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公務員期刊網(wǎng) 精選范文 混凝土結構設計規(guī)定范文

混凝土結構設計規(guī)定精選(九篇)

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混凝土結構設計規(guī)定

第1篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

一、混凝土結構設計安全度的特征

通常情況下,建筑結構設計師設計建筑結構的終極目標是為了設計出結構合理、能夠安全使用的建筑物,因此,混凝土結構設計的安全度主要包括安全性、適用性以及耐久性三個方面的特征。適用性、安全性及耐久性也是衡量一個建筑物的混凝土結構是否達到經(jīng)久耐用和安全可靠的使用標準的基本標志,故統(tǒng)稱為混凝土結構設計安全度。

1.混凝土結構設計的安全性特征結構設計安全性具體是指在正常使用的情況下,設計的建筑物混凝土結構能夠承受必要的外在負荷作用,例如機械設備、結構自重、人流、家具、風雪以及氣溫變化等;在特殊情況下,設計的建筑物混凝土結構需要確保能夠屹立不倒,例如:當遇到颶風、地震、火災或者暴雨等突發(fā)狀況時還能夠保持結構穩(wěn)定。

2.混凝土結構設計的適用性特征

結構設計適用性具體是指在正常使用的情況下,設計的建筑物混凝土結構能夠有效發(fā)揮建筑物各個構件和各個系統(tǒng)所應有的使用功能。

3.混凝土結構設計的耐用性特征

結構設計耐用性具體是指在正常使用和日常維護的情況下,設計的建筑物混凝土結構能夠安全使用足夠長的年限。

二、加強混凝土結構設計中安全度的意義

建筑結構工程師設計建筑混凝土結構的目的就是賦予建筑混凝土結構一定的安全性能、牢固性能以及耐久性能,確保混凝土結構在規(guī)定的使用年限以內(nèi)能夠有效發(fā)揮其預定的各種使用功能。混凝土結構設計規(guī)范中所制定的各種計算公式和結構要求的出發(fā)點就是為了確?;炷两Y構設計的安全度,因此,混凝土結構設計的安全度要求全面考慮經(jīng)濟、技術和政策等方面的因素。從經(jīng)濟的角度來看,混凝土結構設計的安全度直接體現(xiàn)了工程造價、投資風險以及維修費用等之間的關系,即若要增強結構設計的安全度,則必然會增加工程造價,但會相應降低投資風險和維修費用;反之,若結構設計的安全度較低,盡菅工程造價較低,但又會相應提高投資風險和維修費用。因此,合理的混凝土結構設計的安全度要求權衡工程造價和工程風險,并尋求兩者間的最佳平衡點。從技術的角度來看,混凝土結構設計的安全度直接關乎選擇的結構類型、力學模型以及設計概念等是否合理,需要全面考慮,切忌和多種材料直接等同處理。從政策的角度來看,選擇合理的混凝土結構設計安全度不僅關乎人們的生命財產(chǎn)安全,甚至還會影響社會安全和政治穩(wěn)定,導致國家的技術經(jīng)濟政策和基本經(jīng)濟基礎發(fā)生改變??偠灾?,制定和選擇科學合理的混凝土結構設計安全度標準綜合反映了國家的整體經(jīng)濟資源狀況、施工設計技術水平、社會財富積累程度以及施工材料的質(zhì)量水平等,意義深遠。

三、我國混凝土結構設計中安全度的演變

我國建筑物的混凝土結構設計的安全度要求具體表現(xiàn)在設計的結構構件達到規(guī)定的安全性承載能力和建筑結構的整體牢固性兩個方面。通過對現(xiàn)行的混凝土結構設計規(guī)范和老規(guī)范進行對比發(fā)現(xiàn)了以下幾個方面的發(fā)展演變。

1.混凝土結構構件的承載能力

根據(jù)以往的觀察和研究發(fā)現(xiàn),通常影響混凝土結構設計安全性的兩個主要因素是混凝土結構構件的承載能力和材料強度及荷載強度分項系數(shù)。材料強度分項系數(shù)具體是指在計算混凝土結構構件本身所固有的承載能力時,把結構構件的材料強度標準值和縮小系數(shù)相乘;而荷載強度分項系數(shù)具體是指在計算混凝土結構構件所能承受的荷載作用時,把結構構件的荷載標準值和放大系數(shù)相乘。表示系數(shù)的具體量值體現(xiàn)了在給定負荷標準的情況下混凝土結構構件的安全度。具體調(diào)整如下:(1)荷載方面的調(diào)整:風荷載的基本風壓、地面粗糙度類別、風壓高度變化系數(shù)、脈動增大系數(shù)以及脈動影響系數(shù)發(fā)生了改變;活載的具體內(nèi)容也做了相應的調(diào)整。

(2)作用效應組合方面的調(diào)整:現(xiàn)行規(guī)范中增加了用永久荷載效應所控制的組合,還增加了永久荷載效應控制組合中的恒載分項系數(shù)的具體取值為1.35。(3)抗力方面的調(diào)整:材料的強度和分項系數(shù)都做了相應調(diào)整;板設計規(guī)范也發(fā)生了一定程度的改變;斜截面的具體承載能力設計要求也有些許調(diào)整。

2.混凝土結構的牢固性

第2篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

【關鍵詞】:建筑結構設計安全問題控制 應用

中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:

“以人為本,安全第一”是建筑結構的設計原則,本文通過通過提高結構的安全水平與抗御災害的能力;強調(diào)了結構設計要考慮的耐久性和安全性的原則下,通過實踐經(jīng)驗分析當前建筑結構設計中的安全問題的控制以及應用情況。

一、建筑結構的設計原則概述

以混凝土為主要材料制成的結構,包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等?;炷两Y構的結構型式如排架結構、框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、簡體結構、板柱結構等。為滿足建筑方案并從根本上保證結構安全,結構設計內(nèi)容從以構件(或截面)設計為主擴展到整個結構體系,為此,強調(diào)結構設計應考慮的內(nèi)力分析、截面設計、連接構造要求、特殊工程的施工可行性及性能設計等。才能滿足建筑結構安全性、耐久性的設計要求。以混凝土結構為例,通?;诎踩耘c耐久性原則,均采用概率極限狀態(tài)設計方法進行具體計算各分項系數(shù)的形式。其中包括:結構重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、材料性能分項系數(shù)、構件分析系數(shù)等。混凝土結構的極限狀態(tài)設計應包括:承載能力極限狀態(tài):結構或結構構件達到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形,或結構的連續(xù)倒塌;正常使用極限狀態(tài):結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。

二、建筑結構設計過程中的安全問題

混凝土結構安全設計,在承載能力極限狀態(tài)中應增加結構防連續(xù)倒塌設計的內(nèi)容;為提高使用質(zhì)量。非荷載間接作用包括溫度變化、混凝土收縮、徐變、強迫位移、環(huán)境引起材料性能退化等造成的影響。設計時應根據(jù)有關標準、工程特點及具體情況分析作用的效應,通常采用經(jīng)驗性的構造措施進行定性設計?;炷两Y構的安全等級和設計使用年限應符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定。混凝土結構中各類結構構件的安全等級,宜與整個結構的安全等級相同。對其中部分結構構件的安全等級,可根據(jù)其重要程度適當調(diào)整。對于結構中重要構件和關鍵傳力部位,宜適當提高其安全等級。

1、建筑結構方案設計對結構安全性的影響

結構方案對安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調(diào)的條件下,結構體型(高度比、長度比)應適當,傳力途徑和構件布置應保證結構的整體穩(wěn)固性。因此應從各個角度提出在方案階段應考慮的結構選型與構件布置的基本原則。

