鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題解析

1、<p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題解析</p><p>　　摘要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，任何一個過程中的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)果存在不安全因素。本文介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和基本原理，探討了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題及解決辦法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　在房屋等各種建筑工程中, 都是采用鋼筋混凝土作為建造材料。因而,鋼筋混凝土的材料質(zhì)量和結(jié)構(gòu)設(shè)計, 在保證建筑物使用壽命方面具有極其重要的地位。隨著多層建筑物和高層建筑物的不斷涌現(xiàn),業(yè)界相關(guān)人士將關(guān)注的眼光越來越多地投注在鋼筋混凝土方面。質(zhì)量優(yōu)等的鋼筋混凝土與科學(xué)合理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 不僅能夠保證房屋建筑能夠擁有一個安全與

3、穩(wěn)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也能保證房屋建筑的質(zhì)量安全與穩(wěn)定。 </p><p>　　一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和基本原理 </p><p><b>　　1、定義 </b></p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種材料結(jié)合成整體共同受力的工程結(jié)構(gòu),其主要承重構(gòu)件是由鋼筋與混凝土制造而成。 </p><p><b

4、>　　2、基本原理 </b></p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)在鋼筋和混凝土兩種不同性質(zhì)材料的有效結(jié)合作用下, 能夠充分發(fā)揮混凝土抗壓強度和鋼筋抗拉強度的優(yōu)勢,有效地掩飾掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下,提高建筑結(jié)構(gòu)中梁和板的承載能力。 </p><p>　　二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題解析 </p><p>　　1、關(guān)于超長結(jié)構(gòu)的問題 &

5、lt;/p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55 m, 同時規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工, 專門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據(jù)的, 伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條使我們在實際設(shè)計過程中較難把握。工程實例中超過55 m 就設(shè)置伸縮縫, 這顯然是很難保證的,而且在采取后澆帶分段施工后很難控制房屋的長度而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象。 </p>&l

6、t;p>　　出現(xiàn)此類狀況這取決于各地區(qū)的溫差及混凝土不同的收縮應(yīng)力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須對梁柱配筋進行概念上的調(diào)整。首先是長向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置, 并適當(dāng)加強中部區(qū)域的梁板配筋, 筆者認為中部區(qū)域作為一個中點必然受較大應(yīng)力, 而兩側(cè)梁柱, 特別是邊跨的柱配筋必須加強以抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力, 而超長結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也須我們在設(shè)計中對角部結(jié)構(gòu)進行加強。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過70 m 時, 應(yīng)采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫, 如采用預(yù)加

7、應(yīng)力, 摻入抗裂外加劑等等, 而且作為超過70 m 的結(jié)構(gòu), 必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析, 并相應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力, 這在許多工程實例中應(yīng)用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結(jié)構(gòu), 不能有效的分析清楚受力情況, 筆者建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫, 畢竟建筑上縫只要處理得當(dāng)還是不影響觀瞻的。 </p><p>　　2、關(guān)于樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中對于筏板厚度的取值問題 </p><p>　　樁筏基礎(chǔ)

8、設(shè)計中對于筏板厚度的取值, 一般是先按建筑層數(shù)估算筏板厚度, 常規(guī)是按層數(shù)×50 mm 來估算。例如一幢十八層的小高層住宅, 我們則先按18×50= 900 mm設(shè)定筏板厚, 然后再根據(jù)排樁情況, 分別驗算角樁沖切,邊樁沖切及墻沖切, 群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚, 但這里主要強調(diào)一個短肢剪力墻結(jié)構(gòu)下的群樁沖切, 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉, 故取值群樁沖切邊界時有相當(dāng)大的困難, 而群樁沖切由于樁群重疊

9、面積較大, 應(yīng)是一種不利狀態(tài)。因此, 一般建議是取值幾個大層間近似作為沖切邊界, 所圍區(qū)域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消, 雖不完全準確, 但區(qū)域放大后, 邊界的開口效應(yīng)有所削弱, 是可行的。 </p><p>　　3、關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題 </p><p>　　從結(jié)構(gòu)角度來講, 如果能出挑板, 能調(diào)勻邊跨底板鋼筋, 特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時, 不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋

10、, 較節(jié)約。出挑板后, 能降低基底附加應(yīng)力, 當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時, 加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。窗井部位可以認為是挑板上砌墻, 不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對, 當(dāng)有數(shù)層地下室, 窗井橫隔墻較密, 且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時, 可靈活考慮。當(dāng)?shù)叵滤缓芨?出基礎(chǔ)挑板, 有利于解決抗浮問題。此外, 從建筑角度講,取消挑板, 可方便柔性防水做法。當(dāng)

