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混凝土结构设计范文

发布时间:2023-09-22 10:39:23

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的5篇混凝土结构设计范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

篇1

【摘要】随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,建筑类型和功能的复杂化也使现代建筑结构设计变得更加复杂。本文通过对混凝土结构设计中应注意的一些问题进行概速,并提出相应的解决措施,以利于提高设计的质量。保证结构的安全。

关键词 高层建筑;结构设计;混凝土

1.引言?

混凝土是工程中用量最多的建筑材料,也是最主要的结构材料,钢筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式。我国每年耗费在混凝土结构设计的费用为2300亿元以上。在人们的传统观念中总是认为钢筋混凝土结构是由最为耐久的混凝土材料浇筑而成的,虽然钢筋易腐蚀,但有混凝土保护层的保护,钢筋也不会发生锈蚀,因此,对钢筋混凝土结构的使用寿命期望值也是很高的,从而忽视了钢筋混凝土结构的耐久性和抗震性的问题,从而混凝土结构在设计时应注意的问题的研究也相对滞后,为此付出了巨大的代价。结构设计总说明着重审查设计依据条件是否正确,结构材料选用、统一构造做法、标准图选用是否正确,对涉及使用、施工等方面需作说明的问题是否已作交待。审查内容一般包括建筑结构类型及概况,建筑结构安全等级和设计使用年限,建筑抗震设防分类、抗震设防烈度(设计基本地震加速度及设计地震分组)、场地类别和钢筋混凝土结构抗震等级,地基基础设计等级,砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度,人防工程抗力等级等7条。

2.混凝土结构设计中的裂纹问题及其控制?

(1)混凝土结构设计中的裂纹问题分析,裂纹是固体材料中的某种不连续现象。多年来,有关混凝士的现代试验完全证实了在尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在微裂纹,主要有骨料与水泥石的粘结面上的牯结裂纹、水泥浆中的裂纹以及骨料裂纹。而根据断裂损伤力学的观点,所谓断裂损伤是在广义的外载作用下,使材料的细观结构发生变化,引起微缺陷成胚、孕育、扩展和汇通,导致结构宏观性能的劣化,最终形成结构宏观开裂和破坏。因而混凝土结构的破坏过程实际上是微裂纹的扩展、贯通而形成的。?

(2)混凝土结构设计中的裂纹控制方法,预应力混凝十结构的裂纹控制方法主要是基于。"抗"的思想,下面分别应用传统力学和断裂力学来分析传统裂纹控制方法,从传统学观点来看,由于预先给混凝土梁施加了预压应力,使混凝七梁在外部荷载作用下梁体下缘产生的拉应力全部被抵消(或部分被抵消),因而可避免混凝土出现裂纹(或推迟出现裂纹),混凝土梁可以全截面参加工作(或增加参加工作的混凝土截面),这就相当于改善厂梁中混凝士的抗拉性能,而且可以达到充分利用高强材料的目的。从断裂力学观点来看,混凝土材料内。?

(3)部存在许多微缺陷和微裂纹,这些微缺陷和微裂纹在外部荷载作用下会不断演化、发展,最终形成宏观裂纹。预先在混凝七梁两端施加一对轴向压力,相当于在梁内微裂纹面上作用了一对非均布压应力,这时可以认为裂纹端部的应力强度因子为负值。当外载在裂纹端部产生的应力强度因子与非均布压应力产生的应力强度因子大小相等时,裂纹端部的应力强度凼子为零。这时裂纹并不会失稳扩展,只有随着外载的增加,使裂纹端部的应力强度因子达到混凝土材料的断裂韧性时,裂纹才会失稳扩展。因此,从断裂力学角度来说,由于预先对混凝土粱施加预压应力,从而减小了外载作用F裂纹端部的应力强度因子,避免或是推迟了混凝土出现裂纹。

3.梁支座的结构形式分析及其设计可靠性的实现策略?

