抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計論文范文
時間:2023-04-10 11:30:58
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計論文,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
摘要:我國是一個地震多發(fā)的國家。因此,現(xiàn)在越來越多的人非常重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計問題。所以,本文主要就建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中關(guān)鍵問題、具體的抗震設(shè)計舉措進(jìn)行研究與分析。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;關(guān)鍵問題;具體舉措
【中圖分類號】TU318【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2236-1879(2017)20-0217-01
引言:隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,一棟棟高樓大廈拔地而起,但與此同時,在我國是地震多發(fā)國家的背景下,建筑抗震等安全因素成為設(shè)計需要考慮的因素之一,現(xiàn)階段,我國的建筑抗震水平較高,但因地震導(dǎo)致房屋倒塌的情況時有發(fā)生,為了能更好的提高建筑抗震水平,在建筑抗震設(shè)計方面更加合理,作為中學(xué)生了解建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中關(guān)鍵問題、具體的抗震設(shè)計舉措是很有必要的。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵問題
(一)場地的科學(xué)選擇。
建筑場地的科學(xué)選擇,直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的水平與質(zhì)量。因此,有關(guān)的工程設(shè)計人員需要對于建筑物建設(shè)的場地進(jìn)行全面的考察工作,選擇具有土質(zhì)松軟、地質(zhì)元素分布不均衡的區(qū)域來進(jìn)行地段的選擇,避免地震發(fā)生時產(chǎn)生出地裂或者是地表錯動問題。
(二)建筑結(jié)構(gòu)的合理化抗震設(shè)計。
建筑結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計也對于提升建筑抗震設(shè)計的質(zhì)量與水平發(fā)揮著重要的作用。比如:使用高強(qiáng)度的建筑材料使得建筑物的結(jié)構(gòu)框架具有完整性的構(gòu)造。而高質(zhì)量設(shè)計圖紙的應(yīng)用,可以使得建筑物的各個部位進(jìn)行更加合理、科學(xué)的布局,最終形成強(qiáng)有力的抗震效果。
(三)建筑平面布置的規(guī)則性。
進(jìn)行滿足有關(guān)抗震設(shè)計要求的施工,可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如:綜合的考慮到各個方面的因素,應(yīng)用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行對稱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計,將會對于建筑的抗震實際效果進(jìn)行科學(xué)的提升。同時,我們需要清楚的了解到各種科學(xué)的設(shè)計需要真正的落實到施工實踐中,使得設(shè)計的成果真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的應(yīng)用成果[1]。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的具體舉措
(一)基礎(chǔ)隔震措施。
所謂的基礎(chǔ)隔震指的是應(yīng)用各種各樣的減震裝置來完成有關(guān)建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。具體來講,將有效的抗震、隔震的裝置應(yīng)用到建筑物自身的部位中,從而達(dá)到保護(hù)建筑物,使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是,這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于,在高大建筑物中應(yīng)用抗震裝置會導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生出自振周期問題,無法達(dá)到應(yīng)有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應(yīng)用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進(jìn)行有效的防震,保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
(二)特殊材料在地基隔震中的應(yīng)用。
應(yīng)用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能,也是一個重要的防震舉措。具體來講,應(yīng)用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進(jìn)行混合性的應(yīng)用,可以提高建筑物整體的質(zhì)量與水平,保障建筑物的安全。目前這種方法已經(jīng)在建筑物的防震設(shè)計中進(jìn)行了一定程度的應(yīng)用,并且取得了不錯的應(yīng)用效果[3]。
(三)建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震。
所謂的建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震指的是在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,應(yīng)用懸掛的方式來對于建筑物大部分結(jié)構(gòu)或者是整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效減震處理,使得地震發(fā)生時地震災(zāi)害的破壞力量對于懸掛的建筑結(jié)構(gòu)沒有非常大的影響,最終減輕地震對建筑的破壞程度,避免重大的人員傷亡與財產(chǎn)損失。比如:在一些大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用懸掛的方式來進(jìn)行有關(guān)的設(shè)計,使得有關(guān)的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應(yīng)用懸掛在主框架上。這種設(shè)計方式應(yīng)用的意義在于地震發(fā)生之后,地震一部分破壞力量會傳導(dǎo)在這些鎖鏈或者是吊桿上,降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響,提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。
(四)建筑層間的隔震。
對于建筑物層間進(jìn)行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應(yīng)用方式。但是,這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進(jìn)行有效的預(yù)防,無法從根本上形成強(qiáng)有力的抗震效果。因此,這種方式需要與其它模式的抗震舉措進(jìn)行綜合性的應(yīng)用,形成對于建筑物的有力保護(hù),全面提高其應(yīng)對地震破壞力量的能力。
(五)建筑結(jié)構(gòu)的加固隔震。
為了全面提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力,我們需要采取各種的方式對于建筑物進(jìn)行必要的加固處理,提升建筑物的質(zhì)量。具體來講,第一,在建筑物竣工之后,有關(guān)的工程施工技術(shù)人員可以應(yīng)用阻尼的方式對于建筑物進(jìn)行全面的加固,最終使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果得到加強(qiáng)。第二,為了提高高層建筑的抗震效果,我們可以應(yīng)用消能減震裝置來提高其抗震的能力,使得高層建筑也可以在地震發(fā)生時具有對地震破壞力的抵御能力,避免重大的財產(chǎn)損失與人員傷亡。比如:消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進(jìn)行應(yīng)用,可以極大提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震效果[5]。
二、結(jié)論:
通過上述幾個方面,對于建筑物結(jié)構(gòu)抗震若干問題進(jìn)行科學(xué)的研究與探討,有利于建筑物施工的企業(yè)應(yīng)用眾多的具體方法全面提高建筑物結(jié)構(gòu)抗震的質(zhì)量與水平,保障建筑物在地震發(fā)生時具有強(qiáng)有力抵御地震的能力,減少人員的傷亡與財產(chǎn)上的損失。如今總體的設(shè)計理念與方式比較先進(jìn),但也需要與時俱進(jìn),不斷提高建筑抗震等級,為人們的生命和財產(chǎn)安全提高保障。
參考文獻(xiàn)
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篇2
建筑抗震設(shè)計的內(nèi)容包括了各方各面的知識,比如說地震基礎(chǔ)知識,場地、地基和基礎(chǔ)知識。設(shè)計者對存在民用建筑中的相關(guān)理論以及方法等要進(jìn)行重點把握,對如何進(jìn)行減震進(jìn)行學(xué)習(xí)。在工作過程中,設(shè)計者應(yīng)該具備較強(qiáng)的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。地震在我國多發(fā),因此必須加強(qiáng)對建筑抗震性設(shè)計的重視程度,提高建筑物的抗震能力,較少地震導(dǎo)致的危害。
2建筑抗震設(shè)計的思想與方法
2.1選擇建筑場地建筑設(shè)計之前,先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選址時,要對將要施工的現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面的勘測,熟悉掌握當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)的具體情況,對已有材料進(jìn)行分析對比,從而選擇出合適的場地。選址要有利于抗震,計算好建筑的高度和負(fù)荷,盡量選擇硬度大、地域?qū)拸V平坦的地區(qū)來建造高層大建筑。在選擇地基時,要注意避開斜坡崎嶇地段,以避免滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。還要選擇地質(zhì)均勻的建筑場地作為地基,以避免地震時出現(xiàn)地面裂開,沉降不均勻的現(xiàn)象,因而導(dǎo)致建筑物傾斜。
