随着施工水平的提高，方圆形断面采用组合钢模板立模技术已逐渐成熟，方圆形断面成为主流，萨扬舒申斯克、东江、紧水滩、李家峡以及三峡等工程都采用了这种断面形式。
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－多边形ｂ方形ｃ方圈形
图１背管截面形状
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１．２钢材用量和钢筋配置
钢材用量和钢筋配置对管道结构的安全度、使用性能以及经济指标起着重要的影响，是研究者们一直以来重点关注的内容。早期人们并没有认识到钢衬与外包钢筋混凝土能可靠地联合工作，钢衬和钢筋二者分别按单独承担全部内水压力进行设计，如克拉斯诺雅尔斯克水电站管道，按钢管承受０．９目的设计水头，安全系数１．６７，钢筋混凝土承受全水头，安全系数１．１，环向钢筋两层，分别靠近内衬及钢筋混凝土外表面。后来，大量的模型试验和原型观测成果表明，钢衬与外包钢筋混凝土能可靠地联合工作，使得钢材优化配置和钢筋位置成为这种管道的重要研究内容，其目的是充分发挥钢材强度，并能有效限制裂缝宽度ｂ］。
最优钢材配置和钢筋位置是典型的优化问题，并且是一个复杂的优化问题，必须做一定的简化，才能建立解析优化模型，从而直接以经典优化算法求解。其中，如何获得混凝土开裂前后钢材应力解析解是问题的关键，是确定重要约束条件——应力约束条件以及缝宽约束条件的唯一途径。基于轴对称假设的正交异性算法，董哲仁教授得到平面应变状态下钢材应力的解析解，建立了满足应力、外压稳定和几何约束条件下，以各钢材厚度为设计变量，钢材总体积或总价为目标函数，以齿行法为基本算法的线性解析优化模型ｎ］。在此基础上，路振刚博士进一步建立了采用相同钢材应力解析解、约束条件和目标函数，以各钢材厚度和钢材位置（钢环半径）为设计变量，以几何优化法为基本算法的非线性解析优化模型［５］。二者所做的工作为钢材配置和钢筋位置的优选起了一定的指导意义。由于坝后背管不是轴对称结构，而是与坝体组合而成的三维空间结构，且所受载荷作用也不仅是水压，用上述方法获得的钢材应力存在不足之处。为获得较准确的钢材应力，以获得最优的钢材配置和钢筋布置，路振刚博士又提出以非线性有限元法计算钢材应力的优化算法。这是较为准确的计算方法，但对于大型复杂工程，由于耗费计算资源过大，它的有效性受到很大制约。
基于模型试验成果和科研成果，现行规范以统一的钢材安全度，按承载能力极限承载状态法可直接确定钢材用量和分配。如式（１），各参数意义见文献［６］。
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”ｒ≤１≈声斧（１）用（１）式确定钢材用量和分配时，主要遵循的原则为：不影响外包混凝土施工的前提下，尽可能多采用钢筋，以增加强度安全性、降低工程造价和减小裂缝宽度，同时必须保证钢衬厚度满足抗外压稳定和施工安装要求。工程中通常的做法为：混凝土内侧设一层受力环向筋，而外侧设ｌ～２层环向钢筋；纵向筋在相应位置按比例设置，规范建议按２０％一４０％考虑，用作施工架立筋和承受纵向载荷。
１．３钢衬外包钢筋混凝土厚度
钢衬外包混凝土厚度与混凝土开裂状态、管道的温度荷载效应和动力荷载效应有密切关系，同时受施工条件，如钢筋布置、混凝土浇筑等影响，满足施工条件的最小管壁混凝土厚度应在０．５ｍ以上。以往的工程实践中，管道外包混凝土厚度一般采用１．０—２．０ｍ左右，主要通过设计经验和混凝土施工需要确定。
大量不同比尺的模型实验成果表明，在保证施工质量和满足布筋要求的前提下，管壁混凝土厚度对钢衬与外
９８水力发电学报２∞６年
包混凝土联合工作性能的影响不大。背管的工作机理为：在设计荷载作用下允许管道混凝土带裂缝工作，以发挥钢材作用；混凝土开裂后环向不能承载，主要作用是传递径向力，以保证钢衬和外包钢筋混凝土联合工作。
研究成果也表明：当外包混凝土厚度减小时，结构初裂荷载将降低；在设计荷载下，开裂处钢筋应力变化不大，但相同配筋面积下，如果混凝土厚度减薄，将使配筋率提高和裂缝宽度减小，更有利于钢筋混凝土的耐久性。全苏水工研究院所做的克拉斯诺雅尔斯克电站管道模型试验成果也证实了这一结论，即采用Ｏ．５ｍ与１．５ｍ外包钢筋混凝土模型进行对比试验，由于配筋率增大，前者的模型裂缝条数比后者增加１０倍，但裂缝宽度大大减小。
减薄外包混凝土厚度不仅可使混凝土工程量和裂缝宽度减小，而且由于钢筋布置半径变小，钢筋用量也可减少。但是，它对管道温度荷载效应和动力荷载效应的影响如何，是值得研究的问题，这样才能全面地论证减薄钢筋混凝土厚度的可行性。
１．４管道与坝体相对位置及连接处理
背管按相对位置可分为全背式和浅槽式，参见图１，前四种为全背式，后一种为浅槽式。前者管道本体全部在坝体结构表面以外，对坝体施工速度和应力影响最小，但对管道抗震不利，且加长了管道长度，使厂房位置下移，增加了开挖工程量。后者部分管体嵌固在坝体以内，为了减小管道传递给坝体的内水压力，防止管道混凝土中的裂缝深入到坝体内，通常在外包混凝土与预留槽两侧壁间设置软垫层。三峡工程管道设计研究中，进行了全背式和浅槽式的对比分析，最终选用了浅槽式，在建的景洪等水电站也都沿袭了这一设计思想。
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上弯段在不平衡内水压力和水流离心力作用下，有脱开坝体向外位移的趋势，工程设计中常配置锚筋来承受这些荷载。经计算，三峡工程管道上弯段接缝面上单位宽度承载法向荷载３５００ｋＮ左右‘引。在常规荷载及地震力作用下，上弯段和斜直段管坝接缝面可能是结构承载薄弱环节，特别是坝址在高地震区时，管道有相对坝体滑动的趋势。以往研究表明，接缝面的法向压应力和纵向剪应力都随高程降低而增大，增长量值不成比例，且有可能存在法向拉应力。当缝面的抗剪强度不能满足要求时，一般考虑在接缝面上设置键槽、缝面筋和锚筋，前者主要起抗剪作用，后者起抗拉作用。键槽主要有三角形，梯形和台阶形三种（见图２），抗剪强度依次增强。在高地震情况下，管坝接缝面的应力状态和处理措施是坝后背管的重要问题，需进一步研究。
下面以某水电站背管钢衬钢筋混凝土管道的结构布置方案选择为例，进一步对管道钢材用量和钢筋配置、钢衬外包混凝土厚度、管道与坝体相对位置等内容进行分析比较。
２某水电站背管钢材配置和布置形式优选［９］
某水电站是以发电为主的大Ｉ型水利水电工程，水电站引水压力管道、坝后厂房均为一级建筑物，背管内径１０．５ｍ。水库正常蓄水位ｌ４１８ｍ，坝顶高程ｌ４２４ｍ，最大坝高１６０ｍ，坝顶长度６４０ｍ，装机容量４×６００ＭＷ，地震设防烈度为９度。
考虑到背管的一系列优点，该水电站设计选用了背管型式。因为电站地处高地震区，背管采用浅槽式，管道
第４期张伟等：坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置９９剖面形状确定为方圆形。斜直段管侧与坝体相接处以垫层分隔，底部管坝直接刚结联接。厂坝分缝处取消伸缩节，采用平缝灌浆、垫层管过缝的结构型式。根据过去的工程设计和施工经验，选取三个方案进行优选：方案１，半埋。外包混凝土厚１．５ｍ：方案２，半埋，外包混凝土厚２．０ｍ；方案３，１，３埋，外包混凝土厚１．５ｍ。
２．１钢村厚度和钢筋配置
根据２．２中的钢材配置设计原则，并结合施工要求和以往工程经验确定钢衬和各层环向钢筋用量，各断面的环向钢筋折算厚度约为钢衬厚度的５０％，纵向配筋面积按环向配筋的３０％确定，对于内水压力较小的部分管段，如上弯段，出于限裂和抗震的考虑，钢材配置大于公式计算值。环向钢筋按内、外两圈布置，其中内圈布置一层，距钢衬外表面为１００ｍｍ；外圈布置两层，钢筋中心间距２００ｍｍ，外层钢筋混凝土保护层厚度为８０ｍｍ。沿管轴线自上而下，钢衬厚度依次为１８～３６ｍｍ，环向筋为３层声２５＠２００。３层声３６＠２００，纵向筋为３层声２２＠２５０。根据抗外压稳定要求，取加劲环截面２４ｍｍ×１５０咖，间距２
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２．２计算模型和参数以三维有限元法对比分析各结构方案，计算模型由进水口拦污栅墩、压力管道、坝体、厂房及地基组成。边界条件为：基岩上、下游端面和左、右两侧及底部按法向链杆模拟，其它表面按力边界或自由边界考虑。坐标系ｘ轴沿水平向，指向下游为正，ｙ轴也为水平向，指向左岸为正，ｚ轴为铅垂向，向上为正。坐标系原点位于坝轴线与坝段对称面及Ｏ．０ｍ高程平面交汇处。计算网格示意图如图３所示。
