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篇(1)

關(guān)鍵詞：建筑工程；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的深入推進(jìn)，建筑需求量越來越多。在現(xiàn)代建筑工程施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)是普遍使用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)具有承載力強、耐久性好、剛度大、耐火性高、安全性高等特點，同時在施工過程中施工成本較低，得到了廣泛的應(yīng)用。在實際中，為了確保建筑混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，實現(xiàn)建筑工程的各項功能，必須對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能存在的問題進(jìn)行嚴(yán)格的管控，合理分析，并制定相應(yīng)的解決對策，為建筑工程施工質(zhì)量的提高打下良好基礎(chǔ)。

1建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不足

1.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計中的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，天然地基獨立基礎(chǔ)有時因為持力層土層分布不均勻，使基礎(chǔ)坐落在軟硬不均的土層上，相鄰基礎(chǔ)沉降差過大，導(dǎo)致基礎(chǔ)變形過大；由于地下室在提高建筑穩(wěn)定性、地基承載力、減少地震破壞以及解決建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此，在很多建筑工程中，經(jīng)常會設(shè)置地下室。當(dāng)建筑選址在山地上時，由于原始地貌水位較低，設(shè)計過程中往往會忽視建筑工程竣工后由于回填土體毛細(xì)現(xiàn)象，導(dǎo)致地下室底板及外墻承載力不足，出現(xiàn)墻體裂縫和底板涌水現(xiàn)象，給工程項目帶來難以解決的問題和損失。

1.2混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計時，還存在一些問題，框架結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)防防線較少；因梁跨度大，梁截面高度就大，而框架柱截面較小，導(dǎo)致強梁弱柱情況出現(xiàn)；框架—剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻布置不均勻，出現(xiàn)單肢剪力墻剛度過大，應(yīng)力集中，連梁剛度過強等；高層結(jié)構(gòu)中忽視零應(yīng)力區(qū)等現(xiàn)象。這樣類似問題出現(xiàn)，會給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。

2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計不足的應(yīng)對策略

2.1混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計

在實際工程中，采用天然地基基礎(chǔ)形式時，要么基礎(chǔ)情況非常好，地基承載力非常高；要么上部荷載較小，樓層數(shù)較低，對地基承載力要求也較低，采用天然地基可以使工期短、造價低。但無論如何都要滿足地基的強度和變形要求。根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，地基承載力特征值低于130kPa、相鄰建筑物距離過近可能導(dǎo)致發(fā)生傾斜、建筑物附近堆載過大等都應(yīng)進(jìn)行變形驗算。當(dāng)基礎(chǔ)處于軟硬不均的持力層土層上時，要采用褥墊層以調(diào)整不均勻沉降。根據(jù)具體情況，進(jìn)行厚度約為500～600mm的換填，并進(jìn)行分層碾壓夯實。采用錐形獨立基礎(chǔ)時，斜面坡度小于1:3，混凝土能夠振搗密實，保證基礎(chǔ)強度和高度的要求。在對基礎(chǔ)間拉梁設(shè)計時，要充分考慮梁上土的重量和柱底荷載拉力的作用，適當(dāng)?shù)脑黾优浣睿瑥亩ＷC基礎(chǔ)的整體剛度。對于地下室工程，宜建造在密實、均勻、穩(wěn)定的地基上。當(dāng)處于不利地段時，應(yīng)采取相應(yīng)措施。充分考慮各個構(gòu)件所承受的荷載，尤其是水浮力，回填土后水的壓力會升高。底板的浮力會加大，墻體的水平壓力也會增高。針對這樣的問題，在建筑使用功能允許的情況下，應(yīng)將底板和地下室外墻盡量分隔成小跨，以減小壓力對底板和外墻的影響，減少開裂情況的發(fā)生。同時，可以提高墊層混凝土強度等級，厚度也不小于100mm。

2.2混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計

上部設(shè)計中，宜設(shè)置多道防線。（1）對整體建筑的抗震要求進(jìn)行全面考慮，也就是重視概念設(shè)計?？拐鹪O(shè)計宜采用平面布置基本均勻，豎向剛度無明顯變形、承載力無明顯突變的結(jié)構(gòu)體系，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)。因此應(yīng)選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件截面尺寸以及合適的配筋方式，確保豎向構(gòu)件有足夠的延性，增大構(gòu)件的塑性變形能力?？蚣艚Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，剪力墻應(yīng)沿著縱橫兩個方向，布置在建筑周邊、電梯間、樓梯間及荷載較大的位置，墻體間距滿足規(guī)范，同時單片剪力墻的水平剪力不能高于結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%。在設(shè)計第二道防線時，要對剪力墻連梁的跨高比進(jìn)行嚴(yán)格控制。實踐表明，剪力墻連梁跨高比為5時，各項性能是最好的。（2）在進(jìn)行剪力墻梁、柱設(shè)計時，應(yīng)該堅持強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固的原則。此外，對于中震程度建筑混凝土結(jié)構(gòu)，需要考慮第一級別剪力墻，墻肢數(shù)量最少要保持4肢。當(dāng)?shù)谝患墑e的剪力墻進(jìn)入塑性階段后，需要在級別較小的剪力墻進(jìn)行多道設(shè)防，避免建筑在震動下過度變形，從而對級別小的剪力墻造成危害。在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)有選擇的將縱橫兩片剪力墻連接在一起，在遇到中震或者大震時，剪力墻開裂會達(dá)到耗能的作用，這樣就保持了建筑延性破壞，確保了建筑整體性能不損壞，真正做到小震不壞、中震可修、大震不倒，以保證人民生命財產(chǎn)的安全。

3結(jié)束語

在新時期下，不管是業(yè)主，還是建設(shè)單位都對建筑工程的整體質(zhì)量有很高的要求，即使是墻體開裂都會對人的心理帶來不好的影響。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須根據(jù)具體情況，認(rèn)真、仔細(xì)的對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并反復(fù)審查，發(fā)現(xiàn)問題后及時解決，不斷優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而促進(jìn)建筑工程施工質(zhì)量的提升，為整個建筑工程各項功能的實現(xiàn)提供保障。

作者:毛亞鳳 單位:昆明理工大學(xué)

參考文獻(xiàn)：

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[2]仇文法.建筑工程混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量管理[J].住宅與房地產(chǎn),2015,(28):53+57.

