混凝土结构设计规范范例6篇

混凝土结构设计规范

混凝土结构设计规范范文1

【关键字】混凝土;结构;设计;规范;安全

对于建筑物而言,地震灾害是必须要考虑的一个重要问题,这种地质变化无法通过热河技术手段进行规避,同时破坏力较强,对于建筑的损伤严重。正因如此,在对建筑进行设计的过程中,应当特别注重建筑物的抗震设计,而国家也出台了相应的抗震规范。而建筑设计人员,有必要针对国家有关的设计规范深入了解,才能做出合理的设计。

1我国混凝土结构设计抗震规范简析

结构设计工作中,抗震规范方面的安全度设置水平,直接影响着建筑物的抗震能力,因此也成为了广大工程技术人员关注的首要问题。对于一个规范安全度的衡量,相对科学的方法是从结构本身的抗震失效或可靠概率进行分析,或使用相当安全系数来进行衡量。从可操作性上看,从分项系数设计表达式而得到相当安全系数,是一个相对可以信赖的标志量。

对于目前我国使用的2008年版的抗震安全标准GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》而言,在抗震设防目标和设计步骤方面沿用了之前的GBJ11-89标准,采用三个层级的抗震设防目标,并且在设计步骤上分为两个阶段。

三级的抗震设防目标,明确规定了建筑物的抗震性能。它要求建筑物在遭受低于当地抗震设防烈度的地震时能够有效抵御,在遭受地震之后,可以经由稍微的修复工作甚至无需修复就可以继续投入使用,50a的超越概率约为63.2%;当遭受到相当于当地抗震设防烈度的地质运动时,允许建筑物以一定概率发生损坏,并经过一定维护修理工作后可以继续使用,50a的超越概率在10%左右,重现期为475a;而当建筑物遭受高于当地抗震设防烈度的罕见地质运动时,不允许发生坍塌事件,不允许发生危及生命建筑损害,50a的超越概率则控制在2~3个百分点,重现期为2475~1641a。

而在设计时采用的两阶段,首先是为建筑物设定一个较小烈度的震动,并在该情况下针对截面抗震承载力,以及建筑物各部分的弹性形变进行验算,在这个过程中,需要选取较小烈度震荡情况下的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应, 按分项系数设计表达式进行结构构件的截面抗震承载力验算。如此便可以确保在较小烈度震荡下承载力可靠,同时也能够满足在中等烈度震荡下允许修复的目标。在第二个设计阶段,需要对强烈震荡情况下的弹塑性形变状况数据进行验算,尤其对于有特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则建筑结构,还应当进行结构薄弱部位的弹塑性变形验算并采取相应的抗震构造措施,确保建筑物在经受较大地质变化的时候能够不致威胁生命。

在上述验算和设计的过程中,采取的抗震设防依据多为GB 18306-2001《中国地震动参数区划图》中制定的地震基本烈度,在实际的工作中,也会采用与设计基本地震加速度值对应的烈度值,即指50a设计基准期超越概率10% 的地震加速度设计取值。同时,GB50011-2001标准中,了抗震设计反应谱以地震影响系数曲线的形式给出,并规定建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。在该规范中,指出水平地震影响系数选取阻尼比0.05,利用动力系数和地震系数进行确定。

在GB50011-2001规范中,建筑抗震设防的分类和标准方面,直接沿用了GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》中的相关规定,即根绝建筑物本身的重要性划分为特殊、重点、标准和适度设防四类。其殊类建筑要求在6-8度设防区应按设防烈度提高一度计算地震作用和采取抗震构造措施,烈度为9时另作讨论;重点类建筑物则按照设防烈度进行抗震计算,相应提高一度进行考虑;标准类建筑按照设防烈度进行抗震计算即可;而适度设防类的建筑物在计算的时候可以参照标准类进行设计,但在抗震相关工作实施方面可以适当降低要求,当烈度为6度时不应再降低,确保建筑物安全。

在确定了建筑物抗震设防等级之后,还应根据烈度、结构类型和房屋高度确定结构的抗震等级,从而方便采取相应的抗震计算标准以及构造措施。对于前三类建筑物而言制定的结构构件,在求得相应的地址内力组合值以后,还需要按照强柱弱粱、强剪弱弯、强节点、 强底层柱等设计原则对组合值进行调整,才能对截面抗震承载能力展开验算。

