发布日期:2024-01-25 15:44:26

高层建筑结构的设计原则十篇

今天给各位分享高层建筑结构的设计原则十篇的知识,其中也会对应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

本文导读目录:

1、房屋抗震设计要求

2、混凝土结构十篇

3、高层建筑结构的设计原则十篇

  房屋抗震设计要求范文第1篇

  [关键词] 房屋建筑 结构 抗震 设计

  中图分类号:TU2文献标识码: A

  据统计,每年世界范围内发生地震的次数已达50 万多次,而国内的地震次数便占了当中的 1/3。地震灾害严重损害了国内的经济发展与社会发展,并带来了严重灾难。因此在房屋建筑的结构设计中,需对结构的抗震性能充分考虑。针对地震灾害采取有关预防措施,尽可能减少地震灾害对于房屋建筑的损害,确保人们的生命安全与财产安全。本文就对房屋建筑在结构抗震设计上的若干要求展开了研究。

  一、 合理选择建筑场地

  受地震灾害影响,地震范围内的建筑物会被严重破坏。由于地震而引起的地质运动可导致建筑直接面临结构破坏,由此可见,地质条件也属于房屋建筑受损的一个重要因素。因此在房屋建筑设计中,需对建筑场地进行合理选择。一方面,应首选地质坚硬、地势开阔等有利于抗震的地质条件,从而减少地基土在地震期间的沉陷程度,预防房屋建筑发生坍塌不良现象。另一方面,尽可能避免山坡边缘、河岸等地质软不利于抗震的地段,以免在地震期间,在地质条件的共同影响下,导致房屋建筑出现倒塌的情况。若实在无法避免此类地段,则需要采取相应的有效抗震措施。第三,不应选择自然灾害并发区域等危险地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作为房屋建筑的建造地段,以避免地震灾害并发其他自然灾害而导致房屋建筑破损程度加重。最后,建筑场地的土质刚度、覆盖层厚度等也属于建筑物受到地震损害的一项重要因素。有关研究指出,建筑地段的土质坚硬、覆盖层薄属于减少地震灾害对于房屋建筑损害程度的一项重要原因。因此在选址时,还需要对土质及其覆盖厚度进行考察。

  二、 房屋建筑的地基和基础设计

  首先,在建造房屋建筑期间,同一个房屋建筑结构单元不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基选择和处理上,尽量全部应用天然地基或是桩基,尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而可以避免不利因素,保证房屋建筑的抗震性能。

  其次,在埋置房屋建筑的基础时,需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅,将会减少房屋建筑的嵌固作用,增大房屋建筑在地震期间的振幅,提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时,应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作,确保回填土和基础的侧面紧密接触,提高房屋建筑基础部分的稳定性。

  另外,对于砌体结构的房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下,不应应用内外交圈基础圈梁,以免影响上部建筑和基础的整体性。此外,应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内,从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱,则还需设置圈梁在基底底部。

  三、 房屋建筑屋顶与墙体的抗震设计

  在地震期间,房屋建筑的受损程度与建筑质量之间呈正比关系。也就是建筑质量越重,建筑的受震害程度则越严重。反之,若建筑质量越轻,那么其受震害程度将会越小。其次,建筑结构越稳定,其在地震灾害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑结构设计中,应尽可能最小化建筑质量,以达到最小化减小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,减轻房屋建筑围护结构的质量,从而达到减轻房屋建筑墙体质量的目的。若建筑的墙体质量过重,将会降低建筑的抗震性能,使得建筑在面临地震灾害时,易受破坏。因此,在建筑结构设计中,需对减轻墙体重量这一点进行考虑。另一方面,在建筑屋盖设计期间,应尽量选择质量较轻的材质。并且不要在建筑屋顶设计中添加不必要的附属物,以免增加屋盖重量,间接增加建

  筑高度,对房屋建筑抗震性能产生不良影响。若在屋盖设计期间,个别突出形状是必须建造的,则需要通过设计尽可能降低其高度,并增强牢固性。选择质量轻的材料,从而提高建筑的抗震性能。

  房屋建筑结构设计的规则性

  1. 合理控制房屋建筑高宽比

  对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。

  2. 规则性设计房屋建筑结构

  在房屋建筑的结构设计上,均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与竖向结构构件布置等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若房屋建筑具有平面设计复杂,而质量、刚度等分布不规则的情况,在面临地震时,房屋建筑将会产生扭转情况,水平体系构件应力突变导致房屋建筑主要受力构件受到严重破坏。其次,在建筑竖向结构构件的设计中,抗侧力体系的刚度和承载力有明显的突变,在地震期间发生严重震害的可能性较大。并且若建筑采用复杂的建筑体型,也会导致在地震中发生严重破坏;其中顶部局部突起将会因为高度过高而引起鞭梢效应。

  3. 合理处理房屋建筑的防震缝

  若房屋建筑结构平面或者竖向不规则,需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间,可将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边结构单元之间设置足够宽度的缝,彻底分开防震缝两边的上部建构。防震缝宽顺着建筑高度的增加而放大,同时可以在防震缝两侧布置垂直相交的抗撞墙体。

  4. 合理布置砌体结构房屋建筑的纵横墙

  墙体属于砌体结构房屋建筑的主要承重构件,由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量,若承重墙体布置时随意加大墙体间距和不均匀布置,将会降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间,需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙,从而确保房屋建筑的整体抗震性能。

  5. 合理布置砌体结构房屋建筑的构造柱以及圈梁

  构造柱、圈梁等均属于提高砌体结构房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造柱有利于增强建筑墙体的抗剪性能,并改善建筑结构变形能力,提高建筑物的整体刚度从而使建筑结构在外力作用下仅发生局部变形,不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此,在布置构造柱时,需以《抗震规范》作为布置依据,在墙体交叉处均设置构造柱,促使墙体材料由脆性演变为延性。另外,圈梁也可以提高墙体之间的连接牢固性,对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下,还可抑制墙体产生裂缝。

  五、 结语

  目前,抗震技术属于房屋建筑设计当中的一项主要技术,抗震设计的好坏将会直接影响到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑结构设计中,需根据抗震设计的相关要求,对房屋建筑进行合理设计,满足房屋抗震设计的相关要求。尽可能提高房屋的抗震能力,减少地震灾害对于房屋建筑的损害。本文只从基本概念做出阐述,实际设计还要运用静力和动力的数值计算手段,用数值计算结果来量化宏观指标,帮助工程师合理设计。

  参考文献

  [1]唐与拓,金燕,于得水.多层砖混房屋震害分析及抗震加固措施[J].山西建筑,2009(12).