.2建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則很重要,往往一些結(jié)構(gòu)簡單的建筑在地震中毀壞程度最低,因為結(jié)構(gòu)簡單規(guī)則的建筑受力較為均勻,在震中不易發(fā)生傾斜,穩(wěn)固性較好。據(jù)有關(guān)人士表示,在保證建筑的長寬為2比1時,能夠產(chǎn)生最大的抗震效果,此外,對稱結(jié)構(gòu)的抗震性能更好,能夠減少毀壞發(fā)生的幾率。建筑的豎直結(jié)構(gòu)不規(guī)則也很容易導(dǎo)致建筑底層的承受力傾斜,豎向規(guī)則的建筑可以在地震中保持相對平衡。
2.3增強(qiáng)建筑材料的延展性鋼和木材是代表性的建筑材料,具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性,在幾次地震中,我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞,但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中,延伸性能比較好,能夠有很大程度的變化幅度,吸收作用力。對于建筑整體來說,增強(qiáng)建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強(qiáng)度,即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移,地震中的能量被延展性材料吸收,短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置,這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。
2.4減輕建筑的質(zhì)量對于高層建筑,建筑質(zhì)量越大,其中心離地面也越高,擺動周期也會變大,建筑頂點的位移也很大,建筑的危險性也就明顯變大。因此,對于特定環(huán)境下的高層建筑,要綜合各方面因素,對其進(jìn)行高度限制。在進(jìn)行建筑設(shè)計時應(yīng)該對建筑的重心進(jìn)行合理設(shè)計,保持高層的建筑質(zhì)量輕,低層的質(zhì)量重,能夠減輕建筑的傾斜力矩的產(chǎn)生。所以建筑材料最好選擇質(zhì)量輕強(qiáng)度大質(zhì)量好的材料。
2.5選好建筑材料建筑過程中應(yīng)該注意建筑材料的選擇,對建筑部位的承載能力進(jìn)行分析,對材料參數(shù)的誤差進(jìn)行合理的分析??拐鹩嬎銜r應(yīng)考慮各種材料的剛度、質(zhì)量、延展性、承載力等,另外還要選擇不同振動頻率的材料,避免在地震中建筑材料共振,破壞力加倍。
2.6采用現(xiàn)澆板工藝現(xiàn)澆板是指在施工現(xiàn)場就搭好模板,然后安裝好鋼筋,再澆筑混凝土,最后拆除模板?,F(xiàn)澆樓板不僅在增強(qiáng)房屋的整體性和抗震性能上占有優(yōu)勢,而且具有很大的承載力,剛度和強(qiáng)度都相對較高。同時在隔聲,隔熱,保溫以及防水等方面與普通的預(yù)制空心板相比,也有相當(dāng)好的效果。
2.7加強(qiáng)建筑薄弱部分可以對建筑薄弱部分加雙重保護(hù),使建筑重要部位第一層材料毀壞時還有第二層材料替補(bǔ),延緩地震對建筑的破壞,使高層建筑中的居民有更多時間逃生,加強(qiáng)建筑的安全性。對建筑中受力較大,承載力薄弱的底層結(jié)構(gòu)等部位來進(jìn)行加固處理,采取有效措施增強(qiáng)建筑的強(qiáng)度和剛度。提高短柱的延展性和承載力,采用“強(qiáng)柱弱梁”的框架,在地震中可以利用梁的形變吸能來消耗地震的能量,這樣可以有效避免框架坍塌。
2.8抗震防線的設(shè)計為避免建筑物的局部毀壞影響整體的結(jié)構(gòu),有必要進(jìn)行抗震系統(tǒng)的設(shè)置。比如說抗震墻能夠成為框架受損后的第二框架,抗震墻能有效的減緩建筑倒塌時間,減輕地震震波對建筑的毀壞,然而只有一道防線是不夠的,需要多設(shè)置幾道抗震防線才能加強(qiáng)建筑的抗震效果。此外設(shè)計木質(zhì)樓梯也能起到一個預(yù)防目的,木質(zhì)材料延性大,有諸多優(yōu)點,可作為重要逃生通道,給被困地震中的人增加生還的機(jī)會。在人流量大的建筑群里,還需要建筑特殊通道,便于人員疏散。
3結(jié)語
篇3
關(guān)鍵詞:多層樞架結(jié)構(gòu),房屋設(shè)計,問題
鋼筋混凝土多層框架房屋,結(jié)構(gòu)設(shè)計看似簡單,但如果設(shè)計不當(dāng),將會給建設(shè)單位帶來浪費或不安全的種種問題。本文就鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)實際設(shè)計中應(yīng)注意的問題作了簡要的分析探討。
1.關(guān)于多層框架基礎(chǔ)類型的選擇問題
多層框架類型多層框架基礎(chǔ)類型的選擇,取決于地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)荷載的大小。上部結(jié)構(gòu)對地基不均勻沉降及傾斜的敏感度及施工條件等因不。設(shè)計時應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合考慮后確定。對于框架結(jié)構(gòu)的受力分析和輔助設(shè)計??山柚鶳KPM進(jìn)行,其主要步驟:厚度:雙向板為1/40板跨,單向板為1/35板跨。然后進(jìn)行撓度和裂縫計算。最后確定板厚及配筋。柱截面:At=N/arc,a為軸壓比,fc凝土壓強(qiáng)度設(shè)計值。受荷面各及經(jīng)驗系數(shù)確定。初選梁截面:粱高為跨度的l/lO一1/15,粱寬通常為1/2—/3梁高。輸入荷載:樓面荷載,梁上荷載,柱節(jié)點荷載,風(fēng)載及地震信息。用PKPM中的SATWE內(nèi)力分析程序進(jìn)行計算??蚣苤紫纫獫M足軸壓比限制,對超筋和構(gòu)造配筋的梁柱進(jìn)行調(diào)整,直至配筋,截面大小適中為止。另檢查結(jié)構(gòu)的自振周期,以名產(chǎn)生共振。基礎(chǔ)選型:常用的基礎(chǔ)型式有柱下獨立基礎(chǔ)。柱下條基,柱下筏板及柱基。
2.關(guān)于多層框架結(jié)構(gòu)的參數(shù)選取問題
《抗震規(guī)范》中指出,所有的計算機(jī)計算結(jié)果,應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計。論文大全。通常情況下,計算機(jī)的計算結(jié)果主要是結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層地震剪力系數(shù)、樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移、樓層的側(cè)向剛度比、振型參與質(zhì)量系數(shù)、墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋、底層墻和柱底部截面的內(nèi)力設(shè)計值、框架——抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。
為了分析判斷計算機(jī)計算結(jié)果是否合理。結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時,除了有合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的結(jié)構(gòu)計算簡圖外。正確填寫抗震設(shè)防烈度和場地類別。合理選取電算程序總信息中的其他各項參數(shù)也是十分重要的。
多層框架結(jié)構(gòu)房屋有時也設(shè)置地下室。由于隔墻少,常采用筏板式基礎(chǔ)。在電算時,應(yīng)將地下室層數(shù)和上部結(jié)構(gòu)一起輸入,并在總信息中按實際的地下室層數(shù)填寫。這樣,計算地基和基礎(chǔ)底板的豎向荷載可以一次形成,并且在抗震計算時,程序會自動對框架底層柱底截面的彎矩設(shè)計值乘以增大系數(shù)。同時通過對層側(cè)移剛度比的分析比較,還可以正確判斷和調(diào)整房屋的嵌固位置,并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。保證樓板有必要的厚度和最筋率等等;當(dāng)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為豎向不規(guī)則時。不僅要驗算薄弱層,而且還要對薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)。如果在結(jié)構(gòu)總體計算時。論文大全??傂畔⒅刑顚懙牡叵率覍由⑸儆趯嶋H輸入的層數(shù),彎矩設(shè)計值增大系數(shù)將會乘錯位置,從而在發(fā)生地震時,會使極易發(fā)生震害的底層柱底部位因抗震能力降低而破壞。
3.關(guān)于框架計算簡圖的問題
無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎(chǔ)埋置較深,在一0.05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時,應(yīng)將基礎(chǔ)拉梁按層1輸入。以某學(xué)生宿舍樓為例,該項目為層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),丙類建筑,建筑場地為II類;層高3.3m,基礎(chǔ)埋深4.Om基礎(chǔ)高度0.8m,室內(nèi)外高差0.45m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.1.2條,在8度地震區(qū)該工程框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級。設(shè)計者按3層框架房屋計算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在一0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面:基礎(chǔ)拉梁的斷面和配筋按構(gòu)造設(shè)計:基礎(chǔ)按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當(dāng)?shù)?。因為,第一,按?gòu)造設(shè)計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》—2002)第7.3.11條規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)底柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設(shè)計經(jīng)驗表明,這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進(jìn)行整體分析計算,即將基礎(chǔ)拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應(yīng)將荷載一并輸入。論文大全。這樣,計算剪力的首層層高為Hl=4—0. 05=3.95m,層2層高為3.35m,層3、4層高為.3m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設(shè)計值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25。當(dāng)設(shè)拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎(chǔ)頂面處的截面控制還是由基礎(chǔ)拉梁頂面處的截面控制??紤]到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數(shù)為1,并復(fù)算一次,按兩次計算結(jié)果的包絡(luò)圖進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。
