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摘要:建筑工程质量的好坏直接关系到人民生命财产的安全,随着国民经济的发展和城市可利用建设用地面积的减少,高层建筑层出不穷,高层建筑混凝土结构的设计水平要求显得越来越重要。本文结合工程案例对建筑混凝土结构设计相关内容进行详细分析。
关键词:混凝土结构;质量控制;混凝土;钢筋;模板
近年来,伴随着我国经济的快速发展和建筑水平的不断提升,建筑物的高度和规模也越来越大。这些高层建筑物大都采用钢筋混凝土结构,是整个建筑物的重力支撑,钢筋混凝土工程质量关系到人民的生命财产安全和建筑质量,如何加强钢筋混凝土的施工质量控制显得尤为重要。然而,随着高层建筑的增多,因为混凝土结构质量问题也不断出现,这一方面会直接影响到建筑住宅的经济效益,另一方面甚至还会影响到人们的生命财产安全。本文结合笔者多年的工作经验,对混凝土结构的施工质量控制进行了探索,找出了施工容易出现问题的工序和缺陷产生的原因,提出了切实可行的解决办法,可作理论交流及施工实践参考。
一、工程概况
该工程是在2013年中山市小榄镇西区经济联合社-祥和居商住楼,笔者是该项目的结构专业负责人。一期为建筑面积为7954.92㎡,二期为建筑面积:10064.5㎡,设计使用50年,结构安全等级二级,主体5层框架结构,建筑物高23.8米,基本烈度7度,抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级,基础采用预应力混凝土管桩桩。
设计思路:扭转耦连、偶然偏心、双向水平地震作用均是为计算结构在水平地震作用下的扭转效应而提出的三种计算方法。由于地震作用自身存在扭转分量,故从严格意义上来讲每一个结构在水平地震作用下均存在扭转影响,但我们不能盲目地选择,应该视结构在地震作用下受扭的轻重度来选择相应的计算方法。判断结构是否受扭的重要指标是楼层的最大弹性水平位移(用Um表示)或层间位移(用△Um表示),与楼层两端弹性水平位移(用Ua表示),或层间位移(用△Ua表示)的平均值之比值。
1、当[Um/Ua、△Um/△Ua]max<1.2时,结构属于扭转规则平面,可不考虑双向水平地震作用下的扭转耦连,宜考虑单向水平地震作用下的扭转耦连,TBSA、Satwe的编程人员建议任何工程均考虑扭转耦连。
2、当[Um/Ua、△Um/△Ua]max=1.2-1.3时,结构属于扭转不规则平面,应计算单向水平地震作用下的扭转耦连影响。
3、当[Um/Ua、△Um/△Ua]max=1.3-1.5时,美国IBC(InternationatBuidingCodc)――2000认为为极度扭转不规则平面,应计算双向水平地震作用下的扭转耦连影响。
4、当[Um/Ua、△Um/△Ua]max>1.5时,结构属于严重扭转不规则平面,“高规”为“不应”采用的平面。
以上的Um/Ua、△Um/Ua、△Um/△Ua一般可以从程序位移输出结果文件中直接查到,但必须是按刚性楼盖假设且考虑偶然偏心的计算结果,详见“抗规”条文说明第3.4.2条及“高规”第4.3.5条。实际计算的步骤如下:
(1)按刚性楼盖假设考虑偶然偏心计算一次。
(2)查看步骤一的位移结果文件,看位移比落在上三段中的那一段,选择相应计算扭转的方法再计算一次。
(3)如果采用单向水平地震扭转耦连计算,则应比较步骤一、二结果取大者,即扭转耦连与偶然偏心不叠加;如果直接采用双向水平地震扭转耦连计算,可不进行第一步骤,即考虑双向水平地震时可不考虑偶然偏心。
该工程设计文件经市.省.建设部多次检查通过,而且设计效果良好,获社会及甲方好评。
二、钢筋混凝土结构设计要点及优化分析
2.1合理设计图纸
组织有关技术管理人员和钢筋、模板及混凝土等工种的工长对施工图纸进行会审交底,包括:结构的标高、配筋及截面尺寸是否有遗漏和错误;梁上所栽构造柱是否与建筑图相符;特殊构造部分的拉结筋型号、尺寸、形状和技术规定及要求是否符合规范、图集的要求,对图纸会审记录及设计变更问题,应及时在相应的结构图上标明,避免因遗忘而造成施工失误。
2.2合理设计延展性要求
设计钢筋混凝土结构时要考虑到延展性这一关键参数,只有延展性的有效提高才能确保钢筋混凝土结构的柔韧性能,地震和其他作用对于钢筋混凝土结构的有害影响才能够有效控制,建筑物倾斜、滑移和倒塌现象才能够得到有效控制,所以,必须科学地设计钢筋混凝土结构的形式,做到钢筋混凝土结构延展性符合相关的规范和实际需要。
2.3合理设计综合倾斜力
在地震、风力和砌体因素的影响下,钢筋混凝土结构会出现受水平作用力的现象,这一作用力会造成钢筋混凝土结构的倾斜作用,进而出现对钢筋混凝土结构的影响。在设计钢筋混凝土结构的过程中要对倾斜力的大小做到控制,通过科学设计综合倾斜力,以便实现钢筋混凝土结构的稳定和连续。
2.4科学设置剪力墙
钢筋混凝土结构设计过程中应该突出安全,一方面要确保钢筋混凝土结构施工过程中安全目标的实现,要为钢筋混凝土结构施工创造一个安全的环境,这是进行钢筋混凝土结构设计的必要前提。首先,要实现剪力墙布置的对称、集中,要在重点环节做到剪力墙设置的均匀化,在变化较大的位置应该缩短剪力墙的间距,以便实现恒载的平衡。再次,要实现剪力墙双向的布置,提高整个钢筋混凝土结构的稳定性。
2.5合理设计混凝土配合比
混凝土的配合比会直接影响到混凝土的质量,砂石和含水量都必须严格按照相关规定进行合理配比。混凝土配合比报告单应委托有资质的检测试验单位出具;场测试砂石含水率,依据实际情况调整材料用量后下发施工配合比通知单。依据规划部门提供的红线桩水准点标高及施工位置平面图进行轴线定位测量、标高引测,并形成放线测量成果报有关单位批准。
2.6合理设计构件受力,避免钢筋位移
在钢筋混凝土结构施工过程中,要特别注意混凝上结构的受力因素分析,合理设计框架结构中梁柱节点中柱箍筋数量,间距严格按照相关规范规定进行施工,把握好构件受力钢筋位移控制,必须按照图纸做好每一个钢筋的位置固定工作,必须主梁与次梁相交处配筋相互矛盾以及梁内纵向钢筋弯入边柱内的布置等问题,使该工程达到了预定的“市优”标准。
三、结论
建筑产业事关人们生活、经济建设和国家发展,在科技进步和观念更新的背景下,建筑业的发展进入的加速时期,社会的要求和建筑产业内在发展的要求都指向了建筑物结构的不断更新和变化,当前复杂和大结构的建筑形式越来越多,钢筋混凝土结构成为建筑主要的设计与施工的内容,如何对钢筋混凝土结构设计进行合理化、优化处理已经成为建筑产业的核心问题。应该在设计工作中突出钢筋混凝土结构的设计原则,强化钢筋混凝土结构设计要求,对钢筋混凝土结构设计方法做到进一步加强,通过对钢筋混凝土结构优化的设计,实现钢筋混凝土结构的安全、耐久性和抗震性,达到对建筑产业更好适应社会,实现自身发展的目标。
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