2、結構縫的設計對混凝土結構的不利影響

應根據(jù)結構受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能,合理確定結構縫的位置和構造形式; 宜控制結構縫的數(shù)量,并應采取有效措施減少設縫的不利影響;可根據(jù)需要設置施工階段的臨時性結構縫。為改善混凝土結構受力,設計中往往要設縫將結構分割為若干相對獨立的單元。結構縫往往會對建筑功能,如:止水防滲、保溫隔聲等、結構布置、構件傳力、構造做法和施工可行性等造成影響。應遵循“一縫多能”的設計原則,并采取有效措施,合并并減少結構縫的數(shù)量。

3、結構構件連接對結構設計產(chǎn)生的影響

連接部位的承載力不應小于被連接構件的承載力,并應保證被連接構件之間的傳力性能;當混凝土構件與其他材料構件連接時,應采取可靠的連接措施;應考慮構件變形對連接節(jié)點及相鄰結構或構件造成的影響。構件間連接構造設計的原則是保證連接節(jié)點的性能不低于被連接構件;與其他材料(鋼、砌體等)構件的連接應選擇合理的連接方式以保證可靠傳力;連接節(jié)點尚應考慮被連接構件的變形相容條件。

三、建筑結構設計過程中安全問題的控制

1、結構設計過程中的結構方案控制和布置

結構方案階段尚應綜合考慮的其它問題:抗震、防災、耐久、節(jié)材、降耗、環(huán)保等各方面的要求。對關鍵傳力部位和重要的構件適當提高安全等級,以提高構件重要性系數(shù)等方法確保結構的安全;對可更換構件以及重要結構中的次要構件,可以降低其重要性系數(shù)?;炷两Y構設計應考慮施工技術水平以及實際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結構,應提出相應的施工技術要求。

建筑結構強調(diào)設計與施工的關系。結構設計不能脫離實際,而應考慮現(xiàn)有的技術條件(材料、機具、工藝等)的可行性。對特殊結構,設計應提出關鍵技術控制及質(zhì)量驗收的要求,以達到設計要求的目標。未經(jīng)技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境。

2、預應力混凝土構件的裂縫控制

考慮到建筑的耐久性影響,預應力混凝土構件的裂縫控制更為重要。三級裂縫控制等級的預應力構件按荷載效應的標準組合計算裂縫寬度,不利環(huán)境時按荷載效應的準永久組合計算,控制拉應力不大于混凝土的抗拉強度標準值。允許對厚保護層構件適當放寬裂縫寬度限值,以適應耐久性要求增大保護層厚度帶來的變化。因為構件表面的裂縫寬度與鋼筋表面的裂縫寬度相差很大,厚保護層時較大的表面裂縫寬度尚不至于明顯影響構件的耐久性。

任何對結構的改變(無論是在建結構或既有結構)都必須經(jīng)過設計許可或技術鑒定。房屋交付使用時,除質(zhì)量保證文件外,還應提出合理使用、維護的要求。結構改變用途和使用環(huán)境(如加層改造、超載使用、鑿墻打洞、功能改變、環(huán)境腐蝕等)都會影響其安全及使用年限。

3、混凝土結構設計實現(xiàn)耐久性設計的措施

耐久性設計按正常使用極限狀態(tài)控制,表現(xiàn)為:鋼筋混凝土構件表面出現(xiàn)銹漬或銹脹裂縫;預應力筋開始銹蝕;結構表面混凝土出現(xiàn)可見的耐久性損傷(酥裂、粉化等)。耐久性引起的材料劣化進一步發(fā)展,還可能引起構件承載力破壞,甚至結構倒塌。由于影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜,規(guī)律不確定性很大,目前一般建筑結構的耐久性只能采用經(jīng)驗性的方法解決。影響混凝土結構耐久性的主要內(nèi)因是混凝土材料抵抗性能退化的能力,因此,從建筑材料的角度控制混凝土的質(zhì)量,控制混凝土水膠比、強度等級、氯離子含量和含堿量的要求。以保證結構的耐久性。

4、不同構件在各種惡劣環(huán)境下的針對性保護性措施

預應力筋有應力腐蝕及氫脆等不利于耐久性的弱點,且直徑一般較細對腐蝕更為敏感,破壞后果更嚴重。故除應滿足一般要求外,尚應考慮采取有效地構造措施以保護預應力筋、錨頭等容易遭腐蝕的部位。提高混凝土抗?jié)B、抗凍性能,有利于結構在惡劣環(huán)境下的耐久性?;炷两Y構在設計使用年限內(nèi)尚應遵守下列規(guī)定:結構應按設計規(guī)定的環(huán)境類別使用,并定期進行檢查維護;設計中的可更換混凝土構件應按規(guī)定定期更換;構件表面的防護層,應按規(guī)定維護或更換;結構出現(xiàn)可見的耐久性缺陷時,應及時進行檢測處理。

【參考文獻】:

[1]馬利平.淺談民用建筑結構設計中荷載取值與組合[J].科技風,2011,(11):165-166.

第3篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

關鍵詞:高層建筑;結構設計;鋼筋混凝土;問題;措施

中圖分類號:TU37文獻標識碼: A

在現(xiàn)代高層建筑工程施工中,鋼筋混凝土結構的應用日益廣泛,在提高建筑結構的安全性、穩(wěn)定性與耐久性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結構設計是高層建筑工程質(zhì)量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結構設計中,應該突出設計的內(nèi)涵,體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結構的重要功能,對高層建筑設計中鋼筋混凝土結構方面的關鍵問題進行全面思考,從短支剪力墻、結構體系、高度控制等關鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結構的設計控制和管理,進而為高層建筑鋼筋混凝土結構設計目標的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。

1做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要意義

做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計工作必須要體現(xiàn)設計的重要功能,我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結構的基本要求總結為如下幾點:

1.1高層建筑鋼筋混凝土結構的安全性

高層建筑設計鋼筋混凝土結構的強度和功能時要以突出安全性為第一要務,要確保在設計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性,同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結構延性。

1.2高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結構設計過程中要有年限上的考慮,要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結構的功能連續(xù),形成有益于實現(xiàn)設計目標的耐久性基礎。

1.3高層建筑鋼筋混凝土結構的適用性

通過高層建筑設計工作的突出,要實現(xiàn)鋼筋混凝土結構具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn),這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求,也可以保障鋼筋混凝土結構對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

2高層建筑鋼筋混凝土結構設計中關鍵問題

2.1短肢剪力墻的設計

高層建筑設計短肢剪力墻具有強烈的功能性,但是,短肢剪力墻的設置需要遵照一定的規(guī)范,切不可在設計中頻繁采用,也不能布設過多,應該在確保高層建筑抗震目標達到的范圍內(nèi),盡量降低短肢剪力墻的設計數(shù)量,這樣的設計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結構施工和處理過程中的難度。

2.2結構體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結構體系是整個設計工作的選擇重點,通常的設計方式是:要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結構剛度的前提下,優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結構,保障結構對形變和強度的范圍上的滿足。

2.3結構高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中常會出現(xiàn)超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn),由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設計規(guī)范形式,因此,當結構高度出現(xiàn)變化時,特別是出現(xiàn)超高問題時,要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作。

2.4建筑結構平面的設計

若對高層建筑鋼筋混凝土結構設計無特殊要求,則要盡量選用形狀規(guī)則而簡單的平面布置結構,以此合理分布承載力和剛度,并弱化風力影響。如對于A級高層建筑而言,不適宜將其設計為細腰形或角部重疊式的平面圖形,而且出于對扭轉的考慮,必須將豎向構件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內(nèi);對于必須設計的框架結構防震縫,其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m;若防震縫兩側具有不同的房屋高度,則要根據(jù)低高度房屋確定縫寬;雖然不提倡采用短肢剪力墻,但若不得不采用,則必須使其截面厚度低于30cm,且每個肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。