篇(2)

關(guān)鍵詞：建筑施工；現(xiàn)澆鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)裂縫

現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前建筑工程施工中主要的建筑結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量的好壞將會對建筑物的使用性能產(chǎn)生直接的影響，甚至還會對建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性構(gòu)成極大的威脅與破壞。而就目前現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)狀來看，因為很多施工單位的質(zhì)量控制意識薄弱，施工工藝水平較低，再加之結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等問題的存在，導(dǎo)致現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在后期的使用過程中，出現(xiàn)了大小不一的裂縫，大大降低了建筑工程的服務(wù)質(zhì)量。因此，本文重點對建筑施工中現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行了探討分析，從而得出以下相關(guān)結(jié)論，以供參考。

1 設(shè)計人員必須在思想上高度重視裂縫控制問題

很多建筑設(shè)計人員在對現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，主要是通過利用計算機系統(tǒng)得出計算結(jié)果，并未考慮到實際工程施工過程中存在的不確定因素，甚至并沒有對混凝土約束拉應(yīng)力、混凝土收縮等關(guān)鍵問題給予高度重視，只是完全依賴于計算機軟件結(jié)果，單方面注重了建筑物的使用功能方面，缺少裂縫預(yù)防控制意識，這就導(dǎo)致一些結(jié)構(gòu)部位頻繁出現(xiàn)裂縫。而在借鑒作用下產(chǎn)生裂縫時，很多設(shè)計人員普遍認(rèn)為是與設(shè)計質(zhì)量無任何關(guān)聯(lián)的，這是因為他們所設(shè)計的施工圖紙完全達(dá)到了國家規(guī)范的規(guī)定要求。然而，這種認(rèn)知必然是錯誤的想法，在我國現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，關(guān)于裂縫控制的條文要求并不多，盡管滿足了規(guī)范設(shè)計要求，但并不是可以對所有間接作用產(chǎn)生的施工裂縫進(jìn)行有效的控制。所以，這就需要設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)站在全局角度上看待問題，切實結(jié)合工程實際情況，在對現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，采取一定的裂縫防治措施。

2 裂縫控制措施應(yīng)強調(diào)概念設(shè)計

近年來我國雖然出版和發(fā)表了不少有關(guān)間接作用原因產(chǎn)生的裂縫控制書籍和論文，其中還有一些文獻(xiàn)專門論述了采用計算方法確定混凝土的約束拉應(yīng)力、伸縮縫間距、防裂鋼筋數(shù)量等內(nèi)容，這無疑從理論上有助于裂縫控制工作的進(jìn)步。但是這些計算方法均基于考慮簡單的工程情況，而且其中涉及混凝土材料性能、工程中的環(huán)境溫度變化情況、結(jié)構(gòu)剛度、地基的水平阻力等的參數(shù)較難準(zhǔn)確取值。因而計算結(jié)果的準(zhǔn)確性受到很大影響。由于實際工程的復(fù)雜性、混凝土材料性能受到多種因素變化的影響，工程中的環(huán)境溫度變化的不確定性，使計算公式的計算結(jié)果在很多情況下只具有參考價值。因而基于目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，關(guān)于間接作用原因產(chǎn)生的裂縫控制措施主要依賴于總結(jié)工程經(jīng)驗而得的概念設(shè)計結(jié)果。

3 總結(jié)工程中的裂縫控制經(jīng)驗，進(jìn)一步完善概念設(shè)計

工程經(jīng)驗表明，不同類型的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋由于間接作用的原因產(chǎn)生的裂縫具有某些規(guī)律性。其特點是多發(fā)生在混凝土因約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大部位，通常和承受荷載的關(guān)系不明顯。而且這些裂縫往往不會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)受力性能，但會影響結(jié)構(gòu)的耐久性甚至影響正常使用。因而結(jié)構(gòu)設(shè)計人員仍需采取有效措施對這類裂縫進(jìn)行控制。

對易出現(xiàn)裂縫的部位，目前在設(shè)計中通常采用了“放”、“抗”或“抗放結(jié)合”的控制裂縫措施，工程經(jīng)驗表明在與材料、施工等部門密切配合的情況下，可取得較好的效果?！胺拧本褪轻尫呕驕p小上述易裂部位混凝土截面內(nèi)的約束拉應(yīng)力，這類措施包括對平面長度較長的房屋采用伸縮縫，或采用設(shè)置若干個后澆帶、加強帶等方法。在這類措施中實踐證明尤其以分割方法可取得較好的控制裂縫效果，但是它卻往往受到使用條件不允許分割的限制而不能普遍采用。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該盡早介入建筑方案和初步設(shè)計工作

可以說，建筑方案設(shè)計初期階段對于整個工程設(shè)計有著至關(guān)重要的影響，更是與后續(xù)其他結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)工作的正常進(jìn)行相關(guān)。所以，建筑設(shè)計人員在對建筑方案進(jìn)行初步設(shè)計時，就應(yīng)該充分考慮到裂縫控制和抗震設(shè)計等重點問題，并與其它專業(yè)的設(shè)計人員進(jìn)行共同討論交流，及時對現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進(jìn)行修改。其次，要特備加強對結(jié)構(gòu)約束拉應(yīng)力的控制，由于大部分的建筑設(shè)計人員通常都會從自己的專業(yè)角度出發(fā)，以此來對建筑方案初步設(shè)計的合理性進(jìn)行考量，常常忽略了對其他設(shè)計專業(yè)的了解掌握，使得現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案存在著一定的缺陷。因此，在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，各專業(yè)的設(shè)計人員要積極探討交流，共同對裂縫控制問題進(jìn)行配合協(xié)作。

5 注意改進(jìn)防裂鋼筋的構(gòu)造

目前在某些工程設(shè)計中可以見到為了防止雙向矩形板在房屋端部陽角發(fā)生45°的裂縫，該部位除設(shè)有正交的沿板兩個跨度方向的雙層雙向鋼筋外，還在板的上部設(shè)有附加放射形短鋼筋，其長度一般不超過1.5m。這些短鋼筋通常綁扎在板角部縱橫向負(fù)鋼筋的上方，其位置影響了角部負(fù)鋼筋應(yīng)置放的正確位置，因而減少了角部縱橫向負(fù)鋼筋的有效高度，使其不能充分發(fā)揮作用。實際上足夠的縱橫方向的鋼筋的合力已能很好地抵抗板垂直于板角45°處混凝土的約束拉應(yīng)力、并在該處形成裂縫后能起到抑制裂縫開展的作用。

另外，我國目前仍舊有部分建筑工程設(shè)計并沒有對樓板內(nèi)沿預(yù)埋電氣線管裂縫采取有效的防范措施。因此，當(dāng)板厚度較薄時，再加之預(yù)埋線管徑較大，線管多等問題，導(dǎo)致混凝土截面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。所以，筆者通過多年實踐工作經(jīng)驗提出建議，設(shè)計人員在對鋼筋構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計師，應(yīng)該全面掌握管徑與板厚的實際情況，事先設(shè)計出有效的防裂構(gòu)造，同時要對鋼筋長度和間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保鋼筋兩側(cè)的錨固長度≤30d，從而達(dá)到理想的防裂效果。

結(jié)束語

綜上所述，可以得知，引起現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的因素有很多，而無論是哪一種問題發(fā)生，都將會對建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生極其不利的影響。因此，無論是在設(shè)計階段，還是實際施工過程中，施工單位都要加強對各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，可以通過參考以往同類型工程實例，對其中已發(fā)生的危害問題進(jìn)行深入的分析思考，從而采取相對應(yīng)的解決措施，確保建筑工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]張宗，王焰華.地下空間結(jié)構(gòu)裂縫控制與防水新技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2012（28）.

