淺談混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　淺談混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。對于每一個設(shè)計都是一種學(xué)習(xí)過程,要在這些過程中不斷進(jìn)步,發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強(qiáng)計算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。這就讓我們來共同學(xué)習(xí)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的

2、貢獻(xiàn)。 </p><p>　　中關(guān)鍵字：混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；改進(jìn)方法 </p><p>　　中圖分類號：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　前言：混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)文明的潮流下廣泛得到應(yīng)用，因為其本身的材料特性優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的應(yīng)用和發(fā)展，而后相繼在材料、設(shè)計方法、制作工藝、施工技術(shù)等方面也大顯身手。目

3、前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市面貌日新月異,一棟棟高樓大廈拔地而起?；炷烈惨呀?jīng)成為我國工程建設(shè)中最主要的結(jié)構(gòu)材料之一。隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之建筑功能的不斷豐富,新穎的造型,致使工程設(shè)計越來越復(fù)雜,但目前的設(shè)計周期普遍偏短,也使設(shè)計文件中普遍存在某些質(zhì)量問題,因而在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一些影響混凝土質(zhì)量的問題必須引起工程設(shè)計人員的重視。 </p><p>　　一.混凝凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些現(xiàn)狀 <

4、/p><p>　　1.1 在現(xiàn)在的一些高校教學(xué)中，教授導(dǎo)師們往往已經(jīng)很重視把單獨構(gòu)件和孤立的分體系的力學(xué)概念給講解了。并且在一些專業(yè)課教學(xué)中，把不少的單項計算練習(xí)，綜合的一些計算練習(xí),并且著重體現(xiàn)在考題中，使得相當(dāng)部分學(xué)生已經(jīng)可以套用公式解決一些問題了。但是近年來強(qiáng)調(diào)計算機(jī)應(yīng)用教育，比如，畢業(yè)設(shè)計用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件計算、出圖。但由于計算機(jī)設(shè)計過程的屏蔽，手算過程訓(xùn)練程度的削弱，造成學(xué)生產(chǎn)生一定依賴性，結(jié)果綜合運用能力下降

5、，整體結(jié)構(gòu)體系概念模糊。這些對于培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的工程師是非常不利的。 </p><p>　　1.2 每一種計算理論都有它的假定條件,每一個數(shù)據(jù)都有他應(yīng)有的計算過程,如果對于一些計算過程模糊不清,簡單的說只是知道應(yīng)用軟件計算數(shù)據(jù),而對于計算的過程不清楚或者不明白,這樣就不能解決實際問題.現(xiàn)在一些對結(jié)構(gòu)概念不是很清楚的設(shè)計人員可能會過分地相信計算機(jī)而出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計錯誤.記得做畢業(yè)設(shè)計的時候,導(dǎo)師針對這類問題給我們舉了

6、一個很好的例子:某六層磚混結(jié)構(gòu),其中第六層為大空間會議室,而且第六層沿縱墻外挑1200mm.所以第六層的屋面等荷載最終傳遞到第五層的外挑梁上,而挑梁向內(nèi)的平衡長度不夠或者挑梁上的平衡荷載不足,則挑梁的抗傾覆能力不足.而挑梁的計算數(shù)據(jù)有PMCAD軟件生成的,其配筋是經(jīng)過軟件計算的,應(yīng)該是沒有問題的.其實是沒有真正的理解,只是單純的利用軟件,在操作的時候有的荷載漏掉了,導(dǎo)致計算結(jié)果的錯誤。 </p><p>　　二

7、. 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則 </p><p>　　2.1 所做結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足各項規(guī)范要求 </p><p>　　結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，第一步的設(shè)計工作就是首先要清晰并嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所需滿足的相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)范規(guī)程及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定等。由于各個行業(yè)當(dāng)前現(xiàn)有的混凝土建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計規(guī)范理論并不是全部統(tǒng)一的，結(jié)構(gòu)工程師必須對如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《高層建筑混

