斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究_王震.pdf
《斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究_王震.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究_王震.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 53 卷 第 6 期2023 年 3 月下建 筑 结 构Building StructureVol.53 No.6Mar.2023 DOI:10.19701/j.jzjg.20201157浙江省基础公益研究计划项目(LGG22E080005),浙江省教育厅科研项目(Y202146072),浙江省水利厅重点科技项目(RB1909)。第一作者:第一作者:王震,博士,副教授,主要从事超高层、大跨空间和复杂钢结构的设计和科研工作,Email:wzjggc 。斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究王 震1,2,杨学林2,赵 阳1,3,吴小平2,瞿浩川2(1 浙大城市学院土木工程系,杭州 3
2、10015;2 浙江省建筑设计研究院,杭州 310006;3 浙江大学空间结构研究中心,杭州 310058)摘要:钢管混凝土斜柱体系内部浇灌混凝土的密实度质量是保证整体结构承载性能的重要因素。以 X 形平面斜柱节点、K 形空间斜柱节点为例,建立钢管混凝土斜柱的足尺试验模型,通过超声 CT 技术检测其内部浇灌混凝土的密实度,以获得合理有效的浇灌工艺并应用于工程;进而针对斜柱网格体系的混凝土密实度检测布置进行了研究。结果表明:试验模型钢板较厚时,采用 CT 成像检测可获得精确结果;试验模型浇灌工艺满足密实度要求时,实际施工应采用相同工艺以保证质量;对于混凝土密实度不足之处,可采用钻孔压浆法补强,而
3、后补焊封回;钢管混凝土斜柱内部混凝土密实度检测布置包括斜柱构件检测数量、横截面检测位置两方面。关键词:钢管混凝土斜柱;足尺模型试验;CT 成像检测;混凝土密实度;浇灌工艺;检测布置方案 中图分类号:TU355,TU973 文献标志码:A文章编号:1002-848X(2023)06-0124-07引用本文 王震,杨学林,赵阳,等.斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究J.建筑结构,2023,53(6):124-130.WANG Zhen,YANG Xuelin,ZHAO Yang,et al.Experimental study on solid model and detection
4、 of the internal pouring concrete for the inclined column grid systemJ.Building Structure,2023,53(6):124-130.Experimental study on solid model and detection of the internal pouring concrete for the inclined column grid system WANG Zhen1,2,YANG Xuelin2,ZHAO Yang1,3,WU Xiaoping2,QU Haochuan2(1 Departm
5、ent of Civil Engineering,Zhejiang University City College,Hangzhou 310015,China;2 Zhejiang Province Institute of Architectural Design and Research,Hangzhou 310006,China;3 Space Structures Research Center,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)Abstract:The compactness quality of the internal pouri
6、ng concrete for the concrete-filled steel tube inclined column system is an important factor to ensure the bearing capacity of the whole structure.Taking X-type plane inclined column joint and K-type space inclined column joint as examples,a full-scale test model for the concrete-filled steel tube i
7、nclined column was established.Ultrasonic CT technology was used to detect the compactness of the internal pouring concrete,so as to obtain a reasonable and effective pouring technology and apply it to engineering.Furthermore,the detection arrangement of the concrete compactness for the inclined col
8、umn grid system was studied.The results show that:when the steel plate of the test model is relatively thick,the CT imaging detection can be used to obtain accurate results;when the pouring technique of the test model meets the requirement of compactness,the same technique should be adopted in the a
9、ctual construction to ensure the quality;for the position of insuffient concrete compactness,the drilling grouting method can be used to strength,and then repair welding sealing;the detection arrangement of the internal pouring concrete compactness for concrete-filled steel tube inclined column incl
