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      混凝土結構設計規范

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      混凝土結構設計規范范文第1篇

      鋼筋混凝土結構是土木、水利類專業的一門重要技術基礎課程。《混凝土結構設計規范》對混凝土結構設計、施工、監理等工作的基本理論、技能和方法作了規范要求。隨著《混凝土結構設計規范》(2010版)的修訂出版,急需依照新規范的要求對教學內容進行調整和更新。文章通過新舊規范的對比分析,準確把握規范的修訂背景和原則,并詳細列舉了對課程學習和工程設計有重要影響且需要調整的教學內容,對準確理解和貫徹規范要求,具有一定的指導意義。

      關鍵詞:鋼筋混凝土結構;設計規范;教學內容

      中圖分類號:G423.04 文獻標志碼:A 文章編號:

      10052909(2013)04005504

      鋼筋混凝土結構從19世紀中葉開始采用以來,發展極為迅速。特別是近20年來,隨著高強度鋼筋、高強度高性能混凝土(強度達到100 N/mm2)以及高性能外加劑和混合材料的研制使用,高強高性能混凝土的應用范圍不斷擴大,混凝土結構的應用范圍也在拓展,已從工業與民用建筑、交通設施、水利水電建筑和基礎工程擴大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核電站安全殼等領域,甚至已開始構思和實驗用于月面建筑。隨著輕質高強度材料的使用,在大跨度、高層建筑中的混凝土結構將越來越多[1]。

      鋼筋混凝土結構是土木、水利類專業的一門重要技術基礎課程。學習該課程的主要目的是,掌握鋼筋混凝土結構構件設計計算的基本理論和構造知識,為學習有關專業課程和從事鋼筋混凝土建筑物的結構設計打下牢固的基礎[2]。《混凝土結構設計規范》(以下簡稱《規范》)是對混凝土結構設計、施工、監理等工作的基本理論、技能和方法的規范要求。鋼筋混凝土結構課程應對《規范》作全面準確的講解,根據技術、經濟條件的發展,《規范》也會經常被修訂和調整。因此,要學好這門課程,必須緊密結合《規范》內容,了解《規范》修訂的背景和原則,掌握修訂、增加的內容,才能在以后的工作中更好地執行。2011年7月最新的《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)開始執行。本文通過新舊《規范》的對比分析,準確把握《規范》的修訂背景和原則,詳細列舉對課程學習和工程設計有重要影響和需要調整的教學內容,對準確理解和貫徹《規范》要求具有一定的指導意義。

      一、2010版《混凝土結構設計規范》修訂背景及原則

      為落實“以人為本,安全第一”的結構設計原則以及“節能、降耗、減排、環保”的基本國策,實現資源、能源的可持續發展,經過4年修訂,《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010) [3]

      于2011年7月開始執行。本次《規范》的修訂主要有以下背景值得關注:(1)中國正處于經濟高速發展時期,基礎建設規模宏大,混凝土結構在建筑業中所占比重極大;(2)混凝土結構需要消耗大量的鋼筋和水泥,而這些材料會大量消耗資源和能源,并引起環境污染等問題;(3)從“四節一環保”的角度,必須盡快解決上述問題,而其唯一出路是使用高強—高性能的材料;(4)為提高建筑的安全性和防災能力,根據“以人為本”的原則,擬提高結構的安全度設置水平及抗災能力;(5)為保證可持續發展,需要提高混凝土結構的耐久性及既有結構的使用率。2010版《規范》,反映了近年來混凝土結構的科研成果、技術發展以及工程經驗,適當提高了結構的安全水平與抗御災害的能力,強化了結構的耐久性,提高了材料的利用效率。

      2010版《規范》修訂的基本原則是“補充,完善,提高,不做大的改動”[4]。因此,2010版《規范》的理論體系和基本框架與上一版保持一致,只是在結構設計方案、材料級別、設計規定等方面進行了補充和調整。這一點對學習和掌握2010版《規范》是非常重要的。

      二、根據2010版《規范》所調整的課程內容

      通過對比2010版和2002版《規范》,2010版《規范》對鋼筋混凝土結構基本理論有重要影響的主要內容有如下六個方面,需要在教學中進行修訂和調整。

      (1)增強規范的完整性,從以構件計算為主適當擴展到整體結構的設計,強調結構方案的重要性,增加“結構防連續抗倒塌設計”的原則。2002版《規范》偏重截面配筋計算和構件設計,而完整的設計應包括結構方案、內力分析、截面計算、構造措施四個層次,它們對結構安全的影響是依次遞減的關系。2010版《規范》特別增加了“結構方案”一節,由“構件計算”擴展到“結構設計”。強調結構選型、體系組構、構件布置、均勻規則、傳力途徑、冗余約束、縫的分割、連接構造、方便施工、綜合功能等要求。同時強調結構整體穩固性或魯棒性(Robustness)的重要性。該項修訂內容對轉變設計理念,即從傳統強調構件設計甚至截面設計向結構設計的轉變,起到了重要的推動作用。然而由于歷史的原因,過去的規范缺少對這方面內容的強調。

      在高等學校的鋼筋混凝土結構課程教學中,應進行這一觀念的教育和灌輸,提高和加強學生對結構安全的認識。

      傳統設計只考慮“三正常”(正常設計、正常施工、正常使用)條件下,以構件截面鋼筋屈服或混凝土壓碎作為破壞標志,實際上這只是單一構件的“強度問題”,屬于結構安全的較低層次。近年來發生的天災(地震、洪水、臺風、冰災等)、人禍(爆炸、撞擊、火災等)偶然作用引起的構件解體、結構傾覆、建筑倒塌等造成巨大的生命、財產損失,這才是威脅結構安全的最大隱患[4],應引起重視。圖1即為網上流傳的上海某小區新建住宅樓由于樁基折斷造成整棟樓傾覆的照片。

      (2)完善耐久性設計,調整鋼筋保護層厚度。耐久性設計按正常使用極限狀態控制,表現為:鋼筋混凝土構件表面出現銹漬或銹脹裂縫;預應力筋開始銹蝕;結構表面混凝土出現可見的耐久性損傷(酥裂、粉化等)。圖2為一銹蝕嚴重的鋼筋混凝土柱。由于影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜,規律不確定性很大,目前一般建筑結構的耐久性設計只能用經驗性的方法來解決。2010版《規范》對影響混凝土結構耐久性的環境類別進行了更為詳盡的分類。環境對混凝土結構耐久性的影響分為:正常環境、干濕交替、凍融循環、氯鹽腐蝕四種;

