混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)問(wèn)題研究

1、<p>　　混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)問(wèn)題研究</p><p>　　摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)隨之不斷進(jìn)步，我國(guó)建筑行業(yè)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，高層建筑物異軍突起，已經(jīng)成為一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的重要標(biāo)志物。高層的建筑物已經(jīng)成為反映這所城市的繁榮度有多高和社會(huì)的進(jìn)步作為標(biāo)志。本文就混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)；問(wèn)題 </p>

2、<p>　　Abstract: With the continuous development of infrastructure in our country city, many new problems in geotechnical engineering an important part of basic construction encountered, such as the selection of co

3、nstruction technology under complex geological conditions, design of operational issues, identify problems of mechanics model and design parameters, the influence of groundwater problems, it has made some the conventiona

4、l design method cannot adapt to, especially for excavation problems. </p><p>　　Key words: geotechnical engineering investigation and design; seismic; </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU318 </p><p>　

5、　引言:近年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅猛，建筑的功能不斷完善，工程設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜，鋼筋混凝土是在民用建筑中得到廣泛應(yīng)用和空前發(fā)展的結(jié)構(gòu)材料。我國(guó)已經(jīng)基本形成了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范體系，但在設(shè)計(jì)方面仍存在一定的空缺和問(wèn)題。 </p><p>　　一、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜剛度 </p><p>　　隨著高度的增加,高層建筑的側(cè)

6、向位移迅速增大。因此設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)不經(jīng)要求結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度,而且要求結(jié)構(gòu)有適宜的剛度,使結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等動(dòng)力特性,并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的延性 </p><p>　　相對(duì)于較低樓房而言,高樓結(jié)構(gòu)更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。建筑結(jié)構(gòu)的耐震主要取決于結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個(gè)因素。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具

7、有較強(qiáng)的變形能力,避免高層建筑在大震下倒塌,必須在滿足必要強(qiáng)度的前提下,通過(guò)優(yōu)良的概念設(shè)計(jì)和合理的構(gòu)造措施,來(lái)提高整個(gè)結(jié)構(gòu)、特別是薄弱層(部位)的變形能力,來(lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮這些因素,合理設(shè)計(jì),使結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、適宜的剛度、良好的延性。 </p><p>　　3、側(cè)向力(風(fēng)或水平地震作用)成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價(jià)的主要因素 </p><

8、p>　　高層建筑和低層建筑一樣,承受自重、活載、雪載等垂直荷載和風(fēng)、地震等水平力。在低層結(jié)構(gòu)中,水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小,可以忽略不計(jì);在多層結(jié)構(gòu)中,水平荷載的效應(yīng)(內(nèi)力和位移)逐漸增大;在高層建筑中,水平荷載和地震力將成為主要的控制因素。 </p><p>　　二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) </p><p>　　1、水平荷載的優(yōu)化 </p><p>　　在高

9、層建筑設(shè)計(jì)中，涉及到的水平荷載問(wèn)題非常重要。一方面，考慮到高層建筑自身的重量以及各個(gè)樓面的荷載作用主要集中于豎向構(gòu)件，而由此產(chǎn)生的彎矩?cái)?shù)值、軸力數(shù)值等與建筑高度的一次方呈正比例關(guān)系;另一方面，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，豎向的荷載力為定值，但是水平荷載力將隨著建筑結(jié)構(gòu)特性的不同而有所差異。不同結(jié)構(gòu)形式、不同烈度地區(qū)的水平控制荷載主要體現(xiàn)在水平地震作用及風(fēng)荷載兩種情況。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)變形的控制 </p

10、><p>　　對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，位移問(wèn)題是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素之一。隨著當(dāng)前建筑的高度不斷增加，水平荷載力也有所提高，因此建筑結(jié)構(gòu)位移和變形隨之加大，如何確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，是非常重要的話題，這也需要采取有效措施將建筑結(jié)構(gòu)水平荷載作用下的變形幅度控制在規(guī)范要求之內(nèi)。 </p><p>　　3、結(jié)構(gòu)延性的調(diào)整 </p><p>　　在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)

11、考慮到震動(dòng)情況下的變形問(wèn)題。為了確保建筑結(jié)構(gòu)受到變形力之后仍能保持良好性能，而不至破壞或者坍塌，這就需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取相應(yīng)措施，對(duì)其延性進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。 </p><p>　　4、 豎軸向變形的約束 </p><p>　　以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來(lái)看，一般豎向的荷載值比較大，如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略這一問(wèn)題，可能引發(fā)軸向變形問(wèn)題(超高層結(jié)構(gòu)尤其明顯)，進(jìn)而對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響;這時(shí)候，可能

12、對(duì)連續(xù)梁中間部位的支座負(fù)彎矩值造成影響，并且增大端支座的跨中正彎矩與負(fù)彎矩等;在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)軸向變形的實(shí)際情況對(duì)相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行確定;采取有效方式應(yīng)對(duì)軸向變形問(wèn)題、加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件剪力值、側(cè)移幅度等控制，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性. </p><p>　　三、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　“萬(wàn)丈高樓平地起”，地基的好壞將決定一個(gè)工程的最終質(zhì)量，因此，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

13、中，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是工程的關(guān)鍵。由于上部荷載的巨大差異，設(shè)計(jì)滿足要求的高層建筑主體結(jié)構(gòu)本身筒體與周邊結(jié)構(gòu)之間的沉降差和高層主體與裙房或者純地下結(jié)構(gòu)之間的沉降差對(duì)地基方案的選擇起著決定性的作用，因此，高層建筑設(shè)計(jì)主要要把握沉降設(shè)計(jì)。 </p><p>　　一種方案是設(shè)計(jì)沉降縫。為避免不均勻沉降對(duì)建筑物帶來(lái)的災(zāi)害，對(duì)于長(zhǎng)度較大的建筑物，在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、建筑物高度差異處以及長(zhǎng)高比過(guò)大的砌體承重結(jié)構(gòu)、地基土壓縮性存

