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混凝土結構設計論文優選九篇

時間:2023-09-08 17:05:23

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混凝土結構設計論文

第1篇

關鍵詞:混凝土結構設計建筑結構

前言

1在設計方法上的差別

在建筑結構專業的《混凝土結構設計規范》GBJ10-89中(以下簡稱GBJ10-89),采用的是近似概率極限狀態設計方法。以概率理論為基礎,較完整的統計資料為依據,用結構可靠度來衡量結構的可靠性,按可靠度指標來確定荷載分項系數與材料分項系數,使設計出來的不同結構,只要重要性相同,結構的可靠度是相同的。

在公路橋梁專業的《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》TJT023-85中(以下簡稱TJT023-85),采用的是半概率半經驗的極限狀態設計方法。雖然也采用概率理論及結構可靠度理論,但在設計公式中是用三個經驗系數來反映結構的安全性,即荷載安全系數、材料安全系數、結構工作條件系數。

在設計中,對這種系數的差別要注意區別,不能混淆。

2材料強度取值上的差別

2.1混凝土的強度

混凝土立方體抗壓強度是混凝土的基本強度指標,是用標準試塊在標準養護條件下養護后用標準試驗方法測得的強度指標。兩規范中所采用的試塊尺寸是不同的。GBJ10-89中采用150mm立方體試塊,TJT023-85中用200mm的立方體試塊。GBJ10-89中,根據測得的具有95%保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強度等級,一共分為十級,即C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C60。

TJT023-85中,根據測得到具有84.13%保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強度等級,用混凝土標號表示,一共分為七級,即15號、20號、25號、30號、40號、50號、60號。由于所采用的試塊尺寸不同,兩規范中相同數值等級的混凝土強度值是不同的,GBJ10-89的值大。如C15混凝土與15號混凝土,盡管都表示強度等級為15Mpa的混凝土,但實際強度C15混凝土比15號混凝土大。混凝土強度取值不同,這一點在設計中是要注意的。

2.2鋼筋的強度

兩規范中,鋼筋的標準強度取值是一樣的,都采用鋼材的廢品限制值作為取值依據。但鋼筋的設計強度取值不一樣,GBJ10-89中以標準強度值除以材料分項系數作為取值依據,而TJT023-85中設計強度取值與標準強度取值是一樣的。這樣,相同的鋼筋等級,TJT023-85中鋼筋的設計強度取值大。

3荷載取值的差別

兩規范中荷載分類與取值都有明確的規定,不容易混淆。在荷載效應組合中有一點差別,應注意。GBJ10-89中,荷載效應組合時,既有荷載分項系數,又有荷載組合系數,要區別開來。TJT023-85中只有荷載分項系數。

4構件計算的差別

兩規范中在構件計算上,盡管依據的原理、計算假定、計算模型基本一致,但計算公式、計算結果是有較大差別的。構件計算是關系到設計結果的最重要的一環,值得重視。限于篇幅,只以正截面受彎和斜截面受剪強度計算為例看計算上的差別。

4.1正截面受彎強度計算

兩規范在計算假定上就有差別。混凝土極限壓應變取值,TJT023-85中為εu=0.003GBJ10-89中εu=0.0033。在等效矩形應力圖形中,TJT023-85取γσ=Raβx=0.9x。GBJ10-89中取γσ=1.1fcβx=0.8x。由于εu取值不同,兩規范中混凝土界限受壓區高度有些差別。從混凝土極限壓應變、等效矩形應力圖形的差別上可以看出,兩規范中安全儲備是不同的。TJT023-85的安全儲備大。

下面用算例來說明這一問題。

有矩形截面梁,截面尺寸為250mm×500mm20號混凝土,Ⅱ級鋼筋。計算截面處計算彎矩為Mj=15KN.m試進行配筋計算。

4.1.1先按TJT023-85計算。

已知20號混凝土抗壓強度設計值Ra=11MpaII級鋼筋抗拉強度設計值Rg=340Mpa混凝土相對界限受壓區高度ξjg=0.55,材料安全系數γc=γs=1.25。

(1)求混凝土受壓區高度x

先假定鋼筋按一排布置,鋼筋重心到混凝土受拉邊緣的距離a=40mm,則有效高度h0=(500-40)mm=460mm由

解得X=133mm<ξjgh0=0.55×460=253mm。

(2)求所需鋼筋數量Ag,由RgAg=Ra·bx,得

Ag===1076mm2

(3)驗算最小配筋率μ===1%>μmin=

0.1%,滿足規范要求。

4.1.2按GBJ10-89計算

C20混凝土,彎曲抗壓強度設計值fcm=11Mpa,鋼筋抗拉強度設計值fy=310Mpa混凝土相對界限受壓區高度ξb=0.544

(1)求X有Mj=fcmb×(h0-)得115×106=11×250×(460-),解得x=(1-1-)h0=102.3mm<ξbh0=0.544×460=250.2mm滿足要求

(2)求As由Asfy=fcmbx得As=fcmbx/fy=(11x250×102.3)/310=907.5mm2>μminbh0=0.15%×250×460=172.5mm2

如果扣除由于20號混凝土與C20混凝土之間強度取值的差別,20號混凝土按GBJ10-89,fcm=11×0.95=10.45MPa則x=(1-1-)×460=108.5mm,As=(10.45x250x108.5)/310=914.4mm2

從上述計算中看出,按TJT023-85比按GBJ10-89鋼筋用量多17.7%。

4.1.3受彎構件斜截面強度計算

在斜截面強度計算中,兩規范都是根據斜截面發生剪壓破壞時的受力特征和試驗資料所制定的。但兩規范在計算公式表述上及計算結果上都有較大的差別。

TJT023-85中,斜截面強度計算公式為:Qj≤Qu=Qhk+QW,其中Qhk=0.0349bh0(2+p)RμkRgk,Qw=0.06RgwΣAwsinα,式中Qj:根據荷載組合得出的通過斜截面頂端正截面內的最大剪力,即計算剪力,單位為KN;Qhk:混凝土和箍筋的綜合抗剪承載力(KN);Qw:彎起鋼筋承受的剪力(KN);b:通過斜截面受壓區頂端截面上的腹板厚度(cm);h0:通過斜截面受壓區頂端截面上的有效高度,自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的距離(cm);μk:箍筋配筋率μk=nk·ak/(b·s);Rgk:箍筋的抗拉設計強度(Mpa),設計時不得采用大于340Mpa:R:混凝土標號(Mpa);p斜截面內縱向受拉主筋的配筋率,p=100μ,μ=Ag/bh0當p>3.5時,取p=3.5;Rgw:彎起鋼筋的抗拉設計強度(Mpa);Aw在一個彎起鋼筋平面內的彎起鋼筋縱截面面積(cm2);α:彎起鋼筋與構件縱向軸線的夾角。

