混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題的探討

1、<p>　　混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題的探討</p><p>　　摘 要 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是個長期性、循環(huán)反復(fù)、復(fù)雜過程。在這過程中，任何遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計結(jié)果存在不安全隱患。本文主要分析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，論述結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題以及解決方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞 混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)分析 </p><p>　　

2、中圖分類號：TU37 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　任何混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計都是為實現(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)計越來越復(fù)雜。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常會遇到結(jié)構(gòu)概念、設(shè)計理論、設(shè)計方法、設(shè)計質(zhì)量等方面的問題，如果在設(shè)計工作中不能對于上述問題進

3、行有效的控制，將嚴重影響到設(shè)計工作的效率和質(zhì)量，對于工程項目整體建設(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)計者高度重視。 </p><p>　　二、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求 </p><p>　　1.遵守設(shè)計規(guī)范要求 </p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計師在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，首先，應(yīng)該做到按國家與地方有關(guān)

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計標(biāo)準中規(guī)定要求執(zhí)行。盡管目前我國各行業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，在設(shè)計理論方面還不是很統(tǒng)一，但是混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常參考規(guī)范有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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)計規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等等，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)遵守這些規(guī)范最基本原則來進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計。 </p><p>　　2.考慮現(xiàn)場施工材料質(zhì)量 </p

5、><p>　　為能夠滿足混凝土結(jié)構(gòu)功能特殊性能要求，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場施工材料資料，混凝土結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量與現(xiàn)場所用水泥品種與粗骨料徑大小有直接關(guān)系。因此，設(shè)計者還應(yīng)了解施工工藝，機械設(shè)備使用情況，對水泥性能與凝結(jié)時間要求等因素，在施工現(xiàn)場決定選用外加劑以及其參入數(shù)量都應(yīng)該了解。 </p><p>　　三、常見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題以及解決方案 </p><p>　　1.

6、在結(jié)構(gòu)計算與分析階段常見問題 </p><p>　　目前，在混凝土結(jié)構(gòu)計算與分析階段，如何高效地、準確地對工程進行內(nèi)力分析，結(jié)構(gòu)計算的主要目的是利用專業(yè)軟件計算出各種荷載，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。同時按照規(guī)范要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與處理，這是決定工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量好壞關(guān)鍵。因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計者，應(yīng)該對這一階段常見問題，必須清醒認識。 在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

7、的荷載計算中，所有的荷載規(guī)范都要符合相關(guān)的技術(shù)文件規(guī)定，對于缺少明確規(guī)定的荷載計算項目，設(shè)計人員要根據(jù)現(xiàn)場測量與勘察的實際結(jié)果，合理進行計算。對于大型的混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言，通常需要采取多種不同的單元模型，并且進行具體的分析與比較，對于此類工程的結(jié)構(gòu)計算必須采取相應(yīng)的計算程序，建立的模型中邊界、支撐條件等要盡量符合實際情況。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計師，應(yīng)該考慮到一個科學(xué)合理計算軟件，絕對不僅僅取決于軟件系統(tǒng)本身優(yōu)越與否，還應(yīng)該分析這種計算軟件是否與設(shè)

8、計結(jié)構(gòu)類型相適應(yīng)。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師必須做到，對各個結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件數(shù)學(xué)模型特點進行分析、對比與系統(tǒng)研究，熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計類型，從而進行科學(xué)合理選擇計算軟件。 </p><p>　　2.地基與基礎(chǔ)設(shè)計存在問題 </p><p>　　在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員必須認識到地基與基礎(chǔ)設(shè)計的重要性，特別是對于主體結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性、抗震性要求較高的建筑，在設(shè)計中要綜合考慮項目所在地的地質(zhì)與水文條件

9、、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)計中，設(shè)計人員必須了解相鄰地下構(gòu)筑物與各類地下設(shè)施的實際位置與標(biāo)高，以確保地基與基礎(chǔ)設(shè)計中安全系數(shù)的提高。在計算基礎(chǔ)的寬度與面積時，經(jīng)常會遇到力學(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)計標(biāo)準的。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計中，如果地下結(jié)構(gòu)墻體上的集中力作用較大，

10、墻體與基礎(chǔ)可以將集中力向地基部分擴散，但是這種擴散的范圍有限，而且基底土的反力分布不均勻。因此，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以根據(jù)集中力的大小、墻體的實際長度等，計算出地基與基礎(chǔ)部分的荷載情況，以此確定基礎(chǔ)的寬度 </p><p>　　3.下臥層驗算中問題 </p><p>　　在計算下臥層頂?shù)鼗休d力時，只能進行深度修正，修正系數(shù)應(yīng)根據(jù)土層來決定。當(dāng)擴散角所取數(shù)值滿足有關(guān)規(guī)范中規(guī)定時，可直接

11、采用；當(dāng)不滿足時可根據(jù)規(guī)范附錄中，平均應(yīng)力系數(shù)來進行計算。對復(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，必須對承載力進行驗算；如果是軟弱下臥層控制承載力，那么說明持力層需要進行調(diào)整。 </p><p>　　4上部混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題 </p><p>　　目前，作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計是最為關(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

12、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)計人員在進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，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，設(shè)計人員要考慮到第一級別的剪力墻，其墻肢的數(shù)量最少為4肢。當(dāng)?shù)谝患墑e剪力墻進入塑性階段，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，需要對于小級別的剪力墻進行多道設(shè)防。另外，在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，各種混凝土構(gòu)件必須進行科學(xué)、合理的布置，要盡量少的占用上部空間

13、，而且要滿足建筑的基本使用功能和安全性。在設(shè)計框架柱計算時，切勿忽視角柱，必須要對角柱自行定義。如出現(xiàn)未進行定義，而實際配筋率又滿足計算結(jié)果，那么在實際施工中就會出現(xiàn)配筋率無法滿足最小配筋率問題。作為短柱來說，在一級抗震設(shè)計時，沿著短柱全高箍筋間距應(yīng)小于縱筋直徑6倍。框架柱程序可以進行自行判定。這種框架柱不可以進行直接替換，不同強度箍筋應(yīng)滿足不同結(jié)果。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該重點考慮轉(zhuǎn)換層，因為轉(zhuǎn)換層是整個框支剪力墻中比較薄弱樓層結(jié)構(gòu)，在相關(guān)計

14、</p><p>　　5.混凝土設(shè)計耐久性 </p><p>　　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)計在適用性與安全性方面研究較深入，設(shè)計方法相對明確，因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計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，在實際操作中也存在很多問題?；炷两Y(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，必需進行維護，而這樣所付出維護費用是非常高

15、昂的。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性因素主要有內(nèi)部與外部兩個方面。再結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該區(qū)別進行考慮。這真對不同結(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)計出來的混凝土結(jié)構(gòu)才是最科學(xué)，最合理的。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計本身是個長期、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)計質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，

16、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)計中，必須采取有效的控制措施。同時，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗并不斷改進設(shè)計理念，設(shè)計時充分考慮各種因素影響，這樣來保證整個工程質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]周克榮等編著.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].同濟大學(xué)出版社.2001.8. </p><p>　　[2]