導(dǎo)語：如何才能寫好一篇混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

前言

1在設(shè)計(jì)方法上的差別

在建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ10－89中（以下簡(jiǎn)稱GBJ10－89），采用的是近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。以概率理論為基礎(chǔ)，較完整的統(tǒng)計(jì)資料為依據(jù)，用結(jié)構(gòu)可靠度來衡量結(jié)構(gòu)的可靠性，按可靠度指標(biāo)來確定荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料分項(xiàng)系數(shù)，使設(shè)計(jì)出來的不同結(jié)構(gòu)，只要重要性相同，結(jié)構(gòu)的可靠度是相同的。

在公路橋梁專業(yè)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》TJT023－85中（以下簡(jiǎn)稱TJT023－85），采用的是半概率半經(jīng)驗(yàn)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。雖然也采用概率理論及結(jié)構(gòu)可靠度理論，但在設(shè)計(jì)公式中是用三個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來反映結(jié)構(gòu)的安全性，即荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)。

在設(shè)計(jì)中，對(duì)這種系數(shù)的差別要注意區(qū)別，不能混淆。

2材料強(qiáng)度取值上的差別

2．1混凝土的強(qiáng)度

混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)，是用標(biāo)準(zhǔn)試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)后用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的強(qiáng)度指標(biāo)。兩規(guī)范中所采用的試塊尺寸是不同的。GBJ10－89中采用150mm立方體試塊，TJT023－85中用200mm的立方體試塊。GBJ10－89中，根據(jù)測(cè)得的具有95％保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，一共分為十級(jí)，即C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C60。

TJT023－85中，根據(jù)測(cè)得到具有84．13％保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，用混凝土標(biāo)號(hào)表示，一共分為七級(jí)，即15號(hào)、20號(hào)、25號(hào)、30號(hào)、40號(hào)、50號(hào)、60號(hào)。由于所采用的試塊尺寸不同，兩規(guī)范中相同數(shù)值等級(jí)的混凝土強(qiáng)度值是不同的，GBJ10－89的值大。如C15混凝土與15號(hào)混凝土，盡管都表示強(qiáng)度等級(jí)為15Mpa的混凝土，但實(shí)際強(qiáng)度C15混凝土比15號(hào)混凝土大?；炷翉?qiáng)度取值不同，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)中是要注意的。

2．2鋼筋的強(qiáng)度

兩規(guī)范中，鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度取值是一樣的，都采用鋼材的廢品限制值作為取值依據(jù)。但鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值不一樣，GBJ10－89中以標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值除以材料分項(xiàng)系數(shù)作為取值依據(jù)，而TJT023－85中設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度取值是一樣的。這樣，相同的鋼筋等級(jí)，TJT023－85中鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值大。

3荷載取值的差別

兩規(guī)范中荷載分類與取值都有明確的規(guī)定，不容易混淆。在荷載效應(yīng)組合中有一點(diǎn)差別，應(yīng)注意。GBJ10－89中，荷載效應(yīng)組合時(shí)，既有荷載分項(xiàng)系數(shù)，又有荷載組合系數(shù)，要區(qū)別開來。TJT023－85中只有荷載分項(xiàng)系數(shù)。

4構(gòu)件計(jì)算的差別

兩規(guī)范中在構(gòu)件計(jì)算上，盡管依據(jù)的原理、計(jì)算假定、計(jì)算模型基本一致，但計(jì)算公式、計(jì)算結(jié)果是有較大差別的。構(gòu)件計(jì)算是關(guān)系到設(shè)計(jì)結(jié)果的最重要的一環(huán)，值得重視。限于篇幅，只以正截面受彎和斜截面受剪強(qiáng)度計(jì)算為例看計(jì)算上的差別。

4．1正截面受彎強(qiáng)度計(jì)算

兩規(guī)范在計(jì)算假定上就有差別?；炷翗O限壓應(yīng)變?nèi)≈担琓JT023－85中為εu＝0．003GBJ10－89中εu＝0．0033。在等效矩形應(yīng)力圖形中，TJT023－85取γσ＝Raβx＝0．9x。GBJ10－89中取γσ＝1．1fcβx＝0．8x。由于εu取值不同，兩規(guī)范中混凝土界限受壓區(qū)高度有些差別。從混凝土極限壓應(yīng)變、等效矩形應(yīng)力圖形的差別上可以看出，兩規(guī)范中安全儲(chǔ)備是不同的。TJT023－85的安全儲(chǔ)備大。

下面用算例來說明這一問題。

有矩形截面梁，截面尺寸為250mm×500mm20號(hào)混凝土，Ⅱ級(jí)鋼筋。計(jì)算截面處計(jì)算彎矩為Mj＝15KN．m試進(jìn)行配筋計(jì)算。

4．1．1先按TJT023－85計(jì)算。

已知20號(hào)混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Ra＝11MpaII級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Rg＝340Mpa混凝土相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξjg＝0．55，材料安全系數(shù)γc＝γs＝1．25。

（1）求混凝土受壓區(qū)高度x

先假定鋼筋按一排布置，鋼筋重心到混凝土受拉邊緣的距離a＝40mm，則有效高度h0＝（500－40）mm＝460mm由

得

解得X＝133mm＜ξjgh0＝0．55×460＝253mm。

（2）求所需鋼筋數(shù)量Ag，由RgAg＝Ra·bx，得

Ag＝＝＝1076mm2

（3）驗(yàn)算最小配筋率μ＝＝＝1％＞μmin＝

0．1％，滿足規(guī)范要求。

4．1．2按GBJ10－89計(jì)算

C20混凝土，彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcm＝11Mpa，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy＝310Mpa混凝土相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb＝0．544

（1）求X有Mj＝fcmb×（h0－）得115×106＝11×250×（460－），解得x＝（1－1－）h0＝102．3mm＜ξbh0＝0．544×460＝250．2mm滿足要求

（2）求As由Asfy＝fcmbx得As＝fcmbx／fy＝（11x250×102．3）／310＝907．5mm2＞μminbh0＝0．15％×250×460＝172．5mm2

如果扣除由于20號(hào)混凝土與C20混凝土之間強(qiáng)度取值的差別，20號(hào)混凝土按GBJ10－89，fcm＝11×0．95＝10．45MPa則x＝（1－1－）×460＝108．5mm，As＝（10．45x250x108．5）／310＝914．4mm2

從上述計(jì)算中看出，按TJT023－85比按GBJ10－89鋼筋用量多17．7％。

4．1．3受彎構(gòu)件斜截面強(qiáng)度計(jì)算

在斜截面強(qiáng)度計(jì)算中，兩規(guī)范都是根據(jù)斜截面發(fā)生剪壓破壞時(shí)的受力特征和試驗(yàn)資料所制定的。但兩規(guī)范在計(jì)算公式表述上及計(jì)算結(jié)果上都有較大的差別。

TJT023－85中，斜截面強(qiáng)度計(jì)算公式為：Qj≤Qu＝Qhk＋QW，其中Qhk＝0．0349bh0（2＋p）RμkRgk，Qw＝0．06RgwΣAwsinα，式中Qj：根據(jù)荷載組合得出的通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力，即計(jì)算剪力，單位為KN；Qhk：混凝土和箍筋的綜合抗剪承載力（KN）；Qw：彎起鋼筋承受的剪力（KN）；b：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的腹板厚度（cm）；h0：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（cm）；μk：箍筋配筋率μk＝nk·ak／（b·s）；Rgk：箍筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa），設(shè)計(jì)時(shí)不得采用大于340Mpa：R：混凝土標(biāo)號(hào)（Mpa）；p斜截面內(nèi)縱向受拉主筋的配筋率，p＝100μ，μ＝Ag／bh0當(dāng)p＞3．5時(shí)，取p＝3．5；Rgw：彎起鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa）；Aw在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋縱截面面積（cm2）；α：彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。

上式中工作條件系數(shù)、安全系數(shù)均已記入。公式的適用條件采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足Qj≤0．051Rh0（KN）。滿足下限值，Qj≤0．038R1bh0（KN）可按構(gòu)造要求配置箍筋，式中R1：混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa）。GBJ10－89中，斜截面承載力的計(jì)算公式為V≤Vu＝Vcs＋Vsb其中Vcs＝0．07fcbh0＋1．5fyv（Asv／S）h0Vsb＝0．8fyAsbsinαs當(dāng)為承受集中荷載的矩形獨(dú)立梁，Vcs＝0．2／（λ＋1．5）fcbh0＋1．25fyvh0，式中V：構(gòu)件截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值（N）；Vcs：混凝土與箍筋的綜合抗剪承載力（N）；Vsb：彎起鋼筋所承受的剪力（N）；b：矩形截面的寬度，T形截面或I形截面的腹板寬度（mm）；h0：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（mm）；fc：混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）；fyv：箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）；S：沿構(gòu)件長(zhǎng)度箍筋間距（mm）；fy：彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）；Asb：在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋縱截面面積（mm2）；αs：彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。

公式的適用條件也是采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足V≤0．25fcbh0當(dāng)為薄腹梁，V≤0．2fcbh0。滿足下限值V＝0．07fbh0，可按構(gòu)造要求配置箍筋。從上述公式中，可以看出，公式的表達(dá)形式不同，各物理量的單位也不同。

下面以實(shí)際例子看看計(jì)算結(jié)果上的差別。

已知T形截面簡(jiǎn)支梁，25號(hào)混凝土，縱筋采用II級(jí)鋼筋，箍筋采用I級(jí)鋼筋，計(jì)算截面的計(jì)算剪力為416．27KN受拉區(qū)有2Φ32的縱筋，保護(hù)層厚30mm。進(jìn)行腹筋設(shè)計(jì)。

下表是根據(jù)兩規(guī)范進(jìn)行的計(jì)算比較。

TJT023－85中，對(duì)斜截面抗剪計(jì)算，要求彎起鋼筋承擔(dān)40％的計(jì)算剪力，混凝土與箍筋共同承擔(dān)60％的計(jì)算剪力。另根據(jù)規(guī)范對(duì)計(jì)算剪力的定義，TJT023－85中的計(jì)算剪力與GBJ10－89中的設(shè)計(jì)剪力是一致的。所以在GBJ10－89計(jì)算中，也按4：6比例分擔(dān)剪力。

