淺析鋼筋混凝土結構設計中的常見問題
發布時間:2014-07-15
一、前言
隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan),城(cheng)市(shi)麵(mian)貌(mao)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi),一(yi)棟(dong)棟(dong)高(gao)樓(lou)大(da)廈(sha)拔(ba)地(di)而(er)起(qi)。隨(sui)之(zhi)建(jian)築(zhu)功(gong)能(neng)的(de)不(bu)斷(duan)豐(feng)富(fu),新(xin)穎(ying)的(de)造(zao)型(xing),致(zhi)使(shi)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za),但(dan)目(mu)前(qian)的(de)設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)普(pu)遍(bian)偏(pian)短(duan),也(ye)使(shi)設(she)計(ji)文(wen)件(jian)中(zhong)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)某(mou)些(xie)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti),應(ying)該(gai)引(yin)起(qi)我(wo)們(men)的(de)重(zhong)視(shi)。在(zai)此(ci),作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)從(cong)事(shi)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)十(shi)幾(ji)年(nian)的(de)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan),非(fei)常(chang)願(yuan)意(yi)把(ba)我(wo)在(zai)工(gong)作(zuo)中(zhong)得(de)到(dao)的(de)經(jing)驗(yan)和(he)大(da)家(jia)一(yi)同(tong)分(fen)享(xiang)和(he)交(jiao)流(liu)。下(xia)麵(mian),我(wo)就(jiu)通(tong)過(guo)“
鋼筋混凝土結構”--這個我們最常采用的結構形式,在設計過程中,容易忽視的問題,做一個簡單介紹,願和同行商榷。
二、地基與基礎設計過程中存在的問題
1、柱(zhu)下(xia)獨(du)立(li)基(ji)礎(chu)帶(dai)梁(liang)板(ban)式(shi)的(de)地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)設(she)計(ji)中(zhong),地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)設(she)計(ji)中(zhong),容(rong)易(yi)忽(hu)視(shi)因(yin)建(jian)築(zhu)物(wu)沉(chen)降(jiang)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)附(fu)加(jia)應(ying)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)。因(yin)為(wei)實(shi)際(ji)上(shang)整(zheng)個(ge)地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)與(yu)柱(zhu)下(xia)獨(du)立(li)基(ji)礎(chu)在(zai)上(shang)部(bu)荷(he)載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia),將(jiang)會(hui)一(yi)起(qi)發(fa)生(sheng)沉(chen)降(jiang)變(bian)形(xing),共(gong)同(tong)受(shou)力(li),如(ru)未(wei)考(kao)慮(lv)因(yin)此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)附(fu)加(jia)應(ying)力(li),對(dui)底(di)板(ban)而(er)言(yan)是(shi)偏(pian)於(yu)不(bu)安(an)全(quan)的(de),有(you)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)不(bu)足(zu)而(er)開(kai)裂(lie)。尤(you)其(qi)對(dui)於(yu)采(cai)用(yong)天(tian)然(ran)地(di)基(ji)的(de)情(qing)況(kuang)時(shi),其(qi)影(ying)響(xiang)則(ze)更(geng)為(wei)顯(xian)著(zhu)。