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(來源:文章屋網 )
中圖分類號:TU318文獻標識碼: A
1. 預應力混凝土筒倉發展概況
筒倉結構作為貯存散料的構筑物,具有運行方式簡單、保護環境、節約用地、損耗少等優點,因而它在煤炭、電力、港口、儲運等行業中得到了廣泛應用,隨著工程中要求配置的筒倉容積也隨之增大。當采用普通混凝土筒倉時,隨著倉壁直徑的增加,倉壁水平配筋量也越來越大,往往需要配置三排甚至四排鋼筋才能滿足設計要求,這大大增加了用鋼量。采用預應力技術建造大型或特大型圓形筒倉,能解決普通混凝土結構鋼筋用量較多的問題,而且較容易實現筒倉結構的承載力和抗裂要求,具有很好的經濟效果。預應力技術運用在大直徑圓形筒倉結構中,還可以減小貯料在倉壁內引起的拉應力,消除混凝土的開裂或者控制裂縫開展大小,避免因裂縫過大而引起鋼筋銹蝕,降低筒倉結構的安全性及耐久性等缺陷。因此采用預應力混凝土筒倉必將是未來筒倉結構的發展趨勢。
2. 預應力混凝土筒倉設計計算原則及步驟
2.1 主要采用的規范
《鋼筋混凝土筒倉設計規范GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》及《火力發電廠土建結構設計技術規程 DL 5022-2012》。
2.2 設計步驟
1). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中3.3.2條估算混凝土筒倉的壁厚;
2). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中1.0.3條及4.2.3條條判斷筒倉類型(深倉或淺倉);
3). 依據判別的筒倉類型及《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.2.2條~4.2.8條計算筒倉倉壁壓力;
4). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》進行非預應力鋼筋和預應力鋼筋配筋計算(主要由倉壁的裂縫來控制預應力鋼筋和非預應力鋼筋的配筋量),并驗算是否滿足《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》的構造要求。
3. 工程實例
3.1 工程概況
本工程某電廠兩座直徑為30m、單倉儲量為20000t的大直徑預應力筒倉,高為45.65m的鋼筋混凝土筒倉,倉壁壁厚為0.50m、混凝土倉壁儲料高度為30.650、漏斗中心錐高度7.00m,原煤質量密度為10.0kN/m3,內摩擦角取。倉壁厚度為500mm,采用C40混凝土。預應力筋采用1x7的鋼絞線,鋼絞線強度標準值fptk=1860N/mm2,鋼絞線強度設計值fpy=1320N/mm2,其性能應符合行業標準《無粘結預應力鋼絞線》(JG161-2004)的規定。錨具采用OVM15-n群錨體系對應的錨具,采用無粘結預應力技術。普通鋼筋采用三級鋼(HRB400)。據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中3.3.2條對倉壁的壁厚進行初步估算值為:,本工程的筒倉倉壁厚度暫取為。
3.2 筒倉設計原則
在預應力混凝土筒倉結構中,僅對環向施加預應力,貯料產生的環向拉力由普通鋼筋和預應力鋼絞線共同承擔。無粘結預應力混凝土筒倉按正常使用極限狀態的驗算。根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范GB50077-2003》5.1.5條第3款,本筒倉最大裂縫寬度的允許值為0.2mm。根據《火力發電廠土建結構設計技術規程DL5022-2012》條文7.4.12條第一款規定:倉壁可采用后張法無粘結預應力或有粘結預應力,預應力強度比宜取0.7,不宜超過0.75,且非預應力鋼筋的配筋率不應小于全截面的0.4%。
3.3 筒倉內力計算
3.3.1 倉壁內力計算
由知該筒倉為淺倉。據據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.2.6條知筒倉貯料頂面或者貯料重心以下距離處,作用于倉壁單位面積上的水平壓力:
,其中、,故,則倉壁環向拉力。
考慮環境溫度作用時,據據據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.1.1條,直徑30m的筒倉可按其最大環向拉力的6%計算。因此考慮溫度應力時,取。
3.3.2 估算非預應力鋼筋及預應力鋼筋截面面積
取筒倉倉壁根部1m寬倉壁內力作為計算單元,進行無粘結預應力鋼筋的截面面積估算,計算公式可以按下式:
根據算得的1m寬筒倉側壁內預應力鋼絞線的截面面積為1218.2mm2,筒倉側壁底部取預應力鋼絞線為1x7,預應力鋼絞線截面面積為。據《后張法預應力混凝土設計手冊》中3.6節,預應力總損失近似估算值,則。
根據《火力發電廠土建結構設計技術規程DL 5022-2012》條文7.4.12條第一款規定:倉壁可采用后張法無粘結預應力或有粘結預應力,預應力強度比宜取0.7,不宜超過0.75,且非預應力鋼筋的配筋率不應小于全截面的0.4%。非預應力鋼筋的截面面積最小值為,取非預應力鋼筋配筋為22@150()。
3.3.3 預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算
根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》進行預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算。
預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算公式為: ,其中各參數取值如下:
;;
;,;
;
,取;
計算所得筒倉倉壁最大裂縫為0.022mm<,滿足《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》5.1.5條第3款要求。預應力鋼絞線及非預應力鋼筋余量很大,可以通過減小預應力鋼絞線的截面面積及非預應力鋼筋的截面面筋進行優化設計。
經優化后的預應力鋼絞線及非預應力鋼筋的截面面筋取值為: 預應力鋼絞線為1x7@500,;非預應力鋼筋為18@150,,計算所得筒倉倉壁最大裂縫為。
4. 結論
通過對圓形預應力混凝土筒倉結構設計思路及計算方法的論述及分析,并結合工程實例,簡單的介紹了圓形預應力混凝土筒倉結構設計所需要遵循的設計規范,通過工程實例的優化分析,圓形預應力混凝土筒倉結構的預應力鋼絞線及非預應力鋼筋的配筋面積主要是有筒倉的裂縫控制等級來決定。而且通過在混凝土筒倉結構中采用無粘結預應力技術,可以減小貯料在倉壁內引起的拉應力,消除混凝土的開裂或者控制裂縫開展大小,避免因裂縫過大而引起鋼筋銹蝕,降低筒倉結構的安全性及耐久性等缺陷。
參考文獻:
[1]. GB50077-2003.鋼筋混凝土筒倉設計規范[S].
[2]. GB50010-2010.混凝土結構設計規范[S].
