時間:2012年10月10日 分類:推薦論文 次數:
摘要:文章就建筑結構設計中地基與基礎設計、結構計算與分析、保護層和墊層厚度、梁筏基礎板筋位置等等幾方面的問題,分析并總結了一些要在結構設計過程必須著重注意的幾個常見問題。
關鍵詞:土建;結構設計;地基;基礎設計
Abstract: The article is building structural design of foundation and foundation design, structure calculation and analysis, and the cushion layer thickness, protective layer raft foundation reinforcement plate beam position and so on several aspects of the problem, this paper analyzes and summarizes some to the structure design of the process need to focus on the attention of common problems.
Keywords: civil; Structure design; The foundation; Foundation design
中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:
結構設計中相當部分構件的設置,規范僅給出了最低限值或建議取值,實際設計過程中各人的理解不同可能對整個設計帶來相當大的區別。還有部分是屬于概念設計的范疇,尤其值得我們一起探討。
1 地基與基礎的設計
地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行,同時,也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜,作為國家標準,僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定,因此,作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性白勺‘ 地基基礎設計規范’能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確,所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范進行深入地學習,以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。
2 結構計算與分析
2.1 結構整體計算的軟件選擇
目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以。在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
2.2 是否需要地震力放大
考慮建筑隔墻等對自振周期的影響,該部分內容實際上在新老規范中都有提及,只是,在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下建筑結構計算自振周期折減系數。
2.3 振型數目是否足夠
在新規范中增加一個振型參與系數的概念,理措施進行設計。并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中,并未提出振型參與系數的概念,或即使有該概念,該參數的限值也未必一定符合新規范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷,并決定是否要調整振型數目的取值。
2.4 多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計算
一段時間以來,大底盤,多塔樓的建筑類型大量涌現,而在計算分析該類型建筑時,是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算,還是將結構人為地分開進行計算,是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大,就有可能出現即使振型參與系數滿足要求,但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大,從而便結構出現不安全的隱患。
2.5 非結構構件的計算與設計
在建筑中,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,尤其是建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于建筑的地震作用和風荷載均較大,因此,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處
3 關于板面設置溫度應力筋
《混凝土結構設計規范》GB50010—2002第10.1.9條規定在溫度收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距宜取為150~200mm,并應在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%。對于這一條設計人員的理解又會產生出入。什么區域屬于溫度收縮應力較大的區域?筆者認為對于規則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設置相應的溫度應力鋼筋,而對于超長結構,則建議在超長結構的長向均應設置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異,功能重要的區域設置,有條件的建設子項設置,而不必過于強調。另外有一點,當地下室筏板厚度大于1200mm時,筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產生的收縮及溫度應力,配筋量筆者建議取1/2筏板厚的0.1%,且不小于Φ12@200。
4 關于梁筏基礎板筋位置
彈性梁筏基礎,由于底板受向上的反向力,設計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋,再加上梁箍筋的影響,導致施工中板筋的彎折相當困難,遇到人防工程則更難施工。筆者認為從受力傳遞過程來說,板筋設置必須準確,但考慮施工困難及相應板保護層的損失,建議可以作適當放松,我院地下工程說明中規定底板面筋應有一半鋼筋經斜折后放置在支承基礎梁主筋下面,伸入梁內不小于15d,這是合理的。
5 關于強柱弱梁的設計理念
強柱弱粱的概念主要是針對小震不壞,中震可修,大震不倒的抗震設防目標而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆,而梁破壞則僅是某個區域失效,因此柱較之梁破壞的損害更大,當前我們的經濟已高速發展,我們設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去。其一必須嚴格控制柱軸壓比,我們目前的計算均是基于小震下進行的,如果小震下柱子軸壓比過高,則大震下地震力將對邊柱產生一個巨大的附加軸力(有文章研究表明約增加30%),則柱子根本不可能有這點安全儲備,在大震即會破壞,那又何談大震不倒呢?筆者認為軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9%,且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理,建議邊柱,角柱應適當加強,特別是角柱,建議應全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%。所有框架柱,不包括小截面柱,筆者建議縱筋均應大于2O,且柱筋品種不宜過多,矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋筆者則建議應配足梁中部筋,而支座筋則可通過調幅讓其適當降低,以使地震作用下能形成梁鉸機制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先產生塑性鉸,保證柱端的實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力。
6 關于保護層和墊層厚度
《地下工程防水技術規范》(GB50108—2001)對防水混凝土結構規定:結構厚度不應小于250mm;裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通;迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層,強度等級不應小于C15,厚度不小于100mm,在軟弱土層中不應小于150mm。工程實踐表明如果結構厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規范限值常常是引起滲漏水現象的常見原因,因此規范修訂以后對限值作了相應的提高,應引起注意。地下室頂板鋼筋應加強,保護層和混凝土墊層及強度等級應按規范加(GB50108—2001第4.1.6條)。否則就會產生如下類似問題:地下室外墻、底板等迎水面保護層厚40mm,底板與土接觸處鋼筋保護層厚35mm,不適合GB50108—2001第4.1.6條;柱保護層25mm, 違反GB50010—2002第9.2.1條;地下室墊層采用C1O混凝土,或底板下未做混凝土墊層,違反GB50108—2001第4.1.5條;未見地下混凝土構件環境類別劃分與對應的鋼筋混凝土構件保護層厚度,不符合GB50010—2002第9.2.1條等。
7 結束語
綜上所述,以上分析是對設計中經常出現的幾個問題的理解,在今后的設計過程中,應以規范為依據,不斷總結,使工作中設計更為經濟與合理。