结构计算是结构设计的基础,计算结果是结构设计的依据,设计中选择合适的计算假定、计算简图是得到正确计算结果的关键。当前结构设计程序中往往把与剪力墙相交的框架粱支座看作固定支座,这种假定不是在任何情况下都是正确的。当框架梁与剪力墙正面垂直相交,且剪力墙对梁的约束能力较弱时,很难实现固定支座的假定,此时宜将梁支鹰形式人为调成铰接支座,否则计算结果将与实际不符。在结构设计中,对与剪力墙相交的框架梁,其支座形式要慎重对待,具体工程应视框架梁与剪力墙的相对刚度及相交位置、方向,正确判断剪力墙对粱的约束能力,近而较为准确地确定框架梁支座形式。对于提高混凝土结构的设计可靠度,在材料强度等级不变的情况下会增加材料用量,增加造价,用高强材料替代低强材料,可有效地降低成本。混疑七结构中,水平受力构件如粱、板,主要以钢筋的抗力为主,提高钢筋级别效益较好,设计中应优先采嗣新规范提倡的主导钢筋HRB400(III)级钢筋;竖向受力构件如墙、柱,主要以混凝土的抗力为主,提高混凝上等级效益较好。

4.混凝土结构设计存在的其他问题分析?

(1)混凝土结构设计中的抗震问题分析地震力在两类构件之间分配,应考虑不同时段两类构件抗推刚度相对比值的变化。钢一混凝士混合结构中现在采用的主要结构体系为钢框架一混凝七剪力墙(内筒)体系,其中钢筋混凝十内筒为主要抗侧力结构。钢框架主要承担重力荷载,承担较小的水平剪力。在水平地震作用下,有工程经验表明,由于钢框架的抗推刚度远小于混凝上内筒,钢框架承担的水平剪力除顶部几层可为楼层剪力的15%~20%,中部及下部约为相应楼层剪力的10%~l5%,有的工程甚至仅有5%左右。在往复地震动的持续作用下,结构进入弹塑性阶段时,墙体产生裂缝后,内简的抗推刚度大幅度降低,剐度退化将加大钢框架的剪力。钢框架由于弹性极限变形角为1/400以上,远大于约为l/3000的钢筋混凝土墙体弹性极限变形角。虽然此时的水平地震作用要小于塑性阶段,但钢框架仍有可能要承担比弹性阶段大得多的水平地震剪力和倾覆力矩。因此,为符合结构裂而不倒的要求,需要调整钢框架部分的承担的水平剪力,规程抗震要求钢框架一混凝土结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25%和框架邮分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值,以提高钢框架的承载力,并采取措施提高混凝土内筒的延性。?

(2)结构设计过程要确定适宜的层问位移限值,我国有关混合结构的规程正在修编,高层建筑钢结构规程没有列出对钢一混凝土结构的设计规定.但对以钢筋混凝土结构为主要抗侧力构件的结构,高层建筑混凝十规程,则提出其侧移限值的要求,规定为等同于相当高度的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。确定适宜的层间侧移和顶点侧移限值是该结构体系规程的重要内容之一。"高钢规程"没有列出对钢一混凝土结构的设计规定,但对有混凝士剪力墙的钢结构,规定应符合《钢筋混凝土高层建筑设计与施上规程》JGJ3-9l的要求。现行的"混凝土高规"规定的层间位移限值,对于钢一混凝土结构常不易符合要求。修编中的"混凝土高规"(第二稿),将包含对钢一混凝土结构设计规定的内容,关于钢一混凝士结构的层间位移限值,将规定为等同于相当的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。?

(3)此外,修编中的"混凝土高规",关于层间位移限值将对现行。混凝士高规"JGJ3-9l有所放松,并以此确定适宜的限值。

5.结束语?

混凝土结构设计是一个长期,复杂甚至循环行复的过程.任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全隐患。因此.我们设计上作者应按规范相应的构造造求严格执行,才真正确保设计质量的安全。

参考文献

[1]纪福宏,郭惠琴.混凝土结构设计中若干问题的探讨[J].山西建筑,2005.

