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混凝土结构设计规范

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混凝土结构设计规范

混凝土结构设计规范范文第1篇

钢筋混凝土结构是土木、水利类专业的一门重要技术基础课程。《混凝土结构设计规范》对混凝土结构设计、施工、监理等工作的基本理论、技能和方法作了规范要求。随着《混凝土结构设计规范》(2010版)的修订出版,急需依照新规范的要求对教学内容进行调整和更新。文章通过新旧规范的对比分析,准确把握规范的修订背景和原则,并详细列举了对课程学习和工程设计有重要影响且需要调整的教学内容,对准确理解和贯彻规范要求,具有一定的指导意义。

关键词:钢筋混凝土结构;设计规范;教学内容

中图分类号:G423.04 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2013)04005504

钢筋混凝土结构从19世纪中叶开始采用以来,发展极为迅速。特别是近20年来,随着高强度钢筋、高强度高性能混凝土(强度达到100 N/mm2)以及高性能外加剂和混合材料的研制使用,高强高性能混凝土的应用范围不断扩大,混凝土结构的应用范围也在拓展,已从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域,甚至已开始构思和实验用于月面建筑。随着轻质高强度材料的使用,在大跨度、高层建筑中的混凝土结构将越来越多[1]。

钢筋混凝土结构是土木、水利类专业的一门重要技术基础课程。学习该课程的主要目的是,掌握钢筋混凝土结构构件设计计算的基本理论和构造知识,为学习有关专业课程和从事钢筋混凝土建筑物的结构设计打下牢固的基础[2]。《混凝土结构设计规范》(以下简称《规范》)是对混凝土结构设计、施工、监理等工作的基本理论、技能和方法的规范要求。钢筋混凝土结构课程应对《规范》作全面准确的讲解,根据技术、经济条件的发展,《规范》也会经常被修订和调整。因此,要学好这门课程,必须紧密结合《规范》内容,了解《规范》修订的背景和原则,掌握修订、增加的内容,才能在以后的工作中更好地执行。2011年7月最新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)开始执行。本文通过新旧《规范》的对比分析,准确把握《规范》的修订背景和原则,详细列举对课程学习和工程设计有重要影响和需要调整的教学内容,对准确理解和贯彻《规范》要求具有一定的指导意义。

一、2010版《混凝土结构设计规范》修订背景及原则

为落实“以人为本,安全第一”的结构设计原则以及“节能、降耗、减排、环保”的基本国策,实现资源、能源的可持续发展,经过4年修订,《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) [3]

于2011年7月开始执行。本次《规范》的修订主要有以下背景值得关注:(1)中国正处于经济高速发展时期,基础建设规模宏大,混凝土结构在建筑业中所占比重极大;(2)混凝土结构需要消耗大量的钢筋和水泥,而这些材料会大量消耗资源和能源,并引起环境污染等问题;(3)从“四节一环保”的角度,必须尽快解决上述问题,而其唯一出路是使用高强—高性能的材料;(4)为提高建筑的安全性和防灾能力,根据“以人为本”的原则,拟提高结构的安全度设置水平及抗灾能力;(5)为保证可持续发展,需要提高混凝土结构的耐久性及既有结构的使用率。2010版《规范》,反映了近年来混凝土结构的科研成果、技术发展以及工程经验,适当提高了结构的安全水平与抗御灾害的能力,强化了结构的耐久性,提高了材料的利用效率。

2010版《规范》修订的基本原则是“补充,完善,提高,不做大的改动”[4]。因此,2010版《规范》的理论体系和基本框架与上一版保持一致,只是在结构设计方案、材料级别、设计规定等方面进行了补充和调整。这一点对学习和掌握2010版《规范》是非常重要的。

二、根据2010版《规范》所调整的课程内容

通过对比2010版和2002版《规范》,2010版《规范》对钢筋混凝土结构基本理论有重要影响的主要内容有如下六个方面,需要在教学中进行修订和调整。

(1)增强规范的完整性,从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计,强调结构方案的重要性,增加“结构防连续抗倒塌设计”的原则。2002版《规范》偏重截面配筋计算和构件设计,而完整的设计应包括结构方案、内力分析、截面计算、构造措施四个层次,它们对结构安全的影响是依次递减的关系。2010版《规范》特别增加了“结构方案”一节,由“构件计算”扩展到“结构设计”。强调结构选型、体系组构、构件布置、均匀规则、传力途径、冗余约束、缝的分割、连接构造、方便施工、综合功能等要求。同时强调结构整体稳固性或鲁棒性(Robustness)的重要性。该项修订内容对转变设计理念,即从传统强调构件设计甚至截面设计向结构设计的转变,起到了重要的推动作用。然而由于历史的原因,过去的规范缺少对这方面内容的强调。

在高等学校的钢筋混凝土结构课程教学中,应进行这一观念的教育和灌输,提高和加强学生对结构安全的认识。

传统设计只考虑“三正常”(正常设计、正常施工、正常使用)条件下,以构件截面钢筋屈服或混凝土压碎作为破坏标志,实际上这只是单一构件的“强度问题”,属于结构安全的较低层次。近年来发生的天灾(地震、洪水、台风、冰灾等)、人祸(爆炸、撞击、火灾等)偶然作用引起的构件解体、结构倾覆、建筑倒塌等造成巨大的生命、财产损失,这才是威胁结构安全的最大隐患[4],应引起重视。图1即为网上流传的上海某小区新建住宅楼由于桩基折断造成整栋楼倾覆的照片。

(2)完善耐久性设计,调整钢筋保护层厚度。耐久性设计按正常使用极限状态控制,表现为:钢筋混凝土构件表面出现锈渍或锈胀裂缝;预应力筋开始锈蚀;结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤(酥裂、粉化等)。图2为一锈蚀严重的钢筋混凝土柱。由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素复杂,规律不确定性很大,目前一般建筑结构的耐久性设计只能用经验性的方法来解决。2010版《规范》对影响混凝土结构耐久性的环境类别进行了更为详尽的分类。环境对混凝土结构耐久性的影响分为:正常环境、干湿交替、冻融循环、氯盐腐蚀四种;

