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摘要:钢筋混凝土结构是一种在现代建筑中使用最为广泛的建筑结构形式,具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点,深受好评。但是现代建筑的构造越来越复杂,设计难度越来越大,因此在钢筋混凝土结构设计也经常会遇到一些问题,本文即对这些问题进行了总结,并提出了处理方法,希望能为相关单位提供一些参考。
关键词:钢筋混凝土结构;设计;承载
中图分类号: TU375 文献标识码: A 文章编号:
引言
改革开放以来,我国的建筑行业经历了一次次质的飞跃,尤其是在上个世纪九十年代至今,中国的房地产业异军突起,一栋又一栋的高楼在城市拔地而起。而随着近年来城市美化运动的不断兴起,城市在新建建筑和旧有建筑改造方面越来越多的选择了一些比较新颖的建筑形式,工程设计正在变得越来越复杂。在所有的现代建筑中,钢筋混凝土结构可以说是使用最为广泛的结构形式。钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。其中钢筋用于承受拉力,混凝土则用于承受压力。相比于其他的建筑形式,钢筋混凝土具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点,因而得到了广泛的使用。但是在现代建筑设计越来越高的不断要求下,钢筋混凝土结构的设计中应该怎样做好相关的工作呢?下面本文就结合在设计工作中所总结出的一些经验,将其中一些问题及处理方法归纳如下,具有一定的理论指导意义。
1关于桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值问题
桩筏基础设计是建筑的基础部分,但是由于很多设计人员往往经验不足,因此在桩筏基础设计容易出现种种问题,造成成本的增加,最常见的是对于筏板厚度取值的不准确。在实际设计中,我们一般是先按建筑层数估算筏板厚度,常规是按层数×50mm来估算。例如一幢十八层的小高层住宅,我们则先按18×50=900mm设定筏板厚,然后再根据排桩情况,分别验算角桩冲切,边桩冲切及墙冲切,群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚,但这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切,短肢剪力墙结构由于墙体不封闭,故取值群桩冲切边界时有相当大的困难,而群桩冲切由于桩群重叠面积较大,应是一种不利状态。因此,一般建议是取值几个大层间近似作为冲切边界,所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消,虽不完全准确,但区域放大后,边界的开口效应有所削弱,是可行的。
2关于强柱弱梁的设计理念
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆,而梁破坏则仅是某个区域失效,因此,柱较之梁破坏的损害更大,当前我们的经济已高速发展,我们结构设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。必须严格控制柱轴压比,笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%,且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理,建议边柱,角柱应适当加强,特别是角柱,建议应全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%,所有框架柱,不包括小截面柱,建议纵筋均应大于20,且柱筋品种不宜过多,矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋则建议应配足梁中部筋,而支座筋则可通过调幅让其适当降低,以使地震作用下能形成梁铰机制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先产生塑性铰,保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。
3抗震设计的问题
(1)抗震设计的基点结构。抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震,也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力,对结构设计而言,如果我们给结构设定较低的承载力水准,相应地就要求结构具有较高的延性水准;如果我们给结构设定较高的承载力水准,则结构需要的延性水准就可以较低。
(2)能力设计法。能力设计法的基本思想为:为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”,就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰(也就是不希望塑性转动过大)的部位的抗弯能力相对增强;为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效,也需要相对增强各有关部位的抗剪能力;还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
4框剪結构设计的问题
框剪结构的连梁设计很重要,但我们看到,目前很多设计在这个环节上做的并不好。有的是因为重视不够,有的是应为认识不足。现在我把我在这方面的经验简单介绍一下。首先,什么是连梁呢?简单的说,就是那些连接两片剪力墙,当遇到中震或大震时,它会首先开裂,起到耗能作用,从而使建筑物保持一定延性的梁。只有满足了这种情况,才是连梁,或者说我们才有意义把它按连梁进行设计。根据它的特性,我们就应该设计时注意几点,第一,不要盲目地增大它抗弯的能力,否则会使连梁延迟破坏,起不到及时耗能的作用,致使其他重要构件破坏,使结构失去延性。第二,我国现行结构规范中规定,连梁上不许搭框架梁。我觉得这句话说得不严谨,更准确的定义应该是,不准搭重要的竖向承重构件。因为我们设计连梁会在遇到中震或大震时,首先开裂,所以它的抗剪能力也会急剧下降,如果此时它还承受着很大的竖向荷载,就会引起连锁破坏。
结束语
钢筋混凝土结构作为使用最广泛的结构形式,其设计工作贯穿于国内的各个行业建设当中,面临的情况也是复杂多变,而且可以预见,随着今后建筑样式的不断推陈出新,在设计上的难度要求也必然是越来越高的。所以,广大设计人员一定要从心底里对其保持足够的重视,哪怕是一个小小的遗漏或错误都有可能造成建筑工程的失败,严重者会导致人民的生命财产安全遭受损失,所以必须要不断的总结、不断的检验、不断的创新,才能让这种建筑结构形式更好的发挥其应用,也让我们的建筑设计走向世界前列。
参考文献
[1]张涛,于洪斌.论钢筋混凝土高层结构设计常见问题[J].才智.2010(08)
[2]王小平.钢筋混凝土高层结构设计常见问题浅析[J].中国高新技术企业.2009(13)