上式中工作條件系數、安全系數均已記入。公式的適用條件采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足Qj≤0.051Rh0(KN)。滿足下限值,Qj≤0.038R1bh0(KN)可按構造要求配置箍筋,式中R1:混凝土抗拉設計強度(Mpa)。GBJ10-89中,斜截面承載力的計算公式為V≤Vu=Vcs+Vsb其中Vcs=0.07fcbh0+1.5fyv(Asv/S)h0Vsb=0.8fyAsbsinαs當為承受集中荷載的矩形獨立梁,Vcs=0.2/(λ+1.5)fcbh0+1.25fyvh0,式中V:構件截面上的最大剪力設計值(N);Vcs:混凝土與箍筋的綜合抗剪承載力(N);Vsb:彎起鋼筋所承受的剪力(N);b:矩形截面的寬度,T形截面或I形截面的腹板寬度(mm);h0:通過斜截面受壓區頂端截面上的有效高度,自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的距離(mm);fc:混凝土的抗壓強度設計值(Mpa);fyv:箍筋的抗拉強度設計值(Mpa);S:沿構件長度箍筋間距(mm);fy:彎起鋼筋的抗拉強度設計值(Mpa);Asb:在一個彎起鋼筋平面內的彎起鋼筋縱截面面積(mm2);αs:彎起鋼筋與構件縱向軸線的夾角。

公式的適用條件也是采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足V≤0.25fcbh0當為薄腹梁,V≤0.2fcbh0。滿足下限值V=0.07fbh0,可按構造要求配置箍筋。從上述公式中,可以看出,公式的表達形式不同,各物理量的單位也不同。

下面以實際例子看看計算結果上的差別。

已知T形截面簡支梁,25號混凝土,縱筋采用II級鋼筋,箍筋采用I級鋼筋,計算截面的計算剪力為416.27KN受拉區有2Φ32的縱筋,保護層厚30mm。進行腹筋設計。

下表是根據兩規范進行的計算比較。

TJT023-85中,對斜截面抗剪計算,要求彎起鋼筋承擔40%的計算剪力,混凝土與箍筋共同承擔60%的計算剪力。另根據規范對計算剪力的定義,TJT023-85中的計算剪力與GBJ10-89中的設計剪力是一致的。所以在GBJ10-89計算中,也按4:6比例分擔剪力。

第2篇

【關鍵詞】混凝土;結構設計;耐久性;抗震性

1.前言

從傳統的觀念來看,鋼筋混凝土結構具有很多優點,它有良好的物理力學性能、取材容易和造價可觀的優點,但它最為顯著的特點主要耐久性,混凝土本身的耐久是毋庸置疑的,雖然鋼筋容易發生腐蝕,但是有混凝土的保護層的包裹,鋼筋不能和空氣接觸,鋼筋不會發生銹蝕,所以鋼筋混凝土結構的使用壽命是相當長的。所以成為了世界工程建筑使用最廣泛的結構形式。當然這只是從傳統的觀念來看的,但從科學的角度來看,這是不符合科學的探索觀點的,正是由于人們收傳統觀念的影響,只片面了考慮的混凝土的耐久性,忽視了混凝土結構的整體耐久性,并且很多地區屬于地震多發段,地震對其的危害相當的大,所以抗震性也不容忽視,特別是高層建筑中,抗震性尤為重要,越是樓層高,高樓層的頂部在受到地震作用時側向位移也越大,就更容易發生坍塌的危險。本文主要從混凝土結構的耐久性和抗震性來分析設計中的一些值得注意的問題。

2.混凝土結構的耐久性

雖然混凝土結構存在的很多的優點,但是也存在一些內部因素和外部因素對混凝土結構的耐久性產生影響。

2.1內部因素。內部因素首先便是混凝土的自身問題,混凝土內部存在堿性的水化物,當大氣環境里的CO2侵入混凝土內部時,會使得混凝土中的這些堿性水化物與CO2發生中和反應,也就是使得pH值下降,俗稱混凝土的碳化過程。這個過程會讓混凝土急劇收縮,導致混凝土開裂,加上碳化也會破壞鋼筋外表面的氧化膜,使得鋼筋容易銹蝕,發生危險。提高混凝土的強度等級的,使得內部孔隙率降低,混凝土內部更加的密實,提高了抗滲透性能,減緩了外部有害物質的入侵。值得注意的是當混凝土中加有堿活性的骨料的時候,在露天潮濕環境下,堿與骨料里的活性顆粒會產生反應,混凝土表面也會產生裂縫,加速侵蝕性物質的入侵破壞。再者的內部因素便是鋼筋本身的影響,當混凝土有裂縫存在且較大的時候,鋼筋肯定會受銹蝕,經過銹蝕的鋼筋體積會膨脹,將混凝土保護層脹裂,又加快了鋼筋的銹蝕。鋼筋銹蝕后,鋼筋的有效受力面積減小,相對應的強度會降低,致使結構承載力削弱。另一方面,銹蝕后的鋼筋抗滑移的能力也會降低,很可能使得結構發生滑移破壞。時間越長,結構出現承載力問題會加大,有時甚至會突然斷裂的脆性破壞,十分危險。所以影響混凝土耐久性的根源就是混凝土自身的碳化和鋼筋銹蝕。

2.2外部因素

影響混凝土結構耐久性外部重要因素便是外界環境的影響。《混凝土結構設計規范》規定:

“一類:室內干燥環境;永久的無侵蝕性靜水浸沒環境

二類a:室內潮濕環境;非嚴寒和非寒冷地區的露天環境;非嚴寒和非寒冷地區與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境;寒冷和嚴寒地區的冰凍線以下的無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境

二類b:干濕交替環境;水位頻繁變動環境,嚴寒和寒冷地區的露天環境;嚴寒和寒冷地區的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境

三類a:嚴寒和寒冷地區冬季水位冰凍區環境;受除冰鹽影響環境;海風環境

三類b:鹽漬土環境;受除冰鹽作用環境;海岸環境

四類:海水環境

五類:受人為或自然的侵蝕性物質影響的環境?!?[1]

根據混凝土結構耐久性的調查,一類環境中設計使用年限為50年的質量安全基本可以保證。而一類環境中大部分使用年限超過了100年的都是一些紀念性建筑,數量上相對來說很少。一類環境中使用年數在70到80年的混凝土結構基本符合要求,這些構件的混凝土立方體抗壓強度在15N/mm2 [2]。所以,在設計時,在一定程度上提高混凝土的強度等級并且定期維護,可以使混凝土結構的使用年限適當增加;