  [2]张建,倪彩琴.浅议房屋建筑结构设计中问题的分析[J].建筑设计管理,2010(05).

  房屋抗震设计要求范文第2篇

  关键词:建筑结构;抗震设计;要求

  中图分类号: TU3 文献标识码: A

  引言:根据有关部门的统计分析,全世界每年会发生四十万次左右的不同程度的地震,而我国境内发生的地震次数更是达到了十万次以上。地震造成的危害,轻者会对交通设施和房屋建筑带来一定的损害,严重的会使城市变为废墟,人员伤亡惨重,对社会经济和人们的生活造成重大的毁灭性破坏。目前,全世界的很多国家都加大了对房屋建筑结构抗震设计的研究,希望借此可以提高建筑物的抗震水平,减少地震带来的危害。在这一领域中,一些地震频发的国家走在了技术的前列。而我国作为一个地震灾害多发的国家,更是要积极吸取国际上的先进经验技术,重视对建筑结构抗震设计的投入,重视建筑结构抗震设计的意义,从而提高我国建筑物抗震能力的整体水平。

  1、建筑结构抗震的意义

  建筑结构的抗震加固设计和安全施工措施在建设工程中具有十分重要的意义,。地震灾害的防御是地震发生前要做好的防御性工作。震害防御分为工程性防御措施和非工程性防御措施两种。工程性防御措施是减轻地震灾害的主要途径。工程性防御措施是指用工程的抗震设防与抗震加固来达到防御建筑物遭到地震破坏的措施。地震造成的人员伤亡最直接的原因就是地表的破坏与建筑物的破坏和倒塌。根据对全世界130多次伤亡较大的地震进行的统计表明,地震中绝大多数的伤亡是因建筑物的破坏和倒塌而造成的。所以,对建筑物进行相应的抗震设计,让建筑物在破坏性地震中不倒塌、减少损害,是减少人员伤亡的关键。我国明确规定:新建、扩建和改建建设的工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防的要求。一般的工业和民用建筑建设工程,必须按国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求进行建筑结构的抗震设计。对于一些重大建设工程、可能发生严重次生灾害的建设工程以及核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价,并经过国家和省级地震行政主管部门审定的地震安全性评价结果来确定抗震设防要求。建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按抗震设计进行施工。

  2、建筑场地的选择

  地震的实质是不规则的具有破坏性的地质运动,在强烈的地质运动下房屋建筑的地基在地震作用力的影响下也会随着发生不规则运动,进而造成房屋建筑上部结构破坏。所以,在房屋建筑抗震设计中应从建筑场地的选择入手。

  2.1尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降,不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。

  2.2尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段,如果应房屋建筑规划设计要求,无法避开这些地段,应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手,提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。

  2.3尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段,如果在这些危险地段建设房屋,一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害,加剧了房屋建筑结构的破坏程度; 此外,房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬,房屋建筑受震害的程度越小。

  3、地基和基础设计

  3.1为了提高房屋建筑的整体性及刚性,进而增强房屋建筑结构的抗震能力,在房屋建设设计过程中,应按照同一建筑单元建设在同一性质的地基上,结构相同的房屋建筑在地基处理方式选择方面应采用统一的地基处理方式。

  3.2房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能地增加基础的埋设深度,如果基础埋设深度不够或者过浅会降低建筑物的嵌固作用,使房屋建筑在地震灾害下振幅增大,房屋建筑受害严重。所以,在满足房屋建筑基础埋设深度的基础上尽可能地加大基础埋设深度,并做好基坑的回填夯实工作,提高房屋建筑基础的稳定性。

  3.3房屋建筑是由基础和上部结构两部分构成。为了提高房屋建筑的整体性,一般在基础室外的地坪下不宜设置内外交圈的基础圈梁;应在房屋建筑上部结构和基础部分之间设置构造柱,构造柱连接房屋上部结构及基础的圈梁;如果房屋建筑基础土质的刚度不够,应考虑在基底设置圈梁,进而提升房屋基础的强度和刚度。

  4、建筑设计和建筑结构的规则性

  4.1房屋的高度和宽度房屋高度和宽度比是影响房屋建筑结构抗震性能的主要因素。通常是房屋建筑的高度和宽度的比值越大,房屋建筑受到地震灾害越严重,房屋建筑结构在地震作用力下侧移及倾斜现象越明显; 并且随着房屋建筑建设高度的增加破坏程度也越发的严重。因此,为了使房屋建筑达到抗震要求,减少震害对房屋建筑的破坏,除了要严格按照有关的房屋建筑限高、限宽设计要求外,还应根据房屋建筑的使用功能合理地控制高度及宽度比。

  4.2房屋建筑结构体系在房屋建筑结构抗震设计时,应注重房屋建筑结构的刚度及质量的均匀分布问题,尽可能地将房屋建筑的平面结构和立体结构设计为规则状。比如,房屋建筑的平面结构过于复杂,并且房屋建筑结构的刚度和质量分布不均,地震发生时会因这些因素使整个建筑结构产生扭转现象,加重地震度房屋建筑的破坏程度。

  4.3防震缝的合理处理在房屋建筑结构抗震设计中,对于那些结构不规则的房屋建筑,应根据实际情况合理地在房屋建筑结构中设置防震缝。在设置防震缝时应注意将房屋建筑划分为规则的独立的单元结构。防震缝宽度应满足房屋抗震要求,完全将上部结构分开,并且防震缝应根据房屋建筑的高度而设置,即房屋建筑高度有多高防震缝就设置多长。

  4.4纵横墙的分布墙体是房屋建筑结构的重要承重部分。同时墙体也是地震灾害中破坏程度最为严重的部分。在房屋建筑抗震设计过程中,应重视房屋建筑的纵横墙的设计,纵横墙应按照分布均匀的原则,使各个纵墙和横墙均与承担房屋建筑上部结构重量; 墙体设置数量的多少对房屋建筑结构的整体刚度影响较大,如果纵横墙数量设置的过少,相应地各个墙体间的间隔就越大,各个墙体所承担的结构重要也就越大,房屋刚度就会较弱。房屋建筑结构抗震能力下降。所以应根据房屋建筑结构设计规范要求合理设置纵横墙,这是提高房屋建筑结构抗震能力的关键。

