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時(shí)間:2023-08-24 09:28:29
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混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn);問(wèn)題分析
隨著國(guó)家綜合國(guó)力的增強(qiáng),建筑行業(yè)得到快速發(fā)展。但隨著人口數(shù)量的劇增,人們對(duì)建筑的要求越來(lái)越高,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn),這就要求在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)之前,應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定的了解,并根據(jù)其所存在的問(wèn)題研究出解決方案。結(jié)構(gòu)是指用來(lái)承受荷載或者其他作用的空間骨架體系。混凝土結(jié)構(gòu)是指用混凝土做成的能夠承載的空間骨架體系,混凝土結(jié)構(gòu)主要包括底框結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)等等。大型建筑物的增加,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的要求已經(jīng)成為當(dāng)前必須要解決的核心問(wèn)題,雖然混凝土材料在建筑材料中還處于領(lǐng)先地位,但由于時(shí)代的發(fā)展迅速,混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)也必須跟上時(shí)代的發(fā)展腳步,否則傳統(tǒng)的建筑材料就會(huì)被新型的建筑材料所取代,為防止這樣現(xiàn)象的發(fā)生,混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)論是從要點(diǎn)分析還是技術(shù)水平都應(yīng)該在科技發(fā)展、時(shí)代進(jìn)步的背景下,得到進(jìn)一步的提高。
1混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
1.1安全問(wèn)題不到位當(dāng)前,很多建筑行業(yè)為了省錢,在材料上偷工減料,用質(zhì)量差的材料代替質(zhì)量好的材料,從而出現(xiàn)安全事故,建筑行業(yè)的安全事故不僅僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)利益上的損失,甚至?xí)<吧踩?,因此必須從最核心的?wèn)題開始改變?;炷两ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性是指確保它能承受住任何的負(fù)荷,這里的任何包括自然災(zāi)害以及突發(fā)事件,即使發(fā)生地震的情況下也能保證混凝土不發(fā)生任何變化繼續(xù)保持其的安全性,從而人身安全的以保證。
1.2地基穩(wěn)定性不足地基穩(wěn)定性不足所造成的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)混凝土無(wú)法承受住建筑物的重量,造成建筑物下陷、沉降。(2)地基受力不均衡,即使在建筑過(guò)程中沒有發(fā)生安全問(wèn)題,但也為房屋建筑埋下了隱患,房屋建筑內(nèi)部受力不均,極易出現(xiàn)偏差。就像很多新聞中報(bào)道的那樣,很多樓房最后成為了“連體嬰”,使混凝土的結(jié)構(gòu)遭到破壞,建筑達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)給人們帶來(lái)生活上的恐慌。
1.3框架結(jié)構(gòu)不全面框架結(jié)構(gòu)在房屋建筑中發(fā)揮著極其重要的作用,是整個(gè)房屋建筑的支撐。但在目前的房屋建設(shè)中,框架結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間不能協(xié)調(diào)統(tǒng)一,達(dá)不到配合,從而使房屋建設(shè)存在問(wèn)題,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不符合國(guó)家的建筑標(biāo)準(zhǔn),有的需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì),既浪費(fèi)了經(jīng)濟(jì),又浪費(fèi)了人力、物力資源。
2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
2.1設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)問(wèn)題當(dāng)結(jié)構(gòu)在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時(shí),應(yīng)分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,并確定其最不利的作用效應(yīng)組合?;炷两Y(jié)構(gòu)可能遭受到火災(zāi)、爆炸、撞擊等突發(fā)問(wèn)題,一旦發(fā)生這類問(wèn)題,而混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析,就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失以及人員受傷等現(xiàn)象。因此,必須根據(jù)建筑的實(shí)際情況,進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,達(dá)到各項(xiàng)的計(jì)算指標(biāo),并符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況,具有相應(yīng)的構(gòu)造保證措施。最后,應(yīng)保證計(jì)算結(jié)果符合工程設(shè)計(jì)的要求。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之前應(yīng)先定好設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過(guò)精密的計(jì)算分析設(shè)計(jì)方案是否具有可行性并從力學(xué)的角度進(jìn)行分析,分析其建筑結(jié)構(gòu)中受力是否平均,不要再出現(xiàn)框架出現(xiàn)傾斜等問(wèn)題的發(fā)生。
2.2抗震性能的設(shè)計(jì)建筑物的抗震性能不佳,一旦發(fā)生地震,其造成的損失是無(wú)法進(jìn)行彌補(bǔ)的。因此,地震已經(jīng)成為建筑行業(yè)中的一大難題。為防治這樣問(wèn)題的再次發(fā)生,建筑物的抗震性能的建設(shè)必須引起國(guó)家的重視,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),其在承載力、硬度、力的均分上必須要做到均勻?qū)ΨQ。同時(shí)根據(jù)地域的不同、實(shí)際情況的不同選擇不同的設(shè)計(jì)方案來(lái)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。同時(shí),在地震預(yù)警以及地震防線上也應(yīng)該做相關(guān)的措施,在建筑構(gòu)件之間以及節(jié)點(diǎn)的設(shè)置上應(yīng)使硬度和承載力相適應(yīng)。對(duì)于一些易發(fā)生突發(fā)事件的地方,應(yīng)給予更多的關(guān)注,使其能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。
2.3防火設(shè)計(jì)建筑物的防火方面一般不引起人們的重視,尤其是在混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。眾所周知,混凝土的燃點(diǎn)比較高,不易發(fā)生火災(zāi),但必須引起人們注意的是,其防火隔熱性能比較差,經(jīng)過(guò)火災(zāi)或爆炸的建筑物,即使混凝土的保護(hù)層將混凝土保護(hù)的很好,但它的耐久力以及承壓力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和之前相比,很容易發(fā)生建筑物破損會(huì)還造成人員傷亡的事件,因此建筑物的防火方面必須引起人們的相關(guān)注意。同時(shí)混凝土樓板應(yīng)達(dá)《到建筑物防火規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)》,以確保建筑物達(dá)標(biāo)。
2.4抗震設(shè)計(jì)對(duì)于混合結(jié)構(gòu)體系的高層建筑,出于抗震的需要,不同高度的建筑物,型鋼柱的設(shè)置位置與設(shè)置方法是不一樣的,型鋼柱設(shè)置于筒體四角,建筑物高度一般低于130m,并且抗震設(shè)防等級(jí)多為7級(jí);筒體四角和樓面鋼梁與型鋼混凝土梁的交接處設(shè)置型鋼柱,建筑物的高度一般高于130m,同時(shí)抗震設(shè)防等級(jí)為7、8、9級(jí)。以此增強(qiáng)框架的剛度及承載力。通過(guò)剛性連接框架平面內(nèi)柱與梁的方法可達(dá)到增強(qiáng)框架的剛度和水平承載力的目的。具體可采取如下措施:第一,設(shè)置外伸桁架加強(qiáng)層;第二,分段拼裝外伸桁架與筒體剪力墻的剛接的方法可以被采用;第三,貫通性的剛接桁架與抗側(cè)力墻體應(yīng)均勻分布。這樣就可以很好地避免樓層在水平力作用下的側(cè)移。
3混凝土結(jié)構(gòu)的問(wèn)題分析
3.1提高結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)是指對(duì)氣候作用、化學(xué)侵蝕、物理作用或任何其它破壞過(guò)程的抵抗能力?;炷恋膬鋈谄茐?、堿集料反應(yīng)、化學(xué)侵蝕、鋼筋的銹蝕以及使用方面的因素都會(huì)使混凝土的耐久性失效,甚至無(wú)法繼續(xù)使用。因此,為了解決住房需要和促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展,必須提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。可以通過(guò)以下二個(gè)方面來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性:(1)原材料的選擇:水泥的使用對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有一定的影響。在對(duì)水泥進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)選擇堿含量少、抗熱、抗凍、抗水、抗腐蝕性能好、水化熱低、干縮性小的水泥。同時(shí)應(yīng)考慮水泥的工程性能,在建筑的過(guò)程中,工程性能比實(shí)際應(yīng)用的性能更為重要。(2)混凝土的設(shè)計(jì):在混凝土設(shè)計(jì)配比方面,應(yīng)合理的使用水泥及其與水之間的比例含量,提高混凝土的強(qiáng)度,同時(shí)控制混凝土因高溫所產(chǎn)生的裂縫,在施工過(guò)程中,混凝土的裂縫會(huì)造成很嚴(yán)重的影響,必須多加注意。
3.2強(qiáng)化安全方面問(wèn)題建筑中的安全問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)的一大難題,混凝土結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)材料,必須從起開始進(jìn)行安全問(wèn)題的強(qiáng)化??梢圆扇?qiáng)化使用過(guò)程中的安全檢測(cè)的方法來(lái)強(qiáng)化安全性的問(wèn)題。由于很多專業(yè)人員素質(zhì)不高,安全措施不完善,導(dǎo)致質(zhì)量不合格。加強(qiáng)安全檢測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修改設(shè)計(jì)方案解決問(wèn)題。
3.3建立管理方面的機(jī)制,加強(qiáng)管理建立并完善管理方面的機(jī)制,能有效提高工程質(zhì)量,提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性,并能夠有效遏制住安全事故的發(fā)生。管理方面的機(jī)制要求政府和企業(yè)秉著對(duì)人民負(fù)責(zé)的態(tài)度,嚴(yán)格要求,并認(rèn)真履行監(jiān)管的職能。施工隊(duì)?wèi)?yīng)本著業(yè)界良心,在施工過(guò)程中絕不偷工減料,以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度完成對(duì)整個(gè)工程的建設(shè)。
3.4制定合理的項(xiàng)目工期合理的項(xiàng)目工期是保證工程質(zhì)量以及混凝土結(jié)構(gòu)的合格性的前提。但由于政府等的監(jiān)管不嚴(yán),很多工程存在“拖”的現(xiàn)象。在國(guó)家不斷進(jìn)步的背景下,以科學(xué)的角度來(lái)預(yù)測(cè)、判斷并制定合理的項(xiàng)目工期,確保工程的質(zhì)量,為結(jié)構(gòu)的合理性以及耐久性打下基礎(chǔ)。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著建筑事業(yè)的發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中有很大的市場(chǎng)潛力,其為建設(shè)施工的過(guò)程中提供了了技術(shù)上的支持。但通過(guò)前文能夠詳細(xì)了解到,當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展還是存在一定的問(wèn)題,無(wú)論是從安全角度還是從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看,都應(yīng)該就外部環(huán)境、原料、滲透性以及密實(shí)性幾個(gè)方面來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,并促進(jìn)其得到更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]李彥明,王紅宇.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些常見問(wèn)題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009(22):99.