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
前言
混凝土結構設計的數值計算是建立在大量的試驗和經驗之上的,是根據構件所受的外力分析及內部混凝土和鋼筋作用產生的抵抗外力作用的能力,在力學的基礎上建立平衡方程的一個計算過程。但混凝土構件在實際服役過程中受諸如不同材料等級,不同環境和不同形態的影響差異巨大,所以建立的平衡方程和數學計算模型是在簡化和等效轉化各種因素后的理想化平衡方程,即便如此,方程中依然存在很多的隨材料等級,環境因素和構件本身形態變化而變化的系數。綜合考慮這些系數,對設計一個構件而言是一個相對龐大的數據庫,并且有一部分數據是在計算的過程中需要加以驗證并作為下一步計算的前提條件。因此整個計算過程很難形成一個流暢和嚴謹的計算思路和步驟。目前的計算大多停留在人工計算的階段,通過已有條件查表獲得相關參數,通過各種規范限制很多變量的取值,也需要人工查表得到中間變量的取值要求并核對中間變量的取值是否符合條件。整個人工計算過程相對繁雜,本文對在數據庫處理環境下進行混凝土結構設計計算的嘗試加以介紹以及更深層次應用的展望。
1.以伸臂梁在均布荷載下結構設計為例
1.1傳統設計方法思路分析
首先從力學上分析計算梁的受力情況,做梁的剪力和彎矩圖,然后根據經驗和實際情況確定梁的截面尺寸,混凝土等級,鋼筋等級以及相關的設計變量,接著根據所確定的設計變量查表得出相關的設計參數并代入公式計算,與此同時根據設計要求查表進行中間變量的核對和修正,最后計算得出鋼筋的設計面積,查表進行選擇鋼筋配筋。整個過程設計很多的查表,計算,核對修正的步驟,工作量相當大,而借助計算機進行數據處理就顯得很便捷。
1.2 在Visual foxpro進行設計的具體操作
首先在Visual foxpro中創建項目并建立計算必須考慮的系數的數據庫,要求以二維表的形式。二維表要求各系數和與之唯一對應的材料種類為關鍵字段,確保查詢結果的唯一性。如普通鋼筋強度設計值將鋼筋牌號作為關鍵字段,就有一系列的諸如軸心抗壓強度,軸心抗拉強度等唯一的系數與之對應。
表1.1 普通鋼筋強度設計值數據表
注:fy表示鋼筋抗拉強度設計值,fyy表示鋼筋抗壓強度設計值
然后,在項目中創建表單,并將表單計算涉及到的數據表添加到表單的數據環境中。為了方便設計初始變量的可視化輸入,在表單中插入伸臂梁的圖例,以及插入各種設計初始變量的標簽和可供直接輸入具體數值的文本框或組合框。對于輸出結果同樣是標簽加文本框或表格的形式。插入命令按鈕或選項按鈕組作為計算的執行標志和計算程序的載體。以下是具體程序設計的相關重點語句。
輸入賦值語句:q1=val(thisform.text1.value)
查詢語句:select 普通鋼筋強度設計值.fy from 普通鋼筋強度設計值 where普通鋼筋強度設計值.牌號=alltrim(bo2.value) into cursor 'gj1'
fy=val(普通鋼筋強度設計值.fy)
分支結構:if j>=f
j=f
v=e*fc*b*h0*h0*j*(1-0.5*j)
i=(m0-v)/(fyy*(h0-k))
s=j*e*fc*b*h0/fy
thisform.text11.value=i
else
j=j
s=e*fc*b*h0*j/fy
thisform.text11.value='單筋截面'
endif
輸出結果語句:thisform.text10.value=s
表1.2伸臂梁混凝土設計計算表單
2.在Visual foxpro中設計計算程序介紹
Visual foxpro數據庫應用技術,是一個交互式,可視化程度相當高的數據庫處理技術,并且建立在計算機軟件的基礎之上,應用在混凝土結構設計計算上具有很大優勢。
2.1數據庫的建立和應用
應用數據庫可以直接調用計算參數。將混凝土設計計算中涉及的參數以表的形式Visual foxpro中建立數據庫,在表中任意的一個參數都有唯一的混凝土材料類別或其它設計變量與之對應。確保一個變量對應唯一參數,供計算機進行自動精準查詢計算涉及的參數。
表2.1 在Visual foxpro下建立的混凝土設計參數數據庫
注:(1)以上僅部分關鍵參數數據表
(2)以上部分表為配合表單計算和查詢程序的需要屬編者自行設計,非混凝土設計規范或相關資料直接給出的表(箍筋配置表)
2.2表單作為應用程序
以表單作為應用程序進行可視化計算。表單是Visual foxpro提供的可視化程序設計環境和工具。具有面向對象的特點和極高的交互式和可視化的優點,在表單中插入各種控件,供設計初始變量的輸入,計算程序的編寫和執行以及最終結果的輸出。通過查詢語句的編寫,可以在已有的數據庫中根據輸入的初始變量查詢到計算參數。通過執行計算語句的編寫,可以進行相關的計算。通過分支結構語句的編寫,可以核對和矯正與計算不符要求的中間變量,確保計算在可行的條件下進行。最終按需求輸出計算結果。得益于現實中的混凝土構件在規格和模型上有相對固定的要求,因此在計算中不會影響平衡方程的主控變量,給計算的程序帶來和相對穩定的模式,因此可以考慮按構件的類型區分幾個大類,進行編程計算。如梁就可以按荷載類型分為均布荷載,集中力作用和兩種的組合來進行各自的計算編程,也可以按梁的形式分為簡支梁,伸臂梁和懸臂梁等。
表2.2混凝土設計計算表單
注:以上僅部分設計計算的表單
2.3采用Visual foxpro進行混凝土結構設計計算的優點和不足
電算在計算的精度和速度上的優勢是不言而喻的。但采用Visual foxpro進行混凝土結構設計計算,可以利用已建立的數據庫根據輸入的初始設計變量進行自動的查詢相關參數并自行代入計算。計算中間步驟,自動查表核對并矯正中間變量,可以在數值上討論混凝土計算中的各種特性和對應的限制。同時輸出的可視化程度也很高,可以是文字,數值,表格還可以是對話框,可以根據計算和研究的需要以多種形式輸出計算過程中的各種關鍵數值和最終的計算結果。
不足之處在于Visual foxpro中的表單不能進行自行的制圖和出圖,也不能支持大型的復雜程序的運算,只能進行簡單的順序和分支結構語句的運行計算,對計算的編程帶來了一定的困難。
2.4混凝土結構設計計算在Visual foxpro中的整體規劃
主要解決混凝土從已知受外力情況為基礎,在Visual foxpro表單中進行內力計算,選取主控內力作為結構設計的設計值,進行截面和配筋的計算。附加具體的配筋方案選擇和構件結構撓度和裂縫及穩定性的驗算
(1)將混凝土構件的梁、板、柱作為三大第一模型
(2)在各自的第一模型衍生出根據荷載和規格的第二模型
(3)根據第二模型計算結果生成專做配筋方案的第三模型
(4)基于三大模型計算結論下的構件結構撓度和裂縫及穩定性的驗算模型
以下是各大模塊中的相關表單示意圖:
表2.3 板配筋計算表單表2.4 螺旋箍筋柱配筋計算表單
表2.5 縱向受力鋼筋配置表單表2.6 板鋼筋配置表單
注:輸入已計算的理論鋼筋面積和根據實際的需 注:可以進行板受力鋼筋和分布鋼筋尺寸大小和間距的求理想的鋼筋根數就可自動按實際情況進行配筋,自動配置。
相對于人工的查鋼筋面積表再人工試算顯的很便
捷。
表2.7 撓度計算表單
注:可對已設計好的構件進行撓度計算,作為構件是否滿足要求的依據
3.混凝土結構設計計算在Visual foxpro中應用的展望
基于Visual foxpro數據庫應用技術,在查詢數據和計算處理數據的自動,高效,精準的優勢,融入大數據的概念,結合具體實驗理論和相關分析,細化混凝土構件的受力模型,建立更加細化和完備的混凝土結構設計計算參數的數據庫,編寫更加精準和高效的計算程序,提高混凝土結構設計計算的精度,使混凝土結構設計在力學分析上更加精準,在材料利用上更加科學高效,在穩定性驗算上更加便捷,在設計操作中更加方便,理論上更加切合實際試驗理論和分析的大數據模型。
4.結語
建立在已有的混凝土結構設計計算的理論上,借助于Visual foxpro數據庫應用技術的相關優勢,在很多方面對混凝土結構設計的計算帶來了便利。是混凝土結構設計計算在數據庫處理環境下的一個嘗試,也提出了大數據概念在結構設計中的一個展望。
Design of concrete structures calculations attempt
under the database environment
(Tong Chengyu Shi Xiaojuan Ai Haiying Liu Zicheng)
Abstract: Combining with the complexity of manual calculation to design of concrete structures, the paper explores the method of calculation in a database environment.