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關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，抗剪承載力，抗剪計算

 

1.鋼筋混凝土力學(xué)發(fā)展歷史

自從美國加州大學(xué)Ngo.D和Scordelis.A.C于1967年首次發(fā)表“鋼筋混凝土梁的有限元分析”一文開始 。自此，至此后的1982年，鋼筋混凝土力學(xué)處于快速發(fā)展階段；而成1982年以后至今，鋼筋混凝土力學(xué)基本處于相對穩(wěn)定的發(fā)展階段。

鋼筋混凝土力學(xué)計算中重要的一項——抗剪承載力的計算。從早期的“分離裂縫”模型到后來的“分散裂縫”模型的建立。現(xiàn)有的鋼筋混凝土梁抗剪計算模型普遍采用以下幾種 :軟化桁架模型、45°桁架模型、變角度桁架模型和修正的受壓場理論模型等,后兩種模型的精度還依賴于斜裂縫傾角的準(zhǔn)確估算;而 Chen 等對纖維布抗剪加固的精確計算模型,其前提是已知斜裂縫的傾角值。免費論文。發(fā)展到如今，結(jié)合數(shù)字計算器的高端性能，結(jié)合有限元的分析方法，計算模型和方法日趨完善。

目前世界各國學(xué)者就鋼筋混凝土簡支梁的剪切強度問題進(jìn)行了廣泛的研究，提出了多種理論 。這些理論有：(1) 按桁架或拱的模擬分析。 這種理論指出鋼筋中拉應(yīng)力和斜裂縫間混凝土中壓應(yīng)力的存在，指出箍筋角度變化是對它的應(yīng)力的影響。但這種理論沒有說明已被確認(rèn)的事實，即梁的抗剪強度是由混凝土和抗剪鋼筋共同承擔(dān)的，并且這種理論沒有考慮變形協(xié)調(diào)。(2) 基于混凝土在復(fù)雜應(yīng)力作用下的極限破壞理論。這個理論建立在破壞階段內(nèi)外力平衡的基礎(chǔ)上。(3)應(yīng)用有限元法的分析。免費論文。即將梁分割成一個由許多離散單元組成的結(jié)構(gòu)物，這些單元僅在結(jié)點鉸接相連，對不同材料的單元采用各自的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，然后作為平面應(yīng)力問題求解。

2.各國規(guī)范比較

長期以來 ,人們都是采用基于大量試驗數(shù)據(jù)來求得經(jīng)驗公式 ,對剛筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計計算 。由于剛筋混凝土力學(xué)性能的復(fù)雜性 ,斜截面抗剪承載力的影響因素很多，包括剪跨比，混凝土的強度等級，腹筋配筋，縱筋的配筋量，界面的尺寸效應(yīng)，軸向力的影響，支座約束的影響，加載方式等，從而導(dǎo)致試驗和檢測手段的差異性 ,無法在試驗中獲得試件的全部結(jié)構(gòu)性能。因此 ,就某一特定結(jié)構(gòu)所得到的試驗結(jié)果和經(jīng)驗公式，各國的相應(yīng)規(guī)范會有很大的出入。在這里對中，英，美國的規(guī)范做出相應(yīng)的比較和分析。

2.1我國規(guī)范

鋼筋混凝土的受剪承載力計算由于其影響因素多 ,受力狀態(tài)復(fù)雜 ,一直都是鋼筋混凝土研究的重點和難點。建國以來 ,我國分別于 1966年、 1974年、 1989年和 2002 年頒布了 4 本混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ,都分別對鋼筋混凝土抗剪強度的計算提出了相應(yīng)的經(jīng)驗公式。其中 1966 年頒布的BJG-21-66 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范幾乎完全參照 1955年蘇聯(lián)頒布的規(guī)范 HnTy-123-55 ,這不僅不符合我國國情 ,而且在安全性上也存在很大問題 ,因此 ,從某種意義上來說 ,它還不能算作是我國的第一本規(guī)范。從 20 世紀(jì) 60年代后期到 70 年代初 ,我國學(xué)者結(jié)合實際進(jìn)行了大量的理論和實驗研究 ,于 1974年頒布了 TJ 10-74 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ,現(xiàn)行施工規(guī)范就是以這個為依據(jù)。

分析現(xiàn)行規(guī)范，發(fā)現(xiàn)其存在以下問題：

（1)縱筋對混凝土有銷栓作用 ,所以縱筋的配筋率對鋼筋混凝土的抗剪是有影響的 ,規(guī)范中沒有反映出這一有利因素。當(dāng)然 ,對于設(shè)計 ,是偏于安全的。

（2)抗剪強度的增長率是小于截面高度的增長率的 ,規(guī)范中沒有考慮尺寸效應(yīng)。

（3)支座負(fù)彎矩的出現(xiàn)是對抗剪有利的 ,是偏于安全的 ,規(guī)范中忽略了這一點。

（4)規(guī)范中考慮剪跨比的影響只針對受集中荷載作用的構(gòu)件 ,而對受分布荷載的構(gòu)件卻未考慮剪跨比的影響。

2.2中美設(shè)計規(guī)范的比較

J TG D60 - 2004規(guī)范和 AASHTO LRFD 規(guī)范按極限承載能力效應(yīng)組合計算出的內(nèi)力相差較大 ,但用 2 種規(guī)范計算出的抗彎配筋面積和抗剪承載力卻基本相同。主

要原因有:

(1)荷載取值不同。

(2)承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)組合系數(shù)不同。

(3)材料參數(shù)取值不同。

(4)活載橫向分布系數(shù)和車道橫向折減系數(shù)不同。免費論文。

(6)抗彎承載力公式系數(shù)不同 ,抗剪承載力公式內(nèi)容有差別。

2.3中英設(shè)計規(guī)范的比較

（1)我國混凝土中的斜截面受剪承載力只考慮了混凝土的抗拉強度和箍筋的抗拉強度 ,而英國規(guī)范中則分別考慮了縱筋的強度、 混凝土抗壓強度和箍筋強度 ,考慮因素較我國全面。

（3)英國混凝土規(guī)范對構(gòu)件的斜截面受剪承載力計算分的比較細(xì)致,不同應(yīng)力階段有不同的受剪承載力計算方法 ,而我國則為單一的公式。

