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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文1
【關(guān)鍵字】混凝土;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);規(guī)范;安全
對(duì)于建筑物而言,地震災(zāi)害是必須要考慮的一個(gè)重要問題,這種地質(zhì)變化無法通過熱河技術(shù)手段進(jìn)行規(guī)避,同時(shí)破壞力較強(qiáng),對(duì)于建筑的損傷嚴(yán)重。正因如此,在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)當(dāng)特別注重建筑物的抗震設(shè)計(jì),而國(guó)家也出臺(tái)了相應(yīng)的抗震規(guī)范。而建筑設(shè)計(jì)人員,有必要針對(duì)國(guó)家有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范深入了解,才能做出合理的設(shè)計(jì)。
1我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震規(guī)范簡(jiǎn)析
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中,抗震規(guī)范方面的安全度設(shè)置水平,直接影響著建筑物的抗震能力,因此也成為了廣大工程技術(shù)人員關(guān)注的首要問題。對(duì)于一個(gè)規(guī)范安全度的衡量,相對(duì)科學(xué)的方法是從結(jié)構(gòu)本身的抗震失效或可靠概率進(jìn)行分析,或使用相當(dāng)安全系數(shù)來進(jìn)行衡量。從可操作性上看,從分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式而得到相當(dāng)安全系數(shù),是一個(gè)相對(duì)可以信賴的標(biāo)志量。
對(duì)于目前我國(guó)使用的2008年版的抗震安全標(biāo)準(zhǔn)GB 50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》而言,在抗震設(shè)防目標(biāo)和設(shè)計(jì)步驟方面沿用了之前的GBJ11-89標(biāo)準(zhǔn),采用三個(gè)層級(jí)的抗震設(shè)防目標(biāo),并且在設(shè)計(jì)步驟上分為兩個(gè)階段。
三級(jí)的抗震設(shè)防目標(biāo),明確規(guī)定了建筑物的抗震性能。它要求建筑物在遭受低于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的地震時(shí)能夠有效抵御,在遭受地震之后,可以經(jīng)由稍微的修復(fù)工作甚至無需修復(fù)就可以繼續(xù)投入使用,50a的超越概率約為63.2%;當(dāng)遭受到相當(dāng)于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),允許建筑物以一定概率發(fā)生損壞,并經(jīng)過一定維護(hù)修理工作后可以繼續(xù)使用,50a的超越概率在10%左右,重現(xiàn)期為475a;而當(dāng)建筑物遭受高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的罕見地質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),不允許發(fā)生坍塌事件,不允許發(fā)生危及生命建筑損害,50a的超越概率則控制在2~3個(gè)百分點(diǎn),重現(xiàn)期為2475~1641a。
而在設(shè)計(jì)時(shí)采用的兩階段,首先是為建筑物設(shè)定一個(gè)較小烈度的震動(dòng),并在該情況下針對(duì)截面抗震承載力,以及建筑物各部分的彈性形變進(jìn)行驗(yàn)算,在這個(gè)過程中,需要選取較小烈度震蕩情況下的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和相應(yīng)的地震作用效應(yīng), 按分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震承載力驗(yàn)算。如此便可以確保在較小烈度震蕩下承載力可靠,同時(shí)也能夠滿足在中等烈度震蕩下允許修復(fù)的目標(biāo)。在第二個(gè)設(shè)計(jì)階段,需要對(duì)強(qiáng)烈震蕩情況下的彈塑性形變狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算,尤其對(duì)于有特殊要求的建筑、地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)以及有明顯薄弱層的不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu),還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)薄弱部位的彈塑性變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,確保建筑物在經(jīng)受較大地質(zhì)變化的時(shí)候能夠不致威脅生命。
在上述驗(yàn)算和設(shè)計(jì)的過程中,采取的抗震設(shè)防依據(jù)多為GB 18306-2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中制定的地震基本烈度,在實(shí)際的工作中,也會(huì)采用與設(shè)計(jì)基本地震加速度值對(duì)應(yīng)的烈度值,即指50a設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10% 的地震加速度設(shè)計(jì)取值。同時(shí),GB50011-2001標(biāo)準(zhǔn)中,了抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜以地震影響系數(shù)曲線的形式給出,并規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。在該規(guī)范中,指出水平地震影響系數(shù)選取阻尼比0.05,利用動(dòng)力系數(shù)和地震系數(shù)進(jìn)行確定。
在GB50011-2001規(guī)范中,建筑抗震設(shè)防的分類和標(biāo)準(zhǔn)方面,直接沿用了GB50223-2008《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)規(guī)定,即根絕建筑物本身的重要性劃分為特殊、重點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)和適度設(shè)防四類。其殊類建筑要求在6-8度設(shè)防區(qū)應(yīng)按設(shè)防烈度提高一度計(jì)算地震作用和采取抗震構(gòu)造措施,烈度為9時(shí)另作討論;重點(diǎn)類建筑物則按照設(shè)防烈度進(jìn)行抗震計(jì)算,相應(yīng)提高一度進(jìn)行考慮;標(biāo)準(zhǔn)類建筑按照設(shè)防烈度進(jìn)行抗震計(jì)算即可;而適度設(shè)防類的建筑物在計(jì)算的時(shí)候可以參照標(biāo)準(zhǔn)類進(jìn)行設(shè)計(jì),但在抗震相關(guān)工作實(shí)施方面可以適當(dāng)降低要求,當(dāng)烈度為6度時(shí)不應(yīng)再降低,確保建筑物安全。
在確定了建筑物抗震設(shè)防等級(jí)之后,還應(yīng)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度確定結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí),從而方便采取相應(yīng)的抗震計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)以及構(gòu)造措施。對(duì)于前三類建筑物而言制定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在求得相應(yīng)的地址內(nèi)力組合值以后,還需要按照強(qiáng)柱弱粱、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、 強(qiáng)底層柱等設(shè)計(jì)原則對(duì)組合值進(jìn)行調(diào)整,才能對(duì)截面抗震承載能力展開驗(yàn)算。
以中國(guó)目前的抗震規(guī)范而言,在實(shí)際操作過程中,和國(guó)外,如美國(guó)等地的規(guī)范相比,會(huì)發(fā)現(xiàn)我國(guó)規(guī)范抗震承載力的安全度設(shè)置水平仍然偏低,尤其是在受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件反面尤其明顯,通常都能夠達(dá)到偏低10%左右的水平,這種偏低程度,在建筑物實(shí)際的抗震過程中的差別將會(huì)十分明顯。其他方面,例如偏心受拉構(gòu)件的相當(dāng)安全系數(shù)等基本與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)接近,即便存在偏低水平通常也都在1%左右浮動(dòng)。雖然如此,鑒于規(guī)范的執(zhí)行范圍和建筑物本身的安全性能考慮,還是應(yīng)當(dāng)考慮在對(duì)規(guī)范修訂的時(shí)候?qū)㈩愃茦?gòu)件抗震承載力的安全度設(shè)置水平作適當(dāng)提高。此外,在我國(guó)規(guī)范中,對(duì)于脆性破壞類構(gòu)件的承載力安全度設(shè)置水平總體上比美國(guó)規(guī)范的偏低,且這種偏低相對(duì)較為嚴(yán)重,通常能夠達(dá)到20%左右,例如斜截面受剪構(gòu)件以及小偏心受壓構(gòu)件。針對(duì)這種情況,我國(guó)的防震規(guī)范在修訂的時(shí)候還可以考慮將此類構(gòu)建的安全度設(shè)定水平作出一定的提升。