      對應此四種影響,2010版《規范》提出了控制混凝土水膠比、強度等級、氯離子含量和含堿量的要求,刪去了2002版《規范》中對于最小水泥用量的限制,這是由于近年來膠凝材料及配合比設計的不確定性變化太大,故不再作統一要求;耐久性設計對服役期房屋建筑的使用提出要求,即按規定的功能正常使用,并經常維修,定期檢測,這是保證混凝土結構耐久性及應有功能的必要條件。

      2010版《規范》以耐久性要求定義混凝土保護層,特別是最小保護層厚度確定原則的重要變化,必須要在教學中體現和重點強調。如果仍然按照原規范、舊教材進行授課,將給學生帶來錯誤的概念。2010版《規范》規定最小保護層厚度是從最外層鋼筋(箍筋、構造筋等)計算,而原《規范》則是從縱向受力鋼筋計算,這可以說是鋼筋混凝土結構設計中的一次重大變化。

      關于混凝土保護層厚度的作用,主要體現在以下三個方面:①錨固作用,握裹鋼筋,實現鋼筋與混凝土的變形協調;②保護作用,保護鋼筋免遭水、氧氣、酸性物質、氯離子等有害物質的腐蝕;③耐火作用,延長鋼筋的耐火時間。在設計中,按錨固、保護、耐火要求,混凝土保護層厚度越大越好,但保護層厚度增大,截面有效高度減小,構件的承載力降低,裂縫寬度也將加大,可見這是一對矛盾。因此,2010版《規范》根據環境類別、構件類型,適當提高了混凝土保護層的最小厚度。環境分三類五檔,構件分面(板、墻)、線(梁、柱、斜撐)兩類,面構件保護層厚度小,線構件保護層厚度大。

      (3)斜截面抗剪承載力計算公式的調整。2002版《規范》的受剪承載力設計公式分為集中荷載獨立梁和一般受彎構件兩種情況,較國外多數國家的規范繁瑣,且兩個公式在臨近集中荷載為主的情況附近計算值不協調,且有較大差異,見圖3所示的兩條虛線。因此,2010版《規范》將兩個公式改為一個公式。但考慮到中國的國情和規范的設計習慣,且過去規范的受剪承載力設計公式分兩種情況用于設計也是可行的,此次修訂實質上仍保留了受剪承載力計算的兩種形式,只是在原有受彎構件兩個斜截面承載力計算公式的基礎上進行了改整。具體做法是混凝土項系數不變,僅對一般受彎構件公式的箍筋項系數進行了調整,由125改為10。 這意味著若要保持相同的抗剪承載力,需要增加配箍量。試驗研究和調查對比都表明,中國規范中的抗剪承載力安全度設置水平偏低。因此,對影響安全的短板適當加長,可以提高結構的整體安全度水平。

      (4)完善受壓構件自身受壓撓曲彎矩增大的二階效應(P-()的計算方法。2010版《規范》將原《規范》的偏心距增大系數方法((-ei)改成現在的彎矩增大系數法((ns-M),即通過考慮受壓構件端彎矩增大的方法考慮構件的撓曲二階效應。這種修改對偏心受壓構件的承載力計算造成較大的影響,并引起配筋的較大變化。考慮二階效應的條件是:當偏心受壓構件兩端彎矩比及軸壓比都不大于0.9,且其長細比也不大時,構件的自身撓曲不可能很大,可以不考慮自身撓曲二階效應,否則就應考慮二階效應產生附加彎矩的影響,《規范》對此作了具體的規定。因此,2010版《規范》關于受壓構件承載力計算的內容,必須進行全面調整,原《鋼筋混凝土結構》教材中關于偏心受壓構件的內容以及例題和習題都需要重新編寫。

      (5)2010版《規范》強調應用高強材料。這種材料能夠顯著提高構件的承載力,但會對正常使用極限狀態的驗算帶來一些問題。比如受彎構件撓度的增加,混凝土裂縫寬度的加大,甚至會變成結構設計的控制因素,成為高強鋼筋應用的最大障礙。因此,裂縫寬度的驗算是本次修訂的重點和必須解決的關鍵問題。經過對國內外規范標準的分析對比,以及對采用400 MPa、500 MPa級高強鋼筋配筋構件的系統試驗研究,2010版《規范》修訂采用了以準永久組合降低荷載效應和修改計算公式調整系數取值的兩條途徑解決上述問題。對裂縫控制等級為三級的鋼筋混凝土構件,選荷載的準永久組合進行裂縫寬度和撓度驗算,而預應力混凝土構件未變。裂縫寬度計算公式也進行了調整,鋼筋混凝土受彎和偏心受壓構件的構件受力特征系數由2.1調整為1.9。

      (6)根據節材、減耗及性能的要求,2010版《規范》淘汰了低強鋼筋,強調應用高強、高性能鋼筋。并根據混凝土構件對受力的性能要求,說明了各種牌號鋼筋的用途。根據國家的技術政策,增加500 MPa級鋼筋的使用;推薦

      400 MPa、500 MPa級高強鋼筋作為受力的主導鋼筋;限制并準備淘汰335 MPa級鋼筋;淘汰低強的235 MPa級鋼筋,代之以300 MPa級光圓鋼筋。另外,2010版《規范》明確規定,梁、柱縱向受力普通鋼筋應采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋,梁、柱縱向鋼筋不能采用HRB335級鋼筋。因此,教材中大量采用HRB335級鋼筋的例題和習題都需要進行重新設計和調整。

      三、結語

      針對2010版《規范》的修訂內容和修訂背景,筆者在教學中,以2010版《規范》為指導,重點增加了結構整體性和防連續倒塌設計、結構耐久性設計、斜截面抗剪承載力計算公式、受壓構件撓曲二階效應、裂縫寬度驗算調整和高強材料的推廣等內容,以便準確把握和貫徹2010版《規范》要求,確保學生的學習效果。

      參考文獻:

      [1] 東南大學,天津大學,同濟大學. 混凝土結構:上冊—混凝土結構設計原理[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2007.

      [2] 王立成,劉毅.專業課程教學中創新思維的培養途徑研究[J].大連理工大學學報:社會科學版,2009,30(S2): 22-24.

      [3] GB 50010—2010.混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

      [4] 徐有鄰.混凝土結構設計原理及修訂規范的應用[M].北京:清華大學出版社,2012.