Taking the Outrigger beams under uniform load structural design as an example, introduces the calculation in Visual foxpro, it improves the calculation accuracy and speed, make the calculation more visible. At the same time looking forward to big data concepts, it will improve the accuracy of the calculated to design of concrete structures, make the mechanical analysis more precise, materials using more scientific and efficient, stability checking more convenient, design operation more convenient, theory more realistic.
Key words: database, design of concrete structure, calculation
作者簡介:
1.佟成玉,1985年,女,天津,講師,碩士,現從事土木工程專業教學
中圖分類號:TU37文獻標識碼: A
在現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、穩定性與耐久性等方面發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,應該突出設計的內涵,體現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、高度控制等關鍵環節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高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性,同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。
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,要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續,形成有益于實現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,要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現,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,盡量降低短肢剪力墻的設計數量,這樣的設計可以降低后續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,優化高層建筑的外觀和內部結構,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超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現,由于不同高度會出現不同級別的設計規范形式,因此,當結構高度出現變化時,特別是出現超高問題時,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;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,因此,需要重視抗震這一環節,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多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話,其振型數則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數應盡量取≥12的數,但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的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,這樣才能夠有效的提高建筑的質量。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定進行相應的調整,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,還要按照相關的規定對其進行相應的規范。對于層數較多的建筑而言,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境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數明顯降低。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濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經濟這個指標。
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,城市規劃的高層建筑,不使用簡單的平面結構,不規則的平面形成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。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成為行業的重點,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節和難點,充分發揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現高層建筑穩定和安全的同時,實現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,2011(16)
[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產品,2010(01)
中圖分類號: TU208 文獻標識碼: A
在現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、穩定性與耐久性等方面發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,應該突出設計的內涵,體現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、高度控制等關鍵環節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高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性,同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。
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,要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續,形成有益于實現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,要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現,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,盡量降低短肢剪力墻的設計數量,這樣的設計可以降低后續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,優化高層建筑的外觀和內部結構,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超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現,由于不同高度會出現不同級別的設計規范形式,因此,當結構高度出現變化時,特別是出現超高問題時,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;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,因此,需要重視抗震這一環節,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多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話,其振型數則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數應盡量取≥12的數,但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的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,這樣才能夠有效的提高建筑的質量。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定進行相應的調整,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,還要按照相關的規定對其進行相應的規范。對于層數較多的建筑而言,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境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數明顯降低。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濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經濟這個指標。
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,城市規劃的高層建筑,不使用簡單的平面結構,不規則的平面形成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范允許的布局結構。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
綜上所述,鋼筋混凝土結構是高層建筑的基礎,如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經成為行業的重點,在設計中應該把握高層建筑鋼筋混凝土結構設計的關鍵環節和難點,充分發揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現高層建筑穩定和安全的同時,實現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,2011(16)
前言:高層建筑采用鋼筋混凝土結構是功能和穩定的必然需要,為了更好發揮出高層建筑的功能,實現高層建筑的穩定,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發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的把握,提高高層建筑設計環節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,應該突出設計的內涵,體現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,從短肢剪力墻、結構體系、高度控制等關鍵環節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 闡述鋼筋混凝土結構的原理和特性
1.1 鋼筋混凝土結構的原理