2高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題簡(jiǎn)析
高層建筑是目前常見的建筑形式,這種豎向懸臂結(jié)構(gòu)的建筑,其垂直負(fù)荷主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力與建筑物高度大體為線性關(guān)系,而水平荷載則使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。針對(duì)于高層建筑的這種受力特征,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)注意必要的承載能力、剛度和變形能力,對(duì)于容易遭受地震侵襲的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)當(dāng)仔細(xì)推敲并采取有效措施,避免因單個(gè)構(gòu)建而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力、風(fēng)荷載和地震的能力。同時(shí)需要注意結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效益具有多道抗震設(shè)防,切對(duì)于建筑物而言,對(duì)于前三個(gè)級(jí)別的防震建筑,都有必要設(shè)置多道抗震防線。
雖然規(guī)范已經(jīng)明確地為設(shè)計(jì)人員的日常工作劃定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但是在實(shí)際的工作中,還是應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑物將要面臨的環(huán)境以及其有關(guān)的職能作出綜合的評(píng)價(jià)分析,才能設(shè)計(jì)出適合的建筑結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1]趙西安.從汶川地震震害看結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一些問題[J].建筑結(jié)構(gòu),2008(7)
[2]肖桂清,侯建國(guó).加強(qiáng)建筑工程抗震設(shè)防的若干對(duì)策和建議[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2004,37( 4)
[3]GB50011- 2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008 年版)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008
[4] GB50010- 2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文2
【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)原理;設(shè)計(jì)規(guī)范;設(shè)計(jì)安全度
混凝土結(jié)構(gòu)可以就地取材,造價(jià)低,可塑性強(qiáng),耐久性好,比較適合我國(guó)的國(guó)情。解放以前,舊中國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)落后,沒有自己的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。沿海和大城市中建造的混凝土結(jié)構(gòu)都是直接引用國(guó)外規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。隨著我國(guó)大規(guī)模基本建設(shè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)變,各類大型復(fù)雜、功能特殊的結(jié)構(gòu)越來越多,同時(shí)還面臨著既有建筑的結(jié)構(gòu)耐久性、抗災(zāi)性等問題。因此規(guī)范將不斷修訂,為修訂規(guī)范而進(jìn)行的試驗(yàn)研究也將持續(xù)進(jìn)行,從而混凝土結(jié)構(gòu)理論也將得到發(fā)展。
1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,從學(xué)術(shù)上講可以有多種,施行百家爭(zhēng)鳴,然而對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)起控制作用的卻是國(guó)家頒布的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)方法。采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。對(duì)承載能力極限狀態(tài),采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。材料標(biāo)淮強(qiáng)度采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其中對(duì)混凝土標(biāo)號(hào)做出了更為明確和科學(xué)的定義,在極限平衡理論的基礎(chǔ)上引進(jìn)了平截面假定,使基本構(gòu)件(彎、拉、壓)的正截面強(qiáng)度計(jì)算模型,建立起有較明確概念的計(jì)算體系。增加了鋼筋混凝土構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。其中包括地震作用下構(gòu)件和韋點(diǎn)的截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)和保證變形要求的配筋構(gòu)造,以適應(yīng)廣大地震區(qū)建筑的需要。進(jìn)一步完善了構(gòu)造要求,如從耐久性角度調(diào)整了保護(hù)層厚度,從變形角度調(diào)整了最小配筋率,根據(jù)粘結(jié)錨固理論與國(guó)產(chǎn)鋼筋外形,以錨固長(zhǎng)度為基淮,調(diào)整了不同狀態(tài)下的鋼筋錨固、搭接、延伸長(zhǎng)度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范將為實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法體系的目標(biāo)完成重要的基礎(chǔ)工作,使我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提高到一個(gè)新的高度。
2 混凝土結(jié)構(gòu)科研方式的改進(jìn)
首先要提倡研究的原創(chuàng)性科研的精髓在于其原創(chuàng)性,探索未知領(lǐng)域的研究成果必須具有新意。即對(duì)傳統(tǒng)認(rèn)知的突破,甚至否定。不能苛求新的思維盡善盡美,應(yīng)采取寬容態(tài)度允許其逐漸完善。減少無原創(chuàng)性的重復(fù)研究,更應(yīng)杜絕抄襲行為或各種竊取公有知識(shí)而壟斷專利、標(biāo)準(zhǔn)的不正當(dāng)行為。其次要減少盲目的低水平重復(fù)。目前為解決學(xué)位、職稱等功利目的而進(jìn)行的科研及發(fā)表的論文數(shù)量不少,大多是沒有明確目標(biāo)的,空泛議論或低水平重復(fù)。這類研究多憑想象建立不可靠的基本假定。然后進(jìn)行繁瑣的推導(dǎo),得出似是而非的結(jié)論。既無理論上的意義又沒有工程價(jià)值,浪費(fèi)了寶貴的科研資源。再就是加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,應(yīng)充分意識(shí)到這種現(xiàn)象可能造成的長(zhǎng)期不利影響。應(yīng)重視基礎(chǔ)理論研究,并及時(shí)給予充分的經(jīng)費(fèi)和人力支持。還要提高工程應(yīng)用研究水平、提倡深入淺出的成果表達(dá)、提倡學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴和討論。
3 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國(guó)作為一個(gè)新興的學(xué)科領(lǐng)域得以迅猛發(fā)展僅僅是近十來年的事。混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)、維修、加固或改造等技術(shù)的總稱,包括結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估技術(shù)和結(jié)構(gòu)加固方法等方面的內(nèi)容。本文將著重研究混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)方面的問題。我國(guó)先后編制適合于混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這些專業(yè)的加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范初步形成了混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系,對(duì)我國(guó)該領(lǐng)域的發(fā)展和各種最新科研成果的推廣應(yīng)用起到了積極作用。混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還存在很多問題,但是經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展已經(jīng)初步形成了規(guī)模體系,很多混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)經(jīng)過了大量的深化研究和工程的實(shí)際應(yīng)用,證明了其加固的安全性和使用性。現(xiàn)階段混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性的加固處理,己經(jīng)比較成熟的提高低強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纖維和鋼板法、外包鋼法、置換混凝土加固法等。