篇2

建筑结构设计规范是国内结构设计的法规,是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规,对结构设计规范应该熟悉,更应该正确理解,保证土建结构设计质量。

1 结构材料选择

1.1混凝土结构设计规范

在设计工作中,在对混凝土的强度等级的理解与应用存在以下两方面的问题与争议:

1.1.1规范4.1.2条规定:钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题,这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土,是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后,不仅有的监理公司的监理人员对此置疑,甚至有的图纸审查人员也表示反对,都认为这违反了规范的要求,要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土,如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文,因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15,而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土,垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动,同时为基础的施工创造有利的工作条件,C10混凝土完全可以达到。

1.1.2规范4.1.4条例表规定了各个强度等级的混凝土的轴心抗压强度设计值。其中有一个注释,因是用小字表达常被设计人员忽视,这个注是指当轴心受压及偏心受压构件的截面长边或直径小于300mm,则表中的混凝土强度设计值应乘以系数0.8。该注释是不能忽视的,因为当构件的截面尺寸越小,混凝土构件的缺陷带来的强度损失越大。

1.2 砌体结构设计规范(GB 50003-2011)

在砌体结构设计规范中,对结构材料选择的规定方面容易忽视的主要是第6.2.2条对地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级提出的要求,其目的是为了保证结构的耐久性。例如对于地基土很潮湿的砌体,砖至少要求MU15,砂浆必须是水泥砂浆而且不低于M7.5。但在实践中很多设计人员单从砌体的强度要求出发采用MU10砖、M5水泥砂浆。这是违背规范要求的,应予改正以保证结构的耐久性。此外,上述这一要求不仅针对地面以下砌体,还针对地面以上的潮湿房间,例如卫生间等。

2 结构构造要求

2.1砌体结构伸缩缝的最大间距

在建筑设计中,为了防止或减轻房屋在正常使用条件下,由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。在砌体结构设计规范(GB 50003-2011)中第6.3.1条规定了砌体房屋伸缩缝的最大间距,例如钢筋混凝土屋盖当屋面设有保温层或隔热层时,伸缩缝的最大间距为50m。我国很多房屋长度在40m~50m的砌体房屋,按上述规定没有设置伸缩缝,但不少房屋还是出现了温度裂缝,有的甚至比较严重。原因在于设计人员没有全面理解该规范条文。首先该规定是针对烧结普通砖的,对于目前墙体改革中新使用的混凝土砌块等房屋,该规范已强调由于混凝土有干缩性,应该将伸缩缝的最大间距乘以0.8系数,也就是说应将伸缩缝的最大间距调整为50m×0.8=40m。其次该规范在注释中还强调了对于白天和夜晚温差较大地区,伸缩缝的最大间距应予以适当减小,因此,对于我国昼夜温差较大的地区来说,应适当减小伸缩缝的最大间距,使用烧结普通砖的上述砌体房屋,伸缩缝的最大间距应降为45m,使用混凝土砌块的上述房屋,伸缩缝的最大间距应降为35m。按调整后的伸缩缝的最大间距设计的砌体房屋再辅以其它措施后,很少再出现温度裂缝了。

2.2混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度

现行混凝结构设计规范(GB 50010-2012)中,比89规范更加重视对混凝土耐久的要求,而混凝土结构的耐久性与混凝土保护层的厚度是密切相关的,因此现行规范比原规范对混凝土保护层的厚度要求有所增加。例如在一类环境柱的混凝土保护层的厚度由25mm增加到30mm。特别对于基础,混凝土保护层的厚度增加得更多,因为基础与水有接触,所处环境更为不利。但在设计实践中往往有些设计人员忽略了这一变化,因而不能满足混凝土耐久的要求,造成混凝土质量下降。

3 结构荷载取值

3.1屋面可变荷载的取值和分布

并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大,往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外,还应考虑半跨布置可变荷载,并做出相应的计算,然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎,特别是对于屋架和拱壳屋面,因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布,半跨均匀分布的几种情况进行设计,这样才能保证屋面结构的安全。

3.2 基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范(GB 50007-2012)中第3.0.4条明确做出了以下规定:计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合,不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。

