建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)問(wèn)題的探討

毛俊玲

我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中都是要嚴(yán)格按照《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的，但是，在設(shè)計(jì)中我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于有些問(wèn)題，規(guī)范中表述的相對(duì)籠統(tǒng)，或者這些問(wèn)題就目前的情況來(lái)看，還不能作出更準(zhǔn)確的規(guī)定，沒(méi)有辦法進(jìn)一步量化。對(duì)于這些問(wèn)題，我們就要結(jié)合實(shí)際，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，科學(xué)、嚴(yán)密地進(jìn)行設(shè)計(jì)。接下來(lái)，我們對(duì)設(shè)計(jì)工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行一一探討。

1 超大跨度混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際取值問(wèn)題

《規(guī)范》中對(duì)跨度較大的混凝土結(jié)構(gòu)的最大跨度問(wèn)題也做了一些規(guī)定，最主要的有兩條:1)規(guī)定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候要保證兩個(gè)伸縮縫之間的間距要不大于 60m;2)施工過(guò)程中，如果采用后澆帶分段施工，并且采取一定的措施減小預(yù)應(yīng)力的影響、減少混凝土因溫度變化的影響及其變化后可以適當(dāng)?shù)募哟笊炜s縫之間的距離。這樣的規(guī)定是很籠統(tǒng)的，我們?cè)谠O(shè)計(jì)、施工的過(guò)程中是很難把握的。采取什么樣的措施才能保證伸縮縫之間的間距加大而不會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及安全造成影響，在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，影響這一跨度之間距離取值的主要影響因素有兩個(gè)方面:1)不同地區(qū)之間氣候不同，環(huán)境溫度的溫差不同;2)混凝土標(biāo)號(hào)不同，它們的預(yù)應(yīng)力收縮情況不同。我們以山西晉南為例，這個(gè)地區(qū)的氣候相對(duì)比較溫暖，環(huán)境溫差比較小，實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)單層混凝土結(jié)構(gòu)的最大跨度可以達(dá)到 70m，我們對(duì)這個(gè)地區(qū)大跨度混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽樣調(diào)查以后發(fā)現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域如果鋼筋混凝土的跨度超過(guò) 70m，就必須采取相應(yīng)的措施，如果小于這個(gè)取值則不用采取特別的措施，建筑物不會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。但是，在增大伸縮縫間距的情況下，對(duì)梁柱配筋問(wèn)題要進(jìn)行必要的調(diào)整。因?yàn)楫?dāng)我們?cè)黾愉摻罨炷量缍鹊那闆r下，中部區(qū)域和一些角落部分的預(yù)應(yīng)力情況會(huì)發(fā)生明顯的變化，因此，我們可采取以下幾點(diǎn)措施:1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的長(zhǎng)向鋼筋要加強(qiáng)，盡量采取雙層設(shè)計(jì);2)較大面積混凝土結(jié)構(gòu)中間部分除了增加配筋外，還要特別注意兩側(cè)梁柱和邊梁的預(yù)應(yīng)力影響;3)在框架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò) 70m的時(shí)候應(yīng)該采取添加防裂添加劑等特殊的措施;4)做好結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力分析，充分考慮當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓闆r。

2 溫度應(yīng)力筋的設(shè)置問(wèn)題

溫度對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響是很大的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要在必要的時(shí)候視具體情況設(shè)置溫度應(yīng)力筋，關(guān)于這一點(diǎn)，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中也作出了規(guī)定，但是表述的不夠明確，只是說(shuō)在受溫度收縮應(yīng)力影響較為嚴(yán)重的地方，鋼筋與鋼筋之間的距離應(yīng)在15mm～20mm之間，同時(shí)，在未配筋表面一般情況下要布置一定數(shù)量的溫度收縮筋，在現(xiàn)澆板面上的配筋率要大于 0.1%。實(shí)際上，溫度收縮應(yīng)力較大區(qū)域的概念我們是很難把握的，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，技術(shù)人員所采用的標(biāo)準(zhǔn)是有差異的。根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中的總結(jié)，我認(rèn)為在面積較小、結(jié)構(gòu)上較短的建筑部分，應(yīng)該在樓面的邊跨部分和屋面等關(guān)鍵的部位設(shè)置一定的溫度應(yīng)力筋，防止因?yàn)闇囟鹊淖兓霈F(xiàn)裂縫。在較長(zhǎng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，要盡量采用雙層結(jié)構(gòu)筋的設(shè)計(jì)。對(duì)于地下室的處理，當(dāng)筏板的厚度在12 cm以上時(shí)，為了防止溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，可以在筏板中間部分設(shè)置溫度應(yīng)力筋，這也是防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力收縮時(shí)通常采用的重要措施。對(duì)于這種情況我根據(jù)自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，配筋量應(yīng)該為1/2筏板厚的0.1%。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