4 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度與規(guī)范
對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的安全度設(shè)置水平,最早源于從事高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)科研和推廣應(yīng)用工作。由于現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范業(yè)已采用了可靠度設(shè)計(jì)理論,其在規(guī)范中的計(jì)算表達(dá)形式又與多安全系數(shù)方法相似,在實(shí)用上姑且將它理解為多安全系數(shù)也并無不可。至于尚未使用的規(guī)范宜適當(dāng)放慢“統(tǒng)一”步伐,實(shí)在難以使用的更不宜通過行政手段去統(tǒng)一。可靠度理論還在發(fā)展,這方面的學(xué)術(shù)討論希望能夠深入開展下去。提高結(jié)構(gòu)的安全性能需要從結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)布置、材料選擇等多個(gè)方面做出努力,以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、延性和耐久性,提高其抵御不測(cè)之災(zāi)和防止倒塌、特別是抵抗連續(xù)倒塌的能力。也許基于概念設(shè)計(jì)的這些措施,對(duì)于增進(jìn)結(jié)構(gòu)安全更為有效且更符合經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則。
我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)歷了三個(gè)不同的發(fā)展階段。
4.1 引進(jìn)規(guī)范的早期應(yīng)用
舊中國(guó)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未有本國(guó)自己的設(shè)計(jì)規(guī)范。那時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法均屬容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法。解放后,我國(guó)在一窮二白的基礎(chǔ)上展開了大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)。在當(dāng)時(shí)的條件和環(huán)境下,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上直接采用蘇聯(lián)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。
4.2 規(guī)范自主化的最初探索
早于1961年原建工部和原國(guó)家建委就已著手組織編制我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,由于起步晚,缺乏自己的基礎(chǔ)資料和必要的科研工作,這本規(guī)范的設(shè)計(jì)方法仍只能在蘇聯(lián)55年規(guī)范的基礎(chǔ)上做少量修改和對(duì)名詞術(shù)語做必要推敲。但這次實(shí)踐,對(duì)我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展是十分有益的,邁出了重要的一步。
4.3 結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范的逐步完善
提高水平,形成體系的階段。完善的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和規(guī)范體系的形成,從根本上講依賴于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)科學(xué)術(shù)技的發(fā)展,是把各種環(huán)境條件與鋼筋混凝土的性能關(guān)系以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上升到規(guī)律性認(rèn)識(shí)的過程,這就需要扎實(shí)的、系統(tǒng)的科研工作。中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所連續(xù)組織了三批鋼筋混凝土規(guī)范科研課題。通過這三批科研課題,使建國(guó)以來長(zhǎng)期處于薄弱或空白狀態(tài)的量大面廣的工程技術(shù)問題,得到了解決或初步解決,獲得了一大批珍貴的關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性與可靠性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),大大提高了我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論水平,同時(shí)也增強(qiáng)了引進(jìn)與消化國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的能力。
5 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向
5.1 試驗(yàn)研究將未來的發(fā)展的一個(gè)支撐
半個(gè)多世紀(jì)以來,我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從無到有,逐步發(fā)展完善的歷程。隨著我國(guó)大規(guī)模基本建設(shè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)變,各類大型復(fù)雜、功能特殊的結(jié)構(gòu)越來越多,同時(shí)還面臨著大量低安全度的既有建筑和結(jié)構(gòu)耐久性、抗災(zāi)性等問題。因此規(guī)范將不斷修訂,為修訂規(guī)范而進(jìn)行的試驗(yàn)研究也將持續(xù)進(jìn)行,從而混凝土結(jié)構(gòu)理論也將得到發(fā)展。
5.2 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方向的調(diào)整
傳統(tǒng)以單一構(gòu)件(板、梁、柱、墻等)進(jìn)行的試驗(yàn)研究,結(jié)論有很大的局限性,難以反映由這些構(gòu)件組成結(jié)構(gòu)體系(樓蓋、框架等)的真正受力狀態(tài)及規(guī)律,若以結(jié)構(gòu)組件或結(jié)構(gòu)體系的方式進(jìn)行試驗(yàn),則可更真實(shí)地反映其受力狀態(tài);構(gòu)件間的連接構(gòu)造是傳統(tǒng)試驗(yàn)研究中比較薄弱的環(huán)節(jié),且對(duì)結(jié)構(gòu)安全有著重要的影響,應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究;加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能的試驗(yàn)研究,提高試驗(yàn)研究的分析水平,要提倡先分析后試驗(yàn),多分析少試驗(yàn)。基本假定應(yīng)有可靠的依據(jù),機(jī)理分析應(yīng)深入透徹,應(yīng)充分利用已有的試驗(yàn)資料;應(yīng)用非線性有限元及概率統(tǒng)計(jì)等手段,提高試驗(yàn)和分析水平;通過試驗(yàn)研究開發(fā)約束混凝土的巨大潛力,具有實(shí)際工程意義。
6 結(jié)語
混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國(guó)作為一個(gè)新興的學(xué)科領(lǐng)域得以迅猛發(fā)展僅僅是近十來年的事。隨著該領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用和研究工作的深入發(fā)展,我國(guó)先后編制適合于混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這些專業(yè)的加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范初步形成了混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系,對(duì)我國(guó)該領(lǐng)域的發(fā)展和各種最新科研成果的推廣應(yīng)用起到了積極作用,大大促進(jìn)了我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展。我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范從無到有,逐漸豐富和完善,完全依靠獨(dú)立自主的科研試及工程實(shí)踐積累。目前我國(guó)大規(guī)模基建極需結(jié)構(gòu)理論及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的持續(xù)發(fā)展,轉(zhuǎn)變科研形式,調(diào)整研究方向極為重要。
參考文獻(xiàn):
[1]GBJ 21―66 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文3
