淺析建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p>　　淺析建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　摘要：本文作者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了探討，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　隨著高層建筑進一步的發(fā)展,滿足高層建筑的形

2、式、材料、力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜且多元化。為了革新高層建筑,體現(xiàn)其魅力,追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標和方向。 </p><p>　　1 高層建筑的具體結(jié)構(gòu) </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)主要是豎向抗側(cè)力構(gòu)件經(jīng)過水平樓板連接組成的大型空間結(jié)構(gòu)體系，對其需采取內(nèi)力、位移等方面的計算，在計算時需要從不同的程度進行相關(guān)方的計算，并完善計算方式以取得理想的數(shù)據(jù)。當(dāng)

3、前，對于結(jié)構(gòu)整體分析可進行以下假定: </p><p>　　1.1 剛性樓板方面 </p><p>　　在計算高層建筑的內(nèi)力與位移過程中通常假定樓板對自身平面內(nèi)是無限剛性,平面外剛度極小且排除在計算外，當(dāng)假定是剛性樓板時,在設(shè)計過程中就需要運用措施確保樓板平面內(nèi)的整體剛度。 </p><p>　　1.2 結(jié)構(gòu)材料方面 </p><p>　　線

4、彈性對建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移假定時,一般想象成結(jié)構(gòu)與構(gòu)件處在彈性工作形勢下,根據(jù)彈性理論進行研究,但框架梁及連梁等構(gòu)件需要對局部塑性變形引起的內(nèi)力重分布進行研究。對計算地震環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)的薄弱層變形時選擇彈塑性分析方法。 </p><p>　　1.3 計算圖形方面高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計算圖形主要包括了：一維協(xié)同分析、二維協(xié)同分析、三維空間分析 </p><p>　　1.4 小變形

5、方面 </p><p>　　在所有方法中是經(jīng)常運用的基本假定。但專家們在研究非線性問題(P―Δ效應(yīng))后得出了新的結(jié)論，通常在頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時,就應(yīng)該將P―Δ效應(yīng)考慮在計算內(nèi)。 </p><p>　　2 改進高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的策略 </p><p>　　城市現(xiàn)代化建設(shè)使得我國高層建筑不斷出現(xiàn)，并且由于人們的要求其建筑施工

6、的需要使得建筑技術(shù)的難度也隨之增加。而高層建筑的側(cè)向位移迅速加快使得高層建筑在設(shè)計過程中除了需要保證良好的強度外，還必須具備足夠的剛度，這樣才能讓混凝土的結(jié)構(gòu)不斷完善，將水平力作用下的層位移限制在最小范圍內(nèi)。并且為防止高層建筑受到地震影響出現(xiàn)倒塌,不僅需要達到使用需要的強度，還應(yīng)該對整個建筑實施更好的完善方案，來從整體上改進建筑的結(jié)構(gòu)性能，從而增加高層建筑的使用壽命。這就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段將以上不同的因素積極考慮在內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)具備良好的

7、強度、剛度。 </p><p><b>　　2.1剪力墻設(shè)計 </b></p><p>　　高層建筑必須要具備良好的變形能力，要想在這一方面得到提高則應(yīng)當(dāng)采取措施防止剪切破壞。遇到一道截面較長的抗震墻時需要配合洞口布置弱連梁,讓墻體劃分成小開口墻、多肢墻，其而保證各個墻段的高寬比在2以上。建筑工程中的弱連梁需滿足地震時各層連梁的總約束彎矩小于該墻段總地震彎矩的20%；

8、連梁狀況同樣需在標準狀況內(nèi)，這一刻防止墻肢發(fā)生全截面受拉問題，這對于整個建筑來說都是很嚴重的。另一方面，為了實現(xiàn)節(jié)能降耗且防止連梁強度過低，在連梁弱施工中需做好各方面工作。當(dāng)連梁變?yōu)槠胀ǖ男×簳r,墻肢則成為單肢墻，單肢墻的延性則減弱，由于單肢墻的抗震防線只有一道,超靜定的次數(shù)較少，出現(xiàn)地震后將面臨很大的損壞。當(dāng)前，大部分設(shè)計師操作時會把結(jié)構(gòu)中門洞連梁、窗洞連梁設(shè)計成截面高度極小的二力桿件,這種變化大大降低了建筑的抗震能力。 </p

9、><p>　　一般情況下，我們都需要針對連梁的剛度嚴格控制把握，這多數(shù)還是考慮到剪力墻的剛度過大，剪力墻中的連梁受到水平力影響之后會因為很大的內(nèi)力而超過截面允許值,處理時需要對此類連梁先屈服,保證連梁能形成塑性鉸且不出現(xiàn)脆性破壞。我們一要保證連梁達到強剪弱彎的要求，在連梁的剛度方面要做好不同的控制。 </p><p>　　工程標準中指出剪力墻在端部需分布暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件，這些能發(fā)揮出磚混結(jié)