（4)我國斜截面受剪承載力計算值較英國規(guī)范偏小,即英國混凝土規(guī)范的計算值偏于保守。

3.總結(jié)

本文通過查閱相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，對鋼筋混凝土的抗剪性能和計算做了相關(guān)的闡述。在查閱的過程中，發(fā)現(xiàn)很多計算式和相關(guān)參數(shù)的取值還是采用的半經(jīng)驗半理論的方法，世界各國的規(guī)范也是各有差異，這些都說明對于鋼筋混凝土力學(xué)的研究，目前還沒有一個十分完善的分析研究方法，這就有待于后續(xù)工作者的努力奮斗。

【參考文獻(xiàn)】

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篇(4)

【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

【中圖分類號】 TU528.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B【文章編號】 1727-5123（2011）01-065-02

Selection of minimum reinforcement ratio of reinforced concrete bending part

【Abstract】 Steel ratio of capacity to ensure the safe use of the main factors to determine reasonable minimum steel reinforcement

ratio， to ensure building safety and bring good social and economic benefits， the paper design of the structure under the current minimum

allocation Rate of reinforcement.

【Key words】 Reinforced concrete structure； Minimum reinforcement ratio； Bending part； Ribbed steel bars

現(xiàn)行的國家規(guī)范“砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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)的符合國情標(biāo)準(zhǔn)“鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋”(GB1499-1998) 的新型號筋。HRB500鋼筋具有強度高、延性好、耐高低溫、耐疲勞和可加工性能好的優(yōu)點，符合砼結(jié)構(gòu)對建筑用筋性能指標(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及經(jīng)濟效益，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，裂縫截面的拉力會很快超過屈服強度而進(jìn)入強化階段，造成整根梁發(fā)生撕裂，甚至使整個鋼筋被拉斷，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鋼筋，已經(jīng)在工程實踐應(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。在實踐應(yīng)用中探討對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比較復(fù)雜的技術(shù)問題。試驗和理論分析均表明，構(gòu)件的最小配筋不僅與受力形態(tài)、表面尺寸及形式、材料強度有關(guān)，而且與受荷時間的長短、溫度變化的大小、收縮及徐變的程度有關(guān)。目前世界一些國家對鋼筋砼受彎構(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)入強化階段，此時的受拉鋼筋配筋的最小配筋率。經(jīng)驗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有一定的近似性。

而國內(nèi)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對鋼筋砼受彎構(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。首先要計算鋼筋砼梁的開裂彎矩。由于鋼筋砼梁開裂時，鋼筋的應(yīng)力很低，因此計算鋼筋砼梁開裂彎矩時，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)對素砼梁的開裂彎矩的推導(dǎo)計算，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度設(shè)計值。

根據(jù)鋼筋砼梁的受力進(jìn)行過程， 按照現(xiàn)行砼設(shè)計規(guī)范關(guān)于正截面承載力計算的基本假定“不考慮砼的抗拉強度”，假定鋼筋砼梁達(dá)到極限承載力狀態(tài)時的截面力臂為yho，其中y為內(nèi)力臂長度系數(shù)，則鋼筋砼梁的極限彎矩為:

MU = yhoòyAS

此時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國內(nèi)不同時期砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對最小配筋率的規(guī)定

根據(jù)介紹對世界各有關(guān)國家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，對鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率進(jìn)行了簡單比較，見表1。為轉(zhuǎn)化為國內(nèi)材料強度后各有關(guān)國家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，對鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率表達(dá)式。

表1不同國家對鋼筋砼構(gòu)件最小配筋率計算要求

我國的設(shè)計規(guī)范對于鋼筋砼受彎構(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。隨著我國國力的增強，結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度增大以及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計概念的應(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)砼強度標(biāo)號為200號及以下時為0.1;當(dāng)砼強度標(biāo)號為250-400號時為0.15。b.在進(jìn)行了修改后的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ10-1989中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率:當(dāng)砼強度等級為C35時為0.15；當(dāng)砼強度等級為C40-C60時為0.2。c.在現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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。

從國各內(nèi)各個階段設(shè)計規(guī)范對最小配筋率規(guī)定的變化可以看出:隨著我國改革開放的進(jìn)一步推進(jìn)，國民經(jīng)濟收入穩(wěn)步的提高，對結(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，而且考慮了材料強度的影響，有利于促進(jìn)高強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的屈服強度為335 MPa，HRB 400的屈服強度為400 MPa，HRB 500的屈服強度為500 MPa。我國現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：HRB 335的屈服強度設(shè)計值為300 MPa，HRB 400的屈服強度設(shè)計值為360 MPa，不同種類鋼筋材料分項系數(shù)ys均為1.10，因此HRB500鋼筋的屈服強度設(shè)計值應(yīng)取為450MPa。根據(jù)資料介紹的試驗結(jié)果并考慮到裂縫寬度的影響，對HRB500鋼筋的屈服強度設(shè)計值建議為420MPa，材料分項系數(shù)ys為1.19。根據(jù)我國現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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)時的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展水平，具有一定的社會性和政策性。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)混凝土強度等級不大于C30時為0.15，當(dāng)砼強度等級為C30以上時為0.2和45ft / fy 中的較大值為宜。根據(jù)上述淺要分析，國家推廣應(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)濟效益和社會效益。為了在工程實踐中大力推廣HRB500鋼筋，考慮到我國實際國情，要采用HRB 500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小百分率（%）為：當(dāng)砼強度等級不大于C30時為0.15，當(dāng)砼強度等級為C30以上時為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)計規(guī)范理解與應(yīng)用．中國建筑工業(yè)出版社， 2002

篇(5)

【關(guān)鍵詞】鋼筋；混凝土；施工質(zhì)量

在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般原則是盡可能在經(jīng)濟合理的條件下保證結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性，三者稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)在靜態(tài)荷載和瞬態(tài)動載作用下，安全性問題是結(jié)構(gòu)可靠性研究的重點問題，它直接關(guān)系到人身安全和經(jīng)濟效益，而結(jié)構(gòu)在循環(huán)荷載作用下，耐久性問題結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)可靠性研究的重點問題。用來度量安全性的指標(biāo)稱為安全度，耐久性可以用使用年限來衡量，結(jié)構(gòu)可靠性的數(shù)值度量用可靠度，因此，結(jié)構(gòu)的可靠度比安全度具有更廣泛的內(nèi)涵和外延。