对应此四种影响,2010版《规范》提出了控制混凝土水胶比、强度等级、氯离子含量和含碱量的要求,删去了2002版《规范》中对于最小水泥用量的限制,这是由于近年来胶凝材料及配合比设计的不确定性变化太大,故不再作统一要求;耐久性设计对服役期房屋建筑的使用提出要求,即按规定的功能正常使用,并经常维修,定期检测,这是保证混凝土结构耐久性及应有功能的必要条件。

2010版《规范》以耐久性要求定义混凝土保护层,特别是最小保护层厚度确定原则的重要变化,必须要在教学中体现和重点强调。如果仍然按照原规范、旧教材进行授课,将给学生带来错误的概念。2010版《规范》规定最小保护层厚度是从最外层钢筋(箍筋、构造筋等)计算,而原《规范》则是从纵向受力钢筋计算,这可以说是钢筋混凝土结构设计中的一次重大变化。

关于混凝土保护层厚度的作用,主要体现在以下三个方面:①锚固作用,握裹钢筋,实现钢筋与混凝土的变形协调;②保护作用,保护钢筋免遭水、氧气、酸性物质、氯离子等有害物质的腐蚀;③耐火作用,延长钢筋的耐火时间。在设计中,按锚固、保护、耐火要求,混凝土保护层厚度越大越好,但保护层厚度增大,截面有效高度减小,构件的承载力降低,裂缝宽度也将加大,可见这是一对矛盾。因此,2010版《规范》根据环境类别、构件类型,适当提高了混凝土保护层的最小厚度。环境分三类五档,构件分面(板、墙)、线(梁、柱、斜撑)两类,面构件保护层厚度小,线构件保护层厚度大。

(3)斜截面抗剪承载力计算公式的调整。2002版《规范》的受剪承载力设计公式分为集中荷载独立梁和一般受弯构件两种情况,较国外多数国家的规范繁琐,且两个公式在临近集中荷载为主的情况附近计算值不协调,且有较大差异,见图3所示的两条虚线。因此,2010版《规范》将两个公式改为一个公式。但考虑到中国的国情和规范的设计习惯,且过去规范的受剪承载力设计公式分两种情况用于设计也是可行的,此次修订实质上仍保留了受剪承载力计算的两种形式,只是在原有受弯构件两个斜截面承载力计算公式的基础上进行了改整。具体做法是混凝土项系数不变,仅对一般受弯构件公式的箍筋项系数进行了调整,由125改为10。 这意味着若要保持相同的抗剪承载力,需要增加配箍量。试验研究和调查对比都表明,中国规范中的抗剪承载力安全度设置水平偏低。因此,对影响安全的短板适当加长,可以提高结构的整体安全度水平。

(4)完善受压构件自身受压挠曲弯矩增大的二阶效应(P-()的计算方法。2010版《规范》将原《规范》的偏心距增大系数方法((-ei)改成现在的弯矩增大系数法((ns-M),即通过考虑受压构件端弯矩增大的方法考虑构件的挠曲二阶效应。这种修改对偏心受压构件的承载力计算造成较大的影响,并引起配筋的较大变化。考虑二阶效应的条件是:当偏心受压构件两端弯矩比及轴压比都不大于0.9,且其长细比也不大时,构件的自身挠曲不可能很大,可以不考虑自身挠曲二阶效应,否则就应考虑二阶效应产生附加弯矩的影响,《规范》对此作了具体的规定。因此,2010版《规范》关于受压构件承载力计算的内容,必须进行全面调整,原《钢筋混凝土结构》教材中关于偏心受压构件的内容以及例题和习题都需要重新编写。

(5)2010版《规范》强调应用高强材料。这种材料能够显著提高构件的承载力,但会对正常使用极限状态的验算带来一些问题。比如受弯构件挠度的增加,混凝土裂缝宽度的加大,甚至会变成结构设计的控制因素,成为高强钢筋应用的最大障碍。因此,裂缝宽度的验算是本次修订的重点和必须解决的关键问题。经过对国内外规范标准的分析对比,以及对采用400 MPa、500 MPa级高强钢筋配筋构件的系统试验研究,2010版《规范》修订采用了以准永久组合降低荷载效应和修改计算公式调整系数取值的两条途径解决上述问题。对裂缝控制等级为三级的钢筋混凝土构件,选荷载的准永久组合进行裂缝宽度和挠度验算,而预应力混凝土构件未变。裂缝宽度计算公式也进行了调整,钢筋混凝土受弯和偏心受压构件的构件受力特征系数由2.1调整为1.9。

(6)根据节材、减耗及性能的要求,2010版《规范》淘汰了低强钢筋,强调应用高强、高性能钢筋。并根据混凝土构件对受力的性能要求,说明了各种牌号钢筋的用途。根据国家的技术政策,增加500 MPa级钢筋的使用;推荐

400 MPa、500 MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋;限制并准备淘汰335 MPa级钢筋;淘汰低强的235 MPa级钢筋,代之以300 MPa级光圆钢筋。另外,2010版《规范》明确规定,梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋,梁、柱纵向钢筋不能采用HRB335级钢筋。因此,教材中大量采用HRB335级钢筋的例题和习题都需要进行重新设计和调整。

三、结语

针对2010版《规范》的修订内容和修订背景,笔者在教学中,以2010版《规范》为指导,重点增加了结构整体性和防连续倒塌设计、结构耐久性设计、斜截面抗剪承载力计算公式、受压构件挠曲二阶效应、裂缝宽度验算调整和高强材料的推广等内容,以便准确把握和贯彻2010版《规范》要求,确保学生的学习效果。

参考文献:

[1] 东南大学,天津大学,同济大学. 混凝土结构:上册—混凝土结构设计原理[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2] 王立成,刘毅.专业课程教学中创新思维的培养途径研究[J].大连理工大学学报:社会科学版,2009,30(S2): 22-24.

[3] GB 50010—2010.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[4] 徐有邻.混凝土结构设计原理及修订规范的应用[M].北京:清华大学出版社,2012.

