鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

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1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點  摘要:現(xiàn)在越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計在建設(shè)設(shè)計階段就顯得很重要。本文從實用的角度出發(fā),基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求,探討了鋼筋混凝土設(shè)計的要點,主要從裂紋、變形縫、抗震三個方面進行了探討,作為技術(shù)交流供同行參考。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計;裂紋;變形縫;抗震  1引言  19世紀下半期開始,鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)文明的潮流下廣泛得到應(yīng)用,由于其本身的材料特性比其他結(jié)構(gòu)材料更優(yōu)越,因此在房屋建筑和土木工程中得到了空前的應(yīng)用和發(fā)展

2、,然后相繼在材料、設(shè)計方法、制作工藝以及施工技術(shù)等方面也大顯身手。因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計逐漸成為結(jié)構(gòu)工程師工作的重點和難點所在,本文從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求、設(shè)計要求進行了探討?! ?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求  結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是要保證結(jié)構(gòu)的安全適用、經(jīng)濟合理,具體要求有下面3個方面:  (1)安全性。指結(jié)構(gòu)要能承受正常使用、正常施工時可能出現(xiàn)的各種荷載。在出現(xiàn)預(yù)定的偶然荷載時,主體結(jié)構(gòu)要保持穩(wěn)定、堅固。例如:直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載以及溫度的變化、支座沉陷、撞擊、地震擊等偶然事件,當(dāng)發(fā)生這些

3、作用時,以及在發(fā)生之后,建筑結(jié)構(gòu)要保持整體的穩(wěn)定性?! ?2)適用性。指結(jié)構(gòu)在正常作用時要具有良好的工作性能。不發(fā)生過大的變形和過寬的裂縫而影響正常使用。裂縫的寬度不能超過允許值。  (3)耐久性。指結(jié)構(gòu)在正常維護下要具有足夠的耐久性能,必須滿足結(jié)構(gòu)的使用時間?! “踩浴⑦m用性及耐久性,被統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性,也稱為結(jié)構(gòu)最基本的功能要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,一定要學(xué)會正確處理結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟性之間的矛盾,使結(jié)構(gòu)設(shè)計既安全可靠又經(jīng)濟合理?! ?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋問題  固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)

4、象,也就是我們常說的裂紋,這種現(xiàn)象在固體材料中是普遍存在的。有關(guān)混凝土的實驗也證實了在沒有受荷載的混凝土以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中會存在一些微裂紋,包括骨料裂紋、骨料與水泥石粘結(jié)面上的粘結(jié)裂紋以及水泥漿中的裂紋等等[5]?! ′摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的裂紋控制方法主要是基于“抗”的思想,可以分別應(yīng)用傳統(tǒng)力學(xué)和斷裂力學(xué)來分析傳統(tǒng)裂紋控制方法。  從傳統(tǒng)力學(xué)觀點來看,由于預(yù)先給混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力,使混凝土梁受到外部荷載,拉應(yīng)力全部被抵消,所以可以避免混凝土出現(xiàn)裂紋,這其實相當(dāng)于改善了梁中混凝土的抗拉性能,以此達

5、到充分利用高強材料的目的。  從斷裂力學(xué)的觀點來看,混凝土材料內(nèi)部存在許多微缺陷和微裂紋,而且這些微缺陷和微裂紋會在外部荷載作用下不斷演化、發(fā)展,最終形成宏觀裂紋。如果在混凝土梁兩端預(yù)先施加一對軸向壓力,可以認為裂紋端部的應(yīng)力強度因子為負值。如果外部荷載在裂紋端部產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子與非均布壓應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子大小相等時,裂紋端部的應(yīng)力強度因子就為零。這時裂紋就不會失穩(wěn)擴展。也就是說,由于預(yù)先對混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力,從而減小了外部荷載作用下裂紋端部的應(yīng)力強度因子,從而避免或是推遲了混凝土出現(xiàn)

6、裂紋。  4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的變形縫問題  對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中變形縫間距的問題,施工過程中一般都很難把握。結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距是55m,如果采取后澆帶段分段施工、專門的預(yù)加應(yīng)力措施,或者是采取能減小混凝土溫度變化以及收縮的措施且有充分依據(jù)的,這時,可以適當(dāng)增大變形縫的間距?! ∮捎诟鞯貐^(qū)的溫差以及混凝土不同的收縮應(yīng)力出現(xiàn)裂紋狀況的概率不相同,要求我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須對梁柱配筋進行調(diào)整。比如:長向板鋼筋,需要雙層設(shè)置,還要加強中部區(qū)域的梁板配筋;對于兩側(cè)的梁柱

7、,特別要加強邊跨的柱配筋,以此抵抗溫度引起的應(yīng)力,超長結(jié)構(gòu)在角部很容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng),所以在設(shè)計中,要加強角部結(jié)構(gòu)。如果不能有效分析清楚受力的情況,必須按建議規(guī)范要求設(shè)置變形縫,除非采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫?! ?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題  地震和刮風(fēng)、下雨一樣是一種自然現(xiàn)象,是由地球內(nèi)部引起的地表震動。世界上多國頻發(fā)地震,我國近幾年也是地震災(zāi)害頻發(fā),汶川、青海發(fā)生的地震警告我們,建筑物的抗震性能是我國建房的必須考慮的因素??拐鸾Y(jié)構(gòu)也已經(jīng)列入世界建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的重要因素之列。  鋼

8、筋混凝土建筑設(shè)計中需要遵循以下原則:  (1)承載力、質(zhì)量、剛度在結(jié)構(gòu)上,而且在平面內(nèi)和沿高度應(yīng)對稱、均勻且連續(xù)分布,還要注意應(yīng)力鋼筋的厚度,因地制宜,應(yīng)力集中要避免?! ?2)盡可能設(shè)置多道抗震防線。布置超靜定結(jié)構(gòu)以及延性較高的耗能構(gòu)件,對于靜定結(jié)構(gòu)部位、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié),需要加強。  (3)在結(jié)構(gòu)中要做到連接整體性,牢固連接各個結(jié)構(gòu)單元,不同的結(jié)構(gòu)單元要徹底分開?! ?4)構(gòu)件和節(jié)點連接的承載力和剛度要與結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng),節(jié)點連接的承載力不能低于構(gòu)件的承載力?! ?5)需要采取有效

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