1 鋼筋混凝土施工的可靠度

結(jié)構(gòu)可靠度的定義對于施工期的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也同樣適用，但是也有區(qū)別，就施工期的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，定義中規(guī)定的時間是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件由設(shè)計方案的圖紙變?yōu)檎鎸嵔Y(jié)構(gòu)的施工期，時間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于設(shè)計基準(zhǔn)期，規(guī)定的條件是指滿足設(shè)計方案的要求，且能保證安全、可靠的正常施工，規(guī)定的“預(yù)定功能”是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工費用經(jīng)濟合理的條件下，能夠保證施工過程的安全、可靠。由于結(jié)構(gòu)可靠度定義在施工期的特殊涵義，根據(jù)結(jié)構(gòu)在使用階段承載能力的極限狀態(tài)也可將施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)區(qū)分為正常施工極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)，正常施工極限狀態(tài)相應(yīng)于施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的正常施工要求，承載能力極限狀態(tài)相應(yīng)于施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性要求。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正常施工的極限狀態(tài)與正常使用的極限狀態(tài)是完全不同的，施工期的時間短，但是施工荷載和結(jié)構(gòu)抗力不可預(yù)見因素多，因此施工期結(jié)構(gòu)承受的荷載及結(jié)構(gòu)抗力的不確定性因素、統(tǒng)計規(guī)律、分布概率的模型是研究施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度的不可少的內(nèi)容，但是這些統(tǒng)計規(guī)律要經(jīng)過長時間、大規(guī)模的生產(chǎn)實際才能體現(xiàn)。對于施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度的計算模型和計算方法也是可靠度分析中重要的內(nèi)容，模型與實際過程越接近，計算結(jié)果也就越精確，以往計算可靠度的方法對于施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度的計算也不再適用。

2 鋼筋混凝土施工的常見質(zhì)量問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工是高智商的腦力勞動和高強度的體力勞動相結(jié)合的過程，會涉及到設(shè)計、施工、監(jiān)理多方面的設(shè)計技術(shù)人員，鋼筋、混凝土、模板支架等各種施工材料，還有不同的施工機械，所以結(jié)構(gòu)的施工階段是一個很復(fù)雜的過程，可靠度失效的產(chǎn)生方式也是多方面的，一般說來，可將施工期結(jié)構(gòu)失效的原因歸結(jié)為結(jié)構(gòu)抗力不足和施工荷載超載兩個方面。

2.1 施工期的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不合理，主要是因為在我國還缺乏這方面的規(guī)范和強制要求，國內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案都是按照設(shè)計基準(zhǔn)期來考慮，對于施工期的結(jié)構(gòu)可靠度來說是不科學(xué)的。并且結(jié)構(gòu)設(shè)計方案一般原則滿足預(yù)定功能前提下，力求施工簡單易行，經(jīng)濟合理，這在某種程度上會使設(shè)計者輕視施工期的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，特別選定結(jié)構(gòu)分析模型時在能夠反映結(jié)構(gòu)的真實工作情況，為計算簡便要盡可能省掉次要細(xì)節(jié)，但是，施工期的結(jié)構(gòu)模型要比設(shè)計基準(zhǔn)期復(fù)雜得多，影響可靠度的因素也比較多，模型的簡化使計算結(jié)果與實際情況相差甚遠(yuǎn)，其后果是很嚴(yán)重的。

2.2 設(shè)計荷載選取錯誤

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項高智商的腦力勞動，設(shè)計的每一步都要認(rèn)真謹(jǐn)慎的對待，特別是結(jié)構(gòu)荷載種類很多而又有不同的規(guī)范，在選取時稍有疏忽，就可能漏項或選取的荷載不滿足規(guī)范的要求，還有一些設(shè)計人員為了計算的簡便隨意的簡化模型忽略掉了重要的荷載，這些都會對施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全構(gòu)成威脅。設(shè)計荷載的選取錯誤是設(shè)計階段影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素，但是這些錯誤與設(shè)計工作者的自身素質(zhì)有關(guān)，可以避免。

2.3 計算錯誤

在以前計算機沒有現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)的時候，結(jié)構(gòu)計算式非常復(fù)雜的計算錯誤不可避免，但是隨著科技的發(fā)展，各種結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的興起，只要模型、參數(shù)選取正確，計算錯誤可以避免。

2.4 施工圖錯誤

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的主要依據(jù)是施工圖，如果繪制施工圖時出現(xiàn)錯誤，也可能由施工技術(shù)人員對施工圖的理解出現(xiàn)歧義，那么所建造的結(jié)構(gòu)就不具有設(shè)計規(guī)定的目標(biāo)可靠度，極易在施工期間引發(fā)工程的質(zhì)量安全事故。

2.5 未按規(guī)范要求施工

規(guī)范中對鋼筋混凝土施工中鋼筋綁扎、混凝土的配比、混凝土澆筑振搗、混凝土工程成品養(yǎng)護(hù)等流程均有相應(yīng)規(guī)定。若不按規(guī)范要求施工極易造成混凝土工程質(zhì)量安全問題。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問題的解決措施

3.1 科學(xué)配制混凝土是保證質(zhì)量的先決條件

3.1.1 混凝土施工配合比的換算

試驗室所確定的配合比，其各級骨科不含有超遜徑顆粒，且以飽和面干狀態(tài)，但施工時，各級骨科中常含有一定量超遜徑顆粒，而且其含水量常超過飽和面干狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)實測骨科超遜徑含量及砂石表面含水率，將試驗室配合比換算為施工配合比。其目的在于準(zhǔn)確的實現(xiàn)試驗室配合比，而不是改變試驗室配合比。調(diào)整量 =（該級超徑量與遜徑量之和）－（次一級超徑量＋上一級遜徑量）

3.1.2 混凝土施工配合比的調(diào)整

試驗室所確定的混凝土配合比，其和易性不一定能與實際施工條件完全適合，或當(dāng)施工設(shè)備、運輸方法或運輸距離，施工氣候等條件發(fā)生變化時，所要求的混凝土坍落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求，需將混凝土含水率及用水量做適當(dāng)調(diào)整（保持水灰比不變）。

3.1.3 混凝土外加劑適量添加

根據(jù)施工環(huán)境適量在拌制混凝土過程中摻入用以改善混凝土拌合物和易性能及耐久性等性能、調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。

3.2 和易性是決定混凝土質(zhì)量的主要因素

和易性是混凝土和物的流動性，粘聚性，保水性等多種性能的綜合表述。當(dāng)混凝土拌和和易性不良時，則混凝土可能振搗不實或發(fā)生離析現(xiàn)象，產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。混凝土的和易性良好，混凝土質(zhì)量，通常一些人配制混凝土選用低水量、低坍落度，強調(diào)以振實工藝來保障混凝土質(zhì)量，其實這樣易產(chǎn)生蜂窩，孔洞等質(zhì)量缺陷，實踐表明，和易性良好的混凝土才便于振實，且應(yīng)具有大些的流動性或可塑性，以利于澆筑振實，且應(yīng)具有較好的粘聚性和保水性，以免產(chǎn)生離析，泌水現(xiàn)象，現(xiàn)在通過摻高效減水劑來提高混凝土的和易性。