對(dui)於(yu)總(zong)沉(chen)降(jiang)量(liang)較(jiao)小(xiao)的(de)工(gong)程(cheng),可(ke)考(kao)慮(lv)在(zai)地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)與(yu)持(chi)力(li)層(ceng)之(zhi)間(jian)采(cai)取(qu)褥(ru)墊(dian)處(chu)理(li)措(cuo)施(shi),當(dang)然(ran),是(shi)否(fou)采(cai)用(yong),還(hai)要(yao)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)其(qi)他(ta)因(yin)素(su)。另(ling)外(wai),對(dui)於(yu)地(di)下(xia)水(shui)位(wei)季(ji)節(jie)性(xing)變(bian)化(hua)較(jiao)大(da)的(de)地(di)區(qu),應(ying)考(kao)慮(lv)高(gao)低(di)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)水(shui)位(wei)對(dui)地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)的(de)不(bu)同(tong)影(ying)響(xiang),求(qiu)出(chu)包(bao)絡(luo)圖(tu),再(zai)做(zuo)配(pei)筋(jin)設(she)計(ji)。
2、對於有地下室的建築,當地下水位較高時,在室外地坪之下的結構部分,外輪廓形狀應盡量簡潔,這樣有利於
建築防水的施工。尤其對於柱下承台的形式,更為明顯。此時,由於柱下承台的影響,基槽地模形狀很複雜,有很多的陰陽角和放坡,即加大了
防水施工的de難nan度du,有you加jia長chang了le施shi工gong時shi間jian,都dou不bu利li於yu保bao證zheng質zhi量liang,並bing且qie還hai增zeng加jia工gong程cheng造zao價jia。對dui於yu這zhe種zhong情qing況kuang下xia,我wo建jian議yi大da家jia考kao慮lv反fan承cheng台tai法fa,即ji統tong一yi地di下xia室shi底di板ban和he承cheng台tai的de下xia皮pi標biao高gao相xiang同tong,承cheng台tai需xu要yao加jia厚hou部bu分fen向xiang上shang作zuo,然ran後hou地di下xia室shi內nei部bu作zuo濾lv水shui層ceng和he覆fu土tu等deng地di麵mian做zuo法fa。這zhe種zhong做zuo法fa的de優you點dian是shi,基ji槽cao地di模mo形xing狀zhuang很hen簡jian單dan,方fang便bian施shi工gong,利li於yu施shi工gong質zhi量liang得de保bao證zheng,同tong時shi也ye縮suo短duan了le施shi工gong時shi間jian。並bing且qie,內nei部bu的de覆fu土tu重zhong量liang也ye平ping衡heng掉diao了le部bu分fen作zuo用yong在zai底di板ban上shang的de水shui浮fu力li,減jian小xiao配pei筋jin,這zhe種zhong自zi相xiang平ping衡heng的de思si路lu最zui科ke學xue。同tong時shi也ye提ti高gao了le建jian築zhu物wu的de抗kang傾qing覆fu能neng力li。
3、地下室底板和外牆配筋計算時,往往假設條件與實際情況不符。例如地下室外牆配筋計算:youdegongchengwaiqiangpeijinjisuanzhong,fanwaiqiangdaifubizhude,buqubiefubizhuchicundaxiao,yilvanshuangxiangbanjisuanpeijin,erfubizhuandixiashijiegouzhengtidiansuanfenxijieguopeijin,youweianwaiqiangshuangxiangbanchuandihezaiyansuanfubizhupeijin。anwaiqiangyufubizhubianxingxietiaodeyuanlifenxi,qiwaiqiangshuxiangshoulijinpeijinbuzu、扶壁柱配筋偏少、外牆的水平分布筋有富餘量。建議:除了垂直於外牆方向有鋼筋砼內隔牆相連的外牆板塊或外牆扶壁柱截麵尺寸較大(如高層建築外框架柱)之間外牆板塊按雙向板計算配筋外,其餘的外牆宜按豎向單向板計算配筋為妥。
4、天然地基錐體獨立基礎設計問題,有的基礎設計錐體斜麵坡度大於1:3,該(gai)錐(zhui)體(ti)部(bu)分(fen)砼(tong)很(hen)難(nan)振(zhen)搗(dao)密(mi)實(shi),現(xian)場(chang)施(shi)工(gong)往(wang)往(wang)是(shi)砼(tong)自(zi)然(ran)堆(dui)上(shang),采(cai)用(yong)鏟(chan)子(zi)或(huo)抹(mo)灰(hui)刀(dao)拍(pai)搗(dao)成(cheng)形(xing),其(qi)錐(zhui)體(ti)部(bu)分(fen)的(de)砼(tong)很(hen)難(nan)達(da)到(dao)設(she)計(ji)強(qiang)度(du)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)建(jian)議(yi)優(you)先(xian)采(cai)用(yong)階(jie)梯(ti)形(xing)獨(du)立(li)基(ji)礎(chu),利(li)於(yu)施(shi)工(gong),才(cai)能(neng)更(geng)好(hao)地(di)保(bao)證(zheng)施(shi)工(gong)質(zhi)量(liang)。