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范是國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的法規(guī),是建筑結(jié)構(gòu)做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的指導(dǎo)文件。為了更好的遵循這一法規(guī),對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)該熟悉,更應(yīng)該正確理解,保證土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1 結(jié)構(gòu)材料選擇
1.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
在設(shè)計(jì)工作中,在對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的理解與應(yīng)用存在以下兩方面的問(wèn)題與爭(zhēng)議:
1.1.1規(guī)范4.1.2條規(guī)定:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。與此條相呼應(yīng)在4.1.3條和4.1.4條中不再列入了C10混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值。這里存在一個(gè)對(duì)上述規(guī)范條文的正確理解與應(yīng)用的問(wèn)題,這就是作為基礎(chǔ)墊層的素混凝土是否可以采用C10混凝土,是否也必須采用C15混凝土。對(duì)這一問(wèn)題存在很廣泛的爭(zhēng)議。在某些工程中對(duì)基礎(chǔ)墊層的混凝土采用C10后,不僅有的監(jiān)理公司的監(jiān)理人員對(duì)此置疑,甚至有的圖紙審查人員也表示反對(duì),都認(rèn)為這違反了規(guī)范的要求,要求改正為C15。混凝土墊層采用C10等級(jí)的混凝土,如改為C15級(jí)混凝土沒有必要而且增加造價(jià)造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。分歧的原因是置疑的人員沒有正確理解規(guī)范的條文,因?yàn)橐?guī)范的4.1.2條是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15,而作為墊層的混凝土是素混凝土不屬于鋼筋混凝土,墊層混凝土的作用是保護(hù)地基土在施工中不擾動(dòng),同時(shí)為基礎(chǔ)的施工創(chuàng)造有利的工作條件,C10混凝土完全可以達(dá)到。
1.1.2規(guī)范4.1.4條例表規(guī)定了各個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。其中有一個(gè)注釋,因是用小字表達(dá)常被設(shè)計(jì)人員忽視,這個(gè)注是指當(dāng)軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件的截面長(zhǎng)邊或直徑小于300mm,則表中的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8。該注釋是不能忽視的,因?yàn)楫?dāng)構(gòu)件的截面尺寸越小,混凝土構(gòu)件的缺陷帶來(lái)的強(qiáng)度損失越大。
1.2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50003-2011)
在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中,對(duì)結(jié)構(gòu)材料選擇的規(guī)定方面容易忽視的主要是第6.2.2條對(duì)地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻,所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)提出的要求,其目的是為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性。例如對(duì)于地基土很潮濕的砌體,磚至少要求MU15,砂漿必須是水泥砂漿而且不低于M7.5。但在實(shí)踐中很多設(shè)計(jì)人員單從砌體的強(qiáng)度要求出發(fā)采用MU10磚、M5水泥砂漿。這是違背規(guī)范要求的,應(yīng)予改正以保證結(jié)構(gòu)的耐久性。此外,上述這一要求不僅針對(duì)地面以下砌體,還針對(duì)地面以上的潮濕房間,例如衛(wèi)生間等。
2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求
2.1砌體結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距
在建筑設(shè)計(jì)中,為了防止或減輕房屋在正常使用條件下,由于溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫,應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50003-2011)中第6.3.1條規(guī)定了砌體房屋伸縮縫的最大間距,例如鋼筋混凝土屋蓋當(dāng)屋面設(shè)有保溫層或隔熱層時(shí),伸縮縫的最大間距為50m。我國(guó)很多房屋長(zhǎng)度在40m~50m的砌體房屋,按上述規(guī)定沒有設(shè)置伸縮縫,但不少房屋還是出現(xiàn)了溫度裂縫,有的甚至比較嚴(yán)重。原因在于設(shè)計(jì)人員沒有全面理解該規(guī)范條文。首先該規(guī)定是針對(duì)燒結(jié)普通磚的,對(duì)于目前墻體改革中新使用的混凝土砌塊等房屋,該規(guī)范已強(qiáng)調(diào)由于混凝土有干縮性,應(yīng)該將伸縮縫的最大間距乘以0.8系數(shù),也就是說(shuō)應(yīng)將伸縮縫的最大間距調(diào)整為50m×0.8=40m。其次該規(guī)范在注釋中還強(qiáng)調(diào)了對(duì)于白天和夜晚溫差較大地區(qū),伸縮縫的最大間距應(yīng)予以適當(dāng)減小,因此,對(duì)于我國(guó)晝夜溫差較大的地區(qū)來(lái)說(shuō),應(yīng)適當(dāng)減小伸縮縫的最大間距,使用燒結(jié)普通磚的上述砌體房屋,伸縮縫的最大間距應(yīng)降為45m,使用混凝土砌塊的上述房屋,伸縮縫的最大間距應(yīng)降為35m。按調(diào)整后的伸縮縫的最大間距設(shè)計(jì)的砌體房屋再輔以其它措施后,很少再出現(xiàn)溫度裂縫了。
2.2混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度
現(xiàn)行混凝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2012)中,比89規(guī)范更加重視對(duì)混凝土耐久的要求,而混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與混凝土保護(hù)層的厚度是密切相關(guān)的,因此現(xiàn)行規(guī)范比原規(guī)范對(duì)混凝土保護(hù)層的厚度要求有所增加。例如在一類環(huán)境柱的混凝土保護(hù)層的厚度由25mm增加到30mm。特別對(duì)于基礎(chǔ),混凝土保護(hù)層的厚度增加得更多,因?yàn)榛A(chǔ)與水有接觸,所處環(huán)境更為不利。但在設(shè)計(jì)實(shí)踐中往往有些設(shè)計(jì)人員忽略了這一變化,因而不能滿足混凝土耐久的要求,造成混凝土質(zhì)量下降。
3 結(jié)構(gòu)荷載取值
3.1屋面可變荷載的取值和分布
并非在屋面全跨布置可變荷載產(chǎn)生的內(nèi)力一定最大,往往在半跨布置可變荷載時(shí)結(jié)構(gòu)可能更為不利。因此對(duì)于屋架和拱殼屋面除了全跨布置可變荷載時(shí)做出計(jì)算外,還應(yīng)考慮半跨布置可變荷載,并做出相應(yīng)的計(jì)算,然后按最不利的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)屋面可變荷載的取值應(yīng)十分謹(jǐn)慎,特別是對(duì)于屋架和拱殼屋面,因?yàn)檫@類屋面荷載的分布對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力很敏感。例如積雪荷載應(yīng)按全跨均勻分布、不均勻分布,半跨均勻分布的幾種情況進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣才能保證屋面結(jié)構(gòu)的安全。
3.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的荷載取值
在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2012)中第3.0.4條明確做出了以下規(guī)定:計(jì)算地基變形時(shí),傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的永久值組合,不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí),傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中上述的各方面經(jīng)常有設(shè)計(jì)人員沒有正確執(zhí)行。
3.2.1計(jì)算地基變形時(shí)將荷載取值錯(cuò)誤地取為荷載設(shè)計(jì)值而不是荷載的準(zhǔn)永久組合值。由于荷載的設(shè)計(jì)值大約為荷載準(zhǔn)永久組合值的1.4~1.6倍,因此這一錯(cuò)誤取值造成的影響更多,常常使原本地基變形不超過(guò)限值,錯(cuò)誤的判斷為地基的變形不滿足設(shè)計(jì)要求。錯(cuò)誤地將基礎(chǔ)加深或?qū)⒒A(chǔ)的底面積擴(kuò)大,造成很大的浪費(fèi)。
3.2.2在確定基礎(chǔ)底面積或確定樁數(shù)時(shí),荷載取值錯(cuò)誤地取為荷載的設(shè)計(jì)值而不是荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,由于荷載的設(shè)計(jì)值大約為荷載標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍左右。因此這一錯(cuò)誤將導(dǎo)致約20%的浪費(fèi),對(duì)整棟建筑而言,這一浪費(fèi)是相當(dāng)大的。
3.2.3計(jì)算擋土墻的土壓力、地基或斜坡的穩(wěn)定時(shí),荷載的取值錯(cuò)誤地將永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.2,將可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.4,而忽視了規(guī)范別說(shuō)明了的分項(xiàng)系數(shù)均為1.0的規(guī)定。
4 結(jié)束語(yǔ)
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作實(shí)踐中部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范缺乏正確理解或常有疏忽,給工程帶來(lái)安全隱患或者增加不必要的造價(jià)。在建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全、耐久、適用和經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面,因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是十分重要的。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過(guò)程,在這過(guò)程中出現(xiàn)任何的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全隱患。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)人員應(yīng)按規(guī)范相應(yīng)的構(gòu)造要求嚴(yán)格執(zhí)行,才真正確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的安全。
1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.1計(jì)算地震作用
規(guī)范中要求規(guī)則結(jié)構(gòu)不計(jì)算扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的時(shí)候,平行于地震作用力方向的兩邊要乘以放大系數(shù),一般較短邊乘以1.15的系數(shù),長(zhǎng)些的邊乘以 1.05 的系數(shù),扭轉(zhuǎn)剛度小時(shí)要按大于或等于 1.3 采用,地震作用計(jì)算要考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)產(chǎn)生的影響;質(zhì)量、剛度不對(duì)稱分布的結(jié)構(gòu)要計(jì)入雙向水平方向的地震作用扭轉(zhuǎn)影響。
1.2計(jì)算質(zhì)量系數(shù)
一般工程采用不少于 9 的質(zhì)量系數(shù),如果是2層結(jié)構(gòu)采用6個(gè),一般是取3的倍數(shù),每層有3個(gè)自由度。計(jì)算的時(shí)候要檢查質(zhì)量振型參數(shù),要保證不能小于90%,如果不夠的情況,將導(dǎo)致設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不夠安全。
1.3計(jì)算最小地震剪重比
規(guī)范強(qiáng)制要求各樓層剪重比不小于規(guī)范給出的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)不滿足要求時(shí)要檢查質(zhì)量系數(shù),有效的質(zhì)量系數(shù)不夠要增加振型數(shù)的計(jì)算;有效質(zhì)量系數(shù)能夠滿足時(shí)可能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,要合理分布結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度。
1.4計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移、周期
周期比要控制在大震下扭轉(zhuǎn)振型不靠前,用樓層豎向最大位移限制層間最大位移,位移比取最大和平均位移比值。
1.5計(jì)算柱長(zhǎng)度
水平荷載造成的彎矩設(shè)計(jì)值超過(guò)總設(shè)計(jì)值 75% 時(shí),框架柱長(zhǎng)度按規(guī)范內(nèi) 7.3.11-1 和 -2 公式計(jì)算的小值為準(zhǔn)。
1.6確定柱配筋的方式
單偏壓方式是按規(guī)范公式計(jì)算的,雙偏壓則是用數(shù)值積分法,整體計(jì)算建議使用單偏壓方式,得出具體結(jié)果時(shí)再用雙偏壓復(fù)核。
1.7分析框架的結(jié)構(gòu)
注意柱長(zhǎng)度的計(jì)算系數(shù);建議柱采用單偏壓配筋;大截面的柱可以設(shè)與梁重疊處為剛域。
1.8分析混合的結(jié)構(gòu)
模型數(shù)據(jù)盡量以原型輸入,節(jié)點(diǎn)要有規(guī)律性,并合理的輸入?yún)?shù),墻體受壓以墻段為單元進(jìn)行計(jì)算,注意不要忽視小于 250 的墻段。
2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題
2.1 關(guān)于柱的設(shè)計(jì)
2.1.1 框架柱的截面設(shè)計(jì)
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,柱的截面尺寸從下到上逐漸縮小,以節(jié)約投資,使設(shè)計(jì)更合理。柱截面尺寸減小的間隔層數(shù)為3~5層,如果間隔太密,會(huì)造成模板浪費(fèi)、施工不便;太疏又起不到節(jié)約投資、降低造價(jià)的目的。每次每側(cè)減小的尺寸以100~150為宜,如減得太多,有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)豎向剛度突變。另外,柱的最小截面尺寸應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002》第l1.4.11條的規(guī)定:矩形柱的寬度和高度均不宜小于300mm ;圓柱的截面直徑不宜小于350mm 。
2.1.2 框架柱的箍筋肢距
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500l0-2002》第l1.4.15條規(guī)定“柱箍筋加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距:一級(jí)抗震等級(jí)不宜大于200mm;二、三級(jí)抗震等級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較大值;四級(jí)抗震等級(jí)不宜大于300mm。此處的“箍筋肢距” 的定義,規(guī)范沒有明確的說(shuō)明。按一般的理解,箍筋肢距應(yīng)為每肢箍筋的水平距離。因此不少設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)將箍筋肢距一律按均勻分布且不大于200mm(以一級(jí)抗震等級(jí)為例)。這樣將使混凝土的澆搗發(fā)生困難。因?yàn)榛炷猎跐矒v時(shí),是不允許從高處直接墜落的,必須使用導(dǎo)管,將混凝土引導(dǎo)到根部,然后逐漸向上澆灌。如果箍筋肢距過(guò)小,將無(wú)法使用導(dǎo)管。筆者認(rèn)為“箍筋肢距” 應(yīng)理解為“柱縱向鋼筋的箍筋拉接點(diǎn)之間的距離”由此可以采用箍筋形式,這樣既便于施工,對(duì)柱鋼筋的拉接,也符合要求。
2.2 關(guān)于梁的設(shè)計(jì)
2.2.1 框架梁的負(fù)筋只需按計(jì)算配夠,不必增加配筋量
在框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算中, 由于地震作用、風(fēng)荷載等水平力的作用,往往使得框架梁的粱端負(fù)彎距遠(yuǎn)大過(guò)跨中正彎距。為了避免框架梁負(fù)筋過(guò)多過(guò)密,我們往往都將框架梁的負(fù)彎距乘以一個(gè)0.85左右的調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)幅,使梁端負(fù)彎距減少,并相應(yīng)增加跨中正彎距,使梁的上下配筋均勻一些。如果在框架計(jì)算是作了負(fù)彎距調(diào)幅,而配筋時(shí)又將負(fù)筋放大,就是沒有道理而且是自相矛盾的。
2.2.2 梁側(cè)縱向鋼筋的配置
梁側(cè)縱向鋼筋包括梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋和梁側(cè)抗扭縱筋。新混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定梁腹板高度hw≥450mm梁側(cè)應(yīng)沿高度配縱向構(gòu)造鋼筋, 且間距不大于2OOmm。梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋對(duì)防止梁側(cè)面的開裂具有非常重要的作用。
梁側(cè)縱向鋼筋的直徑不應(yīng)太大,一般以φ12~φ16為宜。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,常常見到梁側(cè)抗扭縱筋很大的情況,這是由于電算結(jié)果顯示抗扭縱筋的面積較大。對(duì)這種情況應(yīng)在計(jì)算和設(shè)計(jì)上做一些調(diào)整:
a.由于目前電算程序在結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析時(shí)尚不能考慮現(xiàn)澆樓板對(duì)梁扭轉(zhuǎn)的影響,而是由程序給出一個(gè)梁扭距折減系
數(shù),合理選用梁扭距折減系數(shù)對(duì)控制梁的扭距是很重要的,一般情況可取0.4~0.6 。
b.對(duì)跨度較大的次粱支承于主梁上時(shí),次梁的支承端會(huì)對(duì)主梁產(chǎn)生較大的扭距,這時(shí)可在電算程序中指定該次梁
的端支座為絞接。這種方法對(duì)解決粱在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。
c.有時(shí)雖然做了以上調(diào)整,但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時(shí)應(yīng)將抗扭縱筋面積分?jǐn)傄徊糠值搅坏乃母墙钇溆嗖糠置娣e按梁側(cè)腰筋設(shè)置,梁腰筋直徑仍以φ12~φ16為宜。
2.3 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)
2.3.1 基礎(chǔ)墊層與保護(hù)層
混凝土基礎(chǔ)墊層的作用:一可方便施工,保證基礎(chǔ)混凝土的澆筑質(zhì)量,二可兼作混凝土保護(hù)層,對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。設(shè)計(jì)時(shí),配有鋼筋的柔性基礎(chǔ)宜考慮設(shè)置墊層。墊層的厚度通常取70-100mm。在基本積極條件較好時(shí),也可以不設(shè)墊層,但應(yīng)注意施工時(shí)確保鋼筋的保護(hù)層厚度滿足要求。按規(guī)定,有墊層時(shí),最小混凝土保護(hù)層厚度為35mm,無(wú)墊層時(shí)則為70mm。如果設(shè)置的墊層伸出基礎(chǔ)四邊,其伸出長(zhǎng)度與墊層厚度相同。
2.3.2 基礎(chǔ)寬度或面積的計(jì)算