－方案ｌ坝体和管道部分网格ｂ管道部分眄搔及控制断面ｃ方案１管坝相对位置示意
图３计算网格示意图
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材料力学参数见表ｌ，混凝土和钢筋分区较多，表ｌ仅列出部分主要材料。
表ｌ材料力学参数
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ｄ方案３管坝相对位置示意
２．３管道受力特性比较
在静力分析中，荷载按文献［６］取值，并考虑运行期温度场变化，即温度荷载按月平均最高和月平均最低温度边界条件确定的温度场分别与年平均温度边界条件所得的稳态温度场之差求得，其中库水温度边界条件按文献［１０］的待定参数的统计公式确定。动力分析采用振型分解反应谱法，水平向设计地震加速度取Ｏ．３９９９，反应谱曲线按规范¨¨取值，同时考虑顺河向与竖向地震作用，坝面动水压力以附加质量计。
为了研究不同结构布置方案下管坝接缝面上的应力变形规律，同时分析地震作用对管道应力的影响，各布置方案进行４个工况的计算分析，各工况对应的荷载组合详见表２。
１００水力发电学报２００６年
各计算方案下管道结构的受力特点如下：
（１）钢衬应力：对于Ａ一４工况而言，三个方案的钢衬Ｍｉｓｅｓ应力相差不大，２’～１０。断面之间钢衬最大Ｍｉｓｅｓ应力分别为４５．７２ＭＰａ，４６．３ＭＰａ和５０．９ＭＰａ；１ｌ。和１２４断面，由于钢管外包软垫层，钢衬承载比例较高，各方案下应力都达１１５ＭＰａ左右。
（２）管壁混凝土应力：上弯段和斜直段管道外包混凝土环向应力大多超过了混凝土的设计抗拉强度，可能出现径向裂缝。除单独地震工况外，管道混凝土轴向应力均为压应力，外包混凝土厚度的变化对管道混凝土的轴向应力影响很小。６。断面附近是管道最薄弱的区域，环向应力和轴向应力均在此达到最大值。
（３）管坝接缝面应力：由于管道两侧接缝面设有软垫层，其侧面法向应力和剪应力都不大；管道底部接缝面法向应力绝大多数区域为压应力，局部存在较小的拉应力；压应力在坝下游面的２。～６’断面之间逐渐增大，底面剪应力也比较大。Ａ一４工况下各方案接缝面的压应力和拉应力相差都不大，但数值较大，其中压应力最大约２．９ＭＰａ，剪应力最大约２．８５ＭＰａ左右，主要由地震作用引起，应采取相应的工程措施，如设键槽和插筋等。
（４）各方案单独地震作用（Ａ一３工况）下，方案２的管道受力情况略好于其它两个方案。例如。各方案在２４断面的管侧环向应力都相对较大，依次为１．８６ＭＰａ，１．５７ＭＰａ和１．７３ＭＰａ；２’断面下部是管坝接缝面拉应力的峰值区，各方案依次为０．３３ＭＰａ，Ｏ．２７ＭＰａ和０．２５ＭＰａ。由此可见，管壁混凝土厚度大一些对于管道抵抗地震作用是有利的。
（５）各布置方案的三维静动力有限元分析结果表明，三布置方案技术上均是可行的。相对ｌ，３埋形式，半埋布置形式可减少厂房后移量和管道长度，也使混凝土方量和开挖方量相应减少，从节省工程投资的角度来看，半背形式更经济。另外，从抗震的角度来看，半埋形式坝体对管道的嵌固作用比ｌ／３埋形式更大，因此建议采用半埋和外包混凝土厚度为１．５ｍ的方案１。
３结论与建议
通过上述理论分析和具体工程的三维静动力有限元计算，可以得出以下结论：
（１）管道剖面形状选型中，方圆形断面应力分布较均匀，受力合理。随着施工水平的提高，方圆形断面采用组合钢模板立模技术已逐渐成熟，方圆形断面应成为首选方案。
（２）与本文计算同时进行的仿真材料模型试验表明，厚壁模型的初裂荷载相对薄壁模型的大，但在相同内水压作用下，厚壁模型的缝宽测值也比薄壁模型的要大些，说明减薄外包混凝土厚度不仅可使混凝土工程量和钢筋用量减少，而且也可使裂缝宽度减小。但是，它对管道温度荷载效应和动力荷载效应的影响如何，是值得进一步研究的问题，这样才能全面地论证减薄钢筋混凝土厚度的可行性。
（３）坝下游面钢衬钢筋混凝土管道三个布置方案的三维静动力有限元分析结果表明，它们的结构受力特性无明显区别，技术上均是可行的；但从减小管线长度、节省工程投资的角度来看，建议采用半埋和外包混凝土厚度为１．５ｍ的方案１。
（４）从管道受力条件来看，建议该水电站坝下游面管采用方圆形断面。根据初步的优化计算，从上弯段到下水平段钢衬厚度依次为１８—３６ｍｍ，环向钢筋采用３层≯２５＠２００。３层≯３６＠２００，纵向钢筋为３层拳２２＠２５０。内圈钢筋布置一层，距钢衬外表面为１００ｍｍ，外圈布置两层，钢筋中心间距２００ｍｍ，外层钢筋混凝土保护层厚度为８０ｍｍ，这样有利于减小裂缝宽度。
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钢筋混凝土结构中的钢筋有哪几种
钢筋的分类和用途 钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类： 1．按化学成分分 碳素钢钢筋和普通低合金钢筋。碳素钢钢筋按碳量多少，又分为低碳钢钢筋（含碳量低于0.25％，如I级钢筋），中碳钢钢筋（含碳量0.25％～0.7％，如IV级钢筋），高碳钢钢筋（含碳量0.70％～1.4％，如碳素钢丝），碳素钢中除含有铁和碳元素外，还有少量在冶炼过程中带有的硅、锰、磷、硫等杂质。普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入少量合金元素，获得强度高和综合性能好的钢种，在钢筋中常用的合金元素有硅、锰、钒、钛等，普通低合金钢钢筋主要品种有：20MnSi、40Si2MnV、45SiMnTi等。 各种化学成分含量的多少，对钢筋机械性能和可焊性的影响极大。一般建筑用钢筋在正常情况下不作化学成分的检验，但在选用钢筋时，仍需注意钢筋的化学成分。下面介绍钢筋中主要的五种元素对其性能的影响。 碳（C）：碳与铁形成化合物渗碳体（Fe3C）,材性硬且脆，钢中含碳量增加渗碳体量就大，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。 锰（Mn）：它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑性及韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5％以下。
硅（Si）：它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4％，但不能超过0.6％，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。硫（S）:它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求其含量不得超过0.045％。 磷（P）：它也是一种有害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化钢的焊接性能，尤其在200℃时，它可使钢材或焊缝出现冷裂纹。一般要求其含量低于0.045％，即使有些低合金钢也必须控制在0.050％～0.120％之间。 2．按轧制外形分 （1）光面钢筋：I级钢筋（Q235钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm，长度为6m~12m。 （2）变形钢筋/带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形，Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。 3．按直径大小分 钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径大于22mm）。 4．按力学性能分 Ⅰ级钢筋（235/370级）；Ⅱ级钢筋（335/510级）；Ⅲ级钢筋