10、構(gòu)的約束柱效果,在結(jié)構(gòu)的剛度降低，地震作用下層間位移和頂點位移偏大后，邊緣構(gòu)件起到的作用更明顯，這時暗柱的截面和配筋也變大。若剪力墻的總截面面積與樓層面積之比值偏大，而房屋高度小、樓座面積大，對于墻端部的暗柱面積和配筋量則沒有建筑標準中的需要了。 </p><p>　　2.2 超長結(jié)構(gòu)的溫度變形和混凝土干縮變形 </p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程的關(guān)鍵部門，施工標準中對此結(jié)構(gòu)提

11、出的規(guī)定涉及到室內(nèi)條件下現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫需對間距嚴格控制，間距最大不超過55m，而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距在45m。若處于露天環(huán)境時，結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距更要嚴格控制，運用這樣的工程結(jié)構(gòu)主要能處理好兩方面的問題： </p><p>　　2.2.1干縮裂縫 </p><p>　　當(dāng)現(xiàn)澆混凝土在凝固硬化過程中常會出現(xiàn)收縮應(yīng)力，整個結(jié)構(gòu)則會出現(xiàn)干縮裂縫，該結(jié)構(gòu)形式越長，則造成的干縮裂縫越大

12、。 </p><p>　　2.2.2結(jié)構(gòu)控制 </p><p>　　超長結(jié)構(gòu)的運用應(yīng)當(dāng)符合工程當(dāng)?shù)氐募竟?jié)變化，大氣溫度的變化將造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹冷縮,這樣很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。另外，結(jié)構(gòu)越長,則對溫度產(chǎn)生的作用越大，這在許多建筑工程里是很難避免的問題。若參照工程規(guī)定的要求布置伸縮縫,常會造成雙墻、雙柱、雙梁,對高層建筑的立面處理、防水構(gòu)造會造成很大的不便?？紤]到有效處理超長結(jié)構(gòu)混凝土干

13、縮裂縫的問題,當(dāng)前工程單位主要采取的措施為分布混凝土后澆帶,把大的樓板面積劃分成小的區(qū)格,第一步結(jié)合混凝土澆筑小的區(qū)格,在小區(qū)格混凝土干縮變形結(jié)束后對區(qū)格之間的預(yù)留帶進行澆筑。此方法能有效防范干縮裂縫的出現(xiàn)，維持了建筑結(jié)構(gòu)的正常性。需要注意的是，后澆帶不得取代結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫，這是由于后澆帶混凝土硬化后,樓板會變成較長的整體,后澆帶則發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。 </p><p>　　建筑資料提到，受到溫差因素的影響，結(jié)

14、構(gòu)的應(yīng)力變化具有一定的規(guī)律，具體為：（1）高層建筑屋面或屋面下1層～2層應(yīng)力大，往下逐漸降低；（2）同一層樓板處中間的應(yīng)力大，兩邊則相對較?。唬?）對剪力墻兩端的應(yīng)力大,中間的相對較??；（3）山墻來講頂部的幾層的拉應(yīng)力大；（5）結(jié)構(gòu)剛度變化多的一層應(yīng)力大,例：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上面的那一層。鑒于這些實際的規(guī)律狀況，超長結(jié)構(gòu)需配合下列處理方法：（1）對屋面、外墻面的保溫隔熱進行處理，防止陽光給結(jié)構(gòu)帶來的輻射；（2）溫度應(yīng)力大的位置需做好配筋，溫度

15、鋼筋的布置需合理；（3）屋頂外露挑檐板、女兒墻等構(gòu)件需在適當(dāng)位置分布一道縫，一般每隔15m，縫寬20mm,縫內(nèi)縱向鋼筋無需斷開。 </p><p>　　2.3 屋面高大女兒墻的設(shè)計方法 </p><p>　　屋頂女兒墻對于高層建筑的作用也不可忽視，其能影響到整體建筑效果。女兒墻設(shè)計時難以直接參與主體結(jié)構(gòu)的研究，這就需要計算時僅分析女兒墻的自重,若女兒墻較低則能達到精度要求的,不對建筑結(jié)構(gòu)的

16、安全沒有影響。而在女兒墻高度上升時,其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)會更大，給整個建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響變大。 </p><p>　　女兒墻較高時需科學(xué)計算出女兒墻所受水平荷載狀態(tài)，女兒墻通常選擇鋼筋混凝土材料,配筋計算需借鑒支承于屋頂?shù)膽冶郯迩疫\用雙層鋼筋?？紤]到維持屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，屋面女兒墻所在的框架梁或墻要達到足夠的強度。計算女兒墻時需驗算在正常使用情況下由風(fēng)荷載造成的內(nèi)力并進行截面配筋。部分專家提出計算地震

17、作用,再將其乘以放大系數(shù)3來對內(nèi)力、配筋進行計算,該方式運用效果不理想，這是由于女兒墻是建筑結(jié)構(gòu)的次要構(gòu)件,若施工方法正確基本上不會發(fā)生嚴重問題。 </p><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得我國建筑行業(yè)的發(fā)展具備了廣闊的空間。當(dāng)前，很多地區(qū)正在積極建立的高層建筑，這就必須要對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題進行改進，使其發(fā)揮

18、出更大的作用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 蘇英.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究),2011，(16). </p><p>　　[2] 徐銀夫.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究[J].科技經(jīng)濟市場,2010，(02). </p><p>　　[3] 閔小