建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及對策

1、<p>　　建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及對策</p><p>　　摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程的大力推進(jìn)，混凝土已成為我國工程建設(shè)中最主要的結(jié)構(gòu)材料之一。由于建筑功能的不斷豐富,新穎建筑造型的不斷增加,致使工程設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜,設(shè)計(jì)中還普遍存在某些質(zhì)量問題。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，影響混凝土質(zhì)量的因素必須引起工程設(shè)計(jì)人員的高度重視。本文從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的多年工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，

2、對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中各階段存在問題進(jìn)行探討并提出解決對策。 </p><p>　　關(guān)鍵字：建筑工程；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；存在問題；處理對策 </p><p>　　中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　目前，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑物越來越普遍，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)相比較具有承載力大、結(jié)構(gòu)自重輕、抗震性能好、建造的工業(yè)化程度高，

3、并且又具有造價(jià)低、材料來源廣泛、耐火性好、結(jié)構(gòu)剛度大、使用維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文結(jié)合設(shè)計(jì)過程中經(jīng)驗(yàn)，對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各階段存在問題及解決措施談一些自己看法。 </p><p>　　1 關(guān)于結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段中的常見問題及處理對策 </p><p>　　1.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算與分析階段中的常見問題. </p><p>　　目前比較通用的計(jì)算軟件有：三維組

4、合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件（SATWE）、多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維空間分析軟件系統(tǒng)（ TBSA ）、企業(yè)管理解決方案軟件（SAP ）等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)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(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首

5、要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全 </p><p>　　的隱患存在。因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認(rèn)識。在結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)階段，工程師在設(shè)計(jì)階段經(jīng)常受到困擾的問題是對結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件的選擇。由于采用的計(jì)算模型的不同，每一個計(jì)算軟件計(jì)算的最終結(jié)果也是有所不同的，盡管結(jié)果差別不大，但是對設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有著很大的影響。目前，比較普

6、遍的計(jì)算軟件并不少，SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等都有其各自的特點(diǎn)，然而，設(shè)計(jì)工程師在選擇時(shí)要么只是單一考慮設(shè)計(jì)模型的特點(diǎn)而忽視結(jié)構(gòu)類型，要么只是著眼于結(jié)構(gòu)類型而忽視對計(jì)算軟件的分析，導(dǎo)致在整體計(jì)算階段，設(shè)計(jì)工程就出現(xiàn)紕漏。 </p><p>　　1.2解決混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段中常見問題的對策 </p><p>　　對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首要要做的是對各個計(jì)

7、算軟件的計(jì)算模型的特點(diǎn)進(jìn)行對比和比較，熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型，從而依此進(jìn)行計(jì)算軟件的選擇。具體說，比如在地下室底板和外墻配筋計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)工程師往往采用假設(shè)的方法進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，然而，假設(shè)條件的選擇與采用與現(xiàn)實(shí)情況并不是相符的。例如：在地下室外墻配筋計(jì)算中：對于外墻帶扶壁柱的結(jié)構(gòu)類型，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一律不區(qū)別扶壁柱尺寸的大小，全部按雙向板來計(jì)算配筋，而在扶壁柱的整體計(jì)算分析階段，又未按外墻雙向板傳遞荷載的公式驗(yàn)算扶壁柱配筋。根據(jù)外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)

8、的原理分析，這樣粗放的設(shè)計(jì)計(jì)算方法會導(dǎo)致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。因此，建議除了垂直于外墻方向并且與帶有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或者是截面尺寸較大的外墻扶壁柱之間的外墻板塊采用雙向板來計(jì)算配筋外，其余的外墻應(yīng)該按豎向單向板計(jì)算配置較為穩(wěn)妥。 </p><p>　　2 關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見問題及處理對策 </p><p>　　

9、2.1混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的常見問題 </p><p>　　地基工程在建筑工程中占有十分重要的地位。地基的好壞將決定一個工程的最終質(zhì)量，因此，在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，對于設(shè)計(jì)工程師而言，這一階段是決勝局，正是因?yàn)槠溆兄绱酥匾淖饔?，任何一個問題與錯誤都是不被允許的。在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，一般來講，要重視以下問題。由于地下室底板與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)會受到建筑物上部整體重力的沉降作用的附加應(yīng)力。在共同受力的情況下，地

