时间:2023-02-11 21:48:40
导语:在混凝土结构设计论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1.1命题单一或老化,缺乏对学生创新能力培养
高校对课程设计的要求一般为一人一题,但是由于学生人数多,设计任务书资料不足,难于真正实现人手一题。导致产生两方面的问题,一是教师在同一届学生中多采取分组方式开展不同结构类型的课程设计,在同一组内只是对部分参数做一定修改,计算过程和步骤完全相同,学生无需考虑结构布置或经济性等要求,缺乏对学生创新意识和能力的培养;二是教师在下届学生课程设计时会继续使用上一届使用过的题目,命题更新不够,致使学生会搜集上届学生的课程设计成果进行单纯模仿或直接抄袭,学生无法通过课程设计来了解当前相关技术的最新动态,与社会生产发展中的实践环节脱节。长此以往,学生便无法真正掌握结构设计方法,更无益于培养分析问题、解决问题的能力。
1.2课程设计图纸计算大多采用软件,不利于学生基本技能的培养
随着计算机技术普及,各大高校在土木工程教学中大多都开设了CAD、SoliWorks、PKPM、midas等用于提高制图及计算的效率,同时有助于学生很好地与工程实际应用相结合,然而在教学中,过多地采用计算机软件进行辅助设计,学生只知道按照软件提示步骤操作获取最终结果,但对其内在的制图和识图方法、规范依据等却不熟悉甚至不去思考,导致工作中经常出现对于实际工程中的明显错误判断不出,图纸识别不准确等问题,不利于培养学生的基本技能。
1.3考核评价体系不合理,缺乏对设计过程的控制
混凝土结构课程属于专业基础课程,课时量大,理论授课占用时间较长,课程设计基本在学期末,学生此时面临多门课程的期末考试,迫于对课程设计成绩的追求,学生大多数会需找往届模板,或照抄别人的成果交差。由于教师对课程设计成绩的评定多以设计成果作为唯一依据,也有高校采取了抽查答辩等方式进行,但是忽视对学生设计过程的监管,缺少平时考核,日常检查也不严格、不规范,最终给定的成绩也不科学,甚至出现抄袭者的成绩反倒高于自行完成者的成绩,评定不够客观和公正,课程设计成果的质量自然无法保证。
2教学方法改革
2.1课程设计命题工程化、多元化,切实增加学生设计自由度
课程设计命题不能只是要求学生做简单的虚拟设计,应该密切联系现行的工程规范依托已建或在建项目资料编制多元化的课程设计题目,同时在任务书的编写上可以适当放宽约束条件,给学生自由选择和发挥的空间,从而激发学生设计的积极性和主动性。具体做法:一是学校应该充分发挥校内外实习基地(设计院、工程单位)的作用,大量收集工程背景资料、设计图纸等为教师开展课程设计命题提供依据;二是教师应该根据该课程设计的大纲要求科学编写任务书,充分体现一人一题的要求,同时已知条件可适度放宽,让学生自由选择和发挥,引导学生独立思考、解决“实际问题”;三是由教研室组织相关教师对拟开展的任务书进行认真审定,包括设计内容、深度、工作量、成果评定方式等,然后下发至学生开始设计。通过这种方式可切实提高课程设计科学性和工程应用性,为学生后续工作奠定良好的基础。
2.2采取手工设计为主,软件验证为辅的方式开展课程设计
为杜绝学生电子文本相互抄袭的问题,该课程设计可要求学生对于结构设计及施工图纸手工绘制,教师严格按照制图规范标准进行检查,对于不符合要求的图纸全部返工;设计计算书要求学生先采取手工计算,然后利用软件进行验证。通过这种方式,既可以提高学生对基本计算公式和规范的应用能力,又可以加强学生对基本制图、识图能力及三维工程形构件能力的培养,真正达到理论结合实际的目的。
2.3充分体现课程设计教师主导作用,加强过程监控
教师的实践能力直接决定学生课程设计的质量和效果,因此,任课教师必须要具有丰富的工程实践经验,且熟悉现行规范。为提高课程设计质量,教师必须要积极投入到学生的设计当中去,并起到主导作用,教师每天进行集中答疑,以便及时发现问题,对于共性问题采取集中讲解,个别问题单独解释,这样既可以保证课程设计质量,又可以检查和督促学生的设计进度,真正达到课程设计大纲对人才培养的要求。
2.4改革课程设计成果评价机制,正确处理成绩与效果的关系
课程设计的成果评价应该改变传统的以设计成果作为唯一依据的评定方式,坚持以“考核只是手段,学习效果才是目的”的原则,充分考虑教师在指导过程中掌握的信息,既要保证对设计过程中表现积极,成果完整可靠的学生给予高分评价,又不挫伤部分成果欠佳学生的积极性,而是将最终反映出的问题必须反馈至学生,同时要求学生限时改正,最终给予合理的成绩评定。因此,成果评价可采取学生自评、互评、教师讲评和抽查答辩相结合的方式进行,并结合教师平时指导记录,科学设定各环节的分值比例,以实现该课程设计成果评价的客观、公正。
3结语
论文关键词:钢筋混凝土;地基与基础设计;概念设计;问题;
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度不断增加,建筑类型与功能也愈来愈复杂,结构体系更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的重点和难点, 如何做好高层结构设计,笔者认为应从以下几个方面考虑:
一、概念设计
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等每个设计步骤中都贯穿了结构概念设计内容。强调结构概念设计的重要性,是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。以下一些问题值得探讨:
1.在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径,结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
2.一般工程都仅进行小震下的弹性设计,而用概念设计和构造措施保证“中震可修,大震不倒”,但没有验算和证实,那么建筑物是否真能做到“中震可修,大震不倒”,无人知晓。对抗震设防烈度较高地区的特别重要建筑和超限建筑,审查专家往往会提出更具体的设计指标:(1)中震或大震不屈服设计;(2)中震或大震弹性设计;要求设计单位确保实现“三水准”的设计目标。
3.建筑物是应当有个性的,不应当千面一物。基于性能的抗震设计理念的特点是,使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,允许按照业主的要求选择不同层次的抗震性能目标作为设计者的设计依据。例如业主可以提出更高的抗震设防要求,按中(大)震不屈服设计或中(大)震弹性设计,保证重要的建筑物在大地震作用下不影响正常使用功能,而不仅仅是不坏不倒。