闡述混凝土如果沒有雜質比較純凈的話,它的抗壓程度將很難與其抗拉程度達成一致,形成正比,這也是素混凝土不會在有拉應力的梁板之間進行使用。但是梁板又是高層建筑中常見的結構,因此,必須在一定程度上對這種純混凝土進行改造,只有通過合理的加工和改造才能促使混凝土承受拉力的能力大大增強,也就是在這種情況下,鋼筋混凝土結構便誕生了。鋼筋混凝土承受一定的拉力后,將會出現開裂現象,如果是鋼筋混凝土結構,鋼筋將會對這種拉力進行承受,使得混凝土的的抗壓性能大大增強,同時也將鋼筋的抗拉性能也充分發揮了出來。混凝土和鋼筋按照一定的比例進行有機結合,才能促使抵抗外力的水平大大提高,這也會在很大程度上使得混凝土結構在高層建筑施工中發揮出應用的作用。
1.2 鋼筋混凝土結構的特性闡述
鋼筋混凝土具有一定的特性,特別是在混凝土的收縮和蠕變中體現的更為明顯。混凝土在出現硬化的過程中會自動的進行收縮,在這期間,鋼筋內部將會對其產生很大的影響,混凝土便會在這種情況下出現拉應力,這種壓力在混凝土內部鋼筋中產生,必須引起相關人員的高度重視是,特別是對鋼筋混凝土進行比例分配時更應該著重關注和考慮。對于拉應力來說,混凝土具有較低的壓力,盡管對鋼筋進行及時的內部配備的情況下,仍然不能對這種情況有所改觀。因此,必須適當的對混凝土進行壓力施加。值得注意的一點是,如果混凝土能夠將物理力學特性保持在零下四十攝氏度到零上六十攝氏度之間,改變將不會明顯發生,甚至并不影響混凝土的正常使用。然而,若高層建筑場地周圍的溫度不合理,太高或者是太低均會導致鋼筋混凝土不能進行正常使用,影響鋼筋混凝土的使用效果。所以在這種情況下應該適當的對鋼筋混凝土進行處理。
2、高層建筑鋼筋混凝土結構設計的靈魂
高質量進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作必須要體現設計的靈魂,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高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性,同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。
2.2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,要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續,形成有益于實現設計目標的耐久性基礎。
2.3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,要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現,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,盡量降低短肢剪力墻的設計數量,這樣的設計可以降低后續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,優化高層建筑的外觀和內部結構,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超高的問題,這不利于高層建筑物抗震性能的實現,由于不同高度會出現不同級別的設計規范形式,因此,當結構高度出現變化時,特別是出現超高問題時,要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作。
4、高層建筑鋼筋混凝土結構設計的要點
4.1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,因此,需要重視抗震這一環節,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多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話,其振型數則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數應盡量取≥12的數,但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的3倍,除了含有彈性的樓板,而且在進行總剛性的分析時,它的振型數才可以取得更大些。
4.2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,用來取得較好的經濟效果。
4.3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境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數明顯降低。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濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經濟這個指標。
4.4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展的趨勢。
5、結束語
簡而言之,如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經成為行業的重點,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節和難點,充分發揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優勢,設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品,在實現高層建筑穩定和安全的同時,實現高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻
引文:鋼筋混凝土結構具有強度大、穩定性高、耐久性強以及抗震性能好等優點,使其在現代高層建筑結構中得到廣泛應用。要滿足高層建筑中鋼筋混凝土結構的實際需求,其結構設計是至關重要的。因此,探討鋼筋混凝土高層結構設計中存在的問題,了解設計過程中遇到的難點和重點,并采取科學合理的手段來完善和提高鋼筋混凝土高層結構設計,以此提高鋼筋混凝土高層結構設計質量。
一、鋼筋混凝土高層結構設計的要點
(1)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高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性,同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。
(2)高層建筑鋼筋混凝土結構設計過程中要有年限上的考慮,要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續,形成有益于實現設計目標的耐久性基礎。
(3)通過高層建筑設計工作的突出,要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現,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。
二、鋼筋混凝土高層結構設計中常見的問題
(1)高層建筑的地基較好時,上部結構在滿足變形限值的前提下,應盡量減小剛度。可以通過合理的基礎和上部結構設計來突破規范中對高寬比的限值。可以將塔樓較長肢的剪力墻用輕質墻隔為短肢墻,使轉換層上下剛度均勻。規范中確定轉換層上下剛度比的公式宜改為控制上下層轉角的比值在1左右較為合理。規范中頂點位移和層間位移限值不盡合理,可以通過采取措施來突破這些限值。水平加強層在增加側向剛度的同時,會使外柱的剪力有較大增加,應慎重設計。
(2)在抗震規范與高規中,對結構的總高度都有嚴格的限制,尤其是新規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級高度建筑甚至超過了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,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題,導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
(3)在高層建筑設計中,結構工程師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。
(4)在鋼筋混凝土高層建筑結構中,往往為了控制柱軸壓比而使柱的截面很大,而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋。即使采用高強混凝土,柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態,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。
三、加強鋼筋混凝土高層結構設計的措施
(1)高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結構來實現,因此,需要重視抗震這一環節,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多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話,其振型數則應該多取,例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等,其振型數應盡量取≥12的數,但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的3倍,除了含有彈性的樓板,而且在進行總剛性的分析時,它的振型數才可以取得更大些。
(2)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,用來取得較好的經濟效果。
(3)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境、條件的影響,從而導致建筑的可靠指數明顯降低。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濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經濟這個指標。
(4)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展的趨勢。
(5)對于常規結構,可采用樓板整體平面內無限剛假定模型;對于多塔或錯層結構,可采用樓板分塊平面內無限剛模型;對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結構等可采用樓板分塊平面內無限剛,并帶彈性連接板帶模型;而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結構或要求分析精度高的高層結構則可采用彈性樓板模型。
(6)在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于高層建筑地震作用和風荷載較大,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的處理措施進行設計。
(7)對常規高層建筑,與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級;對于地下室部分,當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應與上部結構相同,地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級,但不低于四級,地下室中超出上部主樓相關范圍且無上部結構的部分,其抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。
結束語:
鋼筋混凝土高層結構設計作為現代建筑行業的主要結構形式,其優勢推動了建筑行業的發展,提高了建筑行業的整體質量。在進行鋼筋混凝土高層結構設計時,不僅要保證高層建筑的使用功能和外觀效果,還應充分考慮設計安全質量的問題,這也是高層結構設計的重中之重。通過本文了解到了鋼筋混凝土高層結構設計過程中常見的問題,并對其問題進行討論和分析,鋼筋混凝土高層結構設計中,應充分考慮選型的設計、地基的設計以及結構的計算,并在實際工程中將各項工作落實到位,從而進一步提高高層建筑結構設計質量和水平。
參考文獻:
【1】崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產品,2010,(1).