10、下室底板會一起沉降變形。工程師在底板設(shè)計(jì)時(shí)，很有可能會忽視這種附加應(yīng)力，而導(dǎo)致設(shè)計(jì)的底板負(fù)載能力不足而造成底板開裂，這對于地下室建筑是不安全的。另外，地基的穩(wěn)定性也受到極大的威脅。 </p><p>　　2.2解決混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見問題的對策 </p><p>　　針對不同程度的沉降量的工程，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所采取的處理措施也是不同的。對于沉降量相對較小的工程，可以采用褥墊的方法

11、處理，也就是說在地下室與持力層之間建筑一層保護(hù)帶，在沉降作用發(fā)生時(shí)，保護(hù)層會承受一部分的附加應(yīng)力，防止地下室地板因受力過度而開裂或沉降。同時(shí)，對天然地基也起到了養(yǎng)護(hù)的作用。這樣，地基保養(yǎng)便從根本上達(dá)到了解決。 對于有地下室的建筑，地下水的季節(jié)性變化也是影響地下室底板的重要因素。當(dāng)降水期來臨，地下水位升高。底板的防水設(shè)計(jì)顯得尤為重要。一般的地下室建筑，由于柱下承臺的形式比較復(fù)雜，其基槽地膜形狀也是較為繁復(fù)的，建筑復(fù)雜的外在輪廓一方面加大了

12、防水設(shè)計(jì)的難度，另一方面，增加了工程造價(jià)。很多設(shè)計(jì)工程師僅僅考慮到建筑物當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐牡乩頎顩r，忽視對降水這一因素的考慮，而導(dǎo)致在地下室底板設(shè)計(jì)時(shí)對防水工程的不全面、不科學(xué)。在室外地坪之下的結(jié)構(gòu)部分,外輪廓形狀設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡潔,這樣有利于建筑防水的施工。另外，在具體的設(shè)計(jì)方略上，采用統(tǒng)一地下室底板和柱下承臺的下標(biāo)高的反承臺法。這一方法的具體做法：在地下室內(nèi)部做濾水層和覆土，同時(shí)對柱下承臺進(jìn)行加厚工程的設(shè)計(jì)。這樣一來，基槽地膜形狀變得簡單，方便

13、施工，</p><p>　　3關(guān)于混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及處理對策 </p><p>　　3.1混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題 </p><p>　　在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，框剪結(jié)構(gòu)剪力墻在設(shè)計(jì)上布置不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻，這樣會造成應(yīng)力的過度集中，容易造成剪力墻的部分破壞。同時(shí)，在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，與之相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，比如連梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度也很大

14、。梁上有次梁處(包括挑梁端部)應(yīng)附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主粱可不加附加筋。還有當(dāng)主次粱截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相

15、對不大，主梁也可不加附加筋。當(dāng)外部梁跨度相差不大時(shí)，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1／4柱寬，并宜小于1／3柱寬。粱上有次梁時(shí)，應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。當(dāng)采用現(xiàn)澆板時(shí)，抗扭問題并不嚴(yán)重。原則上梁縱筋宜</p><p>　　3.2解決混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的對策

16、</p><p>　　在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要考慮建筑物的抗震功能，當(dāng)遇到中震時(shí)，我們應(yīng)考慮第一級別的剪力墻(指比值小于2時(shí)的墻肢) 其墻肢數(shù)最少為4肢。待第一級別的剪力墻進(jìn)入塑性階段后，為保證建筑物在震動作用下不至于過度變形而帶來災(zāi)害來建設(shè)小級別的剪力墻進(jìn)行多道設(shè)防。但當(dāng)遇到大震時(shí)，小級別的剪力墻也進(jìn)入塑性階段后，建筑物基本已經(jīng)破壞了。此時(shí)，我們應(yīng)該通過我們的設(shè)計(jì)有選擇地讓那些連接兩片剪力墻，在中震或大震的作用下

17、會首先開裂起到耗能作用，從而保持建筑物延性的連梁破壞，從而來保證柱子的完整性。這就是我們說的延性設(shè)計(jì)和連梁設(shè)計(jì)。 </p><p>　　總之，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，責(zé)任重大?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身是一個長期、復(fù)雜兼具深度和廣度的專業(yè)。以上是在設(shè)計(jì)工作中的一些認(rèn)識。只有通過不斷地學(xué)習(xí)、對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷進(jìn)行總結(jié)，才能成為一名合格優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對簡單，但設(shè)計(jì)中仍有很多需要注意

18、的問題，只有熟練地掌握規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)適用的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，為我國混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展和社會的和諧穩(wěn)定做出新貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500010-2002）北京。中國建筑工業(yè)出版社 </p><p>　　[2]陳岱林,等.多層及高層結(jié)構(gòu)CAD 軟