以中国目前的抗震规范而言,在实际操作过程中,和国外,如美国等地的规范相比,会发现我国规范抗震承载力的安全度设置水平仍然偏低,尤其是在受弯构件和大偏心受压构件反面尤其明显,通常都能够达到偏低10%左右的水平,这种偏低程度,在建筑物实际的抗震过程中的差别将会十分明显。其他方面,例如偏心受拉构件的相当安全系数等基本与美国标准接近,即便存在偏低水平通常也都在1%左右浮动。虽然如此,鉴于规范的执行范围和建筑物本身的安全性能考虑,还是应当考虑在对规范修订的时候将类似构件抗震承载力的安全度设置水平作适当提高。此外,在我国规范中,对于脆性破坏类构件的承载力安全度设置水平总体上比美国规范的偏低,且这种偏低相对较为严重,通常能够达到20%左右,例如斜截面受剪构件以及小偏心受压构件。针对这种情况,我国的防震规范在修订的时候还可以考虑将此类构建的安全度设定水平作出一定的提升。

2高层建筑抗震结构设计常见问题简析

高层建筑是目前常见的建筑形式,这种竖向悬臂结构的建筑,其垂直负荷主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系,而水平荷载则使结构产生弯矩。针对于高层建筑的这种受力特征,在进行结构设计的时候,应当注意必要的承载能力、刚度和变形能力,对于容易遭受地震侵袭的结构或构件应当仔细推敲并采取有效措施,避免因单个构建而导致整个结构丧失承受重力、风荷载和地震的能力。同时需要注意结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效益具有多道抗震设防,切对于建筑物而言,对于前三个级别的防震建筑,都有必要设置多道抗震防线。

虽然规范已经明确地为设计人员的日常工作划定了一个标准,但是在实际的工作中,还是应当对建筑物将要面临的环境以及其有关的职能作出综合的评价分析,才能设计出适合的建筑结构。

参考文献

[1]赵西安.从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题[J].建筑结构,2008(7)

[2]肖桂清,侯建国.加强建筑工程抗震设防的若干对策和建议[J].武汉大学学报(工学版),2004,37( 4)

[3]GB50011- 2001,建筑抗震设计规范(2008 年版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[4] GB50010- 2002,混凝土结构设计规范[S].北京.中国建筑工业出版社,2002

混凝土结构设计规范范文2

关键词:混凝土结构;设计方法;规范

中图分类号:TV331文献标识码: A

一、国内混凝土结构设计方法的发展史

混凝土作为建筑材料始于1949年之前,是我国遭受帝国主义铁蹄践踏和外国列强蹂躏的悲惨时期,国家衰败,人民饥寒交迫。在这种条件下,不可能有专门的人员和机构从事混凝土结构设计理论和方法的研究,中国自己的研究成果属于空白。

1949年新中国成立,人民当家作主,国家百废待兴,全国范围内开展了大规模的基础建设活动。没有设计规范,就不能保证工程结构要求的使用功能和安全性,鉴于当时我国的实际情况,唯一可行的办法就是照抄国外的规范。计规范原建筑工程部20世纪60年代后期批准的《钢筋混凝土结构设计规范》(BJG 21―66),就与前苏联规范HNTY 123 ―55一模一样,只有个别术语的译名重新进行了定义和命名,没有预应力混凝土结构设计的内容。

我国于1971年开展了一轮全面制定和修订工程建设标准规范的活动,并于1974年颁布了一批各材料结构的设计规范,其中包括《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ 10―74)。由于规范的编制是一个资料和研究成果长期积累的过程,受历史的影响,同时考虑规范的过渡,TJ10―74仍然是主要参照前苏联预应力混凝土结构设计规范(CH10-57)制定的,增加了预应力混凝土结构设计的内容,修改了过于陈旧的斜截面承载力设计理论与设计方法,但已开始吸收一些英美国家先进标准规范的内容,当发现两者差别较大时,仍以前苏联规范为准进行修改。

(1) 结构可靠度设计体系

(2) 受剪承载力计算

(3) 正截面承载力计算

(4) 受扭及弯剪扭承载力计算

(5) 冲切和局部受压

(6) 正常使用极限状态

二、国外混凝土结构设计方法的发展史

在美国,与混凝土材料、混凝土结构设计及混凝土其它方面有关的发展都与美国混凝土协会(ACI)的活动有关,ACI的发展和壮大受美国建筑市场的推动。所以,美国混凝土结构设计方法的变革反映在ACI的一系列活动中

1910年,对钢筋混凝土柱和无梁楼盖的设计受到关注。同年4月,《钢筋混凝土建筑规程》颁布。到1912年,NACU已经了14个标准,NACU的标准受到广泛的认可,为多个城市的建筑管理规定所采用。

《钢筋混凝土建筑规范》是ACI与混凝土用钢协会共同努力的结果。两个先前相互独立的规范进行了协调,形成城市建筑设计的共同规范。与规范并行,Arthur R.Lord提供了一套完整的设计图表,包括了很大范围强度的混凝土。除柱外,当时强度为2000Psi(14Mpa)的混凝土应用很普遍