Analysis on the teaching contents of reinforced concrete structure based on the code for design of concrete structures 2010

WANG Licheng

(School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, P. R. China)

Abstract:

混凝土结构设计规范范文第2篇

《混凝土结构设计规范》对比分析,详细阐述其修订或删减的主要依据,并对新版规范的修订内容作了较为全面的总结,提出混凝土结构设计课程在教学方法上的新要求。

关键词:混凝土结构;教学方法;设计规范;修订内容;技术要点

中图分类号:G6420 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0053-05

中国建筑科学领域的工程结构设计规范(或标准)大约每10年修订一次,2002版《混凝土结构设计规范》[1]自颁布实施至今已有10余年,尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉树地震发生之后,2002版规范中关于工程结构设计理论、工程结构构造措施以及工程结构抗震理论存在的不足更加突显。同时,中国工程结构设计理论研究水平的不断提高,新材料的不断出现以及工程经验的不断积累,也缩短了工程结构设计规范的修订周期。2011年7月,正式颁布实施GB50010―2010《混凝土结构设计规范》[2]。新规范根据多年工程经验和研究成果,同时考虑与国际其他发达国家混凝土结构设计标准接轨,贯彻国家“四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)”政策编制而成。新规范的编制标志着中国混凝土结构的计算理论和设计水平有了新的提高;同时也对高等学校土建类专业学生如何结合新版规范进行快速知识更新,高校教师如何及时改进混凝土结构设计及相关课程教学方法提出了新要求[3-6]。

一、新版规范关于结构材料强度的修订

(一)混凝土强度的修订

新版混凝土结构设计规范删除了2002版规范4.1.4条中注1和注2的相关规定,即关于受压构件尺寸效应(现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件,如截面的长边或直径小于300 mm,则混凝土的强度设计值应乘以系数0.8)和离心混凝土的有关规定。2002版规范源于前苏联规范,最近俄罗斯规范关于此条的规定已被取消,而离心混凝土的强度设计值应按专门的标准取用,不再列

入,故新版混凝土规范将此项内容删除。另外,新版混凝土规范删除了2002版规范4.1.6条中关于混凝土轴心抗压、轴心抗拉疲劳强度设计值,以及当蒸养温度超过60℃时,计算混凝土强度设计值应提高20%的规定,因为高温蒸养引起的主要问题是裂缝,而非提高设计强度所能解决。

(二)钢筋强度的修订

新版混凝土结构设计规范4.2.2条增加了强度标准值为500 MPa的HRB500、HRBF500级高强钢筋,并规定其抗拉强度设计值(fy=435MPa)与抗压强度设计值(f′y=410MPa)分别取不同数值。加入靠控温轧制而具有一定延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRBF系列细晶粒热轧带肋钢筋,限制并准备淘汰强度标准值为335 MPa级热轧带肋钢筋的应用,立即淘汰强度标准值为235 MPa的HPB235级光圆钢筋的应用,以HPB300级光圆钢筋取代之。同时,规定了过渡方法,要求在规范的过渡期及对既有结构进行设计时,235 MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值;同时,推广强度标准值400 MPa、500 MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋。对预应力钢筋,为了补充中强空挡,增加了强度等级为1 960 MPa和大直径21.6 mm的钢绞线,补充了预应力螺纹钢筋及中强钢丝的有关设计参数,并淘汰了锚固性能差的刻痕钢丝,删除了不常用的预应力筋的强度等级和直径。

二、新版规范关于基本设计规定的修订

为了进一步完善2002版规范,保证结构的安全,增强结构的整体稳固性,提高混凝土结构抗偶然作用的能力,新版混凝土结构规范设计原则从以构件设计为主扩展到整个结构体系,补充了3.2条“结构方案”和3.6条“结构抗连续倒塌设计原则”,增加了3.7条“既有结构改造设计原则”的规定,指出结构方案设计对建筑物安全性有着决定性影响,鉴于结构防连续倒塌设计的难度和代价较大,一般结构只须进行防连续倒塌的概念设计,以定性设计的方法增强结构的整体稳固性;同时新版规范3.4.4条对构件挠度、裂缝宽度计算采用的荷载组合进行了调整,新增钢筋混凝土构件采用荷载准永久组合并考虑长期作用的影响,完善了承载能力极限状态设计内容,增加以构件分项系数进行应力设计等方面的内容。另外,新版混凝土规范3.4.1条第4款及3.4.6条还增加了楼盖舒适度的要求,并规定楼盖竖向自振频率的限值。

三、新版规范关于承载能力极限状态计算的调整修订

(一)正截面承载力计算的修订

新版混凝土结构设计规范对受弯构件正截面承载力的计算未作改动,但对受压构件正截面承载力的计算改动较大,主要是针对钢筋混凝土结构中的二阶效应问题。2002版混凝土规范在考虑P-δ效应时[7-8],对引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms和不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns不加区别,全部乘以增大系数ηs,即考虑P-δ效应时结构的弯矩为M=(Mns+Ms)ηs。新版混凝土结构设计规范在考虑P-δ效应时,对除排架结构以外的框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构及筒体结构只增大引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms,不增加不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns,即结构中的弯矩为M=Mns+ηsMs。另外,对于P-δ效应,2002版规范通过初始偏心距增大系数η来考虑P-δ效应,而新版混凝土规范6.2.3条规定偏心压力构件通过调整构件控制截面的弯矩设计值M来考虑P-δ效应(弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件,当同一主轴方向的杆端弯矩比不大于0.9且轴压比不大于0.9,同时构件的长细比满足的偏心受压构件时不用考虑P-δ效应),取消了轴向力偏心距增大系数η对二阶效应的影响。关于轴向压力在挠曲杆件中产生的P-δ效应新旧规范具体的变化如表1(以非预应力钢筋混凝土偏心受压构件为例)。

(二)斜截面承载力计算的修订

2002版混凝土结构规范关于受弯构件斜截面承载力计算公式,经过验证发现:当集中荷载对支座截面或节点边缘产生的剪力值占总剪力的75%时,分别按均布荷载和集中荷载两种情况计算的箍筋差异很大,即造成配箍不连续。因此,为了克服上述不足,新版混凝土结构设计规范6.3.4条统一了一般受弯构件与集中荷载作用下梁的斜截面受剪承载力计算公式,并调整了斜截面受剪承载力计算公式中箍筋抗力项的系数,适当增加斜截面受剪承载力的安全储备,新旧规范关于受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式如表2(以非预应力钢筋混凝土受弯构件为例)。同理,将考虑地震作用的框架梁其斜截面受剪承载力计算公式也作了相应修改。