在計(jì)算基礎(chǔ)寬度或面積的時(shí)候,往往由于力學(xué)模型不明確或考慮問(wèn)題不周詳,,使得基礎(chǔ)寬度或面積不足,下面列舉三種情況用以說(shuō)明。
情況一:墻體上作用有較大的集中力。當(dāng)墻體上有較大的集中力作用時(shí),通過(guò)墻體和基礎(chǔ)可將此集中力向地基擴(kuò)散,但這種擴(kuò)散是有一定范圍的,并且基底土反力并非均勻分布。如果設(shè)計(jì)時(shí)用該集中力除以墻段長(zhǎng)度得到的平均線荷載來(lái)計(jì)算基礎(chǔ)寬度,則可能造成局部基礎(chǔ)寬度不足。
情況二:縱橫墻體相交處,存在著基礎(chǔ)面積重疊問(wèn)題,由于地基受力面積的重復(fù)使用,造成地基應(yīng)力加大。在四墻相交的十型節(jié)點(diǎn)處,三墻相交的口型節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中最為顯著。因此,必須調(diào)整局部基礎(chǔ)寬度以滿足地基承載力的要求。上文提出了采用局部調(diào)整系數(shù)調(diào)整基礎(chǔ)寬度的方法。
情況三:柱下單獨(dú)基礎(chǔ)與墻下條形基礎(chǔ)混用,在框架結(jié)構(gòu)中,有時(shí)為了減小柱基所受壓力而設(shè)置墻下條形基礎(chǔ)以承受底層墻體的重量。此時(shí),由于地圈梁的作用,實(shí)際仍有一部分墻重難以計(jì)算,設(shè)計(jì)時(shí)往往忽略,從而導(dǎo)致柱下基礎(chǔ)面積偏小。因此,筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能地使得計(jì)算模型簡(jiǎn)化和明朗化,從而避開由于結(jié)構(gòu)模型模糊造成的隱患。
3 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)基本形成體系,但限于條件和具體工作環(huán)境狀況,存在一些設(shè)計(jì)方面的空缺和問(wèn)題是難免的,為了使設(shè)計(jì)人員在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更好地貫徹執(zhí)行向關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范等,做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和確保質(zhì)量。
高層混凝土結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,然而習(xí)慣性的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)往往會(huì)給結(jié)構(gòu)工程師造成一種錯(cuò)覺,以為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是規(guī)范+計(jì)算機(jī)程序計(jì)算,忽略了對(duì)結(jié)構(gòu)整體方案的把握。一個(gè)合格的結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)具有清楚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念,豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),正確的判斷力,而規(guī)范和計(jì)算機(jī)程序只是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)手段。一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師在每一項(xiàng)設(shè)計(jì)開始時(shí),就應(yīng)憑借自身?yè)碛械膶?duì)結(jié)構(gòu)體系及其受力、變形特性的整體概念和判斷力,用概念設(shè)計(jì)去幫助建筑師實(shí)現(xiàn)業(yè)主所需要的建筑空間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,利用自己的力學(xué)概念,通過(guò)合理、有效地不斷調(diào)整構(gòu)件設(shè)計(jì),提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度,提高經(jīng)濟(jì)效益及設(shè)計(jì)效率。
1 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)構(gòu)造
1.1概念設(shè)計(jì)
概念設(shè)計(jì)是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員運(yùn)用其材料性能、構(gòu)件性能、連接構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系通過(guò)對(duì)所掌握的結(jié)構(gòu)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從宏觀上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,但還不能計(jì)算。隨著計(jì)算機(jī)的普及,現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)師僅僅依賴于程序計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì),不判斷結(jié)果的正確性,不分析結(jié)構(gòu)的合理性,以“算夠了”為依據(jù)理由,忽略了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要步驟,那就是概念設(shè)計(jì)。做好概念設(shè)計(jì),確定合理的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)注意以下幾點(diǎn)原則:
1.1.1 根據(jù)建筑的使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術(shù)、材料供應(yīng)、設(shè)防類別確定結(jié)構(gòu)類型。
1.1.2 豎向荷載、風(fēng)荷載及地震作用對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn);各荷載的傳遞途徑。
1.1.3 清楚結(jié)構(gòu)破壞的機(jī)制和過(guò)程,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)。
1.1.4 建筑結(jié)構(gòu)的整體性,承載力和剛度在平面內(nèi)及沿墻高度均勻分布,避免剛度突變和應(yīng)力集中。
1.1.5 做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎。
1.1.6 采取有效措施防止過(guò)早的混凝土剪切破壞,鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等脆性破壞。
1.1.7 地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響,地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的可能性。
1.1.8 預(yù)估和控制各類結(jié)構(gòu)及構(gòu)件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。
1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)體系是靠力學(xué)計(jì)算保證構(gòu)件的承載力及變形,又靠構(gòu)造措施將構(gòu)件連接在一起,形成結(jié)構(gòu)體系,合理的構(gòu)造能夠保證構(gòu)件的傳力明確,保證在力的多次作用下能量的吸收和耗散,避免因部分構(gòu)件破壞而使結(jié)構(gòu)體系喪失承載能力及抗震能力,保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的耐久性。我國(guó)通過(guò)這幾十年的實(shí)踐,特別是唐山地震所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),使得后來(lái)的試驗(yàn)研究都有了完整的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。雖然認(rèn)識(shí)在不斷提高,概念設(shè)計(jì)在不斷發(fā)展,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除正確運(yùn)用目前的構(gòu)造措施,同時(shí)還需要不斷總結(jié)、充實(shí)和提高。
2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的計(jì)算參數(shù)
剛開始從事設(shè)計(jì)還不太清楚應(yīng)該控制哪些參數(shù)才算滿足規(guī)范的基本要求,規(guī)范的內(nèi)容很多,一下全部理解和掌握有一定困難,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要嚴(yán)格控制以下幾個(gè)重要指標(biāo):
2.1 軸壓比:主要控制豎向構(gòu)件的延性,規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求,見《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010》以下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》6.3.6和6.4.5;《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》6.4.2和7.2.14;《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010以下簡(jiǎn)稱《混規(guī)》第11.4.16條。
2.2 剪重比:主要控制各樓層最小地震剪力,確保結(jié)構(gòu)安全性,見《抗規(guī)》5.2.5;《高規(guī)》4.3.12。
2.3 剛度比:主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層,見《抗規(guī)》表3.4.3;《高規(guī)》3.5.2;對(duì)于形成的薄弱層則按《抗規(guī)》3.4.4-2條。
2.4 位移比:主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性,以避免產(chǎn)生過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見《抗規(guī)》表3.4.3-1第一行,《高規(guī)》3.4.5。
2.5 位移角:主要是為衡量結(jié)構(gòu)變形能力判別是否滿足建筑功能要求。見《抗規(guī)》5.5.1;《高規(guī)》3.7.3。
2.6 周期比:主要為控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響,見《高規(guī)》3.4.5。周期比不滿足要求的,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大。
2.7 剛重比:主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或地震力的作用下整體失穩(wěn),見《高規(guī)》5.4.1和5.4.4。剛重比不滿足要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過(guò)?。坏珓偠缺冗^(guò)分大,則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。
2.8 層間受剪承載力比:控制豎向不規(guī)則性,以免豎向樓層受剪承載力突變,形成薄弱層,見《抗規(guī)》表3.4.3-2第三行,《高規(guī)》3.5.3。
以上八個(gè)參數(shù)的計(jì)算應(yīng)采用剛性樓板假定且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%《高規(guī)》5.1.13-1條。如樓板開有大洞或樓板不連續(xù),應(yīng)再按彈性樓板計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。
3 確定荷載及計(jì)算結(jié)果
首先荷載要準(zhǔn)確,荷載包括結(jié)構(gòu)自重,建筑材料做法,設(shè)備荷載(設(shè)備自重、管道重),建筑功能需要的活荷載,風(fēng)、雪荷載、地震力、溫度變化產(chǎn)生應(yīng)力以及其它偶然作用等。有的荷載規(guī)范有所規(guī)定,可作依據(jù),有的需要各專業(yè)提供。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)有相關(guān)的知識(shí),準(zhǔn)確計(jì)算所采用的荷載。結(jié)構(gòu)計(jì)算最忌諱漏掉荷載,它將使計(jì)算白費(fèi)或使結(jié)構(gòu)存在隱患,應(yīng)引以為戒。
其次應(yīng)分析計(jì)算結(jié)果,對(duì)復(fù)雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進(jìn)行分析和比較,對(duì)特殊工程應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算程序。建立的模型,邊界、支撐條件應(yīng)盡量符合實(shí)際。程序中的輸入?yún)?shù)應(yīng)弄明其緣由,對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是必不可少的。
4 環(huán)境類別與保護(hù)層的確定問(wèn)題
混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范第3.5.2條規(guī)定了耐久性設(shè)計(jì)的原則及構(gòu)件環(huán)境類別的分類標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范第8.2.1條給出了各類環(huán)境條件下的構(gòu)件混凝土保護(hù)層最小厚度。這是新規(guī)范重視耐久性問(wèn)題的具體體現(xiàn)。由于規(guī)范是依據(jù)構(gòu)件所處的環(huán)境類別來(lái)確定縱向受力筋保護(hù)層最小厚度的,對(duì)于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件,如地下室墻,迎水面?zhèn)纫话銥槎惌h(huán)境,而其室內(nèi)一側(cè)一般為一類環(huán)境,兩側(cè)面的受力筋保護(hù)層最小厚度也應(yīng)有所區(qū)別。對(duì)于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件,在選用最低混凝土級(jí)別、確定混凝土配合比等耐久性基本要求(混范第3.5.3~3.5.8條)時(shí)應(yīng)按交界面上兩種環(huán)境類別中的最不利環(huán)境類別確定,在確定受力筋保護(hù)層最小厚度時(shí),則應(yīng)按構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別分別考慮。否則,對(duì)于基礎(chǔ)地板、地下室外墻,隨著保護(hù)層厚度的增大,采用商品混凝土?xí)r,構(gòu)件表面出現(xiàn)早期收縮縫的機(jī)率也隨之增大,而構(gòu)件表面開裂后,反而影響構(gòu)件的耐久性。所以保護(hù)層厚度不是越大越好,而應(yīng)構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別有針對(duì)性地選用。
5 結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量,密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,責(zé)任重大。而且結(jié)構(gòu)專業(yè)是一個(gè)既有深度又有廣度的專業(yè),必須在工作中,不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié),才能有所進(jìn)步,才能成為一名合格的結(jié)構(gòu)工程師。
參考文獻(xiàn):
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Abstract: in the design of the overall structure, the concrete structure design in relation to the architectural function and safety, affect the life of the building and the benefit, the concrete structure design is basic work for the smooth construction of the whole project. In this paper, the author discussed the concrete structure design.
Keywords: reinforced concrete structure; structural design
中圖分類號(hào):文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2012
使結(jié)構(gòu)安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、是結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)和責(zé)任。隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,科技的快速進(jìn)步,設(shè)計(jì)逐步轉(zhuǎn)向重視建筑的功能、安全和技術(shù)因素。
一、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容
1、關(guān)于地震作用的計(jì)算:規(guī)范規(guī)定:在地震作用計(jì)算情況下要考慮扭轉(zhuǎn)耦連的影響,而規(guī)則結(jié)構(gòu)的情況下不計(jì)算扭轉(zhuǎn)耦連時(shí),平行于地震作用力方向的兩邊要乘以放大系數(shù), 較短邊可以乘以 1.15 的系數(shù),長(zhǎng)些的邊應(yīng)該乘以 1.05 的系數(shù),而扭轉(zhuǎn)剛度小時(shí)要按大于或等于1.3的系數(shù)計(jì)算,質(zhì)量、剛度不對(duì)稱分布的結(jié)構(gòu)要計(jì)入雙向水平方向的地震作用扭轉(zhuǎn)影響。
2、關(guān)于質(zhì)量系數(shù)的計(jì)算:在一般工程中藥采用質(zhì)量系數(shù)大于等于9,要是兩層結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用6,都是選擇3的倍數(shù),每層要有自由度3個(gè)。并且在計(jì)算式要對(duì)質(zhì)量振型參數(shù)進(jìn)行檢查,此參數(shù)必須大于90%,因?yàn)槿绻趯?shí)際中達(dá)不到這個(gè)要求,則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性將無(wú)法得到保障。
3、關(guān)于結(jié)構(gòu)的位移、周期的計(jì)算:規(guī)范要求周期比應(yīng)該控制在大震下扭轉(zhuǎn)振型不靠前的情況,用樓層豎向最大位移來(lái)限制層間最大位移,位移比應(yīng)該取最大和平均位移比值。
4、關(guān)于最小地震剪重比的計(jì)算:在規(guī)范中強(qiáng)制要求各樓層剪重比不得小于規(guī)范給出的標(biāo)準(zhǔn),如果不滿足要求需要檢查質(zhì)量系數(shù),有效的質(zhì)量系數(shù)不夠應(yīng)該增加振型數(shù)的計(jì)算;有效質(zhì)量系數(shù)得到滿足時(shí)可能是源于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,因此要合理對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的分布情況。
5、關(guān)于柱的計(jì)算:如果彎矩設(shè)計(jì)值由水平荷載造成且超過(guò)總設(shè)計(jì)值的75%時(shí),框架柱長(zhǎng)度按規(guī)范內(nèi) 7.3.11-1 和 -2 公式計(jì)算的小值為準(zhǔn)。
6、關(guān)于柱配筋方式的選定:如若整體計(jì)算則建議使用單偏壓方式,而在產(chǎn)生具體結(jié)果時(shí)再用雙偏壓進(jìn)行復(fù)核。這是由于單偏壓方式是按照規(guī)范公式計(jì)算的,而雙偏壓則是用數(shù)值積分法計(jì)算的。
7、關(guān)于框架結(jié)構(gòu):要注重計(jì)算系數(shù)尤其是柱長(zhǎng)度;建議采用單偏壓配筋;如果是大截面的柱應(yīng)該設(shè)置剛域位于與梁重疊處。
二、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制
1、關(guān)于裂紋控制的問(wèn)題