篇2

關(guān)鍵詞：高層建筑；預(yù)應(yīng)力；混凝土板式；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展進(jìn)步，社會(huì)群體對(duì)高層建筑工程的設(shè)計(jì)效果以及建設(shè)質(zhì)量也提出了更高的要求，預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的重要組成部分，受到社會(huì)的高度重視。為進(jìn)一步滿足用戶的多元需求，促進(jìn)高層建筑實(shí)際功能的有效發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)充分做好預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，以保證建筑的整體性，進(jìn)一步改善高層建筑整體設(shè)計(jì)效果。

1預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

一是預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能夠在一定程度上改善建筑整體結(jié)構(gòu)抗裂性能，提高高層建筑整體質(zhì)量。通過研究可知，在采用預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)后，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗裂性得到明顯改善，裂縫發(fā)生的幾率明顯降低，為高層建筑質(zhì)量控制打下良好的基礎(chǔ)。二是預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能有效改善轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗沖切能力，且便于施工操作，一定程度上降低了施工難度。三是預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)混凝土板中內(nèi)部壓力均勻分布，便于高層建筑建設(shè)過程中對(duì)不同體積的混凝土內(nèi)部收縮拉力進(jìn)行科學(xué)化控制，減少混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)生幾率，切實(shí)提高了混凝土澆筑質(zhì)量，提高轉(zhuǎn)換層抗震性能，確保高層建筑的使用功能得到最大程度的發(fā)揮。

2預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)方法

2.1設(shè)計(jì)原則

在高層建筑預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮高層建筑功能需求，對(duì)混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活布置，調(diào)整好上下剪切剛度，確保其滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)化控制。在基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)依照建筑物高度方向設(shè)置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，將其分為三種布置形式，分別是分段布置、間隔布置以及在建筑物頂部設(shè)置。在預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況在上述布置方式中加以合理選取，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，最大程度上避免高層建筑物出現(xiàn)整體剛度不足而影響轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況。在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)遵循一定設(shè)計(jì)原則，確保轉(zhuǎn)換層與加強(qiáng)層和設(shè)備層共同設(shè)置，從而全面提高預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

2.2設(shè)計(jì)方法

2.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算。首先對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，適宜將其設(shè)置在轉(zhuǎn)換層的下面，同時(shí)可以采用等效交叉梁系方法計(jì)算實(shí)體厚板，一般情況下等效交叉梁?jiǎn)蝹?cè)寬度小于板厚，一般為兩個(gè)支承距離的一半。其次應(yīng)對(duì)厚板的具體荷載進(jìn)行計(jì)算，按照實(shí)際柱、墻，將支座的各項(xiàng)參數(shù)輸入即可。再次由于三維單元計(jì)算方法精度較高，時(shí)間相對(duì)較短，所以采用此種方式對(duì)厚板的局部參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算過程中，其主要形式為直角合格，所以還需要繪制網(wǎng)格，繪制過程中，應(yīng)保證網(wǎng)格的長(zhǎng)、寬、高的量級(jí)相同，并對(duì)尺寸相近的單元進(jìn)行模式劃分。

2.2.2結(jié)構(gòu)平面布置。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式有很多種，包括板式轉(zhuǎn)換層、梁式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層以及桁架式轉(zhuǎn)換層等等，在結(jié)構(gòu)平面布置過程中，應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，合理選擇轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式。在所有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，板式結(jié)構(gòu)層具有結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、靈活等，缺點(diǎn)在于板的自重較大、材料消耗大；梁式轉(zhuǎn)換層有點(diǎn)在于施工簡(jiǎn)單、傳力明顯，缺點(diǎn)在于空間受力復(fù)雜、高度受到限制等；箱式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)在于剛度大、整體工作效果好，缺點(diǎn)在于施工較為復(fù)雜、施工成本較高；桁架式轉(zhuǎn)換層彎矩、剪力相對(duì)較小，缺點(diǎn)在于施工復(fù)雜。因此通過對(duì)不同轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式的分析，結(jié)合工程實(shí)際情況，采取板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式。

2.2.3結(jié)構(gòu)豎向布置。對(duì)于結(jié)構(gòu)豎向布置，關(guān)鍵在于控制好建筑的側(cè)向剛度，應(yīng)遵循下大上小的原則，并嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換層的上部和下部分別進(jìn)行強(qiáng)化和弱化，為達(dá)到這一目的，其具體做法如下：對(duì)于轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)，如剪力墻、核心筒部分，應(yīng)增加其厚度，同時(shí)在條件允許的情況下，應(yīng)使其底部剪力墻不開洞；采取有效措施，提高底部柱的強(qiáng)度等級(jí)，與此同時(shí)剪力墻的強(qiáng)度也應(yīng)有所提高。

3高層建筑預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1轉(zhuǎn)換層下部區(qū)域結(jié)構(gòu)的剛度分布。在預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，下部區(qū)域結(jié)構(gòu)的剛度分布是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，一旦設(shè)計(jì)剛度較大，會(huì)導(dǎo)致地震反應(yīng)發(fā)生，結(jié)構(gòu)豎向剛度急速膨脹，使得轉(zhuǎn)換層上下受力不均衡，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。一旦剛度過小，在沉降差作用下會(huì)產(chǎn)生次應(yīng)力，導(dǎo)致配筋增加。此種情況下，為切實(shí)提高高層建筑預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)充分做好轉(zhuǎn)換層下部區(qū)域結(jié)構(gòu)的剛度分布，充分考慮豎向剛度變化情況，并全面衡量抗震設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，確保轉(zhuǎn)換層主體結(jié)構(gòu)剪切剛度滿足高層建筑相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過提高混凝土強(qiáng)度或增加剪力墻等方式來保證剛度分布的均勻性。應(yīng)當(dāng)注意的是，在轉(zhuǎn)換層下部區(qū)域結(jié)構(gòu)剛度分布中，應(yīng)當(dāng)高度重視筒體安全設(shè)計(jì)等相關(guān)工作，切實(shí)提高高層建筑的抗震性能。尤其是剪力墻的運(yùn)用應(yīng)當(dāng)保證剛度均衡，最大程度上避免建筑物變形而影響高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3.2剪力墻作用于結(jié)構(gòu)上下部分的剛度傳輸。在預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為促進(jìn)不同結(jié)構(gòu)之間內(nèi)力的有序傳遞，應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)上部對(duì)剛度分布進(jìn)行科學(xué)化控制，通過減少剪力墻的方式縮短墻肢，從而促進(jìn)剛度順利傳輸。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)適度增大下部剛度，在確定剪力墻數(shù)量后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化布置，保證對(duì)稱分布，從而促進(jìn)剛度傳輸?shù)木鶆蛐院陀行浴?.3合理確定轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度值。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，一個(gè)重要的值就是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度值。一旦出現(xiàn)剛度超標(biāo)的現(xiàn)象，地震反應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)，豎向剛度會(huì)急劇增大，使得上下層不利于受力和均衡性，另外，材料的需要增加，經(jīng)濟(jì)上比較不合理。如果轉(zhuǎn)換層的剛度較小，那么豎向構(gòu)件之間會(huì)出現(xiàn)沉降差，在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間形成次應(yīng)力。此時(shí)，就要選擇合適的次梁截面尺寸，保證其剛度達(dá)標(biāo)。

總而言之，預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用，能夠在一定程度上改善結(jié)構(gòu)性能，從整體上提高高層建筑設(shè)計(jì)效果。為保證預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，應(yīng)當(dāng)結(jié)合高層建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)開展綜合分析，掌握好設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)換層相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理計(jì)算，全面提高高層建筑預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)高層建筑行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

作者:張曉妍 單位:大慶市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻

中圖分類號(hào)：tu37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a

隨著改革開放以來我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)都得到了巨大的發(fā)展，整體的行業(yè)水平穩(wěn)步提高，其中，建筑行業(yè)的提升水平是比較快的，建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了建筑形式，建筑技術(shù)，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因?yàn)榘踩禂?shù)高，抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)而使用廣泛，其中高層建筑發(fā)展更為迅速，設(shè)計(jì)思想也在不斷更新，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜，這就給高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)提出了更高的要求。如何高效、準(zhǔn)確地對(duì)高層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行內(nèi)力分析，是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)需要解決的重要課題。本文通過對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行分析，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供計(jì)算方法及理論依據(jù)。

1 建筑設(shè)計(jì)

建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因?yàn)槭堑乩順?biāo)志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上，我們應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時(shí)又要注意其抗震設(shè)計(jì)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)要素。但是建筑也不能盲目的標(biāo)新立異，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該選擇規(guī)則性強(qiáng)一些的，不論是平面或者立體都應(yīng)該盡量遵循這個(gè)原則。而且建筑在彈性設(shè)計(jì)上，盡量要滿足延展性的需求。這種概念設(shè)計(jì)的強(qiáng)調(diào)是對(duì)建筑師的必須要求，建筑設(shè)計(jì)師一定要重視各種規(guī)范規(guī)定，千萬不要陷入只管設(shè)計(jì)不管計(jì)算的誤區(qū)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的確定

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的底部加強(qiáng)部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內(nèi)采取增加邊緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強(qiáng)措施避免脆性的剪切破壞，改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能?！陡呓ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》jgj3-2010（下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）7.1.4條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)符合《高規(guī)》10.2.2條的規(guī)定，底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起，當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板或以下時(shí)，底部加強(qiáng)部位宜延伸到計(jì)算嵌固端。《建筑抗震規(guī)范》gb50011（以下簡(jiǎn)稱<抗規(guī)》）及《高規(guī)》規(guī)定了剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結(jié)構(gòu)的重要性，《高規(guī)》對(duì)墻厚的取值規(guī)定得更為嚴(yán)格。一般情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級(jí)抗震等級(jí)時(shí)取層高或剪力墻無支長(zhǎng)度的1/16，并且滿足bw≥200mm；三、四級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，k取層高或剪力墻無支長(zhǎng)度的1/20，并且滿足k≥160mm。但對(duì)于墻底軸力較小且結(jié)構(gòu)層高相對(duì)較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經(jīng)濟(jì)合理。因此具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻截面厚度bw可適當(dāng)減小但必須按下式計(jì)算墻體的穩(wěn)定性。