四、新版规范关于正常使用极限状态验算的调整修订

(一)裂缝控制验算的修订

新版混凝土结构设计规范3.4.4条保留了2002版混凝土规范有关裂缝控制等级划分的规定,但对受力裂缝的控制进行了适当放松(详见新版混凝土规范第3.4.4及7.1.1条规定)。另外,在进行最大裂缝宽度wmax计算时,新版混凝土规范7.1.2条调整了计算中钢筋应力σs的计算方法,以及表7.1.2-1中关于钢筋混凝土受弯、偏心受压构件受力特征系数αcr的取值,将wmax的公式计算值适当减小。

(二)挠度验算的修订

在进行受弯构件挠度验算时,新版混凝土结构设计规范7.2.2条在受弯构件短期刚度Bs的基础上,补充提出了考虑荷载准永久组合和荷载标准组合的长期作用对挠度增大的影响,给出了刚度计算公式B=Bs/θ。另外,根据国内研究成果,在预应力混凝土构件短期刚度Bs计算公式的基础上,采用无粘结预应力筋等效面积折减系数α1,适当调整值ρ,就可将原公式用于无粘结部分预应力混凝土构件的短期刚度计算(详见新版混凝土规范第7.2.3条规定[1])。

五、新版规范关于构造规定的调整修订

(一)混凝土保护层厚度规定的修订

新版混凝土结构设计规范8.2.1条调整了钢筋保护层厚度的规定,从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑,不再以纵向受力钢筋的外缘计算,而以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算混凝土保护层厚度。修订后的保护层厚度实际上比原规范的规定有所增加,一般情况下略有增加,而恶劣环境下增加的幅度较大,新旧规范关于混凝土保护层最小厚度c的对比如表3。从表3可以看出,新版规范中关于混凝土保护层的厚度无论从数值上还是具体计算规定上都明显增大,充分考虑了混凝土结构的耐久性要求,新增设计使用年限100年的结构,其保护层厚度取相应类别使用年限为50年的1.4倍,同时细化环境类别,将原规范中的环境三类细化为三a、三b两个子类,并进一步加大恶劣环境下混凝土保护层厚度的取值。

(二)关于钢筋锚固长度规定的修订

新版混凝土结构设计规范8.3.1条对基本锚固长度的计算公式未作改动,但明确了钢筋的锚固长度la=ξalab,其中修正系数ξa根据锚固条件取用,同时在计算基本锚固长度lab时,删除了原规范中锚固性能较差的刻痕钢丝。由于2002版规范中关于混凝土强度最高等级取C40偏于保守,故新版规范将混凝土最高强度等级提高到C60,以提高锚固的性能。

六、新版规范在混凝土课程教学过程中的新要求

新版混凝土规范自2011年7月颁布实施以来,已经有近一年,而目前中国高校所使用的教材多数是在2002版规范基础之上编写而成,如何将教学内容与新规范相结合是目前混凝土任课教师亟待解决的问题,笔者认为在教学的过程中将重点从如下几个方面入手。

一是,改变以教材为主要参考资料而较少阅读和学习《规范》的传统教学方法,提高学生解决结构实际问题的综合能力。强调实践性教学环节,包括到施工现场参观的认识实习、课程设计及综合技能训练等。在混凝土结构课程开课前,让学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件以及框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式形成初步感性认识,并借以引发和提高学生学习混凝土结构课程的兴趣。

二是,改变以往授课过程中只重视单个构件的设计,轻视整体结构设计的教学思想,补充“结构方案”和“结构抗倒塌”设计方面的内容。使学生了解和掌握结构系统概念,了解课程的主要层次关系,从全局把握学习重点,理清学习思路,建立结构整体系统概念,理清各部分之间的关系,为课程学习建立总体框架。

三是,注意新旧规范关于混凝土和钢筋两种材料在强度和级别方面的修订和增补原因。目前,由于规范处于过渡阶段,故应重点向学生讲明混凝土和钢筋两种材料的级别调整和增补原因,纠正以往对钢筋等级(例如Ⅰ级钢、Ⅱ级钢、Ⅲ级钢等)的提法,而应以规范规定的提法为准,同时提醒学生关于两种材料强度的调整规定。

四是,关于单个构件承载能力极限状态中受弯构件斜截面受剪承载力和偏心受压构件正截面承载力计算新旧规范的对比,以及新规范修改的原因,在授课时引用《规范》中的条文进行讲解。这样可以让学生在理解课堂教学知识的同时,进一步熟悉《规范》规定的原因以及依据。

五是,注意钢筋混凝土和预应力混凝土构件在正常使用极限状态下裂缝宽度和挠度验算的变动;授课过程中应注重钢筋混凝土构造和钢筋混凝土结构构件(如板、梁、柱)有关内容的变化。构造措施是人们在长期实践经验基础上总结而成的,是防止因计算考虑不周全而造成结构构件开裂、破坏,或者是保证结构构件在使用和施工上的需要而采用的,构造措施在混凝土结构设计中非常重要,大多数抗震设计的相关问题都是通过构造措施得以

保证,因此一定要引起足够重视。

七、结语

混凝土结构是中国工业与民用建筑采用最多的一种结构形式。混凝土结构设计是目前高校土木工程专业非常重要的一门专业课程。新版混凝土规范在高强高性能材料的应用、结构分析内容的扩展以及实现与国际接轨等方面都有了很大进步,同时新规范更加侧重房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法的统一,这与“大土木”专业设置要求和土木工程专业“宽基础、多出口”的培养目标更加吻合。笔者仅介绍了规范与本科教学有关的主要修订内容,并以此提出教学新要求,以期抛砖引玉,共同推进混凝土结构设计课程教学的改革。

参考文献:

[1]GB50010―2002混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2] GB50010―2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3] 余颖,肖静,刘树博.数字信号处理课程教学改革的探索和实践[J].东华理工大学学报:社会科学版,2001,30(3):294-296.

[4] 杨福来,郑颖佳,许邦莲,等.信息素养教育与信息检索课教学改革[J].东华理工大学学报:社会科学版,2011,30(2):177-179.

[5] 涂海丽,黄国华.电子商务实践教学中存在的问题及对策[J].东华理工大学学报:社会科学版,2011,30(4):391-394.

[6] 花榕,罗明标,刘云海,等.浅谈分析仪器设与改造课程的建设[J].东华理工大学学报:社会科学版,2011,30(3):291-293.

[7] 徐有邻,周氐.混凝土结构设计规范理解与应用[M].北京:中国建筑工业出版,2002.