二、合理統籌教學內容,編制工程師計劃的培養體系
(一)加強對設計規范的學習
混凝土結構設計原理課程主要涉及的規范是《混凝土結構設計規范》和《砌體結構設計規范》。每一次新規范的頒布[2],都迫切要求有關的工程技術人員、教師和學生學習掌握新規范。作為教師,尤其要盡可能地將新規范融入到混凝土結構設計原理課程教學實踐中,加強學生對規范條文的學習和理解,特別是修訂部分的內容,增加了[3]結構整體性和防連續倒塌設計、結構耐久性設計、裂縫寬度驗算調整、高強度材料的推廣等,最好能讓學生理解其修訂內容的科研或工程背景,以便學生更好地掌握。根據《混凝土結構設計規范》(GB50010———2010)和《砌體結構設計規范》(GB50003———2011)的頒布及教學思路,對每一章給出教學要求,分為基本概念、計算能力和構造要求三方面,并分三個檔次:對概念,分為“深刻理解”、“理解”和“了解”;對計算能力,分為“熟練掌握”、“掌握”和“會做”;對構造,分為“熟悉”、“領會”和“識記”。全面修改和補充計算例題等。并在內容上涉及不少注冊執業資格相關規范條文和算例,為培養學生畢業后獲得注冊執業資格做準備。
(二)優化課程內容,處理好重點和難點的關系
在與基礎課程聯系的基礎上,結合教學大綱合理安排并優化教學內容,在此基礎上重視對本課程重點與難點的處理。教師首先要明白學生在學習這些知識前需要的先導知識(包括先修基礎課程)。其次結合獨立學院培養應用型人才和學生力學等基礎相對較差的情況,要清楚學生學習的重點和難點,然后認真備課,針對具體模塊內容,精心設計問題,有目的的引領學生梳理學習思路、幫助學生漸漸主動融入課程內容角色;讓學生掌握重點,理解難點。混凝土結構設計原理課程涉及許多構造措施,如混凝土的最小保護層厚度,鋼筋的錨固長度、搭接長度,鋼筋間的凈距或間距,受力鋼筋的最小配筋率等。這部分內容規定性的東西多,內容比較零散,在講授時應進行適當歸納與分類,盡量使其條理化和簡單化,并介入實體模型,便于學生理解和記憶。
(三)制訂本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系
本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系,需在土木工程專業的工程師培養體系的基礎上制訂。以土木工程專業的教學規范為依據,保留專業基本的理論教學和實踐教學,結合行業不同單位的工作性質和學生興趣及未來計劃的發展去向增加與工程師培養相適應的理論教學和實踐教學。統籌我院土木工程專業開設課程實際,針對設計院就業方向,還可增設施工圖預算、混凝土結構工業廠房設計、砌體結構設計等實踐環節,由校內教師和校外工程師綜合指導。針對施工企業就業方向,還可增設工程預決算實踐環節,由校內教師和校外工程師綜合指導。針對咨詢公司就業方向,增設工程項目現場實習,包括工程招投標流程、招投標文件編制、監理規劃大綱編制等,由校內教師和校外工程師綜合指導。
三、構建實踐教學新模式
(一)引入工程案例教學法,營造課堂工程氛圍
為達到教學目的,實現教學內容,運用教學手段而進行,引進新的教學方法勢在必行。本課程采用案例分析法,以教師指導下的分組討論方式進行。教師根據課堂教學要求、內容關聯性及學生興趣選擇案例,說明理論在實際中的具體運用。結合案例提供的信息,運用混凝土結構設計原理知識進行針對性地分析和論證。學生在辯論中學習,充當主角。案例教學是理解和深化理論知識的有效途徑。通過教師的引導和啟發,提供和評估備選方案,培養學生運用混凝土結構設計原理的知識和方法,模擬解決實際問題實現知識由抽象到具體的飛躍。
(二)將實體模型引入教學實踐
為增強學生對土木工程結構的空間想象力,在原有的結構與材料實驗室建立比較系統的土木工程專業系列課程,如混凝土結構設計原理、鋼結構、房屋建筑學、土木工程材料、土木工程施工等課程教學實體模型。針對本專業開設方向和課程要求,需配置包括混凝土結構和道路與橋梁工程結構在內的結構教學模型。其中混凝土結構有梁(含簡支梁、連續梁、懸臂梁、矩形梁、T形梁)、樓(板)蓋、柱、工業廠房等模型。將實體模型引入課程教學實踐,模擬“施工現場”,將“工程搬進課堂”,增強學生的感性認識,提高學生對土木工程體系概念的整體思維能力和空間想象力,從而大大提高課堂教學效率和效果,同時為后續的試驗研究,制作混凝土結構構件模型做準備。
(三)組織施工現場參觀,加強感性認識
結合本學院合作辦學方的優勢,提供與寶坻區產學研合作項目,開辟“專業實踐教學基地”。如在現澆混凝土結構施工現場,學生能較深刻地了解主、次梁的立體交叉關系和鋼筋布置應注意的問題,及鋼筋的錨固、搭接、彎起等構造要求;學習預應力混凝土知識時,可組織學生參觀預應力張拉工藝及過程,了解預應力筋的種類、錨具等,以增強學生的感性認識。通過這一系列實踐教學,使學生深刻理解課堂教學的內容。除此之外,基于CDIO工程教育模式的培養體系中的工程實例講座,與理論課程和施工現場參觀等穿行。通過課堂視頻和實體模型及工程案例教學、安排工程實例講座、到施工現場參觀實習等,讓學生親身接觸實際工程,進一步增強感官認識,并逐步過渡到理性認識,大大提高學生分析問題、解決問題的能力。
(四)加強試驗研究,制作混凝土結構構件模型
鋼筋混凝土結構材料性能的不確定性、離散性,使鋼筋混凝土結構基本理論須由鋼筋和混凝土材料性能以及結構構件的受力性能的試驗研究來驗證。利用結構與材料實驗室,通過試驗觀識結構構件從開始加荷到破壞的過程,構件內部應力、應變的變化,裂縫的發生、發展以及裂縫的分布等特征,分析構件的受力狀態,以及鋼筋和混凝土在受荷過程中所表現出來的特性。教師通過啟發、引導學生從現象出發,主動思考找出事物本質,訓練學生分析問題和解決問題的能力。利用結構與材料實驗室,可模擬現場施工,實現仿真教學,制作混凝土結構構件模型。結合混凝土結構設計原理先修課程如土木工程材料、土木工程施工等,從水泥、石子、砂子、鋼筋等原材料選取到配筋計算、水灰比計算、鋼筋的綁扎、支模、混凝土澆筑及養護、試塊制作等,模擬施工的全過程,預制鋼筋混凝土梁,對其強度進行測試,并引導學生對試驗結果進行分析,鼓勵自主實驗。可大大提高學生的學習積極性。
在我國建筑工程混凝土結構設計方法中存在技術標準和安全系數差距過大,設計和實施過程中人為的錯誤,耐久性設計方法存在問題,設計方法中安全檢測出現問題。針對這些問題提出以下措施,提高技術標準,加強安全系數,加強結構的耐久性和材料的耐久性,加強設計過程中的質量監管,提高設計方法中的安全檢測,相信通過我們的努力,會使問題變成優勢,提高混凝土結構設計方法的實施和應用。
