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商品混凝土钢筋混凝土的结构设计

时间:2015年04月16日 所属分类:推荐论文 点击次数:

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  摘要:在建筑结构中钢筋混凝土的应用也及其普遍,混凝土的出现已有近百年的历史,混凝土是当今建筑结构中主要的建筑材料,由于混凝土具有很高的抗压性及耐候性,一直被建筑业所沿用,混凝土结构在建筑结构及桥梁结构中被普遍采用,在混凝土结构中加入钢材便组成了钢筋混凝土结构,本文主要对钢筋混凝土的特性和作用做一些阐述,让钢筋混凝土在建筑结构中长久沿用发展。

  关键词:商品混凝土,钢筋混泥土,结构设计

  1混凝土结构配合比设计是保证钢筋混凝土强度的主要因素

  混凝土具有很高的抗压强度,这与其混凝土的骨料级配与粗细程度有着密切的关系,不同的骨料级配严重影响着混凝土结构的性能,混凝土的基本骨料主要有水泥、沙子、石子、还有水组成,在不同的建筑结构中根据结构设计的需要还需掺入少量的外加剂,但外加剂的含量要严格控制,不能超过其含量的5%,混凝土在制作的过程中要根据工程的需要对混凝土的和易性、抗压强度、耐久性进行控制,合理的选择材料并按要求进行配合比设计,建筑工程中常采用水灰比法则进行混凝土配合比设计,组成材料的用量采用绝对体积法计算。

  2 钢筋混凝土框架结构设计方案构思时应考虑以下几点

  2.1建筑布置在抗震设计中,应提倡平面和立面简单、规则、对称的原则,合理的建筑布置是最重要的。“规则”包括了对建筑的平面和立面外形尺寸、抗侧力构件布质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求。建筑师需和结构师互相配合,才能设计出抗震性能良好的建筑。在做钢筋混凝土结构的抗震设计时, 要注意:(1) 平面宜简单、规则、对称, 减少偏心,否则应考虑其不利影响;(2)刚度中心与质量中心尽量重合;(3)质量大的跨间不宜布置在结构单元的边缘,质量大的设备宜布置在距刚度中心较近的部位;(4)尽量少采用大悬挑结构;(5)围护结构宜采用轻质材料。。

  2.2结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下,结构的传力路线越短、越直接,结构的工作效能越高,所耗费的建材也就越少。

  2.3从力学观点看,在民用和公共建筑的平面布局中,应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距(或近似于等距)布置,这样可以相应减少边跨柱距,也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距,可以使各跨梁截面趋于一致,而提高结构的整体刚度。

  2.4结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。

  3设计构造方面的问题

  3.1框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求,绝大部分设计人员都能给予足够的重视,但对于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%,0.4%。”设计中经常被忽视,尤其是柱轴压比不大时,常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施,应严格遵守。

  3.2底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定:“底层柱,柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3”这是新增加的要求,设计中应重点说明。

  3.3框架梁的纵向配筋率应注意。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定:“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm.”在目前设计中,这一规定常被忽视,造成梁端延性不足。

  3.4框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中规定:“框架端节点处,当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时,应伸至柱外边并向下弯折,弯折前的水平投影长度不应小于0.4LaE.”当框架柱截面尺寸小于400×400mm时,应注意梁上部纵筋直径的选择,否则这一项要求不容易得到保证。

  4钢筋混凝结构模板控制

  混凝土结构强度的保证不仅与混凝土本身的材料有关,还与混凝土浇筑结构时采用的模板有关,模板的选用以及使用过程中处理情况严重的影响着混凝土建筑结构的强度及耐久性,所以在模板搭设过程中要对模板工程进行严格把关,首先模板的支撑系统要牢固,这样才能保证混凝土结构不出现变形,模板的拼接缝要严密,混凝土在浇筑及振捣过程中才不会出现漏浆现象,建筑结构上留有施工洞口时,要反复核对洞口位置正确性,应该严格复查核对洞口的定位尺寸,防止模板的出现位移和结构的变形,模板在安装过程中要注意板与板间的碰撞,预防模板因受力而提前发生变形。模板在安装前应该做表面清理工作,防止混凝土表面出现蜂窝麻面以及拆模时粘连现象,大跨度的构件在模板搭设时要对模板做预起拱,一般模板的起拱高度为跨度的1/1000~3/1000,模板的拆除应该遵循规范的要求,不能随意拆除以免影响混凝土结构的强度。

  5钢筋混凝土在高层结构设计问题

  多层及高层建筑具有结构比较复杂、工程量大、施工工期长、施工难度大等特点,在施工过程中,应根据现场施工特点结合先进的技术经验保证建筑结构设计的安全性、耐久性、适用性。

  (1)结构的总高度在抗震规范中有严格的规定,在结构设计过程中应确保按照此规定执行,一旦发生超高度的现象,原设计方法和处理措施将重新修改,以满足规定为止。

  (2)嵌固端设置的问题。在高层建筑中嵌固端可能在地下室顶板中设置,也可能在人防顶板中设置,结构工程师应根据项目自身的特点和受力特征综合考虑,如:不能只考虑到嵌固端位置的设置而忽略了结构抗震缝位置的设置等。对影响建筑结构的任一问题都必须全面考虑,以防止出现安全隐患。

  (3)地基与基础设计问题。高层的地基相对于多层的地基要求更加严格,要有更高的承载力,并且地基基础的造价占整个工程造价的大部分,所以对地基基础的设计和施工要更加严谨,以避免为后续工作带来不必要的麻烦。

  6裂缝的产生和如何控制混凝土结构中的裂缝的问题

  混凝土结构中常常发现有裂缝的产生,裂缝的产生有外在因素和内在因素。如:在钢筋配置明显不足时,在承受荷载时,钢筋在拉力的作用下过早出现屈服,混凝土受压出现裂缝。其次是混凝土结构受到空气中的湿度和温度的影响。如何控制裂缝的产生是施工过程中的重点,以下介绍几种常见的方法:

  (1)如何在施工过程中控制裂缝的产生。首先考虑的是控制混凝土中的水灰比,因为碎有一定的含水量,在拌制混凝土时加水需适量;其次是现场拌合混凝土时,将已经配比好的碎石用水降温冷却,来降低混凝土的浇筑温度;第三是浇筑大面积混凝土时,采用设置后浇带的方法,对混凝土的收缩有很好的控制作用;第四是在混凝土中埋设水管降温;第五是在寒冷季节施工时,应采取保护措施防止混凝土出现冻胀现象而影响使用。

  (2)在混凝土中加入外加剂以减少裂缝的产生。混凝土中加入外加剂,使混凝土的密实程度、抗碳化性有所提高,减少了混凝土的碳化收缩。同时还可以增加混凝土表面的和易性,外表面形成了保护层,降低了对水分的蒸发,减小了因水分蒸发的收缩。

  (3)控制人为因素。保证对建筑的使用是在荷载承受的范围之内,一旦超过极限荷载,结构中的钢筋遭到损坏,那混凝土结构就会产生裂缝。

  7结语

  钢筋混凝土框架结构虽然相对简单,但设计中仍有很多需要注意的问题,只有熟练地掌握规范,并具有良好的结构概念,才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

  参考文献:

  [1] 胡瀚. 浅谈高层建筑结构设计中混凝土的应用[J]. 城市建设理论研究2011年12期

  [2] 施工管理的有效实施对于工程质量的影响[M].北京:建筑工程出版社,2007,11.