第二、三類的環境情況有些復雜,設計時要規定水灰比并適當提高混凝土的強度等級,提高密實性以降低混凝土的滲透性,設計時要采用環氧涂層鋼筋,這種鋼筋就是普通的光圓鋼筋和帶肋鋼筋表面噴涂環氧樹脂,有很強的耐腐蝕性,注意構造上不能有積水。可以適用于潮濕環境的工業與民用房屋、橋梁、碼頭等一些鋼筋混凝土結構;(下轉第505頁)

(上接第503頁)

第四、五類環境下的混凝土結構的耐久性應該符合有關的標準規定。

3.混凝土結構的抗震性

當地震發生時,作用時間極短,破壞力極大,而建筑本身結構也十分復雜,當其遇到地震力作用的時候,其破壞形式和破壞過程也是相當的復雜,如果僅僅依靠結構的計算設計是片面的,是不能夠滿足在地震作用時結構的實際受力狀態需要的,所以抗震性的問題不能僅僅依賴結構計算設計,還要重視結構抗震的概念設計。概念設計就是在有利于提高結構抗震性的基礎上,對結構進行全面合理的宏觀控制。對于這樣的設計思路我們就應該注意下面幾個問題:

3.1合理場地選擇。場地是影響結構抗震性的一個重要的因素,如果場地地形復雜,依靠工程措施是很難彌補復雜地形的缺陷的。所以選擇場地的時候應該進行詳細的勘察,弄清楚地質情況,避開軟弱土層,容易滑坡,易液化等這樣的不利地段,若不能避開就采取有效的措施,如用樁基礎,加強基礎的剛度和整體性等。

3.2合理選擇建筑體型。在選擇建筑體型的時候,不要選擇太復雜的建筑體型,復雜的建筑體型沒有直接明確的傳力途徑,不利于分析結構的內力,很難找到薄弱部位,特別是有凸起凹進的地方容易產生應力集中的現象,在地震時最容易產生破壞,所以一般最好采用圓形、方形等對稱的建筑體型,受力均勻,布局合理,方便進行內力以及位移分析,美學上也有良好的視覺觀。

3.3合理選擇結構體系。結構體系應該保證有足夠的承載力分布和剛度,并在此基礎上還有足夠的延性。一般來說結構的承載力和剛度是分不開的,剛度越大,則承載力也越大,結構的延性可以吸收很多地震時產生的能量,可以產生較大的變形不讓結構在地震時產生突然的破壞,給人員安全撤出留下了足夠時間。為了更好的提高抗震性能結構所用的材料也要符合相關的抗震要求。

4.結語

總之,雖然在進行混凝土結構設計的時候需要考慮的問題很多,但是混凝土結構的耐久性和抗震性是必須要考慮的問題,把握好這兩個問題的關鍵,可以減少很多的工程事故,提高工程質量,提高工程的安全系數,保障人員的生命與財產安全。

【參考文獻】

[1]百度百科.[EB.OJ].

第3篇

要想有效實現混凝土框架頂層加建鋼結構的目標,就一定要明確兩者之間的區別?;炷量蚣芫哂凶灾卮蟆偠却蟆⒄鸷γ黠@、密閉性好、整體性好、抗壓性好、不易受外界侵蝕等特點;鋼結構具有自重小、延性好、耐火性差、密閉性差、易受外界侵蝕等特點?;炷量蚣芘c鋼結構均是借助傳統力學和數學公式進行受力計算的,同時在進行抗震設計的時候,均需要設置多道抗震防御體系,這樣才可以保證結構的整體性與牢固性;在進行管理的時候,無論是混凝土框架還是鋼結構,均需要管理人員具備相應的專業素質與技能,對施工中可能出現的風險、隱患、質量問題等進行預防與處理,保證施工的順利完成。當然,兩者之間也存在著明顯的區別:首先,材質方面。混凝土框架主要就是由鋼筋與混凝土構成,自重非常大;鋼結構主要是由鋼構件連接組成,自重比較小。其次,震害結果。根據相關資料顯示,混凝土框架震害主要表現為裂縫,局部倒塌,很少出現整棟樓倒塌的情況;鋼結構在地震作用下,經常發生失穩、扭曲、變形的情況,并且因為整體性比較差,因此在進行設計的時候,定要對整體性進行充分的考慮。最后,施工管理方面。在實際施工中,對于相同面積的施工,鋼結構要比混凝土框架施工快;在現場施工的時候,混凝土框架施工需要進行現場支模澆筑,進行預制構件工廠加工的情況不多,而鋼結構需要在工廠加工很多的預制構件,之后運輸至施工現場,進行相應的安裝與焊接。除此之外,針對工程造價而言,鋼結構也要比混凝土框架低一些,在進行實際施工時,可以根據市場情況,進行適當的選擇。

2加建工程的現狀

我國加建設計起步比較晚,與世界先進國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發展與進步,科學技術水平的不斷提高,加建工程得到了很大的發展空間,并且在我國各地都開展了一些舊房挖潛、改造、加建等工程,并且在上海、重慶、廣州、貴陽、昆明等地都將舊房改造工程列入到了城市規劃項目當中,頒布了相應的文件與規章制度。由此可以看出,我國加建工程得到了很大的發展空間。1)由以往的單個房屋加建發展為成片住宅區的加建工程;2)各種新材料、新工藝應用到了加建工程當中;3)輕鋼結構加建技術得到了深入的分析與研究,并且在加建工程中得到了廣泛的應用。

3鋼結構加建的優缺點

開展鋼結構加建工程的時候,具有以下優點:1)節約土地,提高土地面積的使用效率,縮短建設工期;2)因為鋼結構的自重比較輕,因此,加建部分的荷載作用對原結構的影響非常小,不需要單獨對地基進行加固處理,這樣不僅可以減少工作量,還可以縮短工期,節省部分施工成本;3)鋼結構具有較強的多樣性,在進行加建的時候,可以充分發揮空間的優勢,降低對原建筑結構的影響;4)鋼結構加建的適用范圍比較廣,不僅可以對房屋建筑進行加建,還可以對工業建筑進行加建,因此,在建筑加建工程中得到了廣泛的應用。當然,其也存在著一些缺點:1)在進行鋼結構加建之后,其整體建筑結構就會呈現一種上柔下剛、上輕下重的質量與剛度分布,導致建筑整體性較差,缺乏一定的抗震性能;2)鋼結構耐久性較差,在進行加建的時候,需要進行防腐、防火等措施的考慮,這樣就會增加一些建筑材料的使用,此時不僅會涉及到原材料的質量問題,還要考慮原材料的成本問題,因此,存在著一定的不足。

