時間：2023-03-23 15:18:11
序論：在您撰寫混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：高層建筑；超長結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)；設(shè)計
1前言
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，為現(xiàn)代高層建筑向更高、體型更復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式更多樣、功能更全、綜合性更強(qiáng)的方向發(fā)展提供了更大的可塑空間。通?？墒菇ㄖ镌谕回Q直線上，上部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作商店、餐館等。以滿足綜合性的不同需要。本文所介紹的工程設(shè)計是一幢集辦公、休閑為一體的高檔辦公樓。
2工程概況
本工程位于益陽市赫山區(qū)，建筑面積31000m2，地上21層，地下一層，總高度為83m。其中一層為大型商場，二層為餐廳，三層為娛樂場所，四層及以上為公寓和辦公樓。工程結(jié)構(gòu)形式采用框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，裙樓為超長結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面布置隨建筑變化而逐層變化，圖1為四層的結(jié)構(gòu)平面圖，樓層主、次梁均為預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)。
3結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在混凝土材料收縮和環(huán)境溫差的作用下發(fā)生的體積縮小變形從而增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力大于構(gòu)件的極限抗拉強(qiáng)度時，構(gòu)件即開裂。對此，現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定框架-剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫最大為45~55m。本結(jié)構(gòu)縱向長度近159.6m，遠(yuǎn)超過上述規(guī)定，而且6個剪力筒大大增強(qiáng)其中間混凝土樓面水平側(cè)向約束。如增加兩道或三道結(jié)構(gòu)伸縮縫，必須采用從基礎(chǔ)到頂層增加雙梁雙柱來實(shí)現(xiàn)，這除了增加施工難度和成本之外，還大大影響了使用功能和建筑要求。設(shè)計采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)解決這一結(jié)構(gòu)超長問題，通過對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)中預(yù)先產(chǎn)生壓應(yīng)力。使其抵消超長結(jié)構(gòu)在季節(jié)溫差和混凝土收縮過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。理論與實(shí)踐證明預(yù)應(yīng)力對控制超長結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是有效的。
預(yù)應(yīng)力除了可有效控制裂縫的作用之外，其主要作用是能有效抵抗豎向荷載并明顯降低構(gòu)件尺寸。經(jīng)初算,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)8.4m跨主梁的梁高可由原來普通鋼筋混凝土主梁的700mm降為500mm，次梁梁高可由600mm降為450mm，16.4m跨主梁的梁高可由1600mm左右降為900mm~
1100mm。這樣在保持凈層高不變的情況下，每層高度可降低200mm。經(jīng)綜合考慮決定采用預(yù)應(yīng)力方案，使樓層數(shù)量在建筑總高不變的情況下增加一層，從而取得顯著的經(jīng)濟(jì)效果。
為此，在設(shè)計中我們針對本工程的結(jié)構(gòu)形式和布置特點(diǎn)，確定了以下主要設(shè)計原則：
3.1為有效控制混凝土裂縫以及降低層高，結(jié)構(gòu)縱橫兩個方向的梁均布置預(yù)應(yīng)力筋；考慮到規(guī)范要求，采取有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，跨后澆帶的鎖縫預(yù)應(yīng)力筋采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。
3.2根據(jù)文獻(xiàn)[2]，混凝土中有效預(yù)應(yīng)力大于0.7Mpa，則可基本避免溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開裂。所以間距為2.8m的主次梁均應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，已達(dá)到在板中建立一定預(yù)壓力避免樓板開裂的目的。
3.3后澆帶位置要合理，避免布置在側(cè)向剛度很大的構(gòu)件周圍，以免影響兩側(cè)板帶的自由收縮。
3.4由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量和形式多樣，設(shè)計時就必須考慮采取相應(yīng)的構(gòu)造和施工措施來避免預(yù)應(yīng)力張拉施工時可能造成混凝土開裂。
4預(yù)應(yīng)力計算
4.1設(shè)計重點(diǎn)
a)4~6軸部分結(jié)構(gòu)地下一層至六層縱向均為8.4m跨的框架結(jié)構(gòu)，其中六樓為空中花園，七、八樓中空，到九、十層縱向成為連接兩邊塔樓的16.4m跨大梁板,其中十層為空中花園。按結(jié)構(gòu)整體計算結(jié)果配筋，并對兩層柱采取加強(qiáng)措施。另外施工時九層的支撐為兩層高，而且后澆帶的設(shè)置使地下一層至六層的A~C軸和E~F軸以及九、十層A~F軸在后澆帶未澆混凝土、鎖縫筋未張拉之前形成12.4m的大懸挑結(jié)構(gòu)。所以這些部位結(jié)構(gòu)的支撐均通過認(rèn)真計算確定并適當(dāng)加強(qiáng)。
b)如圖1所示，十層和十一層17~20/C~G軸之間是一個懸挑大網(wǎng)架，面積為25.2m×33.6m，矢高為一個樓層高度，通過大型預(yù)埋件固定在17、18、19、20、E、F、G梁柱節(jié)點(diǎn)上。在風(fēng)荷載的作用下支座對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的水平推拉力，十一層G點(diǎn)支座向外拉力最大，為1300kN。為了避免在梁柱節(jié)點(diǎn)預(yù)埋件處局部混凝土產(chǎn)生過大的集中應(yīng)力，在預(yù)埋件上鉆直徑20mm的孔，采用無粘結(jié)應(yīng)力筋對預(yù)埋件進(jìn)行錨固,把支座拉力傳向遠(yuǎn)端框架結(jié)構(gòu)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與原結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋不相干，基本走梁中直線，張拉控制應(yīng)力為0.6fptk。
c)二十層屋面設(shè)置了冷卻塔、擦窗機(jī)以及沿周邊7m高的廣告牌。所以本樓層荷載復(fù)雜，特別是廣告牌支座在風(fēng)荷載作用下，每個支座最不利彎矩為250kN·m，支座兩個支點(diǎn)間距為800mm則支點(diǎn)上下反復(fù)集中力約為300KN。支座間距為28m，對于16.8m跨大梁就有5個點(diǎn)落在梁中位置，荷載值很大。
針對以上所述的設(shè)計重點(diǎn)難點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力設(shè)計緊密與建筑、鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備等專業(yè)配合，均采取了相應(yīng)有效合理的設(shè)計措施。
4.2預(yù)應(yīng)力計算標(biāo)準(zhǔn)
材料強(qiáng)度等級:混凝土C40，局部采用杜拉纖維C60混凝土;有粘結(jié)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為1860高強(qiáng)低松弛鋼絞線，張拉控制應(yīng)力均為0.75fptk。
本工程采用SATWE以及PREC程序進(jìn)行抗裂驗(yàn)算以及配筋計算。根據(jù)規(guī)范要求:結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)以及耐久性的要求。針對結(jié)構(gòu)多樣復(fù)雜性。對不同情況的構(gòu)件采取不同的控制標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。
所有預(yù)應(yīng)力梁普通鋼筋基本采用對稱配筋，其受壓區(qū)高度均小于0.35h0，縱向受拉鋼筋折算配筋率均不大于3％，符合規(guī)范要求。所有梁均進(jìn)行兩層托一層的施工工況以及樓面自重下一次張拉反拱工況的驗(yàn)算，均未開裂。
5構(gòu)造設(shè)計
5.1后澆帶設(shè)置
如圖1所示，三道后澆帶把結(jié)構(gòu)分成長度均為36m左右的四個區(qū)段，有效解決了側(cè)向剛度很大的剪力筒約束混凝土樓板自由收縮的問題?；炷恋氖湛s隨時間而增長，初期發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的1/4，一個月約可完成1/2，三個月完成60％～80％。在后澆帶澆筑之前，超長板可視為一種能接近于自由變形的構(gòu)件，后澆帶選擇兩個月后而且氣溫低于主體結(jié)構(gòu)澆灌時氣溫澆灌，考慮豎向結(jié)構(gòu)（柱和墻）的約束影響，可認(rèn)為此時收縮變形已完成50％。穿越后澆帶的鎖縫預(yù)應(yīng)力筋在后澆帶混凝土達(dá)到100％強(qiáng)度時即可張拉。為增強(qiáng)后澆帶的抗裂性能，采用比原強(qiáng)度等級高一個等級的膨脹混凝土澆灌。
預(yù)應(yīng)力對于E～F軸段結(jié)構(gòu)從第三層就到17軸為止，則該區(qū)段15～16軸之間的后澆帶的作用不是很明顯。為加快施工進(jìn)度，從第六層開始把該后澆帶取消，預(yù)應(yīng)力筋最長55.4m。同時在16軸與剪力墻之間預(yù)留臨時施工后澆帶，以實(shí)現(xiàn)兩端張拉和避免拉裂混凝土。同理在C、E軸邊板設(shè)置200mm寬的臨時后澆帶，以防止4～6軸間的橫向次梁預(yù)應(yīng)力張拉時把內(nèi)部結(jié)構(gòu)拉裂。
5.2錨具設(shè)計
由于荷載和結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力數(shù)量種類很多，根據(jù)各種組合采用了單孔、4孔、6孔、9孔和12孔等多種型號的錨具。固定端采用了擠壓式錨具。因此本工程預(yù)應(yīng)力錨具及相關(guān)配筋種類較多。
5.3張拉槽、后澆帶構(gòu)造設(shè)計
由于后澆帶或梁面張拉槽處需要采用變角張拉技術(shù)，而要實(shí)現(xiàn)變角張拉的操作，梁面普通鋼筋以及箍筋必須有足夠的間隔。如設(shè)計不作預(yù)先充分的考慮，必將帶來如截筋而無法補(bǔ)強(qiáng)等施工問題，最終影響工程質(zhì)量。所以設(shè)計時應(yīng)對構(gòu)造復(fù)雜的地方進(jìn)行特殊處理，以保證施工質(zhì)量。
在梁后澆帶處或梁面張拉槽處，先按張拉變角塊所需的空間以及盡量少斷鋼筋的原則排好普通鋼筋，對割斷鋼筋采取增加相應(yīng)搭接筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。后澆帶及梁面張拉槽處張拉端的詳細(xì)構(gòu)造設(shè)計（見圖2和圖3）。
5.4張拉順序設(shè)計
根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)，張拉各個區(qū)域分開進(jìn)行，先張拉次梁，后張拉主梁。這主要由于先張拉主梁（特別是與次梁垂直的主梁），有可能會由于主梁反拱抬起未張拉的次梁，而導(dǎo)致后者的開裂。預(yù)應(yīng)力筋張拉順序如下：
a）先沿著一個方向張拉縱向次梁，再返回張拉縱向主梁；
b）沿一個方向張拉橫向主、次梁；
c）橫向主梁由于中間16.4m跨所配的預(yù)應(yīng)力筋比兩邊兩短跨多，必須先張拉貫通全50.4m梁的預(yù)應(yīng)力筋，在兩邊短跨梁內(nèi)建立起預(yù)壓力，再張拉中間其余預(yù)應(yīng)力筋。否則必定把兩邊短跨梁拉裂。
6結(jié)語
經(jīng)各方共同努力，本工程施工進(jìn)展順利，經(jīng)觀察沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，質(zhì)量優(yōu)良。工程實(shí)踐表明：
6.1采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)和合理布置后澆帶是解決超常結(jié)構(gòu)混凝土開裂的有效途徑。
6.2在高層中，施加預(yù)應(yīng)力能起承受主要豎向荷載而降低構(gòu)件尺寸的作用。所以在保持總高度不變的情況下，采用預(yù)應(yīng)力方案可以增加建筑物層數(shù)，從而取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
6.3預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)配筋計算應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，對同一幢建筑中的不同構(gòu)件，同一個構(gòu)件的不同工況都應(yīng)采取相應(yīng)不同的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
6.4預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)全面、深入考慮合理的構(gòu)造設(shè)計和恰當(dāng)?shù)氖┕し椒?、順序，這有利于指導(dǎo)施工各方配合，保證施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.GB50010-2002.