一、建筑工程混凝土結構設計方法存在的問題
1. 技術標準和安全系數存在著差距過大的問題
在建筑工程混凝土結構設計方法中存在技術標準的偏差,技術標準不明確并且偏差過大。在建筑設計中沒有制定相應的技術標準。同時又存在著安全系數的問題。根據國內現行混凝土結構設計規范要求,結構安全可靠度是“規定”荷載作用下的強度保證率。設計規范結構可靠度只是對結構構件來說的,其安全性主要取決與荷載取值,安全系數設置與荷載系數取值之間存在著較大的關系。據調查資料顯示,國內規范動荷載安全系數要比美國、英國低 14%~21%,比歐洲低 7%;強度安全系數比歐美國家低大約 15%,鋼材強度安全系數低 6%。比如,根據國內規范設計的柱子若動、靜載之比為 1:2,因荷載、材料影響承載力較英美國家規范設計承載力大約低 35%,而較歐洲國家也低 28%。由此可見,技術標準和安全系數存在著差距過大的問題,需要解決。
2. 設計和實施過程中人為的錯誤
在混凝土結構設計方法中存在了人為的錯誤。由于設計人存在的設計偏差和錯誤,導致設計方法存在了問題。很多設計者計算不夠準確,設計過于粗糙并且缺乏設計的經驗,導致設計出現了人為的錯誤。很多企業在對相關設計招取設計人員中沒有針對不同的設計者完成其擅長領域的工作。每一個設計師都有擅長的領域,要根據具體的工作去完成,對設計師的擅長方向要進行了解。同時很多企業沒有進行相關的設計管理,要在不同程度上加以輔導和監督,防止出現人為錯誤。很多設計師沒有認真的工作態度,并且技術不過關,這使工作方法出現了問題,缺乏職業道德也使工作方法出現了問題,這些人為的問題為結構設計帶來詬病。
3. 耐久性上設計方法存在問題
很多設計出現耐久性不高的現象。一項工程的耐久性是工程的關鍵。把耐久性做好體現了設計者的設計水平和完美地設計觀念。它要求設計過程的高超技術和實施的完美結合。很多設計者在很多惡劣的條件下不能設計符合惡劣條件的設計成果,設計的成果適應不了惡劣的環境,這樣問題的存在讓設計失去了所謂的意義,沒有很好地為工程服務,出現豆腐渣工程,是設計的敗筆。對于耐久性設計方法而言,國內外存在著一定的區別。比如,我國和美國設計標準中,水泥品種分類方法、類別存在著差異性,組分含量也有很大的區別。就耐久性而言,美國規范 ACI 318-05 比國內規范 GB50010-2010更為詳盡;美國規范雖然將耐久性單列出來,但卻沒有明確對混凝土結構所處的周圍環境類別細分,只規定了不同環境下的混凝土材料應用;耐久性設計過程中,根據周圍環境的類別確定實施方法,根據等級確定各指標控制度;而我國環境類別劃分相對比較籠統一些。
4. 設計方法的安全檢測不夠
在混凝土設計方法中缺乏相應的安全檢測。在設計中各步驟的安全是設計進行的關鍵。在每個步驟都完成后要跟進安全檢測,但在設計方法中很多設計師缺乏對設計的安全檢測。相關的政府也對其不夠重視,出現了質量問題,為建筑帶來了問題。很多設計者沒有對設計儀器進行購置,設計儀器出現了不合格的現象,在根源上得不到重視讓設計方法出現了問題。政府沒有進行設計的安全監管和監督,使設計中安全檢測出現了問題,安全監管要出臺防范措施,這也是對設計方法的嚴格要求,防范方法做不好會導致不安全問題出現,讓設計得不到安全保證,使設計變成失敗,無法真正投入到運營和工作中,使設計偏離了真正的應用。
二、根據建筑混凝土結構設計方法存在的問題給予的措施
1. 提高技術標準,加強安全系數
在建筑設計方法中要提高技術標準和安全系數,在設計前首先要對技術標準進行相關計劃,緊跟技術標準走,技術標準的設計不要過大,也不可過小。跟著規范走,才能使設計不偏離實際同時要加強安全系數。安全系數不過關會使其他一切都為零,在設計中要突出安全的設計。要達到安全的效果可以聘請相關的設計專家制定符合標準的技術,并根據設計的技術標準制定相應的安全系數。要根據相關的產業的要求對建筑的防治自然災害和人為的災害進行相應的預防,有的建筑需要防水,在建筑過程中要加強對水的防范,還要加強防震的要求,建筑一定要通過地震檢測,真正意義上做到安全系數第一位、技術水平過硬的原則,為建筑服務。
2. 加強結構的耐久性和材料的耐久性
在設計的方法中要加強對結構和材料的管理,加強材料的選擇,材料的質量一定要過關,只有這樣才能保證結構上的設計方法過關。使用的材料要經過檢測方可實用,結構的混凝土的量一定要到,并且混凝土的質量一定是上品,只有這樣才能使結構耐久性。設計方法中要把結構的耐久性和材料的耐久性制定相關的規程,讓質量有規程保證,切記沒有規矩不成方圓。讓設計中規中矩、讓設計完美無缺。只有這樣才能使結構和材料具有耐久性。耐久性是設計的要求,同樣是質量上的要求,要服從大局,讓設計方法完美無缺。
3. 加強設計過程中的質量監管
在建筑混凝土結構設計方法中要加強設計工程中的質量監管。政府要投入相關的精力去完成。在設計中政府就應宣傳質量過關的要求,并隨時進行監督,并用相關的工程質量法作為監督的背景,投入到相關的執法中。同時設計人員也應減少人為的錯誤和差錯,要以相關職業道德和職業操守為基礎去完成每一次設計工作。要加強相關經驗的積累,向經驗豐富的設計者學習,并加強自我鍛煉。同時公司要對每個設計師進行了解,清楚他們擅長的工作,讓它們在自己擅長的領域工作,公司應嚴把質量關,對質量不合格的人員進行懲戒,并對質量合格的優秀員工進行獎勵,做到一碗水端平,對質量水平切記不能放寬要求,在相關的質量監管中把設計方法的高質量設計更好的應用到每一次的設計中,做到用質量提高實際生產率,讓質量帶動設計方法。
4. 提高設計方法的安全檢測
在設計方法中要提高安檢,每一步驟都要經過相應的安全檢查,政府也要輔助進行安檢。在公司安檢后,政府也要相應的進行復查,讓安檢萬無一失不存在任何的問題。設計方法中的安全檢查是不可缺少的一個步驟,要加強安全措施,對不符合安全措施的設計要從開始就加以杜絕。安檢是設計完成不可缺少的一步,也是關鍵的步驟,要編入設計流程。在政府和設計者的雙管齊下監督下會讓安全檢測得到保證,為設計方法的正確投入做出貢獻。
三、結語
建筑工程混凝土結構設計方法的不斷優化為建筑注入了更多的血液,相信在問題的解決中和不斷的探索中,我國的建筑工程混凝土結構設計方法將得到更高層次的優化,讓建筑事業得到補充和延續,讓我國的政治經濟文化事業在建筑的強化下得到高度發展,讓設計帶動建設,讓建設帶動其他產業,共同蓬勃發展。
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A 文章編號:
混凝土結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程,在這過程中出現任何的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全隱患。因此,我們設計人員應按規范相應的構造要求嚴格執行,才真正確保設計質量的安全。
1 混凝土結構設計的原則
1.1 整體性
混凝土結構設計的整體性是指把各個部分組成一個整體,研究整體的功能和設計規律,從整體和部分中發現整體的特征。
1.2 結構性
在混凝土結構設計過程中,要充分了解其結構及其各要素是非常重要的。建筑結構決定著建筑的性能和質量,影響著它在建筑中的使用和其發展情況,同時它也是性能的載體,還可以反作用于結構。混凝土結構的各要素運動的穩定性與結構息息相關。
1.3 最優化性
混凝土結構設計中存在差異整合,使建筑的各個部分合理的組合在一起,差異的部分相互互補,相互支持,相互需要,保證著整合后的性能。建筑結構的形成也離不開差異整合,充分體現了它的重要性,在設計過程中,我們要重視這一點。
1.4 動態性
混凝土結構設計的動態原則是把握系統的內外聯系,以及發展趨勢,動力規律、方式等方面,使混凝土在建筑中提供更好地應用,滿足需求,把握時代的發展方向,跟隨時代的腳步。
2 混凝土結構設計中存在的問題
混凝土在我國各項工程中應用廣泛,具有可模型好、耐久耐火、造價低等特點,是非常好的建筑材料。然而,近年來,隨著建筑業和水利等的發展對混凝土的需求不斷加大,且對混凝土結構的應用跨度和高度都不斷地增大,但由于混凝土容易出現裂縫,且受季節限制,致使混凝土在結構設計的過程中出現了很多問題。
2.1 基礎設計
2.1.1 工程實地勘察報告缺錯漏
地基基礎是建筑質量的保證,影響著建筑的安全以及所產生的經濟效益,若地基建設出現問題,則所造成的不只是經濟問題還會帶來重大的人員傷亡。建筑物的基礎建設過程包括勘察、設計和施工。每一個步驟都是非常重要的環節。在我國設計時常存在勘察不全面,內容含糊不清,地質勘探報告未經審查部門審核,導致建筑物建設當中存在極大的隱患。設計過程應要嚴格把關,對不合格的勘察報告要及時提出異議,未修改完善的勘察報告不能作為基礎設計的依據。
2.1.2 未說明絕對標高的問題
設計單位在工程的設計階段,要注意在基礎圖中要說明建筑所定的±0.00與工程地質勘察中絕對標高的關系。在混凝土結構設計中,一些工程未說明±0.00的絕對標高,直接影響到基礎底標高的確定,為施工帶來許多不必要的麻煩。
2.1.3 基礎墊層與保護層
設置混凝土墊層,不但可以保證基礎混凝土的澆筑質量,還可以保護鋼筋。設計時,配有鋼筋的柔性基礎宜使用墊層,但要注意的是,墊層向外延伸的面積不能計入基礎底面積。
2.1.4 基礎的變形計算
(1)設計等級為甲級,乙級的建筑物,均應按地基變形設計。
(2)丙級建筑物有下列情況時,仍應作變形驗算:
1)地基承載力特征值小于130kPa,且體型復雜的建筑物;
2)在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大,可能引起地基產生國大的不均勻沉降時;
3)軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時;
4)相鄰建筑距離過近,可能發生傾斜時;
5)地基內有厚度較大或厚薄不均的填土,其自重固結未完成時。
2.2 結構設計
2.2.1 柱設計
⑴框架柱的截面設計
混凝土的框架柱設計中,設計人員很容易忽視角柱的自定義計算,導致配筋率不足。在多層或高層的鋼筋水泥結構中,柱的截面尺寸從下到上逐漸減小,以節約資金,合理利用。柱截面的間隔數一般在3~5層,每次每側減少尺寸100~150比較適宜,既能滿足要求,又能節約成本,有利于空間合理利用。
⑵框架柱的箍筋肢距
柱箍筋加密區的箍筋肢距:一級抗震等級不宜大于200mm;二、三級抗震等級不宜大于250mm。箍筋肢距一般應為每肢箍筋的水平距離,不少設計人員在設計時將箍筋肢距都按不大于200mm,這樣將會導致混凝土的澆筑發生困難,混凝土的澆筑必須使用導管,將混凝土引導到根部,自上而下澆灌。若箍筋肢距過小則無法使用導管,所以,我們要正確理解箍筋肢距,這樣既方便施工又可以符合要求,從而較好地完成建筑任務。
2.2.2 梁的設計
⑴梁端按簡支計算但實際受到部分約束
當梁端按簡支計算但實際受到部分約束時,應在支座區上部設置縱向構造鋼筋,其截面面積不應小于梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積的1/4,且不應少于2根,此舉是為了避免出現負彎矩裂縫而采用的構造措施,設計中要給予足夠的重視。
⑵側梁縱向的鋼筋配置
側梁縱向鋼筋結構對防止梁側面的開裂具有非常重要的作用,但是一些設計人員并為意識到這一點,甚至盲目的增大其抗彎能力,嚴重影響抗震性能。梁側鋼筋的直徑一般以Φ12~Φ16為最佳標準。在設計中應該注意避免抗扭縱筋的面積過大,及時做出相應調整。
⑶水平錨固長度
樓層框架梁在邊柱非抗震設計上部縱向鋼筋和抗震設計的上部及下部縱向鋼筋,錨固段當柱截面尺寸不足錨固長度時,縱向鋼筋應伸至節點對邊向下和向上彎折15倍直徑,錨固段彎折前的水平投影長度不應小于0.4la或0.4laE。設計中容易忽略。
3 混凝土結構設計改進的措施
3.1 改進鋼筋錨固和連接的方式
采用基本錨固長度:根據實驗表明,高強度混凝土的錨固性能被低估,當混凝土強度等級高于C60時,ft按C60取值,并且不再使用錨固性能很差的刻痕鋼絲,同時當混凝土保護層厚度不大于5d時,在鋼筋錨固長度范圍內配置構造鋼筋,并且完善機械錨固的方法。箍筋對約束受壓鋼筋的搭接傳力很重要,根據汶川地震時柱子鋼筋在搭接處破壞很嚴重的情況,為防止粗鋼筋在搭接端頭的局部擠壓產生裂縫,提出了在受壓搭接接頭端部增加配箍的要求,今后設計及施工要注意。
3.2 提高結構構件的安全性
通過考慮配筋特征值調整鋼筋最小配筋率,增加安全度,控制大截面構件的最小配筋率;當構件所需截面高度遠大于承載的需求時,可調整其縱向受拉鋼筋配比率;調整柱的軸壓比限值、最小截面尺寸,適度的提高安全儲備,增加四級抗震等級框架柱、框支柱的軸壓比限值。混凝土結構材料性能劣化的因素復雜,受天氣,氣候等的影響較大,建筑的耐久性需根據以往的經驗采取措施來解決。
3.3 新規范
3.3.1 提高結構安全儲備