[8] 住房和城乡建设部执业资格注册中心组,施岚青编.注册结构工程师专业考试专题精讲――混凝土结构[M].北京:机械工业出版社,2012.

Teaching of concrete structure design course

LI Fengchen1,2, ZHANG Lina1,2, XU Chi2, YI Pinghua1

( 1.College of Civil Engineering and Architecture, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, P. R. China;

2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design, Fuzhou 344000, P. R. China)

混凝土结构设计规范范文第3篇

[关键词]:水工砌体 ;结构设计方法

中图分类号:TU318文献标识码: A

一、新的水工砌体结构设计应符合的原则

参考新编《水工砼结构设计规范》编制中具备的原则,新的水工砌体结构设计方法应能符合下述三项基本要求:

1、符合水利水电系统工程结构应遵守的共同准则.术语和符号按《工程结构设计基本术语和通用符号(GBJ3-88 )》规定采用,计量单位采用我国法定的计量单位.根据《水工统标》规足,改用近似概率极限状态设计法计算,并以5种分项系数表达的实用设计表达式表达.

2、尽量与我国其他规范统一衔接,尤其是与即将颁行的新编水工建筑物荷载设计规范、水工硅结构设计规范以及GBJ3一88规范、85桥规等规范统一衔接.

3、能反映水工结构特点,使同类构件在不同荷载组合作用下均具有较准的可靠度.

新编水工钢筋砼构件计算公式的组成与特点

在新编水工砼结构设计规范中,钢筋砼结构构件的计算公式可分为内力设计值、结构系数和极限承载力设计值三部分.例如,钢筋砼轴心受压构件,可按新编水工砼结构设计规范计算:

(公式1)

式中N.(水工)-按水工建筑物荷载设计规范计算的内力(轴向压力)设计值

Yd一一结构系数,按水工砼结构设计规范,取Yd = 1. 20;

为讨论方便,本文称其为轴心受压构件载面极限承载力设计值.

在新编水工砼结构设计规范中,钢筋硅结构构件计算公式的组成具有下列特点:

(1)水工钢筋砼构件载面极限承载力设计道〔例如轴心受压构件的一般与GBJ10一89规范相同;

(2)内力设计值按水工建筑物荷载设计规范规定计算,反映水工结构特点;

(3)由GBJ10一89砼结构设计规范公式〔例如轴心受压构件N(工民建)与新编水工砼结构设计规范公式〔例如式. 1〕对比可知:(公式2)

式中,N(工民建)表示按工民建系统规范计算的内力(轴向压力)设计值,其余符号意义同前.

综上所述,水工钢筋砼结构构件的计算公式,一般是由GBJ10一89公式的内力设计值换成结构系数Yd(= 1. 20)乘水工内力设计值而来的.

二、新水工砌体结构设计方法的设想

式 2本质意义是:工民建系统公式的内力设计值等于结构系数Yd(= 1. 20)乘以水工系统的内力设计值.根据这一观点,参考新编水工钢筋硅结构构件计算公式的组成,可将GBJ3一88砌体结构设计规范中按工民建系统计算的内力设计值,一律换成水工系统的内力设计值与结构系数Yd的乘积,然后用GBJ3一88规范公式计算水工砌体结构.这就是笔者对新的水工砌体结构设计方法的设想.下面进一步论述这种新的设计方法.

1、设计表达式

按《水工统标》采用5种分项系数表达的实用设计表达式.

1)承载能力极限状态计算

・基本组合

承载能力极限状态的基本组合采用下列设计表达式:

(式3)

式中左边诸项的乘积为内力设计值,按水工规范计算,各符号意义及其求算方法与新编水工砼结构规范相同;R(.)表示结构构件抗力函数,可套用GBJ3一88规范的规定和方法计算;

Yd为结构系数.只要能合理确定Yd值,就可用新编水工砼结构设计规范的方法求算内力设计值,用GBJ3一88规范求承载力〔R(・)/Yd},按式3)进行承载力设计.

・偶然组合

承载能力极限状态偶然组合的设计表达式,采用与新编水工砖结构设计规范相同的原则确定.即偶然作用分项系数可取为1. 0;参与组合的某些可变作用,可根据各类水工建筑物设计规范的规定作适当折减;结构系数Yd的取值可按基本组合的规定取用.

2)整体稳定验算

当水工砌体结构作为一个刚体,需验算整体稳定时(例如验算抵抗倾班、滑移、漂浮等),可参考85《桥规》,GBJ3一88《砌体结构设计规范》,采用下列实用设计表达式计算:

式中CG.CQ分别为水久荷载与可变荷载的效应系数,其余符号意义同前.

2、关于正常使用极限状态验算的问题

砌体结构除应按承载力极限状态设计外,还应满足正常使用极限状态的要求.由于砌体结构自身的特点,其正常使用极限状态的要求在一般情况下可通过一定的构造措施予以保证.

3、水工砌体结构系数yd的确定

在基本构件载面承载力计算中,水工砌体结构系数Ya的取值,可参照85《桥规》,按水工素砼结构构件计算公式估计.

在85《桥规》中,素砼结构构件与砼砌块砌体结构构件为统一的计算公式.参照85《桥规》的做法,水工砼砌块砌体结构构件可用水工素砼结构构件的公式计算.以砼轴心受压短柱为例:

按水工砼结构设计规范计算:

按本文方法计算

4、水工砌体结构构件的计算

根据本文2所述设计表达式,以及内力设计值按水工方法计算、抗力计算与GBJ3一88相同的原则,不难列出水工砌体结构构件的具体计算公式.以下通过几个算例进一步讨论本文提出的计算方法.

例某钢筋砼梁式渡槽(图1)属Ⅲ级水工建筑物.采用M5水泥砂浆、MU30粗料石砌成等载面石墩支承.墩身载面尺寸:顺渡槽方向b=1.6m,横渡槽方向h=2. 5 m ,最高墩身高25 m.砌体重力密度Y=23 kN/m3,跨槽身自重NK=800kN,满水时水重,NK=1900GkN.试验算石墩支承是否安全.

「解(1)高厚比验算

比照砖柱,取[β=16,则

符合构造要求.