裂紋是產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象的固體材料。多年的現(xiàn)代混凝土試驗(yàn)已充分證實(shí)在混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的微裂紋的存在下主要是骨料和水泥凈漿粘結(jié)裂紋,裂紋在水泥漿和骨材料裂紋的附著表面。斷裂損傷力學(xué)的角度來(lái)看,所謂的斷裂損傷是廣義的外部負(fù)載,細(xì)觀結(jié)構(gòu)的重大變化,所造成的微觀缺陷成胚,擴(kuò)建和匯通,導(dǎo)致宏觀經(jīng)濟(jì)性能惡化的結(jié)構(gòu),最終形成的宏觀開裂和破壞的結(jié)構(gòu)。因此,混凝土結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程實(shí)際上是形成于微裂紋的擴(kuò)展。現(xiàn)代化的混凝土微觀研究還表明:微裂紋的擴(kuò)展源于材料損壞的程度,也是材料損壞的標(biāo)志,在同一時(shí)間,微裂紋也是材料固有的物理特性現(xiàn)狀。因此,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的存在有其必然性。
從傳統(tǒng)力學(xué)和斷裂力學(xué)方面來(lái)分析傳統(tǒng)的裂縫控制方法的應(yīng)用,主要是基于“防”的理念,來(lái)研究預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的控制方法。從傳統(tǒng)的機(jī)械的角度來(lái)看,由于預(yù)加應(yīng)力施用到混凝土梁,混凝土梁產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力的所有偏移通過(guò)外部負(fù)載(或偏移)的下邊緣被全部取消,從而避免了混凝土裂縫(或延時(shí)裂紋),混凝土梁的全斷面(或增加參與的混凝土部分的工作),這是相當(dāng)于提高混凝土梁的拉伸性能,高強(qiáng)度材料,以充分利用;從斷裂力學(xué)的角度來(lái)看,在混凝土材料的內(nèi)部,也存在許多微缺陷和微裂紋,這些微缺陷和微裂紋中的外部負(fù)載將繼續(xù)發(fā)展,最終形成宏觀裂紋。預(yù)先的軸向壓力施加在混凝土梁,相當(dāng)于微裂紋的表面產(chǎn)生一對(duì)非均勻的壓應(yīng)力的作用,在裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子為負(fù)。當(dāng)外部載荷的裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子和非均勻的壓應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子,裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子為零的大小相等。裂紋不穩(wěn)定的傳播與外部負(fù)載增加了。在裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到混凝土材料的斷裂韌性,裂紋將是不穩(wěn)定的傳播。因此,源于斷裂力學(xué)研究,預(yù)先對(duì)混凝土梁施加的預(yù)加應(yīng)力,減少了在裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子的外部負(fù)載的作用,以避免混凝土裂縫視圖。
2、關(guān)于抗震問(wèn)題的分析
在兩種類型的組件之間分配的地震力,應(yīng)該考慮不同時(shí)段的兩種類型的組件有關(guān)抗推剛度相對(duì)的比值變化。主要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)即現(xiàn)在使用的鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)在鋼架和混凝土剪力墻(內(nèi)管)系統(tǒng)中,鋼筋混凝土內(nèi)筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)而鋼架主要負(fù)責(zé)重力荷載,擔(dān)負(fù)一個(gè)較小的平剪切。由于剛性的鋼框架的反推遠(yuǎn)小于所述內(nèi)筒上凝固的水平地震工程經(jīng)驗(yàn),承擔(dān)水平剪力在除了鋼框架的頂部幾層為其15%到20%,中部和下部的都約為10%至15%,相應(yīng)的樓層剪力,有些項(xiàng)目甚至只有約 5%的往復(fù)。在結(jié)構(gòu)的彈塑性的階段,墻體在地震的持續(xù)作用下生成裂紋,剛性顯著的減少將增加的鋼框架的剪切剛度退化。鋼框架由于變形,彈性極限的 1/400 以上的角度,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于約1/3000的鋼筋混凝土墻的彈性極限變形角度。水平地震作用小于塑性階段,但仍有可能承擔(dān)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈性階段的水平地震剪力和傾覆力矩。
因此,為了符合要求,需要調(diào)整的部分鋼架水平剪力,鋼框架混凝土結(jié)構(gòu)層框架柱的抗震要求應(yīng)不小于比底部的結(jié)構(gòu)剪切的25%或框架部分地震剪力最大值的1.8倍,兩個(gè)選擇較小的,以改善的鋼框架的承載能力,并采取措施改善混凝土內(nèi)筒的延展。
關(guān)于混凝土的加固
較常用的方法是:粘鋼加固法、粘貼纖維加固法、預(yù)應(yīng)力加固發(fā)、加大截面加固法、置換混凝土加固法等,這些均為直接加固方法,此外還有間接加固的一般方法如預(yù)應(yīng)力加固法和增加支承加固法等。較常用的技術(shù)是:裂縫修補(bǔ)技術(shù)、混凝土表面處理技術(shù)、托換技術(shù)、 植筋技術(shù)、 碳化混凝土修復(fù)技術(shù)等等。由于荷載作用、材料選擇或施工不當(dāng)?shù)仍颍Y(jié)構(gòu)可能遭受可擴(kuò)展性或脆性斷裂,此時(shí)應(yīng)該努力修復(fù),并且在此之前,應(yīng)該分析裂縫的產(chǎn)生原因和影響的嚴(yán)重程度,有針對(duì)性地采取措施,以改善結(jié)構(gòu)或鋼筋,若構(gòu)件不宜修復(fù)或者加固,則應(yīng)該拆除更換。
三、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
1、結(jié)構(gòu)選型階段時(shí),首先應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題;其次應(yīng)注意新規(guī)則有關(guān)規(guī)定的變更情況,以免在后期工作產(chǎn)生紕漏。再者要注意結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題,在抗震規(guī)范和高規(guī)的結(jié)構(gòu),總高度都有嚴(yán)格的限制,在更改的新規(guī)范中,除了原來(lái)的高度限制設(shè)定為 A 級(jí)的建筑高度,還增加了結(jié)構(gòu)的建設(shè) B 級(jí)高度,因此必須嚴(yán)格注意,一旦建筑結(jié)構(gòu)高度為B類甚至超過(guò)B級(jí)高度,設(shè)計(jì)方法和措施一定會(huì)變化很大。最后是要注意嵌固端的設(shè)置,因?yàn)楦邔咏ㄖ紩?huì)帶有兩層或以上的地下室,嵌入式固定端可以設(shè)在地下室的頂板上,或者人防頂板的地方,因此,設(shè)計(jì)師經(jīng)常會(huì)忽略一些方面,如:設(shè)計(jì)嵌固側(cè)安裝在地板上的端部的剛度比上下限、安裝的抗震等級(jí)整體一致性、計(jì)算結(jié)構(gòu)的嵌固端組、抗震縫和嵌入式固定端位置的協(xié)調(diào)問(wèn)題等等,而這些方面忽略任何一個(gè)都會(huì)為后期設(shè)計(jì)埋下隱患,產(chǎn)生不可估量的后果。
2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段是應(yīng)該給與相當(dāng)重視的方面,因?yàn)檫@個(gè)階段是與后期設(shè)計(jì)工作直接相關(guān)的,它的好壞至關(guān)重要,并且是整個(gè)項(xiàng)目成本的決定因素,因此這個(gè)方面若是產(chǎn)生紕漏一定會(huì)帶來(lái)不可估量的損失。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中也應(yīng)注意本地規(guī)范的重要性。以《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》作為國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,它具有相當(dāng)?shù)臋?quán)威但是卻不能明確詳細(xì)地規(guī)定全國(guó)各地的各種基礎(chǔ)狀況,所以當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)方法的描述和指定更詳細(xì)和準(zhǔn)確,所以在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí), 也要大力研究地方性標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,以免更大的影響在整個(gè)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)或后期工作。由于缺乏工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查報(bào)告或附近的建筑物調(diào)查報(bào)告,必須根據(jù)調(diào)查-設(shè)計(jì)- 施工過(guò)程的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì),要禁止缺乏調(diào)查的過(guò)程,若是調(diào)查不夠詳細(xì)、全面時(shí),設(shè)計(jì)人員要通知建設(shè)單位進(jìn)行重新調(diào)查或者是額外勘探。不考慮地面變形的影響,有一些混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有關(guān)注地基變形后檢查,評(píng)級(jí)為 A或B級(jí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行地基的變形情況進(jìn)行設(shè)計(jì),而c級(jí)時(shí),應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)地基進(jìn)行處理,然后變性檢驗(yàn)。在對(duì)下臥層的地基承載力計(jì)算時(shí),要進(jìn)行深度的修正,修正系數(shù)源于土壤。當(dāng)擴(kuò)散角數(shù)值符合有關(guān)規(guī)范,可以直接使用,不符合時(shí),根據(jù)附錄中的規(guī)格,采用平均應(yīng)力系數(shù)來(lái)計(jì)算。選擇復(fù)合地基承載力較高的土壤持力層,根據(jù)下臥層狀況進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)算。
3、在計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)階段,對(duì)于工程內(nèi)力分析要按照規(guī)范要求的設(shè)計(jì)和加工,并且準(zhǔn)確高效,是決定質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,新規(guī)范推出以來(lái),已經(jīng)計(jì)算和分析的結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體的一部分,有相當(dāng)數(shù)量的內(nèi)容調(diào)整和改進(jìn),有了更為清晰的進(jìn)展。首先應(yīng)該適當(dāng)選擇計(jì)算軟件,即減少由于模型的差異性帶來(lái)的結(jié)果的不同,這是設(shè)計(jì)工作的首要進(jìn)程,以避免不安全的隱患存在。其次要考慮自振周期的影響,由于新規(guī)范中提及了各種體系下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算自振周期的折減系數(shù)。最后是振型數(shù)目,在計(jì)算階段要對(duì)其結(jié)果中的振型參與系數(shù)結(jié)果進(jìn)行判斷,然后決定振型數(shù)目的取值是否調(diào)整。
4、在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,較大的交叉樓面橫梁與垂直剪力墻單面相交,按照《高規(guī)》 規(guī)定要減少梁的彎矩不良效果, 根據(jù)剪力墻設(shè)置壁柱,暗柱或減少截面的端部截面等等, 或者墻的厚度不符合縱向框架梁錨固鋼筋的錨固長(zhǎng)度的水平邊時(shí),應(yīng)盡可能減少鋼筋直徑。
5、如果剪力墻結(jié)構(gòu)要將角窗設(shè)置于角部時(shí),適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)窗口部件。角窗處樓板上應(yīng)該適當(dāng)進(jìn)行加厚處理,且通長(zhǎng)配筋要雙層設(shè)置進(jìn)行加固,或者可以設(shè)置斜暗梁或斜向集中加固配筋,斜向鋼錨入角窗的邊緣上的組件,邊緣構(gòu)件應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)丶庸獭?/p>
四、結(jié)語(yǔ)
總而言之,混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)循環(huán)的長(zhǎng)周期,并且具有專業(yè)的深度和復(fù)雜性。因此,要結(jié)合設(shè)計(jì)中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn),不斷完善設(shè)計(jì)理念,以確保整個(gè)工程的質(zhì)量。
【摘要】要想獲得施工質(zhì)量的保證,要想得到工程設(shè)計(jì)的安全,土木建筑工程結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)是重中之重,它是整個(gè)建筑過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)。不僅關(guān)系著建筑水平的高低,還關(guān)系著人們生命財(cái)產(chǎn)的安全和國(guó)家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞 鋼筋混凝土;加強(qiáng)設(shè)計(jì)措施;結(jié)構(gòu)檢測(cè);問(wèn)題;解決策略
Concrete Structure Design and Analysis
Wang Kun-ning
(Jincheng Institute of Architectural DesignJinchengShanxi048000)
【Abstract】To get the construction quality assurance, engineering design in order to get security, civil construction structure is the most important aspect of the design, it is the entire building process is the most important part. Not only related to the level of the building, and also on the basis of the development of the cause of national security and people’s lives and property.
【Key words】Reinforced concrete;Measures to strengthen the design;Structural inspection;Problem;Solving strategies
1. 外觀結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷的檢測(cè)中, 常見問(wèn)題以及相應(yīng)對(duì)策
混凝土建筑的外觀具有直接可視性, 容易被觀察到。這往往是普通人群評(píng)價(jià)建筑質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)。所以對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量的檢測(cè), 具有重要意義?;炷镣庥^結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中,經(jīng)常性出現(xiàn)露筋、空洞、疏松、裂縫和蜂窩等不同程度的損傷問(wèn)題。其中最常見的就是蜂窩和裂縫。
1.1蜂窩問(wèn)題的成因及對(duì)策。
當(dāng)混凝土表面缺乏水分, 缺少砂漿的時(shí)候,石子變得干燥, 容易暴露在外,混合材料分層離析,形成一個(gè)個(gè)的蜂窩狀的小孔,這就形成了鋼筋混凝土外觀的蜂窩問(wèn)題。蜂窩問(wèn)題的嚴(yán)重程度,應(yīng)利用直尺或者百格網(wǎng)等有效測(cè)量工具,測(cè)量蜂窩的面積、深度和分布率。當(dāng)鋼筋混凝土表現(xiàn)出不嚴(yán)重的窟窿狀蜂窩時(shí), 可以用1B2的水泥調(diào)和砂漿, 抹面進(jìn)行修整。對(duì)于較嚴(yán)重的蜂窩現(xiàn)象, 必須嚴(yán)厲整頓, 除掉表面的酥松層, 將混凝土內(nèi)層用水清洗干凈, 然后支膜, 用比設(shè)計(jì)級(jí)高一級(jí)的混凝土細(xì)致澆灌、 摸面; 也可以根據(jù)實(shí)際的情況, 用進(jìn)管壓漿方法進(jìn)行處理。
1.2裂縫問(wèn)題的成因及對(duì)策。
當(dāng)鋼筋混凝土干涸時(shí),拉伸應(yīng)力大于其原來(lái)拉伸強(qiáng)度的時(shí)候, 也可以說(shuō), 拉伸應(yīng)力超過(guò)了拉伸的極限而造成的開裂。不同的原因, 會(huì)造成不同種類的開裂。早期的開裂, 會(huì)逐漸引起其內(nèi)部的缺陷。然而混凝土早期的水分蒸發(fā), 是開裂的主要原因。所以必須保證混凝土的水分比例在一定安全范圍之內(nèi),防止其收縮過(guò)度。對(duì)于已出現(xiàn)的裂縫, 可以在混凝土便面用防水砂漿、 防水卷等做一個(gè)防水層, 簡(jiǎn)捷而有效。對(duì)于局部的開裂,也可以用專用填補(bǔ)劑填塞。
2. 加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的措施
為了改善土木工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,就需要引起國(guó)家相關(guān)部門的注意,相關(guān)研究單位即部門應(yīng)該從強(qiáng)化混凝土工程的耐久性方面進(jìn)行研究,制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,以此作為監(jiān)督方法,要從專業(yè)的角度對(duì)結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行驗(yàn)收與評(píng)價(jià),完善土建結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與維護(hù)機(jī)制,對(duì)土建結(jié)構(gòu)的耐久性概念及意識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化,對(duì)從業(yè)人員要用科學(xué)管理手段進(jìn)行管理,規(guī)范工程安全性管理機(jī)制,學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),注重科學(xué)管理與人性化管理相結(jié)合,將管理從技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性質(zhì)中解放出來(lái),鼓勵(lì)技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新,主管部門應(yīng)該按照實(shí)事求是的原則對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行論證,將建筑結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)水平提高。因此應(yīng)該在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面集思廣益,參考各方面的意見和建議,這樣才能使設(shè)計(jì)更加的先進(jìn)、科學(xué),更具有可操作性。
2.1安全性設(shè)計(jì)。
(1)管理方面:在設(shè)計(jì)單位的選擇上,要優(yōu)先選擇實(shí)力強(qiáng)、資質(zhì)等級(jí)高、管理先進(jìn)的單位,要有先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)等,設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要高,要具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),這樣設(shè)計(jì)的質(zhì)量才能從根本上提高。
(2)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算理論及方法要熟練掌握,加強(qiáng)理論學(xué)習(xí),提高設(shè)計(jì)素質(zhì)。這一方面也是對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的素質(zhì)高度對(duì)設(shè)計(jì)的質(zhì)量有直接的影響。
(3)設(shè)計(jì)計(jì)算:一般而言,設(shè)計(jì)者所考慮到的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目基本都能滿足安全的需要。但往往也會(huì)因?yàn)閷?duì)某一方面的遺漏造成某個(gè)項(xiàng)目出現(xiàn)事故,因此設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn),對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)都要認(rèn)真的去分析和核對(duì)。