  5、墙体和屋盖的抗震设计要求

  经大量的房屋建筑结构抗震设计及实践表明,房屋建筑的质量越轻,房屋建筑结构的稳定性越强,受地震破坏程度越小。所以在房屋建筑墙体设计时尽可能地从减少墙体重量入手,比如采用新型的防震砌块;屋盖方面也应选择质量比较轻的新型建筑材料,尽量不要在屋顶设置过多的装饰性建筑,以防增加房屋建筑的整体高宽比影响房屋建筑的抗震性能。

  结束语:综上所述,建筑结构的抗震设计是关系到人民的生命财产安全和社会和谐稳定的重大事项。地震给人类造成的灾难是巨大的,也是难以预测的,因此,在建筑物的结构设计上防患于未然,是减少和避免地震灾害带来损失的最主要途径。我国作为一个地震灾害频发的国家,幅员辽阔,人口密度大,在一些落后地区的房屋建筑抗震能力还远远不能够达到应有的要求,因此,为了避免地震灾害给社会和人民带来的生命财产损失,在日后的建筑工程中,我国施工企业必须要严格按照国家规定的相关标准,科学的进行建筑结构的抗震设计,提升我国建筑工程的抗震设计水平和建筑物的抗震能力,保障人民的生命财产安全。

  参考文献:

  [1]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011(12).

  房屋抗震设计要求范文第3篇

  地震受损的特点

  地震灾害造成的损失居各类自然灾害之首。在这种情况下,房屋的坚固和抗震就成为减轻地震灾害的重要因素。如果房屋坚固和抗震,将能够挽救绝大多数人的生命。对历史上世界各国地震灾害历史的科学统计和分析表明,95%的人员伤亡和财产损失均由房屋倒塌造成。中国幅员辽阔,地震频发和高发地区比较多,仅以中国历史上发生的地震损害为例就可以知道房屋的坚固抗震是多么重要。

  1966年河北邢台先后发生6.8级和7.3级地震,造成80个县市、1639个乡镇、17633个村庄遭受不同程度的损失,共倒塌房屋262万问,损坏508万间,80多个村子顷刻间被夷为平地,死亡8064人,受伤38451人。造成人员重大伤亡和财产严重损失的主要原因是,当地的房屋都是不太坚固也不能抗震的房屋。

  1976年唐山地震造成24万人死亡的重要原因也是房屋的倒塌。唐山是一个对地震没有设防的城市,尽管大量建筑为近代新建,但没有经过抗震设计,在大地震面前难逃劫难。

  汶川此次大地震的损害也涉及房屋建筑。汶川地震灾区的建筑(房屋)抗震能力较弱。例如,震中汶川县有羌族人口2.9万人,而羌族房屋结构为石砌墙体或夯土板筑墙体,防震性能差。另一方面,公共建筑,如学校和医院的房屋坍塌造成的损失更为严重。据不完全统计;四川各地倒塌的学校有6800多所,中小学生死伤惨重。原因主要是这些建筑的建筑质量存在不同程度的问题。

  当然,汶川此次的地震震中位于地震高发区,有地震记载以来,此次震中附近200千米范围内发生过8次7级以上地震。所以,此次地震强度大、波及面广、破坏力强也是造成房屋倒塌的重要原因。而且,由于此次汶川地震属于浅源地震,更增加了地震对建筑物的破坏力度。

  房屋的抗震设计

  自从1976年唐山大地震后,中国各地的建筑都引进了抗震概念,设计和建筑房屋需要进行抗震设防,而这种抗震设防则是以抗地震烈度作为标准的。这就涉及地震的震级和烈度两个不同的概念。

  地震的震级是指地震的大小,是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。我国目前使用的震级标准是国际上通用的里氏分级,共分9个等级。震级每差1.0级,通过地震波释放的能量相差30倍左右。目前世界上最大的地震的震级为8.9级。

  而烈度则不同于强度,是指地震在地面造成的实际影响,也就是在地面造成的破坏程度。震级、震源深度、震中距、地质结构、建筑物这五要素都可以影响地震的烈度。由于这些因素,一次地震只有一个震级,而在不同的地方会表现出不同的强度,也就是烈度不同。

  中国把地震的烈度划分为12度,不同烈度的地震,其影响和破坏大体如下:小于3度,人无感觉,只有仪器才能记录到,在夜深人静时人有感觉;4到5度,睡觉的人会惊醒,吊灯摇晃;6度,器皿倾倒,房屋轻微损坏;7到8度,房屋受到破坏,地面出现裂缝;9到10度,房屋倒塌,地面破坏严重:10到12度,可造成毁灭性的破坏。

  所以,房屋的抗震设防是以地震的实际破坏程度――烈度来设计的。经过多年的实践检验和论证,中国建设部于1999年1月1日批准了全国统一实施的《建筑抗震设计规范》。并于2002年1月1日实施。

  根据《建筑抗震设计规范》,6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计,要求是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震(50年一遇)影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震(475年一遇)时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震(1641-2475年一遇)时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。简单地讲就是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

  房屋抗震设防的具体标准

  房屋抗震设防的具体标准有很多。但大致的要求有三:确定抗震设防要求,即确定建筑物必须达到的抗御地震灾害的能力;抗震设计,采取基础、结构等抗震措施,达到抗震设防要求;抗震施工,严格按照抗震设计施工,保证建筑质量。

  按照《建筑抗震设计规范》的要求和标准,房屋建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类4个抗震设防类别。

  甲类建筑:重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑(如放射性物质的污染、剧毒气体的扩散和爆炸等)。当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求;当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。

  乙类建筑:地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,即生命线工程的建筑(如消防、急救、供水、供电等或其他重要建筑)。一般情况下,当抗震设防烈度为6-8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。