3.3 混凝土澆筑振搗過程、成品養(yǎng)護(hù)是混凝土質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié)

混凝土配合比設(shè)計、原材料的質(zhì)量、配料準(zhǔn)確、攪拌均勻運輸，澆筑振實成型，養(yǎng)護(hù)等整個施工環(huán)節(jié)中，澆筑振實成型是主要的環(huán)節(jié)。在混凝土澆筑成型時，由于沒有振實所產(chǎn)生的外觀上的氣孔、麻面、蜂窩、孔洞、裂隙等質(zhì)量問題，易引起重視，但由于振搗不良，所產(chǎn)生的內(nèi)部蜂窩、孔洞所導(dǎo)致的內(nèi)在質(zhì)量問題，人們?nèi)菀缀鲆?。而混凝土?nèi)在質(zhì)量缺陷，同樣引起混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞。所以，混凝土振搗應(yīng)引起施工人員（特別是混凝土振搗工）足夠重視，質(zhì)檢員應(yīng)采取相應(yīng)的有效措施，使混凝土振搗良好。

3.5 預(yù)防混凝土缺陷的發(fā)生是質(zhì)量控制的重點

混凝土工程質(zhì)量的好壞，是由設(shè)計人員、監(jiān)理人員和施工人員共同努力的結(jié)果?；炷临|(zhì)量的好壞，除外觀上的蜂窩、麻面、缺陷外，主要是混凝土強度能否達(dá)到要求，當(dāng)混凝土強度達(dá)不到工程要求時，監(jiān)理人員只能要求拆毀重作，而確定混凝土強度常是在混凝土澆筑后第28 天進(jìn)行，并得出結(jié)論。在大體積混凝土中所產(chǎn)生的裂縫，大多數(shù)屬于溫度中裂縫，其中表面裂縫又占絕大多數(shù)，混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件產(chǎn)生裂縫是一種常見的質(zhì)量通病，要進(jìn)行事先控制，才能保證施工順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]貢金鑫，魏巍巍. 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計原理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.

篇(6)

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計分析；概念設(shè)計

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1. 引言

結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)設(shè)計出安全、經(jīng)濟的建筑，同時還應(yīng)符合人們對精神生活的追求，這些都要求設(shè)計師擁有扎實的理論基礎(chǔ)，充分掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點問題，能夠合理有效的處理設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題。下面筆者將結(jié)合多年的工作經(jīng)驗，通過對具體工程的設(shè)計分析，提出在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該注意的問題，希望對讀者有一定的借鑒作用。

2. 工程概況

本工程為一座綜合樓工程，處于城市中央商務(wù)區(qū)，四周環(huán)繞著城市道路。房屋總高度為89m，上部樓房層數(shù)為19層，有一層屋面結(jié)構(gòu)局部突出，并附有2層地下室。一層地下室為汽車庫，同時用于各類設(shè)備的放置，二層地下室主要為汽車庫，同時部分空間兼有人防的功能。裙房用于銀行的辦公，包括營業(yè)大廳，辦公區(qū)、業(yè)務(wù)區(qū)、計算機房、檔案室、職工之家和花園等。主樓主要用于公司辦公，包括辦公大堂、兩層共享空間、物業(yè)辦公用房、員工餐廳和會議室等。

3. 設(shè)計分析

3.1 地質(zhì)條件和基礎(chǔ)設(shè)計水位

經(jīng)過現(xiàn)場地質(zhì)情況的勘查，本工程環(huán)境類別為Ⅱ類，地下水位的穩(wěn)定埋深為3.33~8.50m，穩(wěn)定標(biāo)高為14.17~14.44m，按A類水進(jìn)行設(shè)計。場地孔隙潛水水質(zhì)良好，只具有輕微的腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)有較弱的影響，但對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本無影響。粉質(zhì)粘土對鋼結(jié)構(gòu)也有輕微的腐蝕性，但對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋基本無腐蝕作用。設(shè)防水位的選擇要考慮抗浮和抗?jié)B的因素，綜合考慮之后選用的設(shè)防水位為場地標(biāo)高21.00m。

3.2 基礎(chǔ)方案的選擇

本工程中地基基礎(chǔ)的底部標(biāo)高大約為-11.10m~-12.20m之間，基礎(chǔ)的持力層為細(xì)砂層和粗砂層，經(jīng)測定，這兩者的承載力特征值分別為150kpa和200kpa。對于部分純地下室和裙房地基，這兩層持力層已基本能夠滿足承載力要求，因此采用天然地基即可抵抗上部荷載的作用，基礎(chǔ)的形式采用平板式筏型基礎(chǔ)，但對于部分高層地基，持力層的承載力還無法抵抗上部荷載的作用，因此考慮使用樁筏基礎(chǔ)作為高層部分的基礎(chǔ)，樁采用鉆孔灌注樁。本工程中另一個需要考慮的重要影響因素是抗浮設(shè)防水位，由于其水位很高，需要采取相應(yīng)的抗浮措施，針對本工程的特點，采用的抗浮措施為抗拔樁。

3.3 抗震等級

本工程的結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層框架抗震等級為四級，剪力墻等級為四級，地下1層框架抗震等級為二級，剪力墻等級為三級，地上1層~地上2層框架抗震等級為二級，剪力墻等級為三級，地上2層~頂層框架抗震等級為三級，剪力墻等級為三級。標(biāo)高為±0.00的樓板處通常兼做上部結(jié)構(gòu)的嵌固層，剪力墻的底部應(yīng)進(jìn)行局部加強，本工程對地下1~3層進(jìn)行了加強。

3.4 屋蓋及樓蓋結(jié)構(gòu)的確定

在本工程中經(jīng)過綜合考慮之后，上部結(jié)構(gòu)的部分樓面采用的樓蓋結(jié)構(gòu)為以現(xiàn)澆主框架梁為主配以次梁的樓蓋，而地下部分結(jié)構(gòu)采用的樓面體系為以現(xiàn)澆主框架梁為主配以厚板的樓蓋。在樓面中有時出于需要，樓面中會設(shè)置面積較大的孔洞，這往往會降低建筑物的整體剛度，因此為了避免整體剛度的減弱，設(shè)計中采取的措施為：對孔洞周圍樓板的厚度進(jìn)行加強，同時增加周圍樓板的配筋和加大孔洞邊梁的截面尺寸等。在三層的大堂頂板由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計時為重點考慮的問題，由于大堂空間的需要，對大堂進(jìn)行了抽柱，造成了托柱轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換梁的跨度過大，已達(dá)到17.4m，在這種情況下，一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法解決這個問題了，進(jìn)過分析考慮，本工程在大堂位置采用了鋼骨混凝土梁，最終解決了這個問題。