公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設(shè)計(jì)值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計(jì)算長(zhǎng)度。

2.2 結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，建筑物的高度控制是非常嚴(yán)格的，而在新規(guī)范中這一點(diǎn)重新進(jìn)行了界定，除了將原來的限制高度設(shè)定為a級(jí)高度的建筑外，增加了b級(jí)高度的建筑。因此，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定不可以超越其應(yīng)屬范圍，b級(jí)建筑物就應(yīng)該控制在b級(jí)規(guī)定范圍之內(nèi)，一旦超過了，那么無論是設(shè)計(jì)還是施工都要全部進(jìn)行重新設(shè)定。在現(xiàn)實(shí)情況中這類問題曾經(jīng)出現(xiàn)過，結(jié)果導(dǎo)致審查時(shí)難以通過。

2.3 短肢剪力墻的設(shè)置問題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數(shù)量上一定要嚴(yán)格參照規(guī)范，《高規(guī)》7.1.8規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，b級(jí)高度高層建筑以及抗震設(shè)防度為9度的a級(jí)高度層建筑，不宜布置短

肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應(yīng)比本規(guī)程表3.3.1-1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時(shí)分別不應(yīng)大于100m，80m和60m。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的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

3 計(jì)算與分析

3.1 計(jì)算模型的選取

對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對(duì)于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對(duì)于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對(duì)于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級(jí)的確定

對(duì)常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；對(duì)于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不低于四級(jí)，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。

結(jié)語

鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化城市發(fā)展的一種客觀成果，引領(lǐng)著我國(guó)建筑行業(yè)整體的發(fā)展水平。在設(shè)計(jì)方面，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，希望我國(guó)的建筑水平能迎來更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]jgj3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s].

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關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法；課程

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）05-0105-02 混凝土結(jié)構(gòu)使用至今已經(jīng)有160年的歷史，與鋼、木和砌體結(jié)構(gòu)相比，因其在物理力學(xué)性能及材料來源等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材很好的受拉性能、延性以及與混凝土間良好的粘結(jié)性能等優(yōu)點(diǎn)，目前已發(fā)展出了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)、纖維混凝土結(jié)構(gòu)等諸多結(jié)構(gòu)形式，發(fā)展速度快，應(yīng)用范圍也非常廣泛。混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)高等院校土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃中一門重要的專業(yè)學(xué)位課，一般而言的混凝土結(jié)構(gòu)是《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》和《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》兩門課的總稱，以下簡(jiǎn)稱“混凝土結(jié)構(gòu)”課程。作為土建類專業(yè)本科生必修的一門重要的專業(yè)課程，近年來關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的教科書、專著和論文很多，但有關(guān)其教學(xué)方法研究方面的論文卻很少，基于這一點(diǎn)，本文從土木工程專業(yè)本科教學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)方法進(jìn)行探討。

一、《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)

《混凝土結(jié)構(gòu)》課程包括基本（構(gòu)件）理論和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分內(nèi)容。第一部分為基本（構(gòu)件）理論，主要探討鋼筋混凝土基本構(gòu)件——受彎構(gòu)件、軸心受拉、受壓構(gòu)件、偏心受拉、受壓構(gòu)件以及受扭構(gòu)件等，在單一的拉、壓、彎、剪、扭應(yīng)力狀態(tài)及幾種復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)共同作用下的受力性能分析方法、設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造配筋等方面內(nèi)容。在教學(xué)計(jì)劃上，這部分內(nèi)容屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)在于讓學(xué)生掌握鋼筋混凝土各種構(gòu)件受力性能的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算[1]。第二部分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，主要探討樓蓋結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)和高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在教學(xué)計(jì)劃上，這部分內(nèi)容屬于專業(yè)課，重點(diǎn)在于讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體思路、設(shè)計(jì)步驟及具體施工圖的繪制，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

由于在第一部分基本（構(gòu)件）理論中，概念多、公式多、符號(hào)多、配筋構(gòu)造多、計(jì)算過程繁瑣，使得初學(xué)者往往抓不住重點(diǎn)；而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分中，需要當(dāng)把各種單個(gè)構(gòu)件組合成整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就更難弄清楚了。因此在講授本課程時(shí)，必須首先了解本課程的特點(diǎn)。

1.混凝土結(jié)構(gòu)涉及的問題往往都是工程上的一些實(shí)際問題，很少有孤立存在的，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前一般都缺少工程概念，有一些構(gòu)件是怎么連接的根本不清楚，就更談不上清楚構(gòu)件間受力的傳遞路徑是怎樣的了，因此在開始學(xué)習(xí)本課程時(shí)必然感到不適應(yīng)。

2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種力學(xué)性能完全不同的材料組成的，根本不屬于理想變形體，因此不能采用以往在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中學(xué)習(xí)的桿件或結(jié)構(gòu)的一些力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算分析。因此，混凝土結(jié)構(gòu)中各種構(gòu)件的承載力計(jì)算公式，一般都是以室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，再基于某些基本假定，得到截面破壞時(shí)的應(yīng)力圖形，利用分析截面應(yīng)力平衡條件建立平衡方程，進(jìn)而得到各種構(gòu)件承載力計(jì)算的基本公式。

3.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)主要包括：材料選擇、截面預(yù)估和配筋計(jì)算三部分。在這三部分中，“材料選擇”是根據(jù)工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的，“截面預(yù)估”是根據(jù)構(gòu)造要求和工程上常用尺寸確定的，只有“配筋計(jì)算”是根據(jù)承載力計(jì)算公式計(jì)算出來的。可以說，我們?cè)谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，是“由未知求未知”的過程，解答必然也是多種多樣的，因此如何合理的選擇設(shè)計(jì)參數(shù)并優(yōu)選出最佳的配筋結(jié)果，這是學(xué)生在以往課程中所沒有遇到的。

二、教學(xué)方法分析

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)，總結(jié)出如下幾條教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以提高本課程的教學(xué)效果，加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

（一）從全局建立結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念

為了使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念，了解本課程的主要層次關(guān)系，從全局把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，理清學(xué)習(xí)思路。我們首先以一個(gè)學(xué)生比較熟知的、具體的結(jié)構(gòu)（如教學(xué)樓）為例，從全局上介紹結(jié)構(gòu)—構(gòu)件—截面—材料體系，講清結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序是從結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，同時(shí)構(gòu)件的受力性能又取決于材料，而課程的教學(xué)程序則與設(shè)計(jì)程序相反，是從材料截面構(gòu)件結(jié)構(gòu)，通過這樣講授，使學(xué)生一開始就建立結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)的概念，理清了各部分的關(guān)系，為課程學(xué)習(xí)建立了一個(gè)總體框架，更重要的是使學(xué)生明白了所應(yīng)解決的問題[1，2]。

（二）強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)包括：到施工現(xiàn)場(chǎng)參觀的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及綜合技能訓(xùn)練等。在《混凝土結(jié)構(gòu)》課程開課之前，安排學(xué)生到一些建筑工地去參觀正在施工中的混凝土結(jié)構(gòu)工程，觀察結(jié)構(gòu)形式、分析梁、板、柱的受力和傳力關(guān)系，了解各種構(gòu)件的配筋特點(diǎn)及主要的構(gòu)造措施，使學(xué)生對(duì)梁、板、柱等常見的混凝土基本構(gòu)件和框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式有一些初步的感性認(rèn)識(shí)，并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的興趣。在《混凝土結(jié)構(gòu)》課程后期安排的混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)完成混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整過程，諸如確定結(jié)構(gòu)方案、建立結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖、結(jié)構(gòu)受力分析、結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算、結(jié)構(gòu)施工圖繪制等各個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生全面消化、吸收和運(yùn)用在課堂教學(xué)中已經(jīng)學(xué)到的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和處理實(shí)際工程問題的能力。

（三）注重采用對(duì)比聯(lián)系的方法介紹問題

由于混凝土材料物理力學(xué)性能的復(fù)雜性，使得混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在許多情況下的受力分析也變得十分復(fù)雜，因此，在課堂授課過程中要盡量采用對(duì)比、分析因果關(guān)系和聯(lián)系的方法進(jìn)行講解，使學(xué)生對(duì)所研究問題的思路更加清晰，理解也更加深刻。

例如我們?cè)谥v解梁的正截面受彎及偏心受壓柱的實(shí)驗(yàn)研究時(shí)[3，4]，可將三種破壞類型采用如表1、表2所示的對(duì)比方法講述，這樣把引起三種破壞形式的原因就清晰直觀的表達(dá)了出來。

另外，我們?cè)谥v解問題時(shí)還應(yīng)注重各章之間的聯(lián)系，使知識(shí)融會(huì)貫通，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，例如，“受彎構(gòu)件”和“受壓構(gòu)件”是兩個(gè)完全不同的章節(jié)，也是兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但它們之間卻存在著一定的聯(lián)系，如在講解“矩形截面偏心受壓構(gòu)件”時(shí)，可以指出“矩形截面偏心受壓構(gòu)件的受力模式，就是受彎構(gòu)件豎立起來再施加軸力的模式”，由于學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)過了“受彎構(gòu)件”，所以在學(xué)習(xí)這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)就不會(huì)感覺到新內(nèi)容的負(fù)擔(dān)。這樣不僅學(xué)習(xí)起來比較輕松，而且容易將前后知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來，加深印象，提高學(xué)習(xí)效果。

（四）重視構(gòu)造措施

結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，必須經(jīng)過計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)兩部分才能完成。由于強(qiáng)度和變形計(jì)算并非考慮了結(jié)構(gòu)上的所有作用，因此除了利用承載力公式計(jì)算配筋外，還必須用構(gòu)造設(shè)計(jì)來補(bǔ)充。構(gòu)造措施是人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，可防止因計(jì)算中沒有考慮的影響因素而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂和破壞，同時(shí)也是為了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用和施工上的需要而采用的。