  丙类建筑:甲、乙、丁类以外的一般建筑。如一般工业与民用建筑(公共建筑、住宅、旅馆、厂房等)。抗震措施应符合本地区抗震设防烈度的要求。

  丁类建筑:抗震次要建筑,如遇地震破坏不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑(如一般仓库、人员较少的辅建筑)。一般情况下,应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不应降低。

  抗震设防烈度为6度时,除抗震规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。

  与这次汶川地震相毗邻的省份云南,也就是按甲类建筑来设防的。云南省会昆明除东川区、寻甸县按9度抗震设防外,其他县(市)区一般建筑(包括别墅、多层)均按抗震设防烈度8度进行抗震设防。

  汶川这次地震是8级,与建筑物地震设防的度数有区别。大部分房屋建筑的倒塌推测有两种原因。

  一是这些地方的房屋倒塌要归因于它们的抗震设防度数低于汶川地震所产生烈度,二是虽然设计时达到了抗震设防的烈度要求,但在施工时没有严格监控,存在偷工减料的情况和豆腐渣工程。

  但具体是因为什么原因而使四川的房屋建筑设防烈度偏低,需要震后的调查来证实。

  钢筋混凝土建筑和砖混结构建筑

  汶川羌族的房屋结构为石砌墙体或夯土板筑墙体,一般认为,这种结构的防震性能比钢筋混凝土房屋差一些。这从国际上的一些地震灾难也

  能得到证实。

  2003年12月26日,里氏6.6级地震降临伊朗古城巴姆,此后巴姆又经历了十多次余震,死亡人数约5万。而在巴姆发生地震之前几天,美国的加利福尼亚州也于2003年12月22日发生了与伊朗相似的震级为里氏6.3级的地震,但是死亡人数仅有2人。两者相比,天壤之别。还有,2003年9月,日本监测到里氏8.0的地震,却只有500人受伤,无一人死亡。与美国和日本相比,伊朗的地震造成众多人员死亡的主要原因在于房屋建筑结构并不抗震。

  伊朗的巴姆绝大多数房屋使用的是土砖结构,而美国和日本的房屋大多是钢筋混凝土结构,所以前者造成大量人员死亡,后者保护了大量人员。当然,一些研究人员认为并不存在哪种结构的房屋更安全,如果所有结构的房屋都按抗震设防要求来设计和施工,就不会有问题。

  例如,钢筋混凝土房屋抗震等级的确定应符合下面一些要求。

  框架一抗震墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。

  裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级。

  当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用更低等级。

  但是,砖混结构的房屋也有防震要求。

  多层砌体房屋是以砌体(无筋砌体或配筋砌体)抗震墙为抗震结构体系,其中以横墙承重为主的结构体系较有利,承重横墙兼作横向抗震墙,纵向自承重墙作为纵向抗震墙,必要时也可以采用纵、横墙混合承重。

  多层内框架房屋以外墙为砖墙垛(或壁柱)承重,内柱为钢筋砼柱承重,适用于工艺上需要较大空间或使用上要求有较空旷的大厅的轻工厂房和民用公共建筑等。

  抗震墙结构是全部由纵、横抗震墙组成的结构体系,其抗震性能较好,在高层住宅、公寓、旅馆等建筑中应广泛应用。

  材料要求和其他

  无论是钢筋混凝土建筑和砖混结构建筑都要求建筑材料有好的质量,才能达到抗震设防的要求。例如,砌体结构材料中的烧结普通黏土砖和烧结多孔黏土砖的强度等级不应低于MU10混凝土普通砖,其砌筑砂浆强度等级不应低于M5。也就是说,按行业标准,它们应达到某种抗压抗震的强度。

  混凝土普通砖是以水泥为胶结材料,以砂、石为主要材料,加水搅拌、振动加压,精心养护而成的一种新型环保建筑材料。按其强度等级分为:MU15、MU10二个强度等级。产品抗压强度高,隔热性能好。而水泥砂浆和强度等级大于或等于M5的水泥混合砂浆,其砂的含泥量不应超过5%,强度等级小于M5的水泥混合砂浆其砂的含泥量不应超过10%,所用石灰膏是用生石灰熟化而成,其熟化时间不得少于7天。

  而建筑材料中的钢材也同样有强制性的抗震标准。同样是《建筑抗震设计规范》的规定,钢结构的钢材应符合3个规定。一是钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2;二是钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率应大于20%:三是钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

  房屋抗震设计要求范文第4篇

  关键词:多层砖混结构;结构抗震;抗震概念设计和抗震措施

  近年,随着社会发展和人民生活水平的提高,建筑师在设计中追求更新颖的立面造型,更灵活的平面布置,许多大开间,大洞口,不规则平面布局应运而生,这些都严重地削弱了建筑物的抗震能力,导致了建筑物的破坏和坍塌。多次的地震灾害已经充分说明抗震设计对于建筑物安全的重要性,因此,在多层砖混结构房屋的设计中,应有针对性的加强对结构的抗震设计,合理实施抗震构造措施。

  一、多层砖混结构房屋抗震设计中存在的主要问题

  1、建筑结构体系不规则。纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体在竖向上下不对齐,不能形成规则完整的抗震体系。建筑物立面造型过于复杂,有的在顶层有局部突出,易产生鞭梢效应,这样对抗震都是极为不利的。

  2、建筑物超高。历次震害表明,砖混结构的建筑物的抗震性能远远低于钢筋混凝土结构建筑物。砖混结构层数越低,震害的破坏程度越轻,五、六层的建筑物在相同设防烈度的条件下要比二、三层建筑物的震害程度严重的多,倒塌的比例也较高。因此,在设计中适当限制建筑物的高度是减轻震害的一种比较有利的方法。

  3、目前的砖混结构住宅中大开间、大门洞很多,造成有的窗间墙尺寸不符合规范要求的最小尺寸;阳台洞口两侧墙垛越来越小,有的阳台与房间连成一体,形成开敞式大房间,而且要求在结构上不能够有分隔,这样在结构上就没有了连续的外纵墙,也无法形成完整的抗震体系。

  4、有的商住楼、综合楼,一层为满足大空间的要求,做成钢筋混凝土内框架形式,这样就造成了底层建筑与上层建筑刚度上的很大差异,结构体系不明确,不合理,对抗震是很不利的。