3.2.1计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4~1.6倍,因此这一错误取值造成的影响更多,常常使原本地基变形不超过限值,错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大,造成很大的浪费。

3.2.2在确定基础底面积或确定桩数时,荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值,由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20%的浪费,对整栋建筑而言,这一浪费是相当大的。

3.2.3计算挡土墙的土压力、地基或斜坡的稳定时,荷载的取值错误地将永久荷载的分项系数取1.2,将可变荷载的分项系数取1.4,而忽视了规范别说明了的分项系数均为1.0的规定。

4 结束语

在结构设计工作实践中部分结构设计人员对现行结构设计规范缺乏正确理解或常有疏忽,给工程带来安全隐患或者增加不必要的造价。在建构筑物的设计中,结构设计关系到建筑结构的安全、耐久、适用和经济等多个方面,因而结构设计工作是十分重要的。

参考文献:

篇3

1.1混凝土结构设计过程中的抗震设计

为了更好的将混凝土应用到各个行业中,在进行混凝土结构设计的时候,我们必须要首先准确的了解并且掌握所有混凝土结构设计的原理,而在所有结构设计原理中,抗震设计是极其重要的原理之一。对于抗震设计原理而言,它受地质条件影响比较大。众所周知的是,在建筑工程施工过程中,混凝土柱需要承受的力比较大,尤其是在一些高压力的情况下,混凝土柱很难具有一定的延展性能,甚至可能会导致混凝土柱出现变形的情况,因此,为了更好的避免这一现象,在进行结构设计的时候,我们必须要严格的遵循“强柱弱梁”的设计原则,保证承受压力的部分具有一定的延展性能。另外,在进行设计的过程中,我们还应该尽可能的通过控制受压区的高度,以及梁的上部和下部之间的比例关系,通过改变各种内力之间的系数关系不断地增加所有混凝土柱承受压力的性能。

1.2抗裂设计

在将混凝土应用到建筑工程施工的过程中,为了更好的确保建筑物的质量,我们必须要确保所有建筑物具有一定的抗裂能力,进而更好的避免建筑物出现裂缝。而导致混凝土结构物出现裂缝的主要原因就是结构物本身的耐久性、防水性能降低,因此,进行裂缝控制是将混凝土结构设计更好的应用到建筑工程的有效手段之一。例如,在进行混凝土结构设计的过程中,为了更好的提高所有混凝土结构物的抗裂性能,我们必须要针对不同的结构采取相对应的抗裂对策。如在进行混凝土原材料选择的时候,我们必须要选择正规的厂家进行原材料的购买,在购买的过程中应该由专业的工作人员选择高质量的混凝土原材料。同时,我们还应该尽可能的选择水化热比较低的水泥,控制好水与灰的比例,适当的在材料中添加一些外加剂,这样可以更好的防止混凝土结构物出现开裂的现象。另外,在进行混凝土结构设计的过程中,我们还应该尽可能的加大梁的截面积或者则可以增加板的厚度,进而不断的提高混凝土结构的强度,只有混凝土结构物的强度提高了,才能更好的确保混凝土结构物具有足够的安全性和耐久性。

1.3混凝土结构设计中的平面设计

除了抗震设计和抗裂设计,在将混凝土应用到实际施工过程中,我们还必须要严格的遵循平面设计这一原则。随着我国经济的快速发展,对于建筑物结构设计质量水平提出了越来越高的要求,同时对于混凝土结构设计也提出了比较高的要求。如在进行混凝土结构设计的过程中,我们必须要尽可能的确保整个设计平面的规则、简单以及对称,这样可以更好的提供混凝土结构物的刚度以及承载能力,最终不断的提高混凝土结构物的抗裂、抗震能力。另外,在进行结构设计的时候,我们还应该确保所有结构的平面、立面以及结构布置具有一定的规则性,同时还应该具备合理的传递力的途径以及方式,进而使得作用在混凝土上部结构的力都能够直接的传递到目的地,避免了中间的传递过程。最后,还应该确保混凝土结构物具有整体的可靠性以及牢固性,进而更好的避免因为外来力的影响导致建筑出现倒塌的现象,给企业带来巨大的经济损失。确定构件与构件之间、结构与结构之间,该彻底分离的绝不似分非分,该牢固的绝不似接非接;处理好结构单元与结构构件承载力之间的关系,尽量设置多道抗震防线,增强结构的抗震能力。