(4)詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙:受施工人員素質(zhì)差異的影響,設(shè)計(jì)者經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)程序后,呈現(xiàn)在施工人員面前的是設(shè)計(jì)圖紙,而施工人員對(duì)圖紙的領(lǐng)會(huì)能力存在差異,對(duì)一些細(xì)節(jié)的把握有可能出現(xiàn)偏差,因此,設(shè)計(jì)人員要對(duì)圖紙不斷的進(jìn)行細(xì)化,避免因?yàn)槭┕と藛T看不懂圖紙而出現(xiàn)不必要的工程質(zhì)量問(wèn)題。
(5)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程及施工過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)管,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改。對(duì)設(shè)計(jì)文件的審核完成后,進(jìn)入施工階段,設(shè)計(jì)單位要與施工單位密切的配合,保持聯(lián)系,及時(shí)糾正施工人員對(duì)圖紙的理解錯(cuò)誤,對(duì)施工中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)以外的質(zhì)量問(wèn)題,設(shè)計(jì)單位要及時(shí)進(jìn)行糾正,對(duì)施工人員的建議要有足夠的重視。
2.2經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)。
(1)管理方面:通過(guò)對(duì)招投標(biāo)中的方案進(jìn)行比對(duì)、評(píng)比,不但要選擇一個(gè)安全性高的招標(biāo)單位,還要考慮其在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì),擇優(yōu)選擇。這樣不但可以找出最安全的設(shè)計(jì)方案,還能最大限度的節(jié)約成本。
(2)合理利用標(biāo)準(zhǔn)圖:標(biāo)準(zhǔn)圖的作用在于可以降低設(shè)計(jì)的工作量,降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,加快設(shè)計(jì)速度。但由于未經(jīng)過(guò)計(jì)算,往往會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高,因此設(shè)計(jì)人員要對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)自己的進(jìn)行核算,在安全的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)的方案。
(3)多參數(shù)設(shè)計(jì)的安全積累:由于土木工程中設(shè)計(jì)的材料較多,材料尺寸、用量及布置等較為復(fù)雜,因此,必須要在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的基礎(chǔ)上,做到各構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性。
(4)協(xié)調(diào)各部門關(guān)系,以大局為重。一個(gè)工程中往往是多部門共同配合來(lái)完成的,因此各部門之間要協(xié)調(diào)好關(guān)系,積極配合,才能將工程成本大大的降低。
3. 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)低
混凝土的強(qiáng)度等級(jí), 是混凝土物理指標(biāo)的綜合性反映。它代表混凝土的抗壓能力、抗拉能力。混凝土強(qiáng)度等級(jí)的檢測(cè)方法常見的有三種: 非破損法、 破損法和綜合法?;炷翉?qiáng)度低, 往往是由于使用的原材料不符合國(guó)家規(guī)定, 或者在調(diào)制、 保存、 澆注或者后期的保養(yǎng)中不符合規(guī)范所造成的。它從整體上影響建筑的質(zhì)量。對(duì)于這種情況的出現(xiàn), 我們必須權(quán)衡現(xiàn)在的強(qiáng)度和要求的強(qiáng)度, 向有關(guān)單位提出申報(bào), 采取有效措施, 例如從根本上加固、補(bǔ)強(qiáng),減少建筑的荷載值,或者推遲建筑承受荷載時(shí)間。我們應(yīng)盡量避免這種問(wèn)題的發(fā)生,在建筑開工之前對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。如果在建筑完成之后, 出現(xiàn)這類問(wèn)題,不僅浪費(fèi)人力財(cái)力, 還會(huì)對(duì)人身的安全構(gòu)成威脅。
4. 內(nèi)部缺陷的問(wèn)題及對(duì)策
大型的鋼筋混凝土建筑工程,常常因?yàn)楦鞣N原因,在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫、 孔洞等問(wèn)題。這嚴(yán)重影響到建筑的承重能力和耐久性。所以在建筑初步完工之后, 必須要進(jìn)行超聲波檢測(cè)或者鉆孔洞檢測(cè)。當(dāng)混凝土內(nèi)部檢測(cè)出縫隙或者孔洞缺陷的時(shí)候,我們常常采用水泥壓漿填補(bǔ)法。也就是,把水泥通過(guò)管道注入混凝土內(nèi)部, 填補(bǔ)空缺。鉆孔:要在缺陷區(qū)鉆孔,鉆孔的疏密與深度根據(jù)缺陷是否嚴(yán)重而定。壓漿。計(jì)劃性分批向單孔或者群孔中壓漿。通常,如果漿液進(jìn)入困難,則應(yīng)該測(cè)試壓力, 重新調(diào)整。如果漿液暢通的進(jìn)入, 則證明壓力合適。壓漿時(shí)隨時(shí)注意壓力, 以免發(fā)生崩炸等安全事故。封閉開孔:壓漿完成后,要封閉開孔, 通常用水泥砂漿抹平并填實(shí)、檢查。結(jié)束壓漿后,必須認(rèn)真驗(yàn)查壓漿的質(zhì)量和效果,如果仍存在不密實(shí)或者不合格等情況,需要補(bǔ)壓或者補(bǔ)強(qiáng),必須確保質(zhì)量。進(jìn)行該項(xiàng)修補(bǔ)的時(shí)候要注意,混凝土漿液配置要比原配置提高一個(gè)等級(jí)。
5. 鋼筋銹蝕問(wèn)題和解決策略
鋼筋是混凝土的骨架,起最直接的支撐作用。結(jié)構(gòu)鋼筋檢測(cè)是混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)的四個(gè)重要組成部分之一。鋼筋銹蝕是最常見的質(zhì)量問(wèn)題。它會(huì)減弱鋼筋的支持力和粘合力,減小鋼筋的橫截面積,降低鋼筋的支持力。對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的檢測(cè),分兩種方式,直觀性檢測(cè)和化學(xué)性檢測(cè)。通俗來(lái)講,直觀性檢測(cè)就是用肉眼目測(cè)鋼筋的銹蝕程度?;瘜W(xué)性檢測(cè),也就是檢測(cè)各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo),例如C1-含量、碳化深度、 水質(zhì)分析等等。用涂層修補(bǔ)已經(jīng)形成的銹蝕部分,并可以在鋼筋表面涂防銹層或者有機(jī)高分子層,鈍化鋼筋表現(xiàn),減少其與水分和二氧化碳的接觸,降低銹蝕速度?;蛘咴阡摻畋砻驽円粚踊顫娊饘?,例如:鋅進(jìn)行鋼筋的陰極保護(hù)。為了降低銹蝕速度,也可以選擇從混凝土存放環(huán)境入手,在混凝土中添加亞硝酸鹽, 阻止銹蝕。增加鋼筋周圍的混凝土質(zhì)量和厚度,從物理方面改變結(jié)構(gòu),抵擋水汽的侵入。
6. 結(jié)束語(yǔ)
混凝土工程結(jié)構(gòu)的安全性關(guān)系到國(guó)家利益及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全性,因此要從設(shè)計(jì)階段就開始對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行保證,這樣才能保證整個(gè)工程的質(zhì)量安全?;炷潦墙ㄖこ讨兄匾牟牧?。它承載力大、性能優(yōu)良、被廣泛地運(yùn)用在各種工程上
參考文獻(xiàn)
[1]張曉明. 混凝土溫度裂縫的成因及預(yù)防措施[J]. 北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2006(1).
鋼筋混凝土后澆帶技術(shù)是一種混凝土剛性接縫技術(shù),總體上可分為后澆收縮帶、后澆沉降帶和后澆溫度帶,分別用于解決鋼筋混凝土凝結(jié)收縮、高層建筑主樓和裙樓問(wèn)不均勻沉降、克服溫度應(yīng)力之類的問(wèn)題,它適用于后期變形趨于穩(wěn)定、不宜設(shè)置柔性變形縫的結(jié)構(gòu)的建筑。一般來(lái)說(shuō),后澆帶技術(shù)具有多種變形縫的作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以其中一種功能為主,其他功能為輔。施工時(shí),后澆帶是整個(gè)建筑物的預(yù)留縫,待主體結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到一定齡期時(shí),在后澆帶位置用混凝土進(jìn)行填補(bǔ),它必須采用專項(xiàng)技術(shù)措施來(lái)進(jìn)行處理,“縫”即不存在,這樣既解決了凝結(jié)收縮、結(jié)構(gòu)差異沉降和溫度應(yīng)力等問(wèn)題,同時(shí)又達(dá)到了不設(shè)永久變形縫的要求。
由于新澆混凝土在硬結(jié)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,所以已建成的結(jié)構(gòu)受冷則收縮,受熱會(huì)膨脹。在施工后的前 1―2 個(gè)月將完成混凝土硬結(jié)收縮的大部分過(guò)
程, 而環(huán)境溫度變化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的作用則是經(jīng)常性的,尤其是其變形受到約束時(shí),
在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部就產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)在構(gòu)件中出現(xiàn)可見的裂縫。
高層建筑和裙房的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)候設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu),但在施工時(shí)需要
用后澆帶技術(shù)把兩部分暫時(shí)斷開,等到主體結(jié)構(gòu)施工工作完成,并且已完成 50%以上的沉降量以后再澆灌連接裙房部分的混凝土,將高低層建筑連成一個(gè)整體,因此在設(shè)計(jì)時(shí)基礎(chǔ)就應(yīng)考慮兩個(gè)施工階段不同的受力狀態(tài), 并分別進(jìn)行強(qiáng)度校核。而且連成整體建筑后的計(jì)算應(yīng)把由后期沉降差引起的附加內(nèi)力考慮在內(nèi)。同時(shí)還需要采取以下調(diào)整措施:調(diào)時(shí)間差。先對(duì)主樓進(jìn)行施工,待其基本建成,而且沉降量基本穩(wěn)定后,再對(duì)裙房進(jìn)行施工,使他們的后期沉降基本相近。另外一個(gè)措施是調(diào)壓力差。由于主樓荷載大,施工人員可加大埋深,采用整體基礎(chǔ)降低土壓力,以減少附加壓力,對(duì)于低層建筑部分可使用較淺的十字交叉梁基礎(chǔ),以增加土壓力,最終使高低層沉降接近。
二、后澆帶的設(shè)計(jì)
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面尺寸超過(guò)混凝土規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí), 可考慮采用施工后澆帶的方法來(lái)適當(dāng)增大伸縮縫間距。但一般地上結(jié)構(gòu)由于受環(huán)境溫度變化影響較大, 所以伸縮縫最大間距不宜超過(guò)混凝土規(guī)范限值過(guò)多。當(dāng)?shù)厣辖Y(jié)構(gòu)由于抗震設(shè)計(jì)需要而設(shè)置了防震縫時(shí), 伸縮縫寬度應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。地下室結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的情況較為常見, 除地下室頂板和處于室外地面以上的地下室外墻受溫度變化影響相對(duì)較大外, 地下室內(nèi)部和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在使用階段受室內(nèi)外溫度變化影響較小,需解決的主要問(wèn)題是混凝土收縮應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
必須指出的是,后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮,它不能解決由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中,更不能替代伸縮縫。有一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者將后澆帶和伸縮縫等同起來(lái)的看法是錯(cuò)誤的,因?yàn)閮烧叩淖饔貌⒉幌嗤?/p>
當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)超長(zhǎng)過(guò)多,單靠設(shè)置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問(wèn)題時(shí),可以考慮采用補(bǔ)償收縮混凝土,在適當(dāng)位置設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。
對(duì)高層建筑主體與裙房之間是設(shè)置永久變形縫,還是在施工階段設(shè)置沉降后澆帶, 應(yīng)該根據(jù)建筑場(chǎng)地地基持力層土質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式、上部結(jié)構(gòu)布置等條件綜合確定。當(dāng)?shù)鼗至油临|(zhì)較好,例如高層建筑基礎(chǔ)做在基巖層或卵石層上,或采用樁基時(shí),高層建筑沉降變形量較小,此時(shí)可考慮采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫,將高層建筑與裙房基礎(chǔ)( 或地下室) 連成整體。
近年來(lái),復(fù)合地基得到了廣泛應(yīng)用, 復(fù)合地基可以提高地基持力層承載力,提高土體彈性模量, 有效地控制建筑物沉降。北京地區(qū)有些工程已經(jīng)通過(guò)在高層建筑下采用復(fù)合地基的辦法來(lái)替代樁基,以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問(wèn)題。不論采用哪種方法, 如果采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫, 都應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范計(jì)算裙房和高層建筑的整體傾斜。當(dāng)采用地基處理時(shí), 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙上, 應(yīng)明確規(guī)定采用地基處理后,高層建筑與裙房之間的變形要求。
施工后澆帶的位置,應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)布置的具體情況確定, 不能想當(dāng)然,搞一刀切。后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處,一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處,結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小,且宜自上而下對(duì)齊,豎向上不宜錯(cuò)開,后澆帶間距一般為 30m 到 50m。在高層建筑與裙房之間設(shè)置后澆帶時(shí),后澆帶宜處于裙房一側(cè),且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,應(yīng)注意加強(qiáng)高層建筑與裙房相連部位的構(gòu)造,提高縱向鋼筋配筋率,用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,尚應(yīng)采取其他措施,通??煽紤]以下方法:
(1)高層建筑采用樁基或其他地基基礎(chǔ)處理方法,或補(bǔ)償基礎(chǔ),盡量擴(kuò)大高層建筑基礎(chǔ)與地基接觸面積,減小高層建筑基礎(chǔ)底面接觸壓力,而裙房則采用埋深較淺的獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)等,調(diào)節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。
(2)盡量減小裙房部分基礎(chǔ)與地基的接觸面積,即盡量增大裙房部分的基礎(chǔ)底面接觸壓力,加大裙房的沉浸量。
(3)結(jié)合高層建筑埋置深度要求, 調(diào)整高層建筑地下室高度, 使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上, 可有效地減小高層建筑的沉降量。
進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合工程具體情況,多方面對(duì)比,選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案。后澆帶部位的鋼筋一般不宜斷開,而應(yīng)讓鋼筋連續(xù)通過(guò),即只將后澆帶處的混凝土臨時(shí)斷開。但有時(shí)工程具體情況不允許留后澆帶,采用搭接連接時(shí),應(yīng)注意后澆帶寬度要滿足按混凝土規(guī)范計(jì)算的鋼筋搭接連接長(zhǎng)度?;A(chǔ)后澆帶的斷面形式,應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙上用詳圖明確表示出來(lái),而不應(yīng)推給施工單位。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),宜在基礎(chǔ)后澆帶下設(shè)置防水板并增設(shè)一道附加防水層。
三、后澆帶設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、后澆帶的兩條接縫實(shí)際是兩條施工縫,因此縫的處理應(yīng)符合防水混凝土施工縫
的處方法。
2、明確后澆帶的接縫形式,接縫處的處理措施。
3、明確后澆帶的種類,明確各類后澆帶的澆注時(shí)間。
4、明確后澆帶后澆筑混凝土技術(shù)要求,避免出現(xiàn)新的收縮裂縫造成工程滲漏水的隱患。
結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)工程具體實(shí)際情況和相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,合理地設(shè)置建筑物的后澆帶位置,并從結(jié)構(gòu)混凝土澆筑、模板支設(shè)、后澆帶垂直施工縫的處理、后澆帶混凝土的澆筑、后澆帶混凝土澆筑后的保護(hù)工作等幾方面采取對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)措施以確保后澆帶的施工質(zhì)量,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)方案。
中圖分類號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:在中國(guó)建筑工程混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)方法中存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)差距過(guò)大,規(guī)劃和施行過(guò)程中人為的過(guò)錯(cuò),耐久性規(guī)劃辦法存在疑問(wèn),設(shè)計(jì)辦法中安全檢查出現(xiàn)疑問(wèn)。對(duì)于這些疑問(wèn)提出以下措施,提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)安全系數(shù),加強(qiáng)構(gòu)造的耐久性和資料的耐久性,加強(qiáng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)管,進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)方法中的安全檢查,信任經(jīng)過(guò)咱們的盡力,會(huì)使疑問(wèn)成為優(yōu)勢(shì),進(jìn)步混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)方法的施行和使用。
一、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的缺陷
1、安全系數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差距較大