3.5 結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置

鑒于本工程裙房部分的荷載較小，而高層部分的荷載較大，這其中存在的較大的荷載差異會造成地基不均勻的沉降，但由于本工程中為了承受高層部分較大荷載的作用，所采用的基礎(chǔ)形式為樁基，樁基的使用大大減少了兩部分結(jié)構(gòu)之間差異沉降，滿足設(shè)計對沉降的要求，因此本工程只需設(shè)置施工后澆帶即可滿足要求，無需設(shè)置永久后澆帶，施工后澆帶的設(shè)置能夠避免混凝土的收縮變形所引起的開裂問題。

在本工程中，由于混凝土的收縮和溫度應(yīng)力在較長的地下室混凝土結(jié)構(gòu)中所引起不利影響往往較大，為了減弱這種影響，設(shè)置了后澆帶，同時還采取了以下措施：（1）在設(shè)計中，部分結(jié)構(gòu)在配筋時合理的提高了最小配筋率，包括基礎(chǔ)外墻和地下室頂板等，頂板的鋼筋采用了雙層雙向貫通整個頂板。（2）在選用水泥時，考慮的原則為較小的水化熱和收縮變形。在選擇混凝土的強度等級時，對于基礎(chǔ)外墻和地板，應(yīng)合理的控制混凝土的強度等級，以60天的混凝土強度指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。對于抗裂要求較嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)部位，加入一定量的抗裂纖維，基礎(chǔ)外墻、頂板和主樓頂層的混凝土在采取這種措施之后均可滿足抗裂要求。在混凝土中往往有外加劑的使用，對于這些外加劑，在使用過程中應(yīng)正確搭配，并嚴(yán)格控制其用量和質(zhì)量。

4. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

顯然，相對于普通建筑而已，高度上較大的高層建筑結(jié)構(gòu)受風(fēng)荷載和地震的影響較大，而且這兩種荷載都是隨機振動的，這加大了結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度和復(fù)雜性。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮采取概念設(shè)計輔助力學(xué)分析。

概念設(shè)計是從結(jié)構(gòu)的整體角度出發(fā)，立足于整體和局部結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系和相互反應(yīng)，運用結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理和思想解決設(shè)計中遇到的問題。概念設(shè)計即注重總體布置，又關(guān)注局部的細(xì)節(jié)設(shè)計，統(tǒng)籌兼?zhèn)鋸亩_(dá)到合理有效的設(shè)計。

本工程的概念設(shè)計包括以下幾點：（1）設(shè)計時應(yīng)選用簡單規(guī)則的平面形式。簡單規(guī)則的平面形式，其風(fēng)荷載的影響較小，有利于抵抗高層建筑的風(fēng)壓，同時簡單規(guī)則的形式，有利于實現(xiàn)抗震的結(jié)構(gòu)平面布置，相對而言抗震性能較好。（2）高層建筑中所設(shè)計的豎向體型應(yīng)采取合理的形狀，其原則為經(jīng)濟合理、對側(cè)向力反應(yīng)較弱、較強的外荷載抵抗能力等。（3）建筑寬高比對結(jié)構(gòu)傳力體系的影響較大，在設(shè)計中應(yīng)按規(guī)范要求選擇寬高比，同時應(yīng)保證抗側(cè)剛度的均勻變化。（4）在設(shè)計時，結(jié)構(gòu)應(yīng)始終保持連續(xù)性和整體性，構(gòu)件節(jié)點的承載力應(yīng)大于連接構(gòu)件的承載力。（5）高層建筑基礎(chǔ)承受著較大的荷載，結(jié)構(gòu)在整體穩(wěn)定性上受著較大的挑戰(zhàn)，因此應(yīng)合理的進(jìn)行基礎(chǔ)形式和埋深的選擇。（6）在材料的選擇上應(yīng)滿足均勻、各向同性、延性好等原則。（7）在抗震上盡量采取多道抗震設(shè)防措施。

5. 結(jié)語

筆者結(jié)合多年在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工程實踐經(jīng)驗，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的理念，通過具體高層建筑的結(jié)構(gòu)分析，闡述了高層建筑中幾個重要方面的設(shè)計分析過程，并論述了概念設(shè)計中的幾個要點，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的注意事項和可能遇到的問題以及相應(yīng)的解決措施，希望能夠?qū)ψx者在今后的工程設(shè)計中有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏卓文．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與剪力墻設(shè)計[J]．住宅科技．，2007,2：29～32

篇(7)

Key words: tall building；structure design；control parameter

摘要：隨著我國高層建筑技術(shù)的迅速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市空間中不可缺少的元素，成為城市的一道亮麗風(fēng)景。如何設(shè)計出舒適、安全同時又符合人們精神生活要求，且經(jīng)濟實用的建筑現(xiàn)已成為設(shè)計師們要首先解決的問題。本現(xiàn)就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題進(jìn)行一些探討，希望能對我們以后的工作產(chǎn)生幫助，使設(shè)計水準(zhǔn)更上一層樓。 關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計控制參數(shù)

中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號：2095-2104（2012）

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 當(dāng)前，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標(biāo)，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我。而這樣的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外，造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑結(jié)構(gòu)尺度的認(rèn)真仔細(xì)推敲。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品。其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的尺度，二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有很多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的。

2高層建筑結(jié)構(gòu)體系簡介

目前，高層建筑基本上都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，其中在高層住宅建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)使用較多。

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應(yīng)雙向或多向布置。由于該結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成，其剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，常用于 40 層以下的高層住宅建筑等。該結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于6，其高度應(yīng)考慮抗震要求。

2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中剪力墻承受絕大部分水平荷載，框架承受豎向荷載，兩者共同受力，合理分工。剪力墻應(yīng)均勻布置在建筑物的周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大等部位。由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，因此，該結(jié)構(gòu)體系適用于 25 層以下的建筑，最高不宜大于 30 層。

3高層建筑各部位設(shè)計要點

3.1梁柱受力主筋位置的設(shè)計 在以下兩種情況下，框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾：（1）框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長。（2）框架梁的一邊和框架柱重合。

3.1.1節(jié)點設(shè)計原則：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是“強剪弱彎、強柱弱梁”，首先保證框架受力主筋的位置。 3.1.2解決方法：（1）框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過。（2）為保證框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4根鋼筋作為架立鋼筋。

3.2墻梁節(jié)點鋼筋設(shè)計

在框架、剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁或者次梁直接擱置在核心筒體暗梁或過梁上，如果框架梁的截面和暗梁和過梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過梁主筋位置互相矛盾。