綜上所述,以上的幾個問題在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常遇到,也經(jīng)常被忽略。所以,我們設(shè)計工作者應(yīng)按規(guī)范和相應(yīng)的構(gòu)造要求,嚴(yán)格執(zhí)行,從根本上消除設(shè)計隱患,確保設(shè)計質(zhì)量。
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篇4
【關(guān)鍵詞】水電站工程主廠房設(shè)計排架結(jié)構(gòu)設(shè)計 水電站設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號:K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一.引言。
我國是世界上河流資源眾多的國家之一,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,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)計時多采用排架結(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。
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過程中操作的移動集中垂直荷載,或者是承載吊車荷載,在吊車起重部件的時候,將啟動和制動過程中產(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。
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,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.廠房屋面板荷載計算以及型號選擇。
發(fā)電站的主廠房一般選擇安全等級為二級以上的大型屋面板,屋面板無懸掛荷載,其抗震設(shè)計的強(qiáng)度為6度。由于屋面的活荷載與雪荷載部同時都存在,屋面具有較大的活荷載,因此要根據(jù)實際屋面的荷載設(shè)計,布置屋架的上、下弦支撐。
3.吊車梁設(shè)計。
設(shè)計吊車梁的截面時,由于T形截面具有較大的鋼度,同時具有較好的抗扭性能,在固定軌道時較為方便,在進(jìn)行檢查時擁有較寬的走道,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,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,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)計的依據(jù)。如果水電站處于地震帶上,要在內(nèi)力計算和組合中,包含地震作用下的控制截面內(nèi)力。
5.排架內(nèi)力計算。
排架的內(nèi)力計算和內(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,可使用由我國建筑科學(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)計軟件,根據(jù)水電站的實際情況,結(jié)合在施工地區(qū)的地震作用的內(nèi)力計算和組合,編制計算程序。同時,依據(jù)各個截面的內(nèi)力,通過系統(tǒng)計算,確定柱的配筋。設(shè)置配筋時,為避免其他不確定因素造成影響,設(shè)計中盡量采用對稱配筋設(shè)計。
進(jìn)行排架設(shè)計時,要根據(jù)下部柱子的高度和牛腿的尺寸作為參考,來計算柱截面的尺寸。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)行計算時要采用各項荷載的標(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。
(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,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)計時,要將各個位置、尺寸、數(shù)目進(jìn)行仔細(xì)核對,避免在施工中由于位置錯誤或尺寸偏差,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)計時,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)。同時在外墻的圈梁上的對應(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,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)計時,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,同時抗震強(qiáng)度為角柱較強(qiáng),而中間排架較弱,同時受到側(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)計時,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算,要進(jìn)行橫向和縱向兩個方面的驗算。一般來講,在設(shè)計結(jié)構(gòu)能滿足規(guī)范和要求的條件下,七度時的一類、二類場地,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)計時,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)計進(jìn)行了簡單分析,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、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,有待大家的共同努力。
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篇5
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、 基礎(chǔ)設(shè)計方面的問題
1、 建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物,未驗算其穩(wěn)定性。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。當(dāng)設(shè)有一側(cè)或多側(cè)開口的地下室時,主體設(shè)計未考慮土壓力影響進(jìn)行受力分析,并驗算整體建筑的抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺,建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時,未進(jìn)行抗浮驗算。
2、 建筑物地存在液化土層時,未對樁基礎(chǔ)抗震承載力進(jìn)行驗算。未根據(jù)具體工程情況考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力對基樁承載力的影響。
3、 樁基礎(chǔ)設(shè)計中,僅按豎向荷載作用進(jìn)行布樁,未驗算彎矩作用下承臺底部邊樁的反力。尤其是框剪結(jié)構(gòu)的剪力墻及剪力墻結(jié)構(gòu)核心筒底部彎矩和剪力對基礎(chǔ)承載力的影響較大,不應(yīng)遺漏。對于水位較高的地下室和短肢剪力墻、大跨度結(jié)構(gòu)等彎矩較大的承臺底部樁基尚應(yīng)驗算是否存在向上的抗拔力。
4、 抗拔樁設(shè)計時,樁身配筋量僅按強(qiáng)度要求進(jìn)行計算,缺少裂縫寬度驗算,按裂縫寬度控制計算結(jié)果的配筋量遠(yuǎn)大于按強(qiáng)度要求計算的配筋量,在設(shè)計中往往缺抗拔樁靜載試驗及其配筋做法等要求說明。有抗拔要求的承臺按一般樁基受壓的承臺進(jìn)行配筋,承臺頂部受拉區(qū)未配筋,筏基基礎(chǔ)梁或地下室底板梁的受力方向與一般樓屋面梁板不同,其梁配筋設(shè)計也采用平法表示但未附加圖示說明,存在安全隱患。
5、 目前建筑工程大量采用截面尺寸較小的預(yù)應(yīng)力管樁,且在多層建筑中采用單柱單樁或一柱兩樁基礎(chǔ),柱底彎矩由基礎(chǔ)梁和樁共同承受。單柱單樁或垂直于兩樁連線方向的基礎(chǔ)梁設(shè)計中,未考慮平衡該方向柱腳在水平風(fēng)荷載或地震作用下所產(chǎn)生彎矩因素,基礎(chǔ)梁兩端箍筋未按框架梁抗震構(gòu)造要求設(shè)置箍筋加密區(qū),基礎(chǔ)梁的上下主筋在樁臺內(nèi)錨固長度與構(gòu)造做法要求未加說明。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。樁身考慮承受上部結(jié)構(gòu)傳來的彎矩作用時也未進(jìn)行抗彎承載力計算,存在著抗震薄弱環(huán)節(jié),給工程留下潛在的隱患。
6、 天然地基擴(kuò)展基礎(chǔ)持力層或樁基持力層下面存在軟弱下臥層,有的工程既不進(jìn)行沉降驗算,又不作軟弱下臥層地基承載力驗算。
7、 天然地基獨立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計中,地下室底板與柱下獨立基礎(chǔ)埋置于同一持力層上,結(jié)構(gòu)計算中僅按上部結(jié)構(gòu)荷載全部由柱下獨立基礎(chǔ)承擔(dān),而地下室底板僅按一般地下室底板受荷情況進(jìn)行設(shè)計,實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎(chǔ)在上部荷載作用下,將會一起發(fā)生沉降變形共同受力,按上述計算原則進(jìn)行設(shè)計,對底板而言是偏于不安全的,有可能會導(dǎo)致地下室底板承載能力不足而開裂。按照變形協(xié)調(diào)受力的原理,應(yīng)當(dāng)將地下室底板與獨立基礎(chǔ)連為一體按彈性地基有限元受力分析。也可以采取如下模式:除了柱下獨立基礎(chǔ)之外,其地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施。這時,底板可不參與獨立基礎(chǔ)分擔(dān)上部荷載,而按底板本身承受底板與疏水墊層自重、地下水上浮力、人防等效荷載(有人防時考慮)等進(jìn)行設(shè)計。
二、 地下室外墻設(shè)計存在的問題
1. 地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區(qū)別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁,其內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。外墻的水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小,可適當(dāng)另配外側(cè)附加短水平負(fù)筋予以加強(qiáng),外墻轉(zhuǎn)角處也同此予以適當(dāng)加強(qiáng)。
2. 地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端),側(cè)壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁,其厚度和配筋量應(yīng)匹配,這方面問題在地下車道中最為典型,車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地下室底板標(biāo)高變化處也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類似問題:標(biāo)高變化處僅設(shè)一梁,梁寬甚至小于底板厚度,梁內(nèi)僅靠兩側(cè)箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐,計算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實際相符。車道緊靠地下室外墻時,車道底板位于外墻中部,應(yīng)注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用,該荷載經(jīng)常遺漏。