[2]美國混凝土協(xié)會規(guī)范.AC1318.
[3]陶學(xué)康.后張預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社.
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)
前言
1在設(shè)計方法上的差別
在建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ10－89中（以下簡稱GBJ10－89），采用的是近似概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。以概率理論為基礎(chǔ)，較完整的統(tǒng)計資料為依據(jù)，用結(jié)構(gòu)可靠度來衡量結(jié)構(gòu)的可靠性，按可靠度指標(biāo)來確定荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料分項(xiàng)系數(shù)，使設(shè)計出來的不同結(jié)構(gòu)，只要重要性相同，結(jié)構(gòu)的可靠度是相同的。
在公路橋梁專業(yè)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》TJT023－85中（以下簡稱TJT023－85），采用的是半概率半經(jīng)驗(yàn)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。雖然也采用概率理論及結(jié)構(gòu)可靠度理論，但在設(shè)計公式中是用三個經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來反映結(jié)構(gòu)的安全性，即荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)。
在設(shè)計中，對這種系數(shù)的差別要注意區(qū)別，不能混淆。
2材料強(qiáng)度取值上的差別
2．1混凝土的強(qiáng)度
混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)，是用標(biāo)準(zhǔn)試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)后用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的強(qiáng)度指標(biāo)。兩規(guī)范中所采用的試塊尺寸是不同的。GBJ10－89中采用150mm立方體試塊，TJT023－85中用200mm的立方體試塊。GBJ10－89中，根據(jù)測得的具有95％保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強(qiáng)度等級，一共分為十級，即C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C60。
TJT023－85中，根據(jù)測得到具有84．13％保證率的立方體抗壓極限值來確定混凝土的強(qiáng)度等級，用混凝土標(biāo)號表示，一共分為七級，即15號、20號、25號、30號、40號、50號、60號。由于所采用的試塊尺寸不同，兩規(guī)范中相同數(shù)值等級的混凝土強(qiáng)度值是不同的，GBJ10－89的值大。如C15混凝土與15號混凝土，盡管都表示強(qiáng)度等級為15Mpa的混凝土，但實(shí)際強(qiáng)度C15混凝土比15號混凝土大?；炷翉?qiáng)度取值不同，這一點(diǎn)在設(shè)計中是要注意的。
2．2鋼筋的強(qiáng)度
兩規(guī)范中，鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度取值是一樣的，都采用鋼材的廢品限制值作為取值依據(jù)。但鋼筋的設(shè)計強(qiáng)度取值不一樣，GBJ10－89中以標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值除以材料分項(xiàng)系數(shù)作為取值依據(jù)，而TJT023－85中設(shè)計強(qiáng)度取值與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度取值是一樣的。這樣，相同的鋼筋等級，TJT023－85中鋼筋的設(shè)計強(qiáng)度取值大。
3荷載取值的差別
兩規(guī)范中荷載分類與取值都有明確的規(guī)定，不容易混淆。在荷載效應(yīng)組合中有一點(diǎn)差別，應(yīng)注意。GBJ10－89中，荷載效應(yīng)組合時，既有荷載分項(xiàng)系數(shù)，又有荷載組合系數(shù)，要區(qū)別開來。TJT023－85中只有荷載分項(xiàng)系數(shù)。
4構(gòu)件計算的差別
兩規(guī)范中在構(gòu)件計算上，盡管依據(jù)的原理、計算假定、計算模型基本一致，但計算公式、計算結(jié)果是有較大差別的。構(gòu)件計算是關(guān)系到設(shè)計結(jié)果的最重要的一環(huán)，值得重視。限于篇幅，只以正截面受彎和斜截面受剪強(qiáng)度計算為例看計算上的差別。
4．1正截面受彎強(qiáng)度計算
兩規(guī)范在計算假定上就有差別?；炷翗O限壓應(yīng)變?nèi)≈?，TJT023－85中為εu＝0．003GBJ10－89中εu＝0．0033。在等效矩形應(yīng)力圖形中，TJT023－85取γσ＝Raβx＝0．9x。GBJ10－89中取γσ＝1．1fcβx＝0．8x。由于εu取值不同，兩規(guī)范中混凝土界限受壓區(qū)高度有些差別。從混凝土極限壓應(yīng)變、等效矩形應(yīng)力圖形的差別上可以看出，兩規(guī)范中安全儲備是不同的。TJT023－85的安全儲備大。
下面用算例來說明這一問題。
有矩形截面梁，截面尺寸為250mm×500mm20號混凝土，Ⅱ級鋼筋。計算截面處計算彎矩為Mj＝15KN．m試進(jìn)行配筋計算。
4．1．1先按TJT023－85計算。
已知20號混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值Ra＝11MpaII級鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值Rg＝340Mpa混凝土相對界限受壓區(qū)高度ξjg＝0．55，材料安全系數(shù)γc＝γs＝1．25。
（1）求混凝土受壓區(qū)高度x
先假定鋼筋按一排布置，鋼筋重心到混凝土受拉邊緣的距離a＝40mm，則有效高度h0＝（500－40）mm＝460mm由
得
解得X＝133mm＜ξjgh0＝0．55×460＝253mm。
（2）求所需鋼筋數(shù)量Ag，由RgAg＝Ra·bx，得
Ag＝＝＝1076mm2
（3）驗(yàn)算最小配筋率μ＝＝＝1％＞μmin＝
0．1％，滿足規(guī)范要求。
4．1．2按GBJ10－89計算
C20混凝土，彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcm＝11Mpa，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy＝310Mpa混凝土相對界限受壓區(qū)高度ξb＝0．544
（1）求X有Mj＝fcmb×（h0－）得115×106＝11×250×（460－），解得x＝（1－1－）h0＝102．3mm＜ξbh0＝0．544×460＝250．2mm滿足要求
（2）求As由Asfy＝fcmbx得As＝fcmbx／fy＝（11x250×102．3）／310＝907．5mm2＞μminbh0＝0．15％×250×460＝172．5mm2
如果扣除由于20號混凝土與C20混凝土之間強(qiáng)度取值的差別，20號混凝土按GBJ10－89，fcm＝11×0．95＝10．45MPa則x＝（1－1－）×460＝108．5mm，As＝（10．45x250x108．5）／310＝914．4mm2
從上述計算中看出，按TJT023－85比按GBJ10－89鋼筋用量多17．7％。
4．1．3受彎構(gòu)件斜截面強(qiáng)度計算
在斜截面強(qiáng)度計算中，兩規(guī)范都是根據(jù)斜截面發(fā)生剪壓破壞時的受力特征和試驗(yàn)資料所制定的。但兩規(guī)范在計算公式表述上及計算結(jié)果上都有較大的差別。
TJT023－85中，斜截面強(qiáng)度計算公式為：Qj≤Qu＝Qhk＋QW，其中Qhk＝0．0349bh0（2＋p）RμkRgk，Qw＝0．06RgwΣAwsinα，式中Qj：根據(jù)荷載組合得出的通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力，即計算剪力，單位為KN；Qhk：混凝土和箍筋的綜合抗剪承載力（KN）；Qw：彎起鋼筋承受的剪力（KN）；b：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的腹板厚度（cm）；h0：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（cm）；μk：箍筋配筋率μk＝nk·ak／（b·s）；Rgk：箍筋的抗拉設(shè)計強(qiáng)度（Mpa），設(shè)計時不得采用大于340Mpa：R：混凝土標(biāo)號（Mpa）；p斜截面內(nèi)縱向受拉主筋的配筋率，p＝100μ，μ＝Ag／bh0當(dāng)p＞3．5時，取p＝3．5；Rgw：彎起鋼筋的抗拉設(shè)計強(qiáng)度（Mpa）；Aw在一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋縱截面面積（cm2）；α：彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。
上式中工作條件系數(shù)、安全系數(shù)均已記入。公式的適用條件采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足Qj≤0．051Rh0（KN）。滿足下限值，Qj≤0．038R1bh0（KN）可按構(gòu)造要求配置箍筋，式中R1：混凝土抗拉設(shè)計強(qiáng)度（Mpa）。GBJ10－89中，斜截面承載力的計算公式為V≤Vu＝Vcs＋Vsb其中Vcs＝0．07fcbh0＋1．5fyv（Asv／S）h0Vsb＝0．8fyAsbsinαs當(dāng)為承受集中荷載的矩形獨(dú)立梁，Vcs＝0．2／（λ＋1．5）fcbh0＋1．25fyvh0，式中V：構(gòu)件截面上的最大剪力設(shè)計值（N）；Vcs：混凝土與箍筋的綜合抗剪承載力（N）；Vsb：彎起鋼筋所承受的剪力（N）；b：矩形截面的寬度，T形截面或I形截面的腹板寬度（mm）；h0：通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（mm）；fc：混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值（Mpa）；fyv：箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值（Mpa）；S：沿構(gòu)件長度箍筋間距（mm）；fy：彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值（Mpa）；Asb：在一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋縱截面面積（mm2）；αs：彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。