1969年,ACI颁布了两个关于现浇混凝土管的建议标准,一是管的设计、制作和检验,一是施工规定。

1969―1970年ACI的一个重要进展是ACI与CEB(欧洲混凝土协会)在钢筋混凝土和预应力混凝土设计符号方面取得一致。

1970年建议的符号标准在1971年被采用。

1971年,ACI319―71规范规定采用极限状态设计法进行设计,将容许应力法列为可选的方法。

1977年的ACI建筑规范的特点是便于阅读。为简化设计应用,1978年出版了柱按极限强度方法设计的手册,以及对手册的补充,包括钢筋混凝土板体系的设计和分析,ACI还出版了固定近海混凝土结构的设计和施工指南。

20世纪80年代,纤维混凝土的应用有了很大的发展。

1988年ACI544委员会编写了钢纤维混凝土配合比设计、拌和、浇注及抹光的指南和设计分析。

1995年ACI318―95规范颁布。对预制混凝土作了较大的修改,主要是增加率结构整体性的规定。

三、欧洲混凝土结构设计方法

早在1975年,欧洲共同体委员会根据协议,就决定在土木建筑领域实施一个联合行动项目,建立一整套用于房屋建筑、土木工程结构和土木工程设计的标准,即欧洲规范。20世纪80年代末和90年代,在欧洲标准技术委员会CEN/TC―250的组织和协调下,首先编制了一套欧洲试行规范ENV1991―ENV1999.两年后将邀请欧洲标准化委员会成员提交正式评论以决定为了进一步要进行的工作。在经过一段时间的使用后,通过修订和补充,将欧洲试行规范转变为正式规范,即欧洲规范。,其中于1978年由欧洲混凝土委员会出版的第一卷《各类构件和材料的通用统一规则》是该体系的统一指导原则。它即采用近代建立的概率极限计算法,又采用工程结构设计中惯用的表达式,是较为先进和合理的。

结构分析是计算结构内力和变形的方法和过程。由于混凝土结构不同于力学计算中的理想结构,如由钢筋与混凝土两种材料组成,混凝土开裂后刚度降低,构件的塑性性能会使结构内力发生应力重分布等,不能直接采用经典的力学方法,而是根据混凝土结构的特点进行修改。我国规范GB 50010--2002、美国规范ACI 318一05和欧洲规范EN1 992―1―1:2004均规定混凝土结构可按线弹性方法、考虑内力重分布的分析方法和塑性分析方法。另外对于不能按杆系分析的混凝土结构或构件,美国和欧洲规范还规定可按压杆―拉杆模型分析和计算,是国外混凝土结构设计方法的一个新发展。

四、小结

对于混凝土结构和构件的二阶效应,我国规范只考虑有侧移的情况,美国和欧洲规范按无侧移和有侧移两种情况考虑。我国、美国和欧洲规范规定可直接通过考虑结构几何非线性效应的分析方法计算,也可在一阶分析的基础上,考虑弯矩增大系数近似计算。在弯矩增大系数法中,我国规范的计算方法比较简便,美国和欧洲规范的计算方法比较复杂,计算中与钢筋的面积有关。所以按美国和欧洲规范计算偏心受压构件的配筋时,要先鉴定钢筋面积,再验算承载力。

参考文献

混凝土结构设计规范范文3

关键词:型钢混凝土结构;特点;应用

Abstract: with the building the change of demand, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.

Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application

中图分类号: TV331文献标识码:A文章编号:

型钢混凝土结构(Steel Reinforced Concrete)是指通过在型钢周围布置钢筋并且进行浇筑得到的混凝土结构。通常可以分为实腹式型钢混凝土结构和空腹式型钢混凝土结构两种。实腹式型钢混凝土结构相比空腹式型钢混凝土结构要更为出色。同时制作成本也更高。

一、型钢混凝土结构的特点和发展

1、型钢混凝土结构的特点

型钢混凝土结构是钢材混凝土组合结构中的一种,我国最早引用苏联的称法,将型钢混凝土结构称为劲性钢筋混凝土。型钢混凝土结构同传统钢筋混凝土相比具有强度高、刚性大、延展性好的特点,弥补了地震区建筑采用的钢筋混凝土对于抗震能力不足的问题。所以,型钢混凝土结构在实际建筑工程中,特别适用于高层建筑和抗震系数较高的建筑。