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化
前言
簡(jiǎn)言之,和其他材料相比,鋼筋混凝土具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),所以在建筑工程中廣泛應(yīng)用。鋼筋混凝土的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)原材料上,還體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù),制各工藝等方面。綜合其優(yōu)勢(shì)分析,使得鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)建筑材料領(lǐng)域扮演的角色越來越重要。
一、鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
20世紀(jì)后期以后,在建筑工程行業(yè),由于鋼材料的不斷提高,鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)得到了發(fā)展,建筑造型和功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,都在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到樂各種難題。因此作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要在遵循各種規(guī)范的條件下大膽靈活的解決這些問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中對(duì)于各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的這些問題,每個(gè)人的理解不同,就可能對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)帶來相當(dāng)大的區(qū)別。因此在規(guī)范條文中沒有具體規(guī)定,往往容易被忽視,給工程質(zhì)量留下巨大的隱患。
二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是在保證建筑使用功能和總體效果的前提下,通過結(jié)構(gòu)體系的合理選擇、結(jié)構(gòu)布置的科學(xué)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)受力的詳細(xì)計(jì)算分析等,使整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)既安全可靠,又經(jīng)濟(jì)合理。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的建筑結(jié)構(gòu),既滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求,又使結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間達(dá)到最佳比例關(guān)系,以提高結(jié)構(gòu)整體的抗震、抗風(fēng)、防火等性能。根據(jù)筆者的總結(jié)歸納,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可從五個(gè)方面來開展。
1.結(jié)構(gòu)計(jì)算方法的優(yōu)化
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方法是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵。首先是對(duì)結(jié)構(gòu)體系選擇的優(yōu)化,主要是確定經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)型式、柱網(wǎng)尺寸和剪力墻布置等;其次是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化,在已確定結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置的前提下,確定經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)件截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)和配筋量。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)體系的確定和構(gòu)件截面尺寸是憑經(jīng)驗(yàn)假定的,然后進(jìn)行分析計(jì)算,校核是否滿足規(guī)范要求,是一種被動(dòng)的設(shè)計(jì)方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)也需要先進(jìn)行假設(shè),但假設(shè)目的不一樣,所采用的分析方法也不同,優(yōu)化設(shè)計(jì)在初始假設(shè)后,需按一定的方法通過多次分析和調(diào)整,從而獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,構(gòu)件尺寸一般先按經(jīng)驗(yàn)確定,然后進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)不同構(gòu)件布置方式和不同截面尺寸進(jìn)行配筋計(jì)算,并作經(jīng)濟(jì)比較,以確定最優(yōu)構(gòu)件布置方式和截面尺寸。如抗震等級(jí)為三級(jí)的較大跨度的梁,支座配筋較大且采用大直徑鋼筋時(shí),梁面通長(zhǎng)鋼筋可采用小直徑通長(zhǎng)鋼筋如2根12,與支座鋼筋搭接或焊接,以減少鋼筋量節(jié)約成本。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的理解
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)須深入地掌握相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,理解規(guī)范實(shí)質(zhì),并注意規(guī)范的適用范圍和規(guī)范使用的配套性。按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí),必須注意所采用規(guī)范與參數(shù)取值的匹配性。在計(jì)算樁數(shù)時(shí),荷載效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合,對(duì)應(yīng)的抗力采用單樁承載力特征值;在確定承臺(tái)高度及配筋,驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí),荷載效應(yīng)取基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),對(duì)應(yīng)的抗力計(jì)算采用材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。抗震墻分加強(qiáng)部位和非加強(qiáng)部位,邊緣構(gòu)件分約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件,這兩種邊緣構(gòu)件的配筋相差很大,應(yīng)分別按不同的構(gòu)造要求進(jìn)行配筋。設(shè)計(jì)優(yōu)化前必須透徹地理解概念,勿盲目提高標(biāo)準(zhǔn),以免造成設(shè)計(jì)浪費(fèi)。
3.設(shè)計(jì)參數(shù)取值的優(yōu)化
為取得良好的優(yōu)化效果,在設(shè)計(jì)參數(shù)取值上要進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)毛坯房,要根據(jù)各地具體情況和房屋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),合理考慮各功能空間的二次裝修荷載。在計(jì)算墻體荷載時(shí),應(yīng)考慮實(shí)際墻體高度、長(zhǎng)度和開洞影響,墻體高度的取值應(yīng)扣除鋼筋混凝土梁板的高度,墻體長(zhǎng)度的取值應(yīng)扣除鋼筋混凝土墻柱的長(zhǎng)度,并應(yīng)扣除洞口面積。消防車等荷載宜按等效荷載取值。樓面活荷載按實(shí)際使用功能合理取值,并按規(guī)范規(guī)定考慮樓面活荷載的折減。正確取用抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別,合理確定風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值和風(fēng)載體型系數(shù),必要時(shí)可根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)載體型系數(shù)。根據(jù)不同荷載組合和不同計(jì)算內(nèi)容選用荷載分項(xiàng)系數(shù)。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的荷載為設(shè)計(jì)值時(shí),應(yīng)將設(shè)計(jì)值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)值。
4.高性價(jià)比材料的選用