2混凝土结构设计过程中所存在的问题

尽管几年来我国许多企业在混凝土结构设计方面取得了比较显著的成就,但是,尽管如此,我国许多企业在进行混凝土结构设计的过程中仍然存在着一系列的问题。例如,一些企业的混凝土结构设计管理机制不够完善,有些设计人员在设计过程中不能严格的按照设计标准进行设计。另外,还有一部分设计人员的专业素养比较低,他们对于混凝土结构设计相关知识的掌握不足。最后,甚至有一些企业在进行混凝土结构设计的时候不能严格的按照客户的需求进行设计,随意的改变设计的理念,这对于促进我国混凝土结构设计的发展具有极其不利的影响。

3结束语

总而言之,在当代这样一个社会,混凝土已经被广泛的应用到了许多行业中,而为了更好的将混凝土材料应用到实际中,我们必须要不断的提高混凝土结构设计的水平。而在设计的过程中,我们应该首先发现我国在混凝土结构设计过程中所存在的问题,然后尽快的根据这些问题提出相对应的解决对策。

作者:王炳监 单位:盐城工业职业技术学院

参考文献:

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2实验改革的探索与研究

2.1实验方案改革

为巩固学生的专业知识,并将土木工程学科的基础知识进行有机串联,加深学生的理解,培养学生的动手实践能力,进而提高学生的创新能力,达到应用型人才培养目标,现将混凝土结构设计原理实验教学进行探讨性的改革设计:由单一验证性实验转变为分阶段多层次的综合性实验,由以教师为主导转变为以学生为主导,具体分为以下两个阶段。2.1.1梁构件制作实验阶段1)搜集相关材料,查找相关信息,制作初步设计计算书。学生运用《混凝土结构设计原理》所学知识,设计钢筋混凝土正截面超筋破坏、适筋破坏、少筋破坏、斜截面斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏,共6种梁的截面、采用的材料参数(配合比和材料用量)、配筋量等。结合设计参数,对构件进行抗弯、抗剪验算,使其能够达到预期的破坏现象。2)混凝土配合比设计。学生运用《土木工程材料》所学知识,根据初步设计方案,进行混凝土配合比设计,确定水泥、石子、砂子的用量及水灰比,并进行坍落度实验。3)钢筋下料计算。学生运用《土木工程施工》所学知识,绘出所设计钢筋混凝土梁的详细钢筋下料图。4)制作钢筋混凝土构件。绑扎钢筋笼,支模,涂刷脱模剂,按照设计好的配合比搅拌混凝土并浇筑梁构件,编号并养护成型。同时制作一组(3个边长为150mm)立方体试件,编号并同条件与混凝土梁养护。5)完成最终训练报告。最终训练报告应包括设计制作钢筋混凝土梁的详细配筋和计算,以及采用的计算方法、参考文献等,最终给出对试件开裂荷载、极限荷载、破坏形态的预测。2.1.2受弯、受剪破坏实验准备阶段1)钢筋及混凝土材料性能实验。通过试验测定钢筋的屈服强度和极限强度,混凝土立方体试块的抗压强度,为钢筋混凝土构件的加载试验提供数据。2)实验基本技能训练。a.通过试验掌握在钢筋上粘贴应变片的技术。b.通过试验掌握钢筋混凝土梁刷白、划线和粘贴铜柱的技术。2.1.3钢筋混凝土梁正截面受弯性能、斜截面受剪性能的对比实验本实验由高压油泵全套设备通过千斤顶加载,力传感器读取荷载数据,位移计测定梁跨中及支座位移,应变片测定测点应变,3816数据采集仪采集数据,裂缝测宽仪测定裂缝宽度。学生通过试验掌握加载设备的安装与操作,电测数据的采集,了解了不同梁钢破坏形态的差异,加深对不同配筋率的钢筋混凝土梁的正截面、斜截面受力特点、变形性能和裂缝开展规律的理解,掌握对不同配筋率的钢筋混凝土梁实验结果的对比分析方法。