5、柱zhu下xia獨du立li基ji礎chu之zhi間jian的de拉la梁liang,如ru同tong時shi又you是shi首shou層ceng維wei護hu牆qiang的de承cheng重zhong梁liang的de時shi候hou,不bu應ying該gai再zai簡jian單dan地di按an拉la梁liang進jin行xing設she計ji。而er且qie在zai考kao慮lv荷he載zai時shi,要yao考kao慮lv梁liang上shang皮pi以yi上shang土tu擴kuo散san角jiao之zhi內nei的de土tu重zhong。
三、上部結構設計過程中存在的問題
1、框(kuang)剪(jian)結(jie)構(gou),剪(jian)力(li)牆(qiang)的(de)布(bu)置(zhi)要(yao)均(jun)勻(yun),不(bu)要(yao)出(chu)現(xian)單(dan)肢(zhi)剛(gang)度(du)過(guo)大(da)的(de)剪(jian)力(li)牆(qiang),以(yi)免(mian)應(ying)力(li)過(guo)於(yu)集(ji)中(zhong),一(yi)旦(dan)破(po)壞(huai),將(jiang)構(gou)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)。而(er)且(qie),與(yu)之(zhi)相(xiang)關(guan)聯(lian)的(de)基(ji)礎(chu),連(lian)梁(liang)等(deng)構(gou)件(jian)的(de)設(she)計(ji)難(nan)度(du)都(dou)會(hui)加(jia)大(da)。剛(gang)度(du)較(jiao)大(da)的(de)第(di)一(yi)級(ji)別(bie)的(de)剪(jian)力(li)牆(qiang)(同一級別的剪力牆是指剛度相近,比值小於2時的牆肢),其牆肢數不應少於4肢zhi。另ling外wai,當dang遇yu到dao中zhong震zhen時shi,我wo們men應ying考kao慮lv第di一yi級ji別bie的de剪jian力li牆qiang進jin入ru塑su性xing後hou,還hai應ying有you小xiao級ji別bie的de剪jian力li牆qiang來lai維wei持chi建jian築zhu物wu變bian形xing不bu致zhi過guo大da,產chan生sheng次ci生sheng災zai害hai。這zhe就jiu是shi多duo道dao設she防fang的de概gai念nian。但dan當dang遇yu到dao大da震zhen時shi,小xiao級ji別bie的de剪jian力li牆qiang也ye進jin入ru塑su性xing階jie段duan後hou,建jian築zhu物wu基ji本ben已yi經jing破po壞huai了le。此ci時shi,我wo們men應ying該gai通tong過guo我wo們men的de設she計ji有you選xuan擇ze地di讓rang梁liang破po壞huai,從cong而er保bao證zheng柱zhu子zi的de完wan整zheng性xing,來lai保bao證zheng建jian築zhu不bu倒dao,或huo緩huan倒dao,以yi爭zheng取qu時shi間jian,減jian少shao人ren員yuan的de傷shang亡wang。這zhe就jiu是shi我wo們men說shuo的de延yan性xing設she計ji。
2、kuangjianjiegoudelianliangshejihenzhongyao,danwomenkandao,muqianhenduoshejizaizhegehuanjieshangzuodebingbuhao。youdeshiyinweizhongshibugou,youdeshiyingweirenshibuzu。xianzaiwobawozaizhefangmiandejingyanjiandanjieshaoyixia。shouxian,shenmeshilianliangne?簡jian單dan的de說shuo,就jiu是shi那na些xie連lian接jie兩liang片pian剪jian力li牆qiang,當dang遇yu到dao中zhong震zhen或huo大da震zhen時shi,它ta會hui首shou先xian開kai裂lie,起qi到dao耗hao能neng作zuo用yong,從cong而er使shi建jian築zhu物wu保bao持chi一yi定ding延yan性xing的de梁liang。隻zhi有you滿man足zu了le這zhe種zhong情qing況kuang,才cai是shi連lian梁liang,或huo者zhe說shuo我wo們men才cai有you意yi義yi把ba它ta按an連lian梁liang進jin行xing設she計ji。根gen據ju它ta的de特te性xing,我wo們men就jiu應ying該gai設she計ji時shi注zhu意yi幾ji點dian,第di一yi,不bu要yao盲mang目mu地di增zeng大da它ta抗kang彎wan的de能neng力li,否fou則ze會hui使shi連lian梁liang延yan遲chi破po壞huai,起qi不bu到dao及ji時shi耗hao能neng的de作zuo用yong,致zhi使shi其qi他ta重zhong要yao構gou件jian破po壞huai,使shi結jie構gou失shi去qu延yan性xing。