14、在明顯差異處設(shè)置沉降縫，沉降縫能夠?qū)⒔ㄖ锓指畛瑟?dú)立的單元，從而實(shí)現(xiàn)使各單元產(chǎn)生的沉降互不影響，因此也就避免了不均勻沉降對(duì)建筑物帶來(lái)的災(zāi)害。另一種方案是地基基礎(chǔ)處理。在建筑縱橫墻體相交處，存在著基礎(chǔ)面積重疊現(xiàn)象。從而造成地基受力面積重復(fù)，地基應(yīng)力加大。因此，必須調(diào)整某局部基礎(chǔ)寬度以滿足地基承載力的要求。具體做法：一是當(dāng)基礎(chǔ)底面壓力設(shè)計(jì)值超過(guò)地基承載力設(shè)計(jì)值不足10%時(shí)，可采用提高上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降能力的措施。二是當(dāng)基礎(chǔ)底面壓力設(shè)計(jì)值

15、超過(guò)地基承載力設(shè)計(jì)值10%及以上或建筑已出現(xiàn)不容許的沉降和裂縫時(shí)，可采取放大基礎(chǔ)底面積、加固地基或減少荷載的措施。 </p><p><b>　　四、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　1、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　高層建筑應(yīng)有較好的空間工作性能，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中若框剪結(jié)構(gòu)剪力墻布置不均勻，單肢剛

16、度過(guò)大的剪力墻經(jīng)常出現(xiàn)，從而導(dǎo)致應(yīng)力的過(guò)度集中，造成剪力墻的部分破壞。因此，我們應(yīng)該通過(guò)設(shè)計(jì)有選擇地連接兩片剪力墻，從而保持建筑物延性的連梁破壞，從而使柱子的完整性得以保證，這就是我們說(shuō)的延性設(shè)計(jì)和連梁設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要點(diǎn)是一方面為加強(qiáng)塑性鉸區(qū)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，及防止混凝土壓潰前受壓鋼筋過(guò)早壓屈，我們應(yīng)在在梁的兩端設(shè)置箍筋加密區(qū)。同時(shí)，為防止粘結(jié)破壞，可以在設(shè)計(jì)中采取措施使塑性鉸外移，將塑性鉸從柱面移開(kāi)一定距離，從而避免梁端鋼筋屈服后向核心區(qū)發(fā)

17、展。另一方面，可以設(shè)置底部加強(qiáng)區(qū)，設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，從而使截面的塑性變形能力增大。主要包括沿墻肢截面的長(zhǎng)度和墻肢的高度，箍筋數(shù)量，水平分布筋在約束邊緣構(gòu)件內(nèi)的錨固以及確保一定的縱筋面積的設(shè)計(jì)，從而符合約束邊緣構(gòu)件的構(gòu)造要求。另外，剪力墻的抗側(cè)剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。 </p><p><b>　　2、

18、柱的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　地震作用下，框架短柱剛度大，吸收較大的地震力，極易產(chǎn)生剪切破壞而形成結(jié)構(gòu)抗震薄弱部位。因此，在框架結(jié)構(gòu)的雙跑板式樓梯設(shè)計(jì)時(shí)，為避免“框架短柱”的形成，應(yīng)采取下列措施：一是采用復(fù)合箍筋沿柱全高加密的方式處理，同時(shí)保證短柱的縱向鋼筋對(duì)稱布置，且每側(cè)的縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。二是通過(guò)提高構(gòu)件受剪承載力和受壓承載力的方法來(lái)改善短柱的抗震性能，主要措施有在柱中配置

19、螺旋箍筋、普通復(fù)合箍筋，加強(qiáng)對(duì)混凝土的約束，使混凝土的抗壓強(qiáng)度得到提高，從而防止構(gòu)件在大剪壓比情況下發(fā)生剪切破壞。 </p><p><b>　　3、梁的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　由于地震作用、風(fēng)荷載等水平力的作用，往往使得框架粱的梁端負(fù)彎距遠(yuǎn)大過(guò)跨中正彎距。因此，為了避免框架粱負(fù)筋過(guò)多過(guò)密，在設(shè)計(jì)中我們往往都應(yīng)將框架粱的負(fù)彎距乘以一個(gè)0.85左右的調(diào)幅系數(shù)

20、進(jìn)行調(diào)幅，減少粱端負(fù)彎跑，并使跨中正彎距相應(yīng)增加，做到粱的上下配筋均勻一致。同時(shí)，當(dāng)不計(jì)算活荷載或不計(jì)算活荷載不利布置時(shí)，可通過(guò)此參數(shù)調(diào)整梁在恒活荷載作用下跨中正彎矩，一般取1.1—1.2，在選用時(shí)應(yīng)注意：如果活荷載考慮不利布置時(shí)此系數(shù)取1.0。另外，當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時(shí)，宜加大梁高做至窗頂，使外部框架梁盡量做成梁外皮與柱外皮齊平。當(dāng)建筑有要求時(shí)，梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬，并宜小于1/3柱寬。同時(shí)，折梁

21、陰角在下時(shí)縱筋應(yīng)斷開(kāi)，并錨入受壓區(qū)內(nèi)La，還應(yīng)加附加箍筋。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　【1】方鄂華主編.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2 00 2 (05 ). </p><p>　　【2】于險(xiǎn)峰．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其體系[J]．建筑技術(shù)，2009（24）. </p>