摘要:混凝土结构设计是建筑项目设计的骨架环节,本文就混凝土结构设计过程中存在问题进行了分析,对混凝土结构可靠性设计方面进行了较为详细的阐述,并就如何科学合理进行结构设计这一问题提出了几点对策,以期对提高混凝土结构设计中的可靠性提供借鉴。
关键词:结构设计;混凝土;可靠性。
一、混凝土结构设计的内容及要求
(一)混凝土结构设计内容
建筑物结构是撑起建筑物的骨架工程,是其建筑功能得以实现的基础,进行结构设计时应包括下列内容:
1.结构方案设计,包括结构造型、构件布置及传力途径;
2.作用及作用效应分析;
3.结构的极限状态分析;
4.结构及构件的构造、连接措施;
5.耐久性及施工的要求;
6.满足特殊要求结构的专门性能设计。
(二)混凝土结构功能要求
1.能承受在施工和使用期间可能出的各种作用;
2.保持良好的使用性能;
3.具有足够的耐久性能;
4.当发生火灾时,在规定时间内可保持足够的承载力;
5.当生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时,结构能保持必需的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏后果,防止出现结构的连续倒塌。
二、混凝土结构设计中常见问题
(一)现场施工环境与结构设计衔接不足
目前普遍工程现状是,设计人员忙于完成设计任务,不了解现场实际施工情况,往往导致一些设计做法在施工过程中难以实现,在带来施工难度的同时也带来了质量隐患,从而无法保证建筑结构的工程质量。
施工图设计的前提缺乏实际现场勘察工作,没确认清楚现场施工环境及施工影响,往往会造成施工进度减缓,工程预算增加,甚至建筑功能的迁就改变等重大问题的发生。
(二)混凝土结构构造措施不足
在绘制施工图过程中,设计人员往往多注重计算结果的校对,而忽略了结构及构件的相应构造措施,构造设计既是结构设计的重要环节,也是结构特性实现的重要保证。
(三)施工图设计深度不足
在实际工作中,因为设计师技能水平参差不齐,施工图纸常常中会出现重要设计参数不详、必要说明缺失、平面表达不全、标注不准确、细部大样不详细等诸多问题,无法有效发挥指导施工的应有作用。
三、混凝土结构的可靠性设计
结构体系及其构件在规定设计使用期内,在正常的维护条件下,应可以维持其正常使用功能,而不需进行大型的修理和加固。根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008,结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,对结构安全性、适用性、耐久性的要求总称为结构的可靠性。
(一)安全性:在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用。并且在设计规定的偶然事件(如地震、爆炸)发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性所谓整体稳定性。系指在偶然事件发生时及发生后,建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
(二)适用性:在正常使用时具有良好的工作性能。如不产生影响使用的过大的变形或振幅,不发生足以让使用者产生不安的过宽的裂缝。
(三)耐久性:在正常维护下具有足够的耐久性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结构在正常维护条件应能在规定的设计使用年限满足安全、实用性的要求。
四、混凝土结构设计合理化的措施
(一)结合现场情况制定混凝土结构设计方案
为保证对混凝土结构的设计符合当地地质情况和建筑自身的要求。应将当地的地质环境、气象条件和其他建筑物的相关资料有机地结合起来,设计之前对这些方面展开全面的调查,在充分理解了相关资料与现场环境的前提下,对结构方案作出规划,对不完全符合要求的地方进行改正,因地制宜地进行设计工作。
(二)不同专业间充分沟通,互相配合
完整的施工图包括的专业很多,为了确保施工图质量,各专业间应充分沟通,有效配合。结构设计工作开始前应充分了解建筑功能的使用要求,多和建筑设计师相互沟通,详细了解整个工程的概况及相关注意事项,尽可能的对建筑设计意图和平立剖的关系理清透彻,如有必要可组织各专业一起开会研讨,对各专业之间需要注意和配合事项进行明确,统一标准和做法,各专业间能够充分协调,相互配合,避免出现由于设计图纸和设计方案不一致而出现反复调整的局面,有效地避免盲目的模型计算和图纸绘制,从而保证结构施工图设计质量。