公式的適用條件也是采用上限值和下限值來保證。上限值要求截面最小尺寸滿足V≤0．25fcbh0當(dāng)為薄腹梁，V≤0．2fcbh0。滿足下限值V＝0．07fbh0，可按構(gòu)造要求配置箍筋。從上述公式中，可以看出，公式的表達(dá)形式不同，各物理量的單位也不同。
下面以實(shí)際例子看看計算結(jié)果上的差別。
已知T形截面簡支梁，25號混凝土，縱筋采用II級鋼筋，箍筋采用I級鋼筋，計算截面的計算剪力為416．27KN受拉區(qū)有2Φ32的縱筋，保護(hù)層厚30mm。進(jìn)行腹筋設(shè)計。
下表是根據(jù)兩規(guī)范進(jìn)行的計算比較。
TJT023－85中，對斜截面抗剪計算，要求彎起鋼筋承擔(dān)40％的計算剪力，混凝土與箍筋共同承擔(dān)60％的計算剪力。另根據(jù)規(guī)范對計算剪力的定義，TJT023－85中的計算剪力與GBJ10－89中的設(shè)計剪力是一致的。所以在GBJ10－89計算中，也按4：6比例分擔(dān)剪力。
關(guān)鍵詞：建筑工程；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計
近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的深入推進(jìn)，建筑需求量越來越多。在現(xiàn)代建筑工程施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)是普遍使用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)具有承載力強(qiáng)、耐久性好、剛度大、耐火性高、安全性高等特點(diǎn)，同時在施工過程中施工成本較低，得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際中，為了確保建筑混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)建筑工程的各項(xiàng)功能，必須對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能存在的問題進(jìn)行嚴(yán)格的管控，合理分析，并制定相應(yīng)的解決對策，為建筑工程施工質(zhì)量的提高打下良好基礎(chǔ)。
1建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不足
1.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計中的問題
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)有時因?yàn)槌至油翆臃植疾痪鶆?，使基礎(chǔ)坐落在軟硬不均的土層上，相鄰基礎(chǔ)沉降差過大，導(dǎo)致基礎(chǔ)變形過大；由于地下室在提高建筑穩(wěn)定性、地基承載力、減少地震破壞以及解決建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此，在很多建筑工程中，經(jīng)常會設(shè)置地下室。當(dāng)建筑選址在山地上時，由于原始地貌水位較低，設(shè)計過程中往往會忽視建筑工程竣工后由于回填土體毛細(xì)現(xiàn)象，導(dǎo)致地下室底板及外墻承載力不足，出現(xiàn)墻體裂縫和底板涌水現(xiàn)象，給工程項(xiàng)目帶來難以解決的問題和損失。
1.2混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題
在混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計時，還存在一些問題，框架結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)防防線較少；因梁跨度大，梁截面高度就大，而框架柱截面較小，導(dǎo)致強(qiáng)梁弱柱情況出現(xiàn)；框架—剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻布置不均勻，出現(xiàn)單肢剪力墻剛度過大，應(yīng)力集中，連梁剛度過強(qiáng)等；高層結(jié)構(gòu)中忽視零應(yīng)力區(qū)等現(xiàn)象。這樣類似問題出現(xiàn)，會給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。
2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計不足的應(yīng)對策略
2.1混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計
在實(shí)際工程中，采用天然地基基礎(chǔ)形式時，要么基礎(chǔ)情況非常好，地基承載力非常高；要么上部荷載較小，樓層數(shù)較低，對地基承載力要求也較低，采用天然地基可以使工期短、造價低。但無論如何都要滿足地基的強(qiáng)度和變形要求。根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，地基承載力特征值低于130kPa、相鄰建筑物距離過近可能導(dǎo)致發(fā)生傾斜、建筑物附近堆載過大等都應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。當(dāng)基礎(chǔ)處于軟硬不均的持力層土層上時，要采用褥墊層以調(diào)整不均勻沉降。根據(jù)具體情況，進(jìn)行厚度約為500～600mm的換填，并進(jìn)行分層碾壓夯實(shí)。采用錐形獨(dú)立基礎(chǔ)時，斜面坡度小于1:3，混凝土能夠振搗密實(shí)，保證基礎(chǔ)強(qiáng)度和高度的要求。在對基礎(chǔ)間拉梁設(shè)計時，要充分考慮梁上土的重量和柱底荷載拉力的作用，適當(dāng)?shù)脑黾优浣睿瑥亩ＷC基礎(chǔ)的整體剛度。對于地下室工程，宜建造在密實(shí)、均勻、穩(wěn)定的地基上。當(dāng)處于不利地段時，應(yīng)采取相應(yīng)措施。充分考慮各個構(gòu)件所承受的荷載，尤其是水浮力，回填土后水的壓力會升高。底板的浮力會加大，墻體的水平壓力也會增高。針對這樣的問題，在建筑使用功能允許的情況下，應(yīng)將底板和地下室外墻盡量分隔成小跨，以減小壓力對底板和外墻的影響，減少開裂情況的發(fā)生。同時，可以提高墊層混凝土強(qiáng)度等級，厚度也不小于100mm。
2.2混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計
上部設(shè)計中，宜設(shè)置多道防線。（1）對整體建筑的抗震要求進(jìn)行全面考慮，也就是重視概念設(shè)計。抗震設(shè)計宜采用平面布置基本均勻，豎向剛度無明顯變形、承載力無明顯突變的結(jié)構(gòu)體系，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)。因此應(yīng)選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件截面尺寸以及合適的配筋方式，確保豎向構(gòu)件有足夠的延性，增大構(gòu)件的塑性變形能力。框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，剪力墻應(yīng)沿著縱橫兩個方向，布置在建筑周邊、電梯間、樓梯間及荷載較大的位置，墻體間距滿足規(guī)范，同時單片剪力墻的水平剪力不能高于結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%。在設(shè)計第二道防線時，要對剪力墻連梁的跨高比進(jìn)行嚴(yán)格控制。實(shí)踐表明，剪力墻連梁跨高比為5時，各項(xiàng)性能是最好的。（2）在進(jìn)行剪力墻梁、柱設(shè)計時，應(yīng)該堅持強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固的原則。此外，對于中震程度建筑混凝土結(jié)構(gòu)，需要考慮第一級別剪力墻，墻肢數(shù)量最少要保持4肢。當(dāng)?shù)谝患墑e的剪力墻進(jìn)入塑性階段后，需要在級別較小的剪力墻進(jìn)行多道設(shè)防，避免建筑在震動下過度變形，從而對級別小的剪力墻造成危害。在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)有選擇的將縱橫兩片剪力墻連接在一起，在遇到中震或者大震時，剪力墻開裂會達(dá)到耗能的作用，這樣就保持了建筑延性破壞，確保了建筑整體性能不損壞，真正做到小震不壞、中震可修、大震不倒，以保證人民生命財產(chǎn)的安全。
3結(jié)束語
在新時期下，不管是業(yè)主，還是建設(shè)單位都對建筑工程的整體質(zhì)量有很高的要求，即使是墻體開裂都會對人的心理帶來不好的影響。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須根據(jù)具體情況，認(rèn)真、仔細(xì)的對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并反復(fù)審查，發(fā)現(xiàn)問題后及時解決，不斷優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而促進(jìn)建筑工程施工質(zhì)量的提升，為整個建筑工程各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)提供保障。
作者:毛亞鳳 單位:昆明理工大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
[1]張立軍.論房屋建筑混凝土施工技術(shù)[J].工程技術(shù)研究,2017,(2):73+75.
