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摘要:钢筋混凝土已作为主要建筑材料而应用于建筑工程中,然而在建筑工程中,钢筋混凝土结构一定会出现不同程度和形式的裂缝现象,这种现象的普遍发生,成为长期困扰建筑工程人员的技术难题。我国的混凝土结构设计规范已经基本形成体系,但限于条件和具体工作环境状况,存在一些设计方面的空缺和问题是难免的,设计人员在混凝土结构设计中应该更好地贯彻执行向关设计规范等,做到安全适用、经济合理、技术先进和确保质量。本文分析了进行建筑工程混凝土结构设计的原因,讨论了建筑工程中混凝土结构设计存在的问题及设计要点。
关键词:建筑工程;混凝土结构;设计
引言:在对建筑工程钢筋混凝土建筑结构进行设计时,一般不会完全按照规范要求来进行设计,更重要的是要从实际需求出发,确定工程结构设计的要点以及不足,做好各项影响因素的控制,提高工程结构设计的有效性。并且,随着房屋造型与功能的多样化,想要提高结构设计效果,就需要针对常见的问题进行分析,如结构裂缝以及混凝土坍落度问题等,需要采取有效的措施进行管理,尽量避免外界因素对结构设计造成的不良影响。
一、进行建筑工程混凝土结构设计的原因
1.结构裂缝问题。裂缝是房屋建筑钢筋混凝土结构设计与施工中常见的病害之一,对结构的强度与稳定性产生的影响比较大。造成结构裂缝出现的因素很多,主要可以分为两个方面:一方面,外力因素。即房屋建筑混凝土结构浇筑完成后,在施工环境因素影响下,例如温度过高,再加上养护处理不到位,造成结构表面水分丧失过快产生裂缝。另一方面,钢筋混凝土内部结构因素。此类因素主要是因为结构上设计不当,或者是工程施工管理不到位,如钢筋配置设计位置不合理,或者是施工人员操作行为不规范,导致钢筋摆放位置不合理,最终影响到钢筋本身受力情况,在水泥浇筑后钢筋受力产生形变,最终在结构内部形成裂缝。因此,在进行钢筋混凝土结构设计时,必须要对各项影响因素进行综合考虑,保证各项设计条件的合理性,降低裂缝产生的概率。
2.混凝土坍落度问题。混凝土质量是影响建筑工程钢筋混凝土结构设计与建设效果的主要因素,并且很多结构质量问题都是因为混凝土与易性方面存在问题,影响到混凝土坍落度而出现问题。造成此类问题产生的因素比较多,例如在设计时忽视了结构建设对材料的要求,没有正确处理水泥、水以及骨料等原材料的用量,使得配合比不合格。一般情况下混凝土坍落度要控制在50mm~60mm之间,其中对于高层建筑则需要将坍落度控制在100mm~140mm以下。
二、建筑工程中混凝土结构设计存在的问题
1.计算与分析阶段的问题。在建筑工程设计中,大多数是通过计算机仿真模拟进行结构设计工作的,这样既保证了混凝土结构设计的准确性和可靠性,也满足了建筑结构设计的现代化要求,但是,不同的建筑工程项目,其计算机软件的仿真效果也存在一定的差别。这就需要我们在建筑工程结构设计时,要从工程的实际情况出发,对相关的设计计算和计算结果进行相应的判断分析,保证建筑工程的质量。
2.地基与基础设计中存在的问题。建筑工程设计中基础结构的设计十分重要,它是混凝土结构施工质量的重要内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆往往我们在地基基础结构施工中,经常会出现建筑下沉的情况,这就影响着建筑结构的稳定性和安全性。如果基础结构的稳定性存在问题,会对整个建筑的质量造成严重的影响。为此需要我们对其采取一定的技术手段,保障它的稳定,进而保障整个建筑结构的稳定性和安全性。
3.建筑工程混凝土上部结构设计中存在的问题。在进行上部结构设计时,一般框剪结构的刚度分布不均匀,时常会出现单肢剪力墙刚度占总刚度的比例太大,这样就会出现应力过度集中,剪力墙容易破坏,且与之关联的结构构件(如连梁)设计的难度加大。对于主梁上搭有次梁(包括悬挑梁端部)的地方应有箍筋和吊筋等构造措施,且优先采用附加箍筋,附加横向钢筋,是为了当集中荷载在梁高范围内或梁下部传入时,防止集中荷载影响区下部混凝土的撕裂及裂缝,并弥补间接加载导致的梁斜截面受剪承载力降低。