钢结构与钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构与钢结构 张允飞，马先云，罗鹏，任柯宇 陈立阳，宋磊成，黄润康，姚琨 （中国石油大学华东土木工程1303） 结构背景及发展 钢筋混凝土结构背景： 混凝土是由水泥、沙子、石子和水按一定的比例拌和而成。凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂（图a）。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这种配有钢筋的，称为钢筋混凝土（图b）。钢筋混凝土粘结锚固能力可以由四种途径得到：①钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。②混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。④ 钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊接短钢筋、焊角钢来提供锚固能力。 混凝土发展历程 钢筋混凝土结构应用在建筑工程中。1849年，法国人J.L.朗姆波和1867 年法国人J.莫尼埃先后在铁丝网两面涂抹水泥砂浆制作小船和花盆。1884年德国建筑公司购买了莫尼埃的专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混凝土的强度、耐火性能，钢筋与混凝土的粘结力。1886年德国工程师M. 克嫩提出钢筋混凝土板的计算方法。与此同时，英国人W.D.威尔金森提出了钢筋混凝土楼板专利；美国人T.海厄特对混凝土梁进行试验；法国人F.克瓦涅出版了一本应用钢筋混凝土的专著。 各国钢筋混凝土结构设计规范采用的设计方法有容许应力设计法、破坏强度设计 法和极限状态设计法。在钢筋混凝土出现的早期，大多采用以弹性理论为基础的容许应力设计法。在本世纪30年代后期，苏联开始采用考虑钢筋混凝土破坏阶段塑性的破坏强度设计法；1950年，更进一步完善为极限状态设计法，它综合了前面两种设计方法的优点，既验算使用阶段的容许应力、容许裂缝宽度和挠度，也验算破坏阶段的承载能力，概念比较明确，考虑比较全面，已为许多国家和国际组织的设计规范所采用。
施工现场总平面布置方案综述-如何进行施工总平面布置
第一节现场概况及部署 一、现场概况 本工程现场场地较为狭小，周边道路狭窄，现场平面布置考虑充分利用现有场地，按功能划分施工区域及办公区域，施工各区域用围墙隔断，严格按照公司的现场管理手册执行，为保证现场的井然有序，采用隔断、油漆画线、标志板等方式表示区域的使用功能,施工现场平面布置详见附图。
二、部署 针对施工现场场地的实际因素，我公司特作如下部署： 1、在场地西北面（与**加工场紧邻）布置办公区供管理人员办公和工人住宿、生活卫生等设施，并按规定分区分隔。 2、我公司根据本工程施工总体部署对其不同施工阶段的划分，按照“方便施工，就近布置，见缝插针”的原则，将现场周边除建筑以外的空地合理利用，布置施工场地。 在现场的基础设施布置及数量见下表：
第二节现场平面分阶段布置及说明 一、下部结构施工阶段 1、平面布置： 我公司进场后根据遵义市安全文明施工要求标准进行围墙全封闭砌筑，在围墙的西北侧设大门、门卫值班室，并根据实际情况布置大型机械设备、小型加工设备以及施工用水用电等。 2、机械设备配备布置： 本阶段机械设备主要包括：塔吊、混凝土输送泵等，本工程布置1台塔吊，混凝土输送泵布置2台，布置在道路畅通靠近施工部位，并配置相应的泵管等。 3、加工场地布置： 我公司尽可能利用周边空闲场地进行钢筋、模板的加工，各施工标段循环进行施工，材料运输利用塔吊进行配合。 二、上部结构施工阶段 1、平面布置： 根据遵义市安全文明施工要求标准进行全封闭砌筑，在主出入口通道处设大门、门卫值班室，并根据实际情况布置大型机械设备、小型加工设备以及施工用水用电等。在土方回填完毕后，将围墙一周边界之间的空地全部硬化形成一条环形道路，作为施工机械、物资运输道路用。在场地内布置一处钢筋、木工加工区作为钢筋、模板加工场地。 2、机械设备配备布置： 机械设备配备有：塔吊、钢筋加工设备、木工加工设备、混凝土输送泵等。 3、加工场地布置： 在塔吊范围内合理布置钢筋、模板加工场地，并配备相应的加工机械。 三、装修施工阶段 保留原有围墙、大门以及现场临时施工通道，在场地内集中设立两台砂浆搅拌机用于装修阶段水泥砂浆的制备，砂浆拌制完毕后由翻斗车或小推车运至
引水道钢衬段混凝土施工技术措施
目录 1 简述 (1) 1.1 主要编制依据 (1) 1.2工程概况 (1) 2 施工总布置 (1) 2.1混凝土供应及运输道路 (1) 2.2风水电布置 (2) 3 施工总程序 (2) 4 施工方法 (4) 4.1 分层分块 (4) 4.2 模板方案及安装 (5) 4.3 基岩面、基础面及施工缝处理 (5) 4.4 测量放线 (5) 4.5 钢筋制作及安装 (6) 4.6埋件安装 (6) 4.7灌浆管布置 (6) 4.8混凝土浇筑 (7) 4.8.1浇筑前准备 (7) 4.8.2仓位验收 (7) 4.8.3混凝土拌制、运输 (8) 4.8.4混凝土入仓、振捣 (8) 4.9 脱模、养护 (9) 5 施工计划及进度 (9) 6 施工资源 (9) 6.1施工设备配置 (9) 6.2劳动力配置计划 (9) 7 质量保证措施 (9) 7.1质量控制管理措施 (9) 7.2工艺质量控制措施 (10) 8 安全保证措施 (11) 8.1 危险源分析 (11) 8.2 施工现场安全技术措施 (11) 8.3 混凝土浇筑安全措施 (12) 8.4 运输安全措施 (12) 8.5 供电与电气设备安全措施 (12) 9 文明施工与环境保护措施 (13) 9.1 文明施工措施 (13) 9.2 环保措施 (13)
引水道钢衬段混凝土施工技术措施 1简述 1.1 主要编制依据 1、《引水道开挖支护图（1/7~7/7）》 2、《引水道压力钢管结构图（1/2~2/2）》 3、《引水道压力钢管回填灌浆及钢筋混凝土段和钢管段连接详图》 4、《水工混凝土施工规范（DL/T5144）》 5、《水工混凝土钢筋施工规范（DL/T5169）》 6、《引水发电系统接地布置图（1/2~2/2）》 7、其它相关技术规程、规范及技术要求 1.2工程概况 糯扎渡水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程中引水道采用单机单管供水，共布置9条引水道，各管道间平行布置，引水道分为上水平段、上弯段、竖井段、下弯段及下水平段。引水下平段和锥管段为钢管衬砌，钢管与围岩之间回填混凝土。引水道钢管段混凝土回填施工主要范围为引水道下平段起点至距离地下厂房上游边墙0.5m处。钢衬段钢管长度55m，其中标准段长36m，内径为8.8m，锥管段长18m，内径为8.8~7.2m，凑合节长1m。钢衬段施工具体工程量见下表1。 表1 主要工程量表 2施工总布置 2.1混凝土供应及运输道路 施工所需的混凝土由本标120拌和站拌制，用6m3混凝土搅拌运输车运至施工现场。根据施工总体程序安排，7#、8#、9#引水下平洞回填混凝土、1#～6#引水下平洞2#施工支洞上游侧及2#施工支洞段混凝土从2#施工支洞入仓，1#～6#引水下平洞2#
钢筋混凝土结构中的钢筋有哪几种