對(duì)于鋼筋混凝土的抗震問(wèn)題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中通常是堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁的原則，這是結(jié)合我們?cè)O(shè)計(jì)中能達(dá)到建筑物遇到小的地震時(shí)不被損壞，遇到中型地震后能夠修復(fù)，遇到大的地震時(shí)整個(gè)建筑物不倒塌的目標(biāo)而提出來(lái)的，并且一直以來(lái)我們?cè)O(shè)計(jì)人員也是這樣堅(jiān)持的。提出的所謂強(qiáng)柱弱梁主要是考慮到如果一個(gè)建筑物的梁壞了，只會(huì)導(dǎo)致建筑物局部受到損壞，但是如果柱子壞了，就會(huì)導(dǎo)致建筑物的整個(gè)受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，出現(xiàn)整體建筑坍塌的現(xiàn)象。但是，在實(shí)際操作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，建筑物的柱也不是越強(qiáng)越好，柱的軸壓比也不能太高，如果軸壓比過(guò)高，在大地震發(fā)生時(shí)將對(duì)建筑物的邊柱產(chǎn)生最少 30%以上的附加軸力，這對(duì)建筑物的安全問(wèn)題是致命性的。因此，不是強(qiáng)柱弱梁就一定能夠保證建筑物不倒塌。我們通常要注意以下幾個(gè)方面:1)控制好建筑物的柱軸壓比，保證這個(gè)比率在各種建筑物中不超過(guò) 1%，并且要對(duì)重點(diǎn)部位的柱斷面和配筋進(jìn)行特別處理，對(duì)角柱和邊柱要加強(qiáng)，通常要加密箍筋。2)科學(xué)配置框架柱和小截面柱的鋼筋，確保不小于20，矩形的柱面我們要采用對(duì)稱配筋的方法，增強(qiáng)穩(wěn)定性。3)巧妙設(shè)計(jì)梁配筋，對(duì)于梁的配筋來(lái)說(shuō)我們應(yīng)該加強(qiáng)梁中部的配筋，而支座部分的配筋可以根據(jù)情況適當(dāng)降低，這樣有利于形成梁鉸機(jī)制，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，因梁端的塑性鉸作用而增加柱的實(shí)際承載能力。

4 附加鋼筋的使用問(wèn)題

我們?cè)谠O(shè)計(jì)中總會(huì)遇到一些設(shè)計(jì)人員出于對(duì)建筑整體牢固性的考慮，不經(jīng)過(guò)力學(xué)分析而保守的設(shè)置一些附加筋。但是我們都知道，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)計(jì)算，沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格受力分析就這樣做，如果這個(gè)附加筋是多余的，那就是資源浪費(fèi)。這種情況最多的出現(xiàn)在梁上起柱和次梁的設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)人員就是在梁上盲目的設(shè)置一些附加鋼筋，實(shí)際上，這樣做是沒(méi)有必要的。《規(guī)范》中有這樣的規(guī)定:“位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋(箍筋，吊筋)承擔(dān)，附加橫向鋼筋宜采用箍筋?！睘槭裁催€有這么多設(shè)計(jì)人員這么做，是因?yàn)樗麄冨e(cuò)誤的認(rèn)為次梁或者柱的負(fù)荷會(huì)落在主梁的截面上，因此，通常都設(shè)置了橫向鋼筋。我們稍加分析就知道，這個(gè)負(fù)荷不是通過(guò)柱內(nèi)鋼筋傳遞的，而是通過(guò)柱面鋼筋混凝土傳給梁的，因此，在梁中設(shè)置橫向附加筋是多余的。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑施工的前期規(guī)劃，直接影響到建筑的質(zhì)量和成本，因此，我們廣大工程設(shè)計(jì)人員要深刻領(lǐng)會(huì)各種規(guī)范中的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中除了要嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定作業(yè)外，還要多動(dòng)腦筋，根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些規(guī)范中規(guī)定不是很明確的問(wèn)題，要多進(jìn)行調(diào)查研究，絕對(duì)不能閉門造車。

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