3. 地下室外墻在計算中,有的工程漏掉抗裂性驗算。外墻的厚度目前做得比較薄,外墻鋼筋保護(hù)層比較厚,其裂縫寬度控制在0.2mm之內(nèi),往往配筋量由裂縫寬度驗算控制。
三、 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題
1. 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)中對基本風(fēng)壓值未明確的地區(qū)較多,基本風(fēng)壓值的取值較亂, 50年一遇基本風(fēng)壓值不應(yīng)小于30年一遇基本風(fēng)壓值的1.1倍,對于山區(qū)的建筑物,風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)考慮地形條件的修正。對于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑,其基本風(fēng)壓應(yīng)按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。
2. 有的工程樓屋面板電算配筋時,對邊梁的截面尺寸與跨度大小不加區(qū)分約束條件進(jìn)行分析,一律按嵌固邊支座約束條件計算,其結(jié)果有的邊梁處板面支座負(fù)筋配的很多鋼筋,而板跨中和內(nèi)跨支座板面負(fù)筋配筋不夠。設(shè)計跨度較大的懸挑板時,挑板所在的邊梁和內(nèi)跨板設(shè)計時未考慮挑板傳來的彎矩作用也是常見的問題。
3. 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計普遍被忽視。有的工程建筑因為造型需要,在屋面上用磚砌筑較高的女兒墻,僅在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋砼構(gòu)造柱與壓頂梁,也不進(jìn)行抗風(fēng)與抗震的驗算,在臺風(fēng)或地震作用下,有倒塌砸人或砸壞屋面板的可能,雖然是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,但是結(jié)構(gòu)設(shè)計未采取可靠措施,將給工程留下安全隱患。屋頂高大女兒墻采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)按懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計時,作為嵌固端的邊梁未考慮女兒墻傳來的扭矩作用,相鄰的屋面板也未加強(qiáng),同樣存在安全隱患。
4. 地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處,當(dāng)標(biāo)高變化超過梁高范圍時則形成錯層,未采取措施不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),地下室頂板為無梁樓蓋時不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。結(jié)構(gòu)計算應(yīng)往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板,但剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上算,并應(yīng)包括地下層。
5. 抗震規(guī)范和高規(guī)對建筑物的平面不規(guī)則(包括扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù))和豎向不規(guī)則作出了明確的定義和限制。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。其中凹凸不規(guī)則定義為結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%,樓板局部不連續(xù)定義為樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%,并規(guī)定不應(yīng)采用同時具有多項平面、豎向不規(guī)則以及某項不規(guī)則程度超過規(guī)定很多的設(shè)計方案。在實際工程中入口門廳、越層會議室和餐廳、立面開洞等設(shè)計方案根本做不到上述要求,所以凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)應(yīng)理解為大部分樓層不規(guī)則,局部樓層可不受該條文限制,但應(yīng)采取有效加強(qiáng)措施。論文寫作,結(jié)構(gòu)設(shè)計。。
四、 結(jié)語
以上所述問題僅為作者的個人見解,把它寫出來與同行們一起討論、共同提高。
篇6
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計方法;獨立基礎(chǔ);懸挑梁
1 前言
建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后,結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)計相互依存又彼此制約。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,同時建筑設(shè)計也不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍。但是結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn),因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可分為整體設(shè)計、部件設(shè)計和概率極限狀態(tài)設(shè)計法。
2 整體設(shè)計
整體設(shè)計就是進(jìn)行概念設(shè)計。概念設(shè)計是指正確的解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造,以達(dá)到合理結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震設(shè)計的目的。概念設(shè)計是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震設(shè)計的復(fù)雜性,難以精確計算而提出來的一種從宏觀上實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)合理抗震,避免無必要的繁瑣計算,同時為抗震計算創(chuàng)造有利條件,使計算分析結(jié)果更能反映在地震時建筑結(jié)構(gòu)反應(yīng)的實際情況的設(shè)計方法。采用先進(jìn)的計算理論,空間受力分析、非彈性變形分析、塑性內(nèi)力分析、由加載到破壞的全過程受力分析、時程分析、最優(yōu)化設(shè)計、方案優(yōu)化等先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計方法、設(shè)計理論將得到越來越多的應(yīng)用。
通過概念設(shè)計盡可能的降低作用效應(yīng)。因為降低作用效應(yīng),對增加結(jié)構(gòu)安全性、降低造價、節(jié)約國家投資意義重大。使用具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保等特點的新型建材,建筑物的自重在結(jié)構(gòu)計算中占很大的比重,使用輕質(zhì)、高強(qiáng)的建材,將使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)生革命性的變化。
整體設(shè)計包括結(jié)構(gòu)體系的選擇、柱網(wǎng)的布置、梁的布置、剪力墻的分布、基礎(chǔ)的選型等。
整體設(shè)計一般分為主體和基礎(chǔ)兩部分進(jìn)行。設(shè)計人員根據(jù)建筑物的性質(zhì)、高度、重要程度、當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度、風(fēng)力情況等條件來選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系。是采用磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框支結(jié)構(gòu)、筒體,還是巨型框架等其它結(jié)構(gòu),選定結(jié)構(gòu)體系后,就要具體決定柱、梁、墻(剪力墻)的分布和尺寸等。
在進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算后,主體結(jié)構(gòu)底截面的內(nèi)力成了基礎(chǔ)選型和計算的重要依據(jù)。內(nèi)力計算一般盡量簡化為平面體系來計算,但有時必須采用空間受力體系來計算。無論怎樣,內(nèi)力計算最終是對柱、梁、板、墻(剪力墻)和塊體這五種部件的計算。也就是說,進(jìn)行整體設(shè)計后,就要進(jìn)行部件設(shè)計。
3 部件設(shè)計
梁和柱一般可以看作細(xì)長桿件,內(nèi)力情況與計算體系相符合。單向板可簡化為單位寬度的梁來計算,雙向板的計算理論也較成熟,異型板的計算就較為復(fù)雜,應(yīng)盡量避免。對于單片的剪力墻,一般把它視作薄壁柱來近似計算,有時要考慮翼緣的作用;對于筒體結(jié)構(gòu)中的剪力墻則要用空間力學(xué)的方法來計算。塊體不同于梁、柱、板、墻,它在空間三個方向的尺寸都比較大,難以視作細(xì)長桿件或簡化為平面體系來計算。如單獨基礎(chǔ),樁的承臺,深梁都是塊體,受力情況很復(fù)雜,難以精確分析,所以在計算中往往加大安全系數(shù),以策安全。
4 概率極限狀態(tài)設(shè)計法
建筑結(jié)構(gòu)計算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗估算、容許應(yīng)力法、破損階段計算、極限狀態(tài)計算,到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段。
目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計所用的設(shè)計方法是概率極限狀態(tài)設(shè)計法,作用效應(yīng)S必須小于等于結(jié)構(gòu)抗力R,結(jié)構(gòu)要滿足強(qiáng)度條件和位移條件。內(nèi)力計算采用的力學(xué)模型一般是彈性模型,要考慮塑性變形內(nèi)力重分布時,往往是把利用彈性模型計算所得的內(nèi)力乘以一個調(diào)整系數(shù)。概率極限狀態(tài)設(shè)計法更科學(xué)、更合理。作用效應(yīng)S小于等于結(jié)構(gòu)抗力R是結(jié)構(gòu)計算的普遍適用公式。
5 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題
設(shè)計人員對工作不重視。有些建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)設(shè)計的認(rèn)識的重要程度不夠,同時對規(guī)范的理解和學(xué)習(xí)不夠深,對涉及的很多工程設(shè)計的內(nèi)容考慮不全面,往往會漏掉很多方面。有的甚至不動腦筋就直接照搬其它工程的設(shè)計成果,對工程沒有做足夠的實地比較分析,認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的少許偏差對工程質(zhì)量無足輕重。有的對新規(guī)范[1]的學(xué)習(xí)不夠,仍然套用舊規(guī)范,結(jié)構(gòu)導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量達(dá)不到要求。