鋼筋的選用。在選用鋼筋強(qiáng)度等級(jí)時(shí),應(yīng)盡可能采用性價(jià)比高的高強(qiáng)度鋼筋。對(duì)于配筋按強(qiáng)度控制的構(gòu)件,應(yīng)優(yōu)先選用HRB400鋼筋。對(duì)于按最小配筋率控制配筋的受彎構(gòu)件,在現(xiàn)版GB50010-2010#混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范$出臺(tái)前大家的認(rèn)知是,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C30時(shí),采用 HRB400比HPB235 可降低20%用鋼量;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于C30時(shí),采用HRB400比HPB235可降低7.5%用鋼量;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí),采用HRB400與HPB235的用鋼量相同。故對(duì)于按最小配筋率控制配筋的受彎構(gòu)件,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C30時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用HRB400鋼筋,而當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí),宜采用價(jià)格較低的 HRB335或HPB235鋼筋。現(xiàn)版GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》在第8.5.1條注解的第二條明確:板內(nèi)受彎構(gòu)件(不包括懸臂板)的受拉鋼筋,當(dāng)采用強(qiáng)度等級(jí)400MPa、500MPa的鋼筋時(shí),其最小配筋百分率允許采用0.15和 45ft/f y中的較大值,比起原規(guī)范的0.20和45ft/f y中的較大值,采用HRB400鋼筋在采用C30混凝土?xí)r的最小配筋率約為0.18,在采用C25混凝土?xí)r的最小配筋率約為0.16,遠(yuǎn)小于采用 HRB235的0.2和45ft/f y中的較大值。由新規(guī)范的條文可以看出國(guó)家開始提倡采用高強(qiáng)度的鋼筋,推廣HRB400、HRB500作為主導(dǎo)鋼筋。
混凝土的選用。常用強(qiáng)度等級(jí)的混凝土強(qiáng)度每提高一級(jí),單價(jià)提高5%-18%;混凝土強(qiáng)度對(duì)柱及剪力墻軸壓比的影響很明顯,應(yīng)優(yōu)先使用高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土;對(duì)梁來說,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)對(duì)梁的承載力變化不大,應(yīng)使用低強(qiáng)度等級(jí)混凝土;對(duì)板來說,雖然提高強(qiáng)度等級(jí)對(duì)承載力有提高,但強(qiáng)度等級(jí)提高后最小配筋率相應(yīng)增大,樓板開裂的幾率也增大,所以板應(yīng)使用低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。
目前設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定有一種認(rèn)識(shí):墻柱與梁板強(qiáng)度等級(jí)相差在兩級(jí)以內(nèi);關(guān)于這一條在舊版規(guī)范中有,新版規(guī)范中已經(jīng)去掉了,所以當(dāng)墻柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)很高時(shí),梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)可以不跟隨墻柱變化;但是在施工中要采取嚴(yán)格措施:控制梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)為高強(qiáng)度等級(jí),保證高低強(qiáng)度等級(jí)交界區(qū)的混凝土密實(shí)性。
實(shí)際工程中混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選擇應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):①普通的結(jié)構(gòu)梁板一般宜選用C251C30;②剪力墻、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)按軸壓比控制,宜選用較高強(qiáng)度等級(jí)混凝土,并使軸壓比盡量接近規(guī)定上限,同時(shí)又要使絕大部分豎向構(gòu)件為構(gòu)造配筋;③高層建筑墻、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)分段選用不同強(qiáng)度等級(jí)。
結(jié)語
綜上可知,建筑工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜切急需解決的的難題,結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來的經(jīng)濟(jì)效益也是巨大的,因此,上文主要研究了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文4
關(guān)鍵詞 混凝土結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)分析
中圖分類號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
任何混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是為實(shí)現(xiàn)某些特定功能。隨著建筑業(yè)迅速發(fā)展,建筑功能也不斷豐富,建筑新穎造型、精美外觀,這樣要求工程設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會(huì)遇到結(jié)構(gòu)概念、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)質(zhì)量等方面的問題,如果在設(shè)計(jì)工作中不能對(duì)于上述問題進(jìn)行有效的控制,將嚴(yán)重影響到設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量,對(duì)于工程項(xiàng)目整體建設(shè)的影響也是不容忽視的。因此,在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,影響混凝土重要質(zhì)量問題,必須引起工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者高度重視。
二、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求
1.遵守設(shè)計(jì)規(guī)范要求
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中,首先,應(yīng)該做到按國(guó)家與地方有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要求執(zhí)行。盡管目前我國(guó)各行業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,在設(shè)計(jì)理論方面還不是很統(tǒng)一,但是混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常參考規(guī)范有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等等,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)遵守這些規(guī)范最基本原則來進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2.考慮現(xiàn)場(chǎng)施工材料質(zhì)量
為能夠滿足混凝土結(jié)構(gòu)功能特殊性能要求,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工材料資料,混凝土結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量與現(xiàn)場(chǎng)所用水泥品種與粗骨料徑大小有直接關(guān)系。因此,設(shè)計(jì)者還應(yīng)了解施工工藝,機(jī)械設(shè)備使用情況,對(duì)水泥性能與凝結(jié)時(shí)間要求等因素,在施工現(xiàn)場(chǎng)決定選用外加劑以及其參入數(shù)量都應(yīng)該了解。
三、常見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題以及解決方案
1.在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段常見問題
