建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計論文
時間:2022-04-19 10:25:41
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摘要:進(jìn)入21世紀(jì)以后,中國建筑行業(yè)得到了深入的發(fā)展,在建筑工程施工中,混凝土是一種十分關(guān)鍵的施工材料,對這個建筑工程的質(zhì)量有直接的影響。近年來,由于人們對建筑功能要求不斷增加,使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計種類也持續(xù)增多,使得設(shè)計者很容易忽視對混凝土及結(jié)構(gòu)的設(shè)計,出現(xiàn)一些問題,影響建筑工程質(zhì)量。對此,文章就建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些不足及應(yīng)對策略進(jìn)行詳細(xì)分析。
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(qiáng)、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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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。抗震設(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。框剪結(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(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點強(qiáng)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)
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