[3]杨铭钊.建筑工程中钢筋混凝土高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品.2010(21)
[4]刘双庆.钢筋混凝土结构设计常见问题解析 .[J].四川建材.2009(04)
关键词:钢筋混凝土结构;设计;承载
中图分类号: TU375 文献标识码: A 文章编号:
引言
改革开放以来,我国的建筑行业经历了一次次质的飞跃,尤其是在上个世纪九十年代至今,中国的房地产业异军突起,一栋又一栋的高楼在城市拔地而起。而随着近年来城市美化运动的不断兴起,城市在新建建筑和旧有建筑改造方面越来越多的选择了一些比较新颖的建筑形式,工程设计正在变得越来越复杂。在所有的现代建筑中,钢筋混凝土结构可以说是使用最为广泛的结构形式。钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。其中钢筋用于承受拉力,混凝土则用于承受压力。相比于其他的建筑形式,钢筋混凝土具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点,因而得到了广泛的使用。但是在现代建筑设计越来越高的不断要求下,钢筋混凝土结构的设计中应该怎样做好相关的工作呢?下面本文就结合在设计工作中所总结出的一些经验,将其中一些问题及处理方法归纳如下,具有一定的理论指导意义。
1关于桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值问题
桩筏基础设计是建筑的基础部分,但是由于很多设计人员往往经验不足,因此在桩筏基础设计容易出现种种问题,造成成本的增加,最常见的是对于筏板厚度取值的不准确。在实际设计中,我们一般是先按建筑层数估算筏板厚度,常规是按层数×50mm来估算。例如一幢十八层的小高层住宅,我们则先按18×50=900mm设定筏板厚,然后再根据排桩情况,分别验算角桩冲切,边桩冲切及墙冲切,群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚,但这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切,短肢剪力墙结构由于墙体不封闭,故取值群桩冲切边界时有相当大的困难,而群桩冲切由于桩群重叠面积较大,应是一种不利状态。因此,一般建议是取值几个大层间近似作为冲切边界,所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消,虽不完全准确,但区域放大后,边界的开口效应有所削弱,是可行的。
2关于强柱弱梁的设计理念
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆,而梁破坏则仅是某个区域失效,因此,柱较之梁破坏的损害更大,当前我们的经济已高速发展,我们结构设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。必须严格控制柱轴压比,笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%,且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理,建议边柱,角柱应适当加强,特别是角柱,建议应全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%,所有框架柱,不包括小截面柱,建议纵筋均应大于20,且柱筋品种不宜过多,矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋则建议应配足梁中部筋,而支座筋则可通过调幅让其适当降低,以使地震作用下能形成梁铰机制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先产生塑性铰,保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。
3抗震设计的问题
(1)抗震设计的基点结构。抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震,也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力,对结构设计而言,如果我们给结构设定较低的承载力水准,相应地就要求结构具有较高的延性水准;如果我们给结构设定较高的承载力水准,则结构需要的延性水准就可以较低。
(2)能力设计法。能力设计法的基本思想为:为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”,就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰(也就是不希望塑性转动过大)的部位的抗弯能力相对增强;为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效,也需要相对增强各有关部位的抗剪能力;还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
4框剪結构设计的问题
框剪结构的连梁设计很重要,但我们看到,目前很多设计在这个环节上做的并不好。有的是因为重视不够,有的是应为认识不足。现在我把我在这方面的经验简单介绍一下。首先,什么是连梁呢?简单的说,就是那些连接两片剪力墙,当遇到中震或大震时,它会首先开裂,起到耗能作用,从而使建筑物保持一定延性的梁。只有满足了这种情况,才是连梁,或者说我们才有意义把它按连梁进行设计。根据它的特性,我们就应该设计时注意几点,第一,不要盲目地增大它抗弯的能力,否则会使连梁延迟破坏,起不到及时耗能的作用,致使其他重要构件破坏,使结构失去延性。第二,我国现行结构规范中规定,连梁上不许搭框架梁。我觉得这句话说得不严谨,更准确的定义应该是,不准搭重要的竖向承重构件。因为我们设计连梁会在遇到中震或大震时,首先开裂,所以它的抗剪能力也会急剧下降,如果此时它还承受着很大的竖向荷载,就会引起连锁破坏。
结束语
钢筋混凝土结构作为使用最广泛的结构形式,其设计工作贯穿于国内的各个行业建设当中,面临的情况也是复杂多变,而且可以预见,随着今后建筑样式的不断推陈出新,在设计上的难度要求也必然是越来越高的。所以,广大设计人员一定要从心底里对其保持足够的重视,哪怕是一个小小的遗漏或错误都有可能造成建筑工程的失败,严重者会导致人民的生命财产安全遭受损失,所以必须要不断的总结、不断的检验、不断的创新,才能让这种建筑结构形式更好的发挥其应用,也让我们的建筑设计走向世界前列。
参考文献
[1]张涛,于洪斌.论钢筋混凝土高层结构设计常见问题[J].才智.2010(08)
[2]王小平.钢筋混凝土高层结构设计常见问题浅析[J].中国高新技术企业.2009(13)
[3]杨铭钊.建筑工程中钢筋混凝土高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品.2010(21)
[4]刘双庆.钢筋混凝土结构设计常见问题解析 .[J].四川建材.2009(04)