淺析建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺析建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展,滿足高層建筑的形

2、式、材料、力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜且多元化。為了革新高層建筑,體現(xiàn)其魅力,追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。 </p><p>　　1 高層建筑的具體結(jié)構(gòu) </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)主要是豎向抗側(cè)力構(gòu)件經(jīng)過水平樓板連接組成的大型空間結(jié)構(gòu)體系，對(duì)其需采取內(nèi)力、位移等方面的計(jì)算，在計(jì)算時(shí)需要從不同的程度進(jìn)行相關(guān)方的計(jì)算，并完善計(jì)算方式以取得理想的數(shù)據(jù)。當(dāng)

3、前，對(duì)于結(jié)構(gòu)整體分析可進(jìn)行以下假定: </p><p>　　1.1 剛性樓板方面 </p><p>　　在計(jì)算高層建筑的內(nèi)力與位移過程中通常假定樓板對(duì)自身平面內(nèi)是無限剛性,平面外剛度極小且排除在計(jì)算外，當(dāng)假定是剛性樓板時(shí),在設(shè)計(jì)過程中就需要運(yùn)用措施確保樓板平面內(nèi)的整體剛度。 </p><p>　　1.2 結(jié)構(gòu)材料方面 </p><p>　　線

4、彈性對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移假定時(shí),一般想象成結(jié)構(gòu)與構(gòu)件處在彈性工作形勢(shì)下,根據(jù)彈性理論進(jìn)行研究,但框架梁及連梁等構(gòu)件需要對(duì)局部塑性變形引起的內(nèi)力重分布進(jìn)行研究。對(duì)計(jì)算地震環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)的薄弱層變形時(shí)選擇彈塑性分析方法。 </p><p>　　1.3 計(jì)算圖形方面高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形主要包括了：一維協(xié)同分析、二維協(xié)同分析、三維空間分析 </p><p>　　1.4 小變形

5、方面 </p><p>　　在所有方法中是經(jīng)常運(yùn)用的基本假定。但專家們?cè)谘芯糠蔷€性問題(P―Δ效應(yīng))后得出了新的結(jié)論，通常在頂點(diǎn)水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時(shí),就應(yīng)該將P―Δ效應(yīng)考慮在計(jì)算內(nèi)。 </p><p>　　2 改進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的策略 </p><p>　　城市現(xiàn)代化建設(shè)使得我國(guó)高層建筑不斷出現(xiàn)，并且由于人們的要求其建筑施工

6、的需要使得建筑技術(shù)的難度也隨之增加。而高層建筑的側(cè)向位移迅速加快使得高層建筑在設(shè)計(jì)過程中除了需要保證良好的強(qiáng)度外，還必須具備足夠的剛度，這樣才能讓混凝土的結(jié)構(gòu)不斷完善，將水平力作用下的層位移限制在最小范圍內(nèi)。并且為防止高層建筑受到地震影響出現(xiàn)倒塌,不僅需要達(dá)到使用需要的強(qiáng)度，還應(yīng)該對(duì)整個(gè)建筑實(shí)施更好的完善方案，來從整體上改進(jìn)建筑的結(jié)構(gòu)性能，從而增加高層建筑的使用壽命。這就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段將以上不同的因素積極考慮在內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)具備良好的

7、強(qiáng)度、剛度。 </p><p><b>　　2.1剪力墻設(shè)計(jì) </b></p><p>　　高層建筑必須要具備良好的變形能力，要想在這一方面得到提高則應(yīng)當(dāng)采取措施防止剪切破壞。遇到一道截面較長(zhǎng)的抗震墻時(shí)需要配合洞口布置弱連梁,讓墻體劃分成小開口墻、多肢墻，其而保證各個(gè)墻段的高寬比在2以上。建筑工程中的弱連梁需滿足地震時(shí)各層連梁的總約束彎矩小于該墻段總地震彎矩的20%；

8、連梁狀況同樣需在標(biāo)準(zhǔn)狀況內(nèi)，這一刻防止墻肢發(fā)生全截面受拉問題，這對(duì)于整個(gè)建筑來說都是很嚴(yán)重的。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗且防止連梁強(qiáng)度過低，在連梁弱施工中需做好各方面工作。當(dāng)連梁變?yōu)槠胀ǖ男×簳r(shí),墻肢則成為單肢墻，單肢墻的延性則減弱，由于單肢墻的抗震防線只有一道,超靜定的次數(shù)較少，出現(xiàn)地震后將面臨很大的損壞。當(dāng)前，大部分設(shè)計(jì)師操作時(shí)會(huì)把結(jié)構(gòu)中門洞連梁、窗洞連梁設(shè)計(jì)成截面高度極小的二力桿件,這種變化大大降低了建筑的抗震能力。 </p

9、><p>　　一般情況下，我們都需要針對(duì)連梁的剛度嚴(yán)格控制把握，這多數(shù)還是考慮到剪力墻的剛度過大，剪力墻中的連梁受到水平力影響之后會(huì)因?yàn)楹艽蟮膬?nèi)力而超過截面允許值,處理時(shí)需要對(duì)此類連梁先屈服,保證連梁能形成塑性鉸且不出現(xiàn)脆性破壞。我們一要保證連梁達(dá)到強(qiáng)剪弱彎的要求，在連梁的剛度方面要做好不同的控制。 </p><p>　　工程標(biāo)準(zhǔn)中指出剪力墻在端部需分布暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件，這些能發(fā)揮出磚混結(jié)