[2]仇文法.建筑工程混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量管理[J].住宅與房地產(chǎn),2015,(28):53+57.
關(guān)鍵詞：鋼骨混凝土柱鋼骨截面形式鋼骨含鋼率
前言
所謂超限高層建筑工程是指超出國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結(jié)構(gòu)類型、體型特別不規(guī)則以及有關(guān)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定應(yīng)進(jìn)行抗震專項(xiàng)審查的高層建筑工程。中廣大廈是集辦公，住宅,商場,餐飲,娛樂為一體的大型高層綜合性建筑。包括三棟高層塔樓(A,B,C棟).裙房五層,地下二層。地下一、二層為設(shè)備用房，汽車庫，地下二層戰(zhàn)時為六級人防。地上一~五層為商場。A、B棟塔樓為6~26層蝶形平面的高層住宅，房屋高度89.1米，包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度106.1米。C棟塔樓為6~28層大空間辦公室，房屋高度99.6米。包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度118.800米。五層商場總面積為26745平方米，總建筑面積100010平方米。
因房屋總長度遠(yuǎn)超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距55米的限值，為此設(shè)二道抗震縫將房屋分為三段，形成三個結(jié)構(gòu)單元。即A、B棟高層為大底盤、雙塔樓；C棟為獨(dú)立帶裙房的框架剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑；其余為框架結(jié)構(gòu)。建筑抗震設(shè)防類別均為乙類，場地類別為Ⅱ類。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土平板式筏形基礎(chǔ)，底板厚度1600mm（住宅部分）、1800mm（辦公部分），持力層為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值400Kpa，壓縮模量Es=12~17Mpa.。本建筑的結(jié)構(gòu)安全等級為一級，設(shè)計基準(zhǔn)期為50年。本文以A、B棟為論及對象。
1、結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)
A、B棟高層為滿足上部住宅建筑的舒適性、規(guī)則性要求（即住宅室內(nèi)無柱角）及下部五層商場大空間的使用要求，采用五層大底盤雙塔樓框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在五~六層中間利用設(shè)備層做轉(zhuǎn)換層，采用梁式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層設(shè)置標(biāo)高為23米。高寬比為3.22，長寬比為4.13，轉(zhuǎn)換層上下剪切剛度比值γ=1.395。
1、房屋高度超限
A、B棟高層房屋高度為89.1米，超過了《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（JGJ3-91）中規(guī)定的框支剪力墻結(jié)構(gòu)8度區(qū)適用高度80米的限值。
2、采用雙塔樓聯(lián)體結(jié)構(gòu)，質(zhì)量、剛度分布不均勻，豎向不規(guī)則。
3、高位轉(zhuǎn)換：
在五~六層之間利用設(shè)備層做轉(zhuǎn)換層，標(biāo)高23米。超過8度區(qū)轉(zhuǎn)換層宜控制在3層以下的限制。
4、由于住宅建筑平面的要求，局部存在二次轉(zhuǎn)換。
5、由于商場使用功能的限制，A、B棟塔樓的落地剪力墻數(shù)量偏少，且大都布置在商場后部，主體結(jié)構(gòu)與大底盤中心的偏心矩與底盤尺寸之比大于0.2。
6、6~26層住宅部分在剪力墻局部開設(shè)角窗。
2、構(gòu)造措施
經(jīng)我院多次分析論證，認(rèn)為其主要不利因素為：框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層以下，支撐框架與落地剪力墻并存，形成了“支撐框架—剪力墻“體系。此中，支撐框架是一個薄弱環(huán)節(jié)。這種結(jié)構(gòu)體系，在高位轉(zhuǎn)換時，由于在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，易形成薄弱層，對抗震不利。同時，支撐框架柱要直接承擔(dān)上部傳來的重力荷載，直接承擔(dān)其上剪力墻由于傾覆力矩產(chǎn)生的軸力，要直接承擔(dān)不可能依靠樓板全部間接傳力給落地剪力墻而有一部分直接傳來的地震水平剪力。這樣使得轉(zhuǎn)換層以下支撐框架柱的內(nèi)力遠(yuǎn)大于計算分析結(jié)果。對此采取以下措施：
1、在塔樓范圍內(nèi)五層以下框支部分采用鋼骨混凝土柱，鋼筋混凝土梁混合結(jié)構(gòu)（鋼骨混凝土柱共48個）。作為解決高位轉(zhuǎn)換和高度超限的一項(xiàng)重要措施。
2、A、B棟塔樓的裙樓樓屋面板，在塔樓高振型的影響下，承受較大反復(fù)作用下的縱向拉壓力及橫向剪力，受力十分復(fù)雜。同時，由于建筑使用功能的要求，在裙樓中部開設(shè)大洞以便設(shè)置電梯，對樓板削弱較大。針對這一不利因素，在設(shè)計中采用了加強(qiáng)開大洞處樓板四周梁的斷面及配筋，加大樓板厚度，增設(shè)斜筋的措施。
3、由于上部住宅為蝶形平面，在轉(zhuǎn)換層個別部位出現(xiàn)了二次轉(zhuǎn)換梁。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）第10.2.10條的規(guī)定：轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（墻、柱）宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。當(dāng)結(jié)構(gòu)豎向布置復(fù)雜，框支主梁承托剪力墻并承托轉(zhuǎn)換次梁及其上剪力墻時，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析，按應(yīng)力校核配筋，并加強(qiáng)配筋構(gòu)造措施。B級高度框支剪力墻高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，不宜采用框支主、次梁方案。針對這一不利因素，我們采取了加強(qiáng)框支主梁的配筋構(gòu)造措施，并在框支主梁的下部配筋區(qū)設(shè)置鋼梁的措施。
4、在住宅部分開設(shè)角窗，削弱了剪力墻結(jié)構(gòu)體系的整體性，對其抗震性能帶來了不利影響，改變了剪力墻與框支梁之間的傳力方式。針對這一不利因素，我們決定從受力計算和構(gòu)造措施兩方面予以加強(qiáng)處理。
3、計算結(jié)果分析
3.1、總體計算結(jié)果
1、計算軟件：
采用中國建筑科學(xué)研究院的PKPM系列中的TAT（多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計軟件），SATWE（多、高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件）兩種不同程序分別進(jìn)行對比計算，其總體計算結(jié)果接近。下面列出TAT、SATWE的計算結(jié)果。地震影響系數(shù)采用《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GBJ11-89中的數(shù)值：多遇地震0.16，罕遇地震0.9，阻尼比取0.05
2、設(shè)計參數(shù)：
地震烈度8度；場地土類別Ⅱ類；抗震等級框架、剪力墻均為一級；樓層自由度數(shù)：每個塔樓每層3個自由度（兩個平動，一個扭轉(zhuǎn)）；地震作用按側(cè)剛分析模型考慮扭轉(zhuǎn)耦連，用18個振型計算，固定端取在±0.000處。
3、結(jié)構(gòu)基本周期：
SATWE結(jié)果：T1=1.3611T2=1.3455T3=1.2611
T4=1.1075T5=1.0510T6=1.0458
（僅列出前六個振型）
TAT結(jié)果：T1=1.5046T2=1.4899T3=1.3669
T4=1.2368T5=1.1506T6=1.0749
(僅列出前六個振型)
4、地震作用下的底層水平地震剪力系數(shù)：
SATWE結(jié)果：Qox/G=4.44%Qoy/G=4.35%
TAT結(jié)果：Qox/G=4.08%Qoy/G=4.08%
5、地震作用下按彈性方法計算的最大層間位移與層高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/h=1/2262Uy/h=1/2187
TAT結(jié)果：Ux/h=1/1573Uy/h=1/1583
6、地震作用下按彈性方法計算的最大頂點(diǎn)位移與總高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/H=1/3021Ux/H=1/2649
TAT結(jié)果：Ux/H=1/2428Ux/H=1/2373
7、結(jié)構(gòu)振型曲線及時程分析的部分圖形
3.2、計算結(jié)果分析
根據(jù)以上計算結(jié)果來看，兩種計算結(jié)果接近。下面以SATWE程序?yàn)橹鬟M(jìn)行分析：
1、自振周期在合理范圍之內(nèi)，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.9，滿足規(guī)范要求。
2、振型曲線光滑符合規(guī)律。
3、底層剪重比>3.2%,滿足規(guī)范要求。
4、最大層間位移和頂點(diǎn)位移<1/1000，滿足規(guī)范要求。從最大樓層位移曲線可以看出，五層以下較緩，而轉(zhuǎn)換層以上較陡，說明底盤剛度比塔樓剛度小。
5、分析表明，時程分析的最大位移均不超過反應(yīng)譜法計算的位移值，y向樓層剪力，X、Y向樓層彎矩均不超過反應(yīng)譜法計算的樓層剪力及樓層彎矩，僅X向樓層剪力TAF-2波大于反應(yīng)譜法，但三個波的平均值仍小于反映譜法樓層剪力。動力時程分析復(fù)核結(jié)果表明，不需要調(diào)整個樓層構(gòu)件的內(nèi)力和斷面配筋。
3.3、局部計算及構(gòu)造處理
1、框支梁：采用SATWE程序中的框支剪力墻有限元分析程序進(jìn)行計算，并進(jìn)行應(yīng)力分析。同時，加強(qiáng)框支梁的配筋構(gòu)造措施，為避免框支梁鋼筋過密，在框支主梁的下部配筋區(qū)加設(shè)一根580mm高的鋼梁。
2、角窗：整體計算時，角窗上部墻體按雙懸臂梁進(jìn)行計算。配筋設(shè)計時同時滿足剪力墻連梁的要求。同時，加強(qiáng)角窗周圍的暗柱及連梁的配筋，邊墻剪力墻加墻垛，角窗部分樓板加斜筋。
3、鋼骨柱的計算：首先，確定鋼骨的截面形式，預(yù)定鋼骨柱的鋼骨含鋼率，帶入SATWE程序中進(jìn)行整體計算，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整含鋼率。有關(guān)鋼骨柱的構(gòu)造及具體做法見下面的詳細(xì)介紹。
4、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計前的準(zhǔn)備工作
采用鋼骨混凝土是解決超限問題的重大技術(shù)措施，也是本次設(shè)計的重要組成部分，在我省也是首次采用。在本次設(shè)計中，鋼骨柱采用的是實(shí)腹式十字型鋼，鋼骨梁采用的是工字型鋼。在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的幾個問題如下：