構(gòu)造措施是《混凝土結(jié)構(gòu)》課程學(xué)習(xí)中既簡(jiǎn)單又難于掌握的一部分知識(shí)，簡(jiǎn)單在于規(guī)范規(guī)定很明確，而且表達(dá)形式簡(jiǎn)單；難于掌握在于內(nèi)容多且零散，系統(tǒng)性和邏輯性較差。但構(gòu)造措施在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中又是非常重要的，大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問題都是通過構(gòu)造措施來保證的，所以在給學(xué)生授課時(shí)一定要重視構(gòu)造措施的講解。仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施主要包括三個(gè)方面：關(guān)于構(gòu)件截面尺寸的要求、縱筋（主筋）的要求以及箍筋的要求，對(duì)于這些規(guī)定性的內(nèi)容，只有將其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸惡臀淖稚系募庸?，使其變?yōu)闂l理化和簡(jiǎn)單化的形式，才能產(chǎn)生良好的理解和記憶效果。

（五）重視現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范與書本內(nèi)容的結(jié)合

我們培養(yǎng)的土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后有一部分要到設(shè)計(jì)單位工作，從事與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的工作，因此必須熟悉、掌握和應(yīng)用國(guó)家頒布的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造要求的技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）等。它是工程技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守的法規(guī)，因此我們?cè)谥v課過程中，應(yīng)該緊密結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，分析工程設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)教材的內(nèi)容加以拓寬，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：作為實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要滿足理論分析計(jì)算，還要符合現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的要求。

綜上所述，《混凝土結(jié)構(gòu)》是一門理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的課程，具有很強(qiáng)的工程概念，教授這門課時(shí)，應(yīng)緊緊把握住《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)，從全局建立結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念，以力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，合理的安排教學(xué)次序，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系、章節(jié)之間的聯(lián)系，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范，通過多種考核方式使學(xué)生真正的掌握這門課程，為土木工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后成為一名合格的工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻萍，羅志堅(jiān).混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)方法初探[J].昆明大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（1）：73-74.

[2]劉雁，李琪，徐宜和.混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)改革嘗試[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，（4）：49-51.

[3]王秋萍，李宏偉.混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方法初探[J].高等建筑教育，2005，14（1）：59-61.

篇5

論文摘要：針對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中存在的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同、混凝土保護(hù)層厚度、梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工等問題進(jìn)行了分析，并提 出了相應(yīng)的處理措施，以有效解決高層建筑工程中存在的問題，提高和保證主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復(fù)雜，這就給高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提出更高的要求。采用框架結(jié)構(gòu)形式，可形成內(nèi)部大空問，能進(jìn)行靈活的建筑平面布置，因此，框架結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用甚廣，特別是在高度不超過 60 m的高層建筑中，其優(yōu)勢(shì)更為明顯、突出。與此同時(shí)，對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的現(xiàn)實(shí)問題卻往往被忽視，給工程質(zhì)量留下隱患?，F(xiàn)結(jié)合自己多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程施工的實(shí)際情況和現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范進(jìn)行討論。

1 現(xiàn)實(shí)問題

1．1 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同的問題

1．1．1 產(chǎn)生原因

為了滿足柱軸壓比的要求，同時(shí)又要滿足控制柱截面的要求，柱子采用較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土則成為一種必然。而對(duì)于以受彎為主的樓層梁板，過高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)卻不必要且不適宜。首先，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土對(duì)其抗彎承載力貢獻(xiàn)不明顯；其次，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土對(duì)構(gòu)件承受非荷載應(yīng)力(混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力等)不利，正因?yàn)槿绱?，才有“現(xiàn)澆框架的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜高于C40”的規(guī)定。事實(shí)上，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中合適的樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)通常采用 C20～C35。由此可見，高層建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度必然存在，而且隨著建筑物高度的增大，兩者的設(shè)計(jì)強(qiáng)度差距會(huì)越大，此外，需特別說明的是，這種情況主要存在于高層建筑的下部。

目前 ，混凝土的澆筑施工幾乎都是用商品混凝土泵送工藝，而且習(xí)慣上，各施工單位通常將豎向構(gòu)件與水平構(gòu)件分批集中澆筑(即節(jié)點(diǎn)區(qū)采用樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)澆筑)。如果要求對(duì)其中的梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)澆筑，那么將導(dǎo)致兩方面的問題，首先是供應(yīng)量及澆筑時(shí)間不易控制而導(dǎo)致質(zhì)量事故，其次是節(jié)點(diǎn)區(qū)與梁板之間的分隔存在難度，故施工單位不希望大面積采用此方法。

1．1．2 處理措施

JGJ 3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第 13．5．7條規(guī)定 ：當(dāng)柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁、樓板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土施工采取有效措施?？蓮囊韵聝蓚€(gè)方面著手解決 ：

1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的豎向和水平構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度要進(jìn)行合理取值。a．整個(gè)工程的豎向構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)種類不應(yīng)過多，且與豎向構(gòu)件截面的變化要錯(cuò)層 同步；b．水平構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)取值要符合規(guī)范要求，盡可能與豎向構(gòu)件相匹配，使實(shí)際施工簡(jiǎn)單化，盡量減少梁柱節(jié)點(diǎn)單獨(dú)澆筑混凝土。2)在現(xiàn)場(chǎng)施工方面：當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低 5 MPa時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)可用樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)澆筑，其節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面承載力一般仍能滿足要求；當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低 10 MPa及 10 MPa以上而仍用梁混凝土澆筑節(jié)點(diǎn)區(qū)時(shí)，則必須對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)采取措施。處理措施可分兩種 ：a．當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別低 10 MPa和 15 MPa時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)需增設(shè)豎向短筋，其數(shù)量分別為柱主筋配筋量的 50％和 100％；b．當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低20 MPa及20 MPa以上時(shí)，再靠增設(shè)節(jié)點(diǎn)區(qū)短筋來提高承載力已不可行，其原因一方面是無法布筋，另一方面是短筋數(shù)量太大。因此節(jié)點(diǎn)區(qū)需采用與柱同等級(jí)混凝土單獨(dú)澆筑，為防止交接面形成施工冷縫，建議施工時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土采用塔吊用漏斗澆筑，梁板混凝土則采用泵送同時(shí)澆筑。

1．2 混凝土保護(hù)層厚度問題

1．2．1 施工中存在的問題

GB 50204—1992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范第 3．5．8條規(guī)定：受力鋼筋保護(hù)層厚度梁柱允許偏差為 ±5 rflrfl。但是框架結(jié)構(gòu)施工中，當(dāng)梁邊與柱邊平齊時(shí)，柱的縱筋必須包梁的縱筋 ，即梁的縱筋要在柱縱筋的內(nèi)側(cè)，此時(shí)，平齊的梁側(cè)往往容易開裂；另外高層框架結(jié)構(gòu)的頂層角節(jié)點(diǎn)處，由于鋼筋實(shí)際加工的原因，一般會(huì)出現(xiàn)角節(jié)點(diǎn)外側(cè)鋼筋保護(hù)層過厚的情況，此處亦往往出現(xiàn)裂縫。

1．2．2 防裂措施

GB 50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第 9．2．4條規(guī)定：當(dāng)梁、柱中縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度大于 4 cm時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施。1)梁邊與柱邊平齊時(shí)梁側(cè)的防裂措施：在粱縱筋彎折處加設(shè) 附加鋼筋 41o(見 圖 1)。2)框 架角節(jié)點(diǎn)處 的防裂措施：加設(shè)鋼筋網(wǎng)片，以提高角節(jié)點(diǎn)處的抗裂性(見圖2)。

1．3 梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工問題

1．3．1 一般施工做法的弊病

梁柱節(jié)點(diǎn)施工的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，鋼筋分布密集，施工難度大，特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯(cuò)，箍筋綁扎不便，采用整體沉梁時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無法綁扎，致使梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱子箍筋，留下嚴(yán)重后患。

1．3．2 改進(jìn) 的措施

柱子節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋現(xiàn)場(chǎng)焊接在縱向短筋上形成整體骨架，再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上，穿梁鋼筋并綁扎。為防止附加短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難，附加縱向短筋應(yīng)偏離箍筋角部約 5 cm(見圖3)。

2 結(jié)語

對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工，有關(guān)規(guī)范雖已有詳細(xì)規(guī)定 ，但仍有若干問題沒有明確具體做法，通過以上幾種節(jié)點(diǎn)處理方法，解決梁柱節(jié)點(diǎn)處的施工問題，有利于提高和保證主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn) ：

[1] JGJ 3—2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s]．

[2] GB 50204—1992，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S]．

篇6

關(guān)鍵詞：鋼筋砼結(jié)構(gòu)；最小配筋率；受彎構(gòu)件；帶肋鋼筋

現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范“砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”(gb50010-2002) 中把hrb400鋼筋確定為鋼筋砼結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)用筋。其后冶金企業(yè)研制開發(fā)的符合國(guó)情標(biāo)準(zhǔn)“鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋”(gb1499-1998) 的新型號(hào)筋。hrb500鋼筋具有強(qiáng)度高、延性好、耐高低溫、耐疲勞和可加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，符合砼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑用筋性能指標(biāo)的主要內(nèi)容要求。hrb500鋼筋在建筑行業(yè)中己得到廣泛使用，會(huì)促進(jìn)其它相關(guān)建筑材料的發(fā)展提高，因此而帶來可觀的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑業(yè)健康有序的發(fā)展具有重要意義。

鋼筋砼梁的主筋縱向筋配筋率是保證安全使用影響承載力的主要因素，配筋率的變化不僅使梁的受彎承載力產(chǎn)生變化，而且會(huì)使梁的受力性能和破壞特征發(fā)生質(zhì)的變化。當(dāng)縱向主筋配筋率少到一定值后，梁的受力性能會(huì)產(chǎn)生大的變化，同無筋素砼梁沒有什么差別。當(dāng)這種梁一旦在受拉區(qū)的砼出現(xiàn)開裂，裂縫截面的拉力會(huì)很快超過屈服強(qiáng)度而進(jìn)入強(qiáng)化階段，造成整根梁發(fā)生撕裂，甚至使整個(gè)鋼筋被拉斷，這種破壞現(xiàn)象沒有明顯的預(yù)兆，屬于脆性破壞。為了防止這種脆斷的產(chǎn)生，鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定：鋼筋砼受彎構(gòu)件的縱向受力主筋的配筋率不能低于某一限定值，該值即為受控鋼筋的最小配筋率。hrb500鋼筋作為一種新型的高強(qiáng)鋼筋，已經(jīng)在工程實(shí)踐應(yīng)用范圍較廣,必須合理確定其作為受拉鋼筋的最小配筋率。在實(shí)踐應(yīng)用中探討對(duì)hrb500鋼筋作為受彎構(gòu)件縱向主受拉的最小配筋率作淺要分析。