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不妥當(dāng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一般的問題有很多種,其中包括基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng),它主要表現(xiàn)的有基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計和計算不盡合理,基礎(chǔ)設(shè)計荷載取值不準(zhǔn)確。鋼筋混凝土多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中多采用柱下獨立基礎(chǔ),當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時,可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算,但這些建筑在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。另一種情況是在設(shè)計獨立基礎(chǔ)時,對作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載取值不當(dāng)。基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計和計算不盡合理是基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)?shù)牧硪粋€重要問題,用總剛分析方法進(jìn)行計算,有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節(jié)點。采用程序進(jìn)行計算,常忽略建筑平面不規(guī)則的問題。在基礎(chǔ)拉梁設(shè)計上,設(shè)計方案也受框架底層高和埋置深度的影響,往往使得在設(shè)計方案上對這些實際分析不透,造成設(shè)計方案選擇不當(dāng)。
樁間距過小。樁間距過小,不滿足規(guī)范[2]對樁的最小中心距的規(guī)定。特別是試樁、錨樁之間的間距,往往被設(shè)計人員忽視,這可能會直接影響試樁結(jié)果的正確性。
樁身鋼筋籠長度不足。對擠土灌注樁,樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度,不能滿足樁基規(guī)范[3]“對于沉管灌注樁,配筋長度不應(yīng)小于軟弱土層層底深度”的規(guī)定,這也是工程設(shè)計中常見的問題。
承重磚基礎(chǔ)采用多孔磚砌筑。根據(jù)多孔磚墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)造,地面以下或室內(nèi)防潮層以下的基礎(chǔ)不得采用多孔磚砌筑。
建筑高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了建筑的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑建筑高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,對于建筑高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑,應(yīng)按超限高層建筑進(jìn)行設(shè)計。同時,另一點不容忽視的問題是,建筑適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外,還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān),當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時,其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。
6 結(jié)論
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是個系統(tǒng)、全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,加深對當(dāng)前建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常用方法和設(shè)計中遇到的常見問題的認(rèn)識與研究,課以不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。論文分析總結(jié)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法及常見問題,希望對設(shè)計人員有一定的幫助。
參考文獻(xiàn)
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篇7
關(guān)鍵詞:剪壓復(fù)合作用;混凝土空心砌塊砌體;抗震抗剪強(qiáng)度;下降段;破壞形態(tài)
中圖分類號:TU398 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:16744764(2012)05000105
隨著豎向壓應(yīng)力σy的增加,混凝土空心砌塊砌體的剪切破壞依次表現(xiàn)為剪摩、剪壓和斜壓3類破壞形態(tài)[15],如圖1所示,而與之對應(yīng)的分別是庫侖、主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力理論[1, 612],如圖2所示。但是,中國現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[13](簡稱砌體規(guī)范)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[14](簡稱抗震規(guī)范)對混凝土空心砌塊砌體的靜力和抗震抗剪強(qiáng)度采用了各自不同形式的庫侖理論公式,兩者不僅在計算方法上不統(tǒng)一,而且在可靠度的取值上也與相對成熟的燒結(jié)普通磚砌體相差較大。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
〖=D(〗 呂偉榮,等:混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度〖=〗 1)正如圖1、2所示,單一的庫倫理論公式僅適用于其對應(yīng)的剪摩破壞,而對于另兩類破壞形態(tài),特別是具有明顯下降段的斜壓破壞,則擬合較差,甚至偏于不安全[1]。
2)如圖3所示,盡管現(xiàn)行抗震規(guī)范較2001版規(guī)范在混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度計算上進(jìn)行了調(diào)整,但當(dāng)σ0/fv大于16時,按水平段取值仍不具備下降段,與實際明顯不符,不能滿足日益增長的高層配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計[1516]的要求。
3)以MU10、M75的燒結(jié)普通磚砌體和MU10、Mb7.5的混凝土砌塊砌體為例(取永久荷載分項系數(shù)γG=1.2),如圖3所示,對于國內(nèi)試驗數(shù)據(jù)相對較多,運用也較為成熟的燒結(jié)普通磚砌體,其靜力抗剪強(qiáng)度曲線①普遍高于抗震抗剪強(qiáng)度曲線③;而對實驗數(shù)據(jù)相對較少的混凝土空心砌塊砌體,其靜力抗剪強(qiáng)度曲線②普遍低于抗震抗剪強(qiáng)度曲線④。兩本規(guī)范對于這兩類砌體結(jié)構(gòu)在抗剪強(qiáng)度計算上表現(xiàn)出來的不同規(guī)律,值得商榷。
綜上所述,現(xiàn)行抗震規(guī)范采用庫倫理論公式計算混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度不僅不全面,而且其可靠度也值得質(zhì)疑。針對以上問題,李曉文[17]、駱萬康[18]、蔡勇[8, 12]、梁建國[19]等中國學(xué)者均對此進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,并提出了各自的計算公式,但均無法實現(xiàn)對剪摩、剪壓和斜壓三類破壞形態(tài)的全面模擬。
為此,本文作者于2008年提出了砌體剪壓破壞區(qū)理。該理論認(rèn)為,既然在多數(shù)的砌體剪壓試驗中剪摩與剪壓破壞或剪壓與斜壓破壞共同出現(xiàn),不妨將砌體的三類剪壓復(fù)合破壞分為剪摩剪壓破壞區(qū)和剪壓斜壓破壞區(qū),通過引入權(quán)函數(shù),推導(dǎo)出相應(yīng)的砌體靜力與動力抗剪強(qiáng)度簡化公式[11]:
其中A、B及a需根據(jù)試驗結(jié)果確定。在文[11]中,盡管也曾提出了混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度公式,但該公式中A、B及a等參數(shù)的確定僅僅是在其靜力抗剪強(qiáng)度公式的基礎(chǔ)上,簡單的對其曲線峰值折減15%得到,缺乏試驗支持。
因此,本文將基于砌體剪壓破壞區(qū)理論,引入近年來收集到的中國58片混凝土砌塊砌體墻的剪壓試驗結(jié)果[19],在保證可靠度的基礎(chǔ)上,運用曲線擬合方法,確定式(1)的3個參數(shù),提出了剪壓復(fù)合作用下混凝土砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計值全曲線公式,解決了現(xiàn)行砌體和抗震規(guī)范中存在不合理和不安全的問題。1 剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體的抗剪強(qiáng)度全曲線 砌體剪壓破壞區(qū)理論簡化公式(1)具有下降段,能較全面的模擬砌體剪壓破壞全曲線。為此,本文根據(jù)圖1曲線中相關(guān)數(shù)學(xué)特征,可對公式(1)中的參數(shù)A、B及a確定如下:
根據(jù)中國現(xiàn)有的58片不同高寬比、不同試件尺寸、不同加載方式的混凝土空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果[19],如圖4所示,同時參考相關(guān)文獻(xiàn)研究成果,對剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體抗剪強(qiáng)度曲線的關(guān)鍵參數(shù)取值如下:
1)曲線峰值點坐標(biāo)(b, ymax)的取值
如圖5所示,對于坐標(biāo)系統(tǒng)為x=σy/fm、y= fvm/fm的混凝土空心砌塊砌體的剪壓相關(guān)曲線而言,相關(guān)文獻(xiàn)中橫坐標(biāo)b的取值各不相同:重慶建筑大學(xué)駱萬康教授(1999年)對于普通粘土磚動力剪切試驗回歸曲線峰值點取為0502;湖南大學(xué)劉桂秋教授(2000年)對于砌體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一取為067[10];而對于混凝土而言,其剪壓相關(guān)曲線峰值坐標(biāo)為060。綜合以上取值,并考慮到動力試驗的取值相對偏低,本文建議取為055。
如圖4所示,文[19]的試驗值與式(6)計算值比值的平均值為1.27,變異系數(shù)為0245,兩者吻合較好,且式(6)的計算值偏于安全。