4.水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用,应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力;结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度以减少地震作用效应,但是也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因P-Δ效应过大而导致结构破坏;结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
5.在一个独立的结构单元内,应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼、电梯间;减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多、过急,结构刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元应采取加强连接的方法。
二、结构选型问题
对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:
1、结构的规则性问题
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题
在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A 级高度的建筑外,增加了 B 级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、嵌固端的设置问题
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设置问题
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
三、地基与基础设计问题
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
四、结构计算与分析问题
在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
1、结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
2、是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。
3、非结构构件的计算与设计。在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价,岩土体特性分析,特种地基加固处理,地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。
二、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
具有较扎实的自然科学基础,了解当代科学技术的主要方面和应用前景,熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论,地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力;具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察,建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干学科 地质工程
四、主要课程
英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。
五、主要实践性教学环节(内容、要求)
设计1——钢筋混凝土课程设计
时间:1周
内容:钢筋混凝土结构
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行,一部分为钢筋混凝土楼盖设计,一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。
设计2——岩土体工程课程设计
时间:1周
内容:岩土体稳定性评价、岩土体工程设计
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤,受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
设计3——基础工程设计
时间:1周
内容:根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案,并进行设计、计算、绘出施工图。
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
测量实习,安排在第5学期,时间1周,内容为工程测量,要求学生在实习结束后,编写一份实习报告。
认识实习,安排在第4学期,时间3周,内容为地质认识实习。
教学实习,安排在第6学期,时间7周,内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。
毕业实习及毕业设计(论文),安排在第8学期,时间12周。
毕业实习及毕业设计(论文)是实现本科培养目标的重要阶段,是学生学习、研究与实践成果的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计(论文),使学生达到工程师工作能力的初步训练。
要求:选题尽可能结合生产实践,做到一人一题,要求学生在教师的指导下,独立完成毕业设计(论文)。
答辩:毕业设计(论文)完成后,由系统一组织答辩。
六、主要实验
室内试验(岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等)、野外现场试验(岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等)
七、最低毕业课内总学时:2500学时
最低毕业总学分:模块A:176学分+分 模块B:178学分+7学分
【关键词】型钢混凝土;石油化工;结构设计
1引言