4.1、鋼骨的含鋼率：
關(guān)于鋼骨混凝土構(gòu)件的最小和最大含鋼率，目前沒有統(tǒng)一的認(rèn)識，但當(dāng)鋼骨含鋼率小于2%時，可以采用鋼筋混凝土構(gòu)件，而沒有必要采用鋼骨混凝土構(gòu)件。當(dāng)鋼骨含鋼率太大時，鋼骨與混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全發(fā)揮，且混凝土澆注施工有困難。因此，在冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》YB9082-97中將鋼骨含鋼率定為2%~15%。一般說來，較為合理的含鋼率為5%~8%。另在建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001中定為4%~10%。在中廣大廈鋼骨混凝土柱的設(shè)計中，考慮到建設(shè)單位盡量節(jié)約鋼材，節(jié)省資金的要求，經(jīng)專家委員會認(rèn)可，鋼骨柱的含鋼率確定為3.5%。
4.2、鋼骨的寬厚比：
鋼板的厚度不宜小于6mm，一般為翼緣板20mm以上，腹板16mm以上，但當(dāng)鋼板厚度大于36mm時，鋼材的厚度方向的斷面收縮率應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB5313中的Z15級的規(guī)定。這是因?yàn)楹穸容^大的鋼板在軋制過程中存在各向異性，由于在焊縫附近常形成約束，焊接時容易引起層狀撕裂，焊接質(zhì)量不易保證。鋼骨的寬厚比應(yīng)滿足規(guī)范的要求。
4.3、鋼骨的混凝土保護(hù)層厚度：
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對鋼骨柱，混凝土最小保護(hù)層厚度不宜小于120mm，對鋼骨梁則不宜小于100mm。
4.4、要重視鋼骨混凝土柱與鋼筋混凝土梁在構(gòu)造連接上的配合協(xié)調(diào)問題。
5、鋼骨的制作與構(gòu)造措施
5.1、鋼骨的制作
鋼骨的制作必須采用機(jī)械加工，并宜由鋼結(jié)構(gòu)制作廠家承擔(dān)。型鋼的切割、焊接、運(yùn)輸、吊裝、探傷檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81、《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》GB50221的規(guī)定，鋼材、焊接材料、螺栓等應(yīng)有質(zhì)量證明書，質(zhì)量應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。焊接前應(yīng)將構(gòu)件焊接面除油、除銹，焊工應(yīng)持證上崗。施工中應(yīng)確保施工現(xiàn)場型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點(diǎn)連接的焊接質(zhì)量，型鋼鋼板的制孔，應(yīng)采用工廠車床制孔，嚴(yán)禁現(xiàn)場用氧氣切割開孔，在鋼骨制作完成后，建設(shè)單位不可隨意變更，以免引起孔位改變造成施工困難。
5.2、鋼骨混凝土中設(shè)置抗剪拴釘?shù)囊?/p>
鋼骨混凝土與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的顯著區(qū)別之一是型鋼與混凝土的粘結(jié)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)，大約只相當(dāng)于光面鋼筋粘結(jié)力的45%。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中認(rèn)為鋼筋與混凝土是共同工作的，直至構(gòu)件破壞。而在鋼骨混凝土中，由于粘結(jié)滑移的存在，將影響到構(gòu)件的破壞形態(tài)、計算假定、構(gòu)件承載能力及剛度、裂縫。通常可用兩種方法解決，一是在構(gòu)件上另設(shè)剪切連接件(栓釘)，并按照計算確定其數(shù)量，即滑移面上的剪力全由剪切連接件承擔(dān)，稱為完全剪力連接。這樣可以認(rèn)為型鋼與混凝土完全共同工作。另一種方法是在計算中考慮粘結(jié)滑移對承載力的影響，同時在型鋼的一定部位：如（1）柱腳及柱腳向上一層范圍內(nèi)；（2）與框架梁連接的牛腿的上、下翼緣處；（3）結(jié)構(gòu)過渡層范圍內(nèi)的鋼骨翼緣處加設(shè)抗剪栓釘作為構(gòu)造要求。構(gòu)件中設(shè)置的栓釘應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《園柱頭焊釘》GB10433的規(guī)定，栓釘直徑一般為Ø19,長度不宜小于4倍栓釘直徑，間距不宜小于6倍栓釘直徑，且不宜大于200mm。并采用特制的設(shè)釘槍進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。
5.3、鋼骨的拼接
鋼骨柱的長度應(yīng)根據(jù)鋼材的生產(chǎn)和運(yùn)輸長度限制及建筑物層高綜合考慮，一般每三層為一根，其工地拼接接頭宜設(shè)于框架梁頂面以上1~3m處。鋼骨柱的工地拼接一般有三種形式：（1）全焊接連接；（2）全螺栓連接；（3）栓、焊混合連接。設(shè)計施工中多采用第三種形式，即鋼骨柱翼緣采用全溶透的剖口對接焊縫連接，腹板采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。中廣大廈設(shè)計中的鋼骨工地拼接采用第三種形式。
5.4、鋼骨柱的柱腳構(gòu)造
1、鋼骨柱的柱腳分為埋入式和非埋入式兩種，在抗震區(qū)宜采用埋入式柱腳，柱腳鋼骨的混凝土最小保護(hù)層厚度為：中間柱：不得小于180mm，邊柱和角柱：不得小于250mm。
2、鋼骨柱埋入式柱腳的埋入深度不應(yīng)小于3倍型鋼柱截面高度，在注腳部位和柱腳向上一層的范圍內(nèi)，鋼骨柱翼緣外側(cè)設(shè)置栓釘，栓釘直徑不小于Ø19，間距不大于200mm,且栓釘至翼緣板邊緣的距離大于50mm。
3、在中廣大廈的鋼骨設(shè)計中，由于建筑物嵌固端取在±0.000米處，為保證地下一層汽車庫的使用功能，經(jīng)多次反復(fù)研究、討論，最終確定了底層框架梁水平、垂直加腋，鋼骨伸入框架柱內(nèi)長度為1.5m，下部與鋼筋混凝土柱柱心鋼筋焊接。在施工過程中，施工單位提出，鋼骨注腳放在半層柱上施工有困難，施工質(zhì)量無法保證。后經(jīng)施工單位、設(shè)計單位、制作單位及建設(shè)單位多次研究，決定在鋼骨柱柱腳底部另設(shè)格構(gòu)式支架，將支架一延伸至地下一層底板（支架必須保證拉力傳遞），比上述方法容易施工，加快了施工進(jìn)度。經(jīng)實(shí)踐證明在今后的設(shè)計中若遇到同類問題，宜將鋼骨直接伸入地下一層，這樣即滿足了埋入式柱腳的埋深問題，又取消了底層梁加腋的施工工序、支架的制作安裝工序，節(jié)省了時間，施工質(zhì)量較易保證。
5.5、鋼骨柱的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
框架梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，設(shè)計時應(yīng)保證傳力明確，安全可靠，施工方便，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不允許有過大的變形。
在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中，梁、柱節(jié)點(diǎn)包括以下幾種形式：（1）鋼骨混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接；（2）鋼梁—鋼骨混凝土柱的連接；（3）鋼筋混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接。在中廣大廈設(shè)計中我們遇到的是第三種情況。
規(guī)范規(guī)定，節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼骨部分的連接構(gòu)造應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接相一致，在柱鋼骨的鋼牛腿翼緣水平位置處應(yīng)設(shè)置加勁肋，其構(gòu)造應(yīng)便于混凝土澆灌，并保證混凝土密實(shí)。柱中鋼骨和主筋的布置應(yīng)為梁中主筋貫穿留出通道，梁中主筋不應(yīng)穿過鋼骨翼緣，也不得與柱中鋼骨直接焊接，鋼骨腹板部分設(shè)置鋼筋貫穿孔時，截面缺損率不宜超過腹板面積的25%。
根據(jù)規(guī)范要求，在中廣大廈鋼骨設(shè)計中，我們采用的方法是：在鋼筋混凝土梁與鋼骨柱連接的梁端，設(shè)置一段工字型鋼梁（牛腿），鋼梁的高度由鋼筋混凝土梁高決定，一般為鋼筋混凝土梁高的0.7倍以上，鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋的一部分與鋼牛腿焊接或搭接，鋼牛腿的長度應(yīng)滿足梁內(nèi)鋼筋內(nèi)力傳遞要求。因鋼骨柱主筋穿過鋼牛腿翼緣，鋼牛腿強(qiáng)度有所削弱，因此梁內(nèi)鋼筋焊接或搭接長度應(yīng)從牛腿根部起算。在實(shí)際施工中，由于鋼牛腿長度較長，運(yùn)輸有困難，鋼牛腿的長度均取滿足梁內(nèi)主筋焊接長度要求。在鋼牛腿的上、下翼緣上設(shè)置栓釘，栓釘?shù)闹睆綖?Oslash;19，間距200mm，從框架梁梁端至鋼梁（牛腿）端部以外2倍梁高范圍內(nèi)為框架梁端箍筋加密區(qū)，梁內(nèi)主筋保證有不少于1/3主筋面積穿過鋼骨連續(xù)配置。
為方便鋼骨的工廠化制作，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中不同且難度最大的是：
（1）需確定鋼骨柱中每根鋼筋的準(zhǔn)確位置；
（2）根據(jù)鋼骨這種型鋼翼緣的寬度確定框架梁的寬度；
（3）確定框架梁中每根鋼筋的位置；
（4）根據(jù)柱梁鋼筋的位置確定鋼骨穿孔的位置；
（5）鋼骨中穿鋼筋的孔徑由鋼筋直徑確定，一般比鋼筋直徑大4~6mm；
（6）,鋼骨中縱橫兩方向穿鋼筋孔的位置至少應(yīng)錯開一個孔徑。
5.6、鋼骨的柱頂構(gòu)造
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，但結(jié)構(gòu)下部采用鋼骨混凝土柱、上部采用鋼筋混凝土柱時，其間應(yīng)設(shè)置過渡層。在本次設(shè)計中，過渡層設(shè)置在轉(zhuǎn)換層中，柱頂加設(shè)一塊25厚柱頂錨固板。但在實(shí)際施工過程中，轉(zhuǎn)換大梁配筋較多，柱頂錨固板直接影響轉(zhuǎn)換大梁鋼筋的錨固，經(jīng)多方研究，取消了柱頂錨固板，為轉(zhuǎn)換大梁的順利施工創(chuàng)造了條件。
6、經(jīng)濟(jì)比較
未采用鋼骨混凝土柱前，框支柱截面尺寸為1300X1300mm,上部住宅為6~25層。采用鋼骨混凝土柱后，框支柱截面尺寸為1100X1100mm,上部住宅為6~26層，框支柱截面面積減少了30%左右，住宅面積增加了1860平方米。
在整個建筑中，共使用型鋼650噸，型鋼的材料、制作、安裝綜合預(yù)算價約為6500元/噸，減去縮小柱截面及減少鋼筋面積的費(fèi)用后，增加費(fèi)用257.63萬元，柱截面縮小后商場部分增加使用面積115.2平方米，按20000元/平方米計算，增加收益230.4萬元。增加住宅面積增加收益372萬元（1860平方米，按2000元/平方米計算），變更后增加凈收益352.77萬元。
由此可以看出，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)既可滿足設(shè)計要求，又能為建設(shè)單位增加經(jīng)濟(jì)效益，為在高層建筑設(shè)計中解決超限問題提供了可靠途經(jīng)。是一種值得推廣的良好的結(jié)構(gòu)體系。