同時,與文[19]的公式相比,式(6)的改進(jìn)在于:1)具有下降段,能全面的反映剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體的剪摩、剪壓及斜壓3個破壞階段;2)解決了文[19]的計算取值偏于保守的取值,即當(dāng)σy,m/fv0, m>5,文[19]取值為水平直線。同時,當(dāng)σy,m/fv0, m>13.1,文[19]的計算取值由于缺乏下降段而導(dǎo)致不安全,無法適用于高層配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)。
2 混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計值公式2.1 γ的取值
與試驗平均值公式取值不同,現(xiàn)行砌體規(guī)范中已明確給出了fv0和f的取值,根據(jù)砌體規(guī)范表322所列的混凝土砌塊砌體類型,可計算出γ的范圍在(0.015~0.050)之間,平均值為0.026,
2.2 抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計公式的確定
根據(jù)可靠度理論,砌體的強(qiáng)度設(shè)計設(shè)計值f與強(qiáng)度平均值fm的關(guān)系為:
(8)
如圖5所示,本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計公式(8)與試驗平均值公式(5)相比,不僅具有可靠度保障,而且具有與試驗曲線及理論分析相同的特征。為方便工程應(yīng)用,本文對表1中的各種混凝土砌塊砌體組合按式(8)的計算結(jié)果與現(xiàn)行規(guī)范中所采取的公式計算結(jié)果進(jìn)行了對比,部分結(jié)果如下圖6所示。
圖6的計算結(jié)果表明:1)本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度公式(8)普遍低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的混凝土砌塊砌體靜力抗剪強(qiáng)度計算值,不僅提高了其抗震可靠度,而且較好的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)了燒結(jié)普通磚砌體和混凝土砌塊砌體的抗震與靜力抗剪強(qiáng)度設(shè)計值之間的變化關(guān)系。2)不同類型的混凝土砌塊砌體按式(8)計算的抗震抗剪強(qiáng)度均在σy=f時趨于0,較好地實現(xiàn)了對砌體剪壓相關(guān)曲線中3個破壞形態(tài)的模擬,避免了現(xiàn)行規(guī)范中抗剪強(qiáng)度單調(diào)遞增的不合理和不安全。3 結(jié)論
1)在砌體剪壓復(fù)合破壞區(qū)理論基礎(chǔ)上,根據(jù)中國已有的58片灌芯砌塊砌體墻片試驗結(jié)果,推導(dǎo)出混凝土砌塊砌體的剪壓相關(guān)性試驗值曲線公式(5)。與傳統(tǒng)砌塊砌體剪壓相關(guān)曲線相比,該曲線不僅光滑連續(xù),而且具有下降段。
2)通過對式(5)曲線頂點按f=0.42 fm進(jìn)行折減以及起點、終點的相關(guān)處理后,本文推導(dǎo)出具有一定可靠度保證的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計值公式(8)。如圖5所示,經(jīng)式(8)的計算得到的凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計值不僅低于現(xiàn)行抗震規(guī)定的抗震抗剪強(qiáng)度,而且也普遍低于現(xiàn)行規(guī)范砌體規(guī)定的靜力抗剪強(qiáng)度,這表明式(8)不僅滿足設(shè)計可靠度要求,而且較好的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)了燒結(jié)普通磚砌體和混凝土砌塊砌體的抗震與靜力抗剪強(qiáng)度設(shè)計值之間的變化關(guān)系。
3)如圖6所示,本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計公式(8)不僅具有下降段,且對于不同類型的砌塊砌體組合基本上均在主壓應(yīng)力σy=f時趨于0,較好地實現(xiàn)了對砌體剪壓相關(guān)曲線中各種破壞形態(tài)的模擬,能直接運用于高層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免了現(xiàn)行規(guī)范中抗剪強(qiáng)度單調(diào)遞增的不合理和不安全。
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篇8
城市軌道交通停車場主要功能是承擔(dān)地鐵車輛的運用、停放、列檢及周月檢等工作。一般有以下幾個建筑單體組成:綜合樓、運用庫、洗車庫、變電所、污水處理站、人行天橋和門衛(wèi)。綜合樓用于日常辦公和食住等功能;運用庫用于地鐵車輛停放和檢修保養(yǎng)等功能;洗車庫用于地鐵車輛清洗;變電所負(fù)責(zé)給整個停車場供電;污水處理站主要處理停車場內(nèi)污水凈化排放;人行天橋用于工作人員跨軌道通行,車輛正常運營時,行人不能隨意穿越軌道。場地地質(zhì)概況由上至下主要有以下土層:新填土4~5m深,高壓縮性;淤泥0.4~5.5m深,fak=50kPa,高壓縮性;粘土0.6~7.4m深,fak=65kPa,高壓縮性;淤泥質(zhì)土1~8.7m深,fak=55kPa,高壓縮性;粉質(zhì)粘土1~7.2m深,fak=200kPa,中壓縮性;強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖未揭穿,fak=300kPa,低壓縮性。
2停車場主要單體結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)
停車場內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)安全等級為二級,結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008,除變電所為重點設(shè)防類外,其余均為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類建筑[7]。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010,本實例工程屬于抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計基本地震加速度0.05g,地震設(shè)計分組為第一組[8],結(jié)合地方管理規(guī)定和場地地震安全性評價報告,場區(qū)特征周期0.35s,地震影響系數(shù)最大值0.0765,場地土類別為Ⅲ類。工程材料選擇:主體結(jié)構(gòu)混凝土等級采用C30,地下室結(jié)構(gòu)采用P6抗?jié)B等級防水混凝土,二次澆搗構(gòu)件(如構(gòu)造柱和圈梁等)混凝土等級采用C25,鋼梁鋼柱采用Q235B鋼材。主要建筑單體結(jié)構(gòu)布置和基礎(chǔ)選型如下:綜合樓建筑面積約7000m2,總高度為22.35m,五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),局部有地下室,柱網(wǎng)布置開間7.8m,進(jìn)深7.2m,抗震等級四級,主要柱截面600×600,主要梁截面300×700。選用直徑500預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁承臺基礎(chǔ),持力層粉質(zhì)粘土。
運用庫建筑面積2萬平方米單層工業(yè)廠房,采用門式剛架結(jié)構(gòu),鋼柱鋼梁抗震等級四級,柱網(wǎng)跨度15m+28m+26.4m+26.8m,柱距離6m,主要柱截面H600×350×8×16,主要梁截面H(1000~700)×350×12×20。柱下基礎(chǔ)選用直徑400預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁承臺基礎(chǔ),軌道道床基礎(chǔ)選用直徑400預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁筏基礎(chǔ),持力層粉質(zhì)粘土。洗車庫和污水處理站為一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),局部兩層,抗震等級四級,主要柱截面500×500,主要梁截面300×800。選用直徑400預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁承臺基礎(chǔ),持力層粉質(zhì)粘土。變電所為兩層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),其中一層為半地下室電纜夾層,抗震等級三級,主要柱截面400×400,主要梁截面300×900。選用直徑400預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁承臺基礎(chǔ),持力層粉質(zhì)粘土。人行天橋獨柱鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)布置跨度7m+13m+12m+8.5m,抗震等級四級,主要柱截面500×1200,主要梁截面400×1200。選用直徑600鉆孔灌注樁樁承臺基礎(chǔ),持力層粉質(zhì)粘土。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計難點分析
(1)根據(jù)場地地質(zhì)概況的描述,本場地淤泥及淤泥質(zhì)土較厚,新填土達(dá)4m深,場地地面沉降不穩(wěn)定,柱下基礎(chǔ)和庫房內(nèi)無砟整體現(xiàn)澆道床,對基礎(chǔ)沉降極其嚴(yán)格,選用何種加固處理措施,是結(jié)構(gòu)設(shè)計難點之一。
(2)運用庫為大跨度工業(yè)廠房,采用何種結(jié)構(gòu)體系,是本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計難點之二。考慮施工周期和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),本工程采用鋼梁鋼柱門式剛架結(jié)構(gòu)體系。
(3)剛架梁梁連接節(jié)點計算時,高強(qiáng)螺栓計算中和軸位置的確定是本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計難點之三。查閱相關(guān)資料,中和軸位置的確定有兩種假定:①中和軸在受壓翼緣中心,假定模型:在彎矩作用下,把梁根部截面彎矩簡化為作用于梁上、下翼緣的力偶,同時把梁受拉翼緣和端板作為獨立的T形連接件看待,忽略腹板的扶持作用。此假定螺栓受力與端板厚度關(guān)系很大,設(shè)計計算較為繁瑣;②中和軸在端板形心,假定模型:高強(qiáng)螺栓外拉力總是小于預(yù)拉力,在連接受彎矩而使螺栓沿栓桿方向受力時,被連接構(gòu)件的接觸面一直保持緊密貼合,認(rèn)為中和軸在螺栓群的形心軸上。根據(jù)《端板連接高強(qiáng)度螺栓群中和軸位置研究》試驗論文結(jié)果,螺栓群中和軸介于其端板形心與受壓翼緣內(nèi)側(cè)中心線之間,當(dāng)所受彎矩越小,則中和軸越接近端板形心軸,越大則越接近受壓翼緣[9]。
4配合施工遇到的問題分析
(1)圍墻開裂。分析原因:新填土4m高,圍墻距離護(hù)坡邊僅1m,施工工期較緊,施工單位無法用大型機(jī)械分層碾壓,填土密實度達(dá)不到設(shè)計要求。解決措施:①圍墻基礎(chǔ)選用剛性較大條形基礎(chǔ),防止不均勻沉降,此方案施工較快,造價便宜。②選用換填處理或水泥攪拌樁加固圍墻基礎(chǔ)下新填土,減小不均勻沉降量,此方案施工周期較長,造價偏貴。綜上所述,本工程選用第一種解決措施。