第di二er,我wo國guo現xian行xing結jie構gou規gui範fan中zhong規gui定ding,連lian梁liang上shang不bu許xu搭da框kuang架jia梁liang。我wo覺jiao得de這zhe句ju話hua說shuo得de不bu嚴yan謹jin,更geng準zhun確que的de定ding義yi應ying該gai是shi,不bu準zhun搭da重zhong要yao的de豎shu向xiang承cheng重zhong構gou件jian。因yin為wei我wo們men設she計ji連lian梁liang會hui在zai遇yu到dao中zhong震zhen或huo大da震zhen時shi,首shou先xian開kai裂lie,所suo以yi它ta的de抗kang剪jian能neng力li也ye會hui急ji劇ju下xia降jiang,如ru果guo此ci時shi它ta還hai承cheng受shou著zhe很hen大da的de豎shu向xiang荷he載zai,就jiu會hui引yin起qi連lian鎖suo破po壞huai。
3、“強柱弱梁,強剪弱彎,強大節點”,是我們
鋼筋混凝土結構延性設計的基本原則。但在震害調查中發現,我們設計的“強柱弱梁”的延性破壞機製有時難以實現,這是因為我國的《建築
抗震設計規範》對一、二、三級框架節點的“強柱弱梁”設計有以下要求:∑Mc=η∑Mb,∑Mc――節點上下柱端同向彎矩之和,∑Mc――節點左右梁端同向彎矩之和,η――柱彎矩增大係數,7度區的多層框架
抗震等級為三級η=1.1,但這僅針對於小震彈性設計;當建築遭受“中震、大震”時,由於地震作用,框架梁、zhudewanjuzengdahenduo,erkuangjialiangduanwanjuweishuxianghezaihedizhenzuoyongchanshengdewanjuzhihe,qizengdabilixiangduizhuyaoxiaohenduo,youyugangjindechaoqiangxiaoyingguoda,yinerzaochengkuangjiajiedianchuliangshouwanchengzailidayuxiangduiyingzhuzhengjiemianchengzailierchuxianzhujiao。lingwai,dangjiegoucaiyongxianjiaobanshi,jiegoufenxijisuanshikaolvbandezuoyongerjiadalianggangdu,liangshejipeijinshiquemeiyoukaolvbangangjindezuoyong,zaizheshejirenyuanrenweijiadaliangpeijin,zheduiyukuangjiajiedianwuyishixueshangjiashuang,yinerkuangjiajiegou“弱柱強梁”的破壞形態就產生了。所以,我們在設計時,不要盲目加大框架梁支座處的上部鋼筋,但應適當柱子的配筋。
4、在zai懸xuan挑tiao的de挑tiao梁liang的de端duan頭tou,應ying設she置zhi構gou造zao柱zhu,把ba每mei層ceng的de挑tiao梁liang聯lian係xi起qi來lai,並bing按an受shou拉la構gou件jian要yao求qiu,設she計ji構gou造zao柱zhu。這zhe樣yang做zuo的de優you點dian是shi,通tong過guo構gou造zao柱zhu,協xie調tiao了le挑tiao梁liang的de變bian形xing,即ji使shi出chu現xian局ju部bu超chao載zai的de情qing況kuang,也ye可ke以yi把ba力li傳chuan到dao其qi他ta層ceng上shang,共gong同tong承cheng擔dan,從cong而er變bian相xiang的de提ti高gao了le結jie構gou安an全quan度du。另ling外wai也ye加jia大da了le對dui外wai維wei護hu牆qiang的de約yue束shu,防fang止zhi牆qiang體ti外wai閃shan。
5、另外還有一些構造上的細節問題,要多注意。比如如
鋼筋混凝土構件在不同條件下的鋼筋保護層厚度的取值;框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大於2%時,箍筋直徑應按要求增大2mm;框架梁端截麵的底麵和頂麵縱向鋼筋配筋量的比值偏小;框架梁高小於400時加密區箍筋間距偏大(如采用@100,小於梁高的四分之一);框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大於2.5%;框架柱全部縱向鋼筋的配筋率偏小等等,這些都是我們設計的構件能夠正常工作的前提,應予以重視。
四、結束語
建築結構設she計ji質zhi量liang,密mi切qie關guan係xi到dao人ren民min生sheng命ming財cai產chan的de安an全quan,責ze任ren重zhong大da。而er且qie結jie構gou專zhuan業ye是shi一yi個ge既ji有you深shen度du又you有you廣guang度du的de專zhuan業ye,我wo們men必bi須xu在zai工gong作zuo中zhong,不bu斷duan地di學xue習xi、總結,才能有所進步,才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設計過程中的一些認識寫出來的原因,希望與同行們一起討論、共同提高。