論文摘要:使結(jié)構(gòu)安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、是結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)和責(zé)任。根據(jù)長期工作體會從概念設(shè)計的觀點(diǎn)出發(fā)，介紹抗震設(shè)計中遵循的原則，提高房屋抗震性能的措施。結(jié)合工程實(shí)際介紹了環(huán)境類別和保護(hù)層厚度的確定、按簡支梁計算構(gòu)造鋼筋的設(shè)置等問題。
一、概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)構(gòu)造
抗震設(shè)計中，影響整個結(jié)構(gòu)抗震能力的因素很多，如：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形能力;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能及提供的強(qiáng)度儲備；結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造；結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)的整體性能在經(jīng)受第一次地震后多次余震反復(fù)作用下的抗破壞能力。目前只對第一種因素作了計算，其它因素尚無法進(jìn)行計算，靠概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)構(gòu)造做到結(jié)構(gòu)體系具備必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，七分計算三分構(gòu)造，更重要的是概念設(shè)計。
（一）概念設(shè)計
材料性能、構(gòu)件性能、連接構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐檢驗(yàn)，但還不能計算，稱為概念設(shè)計，抗震設(shè)計中應(yīng)遵循以下原則：(1)結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、質(zhì)量在平面內(nèi)和沿高度應(yīng)均勻、對稱和連續(xù)分布，避免應(yīng)力集中：(2)應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線，布置超靜定結(jié)構(gòu)及延性較高的耗能構(gòu)件，注意適當(dāng)加強(qiáng)靜定結(jié)構(gòu)部位、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)；(3)注意結(jié)構(gòu)的連接整體性，結(jié)果單元應(yīng)采用牢固連接，不同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)遵守徹底分開的要求；(4)估計和控制塑形鉸區(qū)出現(xiàn)的范圍和部位，有針對性的進(jìn)行構(gòu)造布置，掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程以及最后形成的屈服機(jī)制；(5)做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎；(6)采取有效措施防止過早的混凝土剪切破壞，鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等脆性破壞；(7)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)連接的承載力和剛度要與結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)，節(jié)點(diǎn)連接的承載力不低于構(gòu)件的承載力；(8)應(yīng)該避免盲目增加鋼筋，某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力超強(qiáng)或不足，都可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱，梁端、柱端及抗震墻的加強(qiáng)部位受彎配筋在滿足承載力和抗震構(gòu)造要求的條件下，應(yīng)減少鋼筋超配；(9)考慮非結(jié)構(gòu)性部件對主體結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生有利和不利的影響。
（二）結(jié)構(gòu)構(gòu)造
結(jié)構(gòu)體系靠力學(xué)計算保證構(gòu)件的承載力及變形，又靠構(gòu)造措施將構(gòu)件連接在一起，形成結(jié)構(gòu)體系，合理的構(gòu)造保證構(gòu)件傳力明確；保證在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分構(gòu)件破壞而使結(jié)構(gòu)體系喪失承載能力及抗震能力；保證在設(shè)計使用年限內(nèi)的耐久性?？梢哉f結(jié)構(gòu)構(gòu)造是概念設(shè)計的具體化。我國通過幾十年的實(shí)踐，特別是唐山地震所總計的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，后來試驗(yàn)研究都有完整的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。但是認(rèn)識在不斷提高，概念設(shè)計在不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計除正確運(yùn)用目前的構(gòu)造措施，同時還需要不斷總結(jié)、充實(shí)、提高。
二、結(jié)構(gòu)計算
（一）荷載要準(zhǔn)確
荷載包括結(jié)構(gòu)自重，建筑材料做法，設(shè)備荷載（設(shè)備自重、管道重），建筑功能需要的活荷載，風(fēng)、雪荷載、地震力、溫度變化產(chǎn)生應(yīng)力以及其它偶然作用等。有的荷載規(guī)范有所規(guī)定，可作依據(jù)，有的需要各專業(yè)提高。建筑專業(yè)提高的不僅僅是荷重，而應(yīng)該是具體的材料做法，設(shè)備專業(yè)則應(yīng)提供所選用的樣本。由于建筑做法和設(shè)備一般要到訂貨時才能落實(shí)，在這以前變換的可能性很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該意識到這一點(diǎn)，并要求有相關(guān)的知識，準(zhǔn)確計算所采用的荷載。
隔墻荷載占總荷載的比例較大，隔墻材料品種繁多，但尚無十分理想的隔墻材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞擊差或板塊之間易出現(xiàn)裂縫。當(dāng)隔墻位置固定且隔墻材料確定時，預(yù)留荷載是必要的，但考慮過重的隔墻會使結(jié)構(gòu)用鋼量過大。一般可與建筑專業(yè)配合，易采用輕質(zhì)材料并在施工圖中說明隔墻材料，允許荷載值及位置。
結(jié)構(gòu)計算最忌諱漏掉荷載，他將使計算白費(fèi)或使結(jié)構(gòu)存在隱患，應(yīng)引以為戒。
（二）應(yīng)分析計算結(jié)果
對復(fù)雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進(jìn)行分析和比較，對特殊工程應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愠绦?。建立的模型，邊界、支撐條件應(yīng)盡量符合實(shí)際。程序中的輸入數(shù)據(jù)應(yīng)弄明其緣由，弄清其概念，對提高設(shè)計質(zhì)量是不可缺少的。
（三）環(huán)境類別與保護(hù)層的確定問題
混凝土設(shè)計規(guī)范第3.4.1條規(guī)定了耐久性設(shè)計的原則及構(gòu)件環(huán)境類別的分類標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范第9.2.1條給出了各類環(huán)境條件下的構(gòu)件縱向受力筋保護(hù)層最小厚度。這是新規(guī)范重視耐久性問題的具體體現(xiàn)。由于規(guī)范是依據(jù)構(gòu)件所處的環(huán)境類別來確定縱向受力筋保護(hù)層最小厚度的，對于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件，如地下室墻，迎水面?zhèn)纫话銥槎惌h(huán)境，而其室內(nèi)一側(cè)一般為一類環(huán)境，兩側(cè)面的受力筋保護(hù)層最小厚度也應(yīng)有所區(qū)別。因此筆者認(rèn)為，對于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件，在選用最低混凝土級別、確定混凝土配合比等耐久性基本要求（規(guī)范第3.4.2～3.4.8條）時應(yīng)接交界面上兩種環(huán)境類別中的最不利環(huán)境類別確定，在確定受力筋保護(hù)層最小厚度時，則應(yīng)按構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別分別考慮。否則，對于基礎(chǔ)地板、地下室外墻，隨著保護(hù)層厚度的增大，采用商品混凝土?xí)r，構(gòu)件表面出現(xiàn)早期收縮縫的機(jī)率也隨之增大，而構(gòu)件表面開裂后，反而影響構(gòu)件的耐久性。所以保護(hù)層厚度不是越大越好，而應(yīng)構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別有針對性地選用。
（四）安簡支計算的梁端部上部構(gòu)造鋼筋設(shè)置問題
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第10.2.6條對實(shí)際受約束的簡支梁端上部構(gòu)造筋作了規(guī)定。此時梁端實(shí)際受到部分約束，如按梁端的實(shí)際約束條件采用彈性理論進(jìn)行整體內(nèi)分析，計算所得的實(shí)際彎矩除與梁上承受的荷載大小有關(guān)外，更與梁端的約束構(gòu)件即邊梁或構(gòu)件柱的相對剛度有關(guān)。將梁端構(gòu)造鋼筋的截面面積與梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積相關(guān)聯(lián)，只體現(xiàn)了梁上承受荷載的大小，而沒有考慮梁端實(shí)際約束程度，如果梁端實(shí)際約束程度很弱，非常接近于簡支，即使梁上承受的荷載很大，梁端實(shí)際彎矩仍很小，因而沒必要配置太多鋼筋，這是其一。其二，條文所指部分約束梁端的構(gòu)件通常是指磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱、框架和主次梁體系中的邊梁，如果梁端實(shí)際配筋較大，梁承受的負(fù)彎矩也較大，與之平衡的構(gòu)造柱彎矩或邊梁的扭矩也較大，當(dāng)約束構(gòu)件是構(gòu)造柱時，由于構(gòu)造柱配筋較小，一般為4φ12，很可能造成構(gòu)造柱的配筋不足；當(dāng)約束構(gòu)件是框架或主次梁體系中的邊梁時，雖然按彈性理論計算邊梁有較大的扭矩，但國外的試驗(yàn)資料表明5，邊梁開裂后，其抗扭剛度約相當(dāng)于彈性抗扭剛度的1/10。塑性內(nèi)力重分的結(jié)果使得邊梁扭矩和梁端實(shí)際彎矩值都很小，沒比要配置太多的鋼筋。新的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范實(shí)施前，我院設(shè)計的大部分工程終于邊梁相交的梁端實(shí)際配筋統(tǒng)一為2φ12（四肢箍為4φ12），20世紀(jì)六七十年代設(shè)計的部分工程甚至為2φ10或2φ8這些工程已正常使用了30年綜上所述，規(guī)范所給的這種配筋策略是否合適值得商榷。