3高層建筑鋼筋混凝土結構設計的要點

3.1加強抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結構來實現(xiàn),因此,需要重視抗震這一環(huán)節(jié),要在設計工作中將抗震設計作為高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要因素和關鍵影響。高層房屋結構的層數(shù)多或者房屋結構的剛度突變系數(shù)較大的話,其振型數(shù)則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數(shù)應盡量取≥12的數(shù),但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍,除了含有彈性的樓板,而且在進行總剛性的分析時,它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進行設計的過程中,要對其面積進行全面的控制,保證其在一定的范圍之內(nèi),這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對配筋進行設計的過程中,不但要對建筑的配筋進行不斷的加強,而對于支座的部分要按照相應的規(guī)定進行相應的調(diào)整,這樣才能夠有效的增強建筑結構的承載能力。

3.2高強混凝土合理運用

在高層建筑混凝土結構設計中關鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土,為了有效地降低建筑的用鋼量,可以在建筑設計的時候使用高強混凝土,這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設施的實施難度和工程的造價,用來取得較好的經(jīng)濟效果。

3.3增強地基承載能力

對于建筑結構的設計而言,地基的設計是整個設計的重要部分,建筑地基的設計好壞能夠直接影響到整個建筑結構的質(zhì)量和使用性能。因此,對于建筑地基的設計就顯得的至關重要。在對建筑地基進行設計的過程中,進行宏觀的把握,要嚴格的把握地基的承載能力,并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進行充分的考慮。對于層數(shù)較高的建筑物而言,其進行地基的設計時通常都會將其設置在地下室,這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小,從而有效的保證了上層結構的牢固性,提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外,在進行建筑地基設計的過程中,還要按照相關的規(guī)定對其進行相應的規(guī)范。對于層數(shù)較多的建筑而言,通常都會對地基進行相應的處理來對高層建筑的沉降進行有效的控制。

3.4提高耐久性

必須加強高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性設計,在原來的混凝土結構設計方案中,沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進行設計時,主要都集中在造價、材料上,所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計。如今人們的生活水平不斷地提高,對工程的質(zhì)量要求也相應地得到提高,所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標。

3.5扭轉問題分析和幾何中心的確定

為了避免由于水平荷載和扭轉作用的建筑物破壞,結構和布局應在結構設計合理的前提下,盡可能使建筑達到三心合一的目的。在水平荷載作用下,高層建筑扭轉功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結構的扭轉振動,應使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下,街道景觀的要求和限制,城市規(guī)劃的高層建筑,不使用簡單的平面結構,不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復雜形狀,在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結構。同時,我們應盡可能使結構在一個對稱的狀態(tài)。建筑結構振動周期包括兩個方面:結構的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。

4、結束語

簡而言之,鋼筋混凝土結構是高層建筑出現(xiàn)的基礎,如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經(jīng)成為行業(yè)的重點,應該突出鋼筋混凝土結構的特性,結合高層建筑的特點,把握高層建筑鋼筋混凝土結構設計的關鍵環(huán)節(jié)和難點,充分發(fā)揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優(yōu)勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時,實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻

[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題[J].中國高新技術企業(yè),2011(16)

[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產(chǎn)品,2010(01)

[3]張嵐.對高層建筑鋼筋混凝土結構設計實踐的分析[J].廣東科技,2012(22).

第4篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

關鍵詞:中國規(guī)范GB50010-2010;美國規(guī)范ACI 318-05;設計原理;差別

中圖分類號: S611 文獻標識碼: A

混凝土結構設計是一門科學,它必須符合力學原理,所以不同設計規(guī)范之間必然有其共同點。我國和美國有著不同的社會發(fā)展歷史和背景,混凝土規(guī)范作為多年研究成果和經(jīng)驗積累的技術文件,自然又有著很多不同和差異。了解這些不同和差異,對促進我國混凝土結構設計方法的發(fā)展具有重要意義。本文就一些主要的方面進行討論。

一、基本原則

基本原則是制定混凝士結構設計規(guī)范的出發(fā)點,是一個國家或地區(qū)技術政策的其體體現(xiàn)。無論是我國還是美國,安全、適用、耐久、經(jīng)濟和確保質(zhì)量都是最基本的原則。當然,安全和經(jīng)濟是一對不可調(diào)和的矛盾.所謂既安全又經(jīng)濟,是與一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平相適應的,或者說是在一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平上的對立和統(tǒng)一。

二、混凝土材料和耐久性

混凝土是混凝土結構的主要建筑材料,也是用量最多的材料。在混凝土結構設計中,不僅要關心其力學性能,其物理和化學性能也是非常重要的,特別是作為膠凝材料的水泥,近年世界各國突現(xiàn)的耐久性問題就向人們展示了這一點。我國和美國標準中,水泥品種的分類方法和類別有所不同,各種組分的含量要求也不同,但從功能上講基本是一致的。不同的水泥品種主要是用于不同的場合,其中應用最多的是硅酸鹽水泥(波特蘭水泥)。

在耐久性方面,美國規(guī)范ACI 318-05比我國規(guī)范GB50010-2010詳盡一些。美國規(guī)范將耐久性單列一章,但沒有明確對混凝土結構所處環(huán)境的類別進行分類,而是直接規(guī)定了不同環(huán)境和情況對混凝土材料的規(guī)定。在耐久性設計中,根據(jù)環(huán)境類別的不同再確定需要采取的措施,根據(jù)等級的不同確定各種指標控制的嚴格程度。中國歸案的環(huán)境類別劃分比較籠統(tǒng)。

三、混凝土及鋼筋的物理力學性能

在混凝土結構中,混凝土和鋼筋的主要功能是承重。所以其物理和力學性能非常重要,這也是為什么人們起初重視其力學性能而忽視其耐久性能的緣故。對于混凝土抗壓強度,我國采用立方體試件確定強度等級,采用棱柱體試件確定軸心抗壓強度,用軸心抗壓強度作為設計的力學指標。美國采用圓柱體試件確定混凝土的抗壓強度,并作為設計的力學指標。對于抗拉強度,我國采用棱柱體試件進行軸心受拉試驗或立方體試件進行劈拉試驗確定混凝土的抗拉強度,用軸心抗拉強度作為混凝土設計的力學指標。美國不直接采用抗拉強度指標,在與混凝土受拉有關的計算中,采用抗折強度。

在混凝土結構設計中,我國規(guī)范規(guī)定了混凝土強度的標準值和設計值,美國規(guī)范只采用規(guī)定的值。在我國規(guī)范和美國規(guī)范中,同等級混凝土的彈性模量、剪變模量和泊松比取值相近。

我國常用的普通鋼筋的牌號為HPB300、HRB335、HRB400和RRB 400.美國常用的普通鋼筋的等級為40級(280MPa),60級(420MPa)和75緞(520MPa)。關于鋼筋屈服強度取值的方法,對于有屈服點的鋼筋,我國標準按應力一應變關系曲線的屈服點確定,對于沒有屈服點的鋼筋,按應力一應變關系曲線上殘余應變?yōu)?.2%對應的應力確定。美國標準有屈服點鋼筋屈服強度的取值方法與我國相同,對于沒有屈服點的鋼筋,按應力一應變關系曲線上應變?yōu)?.35%時的應力確定。

四、設計基礎與原理

設計基礎是指混凝土結構設計采用的基本方法。從力學模式講,我國和美國采用的都是極限狀態(tài)設計法,包括承載能力極限狀態(tài)(美國稱強度極限狀態(tài))和正常使用極限狀態(tài)。從概率方法的應用講,我國規(guī)范采用的是基于可靠度的設計方法;美國規(guī)范ACI 318-02及ACl 318-05采用了ASCE7的荷載系數(shù),而ASCE 7的荷載系數(shù)是經(jīng)可靠度分析確定的,這意味著ACI 318-02及ACI 318-05也是基于可靠度的設計方法。在實用設計表達式上,我國規(guī)范和美國規(guī)范均是多系數(shù)形式。在作用方面,我國規(guī)范的表達式由作用標準值、作用分項系數(shù)和組合系數(shù)組成,用組合系數(shù)反映不同作用組合;ACI 318-015規(guī)范由規(guī)定的荷載值和荷載系數(shù)組成,不同荷載組合時的荷載系數(shù)不同。在抗力方面,我國規(guī)范采用材料強度設計值(標準值除以材料分項系數(shù)),美國規(guī)范采用規(guī)定的材料強度和強度折減系數(shù)(對整個抗力項。而不是材料強度)。