1最小配筋率確定的一般原則

鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率是一個(gè)比較復(fù)雜的技術(shù)問題。試驗(yàn)和理論分析均表明,構(gòu)件的最小配筋不僅與受力形態(tài)、表面尺寸及形式、材料強(qiáng)度有關(guān),而且與受荷時(shí)間的長(zhǎng)短、溫度變化的大小、收縮及徐變的程度有關(guān)。目前世界一些國(guó)家對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件的受拉鋼筋最小配筋率的取值方法基本上有兩種：即模型法和經(jīng)驗(yàn)法。模型法是以截面受拉區(qū)砼開裂后，受拉鋼筋由于配置過少而立即屈服進(jìn)入強(qiáng)化階段，此時(shí)的受拉鋼筋配筋的最小配筋率。經(jīng)驗(yàn)法是指直接給出最小配筋率的的取值，而沒有受完整的受力模型作為取值準(zhǔn)則，但其中也從不同角度考慮了一些因素對(duì)最小鋼筋率取值的影響，所考慮的這些因素的影響規(guī)律與模型方案的趨勢(shì)有一定的近似性。

而國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率的確定原則是：截面開裂后，構(gòu)件不會(huì)立即失效（裂而不斷），即在最小配筋率的條件下，構(gòu)件的抗彎承載力不低于同截面素混凝土構(gòu)件的開裂彎矩，即：

mey≤mu ①

現(xiàn)以單筋矩形截面承受純彎矩作用為例探討鋼筋砼受彎構(gòu)件的縱向主受拉鋼筋的最小配筋率問題。首先要計(jì)算鋼筋砼梁的開裂彎矩。由于鋼筋砼梁開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力很低，因此計(jì)算鋼筋砼梁開裂彎矩時(shí)，可以忽略鋼筋的作用，即鋼筋砼梁的開裂彎矩等于素砼的開裂彎矩。根據(jù)文獻(xiàn)對(duì)素砼梁的開裂彎矩的推導(dǎo)計(jì)算，無筋素砼梁的開裂彎矩為：

 mey =0.256fftbh2 ②

試中： ft-為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

根據(jù)鋼筋砼梁的受力進(jìn)行過程, 按照現(xiàn)行砼設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于正截面承載力計(jì)算的基本假定“不考慮砼的抗拉強(qiáng)度”,假定鋼筋砼梁達(dá)到極限承載力狀態(tài)時(shí)的截面力臂為yho，其中y為內(nèi)力臂長(zhǎng)度系數(shù),則鋼筋砼梁的極限彎矩為:

mu = yhoòyas

此時(shí)òy= fyas =pmin bho y=1

mu = ho fypmin bho③

將式②、式③ 帶入式① 以后，求出：

pmin=0.256ft / fy[h/ho]2 ④

2國(guó)內(nèi)不同時(shí)期砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)最小配筋率的規(guī)定

根據(jù)介紹對(duì)世界各有關(guān)國(guó)家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較，見表1。為轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)材料強(qiáng)度后各有關(guān)國(guó)家砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)鋼筋砼受彎構(gòu)件規(guī)定的最小配筋率表達(dá)式。

表1不同國(guó)家對(duì)鋼筋砼構(gòu)件最小配筋率計(jì)算要求

我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于鋼筋砼受彎構(gòu)件，確定的最小配筋率的規(guī)定基本上是沿用前蘇聯(lián)20世紀(jì)五、六十年代的規(guī)定,數(shù)值明顯偏低。隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度增大以及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)概念的應(yīng)用,鋼材供應(yīng)狀況及水平的偏高,每次規(guī)范修訂均適當(dāng)提高了受力鋼筋的最小配筋率,而且使其更為合理。a.在原《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》tj10-74中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率:當(dāng)砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為200號(hào)及以下時(shí)為0.

1;當(dāng)砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為250-400號(hào)時(shí)為0.15。b.在進(jìn)行了修改后的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gbj10-1989中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率:當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c35時(shí)為0.15；當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c40-c60時(shí)為0.2。c.在現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2002中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋百分率為0.2和45 ft / fy中的較大值。

從國(guó)各內(nèi)各個(gè)階段設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)最小配筋率規(guī)定的變化可以看出:隨著我國(guó)改革開放的進(jìn)一步推進(jìn),國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入穩(wěn)步的提高,對(duì)結(jié)構(gòu)安全度的要求逐漸提高,綜合考慮各種因素,構(gòu)件的最小配筋率均有提高,而且考慮了材料強(qiáng)度的影響,有利于促進(jìn)高強(qiáng)材料在工程中的大量應(yīng)用。

3hrb500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率的應(yīng)用

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《鋼筋砼用熱扎帶肋鋼筋》gb1499-1998中規(guī)定:hrb 335的屈服強(qiáng)度為335 mpa，hrb 400的屈服強(qiáng)度為400 mpa,hrb 500的屈服強(qiáng)度為500 mpa。我國(guó)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：hrb 335的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為300 mpa，hrb 400的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360 mpa，不同種類鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)ys均為1.10，因此hrb500鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)取為450mpa。根據(jù)資料介紹的試驗(yàn)結(jié)果并考慮到裂縫寬度的影響，對(duì)hrb500鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值建議為420mpa，材料分項(xiàng)系數(shù)ys為1.19。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2002中規(guī)定受彎構(gòu)件最小配筋率百分率公式45 ft / fy，分別計(jì)算出各種鋼筋的最小配筋率。詳見表2。

表2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件配筋率要求

根據(jù)表2可以看出，鋼筋砼構(gòu)件的最小配筋率的確定，不完全是技術(shù)問題，還反映了某一地區(qū)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展水平，具有一定的社會(huì)性和政策性。因此，考慮將hrb 500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小配筋率百分率（%）為：當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于c30時(shí)為0.15，當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c30以上時(shí)為0.2和45ft / fy 中的較大值為宜。根據(jù)上述淺要分析，國(guó)家推廣應(yīng)用hrb500鋼筋不僅可以滿足建筑行業(yè)科技飛速發(fā)展的需用，還具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了在工程實(shí)踐中大力推廣hrb500鋼筋，考慮到我國(guó)實(shí)際國(guó)情，要采用hrb 500鋼筋砼受彎構(gòu)件的最小百分率（%）為：當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)不大于c30時(shí)為0.15，當(dāng)砼強(qiáng)度等級(jí)為c30以上時(shí)為0.2和45ft / fy，中的較大值安全。

參考文獻(xiàn)

1徐有鄰等．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用．中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2002

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【關(guān)鍵詞】水電站工程主廠房設(shè)計(jì)排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 水電站設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言。

我國(guó)是世界上河流資源眾多的國(guó)家之一，有著較為豐富的內(nèi)河、內(nèi)江資源。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在河流和江河上開展的水利工程建設(shè)也越來越多。水利工程中的水電站建設(shè)一直是工程施工的重點(diǎn)控制內(nèi)容，由于水電站主廠房需要放置發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)等發(fā)電相關(guān)設(shè)備，同時(shí)，主廠房結(jié)構(gòu)又多為單層建筑結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)多采用排架結(jié)構(gòu)。排架結(jié)構(gòu)在自身的平面內(nèi)具有較強(qiáng)的承載能力和較好的鋼度，但由于各排架間的承載能力較為軟弱，在水利工程中，無論是在設(shè)計(jì)階段還是施工階段，都要引起高度重視。

二．水電站主廠房的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)。

1.水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成以及相關(guān)用途。

（1）水電站主廠房的上部結(jié)構(gòu)：屋頂、排架柱、吊車梁、發(fā)電機(jī)層和安裝間樓板、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等，通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

屋頂部分有層面板和屋架或是屋面大梁組成，屋面板的作用為遮風(fēng)避雨，隔熱隔陽，屋面層部分包括隔熱層、防水層、保護(hù)層以及預(yù)制鋼筋混凝土大型屋面板。

排架柱是用來承受屋架、吊車梁、屋面大梁和外墻所傳遞的荷載，以及排架柱本身的重量，同時(shí)這些荷載通過排架柱傳給房下部結(jié)構(gòu)中的大體積混凝土。

吊車梁是起吊部件在制動(dòng)過程中操作的移動(dòng)集中垂直荷載，或者是承載吊車荷載，在吊車起重部件的時(shí)候，將啟動(dòng)和制動(dòng)過程中產(chǎn)生的橫向和縱向水平荷載，傳給排架柱。

發(fā)電機(jī)層樓板需要承載自重、人的活荷載、機(jī)電設(shè)備靜荷載；安裝間的樓板承受安裝機(jī)組或機(jī)組檢修時(shí)的荷載和自重。

由外墻、抗風(fēng)柱、圈梁以及聯(lián)系梁等組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，能承受風(fēng)荷載，同時(shí)承載梁上磚墻傳下的自重和荷載，將荷載傳給壁柱或排架柱。

（2）水電廠主廠房的下部結(jié)構(gòu)。

水電站主廠房的下部結(jié)構(gòu)包括：發(fā)電機(jī)機(jī)墩、蝸殼及固定導(dǎo)葉、尾水管等，下部結(jié)構(gòu)一般為大體積水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

發(fā)電機(jī)機(jī)墩承載著發(fā)電機(jī)的自重、水輪機(jī)軸向水壓力和機(jī)墩自身重量，并將自重力量傳遞給蝸殼混凝土和座環(huán)。

蝸殼和固定導(dǎo)葉是將機(jī)墩傳遞下來的荷載傳到尾水管上。尾水管將水輪機(jī)座環(huán)傳遞過來的荷載，通過尾水管的框架結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)上。

三.水電站的主廠房架構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.選擇立柱截面形式。

在水電站的主廠房中，其結(jié)構(gòu)立柱一般都是采用矩形截面，尤其是在吊車的起重能力超過10噸以上時(shí)，下柱的截面高度不應(yīng)小于下柱高度的1/12，截面的寬度應(yīng)不小于下柱高度的1/25。立柱高度根據(jù)廠房頂梁定的高程與發(fā)電機(jī)層地面的高程差來確定。在一般情況下，水電站的主廠房排架柱的截面尺寸基本上都比較大，這是為了滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求。柱截面的選擇要能滿足頂端的橫向位移的控制要求。