(2)運用庫庫內(nèi)柱式檢查坑,軌道下混凝土短柱出現(xiàn)偏柱、歪柱等現(xiàn)象。分析原因:短柱設(shè)計由結(jié)構(gòu)和軌道兩個專業(yè),施工也分別由兩家單位施工。解決措施:①混凝土短柱設(shè)計為鋼柱,直接安裝。②混凝土短柱由一家施工單位施工。建議日后設(shè)計采用第一種解決措施。
(3)人行天橋柱下管樁無法施工。分析原因:人行天橋跨軌道設(shè)置,場地內(nèi)軌道區(qū)域下被地路專業(yè)設(shè)計水泥攪拌樁加固。解決措施:①天橋柱下基礎(chǔ)改為鉆孔灌注樁;②檢驗水泥攪拌樁加固后地基承載力,如不夠采用,采用CFG樁加固后采用柱下獨立基礎(chǔ)。結(jié)合現(xiàn)場工期需要,本工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)方案。綜上所述,結(jié)構(gòu)設(shè)計時,充分運用結(jié)構(gòu)設(shè)計難點分析結(jié)果,指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計;配合施工時,遇到以上問題,經(jīng)分析原因,采取我們選用的處理措施,得到明顯改善效果,保質(zhì)保量,按時完成土建施工。目前,本工程已投入使用2年,沒有出現(xiàn)任何問題,得到業(yè)主單位一致認(rèn)可。
5結(jié)構(gòu)設(shè)計建議
(1)運用庫庫房內(nèi)軌道道床為無砟整體現(xiàn)澆道床,對基礎(chǔ)沉降極其嚴(yán)格,鐵路規(guī)范要求控制在20mm以內(nèi),如果道床下地質(zhì)情況不好,建議采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁筏基礎(chǔ)。
(2)運用庫為一層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房,采用何種結(jié)構(gòu)形式,需根據(jù)結(jié)構(gòu)計算和經(jīng)濟(jì)比較。結(jié)合本工程實例,試算比較后,得出如下經(jīng)驗:柱跨28m,采用混凝土柱+鋼梁排架結(jié)構(gòu)和鋼梁鋼柱門式剛架結(jié)構(gòu)較經(jīng)濟(jì),綜合考慮施工工期,選鋼梁鋼柱門式剛架較適用。
(3)剛架梁梁連接節(jié)點設(shè)計時,綜合考慮各種因素,高強(qiáng)螺栓群計算中和軸宜選端板形心。
(4)場地平整有大量新填土,新填土下有較厚的淤泥和淤泥質(zhì)土,計算單樁承載力時一定要考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力。
(5)結(jié)合配合施工中的問題,建議結(jié)構(gòu)設(shè)計時改進(jìn)以下措施:①場地內(nèi)高填方區(qū)圍墻應(yīng)做剛性較大的條形基礎(chǔ),以避免圍墻不均勻沉降開裂;②運用庫庫內(nèi)柱式檢查坑,軌道下混凝土短柱出現(xiàn)偏柱、歪柱等現(xiàn)象,影響傳力和結(jié)構(gòu)安全,建議混凝土短柱設(shè)計為鋼柱,直接安裝即可;③被其他專業(yè)加固的場地區(qū)域,柱下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計時,建議選用鉆孔灌注樁。
6結(jié)束語
篇9
關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;基礎(chǔ)建設(shè);存在問題
中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
當(dāng)下,在我國的房屋建筑中,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計關(guān)乎于整個房屋建設(shè)的施工質(zhì)量和使用壽命。一般來說,房屋建筑中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括了地基基礎(chǔ)施工、地基的處理兩大部分。但是在地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,常常發(fā)生結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)差錯,這些差錯的產(chǎn)生,筆者分析認(rèn)為一般是設(shè)計人員不夠重視造成的;有的是由于缺乏設(shè)計規(guī)范和設(shè)計方法等造成的。
1房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的問題
經(jīng)過多年的施工經(jīng)驗來看,房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的問題還是比較多的,而且是比較常見的。現(xiàn)在筆者總結(jié)如下:
1.1地質(zhì)勘查出現(xiàn)的問題。現(xiàn)在的房屋建筑選址比較亂雜,在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,施工單位一般都會選勘查單位進(jìn)行施工前的勘探工作,但是當(dāng)遇到地址形勢比較負(fù)責(zé),工作量較大時候,該勘查單位就會需要較大的費用,而此時施工單位就會在費用上進(jìn)行偷工減料,造成勘查單位對該地址的勘查出現(xiàn)人為的不負(fù)責(zé)任,導(dǎo)致有問題的地點不能被及時查出,就會出現(xiàn)房屋在建成后出現(xiàn)質(zhì)量問題。
1.2出現(xiàn)框架計算圖不合理的現(xiàn)象。這方面的現(xiàn)象比較常見,主要出現(xiàn)在沒有地下室的鋼筋混凝土房屋,這樣的房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計埋的較深,所以很容易出現(xiàn)問題。比如說某個房屋基礎(chǔ)設(shè)計時候在-0.05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時,應(yīng)將基礎(chǔ)拉梁按層1輸入。
1.3基礎(chǔ)拉梁設(shè)計不當(dāng)造成的。在房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果多層框架房屋基礎(chǔ)埋深值大時,施工人員為了減速小底層柱的計算長度和底層的位移,我們可在±0.000以下適當(dāng)位置設(shè)置基礎(chǔ)拉梁,但是不應(yīng)該按構(gòu)造要求設(shè)置,同時要按規(guī)范規(guī)定設(shè)置箍筋加密區(qū)。
1.4樓板設(shè)計出現(xiàn)的問題?,F(xiàn)在的房屋建筑一般都會使用樓板,而在使用的過程中樓板可將樓面、屋面的荷載傳送到周圍的墻或梁上,這樣樓板的設(shè)計如果出現(xiàn)問題就會影響到梁、墻、柱等構(gòu)件的安全。所有來說,我們要注重樓板的設(shè)計。
再一個就是設(shè)計人員為了圖紙設(shè)計上的方便,在設(shè)計時候就會對雙向板用單向板進(jìn)行計算,這樣的話就很容易出現(xiàn)與實際受力狀態(tài)不相符的現(xiàn)象,引起一個方向配筋過大,而另一方向僅按構(gòu)造配筋,致使配筋嚴(yán)重不足,造成板出現(xiàn)裂縫。
2 房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計措施
2.1地質(zhì)的勘查選用。在這方面筆者想說的是要考慮地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用。在實際的設(shè)計中,我們的設(shè)計人員要利用假設(shè)法。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的形成情況來判定對地基基礎(chǔ)的影響,但是這樣的假設(shè)法與實際情況也有一定的差距,要根據(jù)具體情況來確定。
2.2做好結(jié)構(gòu)平面圖。這就要求我們的設(shè)計人員在繪制結(jié)構(gòu)平面圖時,要考慮抗震設(shè)防烈度。如果對于砌體結(jié)構(gòu)來說,我們可以不用在軟件中建模,設(shè)計人員直接就可以設(shè)計。但是要注意的是當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7 度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。
2.3設(shè)計坡屋頂要采取大樣詳圖與剖面示意圖相結(jié)合的辦法。這就要求設(shè)計人員必須具備空間感,要以整體的視角掌握移動房屋建筑結(jié)構(gòu)大局,以細(xì)微的設(shè)計體現(xiàn)其實用價值。但需要注意的是,由于屋面起坡會導(dǎo)致閣樓層的部分墻體超過高度,因而在設(shè)計時就應(yīng)與門窗頂相結(jié)合設(shè)置圈梁,從而降低墻體計算高度。筆者例舉如下坡屋頂?shù)谋憩F(xiàn)形式,他們在設(shè)計時候均要采取大樣詳圖與剖面示意圖相結(jié)合的辦法。具體設(shè)計要求如圖1所示。
設(shè)計時候首先要求屋頂具有防水、保溫等性能。其中防止雨水滲漏是屋頂?shù)幕竟δ芤螅彩俏蓓斣O(shè)計的核心。其次要求屋頂要能承受風(fēng)、施工、上人等荷載,地震區(qū)還應(yīng)考慮地震荷載對它的影響,滿足抗震的要求,并力求做到自重輕、構(gòu)造層次簡單;就地取材、施工方便;造價經(jīng)濟(jì)、便于維修。
2.4強(qiáng)化樓梯樣圖的設(shè)計工作。這主要要求樓梯梁梁下的凈高度必須滿足建筑要求,確保樓梯梁位置上下層互相統(tǒng)一。在設(shè)計中如果局部不符合就應(yīng)該果斷采取折板樓梯。同時還要注意樓梯板的寬度和梁下凈空要求,如果是首段梯板,應(yīng)充分考慮基礎(chǔ)帶來的沉降,并在必要時設(shè)置梯梁。
2.5懸挑梁的具體設(shè)計。懸挑梁的設(shè)計,一般會在支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫,它的配筋構(gòu)造如下圖所示。一般來說,裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結(jié)構(gòu)的抗震也很不利。懸挑結(jié)構(gòu)對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時,截面的相對受壓區(qū)高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力如圖2所示。
一般來說,第一排縱筋在0.75l處最容易出現(xiàn)截斷,原因是懸臂梁全長受負(fù)彎矩作用,臨界斜裂縫的傾角明顯偏小,不允許截斷。如果梁上部縱筋有二排時,第二排縱筋可以在0.75l處截斷。如果嚴(yán)格按圖集要求施工,還是比較容易控制的。
參考文獻(xiàn)
1.期刊論文,淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計 - 城市建設(shè)理論研究(電子版)2013(34).
篇10
關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題
中圖分類號: TU8文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
0 引言