五、結構分析

結構分析是計算結構內(nèi)力和變形的方法和過程。由于混凝土結構不同于力學計算中的理想結構,如由鋼筋與混凝土兩種材料組成,混凝土開裂后剛度降低,構件的塑性性能會使結構內(nèi)力發(fā)生應力重分布等,不能直接采用經(jīng)典的力學方法,而是根據(jù)混凝土結構的特點進行修改。我國規(guī)范和美國規(guī)范均規(guī)定混凝土結構可按線彈性方法、考慮內(nèi)力重分布的分析方法和塑性分析方法。而對于不能按桿系分析的混凝土結構或構件,美國規(guī)范規(guī)定可按壓桿-拉桿模型分析和計算,是國外混凝土結構設計方法的一個新發(fā)展。對于混凝土結構和構件的二階效應,我國規(guī)范只考慮有側移的情況,美國規(guī)范按無側移和有側移兩種情況考慮。我國和美國規(guī)范規(guī)定可直接通過考慮結構幾何非線性效應的分析方法計算,也可在一階分析的基礎上,考慮彎矩增大系數(shù)近似計算。在彎矩增大系數(shù)法中,我國規(guī)范的計算方法比較簡便,美國規(guī)范的計算方法比較復雜,計算中與鋼筋的面積有關。所以按美國規(guī)范計算偏心受壓構件的配筋時,要先假定鋼筋面積,再驗算承載力。

六、受彎和受壓構件承載力計算

混凝土結構受彎和受壓構件承載力計算屬于正截面計算的內(nèi)容。從基本假定和計算方法上.我國規(guī)范和美國規(guī)范沒有大的差別。以界限(或平衡)相對受壓區(qū)高度為判別條件,我國規(guī)范的正截面破壞包括由受拉鋼筋控制的受拉破壞和由受壓混凝土控制的受壓破壞兩種形式。按構件最外層受拉鋼筋凈拉應變εt的大小,美國包括受拉控制截面、受壓控制截面和過渡截面三種情況,三種情況的強度折減系數(shù)不同,過渡截面的強度折減系數(shù)隨εt而變化。我國規(guī)范以界限配筋率作為最大配筋率,美國規(guī)范的最大配筋率要小于界限(或平衡)配筋率。

七、受剪和受沖切承載力計算

混凝土結構的受剪破壞與受沖切破壞具有相似的特征,受剪破壞可以看作是一維剪切問題,受沖切破壞可以看作是二維剪切間題。對于無腹筋的鋼筋混凝土構件,美國規(guī)范考慮了縱向受拉鋼筋的影響(美國的簡化計算方法不考慮),我國規(guī)范不考慮。對于有腹筋的鋼筋混凝土構件,我國規(guī)范和美國規(guī)范采用了混凝土受剪和腹筋受剪承載力之和的形式。對于無不平衡彎矩受沖切承載力的計算,我國規(guī)范的計算方法與美國規(guī)范的計算方法相近。我國和美國規(guī)范沖切面按與水平面45°夾角擴散。

混凝土結構是我國工程建設中應用最廣泛的一種結構,在現(xiàn)代化建設中起著重要作用,隨時了解美國設計規(guī)范中新的方法,對促進我國混凝土結構理論和設計水平盡快達到國際先進水平具有重要意義。

參考文獻:

[1] GB 50011-2010混凝土結構設計規(guī)范

[2] BUILDING COODE REQUIREMEMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE(ACI318-05) AND COMMENTARY(ACI 318R-05)

第5篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

【關鍵詞】建筑行業(yè);鋼筋混凝土結構設計;設計方案

鋼筋混凝土主體結構工程建設是房屋建筑工程的重點,如果不能對進場的原材料進行監(jiān)管與控制、混凝土配合比不合理、質(zhì)量控制不到位將直接影響到施工質(zhì)量,甚至會造成非常大的質(zhì)量事故,威脅人員生命財產(chǎn)安全。在建筑項目開展過程中,如果結構設計方案不合理,出現(xiàn)了臨時的調(diào)整,會對施工工期造成非常大的影響。下面就對鋼筋混凝土結構設計的基本內(nèi)容進行論述,分析方案調(diào)整的影響。

一、鋼筋混凝土結構設計的基本要求

為了使結構設計符合建筑項目要求,確保結構能夠更加規(guī)范、合理就要嚴格遵循下面幾項基本要求:

(一)安全性

結構設計要能夠體現(xiàn)出安全性。這種安全性主要體現(xiàn)在施工時所能承受的最大荷載方面,在出現(xiàn)了預定的偶然荷載時,主體結構能夠保持穩(wěn)定性與堅固性。比如,結構上直接出現(xiàn)溫度變化、支架的塌陷、意外撞擊或者是地震事件以后,建筑結構要能夠維持穩(wěn)定性[1]。

(二)適用性

鋼筋混凝土能夠真正發(fā)揮其在建筑工程中的作用和地位就要具有一定的適用性,這種適用性主要是指結構在正常使用當中要具有非常好的性能。不能出現(xiàn)過于嚴重的變形或者是過寬的裂縫,從而影響到正常的使用,一般,裂縫的寬度不能超過限定值。

(三)耐久性

鋼筋混凝土結構的耐久性是非常重要的,是指結構在使用過程中有非常長的使用時間,做好質(zhì)量監(jiān)督,使鋼筋混凝土構件的質(zhì)量能夠達到既定標準,從而延長鋼筋混凝土結構的使用時間[2]。

二、在鋼筋混凝土結構設計中常存在的問題及措施

(一)鋼筋混凝土結構設計中存在的裂縫問題及措施

在對鋼筋混凝土結構進行設計過程中,因為固定材料出現(xiàn)了不連續(xù),將最終導致裂紋的出現(xiàn),這種現(xiàn)象在固定材料中非常普遍。主要包括骨料裂紋、骨料與水泥相互粘結過程中產(chǎn)生的裂紋以及各種水泥裂紋等。

從力學角度上看,施加一定預應力會使混凝土梁承受到更多的外部荷載,導致內(nèi)部的拉應力被抵消掉,這樣則能夠將出現(xiàn)裂紋的幾率降低,從而使混凝土的抗拉性能大大改善[3],從而使高強度的鋼筋混凝土材料真正發(fā)揮作用。

(二)鋼筋混凝土結構設計中的變形縫問題及措施

鋼筋混凝土結構變形縫間距問題,鋼筋混凝土結構設計規(guī)范有明確的規(guī)定,如果結構設計中設置了后澆帶、采用了專門的預加應力或者是使用降低混凝土溫度變化的手段則能夠使變形縫的間距進一步增大[4]。

鑒于不同地區(qū)溫差存在差異,導致混凝土出現(xiàn)的收縮應力裂紋概率存在差異,這就要求設計人員要能夠做好對配筋的調(diào)整。比如,要雙層設置長向板的鋼筋,還要做好中間區(qū)域梁板的配筋工作;針對兩側的梁柱,要對邊跨柱的配筋進行加強,從而提高抵抗溫度應力的能力,在超長的結構中容易出現(xiàn)扭轉的力矩效應,為此,在設計過程中,要做好對結構角部的設計。