8、凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等多項混凝土相關(guān)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行全面掌握，對相關(guān)設(shè)計條文嚴(yán)格執(zhí)行。同時結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)當(dāng)對結(jié)構(gòu)規(guī)范等這些條文的理解和運用要結(jié)合大量的工程經(jīng)驗，密切結(jié)合工程實際，憑借深刻的理解和靈活的運用以應(yīng)對大量復(fù)雜的現(xiàn)代混凝土建筑結(jié)構(gòu)要求。 </p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足建筑功能要求 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)是為了建筑功能的實現(xiàn)而變化存在的，混凝土結(jié)

9、構(gòu)的設(shè)計要求更是如此。因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員首先要明確調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)梁、板、柱等組合運用新型的結(jié)構(gòu)類型或者運用最新的結(jié)構(gòu)材料設(shè)計工藝等保證所需要的的特定功能。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求滿足安全性功能需要，同時確保結(jié)構(gòu)設(shè)計要使得施工及使用都能夠保證可能發(fā)生的各項荷載及變形應(yīng)對能力，即使在低概率的不可抗拒事件之中也能夠保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。其次，在結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足建筑的使用性能要求前提下，以及正常使用情況下具有規(guī)劃要求的特定使用需要及優(yōu)異的工作性

10、狀，不允許超過限制的變形、振幅或者裂縫出現(xiàn)。此外還要滿足耐久性的設(shè)計要求，正常維護(hù)條件下混凝土建筑都具有良好的耐久性能，所涉及的結(jié)構(gòu)要在污染越來越嚴(yán)重的環(huán)境中保證不出現(xiàn)材料風(fēng)化、腐蝕或者碰撞失效的情況，達(dá)到設(shè)計要求的使用壽命。 </p><p>　　2.3 清楚建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)指的是結(jié)構(gòu)整體或者部分出現(xiàn)不能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計所規(guī)定性能要求的狀態(tài)，其分為

11、正常使用的極限狀態(tài)及承載能力的極限狀態(tài)兩種。對于第一種控制結(jié)構(gòu)處于使用性能要求范圍內(nèi)，不出現(xiàn)超過使用要求的撓度及裂縫等，第二種是要求結(jié)構(gòu)處于安全穩(wěn)定條件之下，保證整體到局部穩(wěn)定性能，不出現(xiàn)破壞甚至倒塌 </p><p>　　三.在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題應(yīng)有靈活的處理方法 3.1 我國的結(jié)構(gòu)計算理論有以前的經(jīng)驗估算到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論這一階段,經(jīng)歷了非常長的時間,那些在這方面作出貢獻(xiàn)的人們也為我們留

12、下了非常多的寶貴財富.現(xiàn)行的>則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計準(zhǔn)則,以使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計得以符合技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,安全適用.結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的時候,腦海中要把建筑物的空間結(jié)構(gòu)想象出,各種構(gòu)件再以復(fù)雜的方式聯(lián)系起來并且共同工作,利用計算機(jī)的同時也要把握住每個細(xì)節(jié),每個環(huán)節(jié)的設(shè)計要在非常清楚明白,這樣才能更好的將設(shè)計思路得到了拓寬,這樣才能夠很好的把握整個設(shè)計,不會再盲目的出現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)抗力,就要增加混凝土的等級,配筋量也越來

13、越大,那樣造價也將會越來越高.有時候控制不超過最大配筋率,將會出現(xiàn)胖柱,深基礎(chǔ)等等.再以一個抗震設(shè)計為例,一般是根據(jù)初定的尺寸,混凝土的等級算出結(jié)構(gòu)的剛度,再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力,然后算配筋.但是結(jié)構(gòu)剛度越大,地震作用效應(yīng)越大,配筋越多,剛度越大,地震力就越強(qiáng).這樣為了抵御地震而配的鋼筋,增加了結(jié)構(gòu)的剛度,反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng).這就需要設(shè)計人員真正明白設(shè)計的每個數(shù)據(jù),根</p><p>　　四.上部結(jié)構(gòu)設(shè)計存在