2.2实验的实施安排

混凝土结构实验区别于材料实验和土工实验,从混凝土配合比设计、钢筋的下料,到绑扎钢筋笼,混凝土梁的浇筑与养护,再到粘贴应变片,最后完成6种梁的破坏实验,整个实验周期较长,涉及的人力、物力包括资金的投入都非常大,每个学生参与到实验的全过程的难度较大,并且要协调好实验教学与《混凝土结构设计原理》课程教学的同步问题,因此在实施过程中,必须做好统筹安排。本教改实验的梁构件制作实验阶段因涉及《混凝土结构设计原理》《土木工程材料》《土木工程施工》等学科知识,整合了多种学科多个知识点,且周期长,安排在大三下学期生产实习前进行,作为学生进入真实施工环境前的一次实战练兵,制作的梁构件直接可用于下一学期的梁破坏实验。受弯、受剪破坏实验准备阶段和最后的受弯、受剪破坏实验在大三上学期进行,与《混凝土结构设计原理》的课程教学同步,使学生在学习完理论知识后能立即在实验中得到验证,以达到最优的教学效果。具体的实施安排表如表1所示。

篇5

Abstract: in the design of the overall structure, the concrete structure design in relation to the architectural function and safety, affect the life of the building and the benefit, the concrete structure design is basic work for the smooth construction of the whole project. In this paper, the author discussed the concrete structure design.

Keywords: reinforced concrete structure; structural design

中图分类号:文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012

使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。随着建筑业的迅猛发展,科技的快速进步,设计逐步转向重视建筑的功能、安全和技术因素。

一、混凝土结构设计的内容

1、关于地震作用的计算:规范规定:在地震作用计算情况下要考虑扭转耦连的影响,而规则结构的情况下不计算扭转耦连时,平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数, 较短边可以乘以 1.15 的系数,长些的边应该乘以 1.05 的系数,而扭转刚度小时要按大于或等于1.3的系数计算,质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。

2、关于质量系数的计算:在一般工程中药采用质量系数大于等于9,要是两层结构应该采用6,都是选择3的倍数,每层要有自由度3个。并且在计算式要对质量振型参数进行检查,此参数必须大于90%,因为如果在实际中达不到这个要求,则设计结构的安全性将无法得到保障。

3、关于结构的位移、周期的计算:规范要求周期比应该控制在大震下扭转振型不靠前的情况,用楼层竖向最大位移来限制层间最大位移,位移比应该取最大和平均位移比值。

4、关于最小地震剪重比的计算:在规范中强制要求各楼层剪重比不得小于规范给出的标准,如果不满足要求需要检查质量系数,有效的质量系数不够应该增加振型数的计算;有效质量系数得到满足时可能是源于结构设计不合理,因此要合理对结构质量和刚度的分布情况。

5、关于柱的计算:如果弯矩设计值由水平荷载造成且超过总设计值的75%时,框架柱长度按规范内 7.3.11-1 和 -2 公式计算的小值为准。

6、关于柱配筋方式的选定:如若整体计算则建议使用单偏压方式,而在产生具体结果时再用双偏压进行复核。这是由于单偏压方式是按照规范公式计算的,而双偏压则是用数值积分法计算的。