10、udes two aspects:the detection quantity of the inclined column components and the detection position of the cross sections.Keywords:concrete-filled steel tube inclined column;full-scale model test;CT imaging detection;concrete compactness;pouring technique;detection arragement scheme 0引言 斜柱网格体系由斜交成网
11、状的斜柱构件所组成,通过斜柱轴力来承受整体结构的水平力,具有极大的抗侧刚度,越来越广泛地应用于超高层钢结第 53 卷 第 6 期王 震,等.斜柱网格体系内部混凝土浇灌实体模型及检测试验研究构1-3。出于空间利用和材料经济性考虑,斜柱构件和斜交节点内部往往浇灌混凝土,以达到在保证其刚度和承载性能的同时尽量减小构件截面。此时钢管和内部混凝土同时参与承载,内部混凝土的密实度质量是保证整体结构性能的一个重要因素4-6。超声 CT 无损检测可在不损伤主体结构的前提下,通过内部混凝土断面性质获得强度性能参数,目前已获得越来越多的应用7-8。本文首先以斜柱网格体系的 X 形斜柱节点、K形斜柱节点为例,建立钢
12、管混凝土斜柱足尺实体试验模型,并通过超声 CT 技术检测其内部浇灌混凝土的密实度,以获得合理有效的浇灌工艺并应用于工程;接着针对斜柱网格体系的整体检测布置方案进行研究,通过一系列关键位置点的超声检测设置,获得并保障整体结构体系的混凝土浇灌质量。1超声 CT 无损检测1.1 检测原理 超声 CT 检测是一种新型高效且不会造成损伤的混凝土内部缺陷影像检查技术9。该技术基于超声波穿透工程介质的走时变化和能量衰减数据,对结构内部情况进行影像反馈;声波的传播速度随着工程介质的密度、模量增大而提高,对应能量衰减则减小。工程介质模量与波速的关系式为:E=rv2p(1)G=v2s(2)式中:E 为弹性模量;G
13、 为剪切模量;r 为比例系数;为介质密度;vp为纵波波速;vs为横波波速。表 1 给出了混凝土的波速与强度等级的试验结果10。波速可作为混凝土浇灌密实度质量的重要指标。表 1 混凝土波速与强度等级混凝土强度等级轴心抗压强度标准值fck/MPa轴心抗压强度设计值fc/MPa弹性模量Ec/GPa纵波波速vp/(km/s)C3020.1014.3030.003.70C4026.8019.1032.504.05C5032.4023.1034.504.30C6038.5027.5036.004.50由于超声 CT 检测的特性,目前已越来越多地被应用于工程结构检测领域;通过描述工程介质的力学性能指标分布情
14、况,来检测诸如大体积混凝土的强度等级、孔洞等密实度不足的缺陷。1.2 混凝土质量评价方法 由于同一检测截面混凝土密实度存在不均匀,对应混凝土波速也是不同的,实际应用时往往通过多项统计参数的综合评定进行缺陷判定。广泛应用的判定参数包括平均波速、波速离散度、合格率面积比及最大缺陷尺度11-12。对于本文所需检测的钢管混凝土斜柱构件内部的 C60 混凝土,具体判定参数要求如下:(1)平均波速 va是表征平均强度是否达到设计标准的重要指标。对于 C60 混凝土,对应平均波速应不小于 4 500m/s,即:va=1nni=1vi 4 500m/s(3)式中:n 为剖面内单元节点总数;vi为剖面内单元节点
15、 i 的波速。(2)波速离散度 Ra是表征混凝土浇筑质量离散性大小的重要指标。Ra控制在 9%以内,则可认为钢管混凝土构件的混凝土密实度分布基本均匀,即:Ra=1nni=1(vi-va)va 9%(4)(3)合格率面积比 Rs是强度达到设计标准(对于 C60 混凝土,vi不小于 4 500m/s)的面积所占的比率。Rs越大则混凝土质量越好,一般不小于 80%为合格。(4)最大缺陷尺度 SL是剖面上连续分布的缺陷面积。对于 C60 混凝土 SL设定为 1m2,无最大缺陷即为统计波速 vi小于 4 500m/s 的连续面积不超过 1m2。1.3 检测结果表示方法 根据前述判定参数,分别给出各个超声
16、 CT 剖面的检测结果,包括波速分布图、速度直方图、强度分布图和缺陷尺度图等参数,最后将这些结果汇聚成一张图表,进行综合评价。当 4 项判定参数均满足时即达到 C60 混凝土质量要求,当有 1 项不满足时,应根据具体情况综合判定。2钢管混凝土斜柱足尺试验模型 由于本文钢管混凝土斜柱构件截面较大、每节段浇灌高度较大且构件内有多处节点加强肋板,施工时采用高抛自密实混凝土进行浇灌,同时考虑在斜柱节点处进行局部振捣法处理。2.1 模型位置选取 考虑选取中部平面钢管混凝土斜柱节点(X形)和角部空间钢管混凝土斜柱节点(K 形)两种。前者位于斜柱网格体系底部 26 层范围的中部 2根斜柱及对应 6 层中部斜
17、交节点处,后者位于斜柱网格体系底部 610 层范围的角部 2 根斜柱及对应10 层角部斜交节点处。521建 筑 结 构2023 年斜柱构件截面为7507504040,内部浇灌C60 混凝土。按实际尺寸制作 1 1 足尺钢管混凝土斜柱试验模型,斜柱构件、节点及内部隔板的几何尺寸、位置需与实际完全一致,现场试验平台需做好固定措施。若试验模型浇灌工艺达到混凝土质量密实度要求,实际施工时采用相同浇灌工艺进行操作。2.2 试验模型参数2.2.1 X 形钢管混凝土斜柱节点X 形节点上部保留至对接接头位置,上部高2.134m,模型总高 10.762m;柱底为厚 30mm 的钢底板,并通过锚筋锚入 700mm
18、 高的块状基础进行固定;两侧设置截面为 H3001501212 的斜支撑,防止其出现倾覆;斜支撑底部为厚 15mm 的钢底板,并通过锚筋锚入 400mm 高的块状基础。混凝土强度等级为 C30,钢材材质为 Q345B;X 形节点钢材总质量约为 8.2t,需浇灌混凝土(侧向浇灌孔以下)总质量约为 29t,几何模型见图 1。图 1 X 形节点几何模型2.2.2 K 形钢管混凝土斜柱节点K 形节点上部仅保留至对接接头 1.0m 高,既满足灌浆试验要求,又减轻整体重量,同时降低整体重心,减小倾覆概率,保证结构安全。模型总高度 10.623m,柱底为厚 30mm 的钢底板,并通过锚筋锚入 700mm 高
19、的块状基础进行固定;模型重心位置设置方形临时支撑架,防止其出现倾覆;支撑架底部为厚 20mm 的钢底板,并通过锚筋锚入500mm 高的块状基础。混凝土强度等级为 C30,钢材为 Q345B;K 形节点钢材总质量约为 14.5t,需浇灌混凝土(侧向浇灌孔以下)总质量约为 41t,几何模型见图 2。2.3 试验模型实景 图 3 所示为 X 形钢管混凝土斜柱节点(2#)、K形钢管混凝土斜柱节点(1#)足尺试验模型的现场实景图,即本文试验检测对象,主要目的是检测 1#、2#模型钢管混凝土斜柱的内部混凝土密实度及强度分布情况,采用超声 CT 技术进行检测。图 4 为足尺试验模型在斜交节点位置的侧向浇灌孔
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网格 体系 内部 混凝土 浇灌 实体 模型 检测 试验 研究 王震
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。