許多混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等建筑物在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題,這是一個很普遍的現(xiàn)象。本文分析了在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工中通常遇到的幾個問題及采取的對應(yīng)措施。
1、結(jié)構(gòu)體系的選擇
采用的結(jié)構(gòu)體系依各地不同情況而各不相同。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對各種結(jié)構(gòu)體系的實踐總結(jié),現(xiàn)在一般都采用大開間現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。這是因為大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系,可以做到房間不露梁柱,有效使用空間大、隔音效果好,當(dāng)采用鋼制模板時,墻面和樓板表面平整不需要濕作業(yè)抹灰。而且該結(jié)構(gòu)體系不但用鋼量少、施工周期短、造價低,還具有整體性強、側(cè)向剛度大等優(yōu)點,有利于抗風(fēng)抗震。
為了進(jìn)一步降低建筑造價,目前越來越多地采用短肢剪力墻與筒體或一般剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系其實也屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的一種,同一般剪力墻結(jié)構(gòu)相比,這種結(jié)構(gòu)的建筑平面布置更具靈活性,同時又節(jié)省了鋼筋和混凝土用量,減輕了建筑總重量,從而降低地基基礎(chǔ)造價。但該結(jié)構(gòu)的抗震性能無疑比一般剪力墻結(jié)構(gòu)要差,因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要注意以下問題:
1.短肢剪力墻較多時：
應(yīng)布置筒體或一般剪力墻,形成短肢剪力墻與筒體或一般剪力墻共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu),而且短肢剪力墻的厚度不應(yīng)小于 200mm,其最大適用高度也應(yīng)比一般剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低。
2.抗震設(shè)計時：
筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%,同時,短肢剪力墻的抗震等級還應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級提高一級。
3.短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣：
一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁;若設(shè)置,梁端只能按簡支考慮。以上是對目前我國建筑常用結(jié)構(gòu)體系的一些看法,但究竟采用何種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)因地制宜,根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況具體分析,從而確定出安全、合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系。
2、結(jié)構(gòu)剛度
建筑層數(shù)多高度大,為保證建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度,應(yīng)對其層間位移加以控制。這個控制實際上是對構(gòu)件截面大小、剛度大小的一個相對指標(biāo)。建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性有很大的影響,應(yīng)設(shè)計的剛些,還是柔些,不同的設(shè)計人員有不同的看法。目前大多數(shù)建筑都設(shè)計的比較剛特別是高層住宅,由于房間布置的要求,開間較小,這樣剪力墻布置較多,而且墻厚較厚,比較浪費。
在結(jié)構(gòu)結(jié)算時,計算的最大彈性層間位移角只有1/2000-1/3000,甚至更小。一般認(rèn)為,對于某些地區(qū),由于土質(zhì)較好,基巖埋深也普遍較淺,且建筑多采用樁基礎(chǔ),或者有1至 2層的地下室,持力層座落在中,微風(fēng)化巖層或者中硬場地土層,地基的特征周期值較小。所以在此條件下,建筑的抗側(cè)高度一般可以設(shè)計的柔些,以結(jié)構(gòu)的極限變形能力作為控制值。在滿足變形的限值的前提下,結(jié)構(gòu)剛度可盡可能設(shè)計的小些,這樣既降低了地震作用,也使場地與建筑物發(fā)生共振的可能性減小,而且也達(dá)到了經(jīng)濟(jì)目的。大多數(shù)工程實踐證明,建在較硬場地上的建筑可以按變形控制,以柔克剛,既安全又經(jīng)濟(jì)。
3、地基與基礎(chǔ)設(shè)計
地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,在這一階段,所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計中,應(yīng)綜合考慮建筑場地的地質(zhì)狀況及水位、上部結(jié)構(gòu)類型、使用功能、施工條件以及相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜,并能滿足正常使用要求。還應(yīng)注意了解相鄰地下構(gòu)筑物及各類地下實施的位置和標(biāo)高,以保證基礎(chǔ)的安全和確保施工中不發(fā)生問題。
4、梁側(cè)縱向鋼筋的配置
(1).由于目前電算程序在結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析時尚不能考慮現(xiàn)澆樓板對梁扭轉(zhuǎn)的影響,而是由程序給出一個梁扭距折減系數(shù),合理選用梁扭距折減系數(shù)對控制梁的扭距是很重要的,一般情況可取0.4-0.6。
(2).對跨度較大的次梁支承于主梁上時,次梁的支承端會對主梁產(chǎn)生較大的扭距,這時可在電算程序中指定該次梁的端支座為絞接。這種方法對解決梁在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。
(3).有時雖然做了以上調(diào)整,但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時應(yīng)將抗扭縱筋面積分?jǐn)傄徊糠值搅旱乃母墙?其余部分面積按梁側(cè)腰筋設(shè)置,梁腰筋直徑仍以Φ12～Φ16為宜。
5、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制及施工后澆帶
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的直接原因是由于：混凝土的收縮及水化熱增加、養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力不斷增大、外加劑的負(fù)效應(yīng)等。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的主要方法是通過合理選擇結(jié)構(gòu)形式,降低結(jié)構(gòu)約束程度,對于水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土,加強構(gòu)造配筋。
6、混凝土施工方面出現(xiàn)的問題
為滿足結(jié)構(gòu)承載的要求,節(jié)約工程造價,通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對上、下柱或柱與粱扳的混凝土選擇不同強度等級,然而未對結(jié)構(gòu)的點區(qū)域的混凝土強度作出明確說明。按施工規(guī)范要求,當(dāng)梁柱的混凝土強度等級不同時,節(jié)點處應(yīng)按強柱弱梁的原則,節(jié)點區(qū)域的混凝土強度等級應(yīng)與柱相同。
采用強度較高的混凝土,在梁柱交匯處側(cè)面設(shè)垂直施工縫是不符合規(guī)范要求的,混凝土澆筑時,應(yīng)按圖在梁柱接頭周邊用鋼網(wǎng)或小板定位,并先澆筑梁柱接頭的混凝土,隨后澆筑梁板混凝土,這樣既不便于施工,其質(zhì)量也得不到保證。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)作綜合考慮,根據(jù)實際情況將柱與梁板選擇相同的混凝土強度等級,以方便施工。
結(jié)語
對于建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工,有關(guān)規(guī)范雖已有詳細(xì)規(guī)定,但仍有若干問題沒有明確具體作法。例如:雙向框架梁鋼筋同時穿過梁柱節(jié)點或高度相同的井字梁交叉點如何保證其保護(hù)層以及由此產(chǎn)生的對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響問題;梁柱節(jié)點不同混凝土強度等級的施工措施及其對設(shè)計的影響問題;節(jié)點加密箍筋施工及其間距保證問題;屋面梁柱節(jié)點處框架梁面筋伸入框架柱的錨固長度與傳統(tǒng)施工縫留設(shè)位置相矛盾的問題等。上述問題在規(guī)范條文中沒有具體規(guī)定,也往往易被忽視,給工程質(zhì)量留下隱患。