10、構(gòu)的約束柱效果,在結(jié)構(gòu)的剛度降低，地震作用下層間位移和頂點(diǎn)位移偏大后，邊緣構(gòu)件起到的作用更明顯，這時(shí)暗柱的截面和配筋也變大。若剪力墻的總截面面積與樓層面積之比值偏大，而房屋高度小、樓座面積大，對(duì)于墻端部的暗柱面積和配筋量則沒有建筑標(biāo)準(zhǔn)中的需要了。 </p><p>　　2.2 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫度變形和混凝土干縮變形 </p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程的關(guān)鍵部門，施工標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此結(jié)構(gòu)提

11、出的規(guī)定涉及到室內(nèi)條件下現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫需對(duì)間距嚴(yán)格控制，間距最大不超過55m，而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距在45m。若處于露天環(huán)境時(shí)，結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距更要嚴(yán)格控制，運(yùn)用這樣的工程結(jié)構(gòu)主要能處理好兩方面的問題： </p><p>　　2.2.1干縮裂縫 </p><p>　　當(dāng)現(xiàn)澆混凝土在凝固硬化過程中常會(huì)出現(xiàn)收縮應(yīng)力，整個(gè)結(jié)構(gòu)則會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫，該結(jié)構(gòu)形式越長(zhǎng)，則造成的干縮裂縫越大

12、。 </p><p>　　2.2.2結(jié)構(gòu)控制 </p><p>　　超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用應(yīng)當(dāng)符合工程當(dāng)?shù)氐募竟?jié)變化，大氣溫度的變化將造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹冷縮,這樣很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。另外，結(jié)構(gòu)越長(zhǎng),則對(duì)溫度產(chǎn)生的作用越大，這在許多建筑工程里是很難避免的問題。若參照工程規(guī)定的要求布置伸縮縫,常會(huì)造成雙墻、雙柱、雙梁,對(duì)高層建筑的立面處理、防水構(gòu)造會(huì)造成很大的不便。考慮到有效處理超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土干

13、縮裂縫的問題,當(dāng)前工程單位主要采取的措施為分布混凝土后澆帶,把大的樓板面積劃分成小的區(qū)格,第一步結(jié)合混凝土澆筑小的區(qū)格,在小區(qū)格混凝土干縮變形結(jié)束后對(duì)區(qū)格之間的預(yù)留帶進(jìn)行澆筑。此方法能有效防范干縮裂縫的出現(xiàn)，維持了建筑結(jié)構(gòu)的正常性。需要注意的是，后澆帶不得取代結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫，這是由于后澆帶混凝土硬化后,樓板會(huì)變成較長(zhǎng)的整體,后澆帶則發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。 </p><p>　　建筑資料提到，受到溫差因素的影響，結(jié)

14、構(gòu)的應(yīng)力變化具有一定的規(guī)律，具體為：（1）高層建筑屋面或屋面下1層～2層應(yīng)力大，往下逐漸降低；（2）同一層樓板處中間的應(yīng)力大，兩邊則相對(duì)較?。唬?）對(duì)剪力墻兩端的應(yīng)力大,中間的相對(duì)較?。唬?）山墻來講頂部的幾層的拉應(yīng)力大；（5）結(jié)構(gòu)剛度變化多的一層應(yīng)力大,例：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上面的那一層。鑒于這些實(shí)際的規(guī)律狀況，超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)需配合下列處理方法：（1）對(duì)屋面、外墻面的保溫隔熱進(jìn)行處理，防止陽光給結(jié)構(gòu)帶來的輻射；（2）溫度應(yīng)力大的位置需做好配筋，溫度

15、鋼筋的布置需合理；（3）屋頂外露挑檐板、女兒墻等構(gòu)件需在適當(dāng)位置分布一道縫，一般每隔15m，縫寬20mm,縫內(nèi)縱向鋼筋無需斷開。 </p><p>　　2.3 屋面高大女兒墻的設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　屋頂女兒墻對(duì)于高層建筑的作用也不可忽視，其能影響到整體建筑效果。女兒墻設(shè)計(jì)時(shí)難以直接參與主體結(jié)構(gòu)的研究，這就需要計(jì)算時(shí)僅分析女兒墻的自重,若女兒墻較低則能達(dá)到精度要求的,不對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的

16、安全沒有影響。而在女兒墻高度上升時(shí),其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)會(huì)更大，給整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響變大。 </p><p>　　女兒墻較高時(shí)需科學(xué)計(jì)算出女兒墻所受水平荷載狀態(tài)，女兒墻通常選擇鋼筋混凝土材料,配筋計(jì)算需借鑒支承于屋頂?shù)膽冶郯迩疫\(yùn)用雙層鋼筋。考慮到維持屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，屋面女兒墻所在的框架梁或墻要達(dá)到足夠的強(qiáng)度。計(jì)算女兒墻時(shí)需驗(yàn)算在正常使用情況下由風(fēng)荷載造成的內(nèi)力并進(jìn)行截面配筋。部分專家提出計(jì)算地震

17、作用,再將其乘以放大系數(shù)3來對(duì)內(nèi)力、配筋進(jìn)行計(jì)算,該方式運(yùn)用效果不理想，這是由于女兒墻是建筑結(jié)構(gòu)的次要構(gòu)件,若施工方法正確基本上不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重問題。 </p><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展具備了廣闊的空間。當(dāng)前，很多地區(qū)正在積極建立的高層建筑，這就必須要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行改進(jìn)，使其發(fā)揮

18、出更大的作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 蘇英.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究),2011，(16). </p><p>　　[2] 徐銀夫.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2010，(02). </p><p>　　[3] 閔小