14、不足 </p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)形式主要有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等幾種類型，施工實踐發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計往往存在少筋或者超筋等問題。 框架柱存在主要集中在角柱、短柱和超短柱設(shè)計之中，幾個柱形式都有各自的特點，有自己的問題和避免問題發(fā)生的措施。角柱的計算要求進(jìn)行獨自的參數(shù)定義，這些定義必不可少，一旦忽視這部分的意義而進(jìn)行計算，得到的計算結(jié)果同實際配筋率要求就會存在較大差異，出現(xiàn)所配的鋼

15、筋達(dá)不到最小配筋率的要求。短柱設(shè)計過程中箍筋間距不能大于100mm，其體積配筋率不能小于1.2%，在一級抗震要求下，短柱全高范圍內(nèi)箍筋的間距要求比縱向配筋直徑的6倍小。超短柱是整個設(shè)計過程要盡量避免出現(xiàn)的形式，其抗震性能較差，對于無法避免的超短柱要通過軸壓比的控制方法，運用較優(yōu)良性能箍筋進(jìn)行全框架柱的添芯處理?？蚣芰航Y(jié)構(gòu)配筋設(shè)計過程由于繪圖僅按照支座端標(biāo)注配筋、箍筋未考慮根據(jù)梁端配筋較大和梁跨中和支座配筋比例較大等原因而較實際配筋小，設(shè)

16、計中要針對上述三點原因逐一避免并進(jìn)行計算上的改進(jìn)。按照最新的規(guī)范要求，抗震等級在1至4級的時候，框架梁的加密區(qū)箍筋最大的間距比梁高四分之一數(shù)值要小。 同時對于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　五.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù) </p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國作為一個新興的學(xué)科領(lǐng)域得以迅猛發(fā)展僅僅是近十來年的事?；炷两Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)是結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測、評價、維修、加固或改造等技術(shù)

17、的總稱，包括結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度評估技術(shù)和結(jié)構(gòu)加固方法等方面的內(nèi)容。本文將著重研究混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)方面的問題。我國先后編制適合于混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些專業(yè)的加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范初步形成了混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系，對我國該領(lǐng)域的發(fā)展和各種最新科研成果的推廣應(yīng)用起到了積極作用?；炷两Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)還存在很多問題，但是經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展已經(jīng)初步形成了規(guī)模體系，很多混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)經(jīng)過了大量的深化研究和工程的實際應(yīng)用，證

18、明了其加固的安全性和使用性?，F(xiàn)階段混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)主要是針對結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性的加固處理，己經(jīng)比較成熟的提高低強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纖維和鋼板法、外包鋼法、置換混凝土加固法等。 </p><p>　　六.在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何更好自我提高 </p><p>　　結(jié)構(gòu)對于建筑來說就像人體的骨骼一樣,所以對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說,不但在工程設(shè)計時,即從

19、模型簡化、荷載匯總、結(jié)構(gòu)計算到施工圖繪制的全過程中,我們應(yīng)認(rèn)真的考慮設(shè)計的每一個環(huán)節(jié),不僅保證計算模型的簡化與工程實際相吻合,使計算假定與實際情況相一致,而且應(yīng)正確使用計算機(jī),并且自己也要進(jìn)行計算來對結(jié)果做一下驗證,來保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性;更要加強(qiáng)規(guī)范的學(xué)習(xí),加強(qiáng)概念設(shè)計,以保證結(jié)構(gòu)滿足各項構(gòu)造措施的要求,使建筑結(jié)構(gòu)能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用,保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。 </p><p><b&

20、gt;　　結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。對于每一個設(shè)計都是一種學(xué)習(xí)過程,要在這些過程中不斷進(jìn)步,發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強(qiáng)計算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。這就讓我們來共同學(xué)習(xí)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 </p><p&g

21、t;<b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 高頌．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法及概念設(shè)計[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008，31（09）：57~58． </p><p>　　[2]中國建筑科學(xué)院研究院，JGJ3-2002，J186-2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，中國建筑工業(yè)出版社，2002年. </p><p>