新規范在結構安全儲備方面更加嚴格:斜截面受承載力公式的修改;調整混凝土構件縱向受力鋼筋的最小配筋率;調整混凝土柱的軸壓比限值;調整混凝土的最小截面尺寸;增加三級抗震等級剪力墻的最大軸壓比;加強底層柱等等。
3.3.2 應用高性能高強度的材料
隨著經濟的發展,環境問題成為人們日益關注的話題,與此同時,建筑也需要實行環保政策,因此要提倡高性能高強度的鋼筋,減少鋼材的用量,同時促進我國結構設計的節能環保建設。通過工程實踐的證明,現規范推廣的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋具有較好的延展性及機械連接性,對于RRB系列預熱處理鋼筋者來說應該合理使用,這類鋼筋由高溫淬水,預熱處理后提高了強度,但其延展性和機械連接性卻有所下降,設計者應當合理使用。
1建筑工程混凝土結構設計中的不足
1.1 地基與基礎設計中的問題
在混凝土結構設計中,天然地基獨立基礎有時因為持力層土層分布不均勻,使基礎坐落在軟硬不均的土層上,相鄰基礎沉降差過大,導致基礎變形過大;由于地下室在提高建筑穩定性、地基承載力、減少地震破壞以及解決建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此,在很多建筑工程中,經常會設置地下室。當建筑選址在山地上時,由于原始地貌水位較低,設計過程中往往會忽視建筑工程竣工后由于回填土體毛細現象,導致地下室底板及外墻承載力不足,出現墻體裂縫和底板涌水現象,給工程項目帶來難以解決的問題和損失。
1.2 混凝土上部結構設計中的問題
在混凝土結構上部設計時,還存在一些問題,框架結構中抗震設防防線較少;因梁跨度大,梁截面高度就大,而框架柱截面較小,導致強梁弱柱情況出現;框架―剪力墻和剪力墻結構中,剪力墻布置不均勻,出現單肢剪力墻剛度過大,應力集中,連梁剛度過強等;高層結構中忽視零應力區等現象。這樣類似問題出現,會給建筑結構的安全帶來隱患。
1.3土木工程混凝土結構中問題出現的原因
原材料的生產及選購,會存在一些質檢員疏忽的現象,因此也可能存在采購不合格的問題。為此進一步導致混凝土質量的降低,對本身的質量產生影響,強度性能也不足。另外是水泥的強度存在問題,這些問題是水泥混凝土中非常關鍵的一個環節。最后是水灰比例問題,這個比例對工程質量的影響十分顯著,若是對比例沒有很好的關注和控制就會出現諸多的問題。
1.4鋼筋混凝土結構設計中存在的裂縫問題
(1)溫度裂縫。溫度裂縫主要是由于外界環境溫度變化明顯、溫差較大,混凝土會隨著外界環境溫度的變化產生熱脹冷縮的物理反應,導致建筑結構中出現裂縫;(2)構造裂縫。由于鋼筋混凝土結構中使用的混凝土的水灰比率不規范,進行混凝土澆筑時振搗不密實以及模板滑動,導致了收縮裂縫的出現。如果脫模過早、混凝土護養工作不到位或者是支架下沉等情況也會導致鋼筋混凝土結構出現裂縫;(3)結構裂縫。主要針對現澆鋼筋混凝土結構來說,由于結構構件之間的剛度不盡相同,所以一些結構中容易構成剛度較弱的區域,這些地方的截面突變處,非常容易出現破損裂縫;(4)收縮裂縫。在鋼筋混凝土結構的養護過程中,水泥和混凝土會出現收縮的情況,隨著時間的變化逐漸變硬、碳化、脫水、變小,進一步出現各種收縮裂縫,這種情況并不會消失,在二十八天的時間內持續不斷的出現,這是由水泥和混凝土自身的特點決定的。
2混凝土結構設計不足的應對策略
2.1地基對混凝土結構的控制
通過優化地基對混凝土結構的約束,也可以起到提升工程質量的作用,而優化約束主要通過內外兩種措施進行:對混凝土內部的控制主要是通過控制混凝土內外溫差來進行的,因為混凝土本身的內部溫度就會增加混凝土的約束力,再加上外部溫差,兩者相加效果可就不那么簡單了,這也主要是為了降低溫度應力,主要措施有暖棚法、蓄水法、覆蓋法等,削內增外,使混凝土的約束力減少;對混凝土的外部控制主要集中在澆筑步驟上,如在進行大面積的澆筑時若澆筑層過厚,就會使得地基對于混凝土的約束力大大增強,所以澆筑時要嚴格注意其厚度,也可采用滑動層技術來實現削減混凝土澆筑厚度的目的,使地基對混凝土的外部約束力進一步減小。
2.2混凝土原材料和澆筑方面的控制
混凝土原材料對于保障建筑施工質量至關重要,處于基礎性地位。因此,在選擇材料的過程中需要強化此方面的控制,并且嚴格控制檢測程序。生產前要對含沙量、水泥量、水灰比例做好多個環節的控制,從嚴格的意義上保障混凝土的施工質量。混凝土的澆筑程序也是影響質量的重要因素。混凝土的澆筑程序關乎到后期承載力的問題,因此澆筑需要使用振搗器來完成,要均勻進行點控,不能出現諸多的遺漏問題。在混凝土澆筑完成后還需要做抹壓工作,并且使用保r膜及普通的塑料袋對混凝土進行有效的保護,然后定期進行灑水保濕工作,若是混凝土被曬干,那么堅韌性就會受到諸多的影響。最后,控制混凝土的溫度應力。在此過程中需要減少水泥的使用,并且釋放出更多的溫度,適量減少混凝土的用量進而達到降低溫度的目的,提升混凝土的攪拌性技術,能夠讓每種材料的融合性能更好,還能散熱。控制和澆筑的溫度也需要控制,在澆筑的過程中可能會產生非常大的熱量,并且受到外部環境的影響盡量避免在高溫環境下進行澆筑,也可以使用降低溫度措施的辦法,保障溫度處于適宜范圍內。
2.3混凝土的抗裂技術
混凝土在使用中經常會出現裂縫,嚴重影響著混凝土結構的性能和工程安全,其產生的原因一般不外乎溫度應力、水化熱、自縮現象等,而要提升土木工程的質量,肯定繞不開裂縫這一關。現在工程中抗裂技術的使用已經很普遍了,一般是從源頭出發進行裂縫的控制,即混凝土的配備上。在混凝土配制中加入適量的添加劑是常用方法,主要是針對混凝土的自縮現象而言,加入添加劑可有效改變混凝土的自縮數值,進一步控制混凝土裂縫,但需要注意的一點就是添加劑種類的選取和添加劑添加的操作規范,必須嚴格按照規程行事,在適當的時機加入;除添加劑之外,無機纖維材料、金屬纖維材料、有機纖維材料也是添加的重點,但它們不是作為添加劑加入,而是作為增強材料使用,目的是通過這幾種材料提升混凝土的整體抗拉水平,而混凝土抗拉能力提升也就意味著裂縫的減少;第三種方法不需要添加任何東西,但需要科學地對混凝土的配制比例進行區分,因為不同配比的混凝土在性能上也會有所差異,所以需要專業人員對此進行計算,并進行設計和驗證,保證混凝土的性能能夠達到最優。
結束語
建筑結構設計的好壞,直接影響這后續建筑的施工以及建筑工程投入使用之后產生的經濟效益,同時也關系著使用建筑人群的生命安全,以及社會影響,因此,在建筑結構的設計中一定要秉承著科學嚴謹的態度,合理設計,不斷的通過學習和積累經驗,來完善設計中出現的一些問題,以期保證建筑工程的質量,促進建筑行業的穩定發展。