对混凝土结构设计中一些问题的讨论

对混凝土构造设计中一些问题的讨论论文关键词:概念设计；构造计算；配筋构造；保护层厚度论文摘要:使构造平安适用、经济合理、是构造工程师的任务和责任。根据长期工作体会从概念设计的观点出发，介绍抗震设计中遵循的原那么，进步房屋抗震性能的措施。结合工程实际介绍了环境类别和保护层厚度确实定、按简支梁计算构造钢筋的设置等问题。一、概念设计和构造构造抗震设计中，影响整个构造抗震才能的因素很多，如：构造构件的承载力和变形才能;非构造构件的材料性能及提供的强度储藏；构造的连接构造；构造的稳定性；构造的整体性能在经受第一次地震后屡次余震反复作用下的抗破坏才能。目前只对第一种因素作了计算，其它因素尚无法进展计算，靠概念设计和构造构造做到构造体系具备必要的承载力、刚度、稳定性、才能吸收及耗能才能，也就是具有足后的延性。对复杂构造，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。〔一〕概念设计材料性能、构件性能、连接构造、构造体系通过实验、理论检验，但还不能计算，称为概念设计，抗震设计中应遵循以下原那么：(1)构造的承载力、刚度、质量在平面内和沿高度应均匀、对称和连续分布，防止应力集中：(2)应尽可能设置多道抗震防线，布置超静定构造及延性较高的耗能构件，注意适当加强静定构造部位、关键部位和薄弱环节；(3)注意构造的连接整体性，结果单元应采用结实连接，不同构造单元应遵守彻底分开的要求；(4)估计和控制塑形铰区出现的范围和部位，有针对性的进展构造布置，掌握构造的屈从过程以及最后形成的屈从机制；(5)做到强柱弱梁、强剪弱弯；(6)采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏，钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏；(7)构件和节点连接的承载力和刚度要与构造的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不低于构件的承载力；(8)应该防止盲目增加钢筋，某一局部构造设计承载力超强或缺乏，都可能造成构造的相对薄弱，梁端、柱端及抗震墙的加强部位受弯配筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应减少钢筋超配；(9)考虑非构造性部件对主体构造抗震产生有利和不利的影响。〔二〕构造构造构造体系靠力学计算保证构件的承载力及变形，又靠构造措施将构件连接在一起，形成构造体系，合理的构造保证构件传力明确；保证在力的屡次作用下才能的吸收及耗散；防止因局部构件破坏而使构造体系丧失承载才能及抗震才能；保证在设计使用年限内的耐久性。可以说构造构造是概念设计的详细化。我国通过几十年的理论，特别是唐山地震所总计的经历教训，后来试验研究都有完好的构造构造措施。但是认识在不断进步，概念设计在不断开展，构造设计除正确运用目前的构造措施，同时还需要不断总结、充实、进步。二、构造计算〔一〕荷载要准确荷载包括构造自重，建筑材料做法，设备荷载〔设备自重、管道重〕，建筑功能需要的活荷载，风、雪荷载、地震力、温度变化产生应力以及其它偶尔作用等。有的荷载标准有所规定，可作根据，有的需要各专业进步。建筑专业进步的不仅仅是荷重，而应该是详细的材料做法，设备专业那么应提供所选用的样本。由于建筑做法和设备一般要到订货时才能落实，在这以前变换的可能性很大，构造设计人员应该意识到这一点，并要求有相关的知识，准确计算所采用的荷载。隔墙荷载占总荷载的比例较大，隔墙材料品种繁多，但尚无非常理想的隔墙材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞击差或板块之间易出现裂缝。当隔墙位置固定且隔墙材料确定时，预留荷载是必要的，但考虑过重的隔墙会使构造用钢量过大。一般可与建筑专业配合，易采用轻质材料并在施工图中说明隔墙材料，允许荷载值及位置。构造计算最忌讳漏掉荷载，他将使计算白费或使构造存在隐患，应引以为戒。〔二〕应分析计算结果对复杂或重大工程一般需要用两种不同单元模型的程序进展分析和比拟，对特殊工程应选择适当的计算程序。建立的模型，边界、支撑条件应尽量符合实际。程序中的输入数据应弄明其缘由，弄清其概念，对进步设计质量是不可缺少的。〔三〕环境类别与保护层确实定问题混凝土设计标准第3.4.1条规定了耐久性设计的原那么及构件环境类别的分类标准。标准第9.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是新标准重视耐久性问题的详细表达。由于标准是根据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性根本要求〔标准第3.4.2～3.4.8条〕时应接交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，那么应按构件外表所处的环境类别分别考虑。否那么，对于根底地板、地下室外墙，随着保护层厚度的增大，采用商品混凝土时，构件外表出现早期收缩缝的机率也随之增大，而构件外表开裂后，反而影响构件的耐久性。所以保护层厚度不是越大越好，而应构件外表所处的环境类别有针对性地选用。〔四〕安简支计算的梁端部上部构造钢筋设置问题混凝土构造设计标准第10.2.6条对实际受约束的简支梁端上部构造筋作了规定。此时梁端实际受到局部约束，如按梁端的实际约束条件采用弹性理论进展整体内分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，更与梁端的约束构件即边梁或构件柱的相对刚度有关。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只表达了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际约束程度，假如梁端实际约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因此没必要配置太多钢筋，这是其一。其二，条文所指局部约束梁端的构件通常是指砖混构造的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，假如梁端实际配筋较大，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当约束构件是构造柱时，由于构造柱配筋较小，一般为4φ12，很可能造成构造柱的配筋缺乏；当约束构件是框架或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料说明5，边梁开裂后，其抗扭刚度约相当于弹性抗扭刚度的1/10。塑性内力重分的结果使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都很小，没比要配置太多的钢筋。新的混凝土构造设计标准施行前，我院设计的大局部工程终于边梁相交的梁端实际配筋统一为2φ12〔四肢箍为4φ12〕，20世纪六七十年代设计的局部工程甚至为2φ10或2φ8这些工程已正常使用了30年综上所述，标准所给的这种配筋策略是否适宜值得商榷。参考文献：[1]混凝土构造设计标准(GB500