(三)鋼筋混凝土結構設計的抗震問題及措施

一般來說,地震災害是人類不可避免的,幾年來,我國地震災害頻發(fā),使建筑物遭受到了非常大的損傷,如果設計不能充分考慮到地震影響,不做好相應的抗震措施將造成非常大的人員傷亡與經(jīng)濟損失。為此,鋼筋混凝土結構設計必須要遵循以下幾項原則:

在鋼筋混凝土的剛度、承載力、質(zhì)量上要隨時保持平面內(nèi)高度的對稱、均勻,并能夠保持連續(xù)的分布,還應該控制好鋼筋混凝土構件的厚度、長度等,避免出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象[5];

在結構設計中設置多道抗震防線。盡可能多的使用延性較高的構件,從而使結構的關鍵部位或者是薄弱部位都能夠得到加強;

在結構設計過程中要保持連續(xù)性與整體性,對各個結構單元進行加強,不同的結構單元要能夠分開設計;

構件之間可以采取節(jié)點連接的方式,節(jié)點連接的承載力、剛度要能夠與結構承載力與剛度相適應,并且節(jié)點承載力要高于構件的承載力,這樣才能夠確保構件的穩(wěn)定;

采取一定的措施防止混凝土結構出現(xiàn)剪切破壞,更不能出現(xiàn)鋼筋滑移或者是混凝土壓碎破壞。在配筋過程中不能盲目進行,做好重點部位的配筋工作,確保承載力與抗震性能達到標準。

(四)上部結構存在的設計問題及措施

首先,框架-剪力墻結構設計一定要保持均勻性,如果單肢墻體的剛度過大,要對應力過大進行控制,如果結構遭到了破壞,將使整個建筑結構受到影響。此外,要嚴格按照設計標準做好剪力墻結構的設計[6]。要想更好的應對地震災害,需在結構中設置一些小的剪力墻,防止結構出現(xiàn)過于嚴重的變形,出現(xiàn)次災害。

另外,框架結構設計也不容忽視,很多設計人員都不能對框架結構設計提高重視度。設計人員不能盲目對抗彎承載力進行增大,使結構不能實現(xiàn)強剪弱彎,不能發(fā)揮其及時的耗能作用,最終使重要的構件出現(xiàn)破壞,結構失去延性。

結束語:

本文主要對建筑工程當中鋼筋混凝土結構設計的基本要點進行了介紹,并分析了一些在設計當中容易出現(xiàn)的問題,最后針對這些問題提出了幾點措施,做好鋼筋混凝土結構設計是確保建筑結構穩(wěn)定性的關鍵,必須提高對其的重視度。

參考文獻:

[1]王豐,李宏男,伊廷華等.鋼筋混凝土結構直接基于損傷性能目標的抗震設計方法[J].振動與沖擊,2011,28(2):128-131.

[2]李愛群,王維,賈洪等.預制鋼筋混凝土框架結構抗震性能研究進展(Ⅱ)*--結構性能研究[J].工業(yè)建筑,2014(7):137-140

[3]劉海,姚繼濤,牛荻濤等.鋼筋混凝土結構基于銹脹開裂壽命準則的耐久性設計方法[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2011,41(1):25-31.

[4]白紹良,李剛強,李英民等.從R-μ-T關系研究成果看我國鋼筋混凝土結構的抗震措施[J].地震工程與工程振動,2012,26(5):144-151.

第6篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

【關鍵詞】高層混凝土結構設計計算;荷載選??;參數(shù)選擇;計算結構;

一、高層混凝土結構設計計算中荷載選取的注意事項

1、建筑材料種類及設備種類越來越多,使得結構設計者僅僅掌握現(xiàn)行荷載規(guī)范內(nèi)的荷載數(shù)值是遠遠不夠的,要及時掌握所選材料的相關參數(shù),要有確切的設計依據(jù)來選取結構設計荷載值。

2、對于教室、火車站侯車室等場所其特點為人員密集且聚集時間長,筆者認為計算機計算時應適當增加活荷載的頻遇值,參與地震計算時重力荷載代表值的活載組合值系數(shù)0.5應適當增大。同理針對現(xiàn)行荷載規(guī)范規(guī)定的通風機房、電梯機房7.0KN/m2的活荷載設計值,由于新設備不斷更新,如有可靠依據(jù),應根據(jù)具體工程所選用的設備可適當調(diào)整活荷載設計值。

3、同一工程中,同一種結構材料在結構計算時應根據(jù)不用使用情況以確定不同容重。例如混凝土的容重荷載規(guī)范規(guī)定為24~25KN/m3,如計算鋼筋混凝土剪力墻結構,PKPM計算軟件要求填入混凝土容重,此處可填入26~28KN/m3。板的混凝土容重應單獨按25KN/m3計算,而不采用軟件自動計算板重。同樣情況本文不再贅述。

4、結構專業(yè)應及時與建筑專業(yè)溝通,填充墻及隔墻盡量采用質(zhì)輕、隔音的墻板材料,避免選用重量大的砌塊等墻體材料。在抗震設防地區(qū),構件承載力配筋一般均由地震工況控制,能夠有效減輕結構自重,是減小地震作用的有效措施之一。

二、高層混凝土結構設計計算中參數(shù)正確選擇的注意事項

1、隨著生產(chǎn)及生活水平的提高和科技發(fā)展,結構規(guī)范為適應需要不斷更新,計算軟件隨之升級。這就要求結構設計者要及時掌握軟件的使用,其中關鍵的是參數(shù)的正確輸入,如果計算參數(shù)輸入有誤,計算結果就難以保證正確,可謂失之毫厘謬以千里。本文簡單介紹PKPM計算軟件的部分參數(shù)的選取,以期拋磚引玉與各位同業(yè)者共勉。

2、建筑荷載取值應準確,根據(jù)現(xiàn)行荷載規(guī)范嚴格按建筑做法計算荷載,不得有“差不多,能包住”這些模棱兩可的數(shù)據(jù)出現(xiàn)。活荷載取值應與房間的使用功能相符。對于高層建筑的外裝飾構件等附屬構件應按恒荷載輸入,統(tǒng)一計算,并且應有構造措施保證裝飾構件與主體的可靠連接,應進行不同工況(地震作用、風荷載作用等)的計算,避免造成破壞墜落傷人。

3、PKPM2010軟件中SATWE新增參數(shù)“嵌固端所在層號”的填寫,如果嵌固于基礎頂此參數(shù)填“1”,如果嵌固于地下室頂板,此參數(shù)填寫“地下室層數(shù)+1”,如果嵌固于地下室某層,此參數(shù)填“地下某層數(shù)+1”。嵌固層的判斷可根據(jù)《高規(guī)》5.3.7條“高層建筑結構整體計算中,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位時,地下一層與首層側向剛度比不宜小于2”。對于采用筏形基礎時根據(jù)《高層建筑筏形與箱形基礎技術規(guī)范》(JGJ6-2011)6.1.3條“當?shù)叵率乙粚拥慕Y構側向剛度大于等于與其相鄰的上部結構底層側向剛度的1.5倍時,地下一層結構頂板可作為結構上部的嵌固部位”。此參數(shù)計算時應先填寫“1”假定嵌固于基礎頂,根據(jù)層剛度比的計算結果相應修改此參數(shù)值。

4、建筑抗震設防分類、建筑抗震等級、設防烈度等參數(shù)要求填寫準確。裙房與主樓相連與否,抗震等級的取值應分別對待,地下室抗震等級的確定與嵌固層的選取有關,詳見《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)(本文以下簡稱《抗規(guī)》)6.1.3條的具體規(guī)定。根據(jù)《抗規(guī)》3.3.3條與《高規(guī)》3.9.2條的規(guī)定當建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū),宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑的要求采取抗震構造措施。