型钢混凝土结构构件具备诸多优势,比如:受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重轻等,在石油化工结构设计中具备很优越的应用价值。在型钢混凝土结构设计过程中,需要明确方法,遵循《型钢混凝土组合结构技术规程》《型钢混凝土结构设计规程》等[1]。此外,还有必要通过构件的实际受力情况,对设计进行优化。总之,由于型钢混凝土具备很好的应用价值,所以对其应用进行探讨意义重大。
2工程实例分析
在石油化工焦化装置中,焦炭塔框架属于核心构筑物,操作重量大,装置支座位置及井架总高度偏高,通常情况下会有焦溜槽以及楼梯间附带。整体结构体系较复杂,设计存在一定难度。以某炼油厂为例,其工程延迟焦化装置焦炭塔框架属于两塔结构,焦炭塔单塔自重达4300kN(430t),塔外径为9690mm,单塔最大高度为41.3m。水焦工况最大操作介质为3040t,满焦工况焦炭量达到1150t。该工程所处场地在地面上10m位置的基本风压为0.5kN/m2,地面粗糙度为B类,抗震设防裂度为7度,工程场地设计基本地震加速度值为0.15g[2]。从框架设计来看属正常,但在结构空间利用方面提出了一些基本建议:(1)尽可能控制主要构件截面,使整体平面布置的需求得到有效满足;(2)确保塔体下方具备充足的空间,能够设置冷焦水过滤器1台和别的附属操作框架;(3)在塔体下方框架位置,有必要对全封闭设备操作房进行合理设置;(4)确保型钢混凝土结构能够合理、科学地应用,进而发挥型钢混凝土结构的作用。
3型钢混凝土结构的选择以及模型的计算
3.1结构选择
对于上述工程的焦炭塔框架设备支承部分来说,为典型的塔型设备基础,即:两塔板式框架联合塔基础,一共有3层,高为27m,纵向连续两跨2.5m×2,横向为单跨12.5m,出焦井架标高为27~117m,属中心支撑钢结构框架。
3.2模型计算
在设计中,所使用的是有限元分析软件STRAT,在利用该软件进行计算过程中需由经验丰富的技术人员操作,以确保计算值的精准性。同时,在焦炭框架选择上,选择高耸组合结构,在建模分析过程中,有必要对下部混凝土框架和上部钢结构的共同作用充分考虑,以此有效模拟结构的具体情况。对于完整的焦炭塔框架模型来说,需具备:①混凝土框架柱;②井架钢结构梁;③混凝土框架梁。此外,利用厚壳单元模拟混凝土顶板,利用薄壳单元模拟设备塔体。
4荷载组合与截面设计
4.1荷载组合分析
根据相关设计规范要求,对焦炭塔框架设计需根据承载能力极限状态最不利的效应组合加以设计。因此,两塔结构设计时的荷载组合为:(1)正常操作工况下:1.2永久荷载+1.0×1.3×(介质荷载+活荷载)+1.4×风荷载;(2)停产之前:1.2永久荷载+1.0×1.3×(介质荷载+活荷载)+1.4×风荷载;(3)停产检修工况下:1.2永久荷载+1.0×1.3×活荷载+1.4×风荷载;(4)地震作用下:1.2×[永久荷载+0.5×(介质荷载+活荷载)]+1.3×水平地震荷载+1.4×0.2×风荷载[3]。总之,需合理分析荷载组合,以此为进一步截面设计以及计算结果的准确性提供保障。
4.2截面设计分析
截面框架柱、框架梁的设计内容如下:1)框架柱设计。在设计初始阶段,如果外在条件全部一致,为了使框架柱截面的尺寸得到有效保证,可选择2种框架柱截面尺寸,通常会选择1个大柱尺寸,即:2500mm×2500mm规模;同时选取1个小柱尺寸,即:1800mm×1800mm规模,根据计算结果,采取对比的方法最终选择适合本工程结构的合理尺寸。在外在条件一致时,大柱和小柱模型需采取分别进行计算的方法。由于会受到框架柱截面尺寸差异的影响,进而使结构刚度存在很大的差异。针对此类情况,需要利用地震组合工况控制好设计结构。从实际经验来看,小柱模型在刚度上偏小,在柔性上较好,基于同样风载或者地震条件作用之下,结构内力偏小,便于为构件截面设计提供有利的条件。2)框架梁设计。对于框架梁来说,因受到工艺设计需求的影响,加之标高相对明确,使得调整的空间偏小。在梁截面上,一般选取为1500mm×2500mm。在对梁截面刚度进行合理增多的条件下,能够使框架柱的反弯点位置得到有效控制,进而使框架梁设计弯矩的要求得到有效满足。基于框架梁内部对H型钢进行设计,能够和框架柱内型钢柱之间组合成为内框架体系,从而使结构的整体性得到有效提升[4]。此外,框架顶板属于设备的支座层,起到承载塔体荷载的作用,在顶板中间部位需设置型钢斜梁,并采取STRAT计算结果提取内力,对厚板配筋进行计算。总结起来,在设置斜梁的条件下,能够使顶板的受力得到有效改善,同时使传力路线得到有效简化。
5结语
本次研究结合实际工程案例,对型钢混凝土在石油化工结构设计中的应用进行了探讨。在了解工程实例的条件下,需选择合理的型钢混凝土结构,并通过模型的计算,进一步分析荷载组合,然后在截面设计过程中,注重框架柱的设计和框架梁的设计。总之,对于型钢混凝土结构来说,对型钢和混凝同受力的特性加以应用的条件下,使混凝土的抗压性能以及型钢的抗弯性能得到有效展现,进而使结构的延展性得到有效提升。此外,在合理应用型钢混凝土结构的条件下,能够提升结构空间的利用效率,进而使实际生产需求得到有效满足。
作者:冉艳华 单位:中海油山东化学工程有限责任公司
【参考文献】
【1】陈燕,何夕平,马乐乐.各国规程对型钢混凝土梁抗弯承载力计算对比分析[J].青岛理工大学学报[J],2016(3):24-29.
【2】孙宇,郑岩,胡勇刚.延迟焦化在炼油工业中的技术优势及进展[J].石化技术与应用,2012(3):260-264.
【3】苏君超.焦炭塔框架阻尼比的取值[J].石油化工设计,2014(4):15-18.
【4】宋桂珍.钢结构防火涂料在石油化工装置中的应用[J].技术与市场,2011(6):175.
【5】靳铁钢.轻型钢结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011(33):11-12.
【6】张金法.门式刚架轻型钢结构设计及施工中一些问题和措施[J].城市建设理论研究(电子版),2011(22):46-47.
【7】唐国昱.型钢混凝土结构在工程设计中的应用[J].价值工程,2012(21):93.
【8】JasimAliAbdullah.钢管混凝土和套管混凝土短柱的抗剪强度和性能分析[J].钢结构,2010(3):156-157.
【9】刘巨保,许蕴博.基于GB50341标准设计的立式拱顶储罐弱顶结构分析与评价[J].化工机械,2011(4):96.
【10】李懿.浅析轻钢厂房结构设计要点[J].山西建筑,2013(17):75.