7、关于框架结构:要注重计算系数尤其是柱长度;建议采用单偏压配筋;如果是大截面的柱应该设置刚域位于与梁重叠处。

二、混凝土结构设计的质量控制

1、关于裂纹控制的问题

裂纹是产生不连续的现象的固体材料。多年的现代混凝土试验已充分证实在混凝土和钢筋混凝土结构中的微裂纹的存在下主要是骨料和水泥净浆粘结裂纹,裂纹在水泥浆和骨材料裂纹的附着表面。断裂损伤力学的角度来看,所谓的断裂损伤是广义的外部负载,细观结构的重大变化,所造成的微观缺陷成胚,扩建和汇通,导致宏观经济性能恶化的结构,最终形成的宏观开裂和破坏的结构。因此,混凝土结构的破坏过程实际上是形成于微裂纹的扩展。现代化的混凝土微观研究还表明:微裂纹的扩展源于材料损坏的程度,也是材料损坏的标志,在同一时间,微裂纹也是材料固有的物理特性现状。因此,在钢筋混凝土结构裂缝的存在有其必然性。

从传统力学和断裂力学方面来分析传统的裂缝控制方法的应用,主要是基于“防”的理念,来研究预应力混凝土结构产生裂缝的控制方法。从传统的机械的角度来看,由于预加应力施用到混凝土梁,混凝土梁产生的拉伸应力的所有偏移通过外部负载(或偏移)的下边缘被全部取消,从而避免了混凝土裂缝(或延时裂纹),混凝土梁的全断面(或增加参与的混凝土部分的工作),这是相当于提高混凝土梁的拉伸性能,高强度材料,以充分利用;从断裂力学的角度来看,在混凝土材料的内部,也存在许多微缺陷和微裂纹,这些微缺陷和微裂纹中的外部负载将继续发展,最终形成宏观裂纹。预先的轴向压力施加在混凝土梁,相当于微裂纹的表面产生一对非均匀的压应力的作用,在裂纹尖端的应力强度因子为负。当外部载荷的裂纹尖端的应力强度因子和非均匀的压应力所产生的应力强度因子,裂纹尖端的应力强度因子为零的大小相等。裂纹不稳定的传播与外部负载增加了。在裂纹尖端的应力强度因子达到混凝土材料的断裂韧性,裂纹将是不稳定的传播。因此,源于断裂力学研究,预先对混凝土梁施加的预加应力,减少了在裂纹尖端的应力强度因子的外部负载的作用,以避免混凝土裂缝视图。

2、关于抗震问题的分析

在两种类型的组件之间分配的地震力,应该考虑不同时段的两种类型的组件有关抗推刚度相对的比值变化。主要结构系统即现在使用的钢-混凝土混合结构在钢架和混凝土剪力墙(内管)系统中,钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构而钢架主要负责重力荷载,担负一个较小的平剪切。由于刚性的钢框架的反推远小于所述内筒上凝固的水平地震工程经验,承担水平剪力在除了钢框架的顶部几层为其15%到20%,中部和下部的都约为10%至15%,相应的楼层剪力,有些项目甚至只有约 5%的往复。在结构的弹塑性的阶段,墙体在地震的持续作用下生成裂纹,刚性显着的减少将增加的钢框架的剪切刚度退化。钢框架由于变形,弹性极限的 1/400 以上的角度,是远远大于约1/3000的钢筋混凝土墙的弹性极限变形角度。水平地震作用小于塑性阶段,但仍有可能承担远远大于弹性阶段的水平地震剪力和倾覆力矩。

因此,为了符合要求,需要调整的部分钢架水平剪力,钢框架混凝土结构层框架柱的抗震要求应不小于比底部的结构剪切的25%或框架部分地震剪力最大值的1.8倍,两个选择较小的,以改善的钢框架的承载能力,并采取措施改善混凝土内筒的延展。

关于混凝土的加固

较常用的方法是:粘钢加固法、粘贴纤维加固法、预应力加固发、加大截面加固法、置换混凝土加固法等,这些均为直接加固方法,此外还有间接加固的一般方法如预应力加固法和增加支承加固法等。较常用的技术是:裂缝修补技术、混凝土表面处理技术、托换技术、 植筋技术、 碳化混凝土修复技术等等。由于荷载作用、材料选择或施工不当等原因,结构可能遭受可扩展性或脆性断裂,此时应该努力修复,并且在此之前,应该分析裂缝的产生原因和影响的严重程度,有针对性地采取措施,以改善结构或钢筋,若构件不宜修复或者加固,则应该拆除更换。