  5、多层砖混结构抗震构造措施设置不合理。在多数设防烈度较低的设计中, 设计者在构造措施上考虑抗震,设置了圈梁和构造柱.但表达不清晰,不完整, 不能组成完整的抗震结构体系,与整个结构也不能互相协调,形成有机的整体。

  二、抗震概念设计对于砖混结构的重要性

  所谓“概念设计”,就是进行结构抗震设计时,着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面地合理解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置的大原则,又顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的抗震能力,现有的各种抗震计算方法都是基于一定的计算假定,由于结构个体的特殊性以及地震运动的复杂性,使得数值计算很难准确地计算出结构在地震作用下实际受力状态和变形.因此,良好的概念设计是结构抗震性能的重要因素.在充分理解概念设计的基础上运用概念设计,并辅之以必要的数值计算,也就能达到规范中要求的”三水准”设计要求。

  三、多层砖混结构房屋的抗震设计

  1、选择合理的结构布置方案,科学布局建筑平面和立面,多层砖混房屋的平、立面布置从整体上决定了建筑物的抗震能力,合理的布置是抗震设计的关键。建筑物的体形要简单,平、立面布置宜规则、对称,不宜有较大的错层,外挑和缩进,并应具有良好的整体性。体形简单和规则的建筑传力途径简捷,受力明确,结构细部构造易于处理,结构震 害轻。建筑物的平面和立面质量和刚度应力求分布对称、变化均匀。分布不均匀容易产生扭转震动,变化不均匀则容易形成应力集中现象。

  建筑的质量中心和刚度中心应尽量重合避免在水平地震作用下产生扭转力矩,加重震害,当上述条件不能满足时,建筑物应按规范要求设置防震缝。

  2、增强砌体房屋的刚度及整体性。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系.其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点, 是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落问题,增加房屋的整体性,增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的 要求也可予以适当放宽。因作为以剪切变形为主的砌体结构,层间变形是可控制的。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件。平面上,当上下墙体不对齐时,现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用,同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。因此。采用现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法。

  3、处理好非结构构件与主体结构的关系。在抗震设计中,处理好非结 构构件与主体结构的关系,可防止附加震害,减少损失。因此,非结构构件应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免倒塌伤人或砸坏重要设备,如女儿墙、挑檐、雨篷等附属构件应与主体结构有可靠的连接和锚固。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响,避免不合理的设置而导致主体结构的破坏。当建筑物需要装饰时,贴镶或悬吊较重的装饰物应有可靠的防护措施。

  4、加强抗震构造措施。砖混结构体系中应注意根据设防烈度和场地类别按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱或采用配筋砌体等防构件发生脆性破坏;房屋层高,总高度及高宽比、横墙间距和厚度等应满足抗震要求,窗间墙的宽度、墙的阳角至洞口边的距离等也应满 足抗震要求。楼梯间的位置应合理布置,板与板、板与梁、板与墙,墙与梁等应有可靠连接。历次震害分析表明,在多层砖混房屋中的适当部位设置钢筋混凝土构造柱并与圈梁连接使之共同工作,可以增加房屋的延性,提高房屋的抗侧能力,防止或延缓房屋在地震作用下发 生突然倒塌,或者减轻房屋的损坏程度。因此,设置构造柱是房屋抗震的一种有效措施。钢筋混凝土圈梁是增加墙体的连接,提高楼盖、 屋盖刚度,抵抗地基不均匀沉降,限制墙体裂缝开展,保证房屋整体性,提高房屋抗震能力的有效措施,而且是减小构造柱计算长度,充分发挥抗震作用不可缺少的连接构件。 因此,钢筋混凝土圈梁在砌 体房屋抗震中起到了较重要的作用。

  5、增加墙承载体面积和提高砂浆强度等级,多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比,增加墙体承载面积、提高砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力,是减轻震害的有效途径之一。特别是楼房底部第一层的地震作用力较大,是最薄弱层,应注意增加墙体的承载面积或提高砂浆的强度等级,这样能够明显提高房屋的整体抗震能力。

  四、结语

  房屋抗震设计要求范文第5篇

  关键词:抗震技术;房屋结构;设计;措施

  1、抗震性对于房屋结构的重要性

  地震作为一种常见的自然灾害,具有破坏力大、不易预测的特点,一旦发生如果房屋没有抗震技术的应用,很可能会遭受毁灭性的打击,给人们的生命和财产安全带来重大影响。因此,抗震性对于房屋结构的重要性不言而喻。国家抗震规范中对于建筑的抗震要求是“小震不坏、中震可修、大震不倒”,按照这个要求我国的房屋结构设计在抗震性上有了很大的发展,抗震技术的应用也越来越成熟,有效的降低了地震所带来的损害,但在现如今人们对生活质量要求越来越高,房屋装饰越来越豪华的大背景下,避免人员伤亡的同时尽最大可能的保护房屋成为了抗震技术应用层面一个新的课题。

  2、抗震技术的基本原理

  地震灾害发生时,巨大的能量会被释放出来,以能量波的形式向周围传递,来影响建筑物,使建筑物随之发生震动,进而遭到破坏。而建筑物在地震中震动的程度则取决于建筑物自身的阻尼,当结构设计的建筑物阻尼较大时,就能有效化解地震释放出来的能量波所引起的震动,降低建筑物的受损程度,因此,抗震技术的基本原理就是在房屋结构设计时,满足其他需求的同时,尽可能的增大房屋自身的阻尼。

  3、抗震技术在房屋结构设计中的应用

  1) 房屋结构水平和垂直布局设计。构件的水平和垂直两个方向上的合理布置,是房屋结构设计中的一项基础性内容,因为抗震性能很大程度上受墙、柱的水平和垂直位移的影响。所以,在房屋结构的设计中,要想提高其抗震性能,则应当遵循以下原则: 水平和垂直方向上的构件都要简洁整齐,且其质量与刚度的中心应当重合。在垂直方向的设计中,应当尽可能的使构件的中心靠下,杜绝上重下轻的情况出现,同时严格控制其刚度和均匀性。