      Analysis on the teaching contents of reinforced concrete structure based on the code for design of concrete structures 2010

      WANG Licheng

      (School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, P. R. China)

      Abstract:

      混凝土結構設計規范范文第2篇

      《混凝土結構設計規范》對比分析,詳細闡述其修訂或刪減的主要依據,并對新版規范的修訂內容作了較為全面的總結,提出混凝土結構設計課程在教學方法上的新要求。

      關鍵詞:混凝土結構;教學方法;設計規范;修訂內容;技術要點

      中圖分類號:G6420 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)02-0053-05

      中國建筑科學領域的工程結構設計規范(或標準)大約每10年修訂一次,2002版《混凝土結構設計規范》[1]自頒布實施至今已有10余年,尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉樹地震發生之后,2002版規范中關于工程結構設計理論、工程結構構造措施以及工程結構抗震理論存在的不足更加突顯。同時,中國工程結構設計理論研究水平的不斷提高,新材料的不斷出現以及工程經驗的不斷積累,也縮短了工程結構設計規范的修訂周期。2011年7月,正式頒布實施GB50010―2010《混凝土結構設計規范》[2]。新規范根據多年工程經驗和研究成果,同時考慮與國際其他發達國家混凝土結構設計標準接軌,貫徹國家“四節一環保(節能、節地、節水、節材和環境保護)”政策編制而成。新規范的編制標志著中國混凝土結構的計算理論和設計水平有了新的提高;同時也對高等學校土建類專業學生如何結合新版規范進行快速知識更新,高校教師如何及時改進混凝土結構設計及相關課程教學方法提出了新要求[3-6]。

      一、新版規范關于結構材料強度的修訂

      (一)混凝土強度的修訂

      新版混凝土結構設計規范刪除了2002版規范4.1.4條中注1和注2的相關規定,即關于受壓構件尺寸效應(現澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構件,如截面的長邊或直徑小于300 mm,則混凝土的強度設計值應乘以系數0.8)和離心混凝土的有關規定。2002版規范源于前蘇聯規范,最近俄羅斯規范關于此條的規定已被取消,而離心混凝土的強度設計值應按專門的標準取用,不再列

      入,故新版混凝土規范將此項內容刪除。另外,新版混凝土規范刪除了2002版規范4.1.6條中關于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強度設計值,以及當蒸養溫度超過60℃時,計算混凝土強度設計值應提高20%的規定,因為高溫蒸養引起的主要問題是裂縫,而非提高設計強度所能解決。

      (二)鋼筋強度的修訂

      新版混凝土結構設計規范4.2.2條增加了強度標準值為500 MPa的HRB500、HRBF500級高強鋼筋,并規定其抗拉強度設計值(fy=435MPa)與抗壓強度設計值(f′y=410MPa)分別取不同數值。加入靠控溫軋制而具有一定延性、可焊性、機械連接性能及施工適應性的HRBF系列細晶粒熱軋帶肋鋼筋,限制并準備淘汰強度標準值為335 MPa級熱軋帶肋鋼筋的應用,立即淘汰強度標準值為235 MPa的HPB235級光圓鋼筋的應用,以HPB300級光圓鋼筋取代之。同時,規定了過渡方法,要求在規范的過渡期及對既有結構進行設計時,235 MPa級光圓鋼筋的設計值仍按原規范取值;同時,推廣強度標準值400 MPa、500 MPa級高強鋼筋作為受力的主導鋼筋。對預應力鋼筋,為了補充中強空擋,增加了強度等級為1 960 MPa和大直徑21.6 mm的鋼絞線,補充了預應力螺紋鋼筋及中強鋼絲的有關設計參數,并淘汰了錨固性能差的刻痕鋼絲,刪除了不常用的預應力筋的強度等級和直徑。

      二、新版規范關于基本設計規定的修訂

      為了進一步完善2002版規范,保證結構的安全,增強結構的整體穩固性,提高混凝土結構抗偶然作用的能力,新版混凝土結構規范設計原則從以構件設計為主擴展到整個結構體系,補充了3.2條“結構方案”和3.6條“結構抗連續倒塌設計原則”,增加了3.7條“既有結構改造設計原則”的規定,指出結構方案設計對建筑物安全性有著決定性影響,鑒于結構防連續倒塌設計的難度和代價較大,一般結構只須進行防連續倒塌的概念設計,以定性設計的方法增強結構的整體穩固性;同時新版規范3.4.4條對構件撓度、裂縫寬度計算采用的荷載組合進行了調整,新增鋼筋混凝土構件采用荷載準永久組合并考慮長期作用的影響,完善了承載能力極限狀態設計內容,增加以構件分項系數進行應力設計等方面的內容。另外,新版混凝土規范3.4.1條第4款及3.4.6條還增加了樓蓋舒適度的要求,并規定樓蓋豎向自振頻率的限值。

      三、新版規范關于承載能力極限狀態計算的調整修訂

      (一)正截面承載力計算的修訂

      新版混凝土結構設計規范對受彎構件正截面承載力的計算未作改動,但對受壓構件正截面承載力的計算改動較大,主要是針對鋼筋混凝土結構中的二階效應問題。2002版混凝土規范在考慮P-δ效應時[7-8],對引起結構側移的荷載或作用所產生的一階彎矩Ms和不引起結構側移的荷載產生的一階彎矩Mns不加區別,全部乘以增大系數ηs,即考慮P-δ效應時結構的彎矩為M=(Mns+Ms)ηs。新版混凝土結構設計規范在考慮P-δ效應時,對除排架結構以外的框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構及筒體結構只增大引起結構側移的荷載或作用所產生的一階彎矩Ms,不增加不引起結構側移的荷載產生的一階彎矩Mns,即結構中的彎矩為M=Mns+ηsMs。另外,對于P-δ效應,2002版規范通過初始偏心距增大系數η來考慮P-δ效應,而新版混凝土規范6.2.3條規定偏心壓力構件通過調整構件控制截面的彎矩設計值M來考慮P-δ效應(彎矩作用平面內截面對稱的偏心受壓構件,當同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9,同時構件的長細比滿足的偏心受壓構件時不用考慮P-δ效應),取消了軸向力偏心距增大系數η對二階效應的影響。關于軸向壓力在撓曲桿件中產生的P-δ效應新舊規范具體的變化如表1(以非預應力鋼筋混凝土偏心受壓構件為例)。

      (二)斜截面承載力計算的修訂

      2002版混凝土結構規范關于受彎構件斜截面承載力計算公式,經過驗證發現:當集中荷載對支座截面或節點邊緣產生的剪力值占總剪力的75%時,分別按均布荷載和集中荷載兩種情況計算的箍筋差異很大,即造成配箍不連續。因此,為了克服上述不足,新版混凝土結構設計規范6.3.4條統一了一般受彎構件與集中荷載作用下梁的斜截面受剪承載力計算公式,并調整了斜截面受剪承載力計算公式中箍筋抗力項的系數,適當增加斜截面受剪承載力的安全儲備,新舊規范關于受彎構件斜截面受剪承載力的計算公式如表2(以非預應力鋼筋混凝土受彎構件為例)。同理,將考慮地震作用的框架梁其斜截面受剪承載力計算公式也作了相應修改。