同时,型钢混凝土结构是在型钢布置钢筋进行浇筑得到的。型钢混凝土结构本身不仅有出色的强度和韧性,同时由于型钢混凝土结构本身的钢材原因,型钢混凝土结构的体积较相同规格的钢筋混凝土的要小,横截面积也要少,为此,在建筑中使用型钢混凝土结构大大提升了建筑物内的空间。

并且,型钢混凝土结构的钢结构稳定,整个结构的承受能力和抗老化能力很出色,减少了建筑的维修费用和安全隐患。

2、型钢混凝土结构的发展

型钢混凝土结构最早出现在20世纪欧美国家。在20世纪初,经过众多国家的实验,发现型钢混凝土结构的强度和刚性十分出色。同时针对型钢混凝土结构的生产工艺,进行了详细的规范和设计。在此之后,直到20世纪中期,我国开始接触到型钢混凝土结构的相关技术,然而受到我国当时经济建设的限制,为了节约钢材,型钢混凝土结构在我国一度体制使用。直到20世纪末期,随着我国经济建设的迅速发展。型钢混凝土结构被重新应用于建筑中并且取得了良好的成效。为了实现型钢混凝土结构的经济价值,我国针对型钢混凝土结构进行了一系列的系统研究,并取得了相当的成绩。

二、我国型钢混凝土结构的设计方法和应用

1、我国型钢混凝土结构的设计方法

我国型钢混凝土的相关技术正在不断发展和逐步成熟。型钢混凝土的研究方向也从传统的单一混凝土结构转向了新型的型钢、钢筋、混凝土相结合的新型结构,为了深度研究型钢混凝土结构,预应力的相关技术也得到了长足的发展,针对型钢混凝土结构的设计方法有很多种,不同类型型钢混凝土结构的设计方法主要区别在结构制作的规范规程上。目前,型钢混凝土结构设计时主要参考的规范规程有两个,分别是1998年我国冶金部出台的《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》以及2002年我国建设部出台的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》。其中《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》在制定的初期是参照日本型钢的相关规范中的叠加方法,在传统型钢计算的叠加方法的基础上提出了型钢混凝土结构在轴力分配上较为准确的方法,我们将之称作“改进简单叠加法”。参照《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》的规范标准,对型钢混凝土结构的承载力和刚度等方面进行计算都十分简单方便。而2002年我国建设部推出的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》在型钢结构的承载力计算方面采用了新的技术,即是对型钢结构进行平截面假定,对横截面的移动量进行计算,在最后可以得到结果准确可靠的型钢构件的承载力。

2、我国型钢混凝土结构的研究方向和应用

在我国,型钢混凝土结构的研究工作在建国时期存在着较长的空白阶段,由于当时片面性的强调节约钢材,型钢混凝土结构的研究和应用一直被搁置,这导致我国型钢混凝土的相关技术较国外相比有着一定的差距,针对我国型钢混凝土技术相对落后的现状,型钢混凝土结构的研究研究工作具备了以下的几个特点。

首先,我国现有建筑大部分仍然采用的是钢筋混凝土结构,国家缺乏对于型钢混凝土结构的支持力度和相关文件。由于型钢混凝土结构在实际的建筑应用中还未普及,导致型钢混凝土结构的相关研究工作发展缓慢。

其次,我国对于型钢混凝土结构的设计计算方面的相关技术理论还不完善。上文已经提到了,我国的型钢承载力计算的方法是参照日本的叠加方法进行计算的。而在全世界关于型钢结构的计算理论中,日本的叠加方法相对来说过于保守。所以发展我国型钢混凝土结构设计计算中相关技术理论是我国型钢混凝土结构的一个研究方向。

三、我国型钢混凝土结构的研究发展前景

虽然我国型钢混凝土结构的相关研究起步较晚,但是经过二十多年的发展,我国的型钢混凝土结构研究工作仍然形成了一套较为规范的理论。当然,由于型钢混凝土结构仍然在推广中,我国尚且缺乏型钢混凝土结构的相关国家政策和规范。,对此,我型钢混凝土结构研究领域当前的重要目标就是尽快完善和出台一套适合我国型钢混凝土结构发展现状的相关规范,促进型钢混凝土结构在我国建筑行业中的发展和应用。

同时,随着我国经济建设的不断发展,我国一线和二线城市的高层和超高层建筑鳞次栉比的建设起来,这其中,传统的钢筋混凝土结构并不能够满足高层和超高层建筑物的设计实际建筑需求,型钢混凝土结构将会得到很大的发展和应用空间,即将面临的巨大需求和我国现有的型钢混凝土结构技术和规范不完善的实际情况,需要加强型钢混凝土结构相关技术的研究工作。

总结:

型钢混凝土结构是一种在承载力、刚性、延长性、抗震性都要优秀于传统钢筋混凝土结构的新型建筑构件。型钢混凝土结构的研究和发展对于我国高层建筑和防震功能的建设和发展有着重要的意义。要发展型钢混凝土结构,完善我国相关规范规定和推进相关应用技术,是当务之急。

参考文献:

[1] 彭春华,宋文博,张伟军. 型钢混凝土结构研究综述[J]. 陕西建筑, 2007,(04) .