(2)渡槽通水时的验算

按GBJ3一88规范,M5水泥砂浆、NIU30粗料石

(3)施工期验算

由和查表得则

三、水工混凝土结构设计

针对传统的混凝土结构设计以强度设计为主的特点,水工混凝土建筑结构设计不仅要注重结构强度设计,还需要更多地考虑建筑结构在长期使用过程中由于水下环境作用引起的结构材料腐蚀对结构性能与适用性的影响,应尽可能通过合理的结构设计延长结构使用寿命。水工混凝土建筑结构的设计应严格按照现行的有关国家、地区及行业标准和规定执行,充分考虑建筑结构在正常使用阶段结构构件的相关检测和维护过程,在进行水工混凝土结构设计时, 应预留足够的工作面为后续工作提供可实施性。值得指出的是,水工混凝土结构在使用过程中遭受病害是不可避免的,只是应将其程度降至最低水平。因此,在设计混凝土结构构件时,在考虑材料受环境侵蚀和老化对性能产生的影响后,还仍然要确保结构和构件存有足够的安全性和整体稳定性。

1、水工混凝土结构的特性

水工混凝土是混凝土学科中带有许多特殊性的领域。将一般混凝土结构设计理论用于水工混凝土结构,常会遇到不少无法解决的困难。水工混凝土结构的特殊性有如以下5个方面。

1) 结构尺寸较大,常为大体积结构,或为跨高比很小的短杆件。

2) 强度所需的配筋率小于一般混凝土结构设计理论中规定的最小配筋率,但其配筋量仍极大。

3) 大体积混凝土结构的水泥水化热较大,在外界温度变化时,常不可避免地发生温度裂缝。为限制裂缝宽度需配置较多的温度钢筋。

4) 结构有的全浸于水中,有的处于承压或干湿交替的状态,有的尚有渗漏、冻融或冲刷气蚀等作用,耐久性常成为水工混凝土的严重问题。

5)不少结构为非杆件体系,无法象弯、压、拉等标准杆件那样按极限强度理论进行配筋分析。

为适应水工中这种大体积、低配筋和非杆件的特殊性态, 我国工程界曾作过多方面的探索,如按应力图形配筋、非线性钢筋混凝土有限元分析、大体积混凝土温度配筋等,并有了不少进展。

2、水工混凝土结构的可靠度分析

水工统一标准已规定水工结构设计必须采用以近似概率法为基础的可靠度理论。但在引用这一理论时,注意到水工混凝土结构的某些特殊性是完全必要的。例如:

1) 水工大体积混凝土的实际强度与实验室小试块强度的差异就比工民建的混凝土来得更大些,其中尺寸效应、持久强度和水饱和时的强度降低及后期强度的增长等因素造成的混凝土强度不定性就有深入研究的必要。

水工中一些主要荷载的实测和统计工作做得还很不够。有些荷载如土压力、围岩压力、

渗透压力、地基反力等还是用理论公式计算出来的,与实测值有多大差异还不十分清楚。有些荷载还具有人工控制的特点,如有溢洪或闸门设施时的挡水压力,就具有确定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。

2) 水工中荷载与荷载效应之间的关系常随所采用的分析方法的不同而有根本性的差别。例如:尾水管,采用一般框架分析或带刚性域框架分析或用有限元分析,得出的荷载效应值将有极大差别,甚至会使截面内力发生变号。因此计算简图正确程度的不定性将严重影响结构实有的可靠指标。但这种不定性目前还难于统计分析。

3)房屋建筑或桥梁工程等失事后果仅在于建筑物本身以及本身范围内的人身及经济损失。但挡水大坝等水工建筑物失事后将危及下游广大范围内的村镇及农田,其损失远大于建筑物本身。因此对这种会导致严重后果的结构是不能用一个结构重要性系数并简单地取 就能了事的。在它的可靠指标分析中应该把造成后果的严重程度考虑在内。目前,水工统一标准(初稿)把水工建筑物的安全等级也类似房屋建筑那样分为三级,分别取。但水工中的大型建筑物如葛洲坝、刘家峡工程与一些小型渠系涵管之间,其失事后果严重性的差别,决不是1.0, 0.9 之比。我们认为水工建筑物的安全等级宜分为五级,对于挡水建筑可分属于1,2,3个级别,对于一般钢筋混凝土结构构件则可分属于3,4,5三个级别。因为最重要的钢筋混凝土构件也无法与3级挡水闸坝相比。

3、 水工混凝土结构的耐久性

过去,工程技术人员所关心的常常只是工程的设计和建造。但工程结构在长期使用过程

中会逐渐损坏这一客观规律迫使人们把注意力转向已建结构的可靠性评估及维修加固技术方面来。人们除了关心工程的初始造价外,还应从大系统出发考虑工程的维护费用及遇到风险时的损失期望值。这方面的研究已成为结构工程学科发展的重要分支。

目前,国内不少50年代的建筑物,已进入“老年期”,对其继续使用寿命作出鉴定和书评估,以及采取最佳的加固补救技术是十分重要的。国内在房屋建筑方面已制定了相应的法规

和条文,编制了可靠性鉴定标准和加固技术规范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑严重得多,除混凝土碳化钢筋诱蚀引起顺筋开裂外,还有冻融、低强度风化、渗漏、冲刷气蚀、水质侵蚀、碱骨料反应等严重病害。仅“七五”期间,部属大中型水电工程需要修补的就耗资数亿元。

但目前水工钢筋混凝土设计规范中, 对耐久性还只以荷载直接作用下的受力裂缝的宽度作为衡量的指标,这显然是很不全面的。有关水工建筑物调查显示:967根构件中因钢筋锈蚀顺筋开裂(先锈后裂)的占56% ,但未发现一根是由于受力裂缝(横向裂缝)引起的。钢筋混凝土构件的耐久性主要决定子保护层厚度、水泥品种和讯量、水灰比、结构类型、施工质量、表面防护等。大体积混凝土结构则还与混凝土强度、抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性和抗冲刷能力等有关。因此,在设计阶段就应该把这些因素加入进去加以考虑,以改变设计人员只重视强度的片面观。

结语:

1)当前我国工程结构总的基本设计原则是“概率极限状态设计原则”.从长远的观点看,水工砌体结构继续沿用《桥规》设计是不适宜的.

2)尽管GBJ3一88规范也是采用“概率极限状态设计原则”,但不是以5种分项系数表达的实用设计表达式,不完全符合水利水电系统工程结构应共同遵守的GBJ5099一94《水工统标》,用GBJ3一88规范设计一般的水工砌体结构有不足之处.