      四、新版規范關于正常使用極限狀態驗算的調整修訂

      (一)裂縫控制驗算的修訂

      新版混凝土結構設計規范3.4.4條保留了2002版混凝土規范有關裂縫控制等級劃分的規定,但對受力裂縫的控制進行了適當放松(詳見新版混凝土規范第3.4.4及7.1.1條規定)。另外,在進行最大裂縫寬度wmax計算時,新版混凝土規范7.1.2條調整了計算中鋼筋應力σs的計算方法,以及表7.1.2-1中關于鋼筋混凝土受彎、偏心受壓構件受力特征系數αcr的取值,將wmax的公式計算值適當減小。

      (二)撓度驗算的修訂

      在進行受彎構件撓度驗算時,新版混凝土結構設計規范7.2.2條在受彎構件短期剛度Bs的基礎上,補充提出了考慮荷載準永久組合和荷載標準組合的長期作用對撓度增大的影響,給出了剛度計算公式B=Bs/θ。另外,根據國內研究成果,在預應力混凝土構件短期剛度Bs計算公式的基礎上,采用無粘結預應力筋等效面積折減系數α1,適當調整值ρ,就可將原公式用于無粘結部分預應力混凝土構件的短期剛度計算(詳見新版混凝土規范第7.2.3條規定[1])。

      五、新版規范關于構造規定的調整修訂

      (一)混凝土保護層厚度規定的修訂

      新版混凝土結構設計規范8.2.1條調整了鋼筋保護層厚度的規定,從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度考慮,不再以縱向受力鋼筋的外緣計算,而以最外層鋼筋(包括箍筋、構造筋、分布筋等)的外緣計算混凝土保護層厚度。修訂后的保護層厚度實際上比原規范的規定有所增加,一般情況下略有增加,而惡劣環境下增加的幅度較大,新舊規范關于混凝土保護層最小厚度c的對比如表3。從表3可以看出,新版規范中關于混凝土保護層的厚度無論從數值上還是具體計算規定上都明顯增大,充分考慮了混凝土結構的耐久性要求,新增設計使用年限100年的結構,其保護層厚度取相應類別使用年限為50年的1.4倍,同時細化環境類別,將原規范中的環境三類細化為三a、三b兩個子類,并進一步加大惡劣環境下混凝土保護層厚度的取值。

      (二)關于鋼筋錨固長度規定的修訂

      新版混凝土結構設計規范8.3.1條對基本錨固長度的計算公式未作改動,但明確了鋼筋的錨固長度la=ξalab,其中修正系數ξa根據錨固條件取用,同時在計算基本錨固長度lab時,刪除了原規范中錨固性能較差的刻痕鋼絲。由于2002版規范中關于混凝土強度最高等級取C40偏于保守,故新版規范將混凝土最高強度等級提高到C60,以提高錨固的性能。

      六、新版規范在混凝土課程教學過程中的新要求

      新版混凝土規范自2011年7月頒布實施以來,已經有近一年,而目前中國高校所使用的教材多數是在2002版規范基礎之上編寫而成,如何將教學內容與新規范相結合是目前混凝土任課教師亟待解決的問題,筆者認為在教學的過程中將重點從如下幾個方面入手。

      一是,改變以教材為主要參考資料而較少閱讀和學習《規范》的傳統教學方法,提高學生解決結構實際問題的綜合能力。強調實踐性教學環節,包括到施工現場參觀的認識實習、課程設計及綜合技能訓練等。在混凝土結構課程開課前,讓學生對梁、板、柱等常見的混凝土基本構件以及框架結構、剪力墻結構等常見的混凝土結構形式形成初步感性認識,并借以引發和提高學生學習混凝土結構課程的興趣。

      二是,改變以往授課過程中只重視單個構件的設計,輕視整體結構設計的教學思想,補充“結構方案”和“結構抗倒塌”設計方面的內容。使學生了解和掌握結構系統概念,了解課程的主要層次關系,從全局把握學習重點,理清學習思路,建立結構整體系統概念,理清各部分之間的關系,為課程學習建立總體框架。

      三是,注意新舊規范關于混凝土和鋼筋兩種材料在強度和級別方面的修訂和增補原因。目前,由于規范處于過渡階段,故應重點向學生講明混凝土和鋼筋兩種材料的級別調整和增補原因,糾正以往對鋼筋等級(例如Ⅰ級鋼、Ⅱ級鋼、Ⅲ級鋼等)的提法,而應以規范規定的提法為準,同時提醒學生關于兩種材料強度的調整規定。

      四是,關于單個構件承載能力極限狀態中受彎構件斜截面受剪承載力和偏心受壓構件正截面承載力計算新舊規范的對比,以及新規范修改的原因,在授課時引用《規范》中的條文進行講解。這樣可以讓學生在理解課堂教學知識的同時,進一步熟悉《規范》規定的原因以及依據。

      五是,注意鋼筋混凝土和預應力混凝土構件在正常使用極限狀態下裂縫寬度和撓度驗算的變動;授課過程中應注重鋼筋混凝土構造和鋼筋混凝土結構構件(如板、梁、柱)有關內容的變化。構造措施是人們在長期實踐經驗基礎上總結而成的,是防止因計算考慮不周全而造成結構構件開裂、破壞,或者是保證結構構件在使用和施工上的需要而采用的,構造措施在混凝土結構設計中非常重要,大多數抗震設計的相關問題都是通過構造措施得以

      保證,因此一定要引起足夠重視。

      七、結語

      混凝土結構是中國工業與民用建筑采用最多的一種結構形式。混凝土結構設計是目前高校土木工程專業非常重要的一門專業課程。新版混凝土規范在高強高性能材料的應用、結構分析內容的擴展以及實現與國際接軌等方面都有了很大進步,同時新規范更加側重房屋、鐵路、公路、港口和水利水電工程混凝土結構共性技術問題設計方法的統一,這與“大土木”專業設置要求和土木工程專業“寬基礎、多出口”的培養目標更加吻合。筆者僅介紹了規范與本科教學有關的主要修訂內容,并以此提出教學新要求,以期拋磚引玉,共同推進混凝土結構設計課程教學的改革。

      參考文獻:

      [1]GB50010―2002混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.

      [2] GB50010―2010混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2010.

      [3] 余穎,肖靜,劉樹博.數字信號處理課程教學改革的探索和實踐[J].東華理工大學學報:社會科學版,2001,30(3):294-296.

      [4] 楊福來,鄭穎佳,許邦蓮,等.信息素養教育與信息檢索課教學改革[J].東華理工大學學報:社會科學版,2011,30(2):177-179.

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      [6] 花榕,羅明標,劉云海,等.淺談分析儀器設與改造課程的建設[J].東華理工大學學報:社會科學版,2011,30(3):291-293.

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      [8] 住房和城鄉建設部執業資格注冊中心組,施嵐青編.注冊結構工程師專業考試專題精講――混凝土結構[M].北京:機械工業出版社,2012.