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的誤差是建筑中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一大缺陷,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的不夠詳細(xì)明確而導(dǎo)致誤差比較大。嚴(yán)格的講,在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中并沒有明確的擬定應(yīng)履行的相關(guān)條例說(shuō)明,安全系數(shù)也是又一影響因素。依照我國(guó)目前混凝土設(shè)計(jì)架構(gòu)的相關(guān)說(shuō)明,混凝土設(shè)計(jì)架構(gòu)的牢靠程度占據(jù)十分重要的位置。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理可靠程度只針對(duì)于結(jié)構(gòu)的部件,其安全系數(shù)還是取決于荷載系數(shù)的值。安全系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置與荷載系數(shù)的值之間存在較大的關(guān)聯(lián)。據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明,美國(guó)和英國(guó)的荷載安全系數(shù)比我國(guó)高出15%~22%,歐洲的荷載安全系數(shù)比我國(guó)高出8%,歐美國(guó)家的強(qiáng)度安全系數(shù)比我國(guó)高出約16%,西方國(guó)家的鋼材強(qiáng)度安全系數(shù)比我國(guó)高6%。如我國(guó)規(guī)定設(shè)計(jì)柱子的靜載和若動(dòng)的比例為2∶1;我國(guó)建筑材料和荷載安全系數(shù)等影響建筑承受力的值也低于33%,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比也低27%。因此,安全系數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都存在誤差比較大的情況,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該給予重視并予以解決。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際建造中的人為誤差
人為的誤差也是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的又一問(wèn)題。這是由于人為的設(shè)計(jì)會(huì)存在錯(cuò)誤和偏差,從而在實(shí)際建造中出現(xiàn)偏差?,F(xiàn)在有許多設(shè)計(jì)師在制圖中計(jì)算失誤而導(dǎo)致誤差,或者在設(shè)計(jì)中由于經(jīng)驗(yàn)匱乏而導(dǎo)致誤差等。因此,公司在聘請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)師人員時(shí),并沒有按照其所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域進(jìn)行工作。每一位建筑設(shè)計(jì)師們都有其所精通的范疇,在完成具體的工作時(shí),企業(yè)需要對(duì)每位設(shè)計(jì)師擅長(zhǎng)的區(qū)域進(jìn)行劃分,達(dá)到高效高質(zhì)量的效果。很多企業(yè)單位也沒有對(duì)于設(shè)計(jì)做出相關(guān)的規(guī)定和措施,在一定程度上加大人為誤差的發(fā)生率。企業(yè)單位應(yīng)在一定程度上對(duì)于建筑師設(shè)計(jì)方面做出看管和監(jiān)督,減少人為誤差的發(fā)生率。另外,一些設(shè)計(jì)師的工作態(tài)度不夠端正,專業(yè)設(shè)計(jì)能力也不夠,在一定的工作能力上存在問(wèn)題,還有缺少職業(yè)道德和素養(yǎng)等,這都是人為因素給設(shè)計(jì)造成的損失和缺陷。
3、關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性問(wèn)題
現(xiàn)在的很多設(shè)計(jì)都折射出一個(gè)問(wèn)題---耐久性差。但是一項(xiàng)好的建筑工程,耐久性是其核心、關(guān)鍵。若一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師能把耐久性做好,就彰顯出這名設(shè)計(jì)師高超的設(shè)計(jì)水平和完美的設(shè)計(jì)理念。耐久性要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在結(jié)合設(shè)計(jì)和實(shí)施兩方面的情況,共同達(dá)到完美。許多的設(shè)計(jì)師在進(jìn)行地況復(fù)雜曲折的設(shè)計(jì)時(shí),沒有按照地形的復(fù)雜設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品,設(shè)計(jì)作品不適應(yīng)復(fù)雜的地理環(huán)境,這就使得設(shè)計(jì)喪失其功能,不能為建筑所需要,也會(huì)影響建筑物的實(shí)用可靠性,可稱之為拙作。而關(guān)于結(jié)構(gòu)耐久性方案,我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一些差異。如,在我國(guó)與外國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,水泥的品種分類方式、種類有所區(qū)別,其水泥成分也大不相同。對(duì)于耐久性而言,外國(guó)的規(guī)范比我國(guó)的更加明確清晰,在西方的說(shuō)明當(dāng)中,并沒有指出耐久性的重要性,只是區(qū)分在何種情況應(yīng)使用何種混凝土材料,對(duì)于混凝土本身的分類沒有特別說(shuō)明;我國(guó)則是根據(jù)周圍的環(huán)境來(lái)判斷使用哪種類型的混凝土,并且每個(gè)等級(jí)都有不同的標(biāo)準(zhǔn)控制。
4、設(shè)計(jì)方法的安全檢測(cè)不夠
在混凝土設(shè)計(jì)方法中缺少相應(yīng)的安全檢查。在設(shè)計(jì)中各步驟的安滿是設(shè)計(jì)進(jìn)行的關(guān)鍵。在每個(gè)步驟都完成后要跟進(jìn)安全檢查,但在設(shè)計(jì)方法中許多設(shè)計(jì)師缺少對(duì)設(shè)計(jì)的安全檢查。有關(guān)的政府也對(duì)其不夠注重,呈現(xiàn)了質(zhì)量疑問(wèn),為修建帶來(lái)了疑問(wèn)。許多規(guī)劃者沒有對(duì)設(shè)計(jì)儀器進(jìn)行置辦,設(shè)計(jì)儀器呈現(xiàn)了不合格的表象,在本源上得不到注重讓設(shè)計(jì)方法呈現(xiàn)了疑問(wèn)。政府沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)的安全監(jiān)管和監(jiān)督,使規(guī)劃中安全檢查呈現(xiàn)了疑問(wèn),安全監(jiān)管要出臺(tái)防備措施,這也是對(duì)設(shè)計(jì)方法的嚴(yán)格要求,防備辦法做不好會(huì)致使不安全疑問(wèn)呈現(xiàn),讓設(shè)計(jì)得不到安全確保,使設(shè)計(jì)變成失利,無(wú)法真實(shí)投入到運(yùn)營(yíng)和工作中,使設(shè)計(jì)偏離了真實(shí)的使用。
二、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的解決措施
1、提升技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和加固安全系數(shù)
設(shè)計(jì)技術(shù)的提高和設(shè)計(jì)安全系數(shù)的提高是在混凝土設(shè)計(jì)的架構(gòu)中占據(jù)十分重要的地位。混凝土設(shè)計(jì)架構(gòu)前應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做出一定的規(guī)劃和限制,設(shè)計(jì)步驟和技術(shù)要有跡可循,跟著章程走。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定范圍不要過(guò)大,也不要過(guò)小,適中為宜。有章程和規(guī)定的限制,在建筑師設(shè)計(jì)過(guò)程中才能減小甚至避免錯(cuò)誤的發(fā)生,同時(shí)也加固安全系數(shù)。安全系數(shù)的不合格,會(huì)使得一切設(shè)計(jì)都毫無(wú)意義可言,因此,設(shè)計(jì)安全系數(shù)的重要性可見一斑。設(shè)計(jì)師應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)的安全保障性能。公司應(yīng)當(dāng)選用專家人才來(lái)擬定出適宜規(guī)定的安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師按照所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),提高建筑物的安全性。還需要對(duì)自然災(zāi)害等相關(guān)災(zāi)害做出防范,如,建筑物防水、建筑物的防震等。要完全按照安全設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),嚴(yán)格做到切實(shí)地按照章程規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),將人們的安全放在首位。
2、在材料和結(jié)構(gòu)中增強(qiáng)耐久性
耐久性也在混凝土設(shè)計(jì)架構(gòu)中占據(jù)重要地位,其表現(xiàn)在材料和結(jié)構(gòu)兩方面。在材料的選擇方面,要注重材料的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),這是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性的基礎(chǔ)。所選用的材料經(jīng)過(guò)完整的程序檢測(cè)成功后使用,另外,混凝土的用量也需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),混凝土的質(zhì)量也需要經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后使用,多方面的共同促進(jìn),達(dá)到加固建筑材料耐久性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性。對(duì)于加固建筑材料耐久性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性,需要設(shè)計(jì)一定的章程和規(guī)劃,才能使設(shè)計(jì)保質(zhì)保量的進(jìn)行,盡力做到十全十美。同時(shí)增強(qiáng)材料和架構(gòu)的耐久性,才能在混凝土設(shè)計(jì)中達(dá)到耐久性的標(biāo)準(zhǔn)。耐久性不僅被要求在設(shè)計(jì)上,還要求在質(zhì)量上。
3、混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)督
需要提高質(zhì)量監(jiān)督在混凝土架構(gòu)設(shè)計(jì)中的地位,有關(guān)部門要對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出相關(guān)的章程和說(shuō)明,從一定程度上限制設(shè)計(jì)的失誤,制定適宜的工程法規(guī)作為監(jiān)督的依據(jù),使監(jiān)督有法可依,從而達(dá)到更好地建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師也應(yīng)盡量減少人為的誤差和錯(cuò)誤,嚴(yán)格恪守職業(yè)道德規(guī)范和職業(yè)素養(yǎng)去完成每一次優(yōu)良的設(shè)計(jì)。同時(shí)作為設(shè)計(jì)師,應(yīng)增加學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)優(yōu)秀的實(shí)際作品,善于總結(jié)和歸納,加強(qiáng)自我檢查和督促等。作為企業(yè),應(yīng)把每位設(shè)計(jì)師專業(yè)擅長(zhǎng)的領(lǐng)域都了解掌握,讓其在自己優(yōu)秀的領(lǐng)域更好地設(shè)計(jì)發(fā)揮,另外,公司也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的監(jiān)管,并制定一些規(guī)定條例,嚴(yán)格執(zhí)行,對(duì)于一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品,應(yīng)給予獎(jiǎng)勵(lì)和展示,讓其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師從中學(xué)習(xí)自我提升。
4、提高設(shè)計(jì)方法的安全檢測(cè)
在設(shè)計(jì)方法中要提高安檢工作,每一過(guò)程都要通過(guò)相應(yīng)的安全查看,政府也要輔佐進(jìn)行安檢。在公司安檢后,政府也要相應(yīng)的進(jìn)行復(fù)查,讓安檢滿有把握不存在任何的疑問(wèn)。設(shè)計(jì)方法中的安全查看是不行短少的一個(gè)過(guò)程,要加強(qiáng)安全措施,對(duì)不符合安全措施的設(shè)計(jì)要從開端就加以根絕。安檢是規(guī)劃完成不行短少的一步,也是要害的過(guò)程,要編入設(shè)計(jì)流程。在政府和規(guī)劃者的左右開弓監(jiān)督下會(huì)讓安全檢查得到確保,為設(shè)計(jì)方法的正確投入做出奉獻(xiàn)。
總之,建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)辦法的不斷優(yōu)化為修建注入了更多的血液,相信在問(wèn)題的處理中和不斷的探究中,中國(guó)的建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)辦法將得到更高層次的優(yōu)化,讓建筑工作得到彌補(bǔ)和連續(xù),讓中國(guó)的政治經(jīng)濟(jì)文化工作在建筑的強(qiáng)化下得到高度發(fā)展,讓設(shè)計(jì)帶動(dòng)建筑,讓建筑帶動(dòng)其他工業(yè),一起蓬勃發(fā)展。參考文獻(xiàn):
一、緒論
在我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的近幾年來(lái),混凝土設(shè)計(jì)是建筑工程中最重要的部分,混凝土設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)一定的影響,還對(duì)建筑物的功能是否能充分發(fā)揮也有影響。所以,在建筑工程混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),就要嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求,這樣才能使工程施工的質(zhì)量得到充分保證。然而從我國(guó)建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來(lái)看,在實(shí)際作業(yè)中還存在著許多問(wèn)題,這必定對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)嚴(yán)重影響。所以我們必須要采取一定的技術(shù)方法,來(lái)解決問(wèn)題,從而保證建筑工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
一、建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算與分析階段的常見問(wèn)題
在建筑工程設(shè)計(jì)中,大多數(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的,這樣既保證了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性,也滿足了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化要求,但是,不同的建筑工程項(xiàng)目,其計(jì)算機(jī)軟件的仿真效果也存在一定的差別。這就需要我們?cè)诮ㄖこ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要從工程的實(shí)際情況出發(fā),對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的判斷分析,保證建筑工程的質(zhì)量。
2.混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
建筑工程設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)十分重要,它是混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要內(nèi)容。往往我們?cè)诘鼗A(chǔ)結(jié)構(gòu)施工中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)建筑下沉的情況,這就影響著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性存在問(wèn)題,會(huì)對(duì)整個(gè)建筑的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。為此需要我們對(duì)其采取一定的技術(shù)手段,保障它的穩(wěn)定,進(jìn)而保障整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
3.建筑工程混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一般框剪結(jié)構(gòu)的剛度分布不均勻,時(shí)常會(huì)出現(xiàn)單肢剪力墻剛度占總剛度的比例太大,這樣就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力過(guò)度集中,剪力墻容易破壞,且與之關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如連梁)設(shè)計(jì)的難度加大。對(duì)于主梁上搭有次梁(包括懸挑梁端部)的地方應(yīng)有箍筋和吊筋等構(gòu)造措施,且優(yōu)先采用附加箍筋,附加橫向鋼筋,是為了當(dāng)集中荷載在梁高范圍內(nèi)或梁下部傳入時(shí),防止集中荷載影響區(qū)下部混凝土的撕裂及裂縫,并彌補(bǔ)間接加載導(dǎo)致的梁斜截面受剪承載力降低。
二、混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 結(jié)構(gòu)計(jì)算
1.1 結(jié)構(gòu)基本自振周期:程序給出的隱含值是按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)的附錄C的公式: (C.0.2)計(jì)算的,第一次試算后,要反填程序自動(dòng)算出的周期值,再進(jìn)行后續(xù)計(jì)算,這樣才能保證計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性。
1.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性:(1)規(guī)范規(guī)定,規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)藕連運(yùn)算時(shí),兩個(gè)平行于地震作用方向的邊榀,對(duì)應(yīng)的地震作用應(yīng)乘以放大系數(shù)。在一般條件下,短邊采取1.15,長(zhǎng)邊采取1.05。當(dāng)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí),宜采用大于1.3的放大系數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)仿真軟件未執(zhí)行這一規(guī)則時(shí),需在規(guī)則結(jié)構(gòu)的地震作用計(jì)算時(shí),考慮扭轉(zhuǎn)藕連的影響因素。(2)對(duì)于平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響。
2. 有效質(zhì)量系數(shù)與振型數(shù)
對(duì)于一般的建筑工程,振型數(shù)應(yīng)不少于9個(gè),一般取3的倍數(shù)。假如是兩層結(jié)構(gòu),最多取6個(gè)。計(jì)算時(shí)要注意檢驗(yàn)質(zhì)量系數(shù),要達(dá)到不低于90%。超過(guò)90%說(shuō)明計(jì)算振型數(shù)滿足要求,反之計(jì)算振型數(shù)不夠,說(shuō)明后續(xù)振型產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)不夠,或振型中存在局部振動(dòng),照此設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)將存在不可靠性,計(jì)算結(jié)果失真,要增加振型數(shù)重算,直至滿足要求。
3 樓層最小剪重比
規(guī)范:《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50011-2010 5.2.5條規(guī)定,抗震驗(yàn)算時(shí),任一樓層的最小地震剪重比不小于表5.2.5給出的樓層最小地震剪力系數(shù)值。
(5.2.5),當(dāng)剪重比不滿足要求時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)整體剛度偏弱,需要調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,保證結(jié)構(gòu)布置的合理性。