  2) 提高房屋结构整体抗震性的设计。a.科学合理的选择地基。地基的好坏是影响房屋结构抗震性的基础性因素,在设计初一定要经过充分的调查研究,科学合理的选择地基,特别注意避免地基的变形情况。b.连续性设计。房屋结构设计要想提高抗震性能,应当保证房屋结构在整体上的连续性,确保房屋的各个构件的连接可靠,使房屋结构是一个完整的整体,当发生地震时,房屋依靠其结构上的整体性,能有效的化解和分散地震产生的能量。c.规则性设计。房屋结构的设计中规则性对于抗震性的影响也很大,在实际设计时应当最大可能的采用规则设计,凭借对称性的结构来抵御地震,避免一些损害。尽量不采用一些不规则的设计方案,如考虑到美观等方面的因素,无法避免一些不规则结构时,应当科学合理的设置抗震缝,让不规则结构单独成为一个整体,最大限度的提高房屋整体结构的抗震性能。

  3) 减小地震对房屋结构破坏作用的设计。a.隔震层。隔震层是减小地震对房屋破坏作用的有效手段。一般来说,隔震层都会安装在地基与结构主体的连接部分,使用诸如摩擦隔震元件和橡胶隔震支座等构件,地震发生时能够起到有效的缓冲作用,同时还能有效减小房屋内部物体移动、倒塌带来的二次破坏。b.反摆。反摆设计是一种比较新型的减少地震破坏作用的设计,目前还不是十分的成熟,一般设置在房屋结构的顶部,当发生地震时,反摆会产生阻尼运动,能够减小地震所引发的房屋的加速度,使房屋结构的震动变小,从而降低地震对房屋结构的破坏作用。

  4、房屋结构的刚度设计

  房屋的刚度对于房屋结构的抗震性来说是至关重要的,因此在选用建筑材料时应当充分考虑钢筋和混凝土的型号。尤其是用于双层加固的钢结构,应当事先确定已有结构的强度,保证上下两层结构在阻尼比和刚度上的一致性。另外需要注意的就是房屋结构设计时不让房屋整体结构的刚度过大,因为过大的刚度会使房屋在地震中承担过多的外力,一旦超越其承载力,后果会不堪设想。而如果刚度不足,则会导致房屋整体结构容易发生变形,地震中也会遭受很大破坏。因此,房屋结构的刚度设计要科学,不能过大,也不能太小,要在一个合理的范围内,这样才能有效的提高房屋结构的抗震性能。

  5、进一步提高我国房屋结构抗震性能的措施

  经过几十年的发展,我国房屋结构的抗震性能有了很大的发展,但是一次次的重大地震灾害让我们不能满足于此,必须进一步的提高房屋结构的抗震性能。

  1) 进一步提高房屋质量。加强房屋施工质量管理,严格按照有关的规定进行施工。制定相应的施工标准,根据不同的标准要求,选择施工材料,尽量选用强度大且质量小的材料,诸如草纤维板、石棉纤维板等,确保房屋结构的强度和刚度。另外,混凝土的配制也要严格按照标准执行,严格把控浇筑过程,避免气泡和不均匀的现象产生。

  2) 加强对抗震技术应用的监管力度。要加强对抗震技术实实在在落实到房屋建设当中的力度,营造良好的监管氛围,对每个环节,包括施工质量、技术以及文件资料都要认真监理审查。将抗震技术纳入监管范围,可以采取随机抽查和定期抽查相结合的方式,监督施工企业对于抗震技术应用落实的情况,发现不合格者严肃处理。

  3) 开发新型的抗震材料: 弹性混凝土。弹性混凝土是一种新型的建筑材料,它是将诸如橡胶粒、纤细聚合纤维等材料添加到混凝土当中,使其张力变的很大,能够有效的缓解地震所释放出来的巨大能量,我国在这方面的研究也开展的很多。未来,随着科学技术的不断发展,弹性混凝土必将在房屋结构抗震性能上开辟出一片新天地。

  结语

  建筑结构抗震近几年来在我国引起了越来越多的关注,几次重大的地震灾害更是揪起了全国人民的心。因此,房屋结构的抗震性也就受到了广泛的关注。作为房屋结构设计中的关键因素,抗震性能无疑是保障房屋结构安全的基石。如今,我国的房屋结构设计基本都考虑到了抗震性,抗震技术的应用有了大幅的发展,实实在在的确保了广大人民的生命和财产安全,确保了社会的稳定发展。本文通过对各方调查研究,对抗震性的重要性、抗震技术的研究现状,抗震技术在房屋结构设计中的应用以及提高我国房屋结构抗震性能的措施,都进行了深入浅出的分析,为抗震技术的进一步发展提供了科学的理论依据。

  参考文献:

  [1]俞发财.钢结构民用房屋的抗震设计[J].科技传播,2010( 8) : 32-33.

  [2]王勉,杜文.谈房屋建筑结构中的抗震设计要求[J].山西建筑,2012,38(25) : 45-46.

  [3]庄仕锋,沙静伟,庄涛.建筑物隔震技术国内外发展状况[J].建筑技术开发,2009(1) : 198-199.

  [4]侯艳斌.谈钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计理论[J].山西建筑,2013,39(20) : 31-32.  混凝土结构篇1

  混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。混凝土耐久性主要指:抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中,明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。

  2.混凝土耐久性的影响因素

  2.1混凝土的冻融破坏。当结构处于冰点以下环境时,混凝土内孔隙中的水将结冰,产生体积膨胀形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落,严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小,破坏作用越小,封闭气泡越多,抗冻性越好。

  影响混凝土抗冻性的因素,除了孔结构和含气量外,还包括:混凝土的饱和度,水灰比,混凝土的龄期,集料的孔隙率及其间的含水率等。

  2.2混凝土的碱-集料反应。混凝土的碱-集料反应,是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应,引起混凝土的膨胀,开裂,甚至破坏。国内外因碱-集料反应不得不拆除大坝,桥梁,海堤和学校的事件并不在少数。混凝土碱-集料反应需具备三个条件,即有相当数量的碱,相应的活性集料,水分,避免碱-集料反应的方法可采用:尽量避免采用活性集料;限制混凝土的碱含量;掺用混合材。

  2.3化学侵蚀。当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学,物理与物化变化,而逐步受到侵蚀,严重的使水泥石强度降低,以至破坏.常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀,一般酸性水腐蚀,碳酸腐蚀,硫酸盐腐蚀,镁盐腐蚀等几类.淡水的冲刷,会溶解水泥石中的组分,使水泥石孔隙增加,密实度降低,从而进一步造成对水泥石的破坏;当水中溶有一些酸类时,水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用,腐蚀明显加速;碳酸在溶淅水泥石的同时,破坏混凝土内的碱环境,降低水泥水化产物的稳定性,影响水泥石的致密度;硫酸盐SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应,生成物体积膨胀开裂造成损坏。