      Teaching of concrete structure design course

      LI Fengchen1,2, ZHANG Lina1,2, XU Chi2, YI Pinghua1

      ( 1.College of Civil Engineering and Architecture, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, P. R. China;

      2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design, Fuzhou 344000, P. R. China)

      混凝土結構設計規范范文第3篇

      [關鍵詞]:水工砌體 ;結構設計方法

      中圖分類號:TU318文獻標識碼: A

      一、新的水工砌體結構設計應符合的原則

      參考新編《水工砼結構設計規范》編制中具備的原則,新的水工砌體結構設計方法應能符合下述三項基本要求:

      1、符合水利水電系統工程結構應遵守的共同準則.術語和符號按《工程結構設計基本術語和通用符號(GBJ3-88 )》規定采用,計量單位采用我國法定的計量單位.根據《水工統標》規足,改用近似概率極限狀態設計法計算,并以5種分項系數表達的實用設計表達式表達.

      2、盡量與我國其他規范統一銜接,尤其是與即將頒行的新編水工建筑物荷載設計規范、水工硅結構設計規范以及GBJ3一88規范、85橋規等規范統一銜接.

      3、能反映水工結構特點,使同類構件在不同荷載組合作用下均具有較準的可靠度.

      新編水工鋼筋砼構件計算公式的組成與特點

      在新編水工砼結構設計規范中,鋼筋砼結構構件的計算公式可分為內力設計值、結構系數和極限承載力設計值三部分.例如,鋼筋砼軸心受壓構件,可按新編水工砼結構設計規范計算:

      (公式1)

      式中N.(水工)-按水工建筑物荷載設計規范計算的內力(軸向壓力)設計值

      Yd一一結構系數,按水工砼結構設計規范,取Yd = 1. 20;

      為討論方便,本文稱其為軸心受壓構件載面極限承載力設計值.

      在新編水工砼結構設計規范中,鋼筋硅結構構件計算公式的組成具有下列特點:

      (1)水工鋼筋砼構件載面極限承載力設計道〔例如軸心受壓構件的一般與GBJ10一89規范相同;

      (2)內力設計值按水工建筑物荷載設計規范規定計算,反映水工結構特點;

      (3)由GBJ10一89砼結構設計規范公式〔例如軸心受壓構件N(工民建)與新編水工砼結構設計規范公式〔例如式. 1〕對比可知:(公式2)

      式中,N(工民建)表示按工民建系統規范計算的內力(軸向壓力)設計值,其余符號意義同前.

      綜上所述,水工鋼筋砼結構構件的計算公式,一般是由GBJ10一89公式的內力設計值換成結構系數Yd(= 1. 20)乘水工內力設計值而來的.

      二、新水工砌體結構設計方法的設想

      式 2本質意義是:工民建系統公式的內力設計值等于結構系數Yd(= 1. 20)乘以水工系統的內力設計值.根據這一觀點,參考新編水工鋼筋硅結構構件計算公式的組成,可將GBJ3一88砌體結構設計規范中按工民建系統計算的內力設計值,一律換成水工系統的內力設計值與結構系數Yd的乘積,然后用GBJ3一88規范公式計算水工砌體結構.這就是筆者對新的水工砌體結構設計方法的設想.下面進一步論述這種新的設計方法.

      1、設計表達式

      按《水工統標》采用5種分項系數表達的實用設計表達式.

      1)承載能力極限狀態計算

      ?基本組合

      承載能力極限狀態的基本組合采用下列設計表達式:

      (式3)

      式中左邊諸項的乘積為內力設計值,按水工規范計算,各符號意義及其求算方法與新編水工砼結構規范相同;R(.)表示結構構件抗力函數,可套用GBJ3一88規范的規定和方法計算;

      Yd為結構系數.只要能合理確定Yd值,就可用新編水工砼結構設計規范的方法求算內力設計值,用GBJ3一88規范求承載力〔R(?)/Yd},按式3)進行承載力設計.

      ?偶然組合

      承載能力極限狀態偶然組合的設計表達式,采用與新編水工磚結構設計規范相同的原則確定.即偶然作用分項系數可取為1. 0;參與組合的某些可變作用,可根據各類水工建筑物設計規范的規定作適當折減;結構系數Yd的取值可按基本組合的規定取用.

      2)整體穩定驗算

      當水工砌體結構作為一個剛體,需驗算整體穩定時(例如驗算抵抗傾班、滑移、漂浮等),可參考85《橋規》,GBJ3一88《砌體結構設計規范》,采用下列實用設計表達式計算:

      式中CG.CQ分別為水久荷載與可變荷載的效應系數,其余符號意義同前.

      2、關于正常使用極限狀態驗算的問題

      砌體結構除應按承載力極限狀態設計外,還應滿足正常使用極限狀態的要求.由于砌體結構自身的特點,其正常使用極限狀態的要求在一般情況下可通過一定的構造措施予以保證.

      3、水工砌體結構系數yd的確定

      在基本構件載面承載力計算中,水工砌體結構系數Ya的取值,可參照85《橋規》,按水工素砼結構構件計算公式估計.

      在85《橋規》中,素砼結構構件與砼砌塊砌體結構構件為統一的計算公式.參照85《橋規》的做法,水工砼砌塊砌體結構構件可用水工素砼結構構件的公式計算.以砼軸心受壓短柱為例:

      按水工砼結構設計規范計算:

      按本文方法計算

      4、水工砌體結構構件的計算

      根據本文2所述設計表達式,以及內力設計值按水工方法計算、抗力計算與GBJ3一88相同的原則,不難列出水工砌體結構構件的具體計算公式.以下通過幾個算例進一步討論本文提出的計算方法.

      例某鋼筋砼梁式渡槽(圖1)屬Ⅲ級水工建筑物.采用M5水泥砂漿、MU30粗料石砌成等載面石墩支承.墩身載面尺寸:順渡槽方向b=1.6m,橫渡槽方向h=2. 5 m ,最高墩身高25 m.砌體重力密度Y=23 kN/m3,跨槽身自重NK=800kN,滿水時水重,NK=1900GkN.試驗算石墩支承是否安全.

      「解(1)高厚比驗算

      比照磚柱,取[β=16,則

      符合構造要求.