[论文摘要]在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土结构应用最普遍,其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。依据GB 5002022002 混凝土结构设计规范和GB 5001122001 建筑结构抗震设计规范,对抗震等级的选取,振型组合数的合理选取,轴压比限值等问题的计算容易被设计人员,进行初步探讨,并取得较好的效果,可供设计人员参考。
一、概述
在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度,良好的延性和较强的整体性,目前广泛用于地震设防地区。
在多层钢筋混凝土框架结构的设计过程中,笔者通过切身体会,总结归纳了一些不符合规范要求的问题。较常见的有在结构施工图中将场地类别写成了场地土类别,结构设计使用年限与建筑施工图不一致,抗震措施和抗震构造措施不明确,柱纵筋在基础内锚固长度不足,周期该折减而未折减等,应引起足够的重视。
二、框架结构的耗能机理
框架结构主要是以压弯构件——竖向框架柱和以弯剪构件——水平框架梁组成的。实际工程计算的例子表明,框架结构的延性很大程度上取决于框架梁和框架柱构件本身的延性和屈服弯矩。
在地震作用下,框架结构每经过一个循环,加载时先是结构吸收或储存能量,卸载时释放能量,但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗失能量”(耗能) ,也即一个滞回环内所含的面积。结构吸收的地震能量可以由力——位移曲线所包围的面积来表示。
三、钢筋混凝土框架结构设计中的两个注意问题
(一)抗震等级的选取
对于乙类建筑,建筑抗震设计规范3.1.322规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求,但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下,当抗震设防烈度为6度~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况,如:位于8度区的某乙类建筑,应按9度由建筑抗震设计规范表6.1.2确定,为一级抗震等级。
(二)振型组合数的合理选取
应按以下规则选取:对于较高层建筑,当不考虑扭转耦联时,振型数应不小于3;当振型数多于3时,宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出),但不能多于层数。当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则建筑,当考虑扭转耦联时,振型数应不小于9,但不能超过结构层的3倍,只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时,才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出:振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。
目前satwe等程序已有这种功能,这是一个重要指标。如:对于某一建筑,选取的振型数为15,但振型参与质量系数只有50%,说明振型数取得不够,可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的,应仔细复核。
四、独立基础拉梁的问题
当基础埋置较深,为了减小底层柱计算高度及底层侧向位移,可在±0. 000附近设置基础拉梁,但不宜按构造设置,宜按照框架要求设计,应注意此时需将板厚取为0,定义弹性结点,按总刚分析法分析计算,且基础应设成短柱基础。
五、构造方面的若干问题
(一)框架梁的通常面积配筋率ρsv不满足规范要求
GB 5001022002混凝土结构设计规范11.3.9明确规定了最小面积配筋率,容易被忽视。如:二级框架,500mm×800mm,C40,非加密区箍筋
(二)当框架梁端纵向受拉筋配筋率大于2%时,箍筋直径没有增大2mm
设计中经常碰到梁端纵向受拉筋配筋率大于2%的情况,往往不注意GB 5001022002混凝土结构设计规范11.3.623的规定,导致箍筋直径偏小。如:某二级框架梁截面尺寸为250mm×400mm,梁端负筋为4Φ25,混凝土为C30,箍筋为2%,故箍筋直径应至少为10mm,原配箍筋直径偏小。
(三)框架梁加密区箍筋肢距不满足规范要求
如:宽300mm框架梁,箍筋为
(四)框架柱纵筋间距和净距不满足规范要求
按GB 5001022002混凝土结构设计规范10.3.123和11.4.13的规定,框架柱纵筋的净距不宜小于50mm,且当柱截面尺寸大于400mm时纵筋的间距不宜大于200mm。边柱有可能会遇到这种情况,特别是当边跨较长,柱的计算长度较长,沿边跨方向框架的抗侧刚度较弱时。这时框架柱边跨方向计算配筋较大,另一方向配筋较小,如某框架柱高7.0m,截面尺寸为500mm×700mm,短边配8Φ25,长边配4Φ25,两方向均不满足规范要求。
(五)地下室顶板厚度不够
按建筑抗震设计规范6.1.4的规定,当作为上部嵌固部位时,应避免开大洞口,采用现浇结构,且板厚不宜小于180mm,实际设计中在此种情况下经常会忽视此条规定,导致板厚偏小。
(六)短柱位置未明确
楼梯平台梁或者雨篷梁支撑在框架柱上,容易形成短柱,应按要求全长加密箍筋。框架外围填充墙开窗,由于窗台处砌体对框架柱作用,容易形成短柱,也应全长加密。若不加密,可将砌体墙与框架柱设成柔性连接(如:墙柱之间留有缝隙,填充一些松散材料,但应有钢筋与柱拉结),或从边框梁处出挑挑耳,上砌砌体填充墙,消除对框架柱的作用。
六、关于框架结构电梯井的问题
由于在地震作用下高层框架结构的位移较难控制,而多层框架结构的位移控制要比其容易许多,故对于多层的钢筋混凝土框架结构电梯井,完全可以采用框架加填充墙形式,只是这时应加密填充墙构造柱,且应注意加强电梯井周围的框架梁柱的配筋,因其刚度影响在计算中无法反映出来。若要将电梯井做成钢筋混凝土形式,由于井筒会吸收较大地震力,相应减少框架部分吸收的地震力,则框架部分偏于不安全,且井筒基础设计也较为困难,故应对整个结构按有无钢筋混凝土井筒分别计算,取最不利结果配筋,且对井筒墙壁采取做薄墙厚、构造配筋、开竖缝、开计算洞等办法来弱化电梯井刚度。这样的墙体布置,在地震作用下不至于由于电梯井筒的破坏,而导致结构整体丧失稳定性。
参考文献
[1]GB 5001022002,混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 5001122001,建筑抗震设计规范[S].
