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【 信息發(fā)布時(shí)間:2012-01-09  閱讀次數(shù):】 【我要打印】 【關(guān)閉】
一、前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,,城市面貌日新月異,,一棟棟高樓大廈拔地而起。隨之建筑功能的不斷豐富,,新穎的造型,,致使工程設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜,但目前的設(shè)計(jì)周期普遍偏短,,也使設(shè)計(jì)文件中普遍存在某些質(zhì)量問題,,應(yīng)該引起我們的重視,。在此,作為一個(gè)從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作十幾年的工程技術(shù)人員,,非常愿意把我在工作中得到的經(jīng)驗(yàn)和大家一同分享和交流,。下面,我就通過“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”--這個(gè)我們最常采用的結(jié)構(gòu)形式,,在設(shè)計(jì)過程中,,容易忽視的問題,做一個(gè)簡單介紹,,愿和同行商榷,。
二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中存在的問題
1,、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計(jì)中,,地下室底板設(shè)計(jì)中,容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應(yīng)力的影響,。因?yàn)閷?shí)際上整個(gè)地下室底板與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)在上部荷載作用下,,將會(huì)一起發(fā)生沉降變形,共同受力,,如未考慮因此產(chǎn)生的附加應(yīng)力,,對底板而言是偏于不安全的,,有可能會(huì)導(dǎo)致地下室底板承載能力不足而開裂,。尤其對于采用天然地基的情況時(shí),其影響則更為顯著,。對于總沉降量較小的工程,,可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施,當(dāng)然,,是否采用,,還要綜合考慮其他因素。另外,,對于地下水位季節(jié)性變化較大的地區(qū),,應(yīng)考慮高低兩種不同水位對地下室底板的不同影響,求出包絡(luò)圖,,再做配筋設(shè)計(jì),。
2、對于有地下室的建筑,,當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),,在室外地坪之下的結(jié)構(gòu)部分,外輪廓形狀應(yīng)盡量簡潔,,這樣有利于建筑防水的施工,。尤其對于柱下承臺的形式,,更為明顯。此時(shí),,由于柱下承臺的影響,,基槽地模形狀很復(fù)雜,有很多的陰陽角和放坡,,即加大了防水施工的難度,,有加長了施工時(shí)間,都不利于保證質(zhì)量,,并且還增加工程造價(jià),。對于這種情況下,我建議大家考慮反承臺法,,即統(tǒng)一地下室底板和承臺的下皮標(biāo)高相同,,承臺需要加厚部分向上作,然后地下室內(nèi)部作濾水層和覆土等地面做法,。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是,,基槽地模形狀很簡單,方便施工,,利于施工質(zhì)量得保證,,同時(shí)也縮短了施工時(shí)間。并且,,內(nèi)部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力,,減小配筋,這種自相平衡的思路最科學(xué),。同時(shí)也提高了建筑物的抗傾覆能力,。
3、地下室底板和外墻配筋計(jì)算時(shí),,往往假設(shè)條件與實(shí)際情況不符,。例如地下室外墻配筋計(jì)算:有的工程外墻配筋計(jì)算中,凡外墻帶扶壁柱的,,不區(qū)別扶壁柱尺寸大小,,一律按雙向板計(jì)算配筋,而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋,,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋,。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理分析,其外墻豎向受力筋配筋不足,、扶壁柱配筋偏少,、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外,,其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥,。
4,、天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題,有的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)錐體斜面坡度大于1:3,,該錐體部分砼很難振搗密實(shí),,現(xiàn)場施工往往是砼自然堆上,采用鏟子或抹灰刀拍搗成形,,其錐體部分的砼很難達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,。因此建議優(yōu)先采用階梯形獨(dú)立基礎(chǔ),利于施工,,才能更好地保證施工質(zhì)量,。
5、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)之間的拉梁,,如同時(shí)又是首層維護(hù)墻的承重梁的時(shí)候,,不應(yīng)該再簡單地按拉梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且在考慮荷載時(shí),,要考慮梁上皮以上土擴(kuò)散角之內(nèi)的土重,。
三、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題
1,、框剪結(jié)構(gòu),,剪力墻的布置要均勻,不要出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻,,以免應(yīng)力過于集中,,一旦破壞,將構(gòu)成嚴(yán)重影響,。而且,,與之相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ),連梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度都會(huì)加大,。剛度較大的第一級別的剪力墻(同一級別的剪力墻是指剛度相近,比值小于2時(shí)的墻肢),,其墻肢數(shù)不應(yīng)少于4肢,。另外,當(dāng)遇到中震時(shí),,我們應(yīng)考慮第一級別的剪力墻進(jìn)入塑性后,,還應(yīng)有小級別的剪力墻來維持建筑物變形不致過大,產(chǎn)生次生災(zāi)害,。這就是多道設(shè)防的概念,。但當(dāng)遇到大震時(shí),小級別的剪力墻也進(jìn)入塑性階段后,,建筑物基本已經(jīng)破壞了,。此時(shí),,我們應(yīng)該通過我們的設(shè)計(jì)有選擇地讓梁破壞,從而保證柱子的完整性,,來保證建筑不倒,,或緩倒,以爭取時(shí)間,,減少人員的傷亡,。這就是我們說的延性設(shè)計(jì)。