钢筋的分类和用途钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、 轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类：1．按化学成分分碳素钢钢筋和普通低合金钢筋。碳素钢钢筋按碳量多少，又分为低碳钢钢筋（含碳量低于0.25％，如I 级钢筋），中碳钢钢筋（含碳量0.25%?0.7%,如IV级钢筋），高碳钢钢筋（含碳量0.70%?1.4%，如碳素钢丝），碳素钢中除含有铁和碳元素外，还有少量在冶炼过程中带有的硅、锰、磷、硫等杂质。普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入少量合金元素，获得强度高和综合性能好的钢种，在钢筋中常用的合金元素有硅、锰、钒、钛等，普通低合金钢钢筋主要品种有： 20MnSi、40Si2MnV 、4 5SiMnTi 等。各种化学成分含量的多少，对钢筋机械性能和可焊性的影响极大。一般建筑用钢筋在正常情况下不作化学成分的检验，但在选用钢筋时，仍需注意钢筋的化学成分。下面介绍钢筋中主要的五种元素对其性能的影响。碳（C）:碳与铁形成化合物渗碳体（Fe3C），材性硬且脆，钢中含碳量增加渗碳体量就大，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。 锰（Mn）：它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑性及 韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5%以下。 硅（Si）：它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬 度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4％，但不能超 过0.6%，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。硫
（S）:它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求其含量不得超过0.045%。 磷（P）:它也是一种有害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化钢的焊接性能，尤其在200 C时，它可使钢材或焊缝出现冷 裂纹。一般要求其含量低于0.045%，即使有些低合金钢也 必须控制在0.050%?0.120%之间。 2．按轧制外形分 （1 ）光面钢筋：I 级钢筋（Q235 钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm ，长度为6m~12m 。 （2）变形钢筋/带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般□、川级钢筋轧制成人字形，W级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。 3．按直径大小分 钢丝（直径3~5mm ）、细钢筋（直径6?10mm ）、粗钢筋（直径大于22mm）。 4．按力学性能分 I级钢筋（235/370级）；H级钢筋（335/510级）；川级钢筋
钢筋混凝土用钢材A卷
江苏省建设工程质量检测人员岗位考核试卷 钢筋混凝土用钢材（A卷） 一、单项选择题（40题,每题1分） 1、钢和铁的主要区别是含碳量的不同，其划分界限为：。 A、1% B、2% C、3% D、4% 2、对于有明显屈服的钢材，应按相关标准测定上屈服强度或者下屈服强度或者两者。下屈服强度的定义是：。 A、在屈服期间，力首次下降前的最大应力 } B、在屈服期间，不计初始瞬时效应的最大应力 C、在屈服期间，整个过程中的最小应力 D、在屈服期间，不计初始瞬时效应的最小应力 3、当发现钢筋现象时，应对钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。 A、加工时脆断 B、焊接性能不良或力学性能显著不正常 C、A及B的任一种 D、无答案 4、钢筋拉伸试验一般应为℃温度条件下进行。 A、23±5 & B、0～35 C、5～40 D、10～35 5、闪光对焊接头同一台班内，由同一焊工完成的同牌号、同直径钢筋焊接接头为一批。 A、250个 B、300个 C、350个 D、500个 6、进行热轧带肋钢筋弯曲试验，当牌号为HRB400的钢筋公称直径为28mm时，弯芯直径为。 A、84mm @ B、112mm C、140mm D、168mm 7、进行钢材拉伸试验，通过计算得出的原始横截面积应至少保留有效数字。 A、2位 B、3位 C、4位 D、5位 8、断后伸长率的测定原则上只有断裂处与最接近标距标记的距离不小于原始标距的情况方为有效，但断后伸长率大于或等于规定值，不管断裂位置处于何处测量均为有效。 A、1/2 ` B、1/3 C、1/4 D、1/5 9、钢筋机械连接I级接头应满足接头抗拉强度不小于被连接钢筋或倍钢筋，并具有高延性及反复拉压性能。 A、抗拉强度标准值；屈服强度标准值
GB-1499.2-2007钢筋混凝土用钢
G B1499.2-2007钢筋混凝土用钢 第二部分：热轧带肋钢筋 Steel for the reinforcement of concrete— Part 2: Hot rolled ribbed bars (ISO 6935-2:1991,Steel for the reinforcement of concrete— Part2:Ribbed bars,NEQ) 前言 GB1499分为三个部分： ---第1部分：热轧光圆钢筋 ---第2部分：热轧带肋钢筋 ---第3部分：钢筋焊接网。 本部分为GB1499的第2部分，对应国际标准ISO6935-2：1991《钢筋混凝土用钢第2部分：带肋钢筋》，与ISO 6935-2：1991的一致性程度为非等效，本部分同时参考了国际标准的修订稿“ISO/DIS 6935-2(2005)”。 本部分代替 GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》。 本部分与GB1499-1998相比，主要变化如下： ---适用范围增加细晶粒热轧钢筋； ---增加细晶粒热轧钢筋HRBF335、HRBF400、HRBF500三个牌号； ---增加3.1普通热轧钢筋、3.2细晶粒热轧钢筋、3.11特征值三条定义； ---增加第5章订货内容； ---增加7.5疲劳性能、7.6焊接性能、7.7晶粒度三项技术要求； ---对“表面质量”、“重量偏差的测量”等条款作修改； ---修改钢筋牌号标志：HRB335、HRB400、HRB500分别以3、4、5表示，HRBF335、HRBF400、HRBF500分别以C3、C4、C5表示； ---取消原附录 B“热轧带肋钢筋参考成分”； ---增加现附录 B“特征值检验规则”； ---增加附录 C“钢筋相对肋面积的计算公式”。 本标准为条文强制性标准，其中6.4.1条、7.3.5条、7.4.2条、7.5条、表3的尺寸a、b 和附录C为非强制条款，其余均为强制条款。 本部分附录A、附录B为规范性附录。附录C为资料性附录。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：中冶集团建筑研究总院、首钢总公司、莱芜钢铁集团有限公司、冶金工业信息标准研究院、湖南华菱涟源钢铁有限公司、济南钢铁股份有限公司、昆明钢铁股份有限公司。 本部分参加起草单位：宝钢集团一钢有限公司、邢台钢铁有限责任公司。 本部分主要起草人：何成杰、王丽敏、张炳成、柳泽燕、高建忠、王丽萍、杜传治、刘光穆、高玲、冯超、李志敏、朱建国。 本部分参与起草人：王军、张少博。 本部分1979年2月首次发布，1984年6月第一次修订，1991年6月第二次修订，1998年10月第三次修订。
施工现场平面布置的原则