4.結(jié)構(gòu)的周期與位移
(1)周期比:控制結(jié)構(gòu)在地震作用下,以平動(dòng)振型為主,扭轉(zhuǎn)振型不能靠前。
(2)位移:按規(guī)范控制樓層層間位移,取樓層豎向構(gòu)件最大位移。
(3)位移比:樓層最大豎向桿件位移與平均豎向桿件位移的比值,它是反應(yīng)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的參數(shù),只有當(dāng)計(jì)算假定樓層為剛性樓板時(shí),計(jì)算結(jié)果才有意義。
5.框架結(jié)構(gòu)分析
(1)在工程中,結(jié)構(gòu)躍層、錯(cuò)層的情況很多,這時(shí)框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)應(yīng)人工復(fù)核,軟件自動(dòng)生成的長(zhǎng)度系數(shù)是按層劃分的,而框架柱貫通兩層或三層,不能簡(jiǎn)單的歸為哪一層,需進(jìn)行人工干預(yù),才能得到真實(shí)的結(jié)果。
(2)框架柱配筋計(jì)算時(shí),可以按雙偏壓計(jì)算,也可按單偏壓計(jì)算,因雙偏壓計(jì)算存在多解,則一般按單偏壓計(jì)算配筋,雙偏壓驗(yàn)算結(jié)果,當(dāng)雙偏壓驗(yàn)算不能滿足驗(yàn)算要求時(shí),應(yīng)對(duì)配筋修改,重新驗(yàn)算,直至滿足要求。
(3)樓板是結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件,一般不進(jìn)行抗震驗(yàn)算(除大跨樓板考慮豎向地震作用外),但對(duì)整體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算有重要的影響?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50010-2010 ) 5.2.4條規(guī)定:對(duì)現(xiàn)澆樓蓋和裝配整體式樓蓋,宜考慮樓板作為翼緣對(duì)梁剛度和承載力的影響。整體計(jì)算中一般將梁剛度乘以放大系數(shù),配筋時(shí)將梁按T形截面進(jìn)行計(jì)算,這樣才能符合工程的實(shí)際情況。
(4)框架梁一般可以考慮塑性內(nèi)力重分布,當(dāng)梁兩端出現(xiàn)塑性鉸時(shí),梁端負(fù)彎矩減小,跨中的彎矩相應(yīng)增大,同時(shí)也符合規(guī)范“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)理念。但《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50010-2010 ) 5.4.2條規(guī)定:對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件,以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于三a、三b類環(huán)境情況下的結(jié)構(gòu),不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,對(duì)于特殊工程或特殊構(gòu)件,應(yīng)人為設(shè)置參數(shù),進(jìn)而保證計(jì)算的正確性和可靠性。
三、結(jié)論
綜上可知,在目前我國(guó)建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在很多的問(wèn)題,這不僅對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成了嚴(yán)重的影響,還帶來(lái)了建筑工程的效益問(wèn)題。因此,需要我們嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)并進(jìn)行處理,才能保障建筑工程的穩(wěn)定性與安全性,進(jìn)而保證建筑工程的質(zhì)量和效益。
參考文獻(xiàn):
[1] 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 (JGJ3-2010)
關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);教學(xué)方法;設(shè)計(jì)規(guī)范;修訂內(nèi)容;技術(shù)要點(diǎn)
中圖分類號(hào):G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-2909(2013)02-0053-05
中國(guó)建筑科學(xué)領(lǐng)域的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))大約每10年修訂一次,2002版《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]自頒布實(shí)施至今已有10余年,尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉樹地震發(fā)生之后,2002版規(guī)范中關(guān)于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施以及工程結(jié)構(gòu)抗震理論存在的不足更加突顯。同時(shí),中國(guó)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究水平的不斷提高,新材料的不斷出現(xiàn)以及工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,也縮短了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂周期。2011年7月,正式頒布實(shí)施GB50010―2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]。新規(guī)范根據(jù)多年工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果,同時(shí)考慮與國(guó)際其他發(fā)達(dá)國(guó)家混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接軌,貫徹國(guó)家“四節(jié)一環(huán)保(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù))”政策編制而成。新規(guī)范的編制標(biāo)志著中國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)水平有了新的提高;同時(shí)也對(duì)高等學(xué)校土建類專業(yè)學(xué)生如何結(jié)合新版規(guī)范進(jìn)行快速知識(shí)更新,高校教師如何及時(shí)改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)課程教學(xué)方法提出了新要求[3-6]。
一、新版規(guī)范關(guān)于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的修訂
(一)混凝土強(qiáng)度的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.4條中注1和注2的相關(guān)規(guī)定,即關(guān)于受壓構(gòu)件尺寸效應(yīng)(現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件,如截面的長(zhǎng)邊或直徑小于300 mm,則混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8)和離心混凝土的有關(guān)規(guī)定。2002版規(guī)范源于前蘇聯(lián)規(guī)范,最近俄羅斯規(guī)范關(guān)于此條的規(guī)定已被取消,而離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按專門的標(biāo)準(zhǔn)取用,不再列
入,故新版混凝土規(guī)范將此項(xiàng)內(nèi)容刪除。另外,新版混凝土規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.6條中關(guān)于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,以及當(dāng)蒸養(yǎng)溫度超過(guò)60℃時(shí),計(jì)算混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)提高20%的規(guī)定,因?yàn)楦邷卣麴B(yǎng)引起的主要問(wèn)題是裂縫,而非提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度所能解決。
(二)鋼筋強(qiáng)度的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.2.2條增加了強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為500 MPa的HRB500、HRBF500級(jí)高強(qiáng)鋼筋,并規(guī)定其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(fy=435MPa)與抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(f′y=410MPa)分別取不同數(shù)值。加入靠控溫軋制而具有一定延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的HRBF系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋,限制并準(zhǔn)備淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為335 MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用,立即淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235 MPa的HPB235級(jí)光圓鋼筋的應(yīng)用,以HPB300級(jí)光圓鋼筋取代之。同時(shí),規(guī)定了過(guò)渡方法,要求在規(guī)范的過(guò)渡期及對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),235 MPa級(jí)光圓鋼筋的設(shè)計(jì)值仍按原規(guī)范取值;同時(shí),推廣強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值400 MPa、500 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋作為受力的主導(dǎo)鋼筋。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋,為了補(bǔ)充中強(qiáng)空擋,增加了強(qiáng)度等級(jí)為1 960 MPa和大直徑21.6 mm的鋼絞線,補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋及中強(qiáng)鋼絲的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),并淘汰了錨固性能差的刻痕鋼絲,刪除了不常用的預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度等級(jí)和直徑。
二、新版規(guī)范關(guān)于基本設(shè)計(jì)規(guī)定的修訂
為了進(jìn)一步完善2002版規(guī)范,保證結(jié)構(gòu)的安全,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性,提高混凝土結(jié)構(gòu)抗偶然作用的能力,新版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)原則從以構(gòu)件設(shè)計(jì)為主擴(kuò)展到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系,補(bǔ)充了3.2條“結(jié)構(gòu)方案”和3.6條“結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則”,增加了3.7條“既有結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)原則”的規(guī)定,指出結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)對(duì)建筑物安全性有著決定性影響,鑒于結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的難度和代價(jià)較大,一般結(jié)構(gòu)只須進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念設(shè)計(jì),以定性設(shè)計(jì)的方法增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性;同時(shí)新版規(guī)范3.4.4條對(duì)構(gòu)件撓度、裂縫寬度計(jì)算采用的荷載組合進(jìn)行了調(diào)整,新增鋼筋混凝土構(gòu)件采用荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響,完善了承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)內(nèi)容,增加以構(gòu)件分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行應(yīng)力設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。另外,新版混凝土規(guī)范3.4.1條第4款及3.4.6條還增加了樓蓋舒適度的要求,并規(guī)定樓蓋豎向自振頻率的限值。
三、新版規(guī)范關(guān)于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的調(diào)整修訂
(一)正截面承載力計(jì)算的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算未作改動(dòng),但對(duì)受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算改動(dòng)較大,主要是針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的二階效應(yīng)問(wèn)題。2002版混凝土規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí)[7-8],對(duì)引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms和不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns不加區(qū)別,全部乘以增大系數(shù)ηs,即考慮P-δ效應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)的彎矩為M=(Mns+Ms)ηs。新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí),對(duì)除排架結(jié)構(gòu)以外的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms,不增加不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns,即結(jié)構(gòu)中的彎矩為M=Mns+ηsMs。另外,對(duì)于P-δ效應(yīng),2002版規(guī)范通過(guò)初始偏心距增大系數(shù)η來(lái)考慮P-δ效應(yīng),而新版混凝土規(guī)范6.2.3條規(guī)定偏心壓力構(gòu)件通過(guò)調(diào)整構(gòu)件控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值M來(lái)考慮P-δ效應(yīng)(彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱的偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9,同時(shí)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比滿足的偏心受壓構(gòu)件時(shí)不用考慮P-δ效應(yīng)),取消了軸向力偏心距增大系數(shù)η對(duì)二階效應(yīng)的影響。關(guān)于軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的P-δ效應(yīng)新舊規(guī)范具體的變化如表1(以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件為例)。
(二)斜截面承載力計(jì)算的修訂
2002版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn):當(dāng)集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%時(shí),分別按均布荷載和集中荷載兩種情況計(jì)算的箍筋差異很大,即造成配箍不連續(xù)。因此,為了克服上述不足,新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.4條統(tǒng)一了一般受彎構(gòu)件與集中荷載作用下梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式,并調(diào)整了斜截面受剪承載力計(jì)算公式中箍筋抗力項(xiàng)的系數(shù),適當(dāng)增加斜截面受剪承載力的安全儲(chǔ)備,新舊規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算公式如表2(以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為例)。同理,將考慮地震作用的框架梁其斜截面受剪承載力計(jì)算公式也作了相應(yīng)修改。
四、新版規(guī)范關(guān)于正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的調(diào)整修訂
(一)裂縫控制驗(yàn)算的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范3.4.4條保留了2002版混凝土規(guī)范有關(guān)裂縫控制等級(jí)劃分的規(guī)定,但對(duì)受力裂縫的控制進(jìn)行了適當(dāng)放松(詳見新版混凝土規(guī)范第3.4.4及7.1.1條規(guī)定)。另外,在進(jìn)行最大裂縫寬度wmax計(jì)算時(shí),新版混凝土規(guī)范7.1.2條調(diào)整了計(jì)算中鋼筋應(yīng)力σs的計(jì)算方法,以及表7.1.2-1中關(guān)于鋼筋混凝土受彎、偏心受壓構(gòu)件受力特征系數(shù)αcr的取值,將wmax的公式計(jì)算值適當(dāng)減小。
(二)撓度驗(yàn)算的修訂
在進(jìn)行受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算時(shí),新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.2條在受彎構(gòu)件短期剛度Bs的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充提出了考慮荷載準(zhǔn)永久組合和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響,給出了剛度計(jì)算公式B=Bs/θ。另外,根據(jù)國(guó)內(nèi)研究成果,在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件短期剛度Bs計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等效面積折減系數(shù)α1,適當(dāng)調(diào)整值ρ,就可將原公式用于無(wú)粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的短期剛度計(jì)算(詳見新版混凝土規(guī)范第7.2.3條規(guī)定[1])。
五、新版規(guī)范關(guān)于構(gòu)造規(guī)定的調(diào)整修訂
(一)混凝土保護(hù)層厚度規(guī)定的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.2.1條調(diào)整了鋼筋保護(hù)層厚度的規(guī)定,從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度考慮,不再以縱向受力鋼筋的外緣計(jì)算,而以最外層鋼筋(包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等)的外緣計(jì)算混凝土保護(hù)層厚度。修訂后的保護(hù)層厚度實(shí)際上比原規(guī)范的規(guī)定有所增加,一般情況下略有增加,而惡劣環(huán)境下增加的幅度較大,新舊規(guī)范關(guān)于混凝土保護(hù)層最小厚度c的對(duì)比如表3。從表3可以看出,新版規(guī)范中關(guān)于混凝土保護(hù)層的厚度無(wú)論從數(shù)值上還是具體計(jì)算規(guī)定上都明顯增大,充分考慮了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求,新增設(shè)計(jì)使用年限100年的結(jié)構(gòu),其保護(hù)層厚度取相應(yīng)類別使用年限為50年的1.4倍,同時(shí)細(xì)化環(huán)境類別,將原規(guī)范中的環(huán)境三類細(xì)化為三a、三b兩個(gè)子類,并進(jìn)一步加大惡劣環(huán)境下混凝土保護(hù)層厚度的取值。