  2.4钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应,逐步生成氢氧化铁等即铁锈,造成混凝土顺筋裂缝,从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道,加快结构的损坏.混凝土碳化和中性化主要是由于混凝土的密实度即抗渗性不足,酸性气体渗入混凝土内与氢氧化钙作用;其二,氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用;其三,钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂;其四,钢筋的氢脆现象,即预应力筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂,钢筋在腐蚀过程中会产生少量氢气,当钢筋内部存在缺陷,会产生很大压力,出现鼓泡现象,使钢筋脆化。

  3.提高混凝土结构耐久性的措施

  3.1原材料的选择。水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结,硬化形成的,水泥石一旦受损,混凝土的耐久性就被破坏,因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能,选择碱含量小,水化热低,干缩性小,耐热性,抗水性,抗腐蚀性,抗冻性能好的水泥,并结合具体情况进行选择。集料的选择应考虑其碱活性,耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度;掺混合材混凝土,是提高混凝土耐久性的有效措施.即近年来发展的高性能混凝土。

  3.2控制施工质量。控制施工质量主要从混凝土结构保护层的厚度控制、混凝土结构各种孔隙的控制以及水灰比控制等几个方面进行。针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。如一类环境(室内正常环境),设计使用年限为100年的结构混凝土应保护层厚度应按规范的规定增加40%;混凝土结构及构件宜整体浇筑,不宜留施工缝。可以通过掺加高效减水剂,在保证混凝土拌和物所需流动性的同时,降低用水量,减小水灰比,使混凝土的总孔隙率大幅度降低。

  3.3结构的日常维护。结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混凝土结构的正常使用。在使用中,应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质,并尽量减少冻融环境的影响。同时在结构建成后定期检查,在结构破坏超过一定的界限后,就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。

  4.对现有混凝土结构设计施工的思考

  混凝土结构篇2

  【关键词】劣化;耐久性;渗透性;碳化;碱骨料反应;冻融循环;钢筋保护层

  1、耐久性设计的理由

  混凝土的耐久性是在外部和内部不利因素的长期作用下,保持其原有设计性能和使用功能的性质,在各种多样性的使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。结构的设计使用年限通过安全性、适用性和耐久性来实现。而耐久性是实现预期使用年限中适用性和安全性的基础。因混凝土耐久性不足而引起结构性能劣化,造成各种损失、降低建筑物的使用寿命,混凝土劣化是内外因素及相互作用的结果,主要表现为:

  混凝土中的气体、液体和离子在渗透、扩散和迁移中使得渗透性对结构性能有本质的影响;多孔-裂缝-缺陷间有着复杂的联系,是水灰比、水泥用量、掺合料、骨料、外加剂与成型工艺、养护条件综合作用的结果。环境的物理化学作用对混凝土有劣化作用,如材料与环境的磨损、冲蚀、荷载、温度作用外,土壤和地下水中存在的硫酸盐等腐蚀性介质导致混凝土膨胀和开裂,增大了渗透性,加速了混凝土的劣化。空气中二氧化碳气渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低即混凝土碳化,又称作中性化,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护,促成钢筋开始生锈。严重的锈蚀膨胀使钢筋与混凝土黏结衰减失效、随着混凝土保护层开裂甚至脱落,钢筋的锈蚀加剧,进一步促使混凝土的劣化。北方严寒地区混凝土中结冰的水会体积膨胀而过冷的水会发生迁移,产生的压力会引起混凝土开裂和剥落,而温度回升后冰随着融化更多的水被吸入裂缝中,这种冻融与渗透性加速了混凝土劣化,而除冰盐在北方地区的使用带来对混凝土耐久性的降低。混凝土骨料中的活性矿物成分(活性二氧化硅)与碱性氢氧化物在潮湿环境下发生化学反应生成膨胀性碱硅胶,即碱骨料反应引起混凝土强度和弹性模量损失,其膨胀和开裂形成裂纹和裂缝或宏观错位。而水气引入的过量氯离子会引起结构中钢筋严重锈蚀。环境温度和湿度变化,导致混凝土湿胀干缩、热胀冷缩,引起混凝土中各组成材料因弹性模量不一致而涨缩不一致,产生微裂纹。所以,要防止混凝土碳化、限制碱含量、控制水胶比和混凝土中氯离子含量、控制温湿度、选择合适的骨料及级配、在规范基础上选择最外层钢筋的混凝土保护层厚度是结构耐久性设计中的重要内容。

  2、耐久性设计的原则

  结构设计规范中的要求是基于公共安全和社会需要的最低限度要求。工程都有各自的特点和环境及施工方式,所以有时仅仅满足规范的某些最低要求往往不能保证具体设计对象的耐久性从而保证设计使用年限。不同技术标准规范对同一问题规定不同,这时就需要设计人员运用力学、物理化学知识具体问题具体分析,有针对性、有理有据采取措施。工程技术人员的专业分析判断能力往往比规范的规定更可靠。水泥用量要适当,主要控制水胶比、采用最佳矿物掺合料的参量和比例,掺减水剂和引气剂,骨料的粒径不宜过大,粗骨料一般不超过30mm为宜,而混凝土施工或与预制构件制作中要加强养护来控制温度、塑性和干缩等裂缝的产生和发展,从而制作成低孔隙、界面结合良好和少裂缝混凝土,达到耐久性目的。为了避免混凝土碳化的影响需要使钢筋有足够的混凝土保护层厚度,避免钢筋因碳化锈蚀而影响钢筋混凝土的性能。