关键词:小高层住宅;钢筋混凝土;结构设计
中图分类号:TU241.8 文献标识码:A
1 小高层钢筋混凝土结构的住宅基本结构形式
1.1 框架结构
框架结构的优点主要有空间比较大、灵活性强、具有抗震能力、工程造价低,但是,如果柱截面的厚度大于墙厚就会造成墙柱脚向外凸出,这样不仅影响购房者家具布置还影响室内美观,有时,住宅中间的房间分隔处呈现不规则现象,使住宅难以进行布置。
1.2 框架整体结构中的剪力墙
框架整体结构中的剪力墙是在整体框架结构中布置一定数量的剪力墙目前为止,它是我国在小高层住宅中应用最为广泛的一种主要结构形式。剪力墙主要特点是平面中灵活性较强,实用性、合理的结构,这样能有效地将框架、剪力墙的不同性能中抗侧力很好的展示出来,使它们发挥不同的作用。
1.3 大开间剪力墙结构
随着我国经济的发展,人们日益增长的物质水平不断提高,最先建造的小开间剪力墙体系住宅在整体建筑中的功能性和局限性变得越来越突出。从建筑强度方面来讲,小开间结构中墙体的应有作用不能得到更好的发挥,如果添加较多的剪力墙还会增加更大的地震力,而且工程费用也会随之增加,另外,小开间剪力墙的结构自我承重能力较大,相对应也增加了基础资金,所以,就诞生了大开间剪力墙结构,剪力墙的间距应该在大于4.5m且小于7.5m,进深在大于7.5m且小于11m,室内一般不会布置纵横的剪力墙,根据具体情况可按照住户的需求进行灵活分隔,如需室内有新变化还可以进行重新布置。
1.4 短肢剪力墙结构
墙肢截面的高度与厚度比在5至8的剪力墙就称之为短肢剪力墙,它是介于异性框架柱与普通剪力墙之间的一种剪力墙,这种剪力墙结构体系无论是在建筑功能与结构形式上还是在投资效益与节能指标都具有着良好的效果,目前,这已经成为小高层住宅的主要剪力墙结构形式。
2 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的主要特点
2.1 钢筋混凝土结构设计的控制因素
在小高层住宅钢筋混凝土结构设计中水平荷载逐渐成为其主要控制因素,处在低层的住宅中,一般都是以重力为依据进行竖向的荷载,利用它来对钢筋混凝土结构设计进行控制,而且在小高层住宅中,虽然竖向荷载能对钢筋混凝土结构设计产生较大影响,但也会成为主要控制因素。对于某项特定的建筑来说,竖向荷载大体上是定值,水平荷载中的风荷载与抗震作用中的数值都是伴随着不同的动力特性而产生较大幅度变化。
2.2 轴向变形
对于采用框架体系的小高层住宅或者是采用剪刀墙体系的小高层住宅,框架中柱的轴距与压力基本上都是大于边柱的轴距与压力,这样就会使中柱的轴向因为压缩导致变形大于边柱的轴向压缩导致的变形。屋内举架较高时,因为差异轴向的变形能达到较大的数值,产生的后果不亚于连续梁中间的支座发生沉陷。
2.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标
小高层与多层住宅不同,小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素逐渐变成结构侧移,多层住宅已经不能满足人民日益增长的需要,房屋建筑的高度正在逐渐增加,水平荷载的结构体系因为侧移发生的变形不断增大,结构的顶点侧移应与棚顶成正比。因此,在最初设计小高层住宅时,对结构的强度要求很高,还要具备足够的抗侧移刚度,使水平荷载结构控制在标准范围内。其中有三方面的原因,包括:因为侧移会使居住者不舒服,从而影响正常的居住;因为侧移室内的隔墙、围护墙包括室内的材料都会出现裂痕或是不同程度的损坏,甚至电梯也有可能因此不能正常工作。
2.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标
相较于多层住宅,小高层住宅的结构会更加“柔”,其抗震作用下的变形就会无形加大。为了使结构能具有较强的变形能力,避免建筑物坍塌,应对建筑构造方面采取更加恰当的相应措施,以确保结构延性。
3 小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略
3.1 优化设计的方法
现阶段,设计分析软件在优化过程中并没有完全成熟,主要是对小高层住宅结构的分析软件应用,利用人工分析进行调整,通过概念设计方法,针对不同的结构选型以及布置,对正在进行的方案不断的做比较分析,比较之后选择最为理想的结构方案,这是在结构设计中应用最为广泛同时也是最简单的优化方法。利用概念设计的方法选择的方案是为合理经济的,虽然耗费人力、物力、财力以及时间,但是对设计人员的素质要求就相对较高,利用设计人员的经验进行人工优化方法依旧是建筑单位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一小高层住宅的方案,所选择的结构也是不尽相同的,也可以有不同的布置方案,在确定小高层住宅的结构布置时,同一种荷载情况也会有不同的分析方法,在整个分析的过程中设计参数、设计材料、荷载的取值范围也是多选择的,就连对小高层住宅内的细微部分处理也是不同的,上述问题,即便是利用计算机技术也是无法全部解决的,这就需要设计人员通过自己的努力做出判断。然而判断的内容只能在结构设计中采用普遍的规律下进行指导,这是通过具体实践经验得出的结论。因此,概念设计是由设计人员通过诸多备选方案进行选择。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析
对于整体结构来讲,足够的承载能力以及变形能力是能同时满足条件的两方面需求。结合概念设计的最新理念,分别对两种不同的结构体系进行细致的研究分析。在结构设计中,对于结构的要求必须具有一定的承载能力以及适当的刚度。小高层的结构及其使用功能和安全性与侧移大小有着密切的关系,侧移过大会使隔墙和保护墙以及材料出现裂痕以及损害。其结构必须按照规定内的百分点对于不利情况计算出结构体系的层间位移角,框剪结构要大于剪力墙的结构,这两种姐都都要小于规范要求,且有较大的充裕量,这说明两种结构都要满足刚度的要求。只是针对使用性能来讲,剪力墙的墙体过多,结构自我承重力大,导致较大地震作用,混凝土和钢材的使用量也高,与此同时还增加了基础工程的投资建设,限制了建筑方面的灵活运用。因为框架结构能够形成自由且灵活性强的利用空间,更容易满足不同建筑的功能性,剪力墙具有比较大的抗侧移刚度,这样就会增加抗震力,从而减少了结构侧移。
结论
综上所述,随着我国经济的不断发展,人民生活水平在不断提高,相对地对小高层住宅产生极大的兴趣和购买意愿,对于住宅的功能提出较高的标准要求,购房者希望住房在居住过程中能满足较大的灵活性、实用性、变换性、多功能性的需求,所以,住房设计人员应在拿到开发商的设计图纸后,为消费者着想,力图经济、适用、美观的原则为社会做出更大的贡献。
参考文献
[1]叶献国.建筑结构弹塑性地震反应中的能量表达及应用[J].合肥工业大学学报,1998,10(5):51-53.