(三)重视概念设计,提高结构设计效率
目前计算机结构软件的大量应用,结果容易给我们部分结构工程师造成错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案即可。事实上建筑是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,这就需要我们结构设计人员准确把握结构体系之间的力学关系,把概念设计运用在建筑结构设计中,能够有效的提高建筑结构设计的质量。从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制,可以在建筑方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。
(四)掌握基本原则,合理应用分析软件
目前结构计算分析软件繁花似锦,正确选用分析软件可以有效帮助我们完成结构设计工作,对建筑结构在不同工况下,面对不同作用力组合产生的不同作用效应进行分析对比,考虑最不利的情况,并针对不同的情况制定出相应的对策,对混凝土结构进行承载力及正常使用极限状态设计。合理选用结构体系、构件形式和布置,规则布置结构的平、立面,各部分质量和刚度均匀、连续,结构传力途径简捷、明确,对比分析计算结果,调整优化计算模型,使其结构布置趋于合理化,安全与经济相平衡。
始终遵循“强柱弱梁,强剪弱弯,强压弱拉”原则,切勿随意加大构件的材料量,应注意其延伸性能,加强其薄弱部位。与此同时,还应考虑到平面与立面的位置关系,加强其抗震能力。然而在高层建筑物中,起控制作用的则不再同于低层建筑物中的竖向荷载,而是风和地震作用的水平荷载。因此要综合考虑多方面的因素,根据实际情况,对所有已有的设计方案进行分析对比,从中形成最优方案。
(五)重视结构构造措施,确保结构质量有效形成
构造措施是结构抗震设计的主要手段,构造不正确往往会造成隐性的薄弱环节,在构造上要加强连接,保证结构的整体性和足够的强度、刚度,有抗震设防要求时,还应保证结构的弹塑性和延性。
在工程检查中经常发现,有不少抗震设防要求的结构体系,在钢筋加工与绑扎过程中,未能严格遵循抗震规范所要求的各项构造措施。以下几点是现场工地常容易犯的错误: 1.箍筋弯钩仅900,弯钩直线部分的长度不足。规范要求箍筋弯钩需弯成1350,其直线部分的长度有相应的抗震要求,不应小于箍筋直径的10倍。
2.梁柱节点箍筋加密区的箍筋间距过疏,加密区间长度不足。结构在地震作用或其它荷载作用时,梁柱节点核区的混凝土处于剪压复合应力状态,当其主拉应力超过混凝土抗拉强度时,在梁柱节点核心区会出现斜裂缝,从而影响结构的使用年限,所以梁柱节点核心区的箍筋间距及加密区间应严格按照规范中的规定设置。
3.梁内钢筋伸入柱内的锚固长度不足,且梁端负筋伸出柱边的长度不足。结构在地震作用时,由于地震波的反复作用,使钢筋和混凝土之间的粘结强度逐渐减弱,加上梁端的剪力较大,容易产生斜裂缝,所以必须严格保证梁端负筋伸入柱边的水平锚固长度。
上述问题应引起设计人员的高度重视,不能因为细部繁琐,就随意过关,否则会给结构质量带来安全隐患。
结束语:
混凝土结构设计是一项系统、全面、细致的工作,任何的纰漏和差错都是可能使整个设计过程变得复杂和繁琐,甚至带来不可挽回的损失,本文从混凝土结构设计常见问题出发,分析了混凝土结构设计中的不稳定因素和相应问题的对策,提高了混凝土结构设计的合理性与可靠性。
参考文献:
【1】张莉,阮景,满敬涛,济宁职业技术学院山东济宁272001674-098X(2015)05(b)-0049-01
【2】邱明,中蓝连海设计研究院22200关于建筑结构设计应注意的问题分析
【3】衰顺林,贵州正业工程技术投资有限公司,浅析建筑结构设计中应注意的问题
【4】张晓磊,北京龙安华诚建筑设计有限公司昆明分公司,浅析建筑结构设计中应该注意的问题
论文作者:李惠波
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签:结构论文; 结构设计论文; 混凝土论文; 梁柱论文; 建筑论文; 作用论文; 施工图论文; 《基层建设》2016年27期论文;