11、為多層建筑時, 結(jié)構(gòu)也可謙讓一下建筑。 </p><p>　　4、關(guān)于強柱弱梁的設(shè)計理念 </p><p>　　強柱弱梁的概念主要是針對小震不壞, 中震可修, 大震不倒的抗震設(shè)防目標而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆, 而梁破壞則僅是某個區(qū)域失效, 因此, 柱較之梁破壞的損害更大, 當(dāng)前我們的經(jīng)濟已高速發(fā)展, 我們結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計中一定要將這一概念設(shè)計貫徹下去。必須嚴格控制柱軸壓比,

12、筆者認為軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9%, 且我們對柱斷面及配筋設(shè)置時應(yīng)分部位處理,建議邊柱, 角柱應(yīng)適當(dāng)加強, 特別是角柱, 建議應(yīng)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, 建議縱筋均應(yīng)大于20, 且柱筋品種不宜過多, 矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋則建議應(yīng)配足梁中部筋, 而支座筋則可通過調(diào)幅讓其適當(dāng)降低, 以使地震作用下能形成梁鉸機制, 防止柱先于梁屈服, 使梁端能首先產(chǎn)生塑性鉸, 保證柱端的

13、實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力。 </p><p>　　5、關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋的問題 </p><p>　　根據(jù)規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi), 鋼筋間距宜取為150 mm ~ 200 mm, 并應(yīng)在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋, 板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%。對于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋, 而對于超長結(jié)

14、構(gòu), 則建議在超長結(jié)構(gòu)的長向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異, 功能重要的區(qū)域設(shè)置, 有條件的建設(shè)子項設(shè)置, 而不必過于強調(diào)。另外值得注意的問題是: 當(dāng)?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥? 200 mm 時, 可在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力, 配筋量筆者建議取1 /2筏板厚的0。1%, 且不小于Φ12@ 200。 </p><p>　　6、關(guān)于對梁筏基礎(chǔ)板筋位置的設(shè)置問題 <

15、/p><p>　　彈性梁筏基礎(chǔ), 由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力, 設(shè)計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下, 而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋, 再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當(dāng)困難, 遇到人防工程則更難施工。筆者認為從受力傳遞過程來說, 板筋設(shè)置必須準確, 但考慮施工困難及相應(yīng)板保護層的損失, 建議可以作適當(dāng)放松。 </p><p>　　7、關(guān)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點問題

16、</p><p>　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中有兩個重點問題值得我們防范,處理不當(dāng)經(jīng)常會成為薄弱環(huán)節(jié), 這也是抗震審查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題。 </p><p>　　（1）對普通長墻的界定, 根據(jù)規(guī)定一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻, 短肢剪力墻是指截面高度與厚度之比為5~ 8的剪力墻。這明顯出現(xiàn)了一些難度, 高厚比為7.9 倍及8.1倍的兩種墻受力特性截然不同, 由此而引起的配筋

17、亦相差甚遠(對四級剪力墻而言, 短肢剪力墻在一般部位的配筋率要求大于1.0%, 而普通墻則僅要求邊緣構(gòu)件配筋率0.4%, 墻身部分配筋率僅為0.2%。) 因此筆者在布置長墻時建議控制高厚比大于9, 這樣就與短肢剪力墻有所區(qū)分而不會混淆。 </p><p>　　(2)關(guān)于小墻肢根據(jù)規(guī)定矩形截面獨立墻肢的截面高度不宜小于截面厚度的5 倍, 因為當(dāng)墻肢高厚比較小時受力特性是脆性破壞, 屬抗震不利構(gòu)件。 </p&g

18、t;<p>　　因此, 筆者認為在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免次類構(gòu)件的出現(xiàn), 特別是高厚比小于3的小墻肢應(yīng)不出現(xiàn), 如出現(xiàn)建議按構(gòu)造柱考慮, 不作為抗側(cè)力構(gòu)件, 否則應(yīng)按框架柱設(shè)計, 盡量降低軸壓比, 加強配筋。 </p><p>　　8、關(guān)于地基與基礎(chǔ)設(shè)計的問題 </p><p>　　地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直也是值得結(jié)構(gòu)工程師非常重視的方面, 不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直

19、接影響后期設(shè)計工作的進行, 同時, 也是因為地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素, 因此, 在這一階段, 所出現(xiàn)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(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。所以, 在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時, 一定要對地方規(guī)范進行深入地學(xué)習(xí), 以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p>

20、<p>　　[1] 何煒明.高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 科技資訊. 2008(31) </p><p>　　[2] 徐華.“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程教學(xué)方法研究[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(S1) </p><p>　　[3] 許建民,王曉惠.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠性分析[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2008(04) </p>&