(二)關(guān)于鋼筋錨固長(zhǎng)度規(guī)定的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.3.1條對(duì)基本錨固長(zhǎng)度的計(jì)算公式未作改動(dòng),但明確了鋼筋的錨固長(zhǎng)度la=ξalab,其中修正系數(shù)ξa根據(jù)錨固條件取用,同時(shí)在計(jì)算基本錨固長(zhǎng)度lab時(shí),刪除了原規(guī)范中錨固性能較差的刻痕鋼絲。由于2002版規(guī)范中關(guān)于混凝土強(qiáng)度最高等級(jí)取C40偏于保守,故新版規(guī)范將混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)提高到C60,以提高錨固的性能。
六、新版規(guī)范在混凝土課程教學(xué)過(guò)程中的新要求
新版混凝土規(guī)范自2011年7月頒布實(shí)施以來(lái),已經(jīng)有近一年,而目前中國(guó)高校所使用的教材多數(shù)是在2002版規(guī)范基礎(chǔ)之上編寫而成,如何將教學(xué)內(nèi)容與新規(guī)范相結(jié)合是目前混凝土任課教師亟待解決的問(wèn)題,筆者認(rèn)為在教學(xué)的過(guò)程中將重點(diǎn)從如下幾個(gè)方面入手。
一是,改變以教材為主要參考資料而較少閱讀和學(xué)習(xí)《規(guī)范》的傳統(tǒng)教學(xué)方法,提高學(xué)生解決結(jié)構(gòu)實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),包括到施工現(xiàn)場(chǎng)參觀的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及綜合技能訓(xùn)練等。在混凝土結(jié)構(gòu)課程開課前,讓學(xué)生對(duì)梁、板、柱等常見的混凝土基本構(gòu)件以及框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式形成初步感性認(rèn)識(shí),并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)課程的興趣。
二是,改變以往授課過(guò)程中只重視單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì),輕視整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)思想,補(bǔ)充“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念,了解課程的主要層次關(guān)系,從全局把握學(xué)習(xí)重點(diǎn),理清學(xué)習(xí)思路,建立結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)概念,理清各部分之間的關(guān)系,為課程學(xué)習(xí)建立總體框架。
三是,注意新舊規(guī)范關(guān)于混凝土和鋼筋兩種材料在強(qiáng)度和級(jí)別方面的修訂和增補(bǔ)原因。目前,由于規(guī)范處于過(guò)渡階段,故應(yīng)重點(diǎn)向?qū)W生講明混凝土和鋼筋兩種材料的級(jí)別調(diào)整和增補(bǔ)原因,糾正以往對(duì)鋼筋等級(jí)(例如Ⅰ級(jí)鋼、Ⅱ級(jí)鋼、Ⅲ級(jí)鋼等)的提法,而應(yīng)以規(guī)范規(guī)定的提法為準(zhǔn),同時(shí)提醒學(xué)生關(guān)于兩種材料強(qiáng)度的調(diào)整規(guī)定。
四是,關(guān)于單個(gè)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)中受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力和偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算新舊規(guī)范的對(duì)比,以及新規(guī)范修改的原因,在授課時(shí)引用《規(guī)范》中的條文進(jìn)行講解。這樣可以讓學(xué)生在理解課堂教學(xué)知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步熟悉《規(guī)范》規(guī)定的原因以及依據(jù)。
五是,注意鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度和撓度驗(yàn)算的變動(dòng);授課過(guò)程中應(yīng)注重鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如板、梁、柱)有關(guān)內(nèi)容的變化。構(gòu)造措施是人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)而成的,是防止因計(jì)算考慮不周全而造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂、破壞,或者是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用和施工上的需要而采用的,構(gòu)造措施在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要,大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題都是通過(guò)構(gòu)造措施得以
保證,因此一定要引起足夠重視。
七、結(jié)語(yǔ)
混凝土結(jié)構(gòu)是中國(guó)工業(yè)與民用建筑采用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前高校土木工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課程。新版混凝土規(guī)范在高強(qiáng)高性能材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容的擴(kuò)展以及實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌等方面都有了很大進(jìn)步,同時(shí)新規(guī)范更加側(cè)重房屋、鐵路、公路、港口和水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)共性技術(shù)問(wèn)題設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)一,這與“大土木”專業(yè)設(shè)置要求和土木工程專業(yè)“寬基礎(chǔ)、多出口”的培養(yǎng)目標(biāo)更加吻合。筆者僅介紹了規(guī)范與本科教學(xué)有關(guān)的主要修訂內(nèi)容,并以此提出教學(xué)新要求,以期拋磚引玉,共同推進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革。
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Teaching of concrete structure design course
LI Fengchen1,2, ZHANG Lina1,2, XU Chi2, YI Pinghua1
( 1.College of Civil Engineering and Architecture, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, P. R. China;
引言
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)已經(jīng)有了較好的發(fā)展,已經(jīng)形成了比較完整的規(guī)法體系,但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于其實(shí)際的工作環(huán)境以及施工條件的限制,在很多具體的問(wèn)題上還存在很多的問(wèn)題,為了更好的提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,使得整個(gè)建筑可以做到設(shè)計(jì)優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益以及安全舒適的要求,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就必須要注意相關(guān)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)決貫徹執(zhí)行國(guó)家相關(guān)規(guī)法和標(biāo)準(zhǔn)。
1、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題
(1)在進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí),尤其是帶梁板的獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于地下室底板的設(shè)計(jì)往往容易忽略很多的問(wèn)題,其中最大問(wèn)題就是由于整個(gè)建筑物的沉降導(dǎo)致的附件應(yīng)力的計(jì)算。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),整個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)和地下室底板都會(huì)因?yàn)樯喜亢奢d的作用而發(fā)生沉降,整個(gè)地下結(jié)構(gòu)將會(huì)變形,在共同受力的條件下,如果沒有對(duì)可能產(chǎn)生的附加應(yīng)力加以考慮就會(huì)使得底板的設(shè)計(jì)偏于不安全,使得整個(gè)地下底板的承載力不足導(dǎo)致裂縫的形成。尤其是在一些天然的基礎(chǔ)中,由于沉降導(dǎo)致的附加應(yīng)力作用就會(huì)更加明顯。如果整個(gè)工程的地基沉降量較小還可以使用底板和持力層之間添加褥墊的方式進(jìn)行處理,如果大尺度的沉降將會(huì)對(duì)整個(gè)建筑造成巨大的影響。
(2)現(xiàn)代建筑一般都會(huì)設(shè)置地下室,如果發(fā)現(xiàn)地下水位處在較高的位置就需要在設(shè)計(jì)時(shí)特別的注意,在進(jìn)行室外地坪的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),其外表應(yīng)該做大簡(jiǎn)潔,以便于進(jìn)行建筑防水施工。特別是對(duì)于柱下承臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式,在其影響之下,基槽的形狀一般都是不清楚的,存在很多的陰陽(yáng)角,致使整個(gè)建筑工程的防水施工的難度加大,防水工程的質(zhì)量就會(huì)受到很大的影響。對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō),防水質(zhì)量差將會(huì)直接影響到建筑物的使用壽命。可以在地下室內(nèi)部添加濾水層或者是覆蓋土層的方法進(jìn)行處理,在保證施工的工程質(zhì)量的同時(shí),使用的進(jìn)度也不會(huì)受到影響。
(3)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往都會(huì)進(jìn)行很多的假設(shè),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是在這些假設(shè)上面進(jìn)行的。外墻的配筋和地下室的底板設(shè)計(jì)中,很容易出現(xiàn)實(shí)際情況和預(yù)先假設(shè)的情況不一致。在進(jìn)行地下室外墻設(shè)計(jì)時(shí),很多工程當(dāng)中外墻有扶壁柱,對(duì)于其尺寸沒有進(jìn)行區(qū)分,都是按照雙向板進(jìn)行計(jì)算的,但是在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的整體配筋是,計(jì)算機(jī)電算是沒有按照雙向板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的,這就使得整個(gè)外墻和扶壁柱在設(shè)計(jì)上存在區(qū)別,根據(jù)變形協(xié)調(diào)關(guān)系,導(dǎo)致的結(jié)果就是扶壁柱的配筋較少、外墻縱向配筋過(guò)度,但是豎向配筋不足。
2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
框剪結(jié)構(gòu),剪力墻的布置要均勻,不要出現(xiàn)單肢剛度過(guò)大的剪力墻,以免應(yīng)力過(guò)于集中,一旦破壞,將構(gòu)成嚴(yán)重影響。而且,與之相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ),連梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度都會(huì)加大。剛度較大的第一級(jí)別的剪力墻(同一級(jí)別的剪力墻是指剛度相近,比值小于2時(shí)的墻肢),其墻肢數(shù)不應(yīng)少于4肢。當(dāng)遇到中震時(shí),我們應(yīng)考慮第一級(jí)別的剪力墻進(jìn)入塑性后,還應(yīng)有小級(jí)別的剪力墻來(lái)維持建筑物變形不致過(guò)大,產(chǎn)生次生災(zāi)害。這就是多道設(shè)防的概念。但當(dāng)遇到大震時(shí),小級(jí)別的剪力墻也進(jìn)入塑性階段后,建筑物基本已經(jīng)破壞了。此時(shí),我們應(yīng)該通過(guò)我們的設(shè)計(jì)有選擇地讓梁破壞,從而保證柱子的完整性,來(lái)保證建筑不倒,或緩倒,以爭(zhēng)取時(shí)間,減少人員的傷亡。這就是我們說(shuō)的延性設(shè)計(jì)。
3、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問(wèn)題
3.1結(jié)構(gòu)裂縫
對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)由于其配筋數(shù)量以及混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的材料使用不盡相同,所以構(gòu)件之間的剛度存在差異是不可避免的,在結(jié)構(gòu)當(dāng)中就很容易形成剛度的相對(duì)薄弱區(qū),一旦受力出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)產(chǎn)生裂縫,例如混凝土建筑物的墻角處、混凝土樓板處等。
3.2溫度裂縫
溫度裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中是最為常見的一種裂縫形式,主要就是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的體量不斷變大,水泥在水化的時(shí)候由于溫差的變化產(chǎn)生了熱脹冷縮的現(xiàn)象,這種結(jié)構(gòu)變形很容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中的溫度拉應(yīng)力大于混凝土的極限值時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫,使得混凝土當(dāng)中的鋼筋出現(xiàn)銹蝕的情況,影響結(jié)構(gòu)的耐久性。
3.3構(gòu)造裂縫
當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)使用的配合比一般水灰比都比較大,或者是在施工當(dāng)中由于模板的滑動(dòng),振搗的不充分都會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生構(gòu)造裂縫。尤其是在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程當(dāng)中由于混凝土的水化硬化,水泥基材料體積會(huì)減少,再加上水分的蒸發(fā),致使混凝土產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象。
4、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策
4.1計(jì)算體系的合理簡(jiǎn)化
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,針對(duì)實(shí)際的結(jié)構(gòu)形式通常都需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化,這樣可以將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。對(duì)于結(jié)構(gòu)計(jì)算來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化主要是在對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的充分認(rèn)識(shí)以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,有的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的簡(jiǎn)化時(shí)容易忽略很多重要的問(wèn)題,例如結(jié)構(gòu)的變形以及受力問(wèn)題等,這些都結(jié)構(gòu)最終的受力計(jì)算結(jié)構(gòu)會(huì)有很大的影響,直至最終影響到結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算。所以在結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的簡(jiǎn)化時(shí)應(yīng)該做到合理,對(duì)于容易忽略的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注,受力情況和變形分析不能忽略,保證采用的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的合理性。
4.2適當(dāng)設(shè)計(jì)尺寸
在前面的講述中已經(jīng)提到,由于結(jié)構(gòu)的變形和結(jié)構(gòu)材料的溫度變形都會(huì)使得整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性下降,同時(shí)由于目前的混凝土結(jié)構(gòu)的體量都比較大,結(jié)構(gòu)因?yàn)闇夭町a(chǎn)生的變形比較嚴(yán)重,就會(huì)產(chǎn)生一些具有破壞性的裂縫,例如混凝土樓板形成橫向裂縫。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行考慮,在滿足設(shè)計(jì)需求的同時(shí)還需要對(duì)結(jié)構(gòu)的變形以及裂縫進(jìn)行考慮。
4.3規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀和布置
如果在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀的選擇以及結(jié)構(gòu)布置采用了不規(guī)則的布置,那么就很容易導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)在不同的方向上的剛度存在差異。結(jié)構(gòu)在受力的情況下產(chǎn)生的變形就不一樣,結(jié)構(gòu)不同部位的變形差就很容易在其內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力,使得整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱的部位,甚至?xí)a(chǎn)生裂縫等情況。所以說(shuō)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的形狀以及布置的選擇時(shí)應(yīng)該盡量做到規(guī)則,保證結(jié)構(gòu)的整體受力和變形均衡,避免因?yàn)檫^(guò)大的變形差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。
5、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),其工程質(zhì)量的好壞將會(huì)直接關(guān)系到人的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的責(zé)任是比較重大的。同時(shí)伴隨著現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)材料的不斷變化,結(jié)構(gòu)形式不斷更新,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中需要不斷進(jìn)行學(xué)習(xí),加強(qiáng)研究,做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)部工作的同時(shí),總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題,努力提高建筑工程質(zhì)量。
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