目前,在混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段,如何高效地、準(zhǔn)確地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析,結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要目的是利用專業(yè)軟件計(jì)算出各種荷載,其中主要包括:結(jié)構(gòu)自重,設(shè)備荷載、滿足各種使用功能的活荷載,以及地震力、溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力等。同時(shí)按照規(guī)范要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與處理,這是決定工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞關(guān)鍵。因此,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者,應(yīng)該對(duì)這一階段常見問題,必須清醒認(rèn)識(shí)。 在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載計(jì)算中,所有的荷載規(guī)范都要符合相關(guān)的技術(shù)文件規(guī)定,對(duì)于缺少明確規(guī)定的荷載計(jì)算項(xiàng)目,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與勘察的實(shí)際結(jié)果,合理進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于大型的混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言,通常需要采取多種不同的單元模型,并且進(jìn)行具體的分析與比較,對(duì)于此類工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算必須采取相應(yīng)的計(jì)算程序,建立的模型中邊界、支撐條件等要盡量符合實(shí)際情況。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師,應(yīng)該考慮到一個(gè)科學(xué)合理計(jì)算軟件,絕對(duì)不僅僅取決于軟件系統(tǒng)本身優(yōu)越與否,還應(yīng)該分析這種計(jì)算軟件是否與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型相適應(yīng)。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師必須做到,對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)進(jìn)行分析、對(duì)比與系統(tǒng)研究,熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型,從而進(jìn)行科學(xué)合理選擇計(jì)算軟件。
2.地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在問題
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)識(shí)到地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性,特別是對(duì)于主體結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性、抗震性要求較高的建筑,在設(shè)計(jì)中要綜合考慮項(xiàng)目所在地的地質(zhì)與水文條件、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件、使用功能,以及相鄰建筑之間的影響,從而保證建筑在使用中減少傾斜或過量沉降的發(fā)生率。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員必須了解相鄰地下構(gòu)筑物與各類地下設(shè)施的實(shí)際位置與標(biāo)高,以確保地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中安全系數(shù)的提高。在計(jì)算基礎(chǔ)的寬度與面積時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到力學(xué)模型不明確或者考慮不周全的問題,造成基礎(chǔ)的寬度與面積不足,這是不符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,如果地下結(jié)構(gòu)墻體上的集中力作用較大,墻體與基礎(chǔ)可以將集中力向地基部分?jǐn)U散,但是這種擴(kuò)散的范圍有限,而且基底土的反力分布不均勻。因此,在設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)集中力的大小、墻體的實(shí)際長(zhǎng)度等,計(jì)算出地基與基礎(chǔ)部分的荷載情況,以此確定基礎(chǔ)的寬度
3.下臥層驗(yàn)算中問題
在計(jì)算下臥層頂?shù)鼗休d力時(shí),只能進(jìn)行深度修正,修正系數(shù)應(yīng)根據(jù)土層來決定。當(dāng)擴(kuò)散角所取數(shù)值滿足有關(guān)規(guī)范中規(guī)定時(shí),可直接采用;當(dāng)不滿足時(shí)可根據(jù)規(guī)范附錄中,平均應(yīng)力系數(shù)來進(jìn)行計(jì)算。對(duì)復(fù)合地基來說.選取承載力較高土層來當(dāng)持力層,而當(dāng)軟弱下臥層時(shí),必須對(duì)承載力進(jìn)行驗(yàn)算;如果是軟弱下臥層控制承載力,那么說明持力層需要進(jìn)行調(diào)整。
4上部混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
目前,作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最為關(guān)鍵的部位,也是體現(xiàn)特殊功能,特定力學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的部位。主流混凝土結(jié)構(gòu)有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪墻結(jié)構(gòu)以及框支剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震功能需求,如果可能遇到中震時(shí),設(shè)計(jì)人員要考慮到第一級(jí)別的剪力墻,其墻肢的數(shù)量最少為4肢。當(dāng)?shù)谝患?jí)別剪力墻進(jìn)入塑性階段,為了保證建筑物在地震作用下的過度變形得到有效的控制,盡量縮小地震災(zāi)害帶來的建筑物破壞,需要對(duì)于小級(jí)別的剪力墻進(jìn)行多道設(shè)防。另外,在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,各種混凝土構(gòu)件必須進(jìn)行科學(xué)、合理的布置,要盡量少的占用上部空間,而且要滿足建筑的基本使用功能和安全性。在設(shè)計(jì)框架柱計(jì)算時(shí),切勿忽視角柱,必須要對(duì)角柱自行定義。如出現(xiàn)未進(jìn)行定義,而實(shí)際配筋率又滿足計(jì)算結(jié)果,那么在實(shí)際施工中就會(huì)出現(xiàn)配筋率無法滿足最小配筋率問題。作為短柱來說,在一級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí),沿著短柱全高箍筋間距應(yīng)小于縱筋直徑6倍。框架柱程序可以進(jìn)行自行判定。這種框架柱不可以進(jìn)行直接替換,不同強(qiáng)度箍筋應(yīng)滿足不同結(jié)果。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)換層,因?yàn)檗D(zhuǎn)換層是整個(gè)框支剪力墻中比較薄弱樓層結(jié)構(gòu),在相關(guān)計(jì)算時(shí),應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定將其地震剪力乘以增大系數(shù)來計(jì)算相關(guān)參數(shù)。框支柱、框支梁的縱筋各項(xiàng)系數(shù)都應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求。
5.混凝土設(shè)計(jì)耐久性
混凝土結(jié)構(gòu)功能有三方面內(nèi)容:適用性、安全性、耐久性,目前,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在適用性與安全性方面研究較深入,設(shè)計(jì)方法相對(duì)明確,因此,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在這兩方面做得比較好。結(jié)構(gòu)耐久性方面研究還不是很成熟,在實(shí)際操作中也存在很多問題。混凝土結(jié)構(gòu)因耐久性不足而失效的現(xiàn)象已經(jīng)屢見不鮮,為正常使用,必需進(jìn)行維護(hù),而這樣所付出維護(hù)費(fèi)用是非常高昂的。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性因素主要有內(nèi)部與外部?jī)蓚€(gè)方面。再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該區(qū)別進(jìn)行考慮。這真對(duì)不同結(jié)構(gòu)功能需要,考慮避免降低結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素。這樣設(shè)計(jì)出來的混凝土結(jié)構(gòu)才是最科學(xué),最合理的。
四、結(jié)束語
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身是個(gè)長(zhǎng)期、循環(huán)、復(fù)雜兼具深度和廣度的專業(yè),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全,責(zé)任重大。因此,我們必須從根本做起,在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,必須采取有效的控制措施。同時(shí),總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各種因素影響,這樣來保證整個(gè)工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]周克榮等編著.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].同濟(jì)大學(xué)出版社.2001.8.