2.廠房屋面板荷載計(jì)算以及型號(hào)選擇。

發(fā)電站的主廠房一般選擇安全等級(jí)為二級(jí)以上的大型屋面板，屋面板無懸掛荷載，其抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)度為6度。由于屋面的活荷載與雪荷載部同時(shí)都存在，屋面具有較大的活荷載，因此要根據(jù)實(shí)際屋面的荷載設(shè)計(jì)，布置屋架的上、下弦支撐。

3.吊車梁設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)吊車梁的截面時(shí)，由于T形截面具有較大的鋼度，同時(shí)具有較好的抗扭性能，在固定軌道時(shí)較為方便，在進(jìn)行檢查時(shí)擁有較寬的走道，比較適合大、中型的吊車梁，因此一般在選擇吊車梁的截面時(shí)多采用T形截面。

4.確定控制截面和荷載作用中的內(nèi)力組合。

根據(jù)排架柱受力的特點(diǎn)，分別取牛腿處截面、上柱底面和下柱底面（采用室內(nèi)廠房地面的下0.5米處為下柱的柱底），為排架柱配筋計(jì)算的控制截面。在廠房橫向跨度較小、吊車的荷載受力不大時(shí)，也可以將柱底截面作為控制下柱的配筋，并且把柱底面的截面內(nèi)力值作為柱基設(shè)計(jì)的依據(jù)。如果水電站處于地震帶上，要在內(nèi)力計(jì)算和組合中，包含地震作用下的控制截面內(nèi)力。

5.排架內(nèi)力計(jì)算。

排架的內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力的組合采用手算極為復(fù)雜，因此在條件允許的情況下，盡量多采用電算方法。采用電算方法時(shí)，可使用由我國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)的CAD系統(tǒng)PMCBC平面結(jié)構(gòu)或PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)水電站的實(shí)際情況，結(jié)合在施工地區(qū)的地震作用的內(nèi)力計(jì)算和組合，編制計(jì)算程序。同時(shí)，依據(jù)各個(gè)截面的內(nèi)力，通過系統(tǒng)計(jì)算，確定柱的配筋。設(shè)置配筋時(shí)，為避免其他不確定因素造成影響，設(shè)計(jì)中盡量采用對(duì)稱配筋設(shè)計(jì)。

進(jìn)行排架設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)下部柱子的高度和牛腿的尺寸作為參考，來計(jì)算柱截面的尺寸。根據(jù)屋面的防水層、砂漿找平層、加氣混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板以及風(fēng)荷載、雪荷載等因素的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面的恒荷載，了解屋面結(jié)構(gòu)承載能力。由于排架承載的荷載包括屋蓋的自重、屋面的雪荷載、活荷載、吊車的荷載、橫向風(fēng)荷載等，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)要采用各項(xiàng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在此基礎(chǔ)之上，才能進(jìn)行內(nèi)力組合。

6.排架結(jié)構(gòu)注意事項(xiàng)。

（1）水電站采用鋼筋混凝土的單層排架結(jié)構(gòu)，一般不適合采用磚山墻承重，而應(yīng)該在廠房的兩端位置設(shè)置端排架。要在屋架和山墻頂部相對(duì)應(yīng)的高度位置上設(shè)置鋼筋混凝土臥梁，并要和屋架端頭上部高度處的圈梁保持連續(xù)的封閉。

（2）水電站的主廠房中設(shè)置有吊車時(shí)，排架柱的預(yù)埋件通常都較多，因此在進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將各個(gè)位置、尺寸、數(shù)目進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，避免在施工中由于位置錯(cuò)誤或尺寸偏差，造成屋面梁構(gòu)件、吊車梁等無法準(zhǔn)確安裝。

（3）在排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，要在柱外側(cè)沿著豎向位置每隔500mm的位置上留出2∮6鋼筋和外墻體的拉結(jié)。同時(shí)在外墻的圈梁上的對(duì)應(yīng)位置上，設(shè)置不超過∮12的拉結(jié)筋。在主廠房的電氣設(shè)計(jì)中，為保證生產(chǎn)照明，在柱上要設(shè)置照明燈具，燈具設(shè)置高度要以具體情況而定，以符合安全生產(chǎn)要求為度。在進(jìn)行柱的預(yù)制時(shí)，要做好電線管的預(yù)埋，以便于后期的電線施工。

（4）水電站的主廠房設(shè)計(jì)時(shí)，考慮在地震的作用下，廠房的角柱柱頭處于雙向地震的作用，同時(shí)抗震強(qiáng)度為角柱較強(qiáng)，而中間排架較弱，同時(shí)受到側(cè)向的變形約束和縱向壓彎作用，為了避免施工后由于地震作用，發(fā)生角柱頂部的開裂，造成端屋架塌落和柱頭折斷，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要提高主廠房中的角柱柱頭密箍筋的直徑。

（5）為了提高水電站單層廠房的抗震驗(yàn)算，要進(jìn)行橫向和縱向兩個(gè)方面的驗(yàn)算。一般來講，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能滿足規(guī)范和要求的條件下，七度時(shí)的一類、二類場(chǎng)地，在柱的高度低于10米，而且排架結(jié)構(gòu)的兩端具有墻支撐的單跨度廠房中，可以不進(jìn)行橫向和縱向截面的抗震驗(yàn)算。但為了提高水電站在施工完成后的服務(wù)年限，保障水電站的正常生產(chǎn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能要考慮抗震作用，有條件的盡量進(jìn)行橫向和縱向的抗震驗(yàn)算。

四．結(jié)束語

水電站的排架柱承載著結(jié)構(gòu)中的荷載，其控制截面的內(nèi)力和組合較難控制。本文就排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，提出了一定的解決方法。由于水電站主廠房的排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、管理和控制都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和專業(yè)的操作技能，因此，加強(qiáng)水電站施工建設(shè)，完善廠房的排架柱設(shè)計(jì)，有待大家的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題

高層建筑是社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活需要的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則為高層建筑的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程錯(cuò)綜復(fù)雜我們應(yīng)以遵循安全、適用和合理的原則，及合理的設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，把問題減小至最低或消除，以使建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用和社會(huì)效益、戰(zhàn)備效益，最后達(dá)成設(shè)計(jì)要求。

一、地下室的抗裂問題

地下室的抗裂措施由于地下室的混凝土體量較大，而有些地下室長(zhǎng)度超過了結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距，混凝土的干縮和施工期間的水泥水化熱將會(huì)導(dǎo)致墻體及樓板的裂縫。設(shè)計(jì)過程中一般可采用以下措施：

（1）設(shè)置施工后澆帶后澆帶作為混凝土早期釋放約束力的措施已得到廣泛應(yīng)用。

（2）采用補(bǔ)償收縮混凝土在混凝土中摻入U(xiǎn)EA等微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消其收縮值，從而達(dá)到控制裂縫的目的。

（3）提高構(gòu)件的抗拉性能增加外墻水平分布鋼筋的配筋率，減小鋼筋間距。

二、地下室外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重是地下室外墻的設(shè)置，設(shè)計(jì)時(shí)以下幾個(gè)問題需特別注意。①靜止土壓力系數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)確定靜止土壓力，當(dāng)無法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，粘性土可取 0.5～0.7，砂土可取0.34～0.45。②荷載。地下室外墻的荷載包括兩部分，一部分是水平荷載；一部分是豎向荷載。水平荷載一般是效靜荷載主要包括：側(cè)向土壓力、地面荷載和人防等。豎向荷載則由地下室本身的重量及樓層的傳重。在實(shí)際應(yīng)用中，豎向載荷和風(fēng)載荷以及地震產(chǎn)生的力是難以控制的。墻體配筋則是由垂直于墻面的水平載荷形成的彎矩決定的，并且豎向載荷的壓彎作用一般不予考慮。③地下室外墻的配筋計(jì)算。實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，在帶扶壁柱的外墻配筋計(jì)算方法是按雙向板計(jì)算配筋，而不是根據(jù)扶壁柱的尺寸大小來計(jì)算。

而扶壁柱不是按外墻雙向板傳遞荷載算其配筋，而是根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的整體電算分析結(jié)果來配筋。這樣設(shè)計(jì)會(huì)使外墻豎向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墻的水平分布筋過多。在計(jì)算地下室外墻的配筋時(shí)，除了垂直于外墻方向部分有鋼筋混凝土的，內(nèi)隔墻之間有相連的外墻板塊或者扶壁柱橫截面積較大的外墻板塊需要用雙向板計(jì)算之外，其他形式的外墻通常都按豎向單向板計(jì)算配筋。豎向載荷小的外墻扶壁柱，無論是外墻轉(zhuǎn)角處還是內(nèi)外側(cè)的主筋部分都需做適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。扶壁墻的截面積的大小則是界定外墻水平分布筋的依據(jù)。在計(jì)算地下室外墻時(shí)底部支座應(yīng)固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。側(cè)壁的抗彎能力比底板的大，而彎矩則和底板相等。

三、混凝土澆注問題

墻板混凝土澆注一般采用趕漿法，混凝土的流向是不可控制的，可能在這里施工時(shí)，混凝土已經(jīng)流到十幾米之遠(yuǎn)，特別是頂板和墻板同時(shí)澆注，此現(xiàn)象更為嚴(yán)重，等澆注到那兒，可能已經(jīng)初凝已過；還有頂板和墻板一起澆注，必須先澆注墻板，等墻板混凝土全部完成后，再進(jìn)行頂板澆注，應(yīng)該沒有多大的問題。

澆筑混凝土應(yīng)合理安排施工計(jì)劃及工序，合理留置施工縫，澆搗混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)必須間隙時(shí)應(yīng)縮短時(shí)間，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將上層混凝土澆搗完畢。混凝土運(yùn)輸、澆筑和間歇允許時(shí)間如下：混凝土強(qiáng)度等級(jí)