三、混凝土结构设计应注意的问题

1、结构选型阶段时,首先应该注意结构的规则性问题;其次应注意新规则有关规定的变更情况,以免在后期工作产生纰漏。再者要注意结构的超高问题,在抗震规范和高规的结构,总高度都有严格的限制,在更改的新规范中,除了原来的高度限制设定为 A 级的建筑高度,还增加了结构的建设 B 级高度,因此必须严格注意,一旦建筑结构高度为B类甚至超过B级高度,设计方法和措施一定会变化很大。最后是要注意嵌固端的设置,因为高层建筑都会带有两层或以上的地下室,嵌入式固定端可以设在地下室的顶板上,或者人防顶板的地方,因此,设计师经常会忽略一些方面,如:设计嵌固侧安装在地板上的端部的刚度比上下限、安装的抗震等级整体一致性、计算结构的嵌固端组、抗震缝和嵌入式固定端位置的协调问题等等,而这些方面忽略任何一个都会为后期设计埋下隐患,产生不可估量的后果。

2、基础设计阶段是应该给与相当重视的方面,因为这个阶段是与后期设计工作直接相关的,它的好坏至关重要,并且是整个项目成本的决定因素,因此这个方面若是产生纰漏一定会带来不可估量的损失。在基础设计中也应注意本地规范的重要性。以《地基基础设计规范》作为国家的标准来看,它具有相当的权威但是却不能明确详细地规定全国各地的各种基础状况,所以当地的基础类型和设计方法的描述和指定更详细和准确,所以在基础设计时, 也要大力研究地方性标准或规范,以免更大的影响在整个结构上的设计或后期工作。由于缺乏工程设计的现场调查报告或附近的建筑物调查报告,必须根据调查-设计- 施工过程的基础上进行设计,要禁止缺乏调查的过程,若是调查不够详细、全面时,设计人员要通知建设单位进行重新调查或者是额外勘探。不考虑地面变形的影响,有一些混凝土结构设计没有关注地基变形后检查,评级为 A或B级的结构设计应按照有关规定进行地基的变形情况进行设计,而c级时,应该根据相关规定对地基进行处理,然后变性检验。在对下卧层的地基承载力计算时,要进行深度的修正,修正系数源于土壤。当扩散角数值符合有关规范,可以直接使用,不符合时,根据附录中的规格,采用平均应力系数来计算。选择复合地基承载力较高的土壤持力层,根据下卧层状况进行调整验算。

3、在计算和分析结构阶段,对于工程内力分析要按照规范要求的设计和加工,并且准确高效,是决定质量的关键环节。因此,新规范推出以来,已经计算和分析的结构作为一个整体的一部分,有相当数量的内容调整和改进,有了更为清晰的进展。首先应该适当选择计算软件,即减少由于模型的差异性带来的结果的不同,这是设计工作的首要进程,以避免不安全的隐患存在。其次要考虑自振周期的影响,由于新规范中提及了各种体系下结构设计中计算自振周期的折减系数。最后是振型数目,在计算阶段要对其结果中的振型参与系数结果进行判断,然后决定振型数目的取值是否调整。

4、在框架-剪力墙结构中,较大的交叉楼面横梁与垂直剪力墙单面相交,按照《高规》 规定要减少梁的弯矩不良效果, 根据剪力墙设置壁柱,暗柱或减少截面的端部截面等等, 或者墙的厚度不符合纵向框架梁锚固钢筋的锚固长度的水平边时,应尽可能减少钢筋直径。

5、如果剪力墙结构要将角窗设置于角部时,适当的加强窗口部件。角窗处楼板上应该适当进行加厚处理,且通长配筋要双层设置进行加固,或者可以设置斜暗梁或斜向集中加固配筋,斜向钢锚入角窗的边缘上的组件,边缘构件应当适当地加固。

四、结语

总而言之,混凝土结构的设计是一个循环的长周期,并且具有专业的深度和复杂性。因此,要结合设计中总结出来的经验,不断完善设计理念,以确保整个工程的质量。

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