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文5
關(guān)鍵詞:鋼筋砼結(jié)構(gòu);最小配筋率;受彎構(gòu)件;帶肋鋼筋
現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范“砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”(gb50010-2002) 中把hrb400鋼筋確定為鋼筋砼結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)用筋。其后冶金企業(yè)研制開發(fā)的符合國(guó)情標(biāo)準(zhǔn)“鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋”(gb1499-1998) 的新型號(hào)筋。hrb500鋼筋具有強(qiáng)度高、延性好、耐高低溫、耐疲勞和可加工性能好的優(yōu)點(diǎn),符合砼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑用筋性能指標(biāo)的主要內(nèi)容要求。hrb500鋼筋在建筑行業(yè)中己得到廣泛使用,會(huì)促進(jìn)其它相關(guān)建筑材料的發(fā)展提高,因此而帶來可觀的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)建筑業(yè)健康有序的發(fā)展具有重要意義。
鋼筋砼梁的主筋縱向筋配筋率是保證安全使用影響承載力的主要因素,配筋率的變化不僅使梁的受彎承載力產(chǎn)生變化,而且會(huì)使梁的受力性能和破壞特征發(fā)生質(zhì)的變化。當(dāng)縱向主筋配筋率少到一定值后,梁的受力性能會(huì)產(chǎn)生大的變化,同無筋素砼梁沒有什么差別。當(dāng)這種梁一旦在受拉區(qū)的砼出現(xiàn)開裂,裂縫截面的拉力會(huì)很快超過屈服強(qiáng)度而進(jìn)入強(qiáng)化階段,造成整根梁發(fā)生撕裂,甚至使整個(gè)鋼筋被拉斷,這種破壞現(xiàn)象沒有明顯的預(yù)兆,屬于脆性破壞。為了防止這種脆斷的產(chǎn)生,鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定:鋼筋砼受彎構(gòu)件的縱向受力主筋的配筋率不能低于某一限定值,該值即為受控鋼筋的最小配筋率。hrb500鋼筋作為一種新型的高強(qiáng)鋼筋,已經(jīng)在工程實(shí)踐應(yīng)用范圍較廣,必須合理確定其作為受拉鋼筋的最小配筋率。在實(shí)踐應(yīng)用中探討對(duì)hrb500鋼筋作為受彎構(gòu)件縱向主受拉的最小配筋率作淺要分析。
1最小配筋率確定的一般原則
鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率是一個(gè)比較復(fù)雜的技術(shù)問題。試驗(yàn)和理論分析均表明,構(gòu)件的最小配筋不僅與受力形態(tài)、表面尺寸及形式、材料強(qiáng)度有關(guān),而且與受荷時(shí)間的長(zhǎng)短、溫度變化的大小、收縮及徐變的程度有關(guān)。目前世界一些國(guó)家對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件的受拉鋼筋最小配筋率的取值方法基本上有兩種:即模型法和經(jīng)驗(yàn)法。模型法是以截面受拉區(qū)砼開裂后,受拉鋼筋由于配置過少而立即屈服進(jìn)入強(qiáng)化階段,此時(shí)的受拉鋼筋配筋的最小配筋率。經(jīng)驗(yàn)法是指直接給出最小配筋率的的取值,而沒有受完整的受力模型作為取值準(zhǔn)則,但其中也從不同角度考慮了一些因素對(duì)最小鋼筋率取值的影響,所考慮的這些因素的影響規(guī)律與模型方案的趨勢(shì)有一定的近似性。
而國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率的確定原則是:截面開裂后,構(gòu)件不會(huì)立即失效(裂而不斷),即在最小配筋率的條件下,構(gòu)件的抗彎承載力不低于同截面素混凝土構(gòu)件的開裂彎矩,即:
mey≤mu ①
現(xiàn)以單筋矩形截面承受純彎矩作用為例探討鋼筋砼受彎構(gòu)件的縱向主受拉鋼筋的最小配筋率問題。首先要計(jì)算鋼筋砼梁的開裂彎矩。由于鋼筋砼梁開裂時(shí),鋼筋的應(yīng)力很低,因此計(jì)算鋼筋砼梁開裂彎矩時(shí),可以忽略鋼筋的作用,即鋼筋砼梁的開裂彎矩等于素砼的開裂彎矩。根據(jù)文獻(xiàn)對(duì)素砼梁的開裂彎矩的推導(dǎo)計(jì)算,無筋素砼梁的開裂彎矩為:
mey =0.256fftbh2 ②
試中: ft-為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
根據(jù)鋼筋砼梁的受力進(jìn)行過程, 按照現(xiàn)行砼設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于正截面承載力計(jì)算的基本假定“不考慮砼的抗拉強(qiáng)度”,假定鋼筋砼梁達(dá)到極限承載力狀態(tài)時(shí)的截面力臂為yho,其中y為內(nèi)力臂長(zhǎng)度系數(shù),則鋼筋砼梁的極限彎矩為:
mu = yhoòyas
此時(shí)òy= fyas =pmin bho y=1
mu = ho fypmin bho③
將式②、式③ 帶入式① 以后,求出:
pmin=0.256ft / fy[h/ho]2 ④
2國(guó)內(nèi)不同時(shí)期砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)最小配筋率的規(guī)定
根據(jù)介紹對(duì)世界各有關(guān)國(guó)家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較,見表1。為轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)材料強(qiáng)度后各有關(guān)國(guó)家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率表達(dá)式。
表1不同國(guó)家對(duì)鋼筋砼構(gòu)件最小配筋率計(jì)算要求
我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于鋼筋砼受彎構(gòu)件,確定的最小配筋率的規(guī)定基本上是沿用前蘇聯(lián)20世紀(jì)五、六十年代的規(guī)定,數(shù)值明顯偏低。隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度增大以及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)概念的應(yīng)用,鋼材供應(yīng)狀況及水平的偏高,每次規(guī)范修訂均適當(dāng)提高了受力鋼筋的最小配筋率,而且使其更為合理。a.在原《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》tj10-74中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率:當(dāng)砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為200號(hào)及以下時(shí)為0.
