黃濤 谷濤
【摘 要】在現(xiàn)代城市中,以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的高層建筑施工項(xiàng)目不斷增多,而且結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全,必須保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性,本文對建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討,僅供參考。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);鋼筋混凝土設(shè)計(jì);關(guān)鍵點(diǎn)
一、鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要求體現(xiàn)
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全實(shí)用性
安全工作貫穿于整個(gè)建筑項(xiàng)目的始終,不管是基礎(chǔ)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是最終的竣工驗(yàn)收,都要把安全放在重要的位置上。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全考慮的主要是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、鋼筋、水泥等原材料的標(biāo)號、設(shè)計(jì)完成后整個(gè)建筑物的整體安全性等。而實(shí)用性主要從成本經(jīng)濟(jì)節(jié)約的角度考慮,要求鋼筋混凝土不僅要達(dá)到基本的建筑性能要求,對一些小變形斷裂等要有所控制,使得鋼筋混凝土滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求,還要把成本控制好,對建筑方來說能夠?qū)崿F(xiàn)利益的最大化。
2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定性
在建筑行業(yè)之中,國家已經(jīng)出臺了許多建筑規(guī)范,對每一個(gè)過程都要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān),由于施工人員的基本素養(yǎng)及后期的建筑施工技術(shù)的不同,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多少會有所差異。但是,不論在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用什么樣的原材料、采取何種施工方案,鋼筋混凝土必須滿足基本的穩(wěn)定性要求,這也是最基本的前提條件。在建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土不論在大型建筑物如商場還是小型居民樓都起到了穩(wěn)固架構(gòu)的作用,這對進(jìn)一步施工也起到承上啟下的作用。而穩(wěn)定性對于參與施工的人員來說也是安全方面一個(gè)重要保證,假如某一建筑物的鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性出現(xiàn)了問題的話,肯定會給建筑施工埋下很大的安全隱患。
3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性
抗震性也可以作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全方面的一個(gè)因素考慮,而近年來我國地震災(zāi)害頻發(fā),一些建筑物在地震中不管級別大小都?xì)в谝坏?,這不僅讓我們反思,究竟是地震震級太高還是我們的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)。因此,在接下來的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本的要求就是要滿足國家對于建筑物抗震的標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槟壳暗卣饘ξ覀儊碚f還是不可預(yù)測的,而且地震的破壞性也極大,建筑物若不達(dá)標(biāo),將會給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅。所以鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須滿足抗震性的要求,這對今后居住生活也是一個(gè)安全保障。
二、鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)分析
1、對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效選擇
由于我國國土面積遼闊,各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)總體水平都有很大的差別,這也使得鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中也有所不同。有效合理的選擇鋼筋混凝土的使用對整個(gè)建筑工程項(xiàng)目順利實(shí)施的重要前提。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常被采用的一種結(jié)構(gòu)形式就是剪力墻,這種結(jié)構(gòu)能夠提升建筑的空間,縮短施工周期,對建筑物的穩(wěn)定性有很大的提升作用,所以,這種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常被建筑項(xiàng)目采用。
2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基要打牢
鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的關(guān)鍵點(diǎn)就是要把基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基要打牢。筆者從多年從事建筑行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)來看,一些施工大都采用機(jī)械作業(yè),即使參與施工的工人都按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行,但是對于地基,并沒有按照把質(zhì)量放在第一位的要求,而且在遇到實(shí)際問題時(shí),也并沒有給出很好的解決辦法。由于我國幅員遼闊,各個(gè)地方所處的地質(zhì)環(huán)境有很大的差別,國家所出臺的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并不能適用于所有地方的施工,所以,建筑項(xiàng)目在實(shí)際施工中要因地制宜,根據(jù)實(shí)際情況而定,這樣才能更好的保證基礎(chǔ)工作的開展。
3、對于構(gòu)造措施要有所加強(qiáng)
隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的逐漸提高,現(xiàn)在的建筑項(xiàng)目工程不管在質(zhì)量還是數(shù)量上和以往相比都有較大的提升。因此,我們也要緊隨時(shí)代發(fā)展,對于鋼筋混凝土的構(gòu)造措施也要有適當(dāng)改變。以往的一些構(gòu)造措施對于當(dāng)時(shí)來說可能算的上跟得上時(shí)代,而到今天若一直采用過去的構(gòu)造措施很慢滿足現(xiàn)代人們所需要的預(yù)期效果。隨著人們生產(chǎn)生活水平的逐步上升,現(xiàn)在的建筑逐漸往高層發(fā)展,這也要求構(gòu)造措施必須得到進(jìn)一步的強(qiáng)化,對建筑物的使用壽命、穩(wěn)定性以及安全系數(shù)給出一個(gè)保證,避免發(fā)生不必要的損失。
三、鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題
1、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題
柱下獨(dú)立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計(jì)中,在地下室底板設(shè)計(jì)的時(shí)候,建筑物沉降所引起的附加應(yīng)力的影響往往會被忽視。原因就在于整個(gè)地下室以及柱下獨(dú)立基礎(chǔ)會受到其上部作用力的影響,從而發(fā)生集體性沉降變形,而這一變形現(xiàn)象在天然地基中更加明顯。若是工程總沉降不高,那么可以采用褥墊處理的方式在持力層同地下室板之間進(jìn)行加固。
若低下水位相對較高,那么在地下室的地坪下,應(yīng)當(dāng)盡可能的使用輪廓形狀簡單明了的結(jié)構(gòu),這樣不但能夠便于防水施工,還可以提高建筑的防滲性能。因?yàn)槿艚ㄖ耐庑谓Y(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,存在較多的放坡以及陰陽角,就會增強(qiáng)防水施工的難度,同時(shí)工程造價(jià)便也會有所提升?;谶@一點(diǎn),可以適當(dāng)?shù)牟捎梅闯信_法。通過同意的承臺以及地下室的底板,保證下皮具有相同的標(biāo)高,將承臺需要進(jìn)行加厚處向上進(jìn)行,通過覆土以及設(shè)置濾水層的方式提高基礎(chǔ)的防水性。通過這種方式可以降低基礎(chǔ)形狀的復(fù)雜度,便于施工,并且提高質(zhì)量的同時(shí)還能夠縮短工期。另外內(nèi)部的覆土重量也可以平衡底板所承受的水浮力,這種自相平衡的方式能夠有效減少配筋的使用量,對建筑抗傾覆性能也有所提升。
2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
在進(jìn)行框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中需要保證結(jié)構(gòu)具有均勻的剪力墻,剪力墻最典型的失敗結(jié)構(gòu)便是單肢剛度過大,這樣會導(dǎo)致應(yīng)力的過于集中,一旦出現(xiàn)損壞,則會導(dǎo)致嚴(yán)重的影響。并且,在同基礎(chǔ)相連的位置處,無論是連梁還是相關(guān)構(gòu)建的設(shè)計(jì)難度都會隨之增加。另外,一旦遇到地震時(shí),一旦地震強(qiáng)度過大,當(dāng)小級別剪力墻進(jìn)入塑性階段,那么就表示建筑損壞程度已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了。所以,在結(jié)構(gòu)上,應(yīng)當(dāng)通過設(shè)計(jì)對建筑性能進(jìn)行改善,即有選擇的讓梁進(jìn)行損壞,從而保證結(jié)構(gòu)柱的始終完整性,這樣建筑在遇到震動時(shí)就會不倒或者延緩倒塌,減少傷亡,這便是設(shè)計(jì)中所說的延性設(shè)計(jì)。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,框剪結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計(jì)相對較為重要,在設(shè)計(jì)過程中需要注意一下幾方面內(nèi)容。首先不能盲目的對結(jié)構(gòu)抗彎能力進(jìn)行增加,否則造成連梁部位的延遲破壞,無法對能量進(jìn)行消耗,很多重要部件可能會因此造成損壞,嚴(yán)重者令結(jié)構(gòu)失去延性。其次,在目前所使用的規(guī)范中,連梁上是禁止進(jìn)行框架梁的搭設(shè)的。但是這一規(guī)定不嚴(yán)謹(jǐn),或者定義不準(zhǔn)確。應(yīng)當(dāng)是在連梁上禁止搭建重要豎向城中結(jié)構(gòu)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,需要對柱體進(jìn)行強(qiáng)化,堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁以及強(qiáng)剪弱彎的原則,通過這種結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì),提高結(jié)構(gòu)的抗震性。但是在實(shí)際的應(yīng)用中,強(qiáng)柱弱梁的機(jī)制往往很難實(shí)現(xiàn)。并且,若結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆板,那么在計(jì)算過程中還需要加大梁的剛度,但是在配筋過程中往往會忽視剛進(jìn)的作用,若是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中還對梁的配筋進(jìn)行進(jìn)一步加大,這便會對框架節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性造成影響,所以就會產(chǎn)生弱柱強(qiáng)梁的狀態(tài)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)不能一味的對框架梁支座上部鋼筋進(jìn)行加大。應(yīng)當(dāng)將構(gòu)造柱設(shè)置于懸挑梁端頭,從而加強(qiáng)每層挑梁的聯(lián)系,依照拉構(gòu)件要求,對構(gòu)造柱進(jìn)行設(shè)計(jì)。
結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)系重大,不僅僅涉及到財(cái)產(chǎn)的損失,而且涉及到建筑用戶的使用安全。另外建筑的結(jié)構(gòu)專業(yè)相對于其他的專業(yè)而言更加專業(yè),涉及問題范圍更廣闊,因而需要在實(shí)際的工作中,不斷從實(shí)踐中予以總結(jié),才能減少設(shè)計(jì)中更多問題的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]宋士忠.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)分析[J].河南建材,2014,02:97-98.
[2]秦楠.基于關(guān)鍵構(gòu)件失效的結(jié)構(gòu)豎向防連續(xù)倒塌性能評價(jià)[D].西南交通大學(xué),2014.
[3]潘廣斌.帶斜柱轉(zhuǎn)換的高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)分析[D].華南理工大學(xué),2014.
[4]吳娜.超高層混凝土結(jié)構(gòu)夾心節(jié)點(diǎn)非線性有限元分析[D].武漢科技大學(xué),2014.