      (2)渡槽通水時的驗算

      按GBJ3一88規范,M5水泥砂漿、NIU30粗料石

      (3)施工期驗算

      由和查表得則

      三、水工混凝土結構設計

      針對傳統的混凝土結構設計以強度設計為主的特點,水工混凝土建筑結構設計不僅要注重結構強度設計,還需要更多地考慮建筑結構在長期使用過程中由于水下環境作用引起的結構材料腐蝕對結構性能與適用性的影響,應盡可能通過合理的結構設計延長結構使用壽命。水工混凝土建筑結構的設計應嚴格按照現行的有關國家、地區及行業標準和規定執行,充分考慮建筑結構在正常使用階段結構構件的相關檢測和維護過程,在進行水工混凝土結構設計時, 應預留足夠的工作面為后續工作提供可實施性。值得指出的是,水工混凝土結構在使用過程中遭受病害是不可避免的,只是應將其程度降至最低水平。因此,在設計混凝土結構構件時,在考慮材料受環境侵蝕和老化對性能產生的影響后,還仍然要確保結構和構件存有足夠的安全性和整體穩定性。

      1、水工混凝土結構的特性

      水工混凝土是混凝土學科中帶有許多特殊性的領域。將一般混凝土結構設計理論用于水工混凝土結構,常會遇到不少無法解決的困難。水工混凝土結構的特殊性有如以下5個方面。

      1) 結構尺寸較大,常為大體積結構,或為跨高比很小的短桿件。

      2) 強度所需的配筋率小于一般混凝土結構設計理論中規定的最小配筋率,但其配筋量仍極大。

      3) 大體積混凝土結構的水泥水化熱較大,在外界溫度變化時,常不可避免地發生溫度裂縫。為限制裂縫寬度需配置較多的溫度鋼筋。

      4) 結構有的全浸于水中,有的處于承壓或干濕交替的狀態,有的尚有滲漏、凍融或沖刷氣蝕等作用,耐久性常成為水工混凝土的嚴重問題。

      5)不少結構為非桿件體系,無法象彎、壓、拉等標準桿件那樣按極限強度理論進行配筋分析。

      為適應水工中這種大體積、低配筋和非桿件的特殊性態, 我國工程界曾作過多方面的探索,如按應力圖形配筋、非線性鋼筋混凝土有限元分析、大體積混凝土溫度配筋等,并有了不少進展。

      2、水工混凝土結構的可靠度分析

      水工統一標準已規定水工結構設計必須采用以近似概率法為基礎的可靠度理論。但在引用這一理論時,注意到水工混凝土結構的某些特殊性是完全必要的。例如:

      1) 水工大體積混凝土的實際強度與實驗室小試塊強度的差異就比工民建的混凝土來得更大些,其中尺寸效應、持久強度和水飽和時的強度降低及后期強度的增長等因素造成的混凝土強度不定性就有深入研究的必要。

      水工中一些主要荷載的實測和統計工作做得還很不夠。有些荷載如土壓力、圍巖壓力、

      滲透壓力、地基反力等還是用理論公式計算出來的,與實測值有多大差異還不十分清楚。有些荷載還具有人工控制的特點,如有溢洪或閘門設施時的擋水壓力,就具有確定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。

      2) 水工中荷載與荷載效應之間的關系常隨所采用的分析方法的不同而有根本性的差別。例如:尾水管,采用一般框架分析或帶剛性域框架分析或用有限元分析,得出的荷載效應值將有極大差別,甚至會使截面內力發生變號。因此計算簡圖正確程度的不定性將嚴重影響結構實有的可靠指標。但這種不定性目前還難于統計分析。

      3)房屋建筑或橋梁工程等失事后果僅在于建筑物本身以及本身范圍內的人身及經濟損失。但擋水大壩等水工建筑物失事后將危及下游廣大范圍內的村鎮及農田,其損失遠大于建筑物本身。因此對這種會導致嚴重后果的結構是不能用一個結構重要性系數并簡單地取 就能了事的。在它的可靠指標分析中應該把造成后果的嚴重程度考慮在內。目前,水工統一標準(初稿)把水工建筑物的安全等級也類似房屋建筑那樣分為三級,分別取。但水工中的大型建筑物如葛洲壩、劉家峽工程與一些小型渠系涵管之間,其失事后果嚴重性的差別,決不是1.0, 0.9 之比。我們認為水工建筑物的安全等級宜分為五級,對于擋水建筑可分屬于1,2,3個級別,對于一般鋼筋混凝土結構構件則可分屬于3,4,5三個級別。因為最重要的鋼筋混凝土構件也無法與3級擋水閘壩相比。

      3、 水工混凝土結構的耐久性

      過去,工程技術人員所關心的常常只是工程的設計和建造。但工程結構在長期使用過程

      中會逐漸損壞這一客觀規律迫使人們把注意力轉向已建結構的可靠性評估及維修加固技術方面來。人們除了關心工程的初始造價外,還應從大系統出發考慮工程的維護費用及遇到風險時的損失期望值。這方面的研究已成為結構工程學科發展的重要分支。

      目前,國內不少50年代的建筑物,已進入“老年期”,對其繼續使用壽命作出鑒定和書評估,以及采取最佳的加固補救技術是十分重要的。國內在房屋建筑方面已制定了相應的法規

      和條文,編制了可靠性鑒定標準和加固技術規范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑嚴重得多,除混凝土碳化鋼筋誘蝕引起順筋開裂外,還有凍融、低強度風化、滲漏、沖刷氣蝕、水質侵蝕、堿骨料反應等嚴重病害。僅“七五”期間,部屬大中型水電工程需要修補的就耗資數億元。

      但目前水工鋼筋混凝土設計規范中, 對耐久性還只以荷載直接作用下的受力裂縫的寬度作為衡量的指標,這顯然是很不全面的。有關水工建筑物調查顯示:967根構件中因鋼筋銹蝕順筋開裂(先銹后裂)的占56% ,但未發現一根是由于受力裂縫(橫向裂縫)引起的。鋼筋混凝土構件的耐久性主要決定子保護層厚度、水泥品種和訊量、水灰比、結構類型、施工質量、表面防護等。大體積混凝土結構則還與混凝土強度、抗凍性、抗滲性、抗腐蝕性和抗沖刷能力等有關。因此,在設計階段就應該把這些因素加入進去加以考慮,以改變設計人員只重視強度的片面觀。

      結語:

      1)當前我國工程結構總的基本設計原則是“概率極限狀態設計原則”.從長遠的觀點看,水工砌體結構繼續沿用《橋規》設計是不適宜的.

      2)盡管GBJ3一88規范也是采用“概率極限狀態設計原則”,但不是以5種分項系數表達的實用設計表達式,不完全符合水利水電系統工程結構應共同遵守的GBJ5099一94《水工統標》,用GBJ3一88規范設計一般的水工砌體結構有不足之處.

      3)本文方法本質上是GBJ3-88規范方法.由于內力設計值改用水工方法計算,因此,可與其它專業的水工規范統一或銜接,使用方便、安全可靠,具有水工特點.鑒于目前研究的深度和廣度,建議用于中小型水利水電工程中的砌體結構設計.

