建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題分析

摘要：從地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力兩個(gè)方面探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并提出了針對(duì)性的解決策略。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：TU972文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-9671-(2012)042-0196-02

建筑設(shè)計(jì)的根本目的在于在一定的經(jīng)濟(jì)條件之下，給建筑結(jié)構(gòu)賦予對(duì)應(yīng)的安全度，使得建筑結(jié)構(gòu)在使用期限內(nèi)能夠滿(mǎn)足所需要的多種功能，能夠承受在施工以及使用過(guò)程中所需要面對(duì)的各種功能。同時(shí)，還要求建筑結(jié)構(gòu)能夠承受偶發(fā)事件帶來(lái)的沖擊載荷，保證建筑整體的、持續(xù)穩(wěn)定性和安全性，而且在正常的維護(hù)下還應(yīng)該具有足夠的耐久性。但是，在當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中依然存在著若干問(wèn)題，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成了一定的影響。下面從車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力兩個(gè)方面探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。

1建筑地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略

隨著私家車(chē)的保有量不斷增加，住宅小區(qū)需要的地下車(chē)庫(kù)面積也在不斷的增加。而隨著建筑物容積率的要求不斷增加，其占地越來(lái)越小，這時(shí)無(wú)地下建筑物的地下車(chē)庫(kù)成為了車(chē)庫(kù)建設(shè)的首選。

1.1建筑地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑防火規(guī)范》中的相關(guān)要求，在地上多棟住宅建筑的大底盤(pán)的地下室下還有其他的作用，那就是在地下車(chē)庫(kù)的頂板之上還有消防車(chē)的通道。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，若消防車(chē)的載荷壓力取值不當(dāng)，將導(dǎo)致整個(gè)車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)的安全，而且還將導(dǎo)致工程造價(jià)等產(chǎn)生變化。

同時(shí)，當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常是采用查看《建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范》中關(guān)于民用建筑樓面載荷的標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值系數(shù)以及頻遇值等來(lái)進(jìn)行載荷的選取和確定的。其中規(guī)定雙向板樓蓋或者是無(wú)梁樓蓋的情況下，消防車(chē)以及車(chē)庫(kù)的流動(dòng)載荷值應(yīng)該選為20 KN/m2。但是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)大多卻沒(méi)有注意到該載荷只能適應(yīng)那些板跨大于6 m，以上的無(wú)梁樓蓋或者是雙向板樓蓋。也就是說(shuō)，當(dāng)車(chē)庫(kù)的頂板有消防車(chē)道時(shí)，其設(shè)計(jì)載荷的選取就應(yīng)該大于20 KN/m2。但是，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員很少按照具體的情況進(jìn)行自我計(jì)算和分析，而僅僅只是查表進(jìn)行，這給以后車(chē)庫(kù)的使用以及建筑整體結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)了隱患。

1.2建筑地下車(chē)庫(kù)車(chē)庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)布置策略

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，載荷的選取對(duì)于整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著至關(guān)至關(guān)重要的作用。而對(duì)于上述建筑地下車(chē)庫(kù)消防車(chē)等效載荷的確定問(wèn)題，下面將以具體的實(shí)例來(lái)進(jìn)行分析。

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑防火規(guī)范》中的相關(guān)要求，在民用建筑的四周應(yīng)該設(shè)置好環(huán)形車(chē)道，而對(duì)那些設(shè)置環(huán)形車(chē)道不方便時(shí)，可以沿著建筑的兩個(gè)長(zhǎng)邊來(lái)設(shè)置消防車(chē)道，而且在建筑的長(zhǎng)度超過(guò)150 m或者是建筑的總體長(zhǎng)度達(dá)到220 m時(shí)，應(yīng)該在車(chē)道適中的位置設(shè)置穿過(guò)建筑的消防車(chē)道。這時(shí)，在地上的多棟建筑大底盤(pán)的頂板上肯定會(huì)設(shè)置有消防車(chē)道。而由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在小于6 m跨板的雙向板，在載荷的選取時(shí)就不能夠按照規(guī)范中就大于6 m寬板的雙向板規(guī)范來(lái)進(jìn)行。同時(shí)，在對(duì)載荷的選取時(shí)，還應(yīng)該頂板之上覆土的厚度以及跨度等來(lái)進(jìn)行綜合確定。其具體的計(jì)算和確定方法如表1所示。

其中，該表格在計(jì)算的過(guò)程中是針對(duì)自重20 t~30 t的消防車(chē)來(lái)予以確定的，按最大輪壓為60 KN，作用于0.6 m*0.2 m的局部面積之上的。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)情況，結(jié)合表1中的相關(guān)選項(xiàng)，對(duì)設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行確定。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的問(wèn)題