[2] 丁晓东,孙晓波. 型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势[J]. 山西建筑, 2007,(01) .

[3] 秦慧敏. 型钢混凝土结构在我国的应用和研究[J]. 山西科技, 2008,(02) .

混凝土结构设计规范范文4

关键词:水工 少筋 混凝土 结构 设计 方法

一、概述

少筋混凝土结构是指配筋率低于普通钢筋混凝土结构的最小配筋率、介于素混凝土结构和钢筋混凝土结构之间的一种少量配筋的结构,简称少筋混凝土结构,也称为弱筋混凝土结构。

这类结构在水利工程设计中是难于避免的,有时,它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲,只要允许素混凝土结构的存在,必定会有少筋混凝土结构的应用范围,因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。

凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土,水工混凝土多数为大体积混凝土,水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中,如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等,在外力作用下,一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求,结构应有足够的自重;另一方面,还应满足强度、抗渗、抗冻等要求,不允许出现裂缝,因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计,常需配置较多的钢筋而造成浪费,若按素混凝土结构设计,则又因计算所需截面较大,需使用大量的混凝土。

对于这类结构,如在混凝土中配置少量钢筋,在满足稳定性的要求下,考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用,就能减少混凝土用量,从而达到经济和安全的要求。因此,在大体积的水工建筑物中,采用少筋混凝土结构,有其特殊意义。

关于少筋混凝土结构的设计思想和原则,我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。

二、规范对少筋混凝土结构的设计规定

对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上,这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)(下文简称规范)有关最小配筋率的规定,摘录并阐述如下:

1.一般构件的纵向钢筋最小配筋率

一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时,最小配筋率应适当增大。

2.大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率

截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构,其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即

1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为:

ρmin=ρ0min ()

也可按下列近似公式计算:

底板 ρmin= (规范9.5.2-1)

墩墙 ρmin= (规范9.5.2-2)

此时,底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制,但应配置适量的构造钢筋。

2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为:

ρ'min=ρ′0min ()

按上式计算最小配筋率时,由于截面实际配筋量未知,其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出,需先假定一配筋量经2—3次试算得出。

上列诸式中 M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值;

e0——轴向力至截面重心的距离,eo=M/N;

Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力;

b、ho——截面宽度及有效高度;

fy——钢筋受拉强度设计值;

γd——钢筋混凝土结构的结构系数,按规范表4.2.1取值。

采用本条计算方法,随尺寸增大时,用钢量仍保持在同一水平上。

3.特大截面的最小配筋用量

对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件,规范规定:如经论证,其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制,钢筋截面面积按承载力计算确定,但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。

规范对最小配筋率作了三个层次的规定,即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定;对于截面厚度较大的板、墙类结构,则可按规范9.5.2计算最小配筋率;对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。

为慎重计,目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率,对于其他结构,则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算,以避免因配筋过少,万一发生裂缝就无法抑制的情况。

经验算,按所建议的变化的最小配筋率配筋,其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构,为控制裂缝不过宽,宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05%。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时,则可仅配构造钢筋。

转贴于 三、规范的应用举例

例1 一水闸底板,板厚1.5m,采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋,每米板宽承受弯矩设计值M=220kN/m(已包含γ0、φ系数在内),试配置受拉钢筋As。

解:1)取1m板宽,按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。

αs= ==0.012556

ξ=1-=1-=0.0126

As===591mm2

计算配筋率ρ= = =0.041%

2)如按一般梁、柱构件考虑,则必须满足ρ≥ρmin条件,查规范表9.5.1,得ρ0min=0.15%,

则 As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2

3)现因底板为大尺寸厚板,可按规范9.5.2计算ρmin

ρmin===0.0779%

As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2

实际选配每米5Φ18(As=1272mm2)

讨论:1)对大截面尺寸构件,采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋,本例为1:1130/2175=1:0.52。

2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m,按规范9.5.2计算的ρmin变为:

ρmin===0.0461%

则 As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2

可见,采用规范9.5.2计算最小配筋率时,当承受的内力不变,则不论板厚再增大多少,配筋面积As将保持不变。

例2 一轴心受压柱,承受轴向压力设计值N=9000kN;采用C20级混凝土和I级钢筋;柱计算高度l0=7m;试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。

解:1) b×h=1.0m×1.0m时,轴心受压柱承载力公式为:

N≤φ(fcA+fy′As′)

==7<8,属于短柱,稳定系数φ=1.0,

As′===3809mm2

ρ′===0.38%

由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%,对一般构件,应按ρ0min′配筋

As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2

2) b×h=2.0m×2.0m时,若仍按一般构件配筋,则

As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2

现因构件尺寸已较大,可按规范9.5.3计算最小配筋率:

ρmin′=ρ0min′()

式中因实际配筋量As′尚不知,故需先假定As′计算Nu。

①假定As′=4000mm2。

Nu=fy′As′+ fyAs

=210×4000+10×4.0×106=40.84×106 N

ρmin′=ρ0min′()

=0.4%()=0.106%

As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2

②假定As′=4231mm2。

Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106 N

ρmin′=0.4%()=0.1056%

混凝土结构设计规范范文5

关键词:高层建筑;地下室;混凝土;裂缝

1混凝土裂缝成因分析

我国目前的高层建筑绝大多数是钢筋混凝土结构,导致建筑物自重较大,对地下室混凝土结构的承重要求较高,混凝土结构一旦发生裂缝会对建筑物的整体安全性产生一定的威胁,下面对地下室混凝土结构裂缝产生的运行进行了简单的分析:

1.1材料原因

混凝土在拌制过程中会使用大量水泥,而水泥在混凝土硬化过程中会发生水化反应,释放大量热量,在发热之后会导致混凝土内外部结构产生极大的温度差异,导致混凝土产生温度裂缝。

1.2施工原因

在地下室混凝土结构的施工过程中,由于施工人员的素质参差不齐,导致了施工工艺可能达不到相关的规范。工人在施工过程中如果没有严格按照施工规范中的规程进行施工,就会影响混凝土的性能,导致混凝土产生裂缝。

(1)养护不到位

混凝土施工过程中的养护工作对混凝土的质量会产生较大的影响,混凝土在硬化阶段的养护是十分必要的。许多施工单位在混凝土硬化的过程中,未对其采取合理的掩护措施,导致混凝土内部含水率不足,使其体积提前收缩,产生收缩裂缝。

(2)混凝土输送方式

目前,地下室混凝土结构施工普遍采用直接泵送,以这种方式输送混凝土无法对其坍落度进行有效验证,如果其坍落度达不到要求,会导致混凝土在浇筑过程中出现不连续的情况,造成混凝土因间隔浇筑而使间隔点的位置产生裂缝。

(3)混凝土内外温差大

在混凝土施工过程中,由于其本身释放的热量会使内部温度升高,这时如果选择在低温、夜晚等环境进行施工,就容易导致混凝土内外温度差异过大,而产生温度裂缝。

1.3混凝土结构设计缺陷

(1)混凝土伸缩缝超标。在对混凝土参数进行设计时,需根据相关规范将地下室墙壁伸缩缝的最大间距控制在一定范围内,具体要求将露天墙壁伸缩缝的最大间距控制在20m以下,将室内墙壁的伸缩缝最大间距控制在30m以下。在实际操作过程中,伸缩缝的最大间距往往超过限值,导致水平构造筋无法承受混凝土结构的收缩应力,产生收缩裂缝。

(2)对混凝土的强度随意调整。在一些建筑物的地下室结构设计中,很多设计人员认为混凝土的强度等级越高,对整体结构的稳定性和安全性越有保障,通过提高混凝土的强度可以有效降低施工缺陷对整体结构的影响。施工人员为了提高混凝土的强度,在施工过程中盲目增加水泥用量会导致单位体积混凝土的内热过大,使混凝土体积加速膨胀,导致混凝结构土产生更加严重的裂缝。

2混凝土裂缝预防措施

2.1合理控制温度

混凝土在施工过程中,水泥的水化热反应是导致温度裂缝产生的主要原因。因此,可以在保证混凝土强度的条件下,尽量降低水泥的用量或者使用其他原料进行代替,这样能够有效降低混凝土结构的内部热量,减小温度裂缝发生的几率。另外,在施工过程中还需要做好混凝土的保温工作,尤其是在低温环境下的施工,由于混凝土内外温差大,通过保温措施能够控制这种差异,可以实现对温度裂缝的较好控制。

2.2加强施工管理,规范施工工艺

(1)合理选择混凝土材料。在混凝土的拌制阶段,通过合理的选料能够有效降低水泥水化热的总量,同时在保证混凝土强度的前提下,还可以选用粉煤灰等材料替代水泥,对降低混凝土内外部结构温度差异具有重要作用。另外,可以通过掺加外加剂对混凝土自身的特性进行调节,使混凝土的整体结构更加稳定,能够有效降低混凝土裂缝的产生几率。