1;當(dāng)砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為250-400號(hào)時(shí)為0.15。b.在進(jìn)行了修改后的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gbj10-1989中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率:當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c35時(shí)為0.15;當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c40-c60時(shí)為0.2。c.在現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2002中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率為0.2和45 ft / fy中的較大值。
從國(guó)各內(nèi)各個(gè)階段設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)最小配筋率規(guī)定的變化可以看出:隨著我國(guó)改革開放的進(jìn)一步推進(jìn),國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入穩(wěn)步的提高,對(duì)結(jié)構(gòu)安全度的要求逐漸提高,綜合考慮各種因素,構(gòu)件的最小配筋率均有提高,而且考慮了材料強(qiáng)度的影響,有利于促進(jìn)高強(qiáng)材料在工程中的大量應(yīng)用。
3hrb500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率的應(yīng)用
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《鋼筋砼用熱扎帶肋鋼筋》gb1499-1998中規(guī)定:hrb 335的屈服強(qiáng)度為335 mpa,hrb 400的屈服強(qiáng)度為400 mpa,hrb 500的屈服強(qiáng)度為500 mpa。我國(guó)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:hrb 335的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為300 mpa,hrb 400的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360 mpa,不同種類鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)ys均為1.10,因此hrb500鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)取為450mpa。根據(jù)資料介紹的試驗(yàn)結(jié)果并考慮到裂縫寬度的影響,對(duì)hrb500鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值建議為420mpa,材料分項(xiàng)系數(shù)ys為1.19。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2002中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋率百分率公式45 ft / fy,分別計(jì)算出各種鋼筋的最小配筋率。詳見表2。
表2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件配筋率要求
根據(jù)表2可以看出,鋼筋砼構(gòu)件的最小配筋率的確定,不完全是技術(shù)問題,還反映了某一地區(qū)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展水平,具有一定的社會(huì)性和政策性。因此,考慮將hrb 500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率百分率(%)為:當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于c30時(shí)為0.15,當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c30以上時(shí)為0.2和45ft / fy 中的較大值為宜。根據(jù)上述淺要分析,國(guó)家推廣應(yīng)用hrb500鋼筋不僅可以滿足建筑行業(yè)科技飛速發(fā)展的需用,還具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了在工程實(shí)踐中大力推廣hrb500鋼筋,考慮到我國(guó)實(shí)際國(guó)情,要采用hrb 500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小百分率(%)為:當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)不大于c30時(shí)為0.15,當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c30以上時(shí)為0.2和45ft / fy,中的較大值安全。
參考文獻(xiàn)
1徐有鄰等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用.中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2002
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文6
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;框架;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、鋼框架-混凝土剪力墻體系
(一)組成及分類
鋼框架-混凝土剪力墻體系是以鋼框架為主體,并配置一定數(shù)量的鋼筋混凝土或型鋼混凝土剪力墻。由于剪力墻可以根據(jù)需要布置在任何位置上,布置靈活。另外剪力墻可以分開布置,兩片以上剪力墻并聯(lián)體較寬,從而可減少抗側(cè)力體系的等效高寬比值,提高結(jié)構(gòu)的抗推剛度和抗傾覆能力。鋼筋混凝土剪力墻又現(xiàn)澆和預(yù)制兩種。
(二)變形
1、鋼框架-預(yù)制鋼筋混凝土墻的變形
鋼框架-預(yù)制鋼筋混凝土墻體系是以鋼框架為主體,建筑的豎向荷載全部由鋼框架來承擔(dān),水平荷載引起的剪力主要由鋼筋混凝土墻板來承擔(dān),水平荷載引起的傾覆力矩主要由鋼框架和鋼筋混凝土墻板所形成的聯(lián)合體來承擔(dān)。由于框架間設(shè)置了混凝土墻板,結(jié)構(gòu)的抗推剛度和受剪承載力都得到顯著提高,地震作用的層間位移也就顯著減小。這種結(jié)構(gòu)體系可以用于地震區(qū)較多層數(shù)的樓房。
2、鋼框架-現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻的變形
“鋼框架-現(xiàn)澆混凝土墻”體系是由現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻和鋼框架所組成,一般應(yīng)沿房屋的縱向和橫向,均應(yīng)布置鋼筋混凝土墻體。縱、橫墻的數(shù)量應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度和樓房層數(shù)多少由計(jì)算確定,縱墻和橫墻可分開布置,也可連成一體,現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體水平截面的形狀可以是一字型、L型、工資型。
二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu),《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》都有一些規(guī)定,高規(guī)的內(nèi)容要多一些,且有關(guān)于短肢剪力墻的規(guī)定(7.1.2條共8款)。一般剪力墻為hw(墻肢截面高度,個(gè)人認(rèn)為此應(yīng)稱為“墻肢長(zhǎng)度”,與高規(guī)表7.2.16注1及抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.4.9條與表6.4.7注4、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表11.7.15注4統(tǒng)一)/bw(墻肢截面厚度)>8,墻肢截面高度不宜大于8m,較長(zhǎng)的剪力墻宜開設(shè)洞口(即所謂結(jié)構(gòu)洞)(高規(guī)7.1.5條)。短肢剪力墻hw/bw=5(認(rèn)為按老習(xí)慣取4較合理)~8,抗震等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)。hw/bw<5(認(rèn)為按老習(xí)慣取4較合理),即為異形柱。L形、十字形剪力墻等,只要其中的一肢達(dá)到一般剪力墻的要求,則不應(yīng)認(rèn)為是短肢剪力墻。
2、高規(guī)7.1.1條規(guī)定“剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大”,如果采用全剪力墻結(jié)構(gòu),即除門窗洞外均為剪力墻,無一片后砌的填充墻,第一周期只有1.02秒,側(cè)向剛度過大,使地震作用過大,不經(jīng)濟(jì),不合理。
3、關(guān)于底層剪力墻的厚度:高規(guī)7.1.2條規(guī)定“高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”,當(dāng)短肢剪力墻較多時(shí),其第2款規(guī)定“抗震設(shè)計(jì)時(shí),筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于總底部地震傾覆力矩的50%”。SATWE程序在計(jì)算時(shí),是將各個(gè)墻肢的高厚比進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算,凡hw/bw=5~8,即歸入短肢剪力墻,這樣算得的短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩就可能容易大于50%。而TAT程序在計(jì)算時(shí),是將L形等剪力墻等只要其中的一肢達(dá)到一般剪力墻的要求,則不歸入短肢剪力墻,在相同的結(jié)構(gòu)中,這樣算得的短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩就有可能不大于50%,建議宜按TAT計(jì)算該項(xiàng)指標(biāo)。
4、在短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中,多數(shù)設(shè)計(jì)人員將較短的墻段都畫為約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件,將計(jì)算需要的縱向鋼筋均勻配置在整個(gè)墻段內(nèi),這是不妥的,因?yàn)榕渲迷趬χ泻洼S附近的鋼筋并不能發(fā)揮作用,因此縱向鋼筋應(yīng)向墻肢端部集中,宜打印剪力墻邊緣構(gòu)件配筋計(jì)算結(jié)果復(fù)核。抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.4.9條規(guī)定:“抗震墻的墻肢長(zhǎng)度不大于墻厚的3倍時(shí),應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),箍筋應(yīng)沿全高加密”,SATWE等程序在計(jì)算時(shí)也是照此條規(guī)定辦理。如墻厚為200mm,墻肢長(zhǎng)度600~800mm,雖然墻肢長(zhǎng)度達(dá)到墻厚的3~4倍,認(rèn)為仍宜按柱配筋。
三、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、剪力墻應(yīng)有邊框:邊框梁(或暗梁)、邊框柱(抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.5.1條,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.7.17條,高規(guī)8.2.2條)。不能只設(shè)幾段剪力墻,就成框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系了。
2、剪力墻承擔(dān)的地震傾覆彎矩應(yīng)≥50%,否則應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)查抗震等級(jí),其最大適用高度只可比框架結(jié)構(gòu)適當(dāng)增加(抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.1.3條1款)。
3、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中不應(yīng)采用短肢剪力墻。
參考文獻(xiàn):
[1]鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范(JGJ3-91).