      參考文獻:

      混凝土結構設計規范范文第4篇

      【關鍵詞】結構設計;常見問題;探討

      discuss several common problems in structural design

      guo wei-wei

      (architectural design institute of shanxi jincheng jincheng shanxi 048000)

      【abstract】there are many elements of design, specification does not make specific provisions, or provisions of clauses is not comprehensive, so that structural designers is easy to overlook.

      【key words】structural design; common problems; discuss

      結構設計中有許多內容,規范未作具體的規定,或規定的條文不全面,使結構設計人員很容易忽視。以下為本人在工作過程中所遇到的一些問題,供同行們做結構設計時參考。

      1.不上人屋面活載取值問題

      平時會經常遇到不上人屋面因落水管堵塞而積滿水,又沒人疏通,這積水何載也不能忽視。如不上人屋面女兒墻高700mm,若積滿水,荷載為0.7x10=7kn/m2。而按《建筑結構荷載規范》第4.3.1條中規定不上人屋面活載取值僅為0.5 kn/m2。可見實際產生的荷載與設計規定的荷載相差較大。結構設計若按7 kn/m2考慮,那又給業主帶來很大的浪費。為此,本人建議建筑設計人員在不上人屋面女兒墻根部50mm處增設泄水管,萬一落水管堵塞,能及時排除屋面的積水。若能采取上述措施,按荷載規范要求,不上人屋面活載仍按0.5 kn/m2設計。對上翻邊雨篷也可采取上述措施以確保結構設計不考慮積水荷載。

      2.衛生間荷載取值問題

      在圖紙審查中有人提出,對于有分隔蹲廁的衛生間活載應按《全國民用建筑工程設計技術措施結構》中規定的8 kn/m2值進行設計,本人認為不妥。如今的衛生間隔板在建筑設計中都是采用木質板、塑料板或復合板,而非以前的預制水磨石板或磚砌體,因而只考慮蹲坑的重量就可以了。蹲坑一般抬高150mm,采用1:6水泥焦渣墊層(容重為14 kn/m3),墊層荷載為0.15x14=2.1 kn/m2,該荷載為局部荷載,又非全開間荷載,且應按恒載考慮。結構設計時可按原樓面恒載加上該部分抬高所增加的荷載就可以了,活載仍舊按《建筑結構荷載規范》第4.1.1條中規定的2.0 kn/m2計取,這樣比較合理。

      3.后澆帶問題

      《混凝土結構設計規范》第9.1.1條中規定現澆鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55m,而9.1.3條則規定當采取后澆帶分段施工、專門的預加應力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設計過程中較難把握。采取后澆帶分段施工后究竟應控制房屋長度多少而不至于產生裂縫等不良現象呢?本人認為這取決于各地區的溫差和施工條件以及采取的措施等等因素。按照溫州地區的經驗,在55m~70m以內時,采取設置施工后澆帶及相應的構造加強措施而不設置伸縮縫,這在本人長期的工程實踐中證明是切實可行的,多個工程均未產生較大的裂縫。當然,具體過程還應通過有效的分析或計算,慎重考慮多種不利因素,確定合理的伸縮縫間距。在結構設計中必須對梁柱配筋進行概念上的調整,規范也規定當增大伸縮縫間距時尚應考慮溫度變化及混凝土收縮對結構的影響。首先是長向板鋼筋應雙層設置,并適當加強中部區域的梁板配筋,中部區域溫度應力顯然是比較大的。當框架結構超過70m時,本人認為必須采取特殊的措施才能不設置伸縮縫,譬如說采用預加應力,摻入抗裂外加劑等等。如果對超長結構,不能有效的分析清楚受力情況,本人建議還是應按規范要求設置伸縮縫,畢竟建筑上設縫只要處理得當還是不影響美觀的。

      4.板面設置溫度應力筋問題

      《混凝土結構設計規范》第10.1.9條規定在溫度收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距宜取為150~200mm,并應在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%。什么區域屬于溫度收縮應力較大的區域?本人認為對于規則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設置相應的溫度應力鋼筋,而對于超長結構,則建議在超長結構的長向均應設置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異,功能重要的區域設置。

      5.鋼筋砼水池保護層問題

      《混凝土結構設計規范》第9.2.1條規定,板、墻在二a類環境的混凝土保護層厚度為20mm,《給水排水工程構筑物結構設計規范》第6.1.3條規定與水、土接觸或高濕度保護層厚度為30mm,與污水接觸位35 mm,《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》第7.1.2條規定與此相同,而《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定防水混凝土結構迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。本人以為鋼筋砼水池砼保護層應按《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》進行設計,而地下室等重要的建筑物則要按《地下工程防水技術規范》設計。

      以上是本人在結構設計中經常出現的幾個問題的理解,難免有片面性。在今后的設計過程中,應以規范為依據,以概念設計為補充,不斷總結,使我們的設計更經濟合理。

      參考文獻

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      [2] 《全國民用建筑工程設計技術措施結構》.

      [3] 《混凝土結構設計規范》(gb 50010-2002).

      [4] 《給水排水工程構筑物結構設計規范》(gb 50069-2002).

      混凝土結構設計規范范文第5篇

      關鍵詞:鋼筋混凝土;結構設計;常見問題;改進方法

      中圖分類號: TU375 文獻標識碼: A 文章編號:

      Abstract:Concrete structure used widely, but its design also has many problems, this paper discussed in concrete structure design of principle based on the foundation of concrete structure design and the upper structure problems are analyzed, and finally of concrete structure analysis of the main points of attention is discussed.

      Key words:Reinforced concrete; Structure design; Common problem; Improvement methods

      1 引言

      混凝土結構是世界上使用最廣泛的建筑結構類型,在處于建設高峰期的我國建筑之中應用更是眾多。遵守結構設計的原則是保證相關混凝土建筑結構設計安全可靠的有力手段,本文對各項混凝土結構設計的原則進行了較為細致的介紹分析。目前混凝土結構設計存在的問題在基礎設計部分和上層建筑結構設計部分都有出現,需要進行深刻認識并改進提高。完善的結構分析可以很好的避免結構設計中出現問題,對幾個關鍵因素的控制成為結構設計的核心。

      2 混凝土結構的設計原則

      2.1 所做結構設計滿足各項規范要求

      結構工程設計師進行建筑結構設計的時候,第一步的設計工作就是首先要清晰并嚴格執行國家及地方相關的建筑結構設計所需滿足的相關法律法規、規范規程及設計標準要求規定等。由于各個行業當前現有的混凝土建筑結構相關設計規范理論并不是全部統一的,結構工程師必須對如《混凝土結構設計規范》、《高層建筑混凝土結構設計技術規程》和《建筑抗震設計規范》等多項混凝土相關設計規范進行全面掌握,對相關設計條文嚴格執行。同時結構設計師應當對結構規范等這些條文的理解和運用要結合大量的工程經驗,密切結合工程實際,憑借深刻的理解和靈活的運用以應對大量復雜的現代混凝土建筑結構要求。