參考文獻(xiàn)
[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002).2002
[2]中國建筑科學(xué)研究院.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計.中國建筑工業(yè)出版社.2003
[3]呂西林。高層建筑設(shè)計(第二版).武漢理工大學(xué)出版社.2003。
【關(guān)鍵詞】混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；耐久性；抗震性
1.前言
從傳統(tǒng)的觀念來看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)，它有良好的物理力學(xué)性能、取材容易和造價可觀的優(yōu)點(diǎn)，但它最為顯著的特點(diǎn)主要耐久性，混凝土本身的耐久是毋庸置疑的，雖然鋼筋容易發(fā)生腐蝕，但是有混凝土的保護(hù)層的包裹，鋼筋不能和空氣接觸，鋼筋不會發(fā)生銹蝕，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命是相當(dāng)長的。所以成為了世界工程建筑使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然這只是從傳統(tǒng)的觀念來看的，但從科學(xué)的角度來看，這是不符合科學(xué)的探索觀點(diǎn)的，正是由于人們收傳統(tǒng)觀念的影響，只片面了考慮的混凝土的耐久性，忽視了混凝土結(jié)構(gòu)的整體耐久性，并且很多地區(qū)屬于地震多發(fā)段，地震對其的危害相當(dāng)?shù)拇?，所以抗震性也不容忽視，特別是高層建筑中，抗震性尤為重要，越是樓層高，高樓層的頂部在受到地震作用時側(cè)向位移也越大，就更容易發(fā)生坍塌的危險。本文主要從混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性來分析設(shè)計中的一些值得注意的問題。
2.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
雖然混凝土結(jié)構(gòu)存在的很多的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些內(nèi)部因素和外部因素對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生影響。
2.1內(nèi)部因素。內(nèi)部因素首先便是混凝土的自身問題，混凝土內(nèi)部存在堿性的水化物，當(dāng)大氣環(huán)境里的CO2侵入混凝土內(nèi)部時，會使得混凝土中的這些堿性水化物與CO2發(fā)生中和反應(yīng)，也就是使得pH值下降，俗稱混凝土的碳化過程。這個過程會讓混凝土急劇收縮，導(dǎo)致混凝土開裂，加上碳化也會破壞鋼筋外表面的氧化膜，使得鋼筋容易銹蝕，發(fā)生危險。提高混凝土的強(qiáng)度等級的，使得內(nèi)部孔隙率降低，混凝土內(nèi)部更加的密實(shí)，提高了抗?jié)B透性能，減緩了外部有害物質(zhì)的入侵。值得注意的是當(dāng)混凝土中加有堿活性的骨料的時候，在露天潮濕環(huán)境下，堿與骨料里的活性顆粒會產(chǎn)生反應(yīng)，混凝土表面也會產(chǎn)生裂縫，加速侵蝕性物質(zhì)的入侵破壞。再者的內(nèi)部因素便是鋼筋本身的影響，當(dāng)混凝土有裂縫存在且較大的時候，鋼筋肯定會受銹蝕，經(jīng)過銹蝕的鋼筋體積會膨脹，將混凝土保護(hù)層脹裂，又加快了鋼筋的銹蝕。鋼筋銹蝕后，鋼筋的有效受力面積減小，相對應(yīng)的強(qiáng)度會降低，致使結(jié)構(gòu)承載力削弱。另一方面，銹蝕后的鋼筋抗滑移的能力也會降低，很可能使得結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移破壞。時間越長，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)承載力問題會加大，有時甚至?xí)蝗粩嗔训拇嘈云茐?，十分危險。所以影響混凝土耐久性的根源就是混凝土自身的碳化和鋼筋銹蝕。
2.2外部因素
影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性外部重要因素便是外界環(huán)境的影響?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：
“一類：室內(nèi)干燥環(huán)境；永久的無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境
二類a：室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的冰凍線以下的無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境
二類b：干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動環(huán)境，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境
三類a：嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位冰凍區(qū)環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；海風(fēng)環(huán)境
三類b：鹽漬土環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境
四類：海水環(huán)境
五類：受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境?！?[1]
根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的調(diào)查，一類環(huán)境中設(shè)計使用年限為50年的質(zhì)量安全基本可以保證。而一類環(huán)境中大部分使用年限超過了100年的都是一些紀(jì)念性建筑，數(shù)量上相對來說很少。一類環(huán)境中使用年數(shù)在70到80年的混凝土結(jié)構(gòu)基本符合要求，這些構(gòu)件的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度在15N/mm2 [2]。所以，在設(shè)計時，在一定程度上提高混凝土的強(qiáng)度等級并且定期維護(hù)，可以使混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限適當(dāng)增加；
第二、三類的環(huán)境情況有些復(fù)雜，設(shè)計時要規(guī)定水灰比并適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級，提高密實(shí)性以降低混凝土的滲透性，設(shè)計時要采用環(huán)氧涂層鋼筋，這種鋼筋就是普通的光圓鋼筋和帶肋鋼筋表面噴涂環(huán)氧樹脂，有很強(qiáng)的耐腐蝕性，注意構(gòu)造上不能有積水。可以適用于潮濕環(huán)境的工業(yè)與民用房屋、橋梁、碼頭等一些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（下轉(zhuǎn)第505頁）
（上接第503頁）
第四、五類環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)該符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
3.混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性
當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，作用時間極短，破壞力極大，而建筑本身結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜，當(dāng)其遇到地震力作用的時候，其破壞形式和破壞過程也是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，如果僅僅依靠結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計是片面的，是不能夠滿足在地震作用時結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)需要的，所以抗震性的問題不能僅僅依賴結(jié)構(gòu)計算設(shè)計，還要重視結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計。概念設(shè)計就是在有利于提高結(jié)構(gòu)抗震性的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面合理的宏觀控制。對于這樣的設(shè)計思路我們就應(yīng)該注意下面幾個問題：
3.1合理場地選擇。場地是影響結(jié)構(gòu)抗震性的一個重要的因素，如果場地地形復(fù)雜，依靠工程措施是很難彌補(bǔ)復(fù)雜地形的缺陷的。所以選擇場地的時候應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的勘察，弄清楚地質(zhì)情況，避開軟弱土層，容易滑坡，易液化等這樣的不利地段，若不能避開就采取有效的措施，如用樁基礎(chǔ)，加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和整體性等。
3.2合理選擇建筑體型。在選擇建筑體型的時候，不要選擇太復(fù)雜的建筑體型，復(fù)雜的建筑體型沒有直接明確的傳力途徑，不利于分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，很難找到薄弱部位，特別是有凸起凹進(jìn)的地方容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，在地震時最容易產(chǎn)生破壞，所以一般最好采用圓形、方形等對稱的建筑體型，受力均勻，布局合理，方便進(jìn)行內(nèi)力以及位移分析，美學(xué)上也有良好的視覺觀。
3.3合理選擇結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該保證有足夠的承載力分布和剛度，并在此基礎(chǔ)上還有足夠的延性。一般來說結(jié)構(gòu)的承載力和剛度是分不開的，剛度越大，則承載力也越大，結(jié)構(gòu)的延性可以吸收很多地震時產(chǎn)生的能量，可以產(chǎn)生較大的變形不讓結(jié)構(gòu)在地震時產(chǎn)生突然的破壞，給人員安全撤出留下了足夠時間。為了更好的提高抗震性能結(jié)構(gòu)所用的材料也要符合相關(guān)的抗震要求。
4.結(jié)語
總之，雖然在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候需要考慮的問題很多，但是混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性是必須要考慮的問題，把握好這兩個問題的關(guān)鍵，可以減少很多的工程事故，提高工程質(zhì)量，提高工程的安全系數(shù)，保障人員的生命與財產(chǎn)安全。
【參考文獻(xiàn)】
[1]百度百科.[EB.OJ].