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算中應(yīng)該注意的主要問(wèn)題

由于在實(shí)際的工程環(huán)境之下，建筑結(jié)構(gòu)的表層所承受的溫度作用是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。尤其是對(duì)于長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，溫度對(duì)其的影響尤為明顯，在設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中僅僅考慮到季節(jié)性的溫度變化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)該考慮到在較短時(shí)間內(nèi)由于日照溫差或者是其他瞬時(shí)溫差而導(dǎo)致的混凝土溫度應(yīng)力，由此而導(dǎo)致的應(yīng)力變形是不容忽視的。例如，在實(shí)際的工程測(cè)量過(guò)程中，就發(fā)現(xiàn)當(dāng)夏季最高氣溫達(dá)到34℃~35℃時(shí)，混凝土屋頂表層的溫度能達(dá)到58℃~63℃，而且頂層構(gòu)件由于溫度變化而導(dǎo)致的變形要比其他部位的變形大很多，往往會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力極值的出現(xiàn)。

同時(shí)，在夏季太陽(yáng)輻射劇烈的情況下，由于室內(nèi)多會(huì)使用空調(diào)，且混凝土的傳熱效率較差，這就導(dǎo)致頂層與底板之間的溫度差要更加明顯，會(huì)沿著頂板的厚度方向產(chǎn)生一個(gè)變化較為明顯的溫度梯度，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受著較為明顯的溫度應(yīng)力。且這種應(yīng)力梯度的分布情況都是非線(xiàn)性的，其產(chǎn)生的非線(xiàn)性應(yīng)變將由于受到相互之間的約束而產(chǎn)生較為明顯的溫度應(yīng)力，形成所謂的自約束應(yīng)力，對(duì)頂層混凝土結(jié)構(gòu)造成明顯影響。而當(dāng)結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，非線(xiàn)性的溫度分布不但產(chǎn)生自約束應(yīng)力，同時(shí)還會(huì)由于外部約束而產(chǎn)生外約束應(yīng)力。自預(yù)算應(yīng)力和外約束應(yīng)力聯(lián)合起來(lái)將對(duì)屋頂產(chǎn)生一個(gè)較大的溫度應(yīng)力。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中溫度效應(yīng)控制措施策略

由于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，由于溫度導(dǎo)致的裂縫缺陷應(yīng)該從施工、材料以及設(shè)計(jì)等多個(gè)方面出發(fā)，對(duì)溫度效應(yīng)進(jìn)行控制。下面主要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)對(duì)溫度效應(yīng)的控制提出幾點(diǎn)

策略。

2.2.1設(shè)置伸縮縫

通常要求當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處于室外或者土壤中的長(zhǎng)度超過(guò)

55 m，或者是露天環(huán)境下超過(guò)35 m時(shí)，應(yīng)該設(shè)置伸縮縫。當(dāng)施工采用后澆帶分段施工，或者是采用專(zhuān)門(mén)的預(yù)應(yīng)力措施時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑O(shè)置伸縮縫。尤其是在屋頂沒(méi)有隔熱或者是保溫措施時(shí)，設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)所設(shè)置的伸縮縫距離應(yīng)該按照露天環(huán)境予以考慮。設(shè)置伸縮縫之后，將使得上部結(jié)構(gòu)相互斷開(kāi)，形成獨(dú)立的溫度區(qū)段，使得構(gòu)件可以自由的進(jìn)行伸縮，進(jìn)而達(dá)到減少溫度應(yīng)力和溫度效應(yīng)的目的。

2.2.2設(shè)置后澆帶

當(dāng)前伸縮縫的規(guī)范控制僅僅是依靠結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行控制的，而導(dǎo)致溫度裂縫的原因是多方面的，從長(zhǎng)度的角度來(lái)看，采用伸縮縫以及后澆帶的方式來(lái)對(duì)溫度裂縫進(jìn)行控制的效果是明顯的。尤其是在建筑物較長(zhǎng)時(shí)，可以選擇一些對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響的位置來(lái)設(shè)置后澆帶，當(dāng)條件合適時(shí)，甚至可以用后澆帶來(lái)代替伸縮裂縫的控制。

在設(shè)置后澆帶時(shí)，一般選擇那些梁的受力較小，或者是梁受力較小的部位，通常在跨梁的1/3處。在布置的過(guò)程中，為了避免由于截?cái)嗔康拿芏冗^(guò)大，一般是在30 m~40 m之間設(shè)置一道，采用鋼筋進(jìn)行連通，寬度在700 mm~1000 mm，一般在混凝土的土齡達(dá)到60 d之后進(jìn)行封閉。這樣，混凝土能夠在后澆帶的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)相對(duì)較為自由的收縮，在進(jìn)行封閉之前完成大部分的變形，進(jìn)而減小由于溫度而導(dǎo)致的變化。同時(shí)，在對(duì)混凝土進(jìn)行封閉時(shí)，一般要求在溫度較低的情況下進(jìn)行施工，一般不宜在熱天來(lái)對(duì)冷天施工時(shí)留下來(lái)的裂縫。

除了上述幾種減小溫度效應(yīng)的措施之外，還可以采用降低預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、降低約束剛度、加強(qiáng)構(gòu)造筋以及采用建筑物頂部局部伸縮的方式。

參考文獻(xiàn)

[1]吳新剛，劉杰.論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意的一些問(wèn)題[J].商品與質(zhì)量:建筑與發(fā)展，2011，7:188-189.

[2]李菲，王曉峰.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的討論[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011，21:121-124.