施工现场总平面图及塔吊的布置原则 1、确定垂直运输设备的位置（塔吊、井架、门架）他们的位置受现场工作面的限制，同时影响现场材料仓库、材料堆场、搅拌站、水、电、道路的布置； 2、多层建筑施工中（3-7层）可以用轻型的塔吊，这类塔吊的位置可以移动，但是按照建筑物的长边布置可以控制更加广阔的工作面，尽量的减少死角，材料和构件控制在塔吊的工作范围之内； 3、高层建筑施工中（12层以上或大于24米），可以布置自升式或爬升式塔吊，他们的位置固定，具有较大的工作半径（30-60米），同时一般配置若干太的固定升降机配合作业，主体结构完毕，塔吊可以拆除； 4、多层房屋施工时，固定的垂直运输设备布置在施工段的附近，当建筑物的高度不同时，布置在高低分界处，如果有可能，尽可能布置在有窗口的地方，以避免墙体的留搓和拆除后的修补工作，，固定的垂直运输设备中卷扬机的位置不能靠升降机太近，以便司机视线开阔； 5、材料堆场、仓库、搅拌站的位置：尽量在起重机的半径范围之内，并且运输、装卸方便，位置主要取决与垂直运输设备位置的选择； 6、对于少量的、轻型材料可以堆放的远一点，以不影响施工为宜。还有一个很重要的原则，就是减少二次搬运！ 7、现场布置在满足现场施工的前提之下，尽可能达到业主的要求； 8、满足施工需要和文明施工的前提之下，尽可能节约施工用地，减少临时设施的投入； 10、现场交通运输通畅和满足施工材料要求的前提下，最大限度的减少场内的运输，特别是减少二次搬运； 11、平面交通上，尽量避免和单位的相互干涉； 12、符合现场卫生及安全技术要求和放火规范 13、布置区域要留有塔吊附墙位置；在有室内电梯的高层和超高层项目中，尽量避免将塔吊布置在电梯井内，以免今后塔吊拆除进度和室内电梯的安装进度发生冲突。 施工现场平面布置的原则 按施工图纸规划出《施工平面布置图》搭建各种临时设施。按安全文明施工方案的要求进行修整和装饰。临时施工用水、用电、道路按施工要求标准完成。为使现场使用合理，施工平面布置应有条理，尽量减少占用施工用地，使平面布置紧凑合理，同时做到场容整齐清洁，道路畅通，符合防火安全及文明施工的要求。施工过程中避免多个工种在同一场地，同一区域进行施工而相互牵制、相互干扰。施工平面设专人负责管理，使各项材料、机具等按已审定的现场施工平面布置图的位置推放。 塔吊距离拟建建筑物的最小距离是3米，其他的问题，是要经过计算的，原则是让塔吊的臂旋转范围内，将所建筑的工程覆盖，有的时候，也可一少让出些，这个要看实际的尺寸来定 谁知道建筑施工进场规划布置图怎么画？急！！！ 1、分析施工管理需要：工人住宿、食堂、劳务管理人员住宿、办公室等 2、钢筋工棚、木工工棚、材料堆码（仓库）等现场生产需要的位置及数量和大小 3、临时用水用电的布置：供水、供电端的确定。然后布置管线到各个需要的终端 4、考虑安全文明施工的布置，消防、排水、污水处理、标示标牌安放位置、大门位置 5、施工机械安放，塔吊、提升架、混凝土泵 6、施工道路的调整，保证施工车辆的通畅 7、基坑维护措施的施工 第 1 页共1 页
钢衬段砼浇筑措施(8.20改)
压力管道钢衬段砼浇筑施工措施 1、工程概况 1.1 概述 瀑布沟水电站6条压力管道下平段砼衬砌包括两部分：钢衬段和钢筋砼衬砌段，每条钢衬段长65m，衬砌厚度为80cm。6条压力管道钢衬段砼桩号（1#压力管道：（管 1）0+468.7～（管 1 ）0+533.7；2#压力管道；（管 2 ）0+441.7～（管 2 ）0+506.7；3#压 力管道：（管 3）0+414.6～（管 3 ）0+479.6；4#压力管道：（管 4 ）0+387.7～（管 4 ）0+452.7； 5#压力管道：（管 5）0+360.6～（管 5 ）0+425.6；6#压力管道：（管 6 ）0+333.7～（管 6 ）0+398.7）。 1.2 主要工程量 压力管道钢衬段施工主要工程量 注：最终工程量应以实际发生量计。 2、施工布置 2.1 施工道路 毛头码拌和楼→左低干线路→进厂交通洞/10#施工支洞→1#施工支洞→压力管道下平段。 2.2 施工风、水、电布置 沿用厂房及1#施工支洞的风、水、电系统。 3、施工程序及施工工艺 3.1 施工程序：钢管集中运输→钢管分段（15m左右）安装→砼分段回填→下一段钢管安装 钢衬段砼分仓：每条压力管道钢衬段长为65m，并都在1#施工支洞下游。安装压力管道的方向从上游向厂房方向安装，钢管安装单节长度最大为2.7m，待钢管安装5-6节后，进行一次混凝土浇筑，考虑到混凝土浇筑难度和与钢管安装的协调，每仓混凝
土浇筑分段长度原则上不超过12m，并且衬砌砼和钢衬回填砼为最后一仓浇筑，其他仓号全断面浇筑。 根据设计文件：水引字2007-09号总028号为保证厂房压力管道砼衬砌和钢衬接头连结成整体，需要对压力管道钢衬起点接头进行以下处理：（1）衬砌砼内的外层纵向钢筋须应伸入钢衬段回填砼内1.5m，外层设置相同直径和间距的4根环向钢筋，内层纵向钢筋于钢衬的首端加劲环焊接；（2）衬砌砼和钢衬回填砼必须同时浇筑，加劲环附近应加强振捣，保证浇筑的质量，衬砌砼段的环向施工缝应在接头前3m以外设置。 3.2 施工工艺流程图： 图1：压力钢管回填混凝土施工工艺流程图 （1）施工准备：主要是混凝土配合比设计、特殊材料供应和储存等施工准备。
钢筋混凝土结构
第七讲钢结构 【内容提要】 1．钢结构的材料：钢材的基本性能；影响钢材性能的因素；结构用钢的种类、钢号及选材。 2．钢结构的基本构件：轴心受拉构件、轴心受压构件、受弯构件、拉弯构件、压弯构件的计算和构造。 3．钢结构的连接：对接焊缝和角焊缝的构造和计算；普通螺栓和高强螺栓的构造和计算；构件间连接的构造和计算。 【重点、难点】 钢结构的基本构件和钢结构的连接 一、钢材性能 (一)基本性能 钢材的主要机械性能(也称力学性能)，是指钢材在标准条件下均匀拉伸、冷弯和冲击试验所显示出来的性能，包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、指标。前三项指标由抗拉试验确定，后两项指标分别由冲击试验、冷弯试验确定。抗拉强度是钢材断裂前能够承受的最大应力，它表示钢材应力达到屈服强度后安全储备的大小。屈服强度是确定钢材强度设计值的主要指标。伸长率是表示钢材塑性性能的指标。冲击韧性为将标准试件在摆锤式冲击试验机上冲断时所消耗的冲击功，它反映钢材在冲击荷载和三轴应力作用下抵抗脆性破坏的能力。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对出现裂纹的抵抗能力，是判别钢材塑性变形能力和显示钢材内部缺陷的综合指标。 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏两种。塑性破坏是指构件的应力超过屈服点，并达到极限强度后，构件产生很大的变形和明显的“颈缩”现象。破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗；其特点为破坏前有明显的预兆，破坏常可以预防和避免；破坏前有很大塑性变形，导致内力重分布，对构件有利。脆性破坏是指构件破坏前构件变形很小，平均应力亦小(一般都小于屈服点)，破坏前没有任何征兆，破坏是突然发生的，断口平直或呈
有光泽的晶粒状。其特点为在构件的缺口、裂缝处应力集中而引起破坏，后果严重，损失较大，应努力防止脆性破坏。 (二)结构钢的种类 甲类钢——保证机械性能 钢结构所用的钢材仅为普通碳素钢和普通低合金钢二类。 (三)选用钢材的原则 钢材选用的原则应该是：既能使结构安全可靠地满足使用要求，又要尽最大可能节约钢材、降低造价。不同的使用条件，应当有不同的质量要求，在一般结构中当然不宜轻易地选用优质钢材，而在重要的结构中更不能盲目地选用质量很差的钢材。就钢结构的力学性能指标来说，屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性和低温冲击韧性等各项指标，是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标，当然，没有必要在各种不同的使用条件下，都要完全符合这些质量指标。所以在设计钢结构时，应该根据结构的特点，选用适宜的钢材。钢材选择是否合适，不仅是一个经济问题，而且关系到结构的安全和使用寿命。
专科适用钢筋混凝土结构习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 钢筋混凝土结构 一、单项选择题 1．下列有关轴心受压构件纵筋的作用，错误的是：（） A 帮助混凝土承受压力； B 增强构件的延性； C 纵筋能减小混凝土的徐变变形； D 纵筋强度越高，越能增加构件承载力； 2．在梁的配筋不变的条件下，梁高与梁宽相比，对正截面受弯承载力Mu（） A 梁高影响小； B 两者相当； C 梁高影响大； D 不一定； 3．四个截面仅形式不同：1、矩形；2、倒Ｔ形；3、T形；4、Ｉ形，它们的梁宽（或肋宽） b 和受拉翼缘宽度f b相同，在相同的正弯距M作用b相同、梁高h相等，受压翼缘宽度f 下，配筋量As（） A As1＝As2＞As3＝As4； B As1＞As2＞As3＞As4； C As1＞As2＝As3＞As4； D As2＞As1＞As3＞As4 4．梁内弯起多排钢筋时，相邻上下弯点间距应≤Ｓmax，其目的是保证：（） A 斜截面受剪能力； B 斜截面受弯能力； C 正截面受弯能力； D 正截面受剪能力 5．《规范》验算的裂缝宽度是指（） A 钢筋表面的裂缝宽度； B 钢筋水平处构件侧表面的裂缝宽度； C 构件底面的裂缝宽度； D 钢筋合力作用点的裂缝宽度； 6．整浇肋梁楼盖中的单向板，中间区格板的弯矩可折减20%，主要是因考虑（） A 板的内拱作用； B 板上荷载实际上也向长跨方向传递一部分； C 板上活载满布的可能性较小； D 节约材料； 7．在双筋梁计算中满足2a'≤x≤ξb h o时，表明（） A 拉筋不屈服，压筋屈服； B 拉筋屈服，压筋不屈服； C 拉压筋均不屈服； D 拉压钢筋均屈服； 8．受扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ在0.6～1.7之间时，（） A 均布纵筋、箍筋部分屈服； B 均布纵筋、箍筋均屈服； C 仅箍筋屈服； D 不对称纵筋、箍筋均屈服； 9．一般板不作抗剪计算，主要因为（） A 板内不便配箍筋； B 板的宽度大于高度； C 板一般承受均布荷载； D 一般板的受剪承载力大于受弯承载力； 10．梁的剪跨比减小时，受剪承载力（） A 减小； B 增加； C 无影响； D 不一定；
坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置.
第２５卷第４期２００６年８月 水力发电学报 ＪＯＵＲＮＡＬ０Ｆ ＨＹＤＲＯＥＩ正Ｃ聊ＣＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖ０１．２５Ｎｏ．４ Ａｕｇ．，２００６ 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置 张伟，伍鹤皋，王从保 （武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉４３００７２） 摘要：本文从管道截面形状、钢材用量和钢筋布置、钢衬外包混凝土厚度，管道与坝体相对位置及接缝处理四个方面，论述坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构设计的优化方法和原则。结合某水电站工程的实际，从优选的角度对该工程坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的布置进行对比分析，表明从减小管线长度、节省工程投资的角度出发，建议采用半埋，外包１．５ｍ厚混凝土的结构布置形式。 关键词：水工结构；结构优化布置；有限单元法；背管；钢衬钢筋混凝土；钢材配置；管坝接缝面 中圈分类号：１ｖ７３２．４文献标识码：Ａ ｏｐｔｉＩＩＩｉｚａｔｉｏｎｏｆａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｓｔｅｅｌｌｉＩｌｉｎｇｒｅｉｎｆ．ｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅｐｅｎｓｔｏｃｋｓｏｎｔｈｅｄｏｗ璐ｔｒｅａｍｓ珈瞪ａｃｅｏｆ ｄ锄ｓ ｚＨＡＮＧＷｅｉ，ＷＵＨｅｇａｏ，ｗＡＮＧＣ０ｎｇｂａｏ （＆砒硒ｒｈ６Ｄｍ幻可旷耽ｆｅｒ＆删脚口以州ｒｏｐ删ｅｒＥ昭ｉ船ｅ—ｎｇ＆如聊ｅ，耽＾帆‰如ｅ瑙妙，贶，ｌ肌４３００７２）Ａｂｓｔ强ｃｔ：Ｆｒｏｍｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｓｈ印ｅ０ｆｐｅｎｓｔｏｃｋｓ，ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆ８ｔｅｅｌａｎｄａｒｒ蚰ｇｅｍｅｎｔｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｂａｒ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ０ｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｒｏｕｎｄｓｔｅｅｌｐｉｐｅａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｎｔｅｄ．ａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄａｍａｎｄｔｈｅｐｅｎｓｔｏｃｋ，ｔｈｅｏｐｔｉｒＩＩｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ０ｆ８ｔ１１ＪｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｅｅｌｌｉｎｉｎｇＩ－ｅｉｎｆｂｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐｅｎｓｔｏｃｋｓｏｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｓｕ五ａｃｅｏｆｄａｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｎａｃｃｏ耐ａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｏｆＪｉｎａｎｑｉａｏｈｙｄｍｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｍｓｔｉＶｅａｎ８ｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅａｎ．ａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｐｅｎｓｔｏｃｋｈａｓｂｅｅｎｃａ而ｅｄｏｕｔｂｙｍｅａＪｌｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｎｅｔｈｏｄ．Ａｎａ玎．肌ｇｅｍｅｎｔｏｆｓｅｍｉ—ｂｕｒｉｅｄｔ），ｐｅｗｉｔｈ１．５ｍ—ｔｈｉｃｋｃｏｎｃｒｅｔｅｗａｌｌｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｉｎｏＩｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅａｎｄｅｃｏｎｏｒｎｉ舱ｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ． ＫｅｙｗｏｒｄＩｓ：ｈｙｄｍｕｌｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｔｍｃｔｕｍｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｎｌｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｐｅｎｓｔｏｃｋｓｏｎｄｏｗｎ８ｔｒｅａｍｓｕｄ．ａｃｅｏｆｄａｍｓ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｓｔｅｅｌｌｉｎｅｒ；ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌ；ｉｎｔｅｄ．ａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｄａｍａｎｄｐｅｎｓｔｏｃｋ 坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道作为电站引水管道新的结构形式，在上世纪６０年代首先出现于前苏联。我国研究人员自７０年代末开始对其展开研究，并先后在东江、紧水滩、五强溪、李家峡、三峡等大型坝后式水电站中采用了这种管道形式。在论证三峡压力管道布置形式过程中，经过设计院和许多高校及科研单位全面系统的对比分析后，认为坝下游面浅槽式钢衬钢筋混凝土管道方案具有减少坝体混凝土施工与管道安装的干扰、尤其适用于碾压混凝土坝，对坝体应力削弱小、允许外包混凝土开裂以充分发挥钢材强度等优点，因此将其定为三峡水电站压力管道的最终方案¨”。随着三峡水利枢纽工程建设的顺利进行和部分机组投产发电，为我国后续工程压力管道的布置和设计提供了丰富的工程经验，如在建和拟建的向家坝、景洪、金安桥、观音岩和龙开口等大型水电站，均将这种管道布置形式作为坝后式厂房压力管道布置的重要比较方案。 本文主要对坝下游面电站压力引水管道（又简称为背管）的横截面形状、钢材用量和钢筋配置、钢衬外包混凝土厚度、背管与坝体相对位置及连接处理等四个方面进行分析与总结。 １背管布置形式与结构型式选择 电站压力引水管道确定为背管后，其布置形式和结构型式的选择主要包括以下内容：管道截面形状，钢材用 收稿日期：２００５．０４．０６ 作者简介：张伟（１９ｒ７７一），男，博士研究生