4混凝土框架頂層加建鋼結構設計

1)樓板設計。在設計樓板的時候,現階段一般選用的都是現澆灌技術。目前,現澆灌技術是樓板設計中最為常用與有效的方法,在采用此種方式進行鋼結構施工的時候,可以有效提高建筑結構整體的穩定性、牢固性與安全性。同時,在鋼結構施工中,此種方法可以對出現的問題進行靈活的處理與調整,根據實際情況,提出有效的解決辦法,保證樓板設計與施工的順利進行,確保建筑工程的整體施工質量。2)梁設計。在進行梁設計的時候,一定要結合國際設計標準與實際設計情況,制定合理、科學的鋼構設計要求:首先,在進行梁設計的時候,一定要保證其截面寬度不會低于200mm,同時寬度與高度之間的比值不要超過4。其次,在梁設計中必然要使用一些鋼筋,對其使用鋼筋也要進行一定的規定,保證梁結構具有一定的硬度與抗震性能,進而確保建筑工程整體結構的牢固性與安全性。最后,在設計扁梁的時候,一定要保證梁中線和柱中線重合,采用雙向布置結構。同時對扁梁進行嚴格的計算與設計,保證其結構的合理性與科學性,增強建筑工程整體結構的穩定性。3)柱設計。在進行柱設計的時候,一定要保證其截面符合設計標準:通常情況下,柱截面寬度與高度均不可低于300mm,柱直徑一定要超過350mm,截面短邊與長邊的比值不可以超過3,柱縱向鋼筋配比不可以低于0.2%等。在設計柱的時候,一定要嚴格遵照以上要求,這樣才可以保證柱設計的合理性與科學性,同時增強鋼結構的穩定性,保證建筑工程施工的順利完成。4)基礎承載重量構件設計。在進行基礎承載重量構件設計的時候,一定要綜合考慮各方面的因素,結合建筑負荷、結構形式、施工狀況等,加強基礎設計的合理性與科學性,使其達到建筑工程整體設計要求。針對設計不合理、不符合要求的部分,一定要進行相應的修改,保證其設計的合理性與科學性,這樣才可以保證建筑工程整體的施工質量。

5結語

第4篇

關鍵詞:高層建筑;預應力;混凝土板式;轉換層結構;設計

現代社會經濟不斷發展進步,社會群體對高層建筑工程的設計效果以及建設質量也提出了更高的要求,預應力混凝土板式轉換層結構作為高層建筑中的重要組成部分,受到社會的高度重視。為進一步滿足用戶的多元需求,促進高層建筑實際功能的有效發揮,應當充分做好預應力混凝土板式轉換層結構設計工作,以保證建筑的整體性,進一步改善高層建筑整體設計效果。

1預應力混凝土板式轉換層結構的優點

一是預應力混凝土板式轉換層結構能夠在一定程度上改善建筑整體結構抗裂性能,提高高層建筑整體質量。通過研究可知,在采用預應力混凝土板式轉換層結構后,高層建筑轉換層結構的抗裂性得到明顯改善,裂縫發生的幾率明顯降低,為高層建筑質量控制打下良好的基礎。二是預應力混凝土板式轉換層結構能有效改善轉換層結構的抗沖切能力,且便于施工操作,一定程度上降低了施工難度。三是預應力混凝土板式轉換層結構能夠促進混凝土板中內部壓力均勻分布,便于高層建筑建設過程中對不同體積的混凝土內部收縮拉力進行科學化控制,減少混凝土內部裂縫發生幾率,切實提高了混凝土澆筑質量,提高轉換層抗震性能,確保高層建筑的使用功能得到最大程度的發揮。

2預應力混凝土板式轉換層結構的設計原則與設計方法

2.1設計原則

在高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中,應當充分考慮高層建筑功能需求,對混凝土板式轉換層結構進行靈活布置,調整好上下剪切剛度,確保其滿足設計要求,對轉換層結構設計質量進行科學化控制。在基礎上應當依照建筑物高度方向設置轉換層結構,將其分為三種布置形式,分別是分段布置、間隔布置以及在建筑物頂部設置。在預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中,應當結合工程項目的實際情況在上述布置方式中加以合理選取,依據實際情況進行合理選擇,最大程度上避免高層建筑物出現整體剛度不足而影響轉換層結構穩定性的情況。在設計中應當遵循一定設計原則,確保轉換層與加強層和設備層共同設置,從而全面提高預應力混凝土板式轉換層結構設計水平。

2.2設計方法

2.2.1設計計算。首先對預應力混凝土板式轉換層結構參數進行計算分析,根據計算結果,適宜將其設置在轉換層的下面,同時可以采用等效交叉梁系方法計算實體厚板,一般情況下等效交叉梁單側寬度小于板厚,一般為兩個支承距離的一半。其次應對厚板的具體荷載進行計算,按照實際柱、墻,將支座的各項參數輸入即可。再次由于三維單元計算方法精度較高,時間相對較短,所以采用此種方式對厚板的局部參數進行計算,在計算過程中,其主要形式為直角合格,所以還需要繪制網格,繪制過程中,應保證網格的長、寬、高的量級相同,并對尺寸相近的單元進行模式劃分。

2.2.2結構平面布置。轉換層結構形式有很多種,包括板式轉換層、梁式轉換層、箱式轉換層以及桁架式轉換層等等,在結構平面布置過程中,應根據建筑工程的實際情況,合理選擇轉換層結構形式。在所有轉換層結構中,板式結構層具有結構布置簡單、靈活等,缺點在于板的自重較大、材料消耗大;梁式轉換層有點在于施工簡單、傳力明顯,缺點在于空間受力復雜、高度受到限制等;箱式轉換層的優點在于剛度大、整體工作效果好,缺點在于施工較為復雜、施工成本較高;桁架式轉換層彎矩、剪力相對較小,缺點在于施工復雜。因此通過對不同轉換層結構形式的分析,結合工程實際情況,采取板式轉換層結構形式。

2.2.3結構豎向布置。對于結構豎向布置,關鍵在于控制好建筑的側向剛度,應遵循下大上小的原則,并嚴格控制轉換層上下等效側向剛度比。在設計過程中,應對轉換層的上部和下部分別進行強化和弱化,為達到這一目的,其具體做法如下:對于轉換層下部結構,如剪力墻、核心筒部分,應增加其厚度,同時在條件允許的情況下,應使其底部剪力墻不開洞;采取有效措施,提高底部柱的強度等級,與此同時剪力墻的強度也應有所提高。