      2.2 結構設計滿足建筑功能要求

      建筑結構是為了建筑功能的實現而變化存在的,混凝土結構的設計要求更是如此。因此進行結構設計時,結構設計人員首先要明確調整混凝土結構梁、板、柱等組合運用新型的結構類型或者運用最新的結構材料設計工藝等保證所需要的的特定功能。首先,結構設計要求滿足安全需要,同時確保結構設計要使得施工及使用都能夠保證可能發生的各項荷載及變形應對能力,即使在低概率的不可抗拒事件之中也能夠保證結構穩定安全。其次,在結構設計滿足建筑的使用性能要求前提下,以及正常使用情況下具有規劃要求的特定使用需要及優異的工作性狀,不允許超過限制的變形、振幅或者裂縫出現。此外還要滿足耐久性的設計要求,正常維護條件下混凝土建筑都具有良好的耐久性能,所涉及的結構要在污染越來越嚴重的環境中保證不出現材料風化、腐蝕或者碰撞失效的情況,達到設計要求的使用壽命。

      2.3 清楚建筑結構的極限狀態

      建筑結構的極限狀態指的是結構整體或者部分出現不能滿足結構設計所規定性能要求的狀態,其分為正常使用的極限狀態及承載能力的極限狀態兩種。對于第一種控制結構處于使用性能要求范圍內,不出現超過使用要求的撓度及裂縫等,第二種是要求結構處于安全穩定條件之下,保證整體到局部穩定性能,不出現破壞甚至倒塌。

      3 結構基礎設計常見問題

      3.1實際勘察資料及臨近建筑報告不全等問題

      地基的結構設計流程為勘察到設計,最后進行施工,勘察則為基礎設計而提供可靠的設計依據,但是結構的地基基礎設計中常常存在所需要的勘察資料不全面或者在建設地點周邊存在影響性建筑卻沒有被勘察報告記錄等現象。當前我國的地基基礎設計很多都存在缺乏實地的勘察測量報告或者所做的勘察報告不全面,缺少周邊環境建筑等條件分析的文件。對于我們的結構設計而言,整個工程項目的科學性和經濟性得不到保障,甚至威脅到所設計的基礎處理方法不當導致安全問題等。要實現這方面的改進,首先必須建立更加強有力的制度保障,對于不合格的地質條件勘測永久性追究責任,其次是對勘測進行量化要求,保證勘察檢測報告中各項參數的具體、準確且全面,此外要引進更多更高素質的地質勘測人才,實現相關產業的持續發展。

      3.2 基礎變形驗算保障中存在的問題

      對于地基處理后的變形驗算是為了有效地保證了后續設計的可靠性和耐久性,對于基礎中常見的變形驗算缺乏或者驗算未按照相關要求進行的情況嚴重威脅這混凝土結構設計的質量。國家相關規定已經明確要求,結構設計等級在甲級和乙級條件下根據地基的變形進行設計,在丙級條件下的地基處理按照規范規定操作,最后進行變形的驗算。從根本上解決這方面的的為問題主要是對變形驗算各項參數嚴格的規定上采取措施,相關監督檢查部門對設計單位進行變形審查時進行深層次的管理監督。

      3.3 地基下臥層的驗算問題

      地基下臥層頂部的承載力計算的時候往往只能對深度進行修正,根據土層具體條件選擇修正系數。這部分的驗算就是要求擴散角數值符合《建筑地基基礎設計規范》的直接規定要求,如果不滿足要求要按照平均的應力系數計算擴散角,繼而進行相關驗算。常見的復合地基持力層一般選擇承載能力較高土層,當下臥層屬于軟弱土層時就要進行承載力的驗算。根據建筑物埋深情況,選擇合適的持力層并驗算軟弱下臥層尤為關鍵,必要時應對下臥層進行地基處理。

      5 上部結構設計存在不足

      混凝土結構上部結構形式主要有剪力墻結構、框架剪力墻結構和框架結構等幾種類型,施工實踐發現這些結構類型的設計往往存在少筋或者超筋等問題。

      框架柱存在主要集中在角柱、短柱和超短柱設計之中,幾個柱形式都有各自的特點,有自己的問題和避免問題發生的措施。角柱的計算要求進行獨自的參數定義,這些定義必不可少,一旦忽視這部分的意義而進行計算,得到的計算結果同實際配筋率要求就會存在較大差異,出現所配的鋼筋達不到最小配筋率的要求。短柱設計過程中箍筋間距不能大于100mm,其體積配筋率不能小于1.2%,在一級抗震要求下,短柱全高范圍內箍筋的間距要求比縱向配筋直徑的6倍小。超短柱是整個設計過程要盡量避免出現的形式,其抗震性能較差,對于無法避免的超短柱要通過軸壓比的控制方法,運用較優良性能箍筋進行全框架柱的添芯處理。

      框架梁結構配筋設計過程由于繪圖僅按照支座端標注配筋、箍筋未考慮根據梁端配筋較大和梁跨中和支座配筋比例較大等原因而較實際配筋小,設計中要針對上述三點原因逐一避免并進行計算上的改進。按照最新的規范要求,抗震等級在1至4級的時候,框架梁的加密區箍筋最大的間距比梁高四分之一數值要小。

      同時對于混凝土結構設計時,為了使得模型有效地反映出結構的實際受力情況,必須對模型采取正確的計算參數調整,同時對混凝土結構設計完成后要進行多個參數及結構整體的分析,把握幾個要點達到設計規范要求,保證結構的安全、性能和耐久。結構位移比體現了結構整體的扭轉效應,因為局部振動對結構位移比影響較大,進行結構分析的時候往往采用剛性樓板假設進行計算分析。設計的抗震驗算越來越受到設計分析的重視,新規范對于這一部分要求的提高使得相關分析工作要求也相應大幅提高,剪重比要求滿足所要求的情況,過大或者過小都要進行結構的設計調整。

      6 5結語

      本文通過結合筆者從事結構設計實踐經驗,針對目前混凝土結構設計存在的問題在基礎設計部分和上層建筑結構設計部分存在的常見問題,分別從基礎設計部分、混凝土上部結構及其模型計算參數的調整來提出相應的結構設計策略,同時提出結構設計人員從事混凝土結構設計應當把握的設計原則。

      參考文獻:

      [1] 徐添財.建筑結構設計過程中常見問題探討[J].民營科技,2011,28(12):118~119.

      [2] 閆鋒,姜欣.淺談建筑結構設計[J].特種結構,2009,27(11):31~33.

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