有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用
论文题目：钢筋混凝土有限元分析技术在结构工程中的应用 学生姓名：刘畅 学号：2014105110 学院：建筑与工程学院 2015年06月30日
有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用【摘要】在国内外的土木工程中，钢筋混凝土结构因具有普遍性、可靠性良好、操作简单等优点，而得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构是钢筋与混凝土两种性质截然不同的材料组合而成，由于其组合材料的性质较为复杂，同时存在非线性与几何线形的特征，应用传统的解析方法进行材料的分析与描述在受力复杂、外形复杂等情况下较为困难，往往不能得到准确的数据，给工程安全带来隐患。而有限元分析方法则充分利用现代电子计算机技术，借助有限元模型有效解决了各种实际问题。 【关键词】有限元分析；钢筋混凝土结构；应用 随着计算机在工程设计领域中的广泛应用，以及非线性有限元理论研究的不断深入，有限元作为一个具有较强能力的专业数据分析工具，在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用。在现代建筑钢筋混凝土结构的分析中，有限元分析方法展现了较强的可行性、实用性与精确性。例如：在计算机上应用有限元分析法，对形状复杂、柱网复杂的基础筏板，转换厚板，体型复杂高层建筑侧向构件、楼盖，钢-混凝土组合构件等进行应力，应变分析，使设计人员更准确的掌握构件各部分内力与变形，进而进行设计，有效解决传统分析方法的不足，满足当前建筑体型日益复杂，工程材料多样化的实际情况。但是在有限元分析方法的应用中，必须结合钢筋混凝土结构工程的实际情况，选取作为合理的有限元模型，才能保证模拟与分析结果的真实性、精确性与可靠性。 在钢筋混凝土结构工程中，非线性有限元分析的基本理论可以概括为：1）通过分离钢筋混凝土结构中的钢筋、混凝土，使其成为有限单位、二维三角形单元，钢箍离散为一维杆单元，以利于分析模型的构建；2）为了合理模拟钢筋、混凝土之间的粘结滑移关系，以及
GB1499.2-2007钢筋混凝土用钢 带肋钢筋
GB1499
前言 本标准非等效采纳国际标准ISO 6935-2:1991《钢筋混凝土用钢第二部分带肋钢筋》。 本标准代替GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》和GB13014-1991《钢筋混凝土用余热处理钢筋》。 本标准与GB1499-1998相比，要紧变化如下： —标准名称改为“钢筋混凝土用钢带肋钢筋”； —适用范畴扩大为：热轧钢筋、热轧后带操纵冷却并自回火处理的带肋钢筋； —增加RRB335、RRB400、RRB500三种牌号； —取消内径偏差规定。 —对力学性能各指标进行调整，提升延性指标。` —取消原附录B“热轧带肋钢筋参考成分”； —增加现附录B“特性值检验规则”。 本标准附录A、附录B为规范性附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中冶集团建筑研究总院、首钢总公司、莱芜钢铁集团有限公司、冶金工业信息标准研究院、涟源钢铁集团公司、济南钢铁公司。 本标准参加起草单位：宝钢集团上钢一厂、邢台钢铁股份公司。 ⅰ 钢筋混凝土用钢带肋钢筋
1 范畴 本标准规定了钢筋混凝土用带肋钢筋的定义、分类、牌号、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 本标准适用于热轧钢筋、热轧后带有操纵冷却并自回火处理的钢筋。 本标准不适用于冷加工钢筋及由成品钢材再次轧制成的再生钢筋。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓舞按照本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分承诺偏差 GB/T223.5 钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量 GB/T223.11 钢铁及合金化学分析方法过硫酸铵氧化容量法测定铬量 GB/T223.12 钢铁及合金化学分析方法碳酸钠分离二苯碳酰二肼光度法测定铬量 GB/T223.14 钢铁及合金化学分析方法钽试剂萃取光度法测定钒量 GB/T223.17 钢铁及合金化学分析方法二安替吡啉甲烷光度法测定钛量 GB/T223.19 钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵三氯甲烷萃取光度法测定铜量 GB/T223.23 钢铁及合金化学分析方法丁二酮肟分光光度法测定镍量 GB/T223.26 钢铁及合金化学分析方法硫氰酸盐直截了当光度法测定钼量 GB/T223.27 钢铁及合金化学分析方法硫氰酸盐乙酸丁酯萃取分光光度法测定钼量 GB/T223.37 钢铁及合金化学分析方法蒸馏分离靛酚蓝光度法测定氮量 GB/T223.40 钢铁及合金化学分析方法离子交换分离氯磺酚S光度法测定铌量 GB/T223.59 钢铁及合金化学分析方法锑磷钼蓝光度法测定磷量 GB/T223.63 钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠(钾)光度法测定锰量 GB/T223.68 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量 GB/T223.69 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量 GB/T228 金属材料室温拉伸试验方法（GB/T228-2002，eqvISO 6892:1998（E）） GB/T232 金属材料弯曲试验方法（GB/T232-1999, eqvISO 7438:1985（E）） GB/T2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一样规定 GB/T4336 碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法 GB/T17505 钢及钢产品交货一样技术要求 YB/T081 冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定原则 YB/T5126 钢筋混凝土用钢筋弯曲和反向弯曲试验方法 3 定义 下列定义适用于本标准。 3.1 特性值 characteristic value 不是从假定无穷多的试验系列中获得，但能够保证具有规定概率的值。 3.2 带肋钢筋 ribbed bars 横截面通常为圆形，且表面带肋的混凝土结构用钢材。 3.3 纵肋 longitudinal rib
(完整word版)施工现场总平面布置