5、根據(jù)《高規(guī)》4.3.14條規(guī)定:跨度大于24m的樓蓋結構、跨度大于12m的轉換結構和連體結構、懸挑長度大于5m的懸挑結構,結構豎向地震作用效應標準值宜采用時程分析方法或振型分解反應譜方法進行計算。SATWE新增按豎向陣型分解反應譜方法計算豎向地震的選項,對于上述結構應單獨勾選此項進行承載力及配筋設計。其他構件承載力及配筋則不勾選此項。

6、高層計算振型數(shù)首次填寫不少于塔樓數(shù)的9倍和15個(取大值),根據(jù)《高規(guī)》第5.1.13條要求計算振型數(shù)應使各振型參與質(zhì)量之和不小于總質(zhì)量的90%。查看計算結果如不滿足此條規(guī)定再以3的倍數(shù)增加振型數(shù)量,直至滿足此條規(guī)定。

7、其他參數(shù)如周期折減系數(shù)、梁剛度放大系數(shù)、活荷載折減系數(shù)、高層剪力墻連梁剛度折減系數(shù)等可參考規(guī)范和相關計算說明書,本文不再詳細論述。

三、高層混凝土結構設計計算中合理判斷計算結構的注意事項

1、軸壓比:軸壓比是影響剪力墻在地震作用下塑性變形能力的重要因素,規(guī)范將軸壓比限值擴大到結構全高,不僅僅是底部加強區(qū)。軸壓比的具體要求參見《高規(guī)》第7.2.13條。計算結果對短肢剪力墻判斷存在誤差(短肢剪力墻定義可參考《全國民用建筑工程設計技術措施》),當墻肢截面高度與厚度之比大于4但不大于8的墻肢兩端均與較強連梁相連時,可不作為短肢剪力墻。當剪力墻軸壓比滿足《高規(guī)》7.2.14條規(guī)定時,加強區(qū)可采用構造邊緣構件。

2、位移比:此參數(shù)主要限制結構的扭轉效應,值得注意的是扭轉位移比計算時,樓層位移的計算采用的是“規(guī)定水平力”,“規(guī)定水平力”指采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平力,要考慮偶然偏心。而樓層位移角限制采用的是樓板剛性假定條件下的不考慮偶然偏心的地震作用。設計人應對計算假定條件及規(guī)定作用工況正確掌握,否則查看的計算結果沒有意義。

3、位移角:層間位移角用來衡量結構變形能力從而判斷是否滿足建筑功能要求,根據(jù)規(guī)范統(tǒng)計剪力墻高層結構在多遇地震作用下的最大彈性層間位移角均小于1/800,故規(guī)范規(guī)定剪力墻結構位移角限制不宜大于1/1000。但實際計算中有的設計人或圖審人看到“1/1001”就滿足要求,看到“1/999”就說不滿足要求。筆者認為這不是規(guī)范的本意,這樣的規(guī)范主義也不是一個合格的結構設計者。根據(jù)《全國民用建筑工程設計技術措施》的規(guī)定并參考了廣東省《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程―補充規(guī)定》,對于總高度小于150m的剪力墻結構當某樓層的層間有害位移值小于層間位移值的50%時,該層的層間位移角限制可適當放寬至1/800。

4、周期比:此參數(shù)主要也是對結構整體扭轉效應的控制。通過限制結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比來限制結構的抗扭剛度不能太弱。此參數(shù)的計算是直接計算結構的固有自振特征,不必附加偶然偏心。

結束語

為了做到《高層建筑混凝土結構設計規(guī)程》(JGJ3-2010)要求的安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理、方便施工。本文簡要從荷載選取、軟件參數(shù)選擇、合理判斷計算結果等幾方面論述結構設計的合理計算。

參考文獻:

1.《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2010);

2.《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2010);

3.《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012);

4.《高層建筑筏形與箱形基礎技術規(guī)范》(JGJ6-2011);

第7篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

關鍵詞:鋼筋 混凝土 建筑 結構 設計

中圖分類號:TU37文獻標識碼: A

1.鋼筋混凝土結構設計概述

高層建筑采用鋼筋混凝土結構是功能和穩(wěn)定的必然需要,為了更好發(fā)揮出高層建筑的功能,實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定,必須加強鋼筋混凝土結構的設計和施工。設計是形成高層建筑質(zhì)量,在初始時期控制鋼筋混凝土結構的基礎,要站在為社會和行業(yè)發(fā)展負責的高度看待和重視高層建筑設計中鋼筋混凝土結構的相關工作,形成對設計重點和細節(jié)的把握,提高高層建筑設計環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結構的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結構設計中,應該突出設計的內(nèi)涵,體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結構的靈魂,對高層建筑設計中鋼筋混凝土結構方面的關鍵問題進行全面思考,從短支剪力墻、結構體系、高度控制等關鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結構的設計控制和管理,進而為高層建筑鋼筋混凝土結構設計目標的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。

對于鋼筋混凝土建筑結構設計來說,并不能完全直接按照規(guī)范當中的要求去設計和應用,而是要結合實際情況來設計。 首先,不能遵守固有的規(guī)則,因為建筑施工是以人為標準的,符合人性化才能得到更好的建筑。 其次,部分規(guī)范是一定要遵守的,因為有些關鍵環(huán)節(jié)是固定的,雖然通過人為的調(diào)整會變得好一些,但是會對其他方面的工作產(chǎn)生影響。因此,我們在日后的工作當中,需要對鋼筋混凝土建筑結構設計進行系統(tǒng)的分析,同時采用針對性的策略來解決一系列的不良問題。

2鋼筋混凝土建筑結構設計要求

高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作必須要體現(xiàn)設計的靈魂,我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結構的靈魂總結為如下幾點:

2.1穩(wěn)定性

在建筑工程當中,很多的工作都有固定的規(guī)范,但是由于施工人員不同和施工技術的差別,在鋼筋混凝土建筑結構設計中,無論采用何種施工方法、何種材料,必須滿足穩(wěn)定性的需求。 穩(wěn)定性是鋼筋混凝土建筑結構設計的硬性要求。 首先,無論是大型建筑還是小型建筑, 都需要鋼筋混凝土建筑結構設計來穩(wěn)固架構,以便在施工或者配比材料的時候,得到一個理想的效果。 其次,穩(wěn)定性對服務的人群來說,在安全方面,具有很大的影響。 如果某一棟大廈在鋼筋混凝土建筑結構設計的穩(wěn)定性方面出現(xiàn)問題,無論多小,都有可能帶來巨大的安全隱患。 因此,所有施工方案和技術,都要以穩(wěn)定性為標準。

2.2 抗震性

隨著人類對自然開發(fā)的力度不斷加大,發(fā)生自然災害的頻率也在變快。 從最近幾年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)和資料來看,地震成為社會關注的焦點。 雖然國家的相關部門和機構正在加強抗震和預震工作,但效果依然不理想。 地震具有一定的不可預測性,突況較多,產(chǎn)生的破壞力大,波及范圍廣,對經(jīng)濟、財產(chǎn)和人身安全造成難以估量的損失。 在鋼筋混凝土建筑結構設計中,必須加強抗震性能。 從主觀角度來說,無論是否發(fā)生地震,汶川地震和雅安地震已經(jīng)對國民敲醒了警鐘。 從客觀角度來說,必須提高建筑物的抗震性,以保證未來的安全。

2.3安全性

高層建筑設計鋼筋混凝土結構的強度和功能時要以突出安全性為第一要務,要確保在設計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性,同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結構延性。必須加強高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性設計,在原來的混凝土結構設計方案中,沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進行設計時,主要都集中在造價、材料上,所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計。如今人們的生活水平不斷地提高,對工程的質(zhì)量要求也相應地得到提高,所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標。

2.4耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結構設計過程中要有年限上的考慮,要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結構的功能連續(xù),形成有益于實現(xiàn)設計目標的耐久性基礎。

2.5適用性

通過高層建筑設計工作的突出,要實現(xiàn)鋼筋混凝土結構具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn),這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求,也可以保障鋼筋混凝土結構對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