另外，混凝土一次下料不能過厚、不均勻、不對(duì)稱?；炷料铝喜痪鶆颉⒉粚?duì)稱，影響混凝土的振搗順序，尤其是混凝土墻板的門洞口處，如果下料不對(duì)稱，混凝土的側(cè)壓力不均勻，容易將內(nèi)模擠壓偏位，同時(shí)混凝土一次下料過多，澆筑層過厚，振搗作用長(zhǎng)度、半徑不夠，混凝土容易漏振、不密實(shí)，產(chǎn)生蜂窩、孔洞。

四、 地下室抗震設(shè)計(jì)問題

高層建筑的抗震性能好壞與否與地下室的設(shè)計(jì)關(guān)系重大。提高高層建筑的抗震要求，地下室與地上部分的筑墻必須相一致。而且地下室的埋深也有要求，地下室的埋深要大于地上部分的高度時(shí)，其層數(shù)可不予考慮，這時(shí)算高度時(shí)才可從上部地面開始算。為了提高抗震性能，頂板必須要求可作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。若地下室頂板為無梁樓蓋和頂板內(nèi)外板標(biāo)高超過梁高變化引起錯(cuò)層這兩種情況時(shí)，必須進(jìn)行一定的處理使其能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。

五、抗浮、抗?jié)B及控制問題

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中尤其需注意只有地下室部分和地面上樓層較少時(shí)的抗浮計(jì)算，采用樁基時(shí)需計(jì)算樁的抗拔承載力。根據(jù)《荷載規(guī)范》相關(guān)規(guī)定計(jì)算強(qiáng)度和計(jì)算抗浮是荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值是不一樣的，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)取1.0，計(jì)算抗浮時(shí)去0.9。地下室抗浮設(shè)計(jì)影響的因素很多，主要依據(jù)是地下水位及其變幅，并且實(shí)際設(shè)計(jì)中往往只考慮其極限狀態(tài)，而施工過程中出現(xiàn)抗浮不夠?qū)е戮植科茐?，往往是?duì)施工過程及洪水期不夠重視引起的。

對(duì)于那些地下空間很大的高層建筑而言，塔樓部分的抗浮一般不會(huì)有問題，出問題的往往是其裙房和純地下室部分。針對(duì)這種情況，通常有以下解決措施：①確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位；②通過某些方法間接降低抗浮設(shè)防水位，如盡量提高基坑坑底的實(shí)際標(biāo)高；③設(shè)置一些抗浮樁；④盡可能增加地下室的本身的重量。

地下室設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，除了滿足受力要求外，抗?jié)B技術(shù)也是一個(gè)非常重要的要點(diǎn)，如若設(shè)置不當(dāng)，可能造成地下室成。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不是致密的往往外有裂縫，抗?jié)B效果不是很理想，要想完成抗?jié)B的目的，通常還需采取以下措施：①設(shè)置膨脹帶?；炷林斜旧砭哂信蛎泟?，但其早期變形收縮僅靠其本身的膨脹劑變形不能達(dá)到理想效果，通常大于60m時(shí)就需設(shè)置一定長(zhǎng)度的膨脹帶來補(bǔ)償，才可達(dá)到混凝土的無縫施工；②加強(qiáng)鋼筋混凝土的抗拉能力。在澆筑混凝土?xí)r要使用抗變形的鋼筋。由于側(cè)壁受底板和頂板約束，上下部所承受的力不一樣，使得混凝土上下膨脹收縮不一致，為了抵消這部分差異，要在側(cè)壁增加水平溫度筋強(qiáng)化混凝土面層，或者墻的中央設(shè)置一道暗梁增加其抗拉能力。除了這些措施之外，對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)也格外重要；③設(shè)置后澆帶?；炷猎缙谂蛎浭湛s時(shí)需釋放約束力，后澆帶技術(shù)很好的解決了這個(gè)問題。同時(shí)后澆帶技術(shù)也已經(jīng)可以很好的解決長(zhǎng)久性的變形縫，并且已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

六、結(jié)語

總之，建筑地下室的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，涉及到的工序和領(lǐng)域較多，具有復(fù)雜性。因此，設(shè)計(jì)要堅(jiān)持在滿足基本功能的基礎(chǔ)上，做到安全穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)合理。既可以滿足高層建筑地基深埋的要求，也可以防止地下室的滲漏，有助于地下室功能的更好發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董萌，秦忠堯. 淺談對(duì)規(guī)范中對(duì)地下室部分的理解及設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的問題[J]. 科技信息（科學(xué)教研）. 2008（01）

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關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

地震影響因素十分復(fù)雜，是一種不能預(yù)見的外部作用，目前的計(jì)算方法依舊處于半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法，在實(shí)際工作當(dāng)中，想要對(duì)于建筑的抗震性進(jìn)行精確的計(jì)算有很大的難度，因此，建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行高層建筑時(shí)，應(yīng)重返考慮高層建筑的抗震問題，采取相應(yīng)的安全防患措施，做到真正的防患于未然。

1、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的特征

混凝土結(jié)構(gòu)建筑的樓層在10層或10層以上，或者建筑高度超過28m，定義為高層建筑。從定義中可看出高層建筑的特點(diǎn)體現(xiàn)在層數(shù)和高度上，而高層建筑更本質(zhì)的特點(diǎn)是水平荷載設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵作用。在高層建筑中研究建筑的抗側(cè)力能力是抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，地震荷載和風(fēng)荷載主要作用于建筑的水平力，其中地震荷載起控制的作用。破壞時(shí)間短，無規(guī)律的作用強(qiáng)度大，水平方向上的振動(dòng)加以扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是地震力對(duì)建筑的破壞特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過程完全應(yīng)用彈性理論來設(shè)計(jì)以提高建筑的抗震性能是不可行的。因?yàn)闀?huì)增加抗側(cè)構(gòu)件的數(shù)量，使結(jié)構(gòu)的自重增加，導(dǎo)致在地震中，由于建筑自身的慣性力過大，使抗震性能降低。

2、建筑抗震級(jí)別

我國(guó)房屋建筑工程可以分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別

2.1、特殊設(shè)防類

指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱甲類。

2.2、重點(diǎn)設(shè)防類

指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱乙類。

2.3、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類

指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱丙類。

2.4、適度設(shè)防類

指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱丁類。

3、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

3.1、結(jié)構(gòu)布置

平面布置是指在建筑設(shè)計(jì)的平面圖上，將柱和墻的位置以及對(duì)樓蓋具有的傳力作用進(jìn)行合理的設(shè)置。依據(jù)建筑的抗震性能來看，最關(guān)鍵的是盡量將建筑結(jié)構(gòu)平面的剛度中心與質(zhì)量中心相靠近或相重合，以降低地震力對(duì)建筑的破壞力。為了減輕建筑自身的重量，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則、對(duì)稱為宜。結(jié)構(gòu)的剛度在豎向上應(yīng)保持均勻，可盡量較為規(guī)則的設(shè)計(jì)豎向結(jié)構(gòu)，少做平面上的變化。在安全規(guī)定內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的高度和寬度，并且需限制兩者的比值，以使結(jié)構(gòu)有較好的整體剛度和穩(wěn)定性。

3.2、防震縫設(shè)置

建筑平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，可通過使用防震縫，將復(fù)雜面劃分為簡(jiǎn)單且規(guī)則的平面，但是在高層建筑中，不宜使用防震縫。如果無法避免設(shè)縫，那么應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，按照需要較寬的規(guī)定來設(shè)置寬度。建筑的高度不超過15m，其防震寬度宜采用70mm；高度大于15m，應(yīng)根據(jù)不同的度數(shù)相應(yīng)的增加高度和防震縫寬度。

4、高層建筑混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

4.1、選擇場(chǎng)地地基

選擇場(chǎng)地地基首先要依據(jù)實(shí)際工程需求，同時(shí)還要考慮地震活動(dòng)情況。分析天然地基時(shí)的抗震承載力要按照不同的場(chǎng)地來進(jìn)行，此外，根據(jù)不同場(chǎng)地來分析地震所導(dǎo)致的危害度。如果有必要，可使用規(guī)范的地基來進(jìn)行處理?？筛鶕?jù)地震強(qiáng)度、場(chǎng)地土的厚度、斷裂的地質(zhì)歷史來明確避讓距離，從而對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)的地震斷裂的確定有利。一定要保證避開對(duì)不利的建筑地段來進(jìn)行場(chǎng)地地基的選擇，如果依法避開，可以運(yùn)用合適的抗震措施來進(jìn)行。

4.2、增加抗彎結(jié)構(gòu)寬度

增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中能提高建筑的抗傾覆力矩，并且側(cè)移三次方的比例能得到減小，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的彎矩平衡法進(jìn)行計(jì)算可更好的理解這一設(shè)計(jì)方式。在實(shí)際的建筑工程的設(shè)計(jì)中，豎向構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系中的良好連接是必須要做到的。在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)構(gòu)件應(yīng)遵循強(qiáng)壓弱拉、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件和強(qiáng)剪弱彎的原則。在實(shí)際當(dāng)中，為實(shí)現(xiàn)框架與剪力墻的協(xié)同一致需控制各層樓板的變形量。剪力墻的主要受力是彎曲變形，結(jié)構(gòu)的主要受力是剪切變形，將兩者進(jìn)行有效協(xié)調(diào)變位，能實(shí)現(xiàn)框架抗震。

4.3、設(shè)計(jì)構(gòu)件布置方式

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗力構(gòu)件的布置應(yīng)發(fā)揮最有效的作用，以提高結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)力，例如斜撐、水平撐及桁架體系等。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，不宜忽略其在結(jié)構(gòu)中的作用，應(yīng)根據(jù)具體受力狀態(tài)，發(fā)揮桿件的抗拉和抗壓能力。交叉撐或斜撐是最有效抗衡抗側(cè)力的鋼骨混凝土構(gòu)件，其構(gòu)件可完全適應(yīng)受拉或受壓的狀態(tài)，且可充分是鋼材抗拉能力和混凝土構(gòu)件的抗壓能力得到發(fā)揮的同時(shí)，又可在水平方向上增大架構(gòu)的抗側(cè)移剛度，以增強(qiáng)高層建筑緩凝土結(jié)構(gòu)抗震作用。