3)本文方法本质上是GBJ3-88规范方法.由于内力设计值改用水工方法计算,因此,可与其它专业的水工规范统一或衔接,使用方便、安全可靠,具有水工特点.鉴于目前研究的深度和广度,建议用于中小型水利水电工程中的砌体结构设计.

参考文献:

混凝土结构设计规范范文第4篇

【关键词】结构设计;常见问题;探讨

discuss several common problems in structural design

guo wei-wei

(architectural design institute of shanxi jincheng jincheng shanxi 048000)

【abstract】there are many elements of design, specification does not make specific provisions, or provisions of clauses is not comprehensive, so that structural designers is easy to overlook.

【key words】structural design; common problems; discuss

结构设计中有许多内容,规范未作具体的规定,或规定的条文不全面,使结构设计人员很容易忽视。以下为本人在工作过程中所遇到的一些问题,供同行们做结构设计时参考。

1.不上人屋面活载取值问题

平时会经常遇到不上人屋面因落水管堵塞而积满水,又没人疏通,这积水何载也不能忽视。如不上人屋面女儿墙高700mm,若积满水,荷载为0.7x10=7kn/m2。而按《建筑结构荷载规范》第4.3.1条中规定不上人屋面活载取值仅为0.5 kn/m2。可见实际产生的荷载与设计规定的荷载相差较大。结构设计若按7 kn/m2考虑,那又给业主带来很大的浪费。为此,本人建议建筑设计人员在不上人屋面女儿墙根部50mm处增设泄水管,万一落水管堵塞,能及时排除屋面的积水。若能采取上述措施,按荷载规范要求,不上人屋面活载仍按0.5 kn/m2设计。对上翻边雨篷也可采取上述措施以确保结构设计不考虑积水荷载。

2.卫生间荷载取值问题

在图纸审查中有人提出,对于有分隔蹲厕的卫生间活载应按《全国民用建筑工程设计技术措施结构》中规定的8 kn/m2值进行设计,本人认为不妥。如今的卫生间隔板在建筑设计中都是采用木质板、塑料板或复合板,而非以前的预制水磨石板或砖砌体,因而只考虑蹲坑的重量就可以了。蹲坑一般抬高150mm,采用1:6水泥焦渣垫层(容重为14 kn/m3),垫层荷载为0.15x14=2.1 kn/m2,该荷载为局部荷载,又非全开间荷载,且应按恒载考虑。结构设计时可按原楼面恒载加上该部分抬高所增加的荷载就可以了,活载仍旧按《建筑结构荷载规范》第4.1.1条中规定的2.0 kn/m2计取,这样比较合理。

3.后浇带问题

《混凝土结构设计规范》第9.1.1条中规定现浇钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而9.1.3条则规定当采取后浇带分段施工、专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施,伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?本人认为这取决于各地区的温差和施工条件以及采取的措施等等因素。按照温州地区的经验,在55m~70m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施而不设置伸缩缝,这在本人长期的工程实践中证明是切实可行的,多个工程均未产生较大的裂缝。当然,具体过程还应通过有效的分析或计算,慎重考虑多种不利因素,确定合理的伸缩缝间距。在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整,规范也规定当增大伸缩缝间距时尚应考虑温度变化及混凝土收缩对结构的影响。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强中部区域的梁板配筋,中部区域温度应力显然是比较大的。当框架结构超过70m时,本人认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,本人建议还是应按规范要求设置伸缩缝,毕竟建筑上设缝只要处理得当还是不影响美观的。

4.板面设置温度应力筋问题

《混凝土结构设计规范》第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?本人认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置。

5.钢筋砼水池保护层问题

《混凝土结构设计规范》第9.2.1条规定,板、墙在二a类环境的混凝土保护层厚度为20mm,《给水排水工程构筑物结构设计规范》第6.1.3条规定与水、土接触或高湿度保护层厚度为30mm,与污水接触位35 mm,《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》第7.1.2条规定与此相同,而《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。本人以为钢筋砼水池砼保护层应按《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》进行设计,而地下室等重要的建筑物则要按《地下工程防水技术规范》设计。

以上是本人在结构设计中经常出现的几个问题的理解,难免有片面性。在今后的设计过程中,应以规范为依据,以概念设计为补充,不断总结,使我们的设计更经济合理。

参考文献

[1] 《建筑结构荷载规范》(gb 50009-2001).

[2] 《全国民用建筑工程设计技术措施结构》.

[3] 《混凝土结构设计规范》(gb 50010-2002).

[4] 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(gb 50069-2002).

混凝土结构设计规范范文第5篇

关键词:钢筋混凝土;结构设计;常见问题;改进方法

中图分类号: TU375 文献标识码: A 文章编号:

Abstract:Concrete structure used widely, but its design also has many problems, this paper discussed in concrete structure design of principle based on the foundation of concrete structure design and the upper structure problems are analyzed, and finally of concrete structure analysis of the main points of attention is discussed.

Key words:Reinforced concrete; Structure design; Common problem; Improvement methods

1 引言

混凝土结构是世界上使用最广泛的建筑结构类型,在处于建设高峰期的我国建筑之中应用更是众多。遵守结构设计的原则是保证相关混凝土建筑结构设计安全可靠的有力手段,本文对各项混凝土结构设计的原则进行了较为细致的介绍分析。目前混凝土结构设计存在的问题在基础设计部分和上层建筑结构设计部分都有出现,需要进行深刻认识并改进提高。完善的结构分析可以很好的避免结构设计中出现问题,对几个关键因素的控制成为结构设计的核心。

2 混凝土结构的设计原则

2.1 所做结构设计满足各项规范要求

结构工程设计师进行建筑结构设计的时候,第一步的设计工作就是首先要清晰并严格执行国家及地方相关的建筑结构设计所需满足的相关法律法规、规范规程及设计标准要求规定等。由于各个行业当前现有的混凝土建筑结构相关设计规范理论并不是全部统一的,结构工程师必须对如《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构设计技术规程》和《建筑抗震设计规范》等多项混凝土相关设计规范进行全面掌握,对相关设计条文严格执行。同时结构设计师应当对结构规范等这些条文的理解和运用要结合大量的工程经验,密切结合工程实际,凭借深刻的理解和灵活的运用以应对大量复杂的现代混凝土建筑结构要求。