3、高層建筑鋼筋混凝土結構設計中關鍵問題

3.1短肢剪力墻的設計

高層建筑設計短肢剪力墻具有強烈的功能性,但是,短肢剪力墻的設置需要遵照一定的規(guī)范,切不可在設計中頻繁采用,也不能布設過多,應該在確保高層建筑抗震目標達到的范圍內(nèi),盡量降低短肢剪力墻的設計數(shù)量,這樣的設計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結構施工和處理過程中的難度。

3.2結構體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結構體系是整個設計工作的選擇重點,通常的設計方式是:要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結構剛度的前提下,優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結構,保障結構對形變和強度的范圍上的滿足。

3.3結構高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中常會出現(xiàn)超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn),由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設計規(guī)范形式,因此,當結構高度出現(xiàn)變化時,特別是出現(xiàn)超高問題時,要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作。

3.4加強抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結構來實現(xiàn),因此,需要重視抗震這一環(huán)節(jié),要在設計工作中將抗震設計作為高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要因素和關鍵影響。高層房屋結構的層數(shù)多或者房屋結構的剛度突變系數(shù)較大的話,其振型數(shù)則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數(shù)應盡量取≥12的數(shù),但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍,除了含有彈性的樓板,而且在進行總剛性的分析時,它的振型數(shù)才可以取得更大些。

3.5高強混凝土合理運用

在高層建筑混凝土結構設計中關鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土,為了有效地降低建筑的用鋼量,可以在建筑設計的時候使用高強混凝土,這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設施的實施難度和工程的造價,用來取得較好的經(jīng)濟效果。

3.6加強概念設計

高層建筑鋼筋混凝土結構設計中應該多選擇一些新穎的建筑樣式,同時又要注意其抗震設計、抗風設計等基礎要素。新時期應該加強概念設計,在高層建筑鋼筋混凝土結構的彈性設計上,盡量要滿足延展性的需求,這是高層建筑鋼筋混凝土結構設計發(fā)展的趨勢。

4結束語

簡而言之,鋼筋混凝土結構是高層建筑出現(xiàn)的基礎,如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經(jīng)成為行業(yè)的重點,應該突出鋼筋混凝土結構的特性,結合高層建筑的特點,把握高層建筑鋼筋混凝土結構設計的關鍵環(huán)節(jié)和難點,充分發(fā)揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優(yōu)勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時,實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻

[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題[J].中國高新技術企業(yè),2011(16)

[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產(chǎn)品,2010(01)

[3]厲寬松,徐勤,劉運林.鋼筋混凝土高層結構設計中常見問題探討[J].工程與建設,2007(05)

第8篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

關鍵詞:土建建筑;結構設計;問題;對策

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

一、 土建結構設計中存在的問題

1. 設計人員在對項目進行設計規(guī)劃過程中,往往會忽略規(guī)范中明確的要求,造成材料的使用出現(xiàn)浪費和不合理的現(xiàn)象。例如在對混凝土進行設計工作時,如果截面在沒有達到某一標準時,其強度計算時應當與相應系數(shù)求積,而在這種情況下進行設計時,混凝土會損失較大部分的強度,造成設計不合理。

2. 土建結構構造設計中的問題

現(xiàn)在在土建結構設計中,主要存在的問題有抗震等級確定問題,周期的折減系數(shù)問題以及剛強度的放大系數(shù)問題。

2.1 抗震系數(shù)的確定

抗震等級的確定是擬建建筑物的重要指標,是每個建筑工程都必須要經(jīng)過的評估環(huán)節(jié)。在實際操作中不同建筑工程要求的抗震等級也是存在較大差異的。其具體測量工作難度較大。

2.2 周期折減系數(shù)的確定

混凝土框架結構的實際剛度通常情況下將大于計算強度,因此導致的問題是其實際使用周期小于計算周期,其主要原因是由于結構內(nèi)部設置的填充墻,這樣會給建筑帶來一定的安全風險。顯而易見,依照計算周期得出的抗震能力比實際周期小,這就降低了鋼筋混凝土的安全系數(shù)。

2.3 梁剛度放大系數(shù)的確定

在此階段設計過程中,設計者通常將各個數(shù)據(jù)輸入電腦,混凝土結構多為矩形截面,但實際構造中通常為T型截面,這個環(huán)節(jié)導致得出的剛度系數(shù)與實際剛度相比要小,進而導致各項指標計算出現(xiàn)誤差,威脅建筑物安全。

二、 針對以上問題的設計措施

1. 砌體結構設計規(guī)范

規(guī)范要求設計過程中需注意對地面以下或防潮層以下部分的砌體,應依照所用材料的最低強度要求對其進行設計規(guī)劃,其目的就是為了保證材料的耐久性。例如對于地基濕度較大的砌體部分,磚至少要在MU15以上規(guī)格,砂漿設計規(guī)格必須為不低于M7.5的水泥砂漿。在實際設計工作中設計人員應予以注意,保證按規(guī)范處理。

2. 混凝土結構設計規(guī)范

在混凝土的設計規(guī)范中有以下兩個問題需要說明:

2.1規(guī)范4.1.2中規(guī)定:被置于鋼筋混凝土結構中的素混凝土其強度值不應低于C15。但是4.1.3和4.1.4中并沒有列入C10的標準強度值和設計值。4.1.1條混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。立方體抗壓強度標準值 系指按照標準方法制作養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。

2.2第4.1.2條素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15;鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20;采用強度等級400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40,且不應低于C30。承受重復荷載的鋼筋混凝土構件,混凝土強度等級不應低于C30規(guī)范中是指鋼筋混凝土結構中的混凝土強度大于C15,但作為墊層中的混凝土其材料為素混凝土,不屬于鋼筋混凝土,其作用只是為了保護地基在施工過程中不受到擾動而已,因此使用C15混凝土是完全沒有問題的,可以達到建筑強度要求。

2.3結構的規(guī)則性問題

《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(2010)中規(guī)定:高層建筑不應采用嚴重不規(guī)則的結構體系,并應符合下列要求:①應具有必要的承載能力、剛度和變形能力;②應避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力;③對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應采取有效的加強措施。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動,因此設計人員在設計過程中要特別注意新規(guī)的規(guī)定,以確保后期施工圖設計階段工作的順利進行。

2.4結構的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中,對結構的總高度都有嚴格的限制。尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外,增加了B級高度的建筑,因此,必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為B級高度建筑其或超過了B級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中曾出現(xiàn)過由于結構類型的變更而導致的結構超高問題,致使施工圖未能審查通過,進行修改或從新設計,對工程進度等整體工程規(guī)劃造成不良的影響。

2.5控制柱的軸壓比問題

在鋼筋混凝土高層建筑結構中,軸壓比越大,柱的延性就越差,限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài),防止受拉鋼筋未達屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小,則結構延性就差,當遭遇地震時,耗散和吸收地震能量少,結構容易被破壞。但是在結構中若能保證強柱弱梁設計,且梁具有良好延性,則柱子進入屈服的可能性就大大減少,此時可放松軸壓比限值。

2.6嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此.在這個問題上設計人員往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的問題,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致安全隱患或后期設計工作的大量修改。

2.7 短肢剪力墻的設置問題

短肢剪力墻是指截面厚度不大于 300mm、各肢截面高度與厚度之比均大于 4 但不大于 8 的剪力墻。在新規(guī)范規(guī)定抗震設計時,高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻,且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗對高層建筑中短肢剪力墻的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中設計人員應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

結束語:

高層鋼筋混凝土結構設計是一個長期、復雜的過程,建筑結構的設計質(zhì)量跟人民財產(chǎn)和生命的安全息息相關,任何過程中出現(xiàn)的錯漏都有可能使設計過程變得更加繁復或使設計結果存在不安全因素。我們必須在工作中嚴格遵守規(guī)范要求,不斷的學習和實踐,在每一次設計過程中總結經(jīng)驗,遇到問題解決問題,不斷優(yōu)化我們的設計,使設計更加經(jīng)濟合理。