3高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計的要點

3.1轉換層下部區域結構的剛度分布。在預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中,下部區域結構的剛度分布是轉換層結構設計中的重點內容,一旦設計剛度較大,會導致地震反應發生,結構豎向剛度急速膨脹,使得轉換層上下受力不均衡,嚴重影響轉換層結構穩定性與經濟性。一旦剛度過小,在沉降差作用下會產生次應力,導致配筋增加。此種情況下,為切實提高高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計要點,應當充分做好轉換層下部區域結構的剛度分布,充分考慮豎向剛度變化情況,并全面衡量抗震設計相關內容,確保轉換層主體結構剪切剛度滿足高層建筑相關技術標準,通過提高混凝土強度或增加剪力墻等方式來保證剛度分布的均勻性。應當注意的是,在轉換層下部區域結構剛度分布中,應當高度重視筒體安全設計等相關工作,切實提高高層建筑的抗震性能。尤其是剪力墻的運用應當保證剛度均衡,最大程度上避免建筑物變形而影響高層建筑結構穩定性。3.2剪力墻作用于結構上下部分的剛度傳輸。在預應力混凝土板式轉換層結構設計中,為促進不同結構之間內力的有序傳遞,應當在結構上部對剛度分布進行科學化控制,通過減少剪力墻的方式縮短墻肢,從而促進剛度順利傳輸。與此同時,應當適度增大下部剛度,在確定剪力墻數量后對其進行優化布置,保證對稱分布,從而促進剛度傳輸的均勻性和有效性。3.3合理確定轉換層結構的剛度值。在進行轉換層結構設計的時候,一個重要的值就是轉換層結構的剛度值。一旦出現剛度超標的現象,地震反應就會出現,豎向剛度會急劇增大,使得上下層不利于受力和均衡性,另外,材料的需要增加,經濟上比較不合理。如果轉換層的剛度較小,那么豎向構件之間會出現沉降差,在結構與構件之間形成次應力。此時,就要選擇合適的次梁截面尺寸,保證其剛度達標。

總而言之,預應力混凝土板式轉換層結構在高層建筑設計中的合理應用,能夠在一定程度上改善結構性能,從整體上提高高層建筑設計效果。為保證預應力混凝土板式轉換層結構設計的合理性,應當結合高層建筑工程項目的實際特點開展綜合分析,掌握好設計要點,對轉換層相關參數進行合理計算,全面提高高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計水平,推動高層建筑行業的穩定健康發展。

作者:張曉妍 單位:大慶市規劃建筑設計研究院

參考文獻

第5篇

【關鍵詞】鋼筋混凝土;地基與基礎設計;概念設計;問題

前言

結構概念設計是保證結構具有優良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結構方案和布置,采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施,設計延性結構和延性結構構件,分析結構薄弱部位,并采取相應的措施,避免薄弱層過早破壞,防止局部破壞引起連鎖效應,避免設計靜定結構,采取二道防線措施等每個設計步驟中都貫穿了結構概念設計內容。

一、概念設計

強調結構概念設計的重要性,是要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定,設計中不能陷入只憑計算的誤區。以下一些問題值得探討:

1.在結構體系上,應重視結構的選型和平、立面布置的規則性,擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑,結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

2.一般工程都僅進行小震下的彈性設計,而用概念設計和構造措施保證“中震可修,大震不倒”,但沒有驗算和證實,那么建筑物是否真能做到“中震可修,大震不倒”,無人知曉。對抗震設防烈度較高地區的特別重要建筑和超限建筑,審查專家往往會提出更具體的設計指標:(1)中震或大震不屈服設計;(2)中震或大震彈性設計;要求設計單位確保實現“三水準”的設計目標。

3.建筑物是應當有個性的,不應當千面一物?;谛阅艿目拐鹪O計理念的特點是,使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡,允許按照業主的要求選擇不同層次的抗震性能目標作為設計者的設計依據。例如業主可以提出更高的抗震設防要求,按中(大)震不屈服設計或中(大)震彈性設計,保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能,而不僅僅是不壞不倒。

4.水平地震作用是雙向的,結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用,應使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力;結構剛度選擇時,雖可考慮場地特征,選擇結構剛度以減少地震作用效應,但是也要注意控制結構變形的增大,過大的變形將會因P-Δ效應過大而導致結構破壞;結構除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外,還應具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉震動的能力。

5.在一個獨立的結構單元內,應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位;避免在凹角和端部設置樓、電梯間;減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑,內收也不宜過多、過急,結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況,結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元應采取加強連接的方法。

二、結構選型問題

對于高層結構而言,在工程設計的結構選型階段,應該注意以下幾點:

1、結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動,新規范在這方面增添了相當多的限制條件,例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案?!币虼耍Y構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2、結構的超高問題

在抗震規范與高規中,對結構的總高度都有嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外,增加了 B 級高度的建筑,因此,必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題,導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

3、嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

4、短肢剪力墻的設置問題

在新規范中,對墻肢截面高厚比為5~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據實驗數據和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

三、地基與基礎設計問題

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行,同時,也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜,作為國家標準,僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定,因此,作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確,所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范進行深入地學習,以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

四、結構計算與分析問題

在結構計算與分析階段,如何準確,高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理,是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進,因此,結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

1、結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以,在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。

2、是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念,并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中,并未提出振型參與系數的概念,或即使有該概念,該參數的限值也未必一定符合新規范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷,并決定是否要調整振型數目的取值。多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計算。

3、非結構構件的計算與設計。在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容,尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大,因此,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

第6篇

關鍵詞:鋼筋混凝土; 建筑結構;問題

中圖分類號:TU375文獻標識碼:A文章編號:

引言:

隨著我國經濟的飛速發展,城市面貌日新月異,一棟棟高樓大廈拔地而起。隨之建筑功能的不斷豐富,新穎的造型,致使工程設計越來越復雜,但目前的設計周期普遍偏短,也使設計文件中普遍存在某些質量問題,應該引起我們的重視。

1.地基與基礎設計過程中存在的問題

1.1柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中,地下室底板設計中,容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應力的影響。因為實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用下,將會一起發生沉降變形,共同受力,如未考慮因此產生的附加應力,對底板而言是偏于不安全的,有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。尤其對于采用天然地基的情況時,其影響則更為顯著。對于總沉降量較小的工程,可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施,當然,是否采用,還要綜合考慮其他因素。另外,對于地下水位季節性變化較大的地區,應考慮高低兩種不同水位對地下室底板的不同影響,求出包絡圖,再做配筋設計。

1.2天然地基錐體獨立基礎設計問題,有的基礎設計錐體斜面坡度大于1:3,該錐體部分砼很難振搗密實,現場施工往往是砼自然堆上,采用鏟子或抹灰刀拍搗成形,其錐體部分的砼很難達到設計強度要求。因此建議優先采用階梯形獨立基礎,利于施工,才能更好地保證施工質量。