(2)加强施工规范的管理。在地下室混凝土结构的施工过程中,需要从各个环节加强管理。施工人员应该严格按照相关规范进行各个环节的施工,从混凝土的拌制、运输、浇筑、养护等各个环节加强工作,全面保证混凝土的施工质量。由于地下室结构的特殊性,需要在地下室底板浇筑与墙体浇筑之间设置一定的间隔时间,避免底板与墙体之间发生连锁反应而导致混凝土大面积产生裂缝。另外,还应该加强施工过程中的监理工作,对施工中存在的问题,应进行及时整改,以免问题遗留到后期,对处理工作带来较大的困难。

(3)严格做好混凝土的早期养护工作。混凝土在浇筑完成的初期阶段,因为还未完全硬化,其结构还不是很稳定,需要及时做好养护工作,避免其内部水分流失过快,而发生收缩裂缝。另外,及时做好早期养护工作,可以对混凝土起到保温作用,使混凝土内外部结构的温差范围缩小,有效避免了温度裂缝的产生。

2.3加强地下室混凝土结构设计

设计人员在地下室混凝土结构设计的过程中,应该严格对每个环节的设计,必须达到相关规范的要求,同时要对其中的各项参数进行反复验证,保证数据能够应用到实际施工中。设计时应根据工程需要合理选择混凝土强度,避免强度过低或过高对工程质量造成影响,同时,对伸缩缝的设置也需要严格按照规范进行,避免因伸缩缝超标而造成的地下室水平配筋变形所引起的结构裂缝,以保证整体结构的稳定性。

3结论

高层建筑的发展对施工的要求越来越高,为了保证高层建筑结构的整体稳定性和使用安全,在实际工程中,需要从设计、施工方面严格控制。在地下室混凝土结构中,裂缝是普遍存在的问题,这对建筑物后期的使用形成了一定的安全隐患。为了有效控制混凝土裂缝,提高整体结构的稳定性,需要从各个方面做好裂缝的预防控制工作。在设计环节,需要严格相关规范执行,并结合实际施工条件进行设计;在施工过程中,施工人员需要严格按照施工规范进行施工,同时还需要做好各个环节的监管工作,保证对存在的问题进行第一时间处理,避免混凝土裂缝的产生,保证工程整体结构的稳定性。

参考文献:

[1]GB50666-2011,混凝土结构施工规范[S].

[2]GB50010-2011,混凝土结构设计规范[S].

混凝土结构设计规范范文6

关键词:裂缝控制;存在问题;防治措施

中图分类号: TU973+.254 文献标识码: A 文章编号:

引言

钢筋混凝土结构会出现裂缝的现象已经被大量的科学研究和实践证明是不可避免的,但事实上,我们可以把这些裂缝所造成的危害程度控制在一定的范围内,这就要求我们要对裂缝产生的原因、种类、危害以及应采取怎样的有效措施以应对等等问题有相当的了解。

一、裂缝对钢筋混凝土结构造成的危害

1、钢筋混凝土结构受力重新分配:钢筋混凝土结构正常使用时,钢筋抵抗拉力,混凝土则抵抗压力,当钢筋混凝土结构开裂之后,裂缝处的钢筋与混凝土锚固失效,钢筋的应力变化极大,混凝土由整体变为破碎的各部分,上部混凝土受压区高度相对变小,压应力也急剧增长。

2、钢筋混凝土结构的抗剪能力下降:当钢筋混凝土结构开裂之后,混凝土由一个整体被分为各支离破碎的部分,混凝土的各个截面不再完整,使得起到抗剪作用的净截面面积减小,整体的抗剪能力大幅度下降。

3、钢筋混凝土结构的刚度减小:钢筋混凝土结构开裂比较严重时,裂缝截面处的中性轴上移,结构的变形加大,刚度减小,整体挠度随着裂缝的发展而激增。

4、钢筋混凝土结构的疲劳度下降:裂缝的出现不但降低了结构的整体刚度,还使得钢筋及混凝土长时间处于高应力拉压状态,降低了它们的疲劳寿命,从而降低了整体结构的疲劳度。

5、钢筋混凝土结构的强度降低:裂缝的出现致使结构中的钢筋外露,空气及水分中有腐蚀作用的成分侵入混凝土内部,引起钢筋锈蚀及混凝土质变,导致整个结构强度逐渐降低,强度的降低又会加大裂缝的扩展,最终造成结构的受力性能进一步恶化,钢筋混凝土结构的耐久性及使用性能严重下降。