3.2.1節(jié)點設(shè)計的原則。根據(jù)固定端框架梁的彎距形式，框架梁在支座位置上鐵受拉，下鐵受壓；墻體暗梁或過梁受扭，盡量保證暗梁或連梁箍筋的完整性。

3.2.2解決方法：（1）過梁下鐵設(shè)置不超過六根主筋分為兩排布置，框架梁下鐵布置在過梁下鐵第一排和第二排鋼筋之間且框架梁的接頭位置全部位于支座附近，接頭按照50%的比例錯開。（2）框架梁上鐵直接擱置在過梁上鐵上，保證框架梁主筋的錨固長度滿足規(guī)范要求。根據(jù)GB50204-2000規(guī)范中規(guī)定，過梁的箍筋尺寸取負(fù)誤差，框架梁箍筋的尺寸取正誤差，從而保證過梁和框架梁保護(hù)層厚度。（3）將過梁或暗梁截面降低或減小5cm，框架梁上鐵直接錨固在過梁上，保證框架梁及樓板鋼筋的保護(hù)層的厚度。 3.3主梁論文秘籍網(wǎng)

? 瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制淺析

? 混凝土裂縫成因及預(yù)防方法

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? 企業(yè)論文_高層建筑混凝土工程施工技術(shù)探討

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論文秘籍網(wǎng)

? 淺析橋梁施工中裂縫出現(xiàn)的原因及控制措施

? 半剛性基層裂縫成因分析與防治對策

? 淺析《裂縫》中的詩性智慧

? 混凝土橋梁裂縫問題的若干思考

? 在論文秘籍網(wǎng)搜索裂縫

論文秘籍網(wǎng)

? 框架結(jié)構(gòu)施工常見問題與防治對策

? 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的加固方法初探

? 高層框架結(jié)構(gòu)施工存在的現(xiàn)實問題及控制措施

? 淺談多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置方法

? 在論文秘籍網(wǎng)搜索框架結(jié)構(gòu)

和次梁節(jié)點注意的問題 在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，主梁和次梁的節(jié)點非常重要，主次梁鋼筋的設(shè)計位置就成為我們關(guān)注的焦點。根據(jù)常規(guī)做法，次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁節(jié)點鋼筋設(shè)計不合理，就會造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過小，不利于結(jié)構(gòu)的抗震。 3.4高層建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計

高層建筑的防火設(shè)計，必須遵循“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對高層建筑發(fā)生火災(zāi)的特點，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理。

4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制參數(shù)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各控制參數(shù)的選取直接影響結(jié)構(gòu)的安全性、合理性等。因此。合理的選取各控制參數(shù)，有助于提高結(jié)構(gòu)整體控制的效率，也有助于使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、經(jīng)濟合理。

4.1 軸壓比：限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，以保證結(jié)構(gòu)的延性要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時可以通過增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度的辦法調(diào)整。

4.2 剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全。當(dāng)偏小且與規(guī)范限值相差較大時，可通過增強豎向構(gòu)件，加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。 4.3 剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計。當(dāng)不滿足規(guī)范下限要求時，可以通過調(diào)整增強豎向構(gòu)件，加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。

4.4 層間位移角：限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整增強豎向構(gòu)件，加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。

4.5 層間位移比：限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，可以改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距達(dá)到規(guī)范要求。

4.6 周期比：限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

4.7 剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，可以適當(dāng)加強本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度以滿足要求。

5以框架為例概述設(shè)計參數(shù)的選擇

5.1框架計算簡圖的處理

5.1.1無地下室的框架結(jié)構(gòu)

為了加強底層的整體性，可以在 0.00m附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。由于基礎(chǔ)連系梁的設(shè)計僅為構(gòu)造設(shè)計，無法平衡底部柱腳的彎矩，更不能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部分，底層計算高度 H 顯然不能取用基礎(chǔ)連系梁頂面到一層樓蓋頂面的高度。正確的設(shè)計是：柱的 H 值取用基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，也就是把基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層，而把實際建筑的底層作為第二層計算，層高取用連系梁頂層至一層樓面的高度。當(dāng)采用這樣確定計算簡圖時，應(yīng)注意底層柱的配筋應(yīng)取用基礎(chǔ)連系梁頂面和基礎(chǔ)頂面中較大內(nèi)力設(shè)計值進(jìn)行計算。 5.1.2帶有地下室的框架結(jié)構(gòu)

關(guān)鍵是合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。而《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》都沒有明確提出具置，需要我們根據(jù)工程的實際情況來分析。采用箱型基礎(chǔ)或者能夠滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的地下室結(jié)構(gòu)時，可以將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。在利用 PKPM進(jìn)行設(shè)計時，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實際層數(shù)，底層的實際層高就是層高H。這樣設(shè)計的地震作用和實際情況較為接近，但是豎向荷載的計算僅計算到底層的柱底處。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)是采用的筏板基礎(chǔ)，嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。在利用電算時，總層數(shù)應(yīng)為實際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。如當(dāng)建筑地上 6 層時，地下 2 層時，總層數(shù)取 8層。按此確定的計算簡圖經(jīng)整體計算后，地震作用相對保守，結(jié)構(gòu)設(shè)計比較安全。

5.2結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的選取

5.2.1 地震力的振型組合數(shù) 地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，至少應(yīng)取 3，當(dāng)振型系數(shù)多于 3 時，宜取 3 的倍數(shù)，但不應(yīng)多于房屋的層數(shù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》指出，合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的 90%所需的振型數(shù)。SATWE 已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。此外，由于耦合計算的地震剪力通常小于非耦合計算，僅結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時才采用耦合計算，但在必要時應(yīng)補充非耦合計算。 5.2.2 框架結(jié)構(gòu)活荷載的最不利布置、組合

當(dāng)活荷載較大時，是否進(jìn)行活荷載的最不利布置、組合對計算結(jié)果的影響非常大。使程序給定的梁設(shè)計彎矩放大系數(shù)，也不一定能反映出工程實際應(yīng)力分布的情況，有可能造成結(jié)構(gòu)不安全或保守。應(yīng)注意的是 PKPM中無法區(qū)分荷載規(guī)范，因此很難實現(xiàn)“荷載規(guī)范”區(qū)分荷載種類和樓面荷載折減系數(shù)的要求，程序中不區(qū)分不同的樓面活荷載類型，一般均按樓面活荷載類型考慮并取相應(yīng)的折減系數(shù)，PKPM計算程序?qū)敲婊詈奢d的折減是不全面的，使用 PKPM計算時，應(yīng)考慮區(qū)分不同構(gòu)件進(jìn)行分步計算，并在荷載輸入時將樓面活荷載折減。風(fēng)荷載體型系數(shù)的選取應(yīng)注意，當(dāng)多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)；一般可將單獨建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗資料確定；必要時宜通過風(fēng)洞試驗得出。

6結(jié)束語