1.3柱下獨立基礎之間的拉梁,如同時又是首層維護墻的承重梁的時候,不應該再簡單地按拉梁進行設計。而且在考慮荷載時,要考慮梁上皮以上土擴散角之內的土重。

1.4對于有地下室的建筑,當地下水位較高時,在室外地坪之下的結構部分,外輪廓形狀應盡量簡潔,這樣有利于建筑防水的施工。尤其對于柱下承臺的形式,更為明顯。此時,由于柱下承臺的影響,基槽地模形狀很復雜,有很多的陰陽角和放坡,即加大了防水施工的難度,有加長了施工時間,都不利于保證質量,并且還增加工程造價。對于這種情況下,我建議大家考慮反承臺法,即統一地下室底板和承臺的下皮標高相同,承臺需要加厚部分向上作,然后地下室內部作濾水層和覆土等地面做法。這種做法的優點是,基槽地模形狀很簡單,方便施工,利于施工質量得保證,同時也縮短了施工時間。并且,內部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力,減小配筋,這種自相平衡的思路最科學。同時也提高了建筑物的抗傾覆能力。

1.5地下室底板和外墻配筋計算時,往往假設條件與實際情況不符。例如地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理分析,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。

2.結構計算與分析

在結構計算與分析階段,如何準確,高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理,是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進,因此,結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

2.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以,在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結構有不安全的隱患存在。

2.2是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新老規范中都有提及,只是,在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。

2.3振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念,并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中,并未提出振型參與系數的概念,或即使有該概念,該參數的限值也未必一定符合新規范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷,并決定是否要調整振型數目的取值。

2.4多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計算。一段時間以來,大底盤,多塔樓的高層建筑類型大量涌現,而在計算分析該類型高層建筑時,是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算,還是將結構人為地分開進行計算,是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大,就有可能出現即使振型參與系數滿足要求,但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大,從而便結構出現不安全的隱患。

2.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容,尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大,因此,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

3.梁側縱向鋼筋的配置

3.1由于目前電算程序在結構構件分析時尚不能考慮現澆樓板對梁扭轉的影響,而是由程序給出一個梁扭距折減系數,合理選用梁扭距折減系數對控制梁的扭距是很重要的,一般情況可取0.4-0.6。

3.2對跨度較大的次梁支承于主梁上時,次梁的支承端會對主梁產生較大的扭距,這時可在電算程序中指定該次梁的端支座為絞接。這種方法對解決梁在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。

3.3有時雖然做了以上調整,但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時應將抗扭縱筋面積分攤一部分到梁的四根角筋,其余部分面積按梁側腰筋設置,梁腰筋直徑仍以Φ12~Φ16為宜。

4.混凝土施工方面出現的問題

為滿足結構承載的要求,節約工程造價,通常在結構設計中對上、下柱或柱與粱扳的混凝土選擇不同強度等級,然而未對結構的點區域的混凝土強度作出明確說明。按施工規范要求,當梁柱的混凝土強度等級不同時,節點處應按強柱弱梁的原則,節點區域的混凝土強度等級應與柱相同。采用強度較高的混凝土,在梁柱交匯處側面設垂直施工縫是不符合規范要求的,混凝土澆筑時,應按圖在梁柱接頭周邊用鋼網或小板定位,并先澆筑梁柱接頭的混凝土,隨后澆筑梁板混凝土,這樣既不便于施工,其質量也得不到保證。因此,在結構設計時應作綜合考慮,根據實際情況將柱與梁板選擇相同的混凝土強度等級,以方便施工。

5.結語

對于建筑鋼筋混凝土框架結構的施工,有關規范雖已有詳細規定,但仍有若干問題沒有明確具體作法。這些問題在規范條文中沒有具體規定,也往往易被忽視,給工程質量留下隱患。

參考文獻:

[1]葉菁. 鋼筋混凝土框架結構設計要點及注意事項[J]. 甘肅科技縱橫, 2010, (05).

第7篇

關鍵詞:鋼筋混凝土高層結構;結構設計;剪力墻

中圖分類號:tu37 文獻標識碼:a

隨著改革開放以來我國國民經濟整體的迅速發展,國內各個行業都得到了巨大的發展,整體的行業水平穩步提高,其中,建筑行業的提升水平是比較快的,建筑行業的發展帶來了建筑形式,建筑技術,建筑材料等的多元化變革,其中鋼筋混凝土因為安全系數高,抗震性能好等諸多優點而使用廣泛,其中高層建筑發展更為迅速,設計思想也在不斷更新,結構體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復雜,這就給高層建筑結構分析和設計提出了更高的要求。如何高效、準確地對高層結構體系進行內力分析,是結構工程師設計高層建筑結構時需要解決的重要課題。本文通過對高層建筑結構設計過程中經常遇到的問題進行分析,為高層建筑結構設計提供計算方法及理論依據。

1 建筑設計

建筑不同于普通商品,尤其是高層建筑,很多因為是地理標志性建筑。什么是高層建筑呢?10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上,我們應該多選擇一些新穎的建筑樣式,同時又要注意其抗震設計、抗風設計等基礎要素。但是建筑也不能盲目的標新立異,結構上應該選擇規則性強一些的,不論是平面或者立體都應該盡量遵循這個原則。而且建筑在彈性設計上,盡量要滿足延展性的需求。這種概念設計的強調是對建筑師的必須要求,建筑設計師一定要重視各種規范規定,千萬不要陷入只管設計不管計算的誤區。

2 結構設計

2.1 剪力墻底部加強部位墻厚的確定

抗震設計時,剪力墻的底部加強部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍,其目的是在此范圍內采取增加邊緣構件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強措施避免脆性的剪切破壞,改善整個結構的抗震性能?!陡呓ㄖ炷两Y構技術規程》jgj3-2010(下簡稱《高規》)7.1.4條規定,抗震設計時,一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部兩層二者的較大值。部分框支剪力墻結構底部加強部位的高度應符合《高規》10.2.2條的規定,底部加強部位的高度應從地下室頂板算起,當結構計算嵌固端位于地下一層底板或以下時,底部加強部位宜延伸到計算嵌固端?!督ㄖ拐鹨幏丁穏b50011(以下簡稱<抗規》)及《高規》規定了剪力墻底部加強部位墻厚的取值。其中,考慮到高層建筑結構的重要性,《高規》對墻厚的取值規定得更為嚴格。一般情況下,高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度k取法如下:一、二級抗震等級時取層高或剪力墻無支長度的1/16,并且滿足bw≥200mm;三、四級抗震等級時,k取層高或剪力墻無支長度的1/20,并且滿足k≥160mm。但對于墻底軸力較小且結構層高相對較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經濟合理。因此具體工程設計時,剪力墻截面厚度bw可適當減小但必須按下式計算墻體的穩定性。