二、裂缝产生的直接原因

1、收缩及水化热。自从70年代末(1978~1979年)我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步—泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性,低流动性,现场搅拌混凝土转向集中搅拌,大流动性泵送浇筑,水泥用量增加,水灰比增加,砂率增加,骨料粒径减小,用水量增加等导致收缩及水化热增加。

2、混凝土强度等级日趋提高。建筑结构混凝土强度等级日趋提高,但有许多结构不适当的选择了过高的强度等级。习惯上认为:“强度等级越高安全度越大”。有时为了施工方便,采用高强混凝土。这导致了水泥标号加大或用量增加、用水量增加、骨料粒径偏小、砂率偏大等,这些都使水化热及收缩率增加。

3、结构约束应力不断增大。结构规模日趋增大,结构形式日趋复杂,超长超厚及超静定结构成为经常采用的结构形式,采用现浇施工,这些非正常结构形式有明显的约束作用,对于各种变形必然引起较大的约束应力。

4、外加剂的负作用。只注重外加剂对强度指标的影响,缺乏对水化热及收缩变形影响的研究,有些试验资料并不严格,有许多外加剂会产生严重的收缩变形增加,有的甚至降低耐久性。

5、忽略结构约束。国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋的重要性,因而经常出现构造性裂缝。结构设计中经常忽略结构约束性质,不善于利用“抗与放”的设计原则,缺乏相应的设计施工规范、规程。

6、养护方法不当。目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法,这种方法已远不适应泵送混凝土及大体积混凝土的温度收缩变形对养护条件的要求。

7、混凝土抗拉强度不足。缺乏对混凝土配合比的科学研究导致的抗拉强度不足。

三、设计中对钢筋混凝土结构裂缝的控制

由于裂缝的产生,不但会影响外观效果,更有可能导致构件内部钢筋的锈蚀,影响使用耐久性和安全性。而结构设计作为工程的重要环节,在设计的过程中就应该注意对裂缝的控制。

1、一般裂缝控制

(1)裂缝验算

混凝土结构应该按照《混凝土结构设计规范》(GB5001-2010)的规定,根据荷载效应来进行裂缝宽度的验算,对于不符合的应及时调整。在设计时就应重视裂缝问题,构件设计时,不能仅考虑强度问题,在没有确切把握的情况下,对所有的梁板均应进行裂缝宽度验算,尤其是当梁配筋率小于1%的时候,更应该引起重视。

(2)分割措施

对于较长的建筑结构,在设计时可以考虑采取分割措施将建筑物分成若干的结构单元。这样就能减小结构构件内部各种作用(例如温差、混凝土收缩、基础不均匀沉降等)产生的拉应力。并且对于处于不利条件下(抗震不利地段、软弱地基上)的建筑物更应严格按设计规范要求合理布局结构单元。

合理设置后浇带,可以适当的增大伸缩缝的间距,但是后浇带仍不能代替伸缩缝,在建筑物过长时,仍然需要按规范要求设置伸缩缝。后浇带内的钢筋一般情况下不截断,但是如果是为解决高层建筑与其裙房之间的沉降而设置的后浇带,内部的钢筋宜截断并采用搭接连接方式,待相邻两侧结构满足了设计允许沉降差异后,方可进行浇筑。

(3)设计时考虑周全

设计时充分考虑偶然作用和非设计工况所引起的效应,并在相关部分采取合理的控制裂缝的构造措施。例如:按简支设计的时候,实际上端部仍然受到一定的嵌固约束;按自由端考虑,但在荷载较大使构件发生位移,变形加大后,可能起到约束作用的部分;平面凹凸、立面刚度变化突变的部位,容易引起应力集中的部位;房屋两端的阳角处以及山墙处的楼板,屋面板;现浇结构中与周围梁柱整体浇筑的楼板;大体积混凝土等等。

(4)改善混凝土性能

在条件允许的情况下,改善混凝土的自身性能。在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂、钢纤维等抗裂剂,可以有效地防止混凝土构件的开裂。

(5)设计交底完善

由于我国国情所限,施工单位素质参差不齐,设计人员在进行施工技术交底时,应特别强调养护是防止混凝土产生裂缝的重要因素,应当充分重视,并根据当地情况制定适宜的养护方案。且应强调在施工过程中,不得随意堆载等。

2、具体结构构件裂缝控制

(1)基础裂缝控制

基础的混凝土强度等级宜按《混凝土结构设计规范》采用;第3.5.2条规定了一般基础的环境类别为二b类,第3.5.3条规定了最低混凝土强度等级:二a类为C25,二b类为C30。保证基础的最小配筋率,根据基础形式的不同,按照相应的规范要求。但任何基础的受力钢筋都不小于A10@200,分布钢筋不小于A8@200。