1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和基本原理

1基本原理

混凝土結(jié)構(gòu)在鋼筋和混凝土兩種不同性質(zhì)材料的有效結(jié)合作用下,能夠充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度和鋼筋抗拉強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì),有效地掩飾掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下,提高建筑結(jié)構(gòu)中梁和板的承載能力。

2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)措施

雖然鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在兩種材料的共同作用下,產(chǎn)生了非常巨大的承載能力,可是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然存在一定問題。包括地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題。下面將從以上兩個(gè)方面分別論述相關(guān)設(shè)計(jì)問題及改進(jìn)措施。

2.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問題及改進(jìn)措施

(1)對(duì)于有地下室的建筑物來講,地下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中容易忽略由建筑物沉降引起的附加應(yīng)力的影響。極有可能導(dǎo)致地下室底板因承載能力不夠,引起混凝土產(chǎn)生裂紋。尤其對(duì)于采用天然地基的房屋建筑來講,該種問題尤為突出。盡管這種地面沉降問題必不可免,但是對(duì)于沉降量較小的房屋建筑而言,可以在地下板與持力層之間布置褥墊等處理措施。

(2)對(duì)于有地下水的建筑物而言,地下水位較高的情況下,應(yīng)該十分注意建筑防水與降水功能,尤其是對(duì)于柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)而言,更要重視這個(gè)問題。在柱下承臺(tái)形式的影響下,基槽地模形狀及其復(fù)雜,產(chǎn)生了更多的陰陽角和放坡,一定程度上加大了防水措施的施工難度。為了提高有地下水位建筑物的防水功能,在進(jìn)行防水措施施工前,應(yīng)該盡量考慮不同季節(jié)下的水位對(duì)建筑物的影響。求出包絡(luò)圖,依據(jù)包絡(luò)圖顯示的水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)防水措施。同時(shí),也應(yīng)該盡量減少柱下承臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生的陰陽角和放坡,降低施工難度。

(3)地下室底板與外墻配筋的計(jì)算中,經(jīng)常產(chǎn)生假設(shè)條件與實(shí)際情況不符的情況。通常情況下,在地下室底板與外墻配筋的計(jì)算中,地下室底板配筋的計(jì)算方式與外墻配筋的計(jì)算方式不相符。在外墻配筋的計(jì)算中,采用底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型,可是在底板配筋計(jì)算中卻采用單向板計(jì)算方式。以致于配筋計(jì)算中,經(jīng)常產(chǎn)生結(jié)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況不相符的問題。解決這個(gè)問題的最好措施就是統(tǒng)一配筋的計(jì)算方法,使其標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。什么情況采用底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型,什么情況采用單向板計(jì)算方式,制作一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范,能夠避免或杜絕該種問題的發(fā)生。

(4)在天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)坡面的坡度經(jīng)常不小于1∶3比例。導(dǎo)致混凝土的搗實(shí)工作很難做到位,經(jīng)常采用人工拍打振搗。這種方式下產(chǎn)生的混凝土不具有一定程度的強(qiáng)度。因此,建議不要在天然地基上采用椎體獨(dú)立地基,應(yīng)該盡量優(yōu)先選擇階梯型基礎(chǔ)。

(5)在設(shè)計(jì)地下獨(dú)立基礎(chǔ)之間的拉梁的時(shí)候,經(jīng)常簡單地按照普通的拉梁設(shè)計(jì),沒有將其他影響因素考慮在內(nèi)。要想保證拉梁結(jié)構(gòu)具有足夠的穩(wěn)定,應(yīng)該考慮到梁坡上擴(kuò)散角內(nèi)土的重量。

2.2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題及改進(jìn)措施

(1)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。

在框架-剪力墻設(shè)計(jì)中,剪力墻有時(shí)會(huì)出現(xiàn)布置不均勻,單肢剛度過大的問題,連帶著影響梁板等構(gòu)件的設(shè)計(jì)。以致于應(yīng)力過于集中,一旦發(fā)生應(yīng)力破壞,將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此,在進(jìn)行框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,全面考慮上述問題產(chǎn)生的原因,避免產(chǎn)生這種問題。采用第一級(jí)別剛度的剪力墻時(shí),其墻肢數(shù)應(yīng)該大于4,避免應(yīng)力過于集中。遵守框架結(jié)構(gòu)“多層設(shè)防”的設(shè)計(jì)原則,層層設(shè)防。使剪力墻在共同抗外力作用下,增強(qiáng)防御能力,抵抗外來的破壞力。同時(shí),還需要遵守“做大放小”的設(shè)計(jì)原則。將剪力墻的梁和柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的形式。倘若遇到地震等自然災(zāi)害的破壞,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以為人們爭取更多的逃生時(shí)間。

(2)“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求難于實(shí)現(xiàn)。

為了避免采用“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”和“強(qiáng)剪強(qiáng)彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的巨大破壞力,采用了“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則�？墒窃趯�(shí)際社會(huì)中,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的延性設(shè)計(jì)理念很難實(shí)現(xiàn)。尤其,我們國家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中所規(guī)定的內(nèi)容,大多情況僅適用于輕度震級(jí)的地震。一旦發(fā)生大地震,鋼筋混凝結(jié)構(gòu)中的梁和柱在地震巨大的作用下,是很難保證梁先倒塌,柱后倒塌的。因此,有必要進(jìn)一步修訂我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。制定更為完善的建筑抗震設(shè)計(jì)要求,進(jìn)一步研究如何使“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則,更加滿足于高震級(jí)地震的防御和應(yīng)急需求。

(3)挑梁變形,墻體外閃問題。

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)局部受力太大,造成出現(xiàn)挑梁變形,墻體外閃問題。針對(duì)這種問題,可以在懸挑的挑梁端頭設(shè)置構(gòu)造柱,通過構(gòu)造柱將每層的挑梁連接在一起。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接效果,就是有效消除了挑梁的變形和墻體外閃問題。因?yàn)?即使某局部位置受力過猛,也可以通過挑梁將力量傳到其他各層結(jié)構(gòu)中,達(dá)到了分散壓力的效果。

(4)其他問題。

除了以上關(guān)于上部結(jié)構(gòu)的重大設(shè)計(jì)問題,其余主要是一些細(xì)節(jié)問題。例如,不同條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度的取值問題,框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率問題。這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)問題,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中都會(huì)有明確的標(biāo)注。因此,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意了解規(guī)范要求。根據(jù)要求設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),避免出現(xiàn)不必要的失誤。

3結(jié)語

在鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要存在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。其中,地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題主要涉及帶有地下室和地下水位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問題。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題主要設(shè)計(jì)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)問題,“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,挑梁變形和墻體外閃問題,以及一些其他細(xì)節(jié)問題。為了有效避免這些設(shè)計(jì)問題的產(chǎn)生,可以借鑒以上改進(jìn)措施。