公式中:q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設計值;ec為剪力墻混凝土彈性模量;t為剪力墻墻肢截面厚度;lo墻肢計算長度。

2.2 結構的超高問題

在抗震規范與高規中,建筑物的高度控制是非常嚴格的,而在新規范中這一點重新進行了界定,除了將原來的限制高度設定為a級高度的建筑外,增加了b級高度的建筑。因此,所以在進行設計的時候一定不可以超越其應屬范圍,b級建筑物就應該控制在b級規定范圍之內,一旦超過了,那么無論是設計還是施工都要全部進行重新設定。在現實情況中這類問題曾經出現過,結果導致審查時難以通過。

2.3 短肢剪力墻的設置問題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用,但是在使用數量上一定要嚴格參照規范,《高規》7.1.8規定抗震設計時,高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻,b級高度高層建筑以及抗震設防度為9度的a級高度層建筑,不宜布置短

肢剪力墻,不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構。當采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構時,應符合下列規定:(1)在規定的水平地震作用下,短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩不宜大于結構底部總地震傾覆力矩的50%;(2)房屋適用高度應比本規程表3.3.1-1規定的剪力墻結構的最大適用高度適當降低,7度、8度(0.2g)和8度(0.3g)時分別不應大于100m,80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎設計

在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜,作為國家標準,僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定。因此,作為建立在國家標準之下的地方標準,地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確。所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范進行深入地學習,以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

3 計算與分析

3.1 計算模型的選取

對于常規結構,可采用樓板整體平面內無限剛假定模型;對于多塔或錯層結構,可采用樓板分塊平面內無限剛模型;對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結構等可采用樓板分塊平面內無限剛,并帶彈性連接板帶模型;而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結構或要求分析精度高的高層結構則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級的確定

對常規高層建筑,與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級;對于地下室部分,當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應與上部結構相同,地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級,但不低于四級,地下室中超出上部主樓相關范圍且無上部結構的部分,其抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。

結語

鋼筋混凝土高層結構作為現代化城市發展的一種客觀成果,引領著我國建筑行業整體的發展水平。在設計方面,鋼筋混凝土高層結構一定要充分考慮到各種潛在的因素,既要讓建筑漂亮美觀大方,也要注意建筑的安全性能,畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關工作的基礎上,希望我國的建筑水平能迎來更好的發展。

參考文獻

[1]jgj3-2010,高層建筑混凝土結構技術規程[s].

第8篇

關鍵詞:建筑工程;混凝土結構;問題;對策

中圖分類號:TU198文獻標識碼: A

前言

近年來在我國建筑行業的發展過程中,混凝土結構設計作為其中重要的內容,它的質量問題不僅對建筑結構的穩定性和可靠性有著嚴重的影響,還使得建筑物的功能無法得到充分的發揮。因此我們在對建筑混凝土結構設計時,就要對設計技術進行嚴格要求,只有這樣才能使得工程施工的質量得到進一步的保障。但從當前我國建筑工程混凝土結構設計的實際情況來看,其中還存在著許多的問題,這就對建筑結構的穩定性有著嚴重的影響,因此我們就需要采用相應的技術手段,來對其進行處理,從而保障建筑工程的施工質量。

1、關于結構計算與分析階段中的常見問題及處理對策

混凝土結構設計中計算與分析階段的常見問題。目前的工程建設中,大都是通過計算機軟件進行結構設計等工作,這樣不僅使得建筑混凝土結構設計的準確性和可靠性得到進一步的保障,還滿足了現代化建筑結構設計的相關要求。但在不同的建筑工程施工項目中,其軟件系統的應用效果也就存在著一定的差異,因此我們在建筑設計階段中,就需要根據工程施工的實際情況,對混凝土結構設計計算和分析方式進行相應的分析,從而保障建筑工程的施工質量。

設計師們在對建筑混凝土結構進行設計的過程中,除了要對計算軟件的特點進行相應的比較研究以外,還要對建筑設計的相關內容進行全面了解,從而根據工程施工的實際情況,采用相應的技術手段對其進行處理,以確保工程的施工質量。而且在施工的過程中,設計人員也要根據工程施工的相關要求,對混凝土結構的尺寸大小進行嚴格的控制,并采用相應的設計技術方法對其進行處理,以確保建筑混凝土結構的質量和強度得到有效的控制。

我們還要對施工材料的質量進行有效的控制,以避免在建筑混凝土結構設計的過程中,其質量無法滿足工程設計的相關要求。高層建筑結構設計原則。是高層建筑結構設計過程中需要注意的重要標準和準則。也是高層建筑設計單位提高高層建筑結構設計質量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結構設計原則支持下。才可以進行建筑結構設計,總體來講。高層建筑結構設計原則主要包括以下幾點。

建筑結構基礎方案需要配置完善的施工地質調查報告。最大程度的發揮建筑物地基的潛力。必要的情況下設計人員還需要對地基的變形做好相應的演算。另一方面。設計單位還需要對建筑物進行綜合性分析。尤其是對于建筑物負荷以及上部結構類型。通過對這些綜合性分析。最終選定最適合的基礎方案。從而可以在提高設計質量的基礎上提高設計單位經濟效益。一條基本原則是設計單位經常忽略的。那就是結構措施完善原則。設計單位在進行建筑物結構的設計時。 需要注意結構組件的延展性。例如建筑物中鋼筋的錨固長度等。同時。設計單位還需要注意建筑物薄弱環節以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響。對于這兩方面的問題。在實際的設計過程中。需要遵循$強柱弱梁%強剪弱彎以及強壓弱拉&的基本原則。只有這樣才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。

2、關于混凝土結構設計中,地基與基礎設計中常見問題及處理對策

在建筑工程施工中,基礎結構的設計有著十分重要的意義,這也是保障混凝土結構施工質量的主要內容。但是我們在對其地基基礎結構進行施工的過程中。其建筑物時常會出現沉降的現象,這就對建筑結構的穩定性和可靠性有著一定的影響。而且如果其基礎結構的穩定性存在著一定的問題,還可能會破壞了建筑基礎底板的質量,為此我們就需要采用相應的技術手段來對其進行處理,從而保障建筑結構的穩定性。

針對不同程度的沉降量的工程,地基與基礎設計所采取的處理措施也是不同的。對于沉降量相對較小的工程,可以采用褥墊的方法處理,也就是說在地下室與持力層之間建筑一層保護帶,在沉降作用發生時,保護層會承受一部分的附加應力,防止地下室地板因受力過度而開裂或沉降。同時,對天然地基也起到了養護的作用。這樣,地基保養便從根本上達到了解決。對于有地下室的建筑,地下水的季節性變化也是影響地下室底板的重要因素。當降水期來臨,地下水位升高。底板的防水設計得尤為重要。一般的地下室建筑,由于柱下承臺的形式比較復雜,其基槽地膜形狀也是較為繁復的,建筑復雜的外在輪廓一方面加大了防水設計的難度,另一方面,增加了工程造價。很多設計工程師僅僅考慮到建筑物當時當地的地理狀況,忽視對降水這一因素的考慮,而導致在地下室底板設計時對防水工程的不全面。不科學。在室外地坪之下的結構部分,外輪廓形狀設計應盡量簡潔,這樣有利于建筑防水的施工。另外,在具體的設計方略上,采用統一地下室底板和柱下承臺的下標高的反承臺法。這一方法的具體做法:在地下室內部做濾水層和覆土,同時對柱下承臺進行加厚工程的設計。這樣一來,基槽地膜形狀變得簡單,方便施工,縮短了施工時間,從而施工質量也可以得到保證。.