4.4、高層混凝土建筑各層結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置

通過在模擬地震中對(duì)設(shè)施的分析，我們能夠根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)各層的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。例如高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑中的墻體承載能力等方面。在預(yù)處理階段，應(yīng)在充分了解羨慕的地形條件、質(zhì)量檢測(cè)等多個(gè)方面的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)的框架，應(yīng)用設(shè)計(jì)理念做出說明，完成高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)工作。在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，最好能夠建立設(shè)計(jì)信息庫(kù)，便于工程師用查找案例并總結(jié)的方法來展開工作。在研究結(jié)構(gòu)綜合受理情況時(shí)，應(yīng)選出相應(yīng)的模型，并以此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行判斷。要對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)構(gòu)展開研究，為以后的計(jì)算機(jī)運(yùn)算提供一句。高層混凝土建筑要處理包括站東周期、扭轉(zhuǎn)角度等多種參數(shù)，因此，對(duì)于高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)過反復(fù)推敲，確保其具有良好的抗震能力。

4.5、重視結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在進(jìn)行高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視高層結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，對(duì)于嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案買，不能進(jìn)入選擇的行列。合理的布置能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的抗震起到有效的提升，在設(shè)計(jì)中應(yīng)提倡平、立面的對(duì)稱。經(jīng)過對(duì)震害的研究我們呢可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)稱建筑在地震中受到的傷害最低，對(duì)于采取抗?fàn)幋胧┖吞幚矶驾^為便利。

4.6、增加承受荷載的構(gòu)件截面

在實(shí)際結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中對(duì)承受地震力的構(gòu)件應(yīng)增大構(gòu)件的最大部分截面，主要表現(xiàn)為在底部中應(yīng)用加強(qiáng)層。通常情況下在剪力墻底部的加強(qiáng)層，其高度應(yīng)設(shè)計(jì)與底部?jī)蓪拥妮^大值，或1/8的墻肢總高度相接近。高度大于150m的剪力墻，墻肢總高度的1/10是其底部加強(qiáng)部位的高度。為保證結(jié)構(gòu)的延性需要對(duì)截面的尺寸進(jìn)行限制，以防止產(chǎn)生脆性破壞，尤其對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的截面限制條件更為嚴(yán)格，將x設(shè)為混凝土受壓區(qū)域梁端截面構(gòu)建的高度，考慮鋼筋的受力情況，計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合以下條件;一級(jí)，x≤0.25h0；二、三級(jí)，x≤0.35h0，H0表示為截面的有效高度。

4.7、發(fā)揮樓蓋的水平隔板作用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將豎向的受力構(gòu)件，也設(shè)計(jì)為是受彎構(gòu)件，主要抗傾覆構(gòu)件能在壓力作用下，保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)能減少增加的構(gòu)件數(shù)量，減輕結(jié)構(gòu)自重，降低工程造價(jià)。在高層建筑中，實(shí)際樓蓋發(fā)揮的隔板作用應(yīng)符合計(jì)算假定：假定全部樓層采用剛性樓板。這主要因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)樓板的剛度足夠，樓板有一定的厚度并配有鋼筋，且在平面內(nèi)的開洞進(jìn)行了限制。如果假定不符合，在地震力的作用下樓板會(huì)成為薄弱層，結(jié)構(gòu)會(huì)在層高處豎向構(gòu)件發(fā)生破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體發(fā)生垮塌。

4.8、對(duì)結(jié)構(gòu)體系要合理的選擇

抗震設(shè)計(jì)要考慮的關(guān)鍵問題就是抗震結(jié)構(gòu)體系，建筑是否安全和經(jīng)濟(jì)取決于結(jié)構(gòu)方案是否合理。

4.8.1、在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理選擇時(shí)，要考慮到地震作用有合理的傳遞途徑以及計(jì)算簡(jiǎn)圖要十分明確，除此以外，受力以及傳力路線等都要符合抗震分析。

4.8.2、在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要考慮到贅余度功能和內(nèi)力重分配功能，這兩個(gè)功能是進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)時(shí)的重要原則。

4.9、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性要得到提高

對(duì)各個(gè)構(gòu)件延性水平的提高是抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵問題?？拐鸫胧┲饕校翰捎秘Q向和水平向的混凝土構(gòu)件，從而對(duì)砌體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)約束。這樣一來，配筋砌體在地震中產(chǎn)生裂縫后也不會(huì)倒塌，讓建筑物在地震中不會(huì)完全喪失重力荷載的承載能力。

5、結(jié)語

對(duì)于高層建筑來說，抗震設(shè)計(jì)是非常重要的，一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多新型的結(jié)構(gòu)、新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員要不斷利用這些新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全做好保障。

參考文獻(xiàn)

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論文摘要:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)建筑師及其它專業(yè)工程師所要實(shí)現(xiàn)的東西。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念及內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)建筑師及其它專業(yè)工程師所要實(shí)現(xiàn)的東西。結(jié)構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡(jiǎn)化出來的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ),墻,柱,梁,板,樓梯,大樣細(xì)部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡(jiǎn)潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容可分為:基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和細(xì)部設(shè)計(jì)。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段大體可以分為三個(gè)階段,結(jié)構(gòu)方案階段,結(jié)構(gòu)計(jì)算階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。方案階段的內(nèi)容為:根據(jù)建筑的重要性,建筑所在地的抗震設(shè)防烈度,工程地質(zhì)勘查報(bào)告,建筑場(chǎng)地的類別及建筑的高度和層數(shù)來確定建筑的結(jié)構(gòu)形式(例如,磚混結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu),框剪結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu),混合結(jié)構(gòu)等等以及由這些結(jié)構(gòu)來組合而成的結(jié)構(gòu)形式)。確定了結(jié)構(gòu)的形式之后就要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)和要求來布置結(jié)構(gòu)的承重體系和受力構(gòu)件。

結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的內(nèi)容為:2.1荷載的計(jì)算。荷載包括外部荷載(例如,風(fēng)荷載,雪荷載,施工荷載,地下水的荷載,地震荷載,人防荷載等等)和內(nèi)部荷載(例如,結(jié)構(gòu)的自重荷載,使用荷載,裝修荷載等等)上述荷載的計(jì)算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)等來進(jìn)行不同工況下的組合計(jì)算。2.2構(gòu)件的試算。根據(jù)計(jì)算出的荷載值,構(gòu)造措施要求,使用要求及各種計(jì)算手冊(cè)上推薦的試算方法來初步確定構(gòu)件的截面。2.3內(nèi)力的計(jì)算。根據(jù)確定的構(gòu)件截面和荷載值來進(jìn)行內(nèi)力的計(jì)算,包括彎矩,剪力,扭矩,軸心壓力及拉力等等。2.4構(gòu)件的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對(duì)構(gòu)件的要求和限制(比如,軸壓比,剪跨比,跨高比,裂縫和撓度等等)來復(fù)核結(jié)構(gòu)試算的構(gòu)件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容為:根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,來最終確定構(gòu)件布置和構(gòu)件配筋以及根據(jù)規(guī)范的要求來確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造措施。

3各設(shè)計(jì)階段的基本方法

根據(jù)方案階段的主要內(nèi)容,其基本方法就是根據(jù)各種結(jié)構(gòu)形式的適用范圍和特點(diǎn)來確定結(jié)構(gòu)應(yīng)該使用的最佳結(jié)構(gòu)形式,這要看規(guī)范中對(duì)于各種結(jié)構(gòu)形式的界定和工程的具體情況而定,關(guān)鍵是清楚各種結(jié)構(gòu)形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經(jīng)濟(jì)性。

在結(jié)構(gòu)計(jì)算階段,就是根據(jù)方案階段確定的結(jié)構(gòu)形式和體系,依據(jù)規(guī)范上規(guī)定的具體的計(jì)算方法來進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,規(guī)范上的方法有多種,關(guān)鍵是結(jié)合工程的實(shí)際情況來選擇合適的計(jì)算方法,以樓板為例,就有彈性計(jì)算法,塑性計(jì)算法及彈塑性計(jì)算法。所以選擇符合工程實(shí)際的計(jì)算方法是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提,是十分重要的。

在施工圖設(shè)計(jì)階段,就是根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的結(jié)果來用結(jié)構(gòu)語言表達(dá)在圖紙上。首先表達(dá)的東西要符合結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求,同時(shí)還要符合規(guī)范中的構(gòu)造要求,最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范要很好的理解和把握。另外還要對(duì)施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu),才會(huì)是合理的結(jié)構(gòu)。

4規(guī)范、手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)圖集和計(jì)算機(jī)在具體工作中的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和依據(jù)就是各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖集。在進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)時(shí)必須要緊扣不同的規(guī)范,但這些規(guī)范又都是相互聯(lián)系密不可分的。在不同的工程中往往會(huì)使用多種規(guī)范,在一個(gè)工程確定了結(jié)構(gòu)形式后,首先要根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》來確定建筑的可靠度和重要性;然后再根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》,《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》確定建筑在抗震設(shè)防方面的規(guī)定和要求,在荷載的取值時(shí)要按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》來確定,這是建筑總體需要運(yùn)用的規(guī)范。在工程的具體設(shè)計(jì)方面,涉及到砌體部分的要遵循《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定;涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》和《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定;在基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。最后在結(jié)構(gòu)繪圖時(shí)則要符合《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

在各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中,給出了該結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的原理,方法,一般規(guī)定和計(jì)算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對(duì)于深刻理解和具體設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)形式具有良好的指導(dǎo)作用。推薦最好能參照設(shè)計(jì)手冊(cè)來手算典型的結(jié)構(gòu)形式。

標(biāo)準(zhǔn)圖集是依據(jù)規(guī)范來制定的國(guó)家和省市地方統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工做法構(gòu)造。不同的結(jié)構(gòu)形式有不同的標(biāo)準(zhǔn)圖集。設(shè)計(jì)中常用的有,結(jié)構(gòu)繪圖時(shí)采用:平法制圖(03G101-1),砌體中的鋼筋混凝土過梁采用:過梁(L03G303),磚混結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造詳圖采用:L03G313,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造詳圖采用:L03G323,地溝及蓋板采用:02J331。需要說明的是,在選用標(biāo)準(zhǔn)圖集時(shí)一定要根據(jù)具體工程的實(shí)際情況來酌情選用,必要時(shí)應(yīng)說明選用的頁(yè)號(hào)和圖集號(hào),不可盲目采用。