[1]蒋鲁蓉.钢筋混凝土框架结构设计有关问题的初步探讨[J].山西建筑,2008.(01).
关键词:高层预制钢筋混凝土;剪力墙;住宅结构;设计
中图分类号:TU208文献标识码: A
剪力墙结构是建筑结构中常见的形式,对于高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计具有多种形式。目前,较为常见的设计形式包括两种,通过对这两种形式的简化,应用计算机软件对其进行有效的分析、计算,实现了对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计的优化。下面就通过具体的工程对其进行详细的分析。
1.工程概况
钢筋混凝土剪力墙结构在我国高层住宅建筑工程中应用较为广泛。通过PC技术实施的钢筋混凝土剪力墙结构被称为预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构,现阶段由于没有完善的设计规范以及配套的设计标准,所以PC结构设计在建筑住宅规范化、产业化发展的过程中具有重要的作用。
某工程为两栋18层的住宅楼,建筑面积为2.36万平方米。其中第一层为架空绿化空间;2~15层为标准层;16~18层具有局部退层。该项工程中,PC技术主要应用范围是3~15层。两栋楼房中一共有26层标准层。应用PCF构件,即在建筑外山墙中利用预制钢筋混凝土剪力墙模板;采用PC+PCF混合构件,即在建筑前后外墙结构中采用预制钢筋混凝土模板。
该工程中,PCF模板在工厂中事先制作好,形成模板与外饰面,并在施工现场进行安装,将其当做现浇钢筋混凝土剪力墙外墙模板结构,然后在结构内侧设置相应数量的钢筋。然后支设内膜结构,并安装预制钢筋混凝土模板,形成叠合剪力墙结构。具体情况如下图所示:
预制外墙PC是通过将剪力墙结构外墙的填充墙部分,通过预制形成外模,在内侧可填充轻质材料:外模使用钢筋与现浇筑的墙以及梁连接起来。
2.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计
该工程建筑抗裂度为Ⅵ度,剪力墙的抗震等级为4级。根据两栋楼房建筑结构,建筑平面较为规则,建筑竖向结构较为连续。因此本工程能够使用钢筋混凝土剪力墙结构。在该工程建筑中设置地下结构一层,其基础为预应力管桩结构,并以筏板作为辅助结构。PC结构设计与传统的建筑结构设计存在较大的去呗,在内容上得到了更新与完善。实际设计中,主要采用以下两种设计方式:
方式一:建筑项目中竖向抗侧力构建全部采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构或柱结构。这种设计忽略了PC构建以及PCF构件刚度要求以及其对建筑相关结构的影响,将PC构件以及PCF构件当做建筑荷载设计在建筑整体结构体系中。设计过程中使用现行的软件与设计规范对该结构设计方式进行计算与分析。
方式二:建筑结构中添加了PC与PCF构件结构,会增加剪力墙结构的刚度。根据可靠实践证明,预制钢筋混凝土叠合剪力墙弹性变形范围内,现浇墙体结构能够与预制模板结构协同作业。该设计形式就是根据实际的情况,合理设计预制钢筋混凝土叠合剪力墙的厚度,控制建筑结构的刚度以及位移。叠合剪力墙墙体的厚度等于现浇剪力墙墙体厚度与预制钢筋混凝土模板厚度之和。通过相应的建筑结构计算与分析,以建筑周期、结构位移、刚度等计算结果作为设计的主要依据。
3.建筑主体结构设计
通过相应的计算与分析,该工程所采用的设计方式,能够通过PC结构进行简化,并通过现行的设计规范与软件形成相应的设计模型。在实际设计过程中,需要考虑到PC、PCF构件结构对建筑其他结构的影响,包括刚度的影响,并根据相关的计算对计算模型相关参数进行适当的调整。有关的设计参数必须符合设计规范要求,同时也应该与高工程设计方案相适应。
通过相应的计算,并对上述两种设计形式计算结果比较中可知,PC与PCF构件对建筑结构刚度的影响程度。PC、PCF结构对结构周期、位移等都具有微小的影响,但是不会对建筑整体结构计算造成影响。在预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计过程中,不仅需要考虑PC、PCF结构刚度,还需要综合考虑其对建筑结构刚度的影响,对建筑结构位移、周期进行有效的控制。
4.建筑结构设计中常见的问题
在高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计过程中,不仅需要对PC结构主体进行合理设计,还需要对相关构件结构进行合理设计,形成完整的设计模型、体系。在具体的设计过程中,常见的设计问题体现在以下几个方面:(1)应该重视现浇混凝土结构域叠合剪力墙结构的协同工作,重视PCF构件对建筑结构中的优化作用;(2)在PC、PCF构件的脱模、运输存放以及安装就位和现场浇筑混凝土等施工状况下的刚度以及强度计算应根据实际工程项目的设计以及施工开展;(3)Pc构件与主体建筑具有多种连接方案,柔性方案与刚性方案的特点不同,各有优势以及缺陷,本工程所使用的是柔性方案;(4)在建筑结构体系当中,有其他部位预制构件的使用例如阳台、楼梯和叠合楼板的预制件,能在一定程度上对建筑结构的导荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影响,在实际的计算过程中应考虑全面;(5)在设计的设计过程中,应该加强对各个结构连接部位的设计,设置合理的连接构件,确保整体结构的稳定性。
5.总结
本文通过实际建筑工程,并以工程预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计的计算分析为基础,对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计方式进行分析探讨,为相关人员在这一方面的工作提供能参考。我国建筑行业发展具有悠久的历史,但是PC技术起步较晚,应用到实际工程中也相对较少,同时也没有形成完善的设计规范以及施工标准与验收标准。这就需要相关的工作者加强对该领域的研究,对PC结构设计进行不断的完善,形成完善的设计模型与体系,为我国高层建筑发展提供技术支持,促进我国建筑行业的发展,为城市化建设作出更大的贡献。
参考文献:
[1]潘剑锋.高层预制混凝土叠合剪力墙住宅结构设计经验谈[J].建材与装饰.2013,26(8):124-125.