三、建筑工程中混凝土结构设计要点
1.结构平面设计。在对结构平面进行布置时,要尽量减少扭转的产生,尤其要考虑到水平地震作用力下的偶然偏心影响问题。对于A级高度的高层建筑,其最大水平位移和层间位移应该小于该楼层平均值的1.2倍,不能超过该楼层平均值的1.5倍;对于B级高度的高层建筑或者超过A级高度混合结构以及复杂高层建筑,应该小于该楼层平均值的1.2倍,不能超过该楼层平均值的1.5倍;在对高层钢筋混凝土建筑进行抗震设计时,应该尽量调整好高层建筑的平面形状和结构布置,尽量避免设置防震缝。如果必须设置防震缝,那么当框架结构高度不超过15m时,缝宽应该大于100mm,如果高度超过15m时,应该根据烈度和高度的不同,来适当进行加宽。在对防震缝宽度进行确定时,如果缝两侧的建筑高度不同,防震缝的宽度则应该依据较低一侧的高度来确定。
2.竖向结构设计。高层建筑的竖向结构设计非常重要,它对建筑的整体质量影响极大。高层建筑的竖向结构应该尽量规则、均匀,避免有较大的外挑和内收。从抗震的角度来看,竖向内收型楼层的侧向刚度不应该小于相邻上一层的70%,也不应该小于其相邻上三个楼层侧向刚度平均值的80%。A级高度的高层建筑,其楼层抗侧力结构的层间受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的80%,一定不能低于相邻上一层受剪承载力的65%;对于B级高度的高层建筑,其楼层抗侧力结构的层间受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的75%。楼层的质量沿着高度应该均匀分布,不能出现楼层间质量相差大太的问题。
3.梁柱受力主筋设计。当框架梁的截面宽度与框架柱的边长相等,或者框架梁的一边与框架柱重合时,框架柱受力主筋和框架梁的受力主筋位置便会产生矛盾。设计时应该遵循强剪弱弯与强柱弱梁的原则,应该首先对框架柱受力主筋的位置加以保证。可以考虑将框架梁主筋从框架柱内侧通过,考虑在框架梁靠近柱一侧的四角增加4根钢筋来作为架立钢筋的方法,来保证框架梁截面的尺寸。这样的设计方法不但可以保证框架结构受力构件的受力主筋位置,也方便了工程施工。
4.墙梁节点钢筋设计。在框架――剪力墙结构中,框架梁或者次梁如果直接设置在核心筒墙体暗梁或者过梁上,当框架梁的截面和暗梁或过梁的截面高度相同时,框架梁主筋和核心筒暗梁或者过梁主筋的位置就会产生矛盾。此时的节点设计应该尽量保证暗梁或者过梁箍筋的完整性。设计时,过梁下铁设置分两排布置,框架梁下铁可布置在过梁下铁第一与第二排钢筋之间,框架梁接头位置应该设置在支座附近,并安一定比例错开。框架梁上铁可直接搁置在过梁上铁上,同时框架梁主筋锚固的长度必须符合规范。
5.抗震等级设计。高层建筑钢筋混凝土设计必须注意其抗震等级设计的问题,在对高层建筑进行抗震设计时,其结构构件应该根据抗震设防分类、烈度、结构类型以及建筑高度等不同需要来设计不同的抗震等级,设计时应该符合相应计算和构造要求。
四、结语
建筑工程的混凝土结构设计是一项综合性很强的设计工作,做好结构设计,是保障建筑工程质量的前提,本文分析了进行建筑工程混凝土结构设计的原因及设计存在的问题,从建筑的结构平面、竖向结构、梁柱受力主筋、墙梁节点钢筋、抗震等级入手完善结构设计,才能促进工程质量的提升。
参考文献:
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[3]李丽娟.浅析钢筋混凝土结构裂缝的结构设计控制原理[J].工程科学.2012.
论文作者:黄华
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
标签:结构设计论文; 结构论文; 混凝土论文; 框架论文; 建筑工程论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 《基层建设》2016年9期论文;