4施工现场总平面布置 2.4.1施工总平面布置的原则 （1）整体规划 根据业主的整体规划部署，合理安排施工临建的位置。 施工总平面的布置应符合国家、市有关建筑工程施工现场安全文明的规定，同时应根据施工组织设计分阶段进行规划； 对涉及总平面的场地进行区域划分，使办公、生活、施工等区域独立、便于管理。详见附表五《施工总平面图》。 （2）用地规模及范围 临时设施的布局既要符合施工组织设计对人员、物资的要求，又要最大限度地缩短工地内运输距离，以减少二次搬运，降低工程成本，加快施工速度。因此我们在投标过程中考虑尽量紧缩综合楼工程的临时用地，使其布置合理、紧凑，并能充分满足施工期间人员居住及物资存储、加工及调配，附表六《临时用地表》。（3）道路布置 在施工期间，建筑物四周应保证道路畅通，道路做法应满足车辆运行要求，在施工现场平面交通上，尽量避免土建、安装交通运输的相互干扰。 （4）涉及职业健康内容 为保证施工人员有安全、良好的休息环境，工人生活区域应与施工区域分离，降低夜间施工产生的噪音对工人休息的不良影响；生活区及施工区都应该符合国家、地方对施工现场卫生、安全、防火、劳动保护的要求和规定。 （5）现场平面布置的时效性 应根据不同阶段进行调节，这种调节应符合阶段性施工对现场的要求，现场平面随着工程施工进度进行布置和安排，阶段平面布置要与阶段施工重点相适应。在现场平面布置时，各类建筑物、大型机械的位置尽可能避开室外管道等施工的位置，如不能避开，在室外工程施工时必须拆除临时设施，确保室外工程提前插入施工。 （6）现场机械布置
机械的选择及施工场地的布置应满足施工需要，紧凑布置，垂直运输机械的布置位置应充分考虑其覆盖或影响范围；钢筋、木工等加工机械的布置应满足施工高峰时期的需要。 （7）临电、临水 场地配备的一级、二级配电箱的数量及位置可以满足相应机械的功率要求，各类线路的敷设及配电箱（柜）应满足国家规范及济南地区安全监督部门的规定。配备的供水线路及终端设施应满足施工阶段现场及生活需要；消防设施的布置满足防火要求。 排水沟应通畅，以保证大雨时工地无积水；现场设排污、废弃物处理设施的布置，在混凝土地泵及砂浆搅拌机处设沉淀池，污水经处理后流入渗井进行排水。（8）门卫设置 现场主要出入口处设门卫室。重要材料堆放场地面进行硬化处理特殊材料要入库保存，并做好防腐、防锈等保护措施。 （9）有利于安全文明施工 重点加强环境保护和文明施工管理的力度，使现场始终处于整洁、卫生、有序合理的状态，使该施工现场在环保、节能等方面成为一个名副其实的绿色环保工地。 2.4.2临时道路、现场交通组织方案 （1）交通道路设计 a外围道路 经过现场踏勘，建设单位提供的临时外围道路，可以作为主要交通道路使用。 b场区内道路 场区内沿建筑物外围设置道路，路宽4.5米，做法为800mm厚山皮石，各区施工时便于混凝土布料车通行临时道路采用1000mm厚山皮石。 （2）现场交通组织方案 a现场管理 1）首先按批准的施工组织设计的施工总平面图布置要求布置临时施工道路；2）建立临时道路管理制度，车辆进场后必须遵守各规章制度。
钢衬钢筋混凝土管道
钢衬钢筋混凝土管道 衬钢筋混凝土管道 由于输水管道无论从构造或者是荷载情况都和水电站的压力管道 相似，所以再设计长距离高水头差的输水管道时，一般都参考水电站压力管道的研究成果。事实上输水管道和压力管道还是有一定区别的。有些输水管道对管径的要求往往并不像压力管道那么苛刻。例如本文的张家湾输水管道，虽然水头差有600米，但管直径选1米就足够了。这样从一定程度上，稍微减轻了高水头给设计带来的难度。 水电站的压力管道是其关键性结构物之一。随着水电工程的规模日益巨大，压力管道也日趋巨型乃至超巨型化。常规的形式和设计方法已经难以满足需要，人们需要不断探索新结构、新材料和新方法。对于高水头的大型水电站，常见的压力管道形式一般是钢管和钢衬混凝土管。 钢筋混凝土管耐久、价廉、变形小、节约金属材料、制作简便，并且历史悠久，技术成熟。但由于混凝土抗裂性能较差，所以钢筋混凝土管一般用于小型水电站的压力管道和低水头的输水管道。但对于高水头的输水管道，也有工程在管道前段采用。例如四川的冷竹关水电站压力管道，在1714～1548米水头处，采用了衬砌厚度为40厘米的钢筋混凝土管。
钢管的模型容易建立，计算也简单，但是却有着一些缺陷。为了抵抗高水头，钢管的管壁一般需要消耗大量的钢材。而管壁如果过后，不仅仅是需要更多的钢材，还会大大增加对板材加工和安装的难度。况且，任何的材料不可能完全的均匀，加工、焊接和安装中也难免存在缺陷。所以压力钢管的失事风险，特别是经过长期运行后总是存在的。巨型钢管一旦爆裂，后果不堪设想。 钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来我国发展迅猛的新结构形式。我国在80年代中期首先应用于东江和紧水滩水电站，取得了明显的技术经济效益。经过进一步论证，在三峡水电站中，26根直径达12.4米的压力管道均采用了钢衬钢筋混凝土结构，这是一个很大的飞跃。钢筋混凝土管不但经济，而且安全。因为将钢衬和钢筋混凝土两种性能迥异的材料组合在一起受力，而且各取适当的安全度后，要使两者刚巧同时达到破坏而造成毁灭性事故的风险就大大的降低了。这也是三峡工程中采用联合受力方案的主要因素。 但是钢衬钢筋混凝土管也有自己的缺点。要对这种巨型联合体系作精确分析却有相当的难度，而常规的简单计算或线性分析又显然不能满足工程需要。因为在分析中，不仅要考虑两种体系的联合承载，而且必须考虑钢筋混凝土的开裂、开裂后的非线性性质并控制裂缝宽度。为了解决这些问题，专家们引入了有限元的分析方法，而ANSYS 等软件的应用使得这些方法变得很容易实践了。通过有限元的分析和优化，可以得到相对精确的设计方案。
钢筋混凝土结构习题及答案教学内容
钢筋混凝土结构习题 及答案
钢筋混凝土结构习题及答案 一、填空题 1、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。 2、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力。 3、弯起筋应同时满足、、，当设置弯起筋仅用于充当支座负弯矩时，弯起筋应同时满足、，当允许弯起的跨中纵筋不足以承担支座负弯矩时，应增设支座负直筋。 4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A、I；B、 I a；C、II；D、II a；E、III；F、III a。①抗裂度计算以阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以阶段为依据；③承载能力计算以阶段为依据。 5、界限相对受压区高度b 需要根据等假定求出。 6、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在 弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按截面处的刚度进行计算。 7、结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下 和 不超过规定的限值。
8、受弯构件的正截面破坏发生在梁的 ，受弯构件的斜截面破坏发生在梁的 ，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止梁发生 破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生 破坏。 9、当梁上作用的剪力满足：V ≤ 时，可不必计算抗剪腹筋用量，直接按构造配置箍筋满足max min ,S S d d ≤≥；当梁上作用的剪力 满足：V ≤ 时，仍可不必计算抗剪腹筋用量，除满足max min ,S S d d ≤≥以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上作用的剪 力满足：V ≥ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。 10、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 。 11、由于纵向受拉钢筋配筋率百分率的不同，受弯构件正截面受弯破坏形态有 、 和 。 12、斜截面受剪破坏的三种破坏形态包括 、 和 13、钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而 。用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距_______（大、小）些。 14、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用，必须将箍筋做成 形状，且箍筋的两个端头应 。 答案： 1、复合主拉应力；