2.2 结构设计满足建筑功能要求

建筑结构是为了建筑功能的实现而变化存在的,混凝土结构的设计要求更是如此。因此进行结构设计时,结构设计人员首先要明确调整混凝土结构梁、板、柱等组合运用新型的结构类型或者运用最新的结构材料设计工艺等保证所需要的的特定功能。首先,结构设计要求满足安全需要,同时确保结构设计要使得施工及使用都能够保证可能发生的各项荷载及变形应对能力,即使在低概率的不可抗拒事件之中也能够保证结构稳定安全。其次,在结构设计满足建筑的使用性能要求前提下,以及正常使用情况下具有规划要求的特定使用需要及优异的工作性状,不允许超过限制的变形、振幅或者裂缝出现。此外还要满足耐久性的设计要求,正常维护条件下混凝土建筑都具有良好的耐久性能,所涉及的结构要在污染越来越严重的环境中保证不出现材料风化、腐蚀或者碰撞失效的情况,达到设计要求的使用寿命。

2.3 清楚建筑结构的极限状态

建筑结构的极限状态指的是结构整体或者部分出现不能满足结构设计所规定性能要求的状态,其分为正常使用的极限状态及承载能力的极限状态两种。对于第一种控制结构处于使用性能要求范围内,不出现超过使用要求的挠度及裂缝等,第二种是要求结构处于安全稳定条件之下,保证整体到局部稳定性能,不出现破坏甚至倒塌。

3 结构基础设计常见问题

3.1实际勘察资料及临近建筑报告不全等问题

地基的结构设计流程为勘察到设计,最后进行施工,勘察则为基础设计而提供可靠的设计依据,但是结构的地基基础设计中常常存在所需要的勘察资料不全面或者在建设地点周边存在影响性建筑却没有被勘察报告记录等现象。当前我国的地基基础设计很多都存在缺乏实地的勘察测量报告或者所做的勘察报告不全面,缺少周边环境建筑等条件分析的文件。对于我们的结构设计而言,整个工程项目的科学性和经济性得不到保障,甚至威胁到所设计的基础处理方法不当导致安全问题等。要实现这方面的改进,首先必须建立更加强有力的制度保障,对于不合格的地质条件勘测永久性追究责任,其次是对勘测进行量化要求,保证勘察检测报告中各项参数的具体、准确且全面,此外要引进更多更高素质的地质勘测人才,实现相关产业的持续发展。

3.2 基础变形验算保障中存在的问题

对于地基处理后的变形验算是为了有效地保证了后续设计的可靠性和耐久性,对于基础中常见的变形验算缺乏或者验算未按照相关要求进行的情况严重威胁这混凝土结构设计的质量。国家相关规定已经明确要求,结构设计等级在甲级和乙级条件下根据地基的变形进行设计,在丙级条件下的地基处理按照规范规定操作,最后进行变形的验算。从根本上解决这方面的的为问题主要是对变形验算各项参数严格的规定上采取措施,相关监督检查部门对设计单位进行变形审查时进行深层次的管理监督。

3.3 地基下卧层的验算问题

地基下卧层顶部的承载力计算的时候往往只能对深度进行修正,根据土层具体条件选择修正系数。这部分的验算就是要求扩散角数值符合《建筑地基基础设计规范》的直接规定要求,如果不满足要求要按照平均的应力系数计算扩散角,继而进行相关验算。常见的复合地基持力层一般选择承载能力较高土层,当下卧层属于软弱土层时就要进行承载力的验算。根据建筑物埋深情况,选择合适的持力层并验算软弱下卧层尤为关键,必要时应对下卧层进行地基处理。

5 上部结构设计存在不足

混凝土结构上部结构形式主要有剪力墙结构、框架剪力墙结构和框架结构等几种类型,施工实践发现这些结构类型的设计往往存在少筋或者超筋等问题。

框架柱存在主要集中在角柱、短柱和超短柱设计之中,几个柱形式都有各自的特点,有自己的问题和避免问题发生的措施。角柱的计算要求进行独自的参数定义,这些定义必不可少,一旦忽视这部分的意义而进行计算,得到的计算结果同实际配筋率要求就会存在较大差异,出现所配的钢筋达不到最小配筋率的要求。短柱设计过程中箍筋间距不能大于100mm,其体积配筋率不能小于1.2%,在一级抗震要求下,短柱全高范围内箍筋的间距要求比纵向配筋直径的6倍小。超短柱是整个设计过程要尽量避免出现的形式,其抗震性能较差,对于无法避免的超短柱要通过轴压比的控制方法,运用较优良性能箍筋进行全框架柱的添芯处理。

框架梁结构配筋设计过程由于绘图仅按照支座端标注配筋、箍筋未考虑根据梁端配筋较大和梁跨中和支座配筋比例较大等原因而较实际配筋小,设计中要针对上述三点原因逐一避免并进行计算上的改进。按照最新的规范要求,抗震等级在1至4级的时候,框架梁的加密区箍筋最大的间距比梁高四分之一数值要小。

同时对于混凝土结构设计时,为了使得模型有效地反映出结构的实际受力情况,必须对模型采取正确的计算参数调整,同时对混凝土结构设计完成后要进行多个参数及结构整体的分析,把握几个要点达到设计规范要求,保证结构的安全、性能和耐久。结构位移比体现了结构整体的扭转效应,因为局部振动对结构位移比影响较大,进行结构分析的时候往往采用刚性楼板假设进行计算分析。设计的抗震验算越来越受到设计分析的重视,新规范对于这一部分要求的提高使得相关分析工作要求也相应大幅提高,剪重比要求满足所要求的情况,过大或者过小都要进行结构的设计调整。

6 5结语

本文通过结合笔者从事结构设计实践经验,针对目前混凝土结构设计存在的问题在基础设计部分和上层建筑结构设计部分存在的常见问题,分别从基础设计部分、混凝土上部结构及其模型计算参数的调整来提出相应的结构设计策略,同时提出结构设计人员从事混凝土结构设计应当把握的设计原则。

参考文献:

[1] 徐添财.建筑结构设计过程中常见问题探讨[J].民营科技,2011,28(12):118~119.

[2] 闫锋,姜欣.浅谈建筑结构设计[J].特种结构,2009,27(11):31~33.