參考文獻:

第9篇:混凝土結構設計規(guī)定范文

關鍵詞:軌道工程;混凝土結構設計原理;課程建設

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)33-0131-02

《混凝土結構設計原理》是軌道工程本科專業(yè)的主要專業(yè)基礎課,是學生以后從事軌道工程施工和設計應該必須學習和掌握的基礎專業(yè)知識。所以,該專業(yè)學生的專業(yè)水平是由《混凝土結構設計原理》這一課程的教學質(zhì)量決定的。同時,《混凝土結構設計原理》這一課程具有很強的理論性和實踐性,因此在教學過程中,為滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需要,以及應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn),需要改革教學方法,合理安排教學環(huán)節(jié)和改善教學內(nèi)容,對課程進行剖析和定位,努力提高和培養(yǎng)學生在工程實踐方面的認知能力。

我國已經(jīng)建設、正在建設、正在規(guī)劃的軌道交通的城市已有30多個,規(guī)劃城市軌道交通網(wǎng)總里程5000多公里,2014年末運營總里程已達到2933公里。我國高鐵總里程達到10000多公里,約占世界高鐵運營里程的46%。隨著我國總理在出國訪問時一直向世界各國推銷我國制造的高鐵,說明我國高鐵逐漸走向世界。軌道交通學院畢業(yè)的學生有機會走出國門參與國外高鐵、軌道交通的建設,從而要求學生具備很強的專業(yè)基礎能力。因此,軌道工程方向的混凝土結構設計原理課程建設具有重要的意義。本文結合軌道工程專業(yè)方向的《混凝土結構設計原理》課程的建設實踐,就課程建設的教學內(nèi)容進行了探討。

一、課程建設教學內(nèi)容選擇與安排

目前國內(nèi)混凝土結構設計原理的教材多達幾十種,表1列出最近幾年各大出版社所出的有關混凝土結構設計原理的主要教材。

從表1所列的教材內(nèi)容大部分偏向《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62―2004)和《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010―2010),而由于我校軌道工程專業(yè)的學生主要是從事鐵路、軌道交通行業(yè),因此在選取教材方面主要考慮鐵路、軌道方向。因此大部分教材不適合軌道工程方向的學生。而中國鐵道出版社出版的李喬主編的《混凝土結構設計原理》為普通高等教育“十五”規(guī)劃教材,教材質(zhì)量好,該類教材“強調(diào)理論、重視理論”,并且涉及到《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009―2001)、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62―2004)、《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010―2010)、《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》(TB 10002.1―2005)和《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范》(TB 10002.3―2005),非常適合軌道工程專業(yè)學生。像軌道、鐵路交通等施工單位部門是我校這一層次學校軌道工程專業(yè)的學生畢業(yè)后大多分配到的地方,這類單位需要培養(yǎng)富有創(chuàng)造精神的應用型人才,要求學生掌握能運用基本理論解決實際工程問題的能力,因此選擇該教材在某種程度上可以滿足軌道工程專業(yè)學生的人才培養(yǎng)需要。

然而,此教材將第4章“軸心受力構件正截面承載力計算”放在第5章“受彎構件正截面承載力計算”前面,與第8章“偏心受力構件正截面承載力計算”脫節(jié),同時第9章“鋼筋混凝土構件的變形和裂縫驗算”講授的是受彎構件的變形驗算和裂縫寬度計算,又與第5章“受彎構件正截面承載力計算”脫節(jié)。因此,根據(jù)我校最新修訂的課程教學大綱以及軌道工程專業(yè)培養(yǎng)目標的要求,對教學內(nèi)容進行優(yōu)化重組應建立在課程組內(nèi)多方探討該課程的教學內(nèi)容的基礎上,并對課程的教學內(nèi)容和教學目標形成基本一致的認識。如把教材的第9章“鋼筋混凝土構件的變形和裂縫驗算”放在鋼筋混凝土受彎構件正截面計算、斜截面承載力計算后面,然后把軸心受力構件放在偏心受力構件承載力計算前面,這樣系統(tǒng)的把鋼筋混凝土受彎構件計算的相關內(nèi)容串聯(lián)起來。

《混凝土結構設計原理》課程具有較強的實踐性和理論性,并且在教學內(nèi)容上文字敘述太多,構造規(guī)定多、構件受力模式多,計算公式多,規(guī)范多。尤其是各種規(guī)范規(guī)定的符號、計算方法不同,因此學生總是覺得做題無從入手,在學習時常常覺得困難重重。所以需要經(jīng)過精心選編,參考《結構設計原理計算示例》編寫了課程教學的模擬試題集和習題集,內(nèi)容不僅涵蓋了全部教學內(nèi)容,并包括可能遇到的所有題型以及一級結構師職業(yè)資格考試試題,而且給出標準的參考答案以及詳細解題步驟,為鞏固學生學習內(nèi)容起到了非常好的作用。

二、課程建設教學方法

(一)課堂形式

為提高教學質(zhì)量,我們提倡以板書為輔,以多媒體教學為主的教學手段。但是根據(jù)課上實踐來看,學生對于公式推導、理論剖析的理解不深,導致采用多媒體課件的效果不理想。因此對于章節(jié)重點內(nèi)容的介紹,可以插入視頻錄像的內(nèi)容使學生記住知識點。如講解鋼筋混凝土受彎構件破壞模式時,可以放鋼筋混凝土梁靜力加載試驗的錄像,便于學生了解鋼筋混凝土受彎構件適筋梁從開始加載至破壞經(jīng)歷了哪幾個應力階段,各個應力階段的主要特征以及這幾個應力階段計算依據(jù)等。

(二)課堂內(nèi)容

《混凝土結構設計原理》課程,作為一門實踐性較強的學科,理論聯(lián)系實際是一個非常突出的客觀事實。因此,可以在課下帶領學生到建筑工地實地參觀,并利用現(xiàn)場講解鋼筋的結構和構造等施工知識,有機結合理論與實踐。如:近幾年來我校新校區(qū)施工項目較多,結合軌道工程實習基地、體育館等相繼開工的方便條件,帶領學生現(xiàn)場參觀梁的支模,鋼筋的錨固、搭接、延伸、彎起,澆筑混凝土等施工過程,以及預應力張拉工藝及過程,了解預應力筋的種類、錨具等,可以極大的豐富了課堂內(nèi)容,使理論知識在實際工程中得以化解、消化。

(三)理論教學與期末課程設計相結合

《混凝土結構設計原理》這門課程在學期末安排了兩周的課程設計,內(nèi)容是預應力混凝土簡支T梁設計。在理論教學時就將課程設計題目布置給學生,重點講解預應力混凝土構件設計基本步驟,使得學生帶著任務學習,思考預應力筋的預應力損失等問題。而在期末課程設計時,對于同學們沒有理解的理論問題,也會再次采用講課的形式集中講解。通過實踐,讓學生進一步鞏固所學的內(nèi)容,培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力,為今后從事軌道工程設計打下牢固的基礎。

三、結束語

《混凝土結構設計原理》是一門涉及到結構力學、建筑材料、施工等多方面的內(nèi)容,并且是理論、課程設計和實踐相結合,同時又起著承前啟后的作用,是多門專業(yè)課程的前期課程。

針對軌道工程專業(yè)的特點,首先在課堂上采取視頻錄像、動畫等教學手段吸引學生的興趣。其次,在實踐環(huán)節(jié)方面帶領學生參觀施工工地,使學生深刻理解抽象的書本理論知識。最后將理論教學和課程設計相結合,使學生鞏固所學的知識,為后續(xù)課程(橋梁工程)的學習、畢業(yè)設計和將來工作及進一步研究打下基礎。

參考文獻:

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