要想有效實(shí)現(xiàn)混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，就一定要明確兩者之間的區(qū)別?；炷量蚣芫哂凶灾卮?、剛度大、震害明顯、密閉性好、整體性好、抗壓性好、不易受外界侵蝕等特點(diǎn);鋼結(jié)構(gòu)具有自重小、延性好、耐火性差、密閉性差、易受外界侵蝕等特點(diǎn)?；炷量蚣芘c鋼結(jié)構(gòu)均是借助傳統(tǒng)力學(xué)和數(shù)學(xué)公式進(jìn)行受力計算的，同時在進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，均需要設(shè)置多道抗震防御體系，這樣才可以保證結(jié)構(gòu)的整體性與牢固性;在進(jìn)行管理的時候，無論是混凝土框架還是鋼結(jié)構(gòu)，均需要管理人員具備相應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)與技能，對施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險、隱患、質(zhì)量問題等進(jìn)行預(yù)防與處理，保證施工的順利完成。當(dāng)然，兩者之間也存在著明顯的區(qū)別:首先，材質(zhì)方面?；炷量蚣苤饕褪怯射摻钆c混凝土構(gòu)成，自重非常大;鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼構(gòu)件連接組成，自重比較小。其次，震害結(jié)果。根據(jù)相關(guān)資料顯示，混凝土框架震害主要表現(xiàn)為裂縫，局部倒塌，很少出現(xiàn)整棟樓倒塌的情況;鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下，經(jīng)常發(fā)生失穩(wěn)、扭曲、變形的情況，并且因?yàn)檎w性比較差，因此在進(jìn)行設(shè)計的時候，定要對整體性進(jìn)行充分的考慮。最后，施工管理方面。在實(shí)際施工中，對于相同面積的施工，鋼結(jié)構(gòu)要比混凝土框架施工快;在現(xiàn)場施工的時候，混凝土框架施工需要進(jìn)行現(xiàn)場支模澆筑，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件工廠加工的情況不多，而鋼結(jié)構(gòu)需要在工廠加工很多的預(yù)制構(gòu)件，之后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，進(jìn)行相應(yīng)的安裝與焊接。除此之外，針對工程造價而言，鋼結(jié)構(gòu)也要比混凝土框架低一些，在進(jìn)行實(shí)際施工時，可以根據(jù)市場情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
2加建工程的現(xiàn)狀
我國加建設(shè)計起步比較晚，與世界先進(jìn)國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，加建工程得到了很大的發(fā)展空間，并且在我國各地都開展了一些舊房挖潛、改造、加建等工程，并且在上海、重慶、廣州、貴陽、昆明等地都將舊房改造工程列入到了城市規(guī)劃項(xiàng)目當(dāng)中，頒布了相應(yīng)的文件與規(guī)章制度。由此可以看出，我國加建工程得到了很大的發(fā)展空間。1)由以往的單個房屋加建發(fā)展為成片住宅區(qū)的加建工程;2)各種新材料、新工藝應(yīng)用到了加建工程當(dāng)中;3)輕鋼結(jié)構(gòu)加建技術(shù)得到了深入的分析與研究，并且在加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
3鋼結(jié)構(gòu)加建的優(yōu)缺點(diǎn)
開展鋼結(jié)構(gòu)加建工程的時候，具有以下優(yōu)點(diǎn):1)節(jié)約土地，提高土地面積的使用效率，縮短建設(shè)工期;2)因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的自重比較輕，因此，加建部分的荷載作用對原結(jié)構(gòu)的影響非常小，不需要單獨(dú)對地基進(jìn)行加固處理，這樣不僅可以減少工作量，還可以縮短工期，節(jié)省部分施工成本;3)鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的多樣性，在進(jìn)行加建的時候，可以充分發(fā)揮空間的優(yōu)勢，降低對原建筑結(jié)構(gòu)的影響;4)鋼結(jié)構(gòu)加建的適用范圍比較廣，不僅可以對房屋建筑進(jìn)行加建，還可以對工業(yè)建筑進(jìn)行加建，因此，在建筑加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，其也存在著一些缺點(diǎn):1)在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加建之后，其整體建筑結(jié)構(gòu)就會呈現(xiàn)一種上柔下剛、上輕下重的質(zhì)量與剛度分布，導(dǎo)致建筑整體性較差，缺乏一定的抗震性能;2)鋼結(jié)構(gòu)耐久性較差，在進(jìn)行加建的時候，需要進(jìn)行防腐、防火等措施的考慮，這樣就會增加一些建筑材料的使用，此時不僅會涉及到原材料的質(zhì)量問題，還要考慮原材料的成本問題，因此，存在著一定的不足。
4混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計
1)樓板設(shè)計。在設(shè)計樓板的時候，現(xiàn)階段一般選用的都是現(xiàn)澆灌技術(shù)。目前，現(xiàn)澆灌技術(shù)是樓板設(shè)計中最為常用與有效的方法，在采用此種方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的時候，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、牢固性與安全性。同時，在鋼結(jié)構(gòu)施工中，此種方法可以對出現(xiàn)的問題進(jìn)行靈活的處理與調(diào)整，根據(jù)實(shí)際情況，提出有效的解決辦法，保證樓板設(shè)計與施工的順利進(jìn)行，確保建筑工程的整體施工質(zhì)量。2)梁設(shè)計。在進(jìn)行梁設(shè)計的時候，一定要結(jié)合國際設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際設(shè)計情況，制定合理、科學(xué)的鋼構(gòu)設(shè)計要求:首先，在進(jìn)行梁設(shè)計的時候，一定要保證其截面寬度不會低于200mm，同時寬度與高度之間的比值不要超過4。其次，在梁設(shè)計中必然要使用一些鋼筋，對其使用鋼筋也要進(jìn)行一定的規(guī)定，保證梁結(jié)構(gòu)具有一定的硬度與抗震性能，進(jìn)而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的牢固性與安全性。最后，在設(shè)計扁梁的時候，一定要保證梁中線和柱中線重合，采用雙向布置結(jié)構(gòu)。同時對扁梁進(jìn)行嚴(yán)格的計算與設(shè)計，保證其結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性，增強(qiáng)建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3)柱設(shè)計。在進(jìn)行柱設(shè)計的時候，一定要保證其截面符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):通常情況下，柱截面寬度與高度均不可低于300mm，柱直徑一定要超過350mm，截面短邊與長邊的比值不可以超過3，柱縱向鋼筋配比不可以低于0．2%等。在設(shè)計柱的時候，一定要嚴(yán)格遵照以上要求，這樣才可以保證柱設(shè)計的合理性與科學(xué)性，同時增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證建筑工程施工的順利完成。4)基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計。在進(jìn)行基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計的時候，一定要綜合考慮各方面的因素，結(jié)合建筑負(fù)荷、結(jié)構(gòu)形式、施工狀況等，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計的合理性與科學(xué)性，使其達(dá)到建筑工程整體設(shè)計要求。針對設(shè)計不合理、不符合要求的部分，一定要進(jìn)行相應(yīng)的修改，保證其設(shè)計的合理性與科學(xué)性，這樣才可以保證建筑工程整體的施工質(zhì)量。
5結(jié)語