[2]李宁,汪杰,吴敦军.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计[J].全国高层建筑结构学术会议论文.2012,26(3):57-58.
关键词:钢筋混凝土,裂缝,成因,控制措施
0.前言
通过大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝土构件基本都是带裂缝工作的,对缝宽符合《混凝土结构设计规范》要求的裂缝,对结构使用无大的危害,是允许其存在的。当混凝土裂缝的宽度超过规定的限值时,会影响建筑物和构件的适用性和耐久性,不仅有损外观形象,还会造成钢筋外露、腐蚀,减小建筑结构抵抗荷载的能力,降低建筑结构的整体性和刚度。本文针对建筑工程混凝土裂缝产生的原因进行分析,并结合实际工作中积累的经验,提出防治措施。
1.钢筋混凝土建筑物裂缝的成因分析
1.1荷载裂缝
此类裂缝是建筑物在荷载作用下,变形过大而产生的,主要是由于结构设计不合理,施工方法不正确,承载能力不够以及地基不均匀沉降等原因造成的。裂缝出现的部位主要集中于受拉或受弯区域以及受震动严重的部位。
1.2温度裂缝
水泥水化是一个放热的化学反应过程,其间产生一定的水化热。混凝土是热的不良导体,特别是大体积混凝土,水化热高,表面暴露在空气中,散热快,内部热量散发不出来,使混凝土内外截面产生温度梯度,特别是昼夜温差较大时,内外温度差别更大,内部混凝土热膨胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形产生拉力,由于此时混凝土的抗拉强度较低,当混凝土内部拉应力超过其抗拉强度时,混凝土便产生裂缝。这种裂缝一般会在混凝土浇筑后的3到5天产生,最初是很细的裂缝,随着时间的发展继续扩大,甚至会出现贯穿的情况。
1.3干缩裂缝
此类裂缝产生的主要原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后,其内部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,还有一部分被蒸发,造成混凝土体积缩小。特别是在炎热或大风干燥的天气条件下,混凝土表面水分蒸发过快加之混凝土本身的高水化热等原因造成混凝土产生急剧收缩,而此时混凝土强度几乎为零,不能抵抗这种变形力而导致开裂。从混凝土中蒸发和被吸收水分的速度越快,干燥裂缝越易产生。裂缝位置多在混凝土表面,形状不规则,长短不一,深度一般不超过50毫米。
2.钢筋混凝土建筑物裂缝的控制措施
从以上分析可以看出,混凝土有裂缝是绝对的,没有裂缝是相对的,所以对混凝土建筑物裂缝的防治目标,就是将其对建筑物的危害程度控制在允许范围之内。为此在实际工程中应从设计和施工两方面着手,共同预防和控制混凝土建筑物裂缝的产生。论文参考网。
2.1设计方面
2.1.1合理的建筑平面选型
建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生应力集中而造成墙体及楼板开裂。合理增配构造钢筋提高抗裂能力,尽量避免结构断面突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施,适当增加附加筋,以增强其抗裂能力。设计人员应重视构造钢筋的配置,选择构造钢筋的直径和数量要适宜。 从设计上说,构造钢筋很重要,结构设计经常忽略结构约束性质,从而产生构造性裂缝。所以,配筋不但要满足结构承载的要求,而且还要满足混凝土正常使用的要求,合理增配构造钢筋有利于提高抗裂能力。
2.1.2减少地基的不均匀沉降
合理布置纵横墙,纵墙开洞尽可能小。控制建筑物的长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。此外在基础设计方面可以采取调整基础的埋置深度、地基计算强度、垫层厚度等方法来控制地基的不均匀变形。
2.1.3合理设置变形缝
设置变形缝的位置和缝宽的选定要适当,构造要合理。可以把伸缩缝、沉降缝和抗震缝合并设置。因为建筑物长期暴露在大气中,承受反复的骤冷骤热,干湿作用等,所以除严格按照设计规范要求设置伸缩缝外,还应考虑其所处的外部环境因素的影响。当结构体突变或者设置的伸缩缝间距偏大,超出规范要求时应采取有效的防开裂措施,如增大配筋率、通长配筋、设置后浇带、改善混凝土级配等。
2.1.4加大保护层厚度
适当加大保护层厚度,可以提高保护层的质量以及密实性,降低其渗透性,予以阻止或者延缓混凝土的碳化速度,提高劈裂强度。地下结构保护层厚,要加钢丝网;楼板要布设设备管线,也要适当增加楼板厚度。
2.1.5加设次梁减少裂缝
在现代设计中,现浇板的宽度越来越大,长度越来越长,而楼板的厚度却不能太大,如果在板下面的适当部位增加次梁,就可以增加板的刚度,减少板的挠曲变形,从而达到不出现危害性裂缝的目的。没有条件设置次梁时,可以在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,从而提高混凝土的极限拉伸,有效地防止裂缝的产生。论文参考网。
2.2施工方面
2.2.1注重混凝土原材料的选择和配比
混凝土中如果采用吸收率较大的骨料,干缩较大,骨料含泥量较多时,会增大混凝土的干缩性;骨料粒径较大,级配良好时,由于能减少混凝土中水泥用量,所以混凝土干缩率较小。
混凝土原料的配合比应根据工程的要求,如防水、防渗、防辐射等进行认真分析,选择最优方案。混凝土的水灰比应在满足强度要求及泵送工艺要求条件下尽可能降低。混凝土中掺入粉煤灰不仅能替代部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球状,可起到作用能改善混凝土的工作性和可泵性,且可明显降低混凝土水化热。为了满足混凝土坍落度的要求,若只增加水泥用量,则会加剧混凝土干燥收缩,明显增大混凝土水化热,易引起开裂。因此,除了调整级配外,可掺入适量减水剂。
2.2.2强化混凝土浇捣工作的要求