2,、框剪結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計(jì)很重要,,但我們看到,目前很多設(shè)計(jì)在這個(gè)環(huán)節(jié)上做的并不好,。有的是因?yàn)橹匾暡粔?,有的是?yīng)為認(rèn)識不足。現(xiàn)在我把我在這方面的經(jīng)驗(yàn)簡單介紹一下,。首先,,什么是連梁呢?簡單的說,就是那些連接兩片剪力墻,,當(dāng)遇到中震或大震時(shí),,它會(huì)首先開裂,起到耗能作用,,從而使建筑物保持一定延性的梁,。只有滿足了這種情況,才是連梁,,或者說我們才有意義把它按連梁進(jìn)行設(shè)計(jì),。根據(jù)它的特性,我們就應(yīng)該設(shè)計(jì)時(shí)注意幾點(diǎn),,第一,,不要盲目地增大它抗彎的能力,否則會(huì)使連梁延遲破壞,,起不到及時(shí)耗能的作用,,致使其他重要構(gòu)件破壞,使結(jié)構(gòu)失去延性,。第二,,我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范中規(guī)定,連梁上不許搭框架梁,。我覺得這句話說得不嚴(yán)謹(jǐn),,更準(zhǔn)確的定義應(yīng)該是,不準(zhǔn)搭重要的豎向承重構(gòu)件,。因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)連梁會(huì)在遇到中震或大震時(shí),,首先開裂,,所以它的抗剪能力也會(huì)急劇下降,如果此時(shí)它還承受著很大的豎向荷載,,就會(huì)引起連鎖破壞,。
3、“強(qiáng)柱弱梁,,強(qiáng)剪弱彎,,強(qiáng)大節(jié)點(diǎn)”,是我們鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)的基本原則,。但在震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn),,我們設(shè)計(jì)的“強(qiáng)柱弱梁”的延性破壞機(jī)制有時(shí)難以實(shí)現(xiàn),這是因?yàn)槲覈摹督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》對一,、二,、三級框架節(jié)點(diǎn)的“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)有以下要求:∑Mc=η∑Mb,∑Mc——節(jié)點(diǎn)上下柱端同向彎矩之和,,∑Mc——節(jié)點(diǎn)左右梁端同向彎矩之和,,η——柱彎矩增大系數(shù),7度區(qū)的多層框架抗震等級為三級η=1.1,,但這僅針對于小震彈性設(shè)計(jì);當(dāng)建筑遭受“中震,、大震”時(shí),由于地震作用,,框架梁,、柱的彎矩增大很多,而框架梁端彎矩為豎向荷載和地震作用產(chǎn)生的彎矩之和,,其增大比例相對柱要小很多,,由于鋼筋的超強(qiáng)效應(yīng)過大,因而造成框架節(jié)點(diǎn)處梁受彎承載力大于相對應(yīng)柱正截面承載力而出現(xiàn)柱鉸,。另外,,當(dāng)結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆板時(shí),結(jié)構(gòu)分析計(jì)算時(shí)考慮板的作用而加大梁剛度,,梁設(shè)計(jì)配筋時(shí)卻沒有考慮板鋼筋的作用,,再者設(shè)計(jì)人員人為加大梁配筋,這對于框架節(jié)點(diǎn)無疑是雪上加霜,,因而框架結(jié)構(gòu)“弱柱強(qiáng)梁”的破壞形態(tài)就產(chǎn)生了。所以,,我們在設(shè)計(jì)時(shí),,不要盲目加大框架梁支座處的上部鋼筋,但應(yīng)適當(dāng)柱子的配筋,。
4,、在懸挑的挑梁的端頭,,應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,把每層的挑梁聯(lián)系起來,,并按受拉構(gòu)件要求,,設(shè)計(jì)構(gòu)造柱。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是,,通過構(gòu)造柱,,協(xié)調(diào)了挑梁的變形,即使出現(xiàn)局部超載的情況,,也可以把力傳到其他層上,,共同承擔(dān),從而變相的提高了結(jié)構(gòu)安全度,。另外也加大了對外維護(hù)墻的約束,,防止墻體外閃。
5,、另外還有一些構(gòu)造上的細(xì)節(jié)問題,,要多注意。比如如鋼筋混凝土構(gòu)件在不同條件下的鋼筋保護(hù)層厚度的取值;框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí),,箍筋直徑應(yīng)按要求增大2mm;框架梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值偏小;框架梁高小于400時(shí)加密區(qū)箍筋間距偏大(如采用@100,,小于梁高的四分之一);框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.5%;框架柱全部縱向鋼筋的配筋率偏小等等,這些都是我們設(shè)計(jì)的構(gòu)件能夠正常工作的前提,,應(yīng)予以重視,。
四、結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量,,密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,,責(zé)任重大。而且結(jié)構(gòu)專業(yè)是一個(gè)既有深度又有廣度的專業(yè),,我們必須在工作中,,不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié),,才能有所進(jìn)步,,才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設(shè)計(jì)過程中的一些認(rèn)識寫出來的原因,,希望與同行們一起討論,、共同提高。