3、關于混凝土上部結構設計中常見問題及處理對策

混凝土上部結構設計中常見的問題解決混凝土上部結構設計中常見問題的對策。由于建筑結構設計過程中難免會需要反復的修改。所以在設計之前很有必要將相應的準備工作做好。進行設計更改的時候。也能有一個調整的余地。一般常用的方法是對結構設計進行建模計算。通過計算機將結構設計中容易出現了問題進行一個周密的預測和估算。在上部結構設計階段,要考慮建筑物的抗震功能,當遇到中震時,我們應考慮第一級別的剪力墻。在建筑結構設計中。要保障建筑工程的質量。要使得工程造價控制在可接受范圍內)這就需要在建筑結構設計上充分考慮投資商的經濟效益。

權衡建筑質量和投資回報之間的重要性)所以在設計時。應該盡量的優化結構設計。要始終牢記強柱弱梁強剪弱彎強壓弱拉原則。具體來說。設計時要注意測試地基的抗壓性%檢查支撐架的穩定性%控制鋼筋的錨固氏度等方面。只有這樣才能使得建筑結構設計的最終效果令人滿意。在進行建筑結構的設計之前。必須要和承包商投資商有一個全面和諧的溝通過程。主要是來討論建筑結構的類型以及施工的具體要求。 這樣將會有利于設計人員充分了解本次建筑工程的施工基調。對整個建筑工程的結構設計思路有一個明確的方向。 對于不同的基礎形式,所出現的問題和解決辦法也各不相同。常見問題如下:對于地下車庫中的柱下獨立基礎,基礎埋深的計算方法因各地方基礎規范有不同的規定,對基礎底面積大小影響較大。當地庫底板厚度滿足一定要求的情況下,獨立基礎的埋深可取自室外地面及室內地面計算埋深的平均值。對于平板筏板基礎,上部結構剛度、板底地基土的基床系數等都對筏板的計算有一定影響。設計時應將上部結構剛度傳給基礎,考慮基礎與上部結構的共同作用,并合理選取基床系數,有效降低基礎工程量。另外,基礎底板及地下室的外輪廓應盡量簡潔,有利于防水工程的施工和降低造價。

結束語

總而言之,在當前我國建筑混凝土結構設計中存在的問題還有很多,這不僅對混凝土結構的穩定性和可靠性有著嚴重的影響,還降低了建筑工程的效益,因此我們就需要的采用相應的技術手段來對其進行處理,從而保障建筑工程的施工質量。

參考文獻:

[1]混凝土結構設計規范(GB500010-2002北京.中國建筑工業出版社.

第9篇

關鍵詞:框排架結構,柱計算長度,初參數法

 

在工業廠房中經常遇見帶平臺的工業廠房,常見于輕工業廠房及火力發電廠主廠房,此類結構的基本特征為上部為帶吊車的排架結構,下部平臺為框架結構,常稱為框排架結構,其結構基本形式圖1,圖2所示。論文寫作,初參數法。

圖1 橫向框架布置圖

圖2 柱網布置圖

設計此類結構時,對于結構縱向,結構的基本形式是框架結構,按常規框架計算方法即可實現,而對于結構橫向,結構形式為框架和排架兩種結構形式的組合,設計時問題就比較復雜,需進行仔細考慮,下文主要就橫向框架的計算進行說明。

1.橫向框架內力計算

本文按以下簡圖(圖3,圖4)進行說明,H1,H2為下部框架的層高,H3為上部排架的下柱的高度,H4為上部排架的上柱高度,本文中把兩個邊柱稱為排架柱,內部柱稱為框架柱,實際工程中,有平臺梁和排架柱剛接和鉸接兩種情況,所以給出兩種情況下的簡圖。

圖3 計算簡圖一圖4 計算簡圖二

各種荷載的取值在規范中有比較明確的說明,對于一般設計人員不存在問題,按照彈性方法計算內力,現在的計算機普及,常規設計軟件也都可以比較準確的實現。

有了內力計算配筋時,對于排架和框架,梁配筋的計算一致的,而混凝土結構柱的設計現在都基本都習慣再按η-l0法計算,η-l0法在計算時需要設計人員確定各段柱計算長度。混凝土規范明確給出了排架結構和框架結構中柱計算長度的確定方法,兩種結構為不同的方法,對于排架和框架組合在一起的結構形式規范則沒有給出確定方法,所以計算長度的設計就成為框排架結構設計的關鍵。論文寫作,初參數法。論文寫作,初參數法。

2.排架柱計算長度確定

內部框架柱,由于結構形式為規則的框架結構,計算長度按照混凝土結構設計規范《GB50010-2002》的7.3.11條有關框架柱的規定確定取值即可,下面主要說明兩邊排架柱的計算長度確定,按梁和柱兩種不同的連接方式分別進行說明(圖3,圖4)。論文寫作,初參數法。

2.1平臺梁與排架柱剛接,簡圖一(圖3)

此時排架柱的H1和H2段,可以認為是底部框架的一部分,可依照混凝土結構設計規范7.3.11條有關框架柱規定進行取值。

對于上部排架,混凝土結構設計規范《GB50010-2002》僅規定了單層廠房排架柱的計算長度,對于本文所討論的排架柱在使用條件上顯然不合適,文獻4中對框排架結構,按初參數法對上部排架柱的計算長度進行了計算,最終分析結果建議上柱取3.0,下柱可取2.0。論文寫作,初參數法。論文寫作,初參數法。在參考文獻3中,對于初參數法,進一步分析,修正了初參數法在理論上的缺陷,認為按原初參數法計算的柱的計算長度上柱偏大,綜合這兩篇文獻,設計時建議下柱取2.0,上柱取2.0,排架柱的各段具體計算長度見表1。

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