隨著科技和社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步,自從19 世紀(jì)以來出現(xiàn)了代高層建筑,高層建筑越來越廣泛的出現(xiàn)在人們的生活中。作為一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng),高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計,一方面要滿足包括抗震,抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求,另一方面,也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計
建筑的概念設(shè)計在整個設(shè)計過程了起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設(shè)計,如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計,以后的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計工程。所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算,尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法,可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算,具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時,也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計,否則,將會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理,給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。為在建筑物的方案設(shè)計階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計,應(yīng)對不同形式的住宅建筑,掌握各自概念設(shè)計中容易疏忽的問題:
1.1 對一般多層砌住宅結(jié)構(gòu),應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11-89)要求做到:優(yōu)先
采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系:縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
1.2 對鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅,力求做到:
1.3 結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元,結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一。
1.4 框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力。
1.5 框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、
屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與
抗震墻的可靠連接。
2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞
預(yù)防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。應(yīng)該引起重視的是:對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式,此時應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有較大起伏時,應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。而對多層建筑而言,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案,但上海地區(qū)的軟土層覆蓋層厚度較大,一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的
軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性,同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗,進(jìn)行多方案比較,最終選定安全實用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
3.1 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖在計算簡圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算,如果選擇不合理的計算簡圖,那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故,基于此,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時,計算簡圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實際的結(jié)構(gòu)中,其結(jié)構(gòu)節(jié)點不單是鋼節(jié)點或者餃節(jié)點,保證和計算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
3.2 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況,考慮施工條件,相鄰的建筑物的影響等各個因素,在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?;A(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮,必要的時候要求進(jìn)行地基變形的檢驗。高層建筑設(shè)計要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報告,如果缺失,那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下,相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。
3.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求,并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確,傳力簡單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中,應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系,如果高層建筑處于地震區(qū),那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理條件,工程設(shè)計需求,施工條件,材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上,并和建筑包括水,暖,電等各個專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下,選擇合理的結(jié)構(gòu),從而確定結(jié)構(gòu)的方案。
3.4 對計算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析隨著科技的不斷進(jìn)步,計算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中。當(dāng)前市場上存在著形形的計算軟件,采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同,所以,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下,選擇合適的軟件進(jìn)行計算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實際情況和計算機(jī)程序并不一定完全相符,所以進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計的時候,出現(xiàn)人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題,基于此,結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在得到了通過計算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后,應(yīng)該進(jìn)行校核,進(jìn)行合理判斷,得出準(zhǔn)確結(jié)果。
3.5 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要采用相應(yīng)構(gòu)造措施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變,強(qiáng)壓力弱拉力,強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中把握上述原則,加強(qiáng)薄弱部位,對鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視,并且要重點考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對構(gòu)件的影響。
4 從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問題:
4.1 注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
4.2 嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
4.3 為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
4.4 按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 毫米基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500 毫米,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
5 結(jié)束語
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性的技術(shù)工作,對于建筑的設(shè)計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高,分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特征,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則,闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題,并重點分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策,可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考和依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]高立人,王躍.結(jié)構(gòu)設(shè)計的新思路———概念設(shè)計,工業(yè)建筑,1999(1).
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