混凝土的浇捣技术对混凝土密实度很重要,泵送流态混凝土同样需要振捣,大体积混凝土在浇捣过程中会产生大量的泌水,应及时排除,有利于提高质量和混凝土的抗裂性。浇捣时振动棒建议采用垂直振捣,行列式排列,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过震或漏振,应提倡二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位,以免形成潜在的冷缝或薄弱点。混凝土浇到面层时,表面应抹平压实,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡,以提高混凝土的密实度。
2.2.3采取合理的养护措施
保温养护是混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温度差值以降低混凝土块体的自约束应力。一方面应尽可能减少入模温度,另一方面应采取保温养护,以减少内外温差。浇筑体的混凝土缓慢降温是重要环节,越慢越好,为混凝土创造充分应力松弛的条件,与此同时还要在养护中使混凝土保持良好的潮湿状态,这对增加混凝土强度和减少收缩是十分有利的。混凝土的拆模时间可根据工程部位具体情况确定,应尽可能多养护一段时间。及时回填土是控制早期、中期开裂的有力措施。论文参考网。土是混凝土养护的最佳介质,施工经验表明,迟迟不回填图的暴露工程裂缝最多。
3.结束语
通过上述分析。我们在充分了解混凝土裂缝产生机理的基础上从设计和施工两方面加强质量管理,采取科学合理的技术措施,可以有效的将混凝土裂缝控制在规范允许的范围之内,从而保证建筑物达到安全、适用、经济、合理的设计要求,确保人民群众的生命财产安全。
参考文献
[1]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京:化学工业出版社,2007.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[3]侯学军.混凝土裂缝的成因及对策[J].科技资讯,2006,05:94-95.
论文摘要:结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要实现的东西。
1结构设计的概念及内容
结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要实现的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容可分为:基础的设计,上部结构的设计和细部设计。
2结构设计的阶段
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为:2.1荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。
2.2构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。
2.3内力的计算。根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。2.4构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
3各设计阶段的基本方法
根据方案阶段的主要内容,其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式,这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定,关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。还要考虑合理性和经济性。
在结构计算阶段,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算,规范上的方法有多种,关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法,以楼板为例,就有弹性计算法,塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提,是十分重要的。
在施工图设计阶段,就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求,同时还要符合规范中的构造要求,最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构,才会是合理的结构。
4规范、手册及标准图集和计算机在具体工作中的应用
结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。在进行不同结构形式的设计时必须要紧扣不同的规范,但这些规范又都是相互联系密不可分的。在不同的工程中往往会使用多种规范,在一个工程确定了结构形式后,首先要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》来确定建筑的可靠度和重要性;然后再根据《中国地震动参数区划图》,《建筑抗震设防分类标准》《建筑抗震设计规范》确定建筑在抗震设防方面的规定和要求,在荷载的取值时要按照《建筑结构荷载规范》来确定,这是建筑总体需要运用的规范。在工程的具体设计方面,涉及到砌体部分的要遵循《砌体结构设计规范》的规定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土结构设计规范》的规定;涉及到钢筋部分的要遵循《钢筋焊接及验收规程》和《钢筋机械连接通用技术规程》的规定;在基础部分的设计时需要遵循的是《建筑地基基础设计规范》的规定。最后在结构绘图时则要符合《建筑结构制图标准》的要求。在各种结构设计手册中,给出了该结构形式设计的原理,方法,一般规定和计算的算例以及用来直接选用的各种表格。这对于深刻理解和具体设计各种结构形式具有良好的指导作用。推荐最好能参照设计手册来手算典型的结构形式。
标准图集是依据规范来制定的国家和省市地方统一的设计标准和施工做法构造。不同的结构形式有不同的标准图集。设计中常用的有,结构绘图时采用:平法制图(03G101-1),砌体中的钢筋混凝土过梁采用:过梁(L03G303),砖混结构抗震构造详图采用:L03G313,钢筋混凝土结构抗震构造详图采用:L03G323,地沟及盖板采用:02J331。需要说明的是,在选用标准图集时一定要根据具体工程的实际情况来酌情选用,必要时应说明选用的页号和图集号,不可盲目采用。