  北方地区为了抗冻融,要对地下水文地质情况做到心里有数,因混凝土孔隙水受冻结冰、遇热融化的反复等交替的累计效应,会引起混凝土破坏,除了上面提到的因素外吸水饱和度和环境状况在这种破坏中具有更加特殊的作用。降低水灰比、掺硅灰等抗冻性高的掺合料、用坚固的吸水率低的优质骨料及合理的骨料级配,在必要时用减水剂、引气剂等来减缓冰冻压力。盐溶液、干湿、冻融循环等各种因素的交互作用则将是更加不利的情况。因碱骨料反应发生往往在潮湿环境中,所以限制混凝土中碱含量,尤其是在地下工程、路桥工程、潮湿环境中根据情况不同程度的严格限制,这是防止碱骨料反应的重要措施;此外矿物掺合料、掺入引气剂等也可有效的减轻碱骨料反应。耐久性和结构承载力设计有时对混凝土最低强度有不同要求,这就要同时考虑二者中要求偏高的要求,有些地下工程往往是耐久性起控制作用,同时应注意混凝土强度与钢筋级别的匹配,从现行规范看,基础及地下工程不能使用HPB300级钢筋,而应使用比此级别高的钢筋。所以耐久性设计应以解决混凝土劣化,保证结构的使用寿命为基本原则。

  3、耐久性设计的一般内容

  3.1结构的设计使用年限、环境影响

  结构设计使用年限除考虑结构的重要性外,还与业主的要求、结构及基础类型、环境状况、布置方式和构造措施等有关,一般为50年,也有100年的。在北方地区,对刚性阶梯形条形基础,采取坡形并抹面的形式有利于减轻冻胀,这是从环境的冻胀角度来减轻基础劣化;有条件或要求较高时,水泥宜采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥;而地下和潮湿环境等宜采用碱含量受控水泥,特别是地下潮湿的环境;对于如工业项目中的设备基础等大体积混凝土则宜采用中低热硅酸盐水泥或低矿渣硅酸盐水泥;此外粗细骨料也应根据特殊要求做相应的控制,但粗骨料级配应连续,细骨料对抗渗抗冻和海砂等均有相应的耐久性方面的要求,这些在《混凝土质量控制标准》GB50164-2011中都有明确要求。地面以上环境类别不都是一类环境,如工业厂房不采暖的情况,一般不属于一类环境,采暖的工业建筑或民用建筑,室内和室外也不是同类环境。一个构件的不同面,如屋面板靠外侧及靠外侧的墙梁面在没有有效的保护措施时等都不属于一类环境。同属于室内的淋浴间也不属于一类环境。

  3.2钢筋的混凝土保护层厚度

  现行规范规定的钢筋保护层厚度是指箍筋、分布筋等最外层的钢筋保护层厚度,这与以往的规定不同,这种规定更加合理,具体保护层厚度国家标准规范均有规定。

  钢筋的混凝土保护层厚度达不到要求和波动较大是施工中的质量通病,设计中应有明确的可控措施,《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010的做法是比较实用的控制保护层厚度的有效尝试,保护层控制可依据环境类别、使用部位的不同而采用金属类、塑料类、砂浆水泥基类或混凝土水泥基类的间隔件来保障,保护层采用钢筋间隔垫的措施,虽然投资略有一点点增加,但操作宜控,提高了保护层的准确率,从而提高了耐久性。对于柱墙等竖直构件,地下部分的钢筋保护层因环境类别的变化需要加厚,底层柱和往地面以下延伸的柱,应注意不宜采取同一截面,因为若采取同一截面,按底层柱的保护层,如25,但按地面以下则为40,势必造成要地面以下的柱承载能力降低。宜钢筋位置不变,将上下保护层的差加到地面以下延伸柱上,使底层柱略微扩大,这应在施工图设计别给予关注的地方。

  3.3混凝土裂缝控制要求

  屋面板的配筋一般是受力配筋,当屋面较长或温差较大时就应该同时考虑温度作用,尤其是比较吸热的卷材屋面等,尤其要考虑。屋面的保温材料的使用年限与结构的使用年限不一致,温度对长度较长的屋面的影响是很大的,某些部位超出了受力的影响,钢筋配置不能仅按荷载计算,而应叠加温度作用,钢筋的200间距的排布有时不够,可为100-150间距,满足强度的前提下有时调整钢筋直径,缩短间距也是一种可行的办法。碱骨料反应、冻胀以及碳化等引起的裂缝的防治应有针对性。尤其是地下工程,如混凝土剪力墙等耐久性问题突出,应积极预防,如控制混凝土中碱含量、选择低碱活性骨料、改善混凝土所处的环境,隔绝湿气进入、掺矿物混合材、外加剂等,均简单宜行。需要明确的是,水泥用量多在控制碱含量方面不是有利的。

  3.4混凝土其他劣化的治理

  基础及地下结构和室外雨棚等属于恶劣环境情况,防排水构造等要加强,如保护层普遍加厚,做防水防潮层,构件形状有利于排水等;其实这些措施也有益于减轻碱骨料反应。碱、活性骨料和水是碱骨料反应的三因素,减少其中的任何一因素均可控制碱骨料反应。严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略;耐久性需要的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。结构使用阶段的维护、修理与检测要求(图纸应该明确,包括必要的检测通道。预留检测维修的空间和装置)等。设计文件中应增加对混凝土养护、使用期的检查和维护等内容。

  3.5混凝土强度等级取值

  配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级,设计使用年限30年-50年1-A环境C25,一般情况下,地面以下的混凝土的强度等级为C30,但地下室顶板一般应以C35比较合适,所以与环境类别密切相关。

  4、混凝土耐久性规范的应用

  《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008适用于常见环境下房屋建筑物和构筑物及其连接件的耐久性设计,是达到设计使用年限的具有必要保证率的最低要求;此外还有《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01-2004);《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中第3.5节的耐久性设计是根据环境类别使用年限对房屋建筑结构耐久性设计的简化和调整后的基本设计内容,混凝土保护层在8.2节;《混凝土质量控制标准》GB50164-2011则包含了混凝土耐久性方面通常的主要影响因素的材料控制内容等;《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010是针对影响混凝土耐久性的质量通病钢筋的保护层的控制技术,《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011对原材料、骨料含水率、最大水胶比、最小胶凝材料用量、矿物掺合料、水熔性最大氯离子含量、引气剂掺量以及对预防碱骨料反应的措施等都有明确、简洁可操作的规定。对于泵送混凝土还要执行《泵送混凝土技术规范》JGJT10-2011。对于地下、外墙、坡屋面处于环境比较差的结构部位,分别有《地下工程防水技术规范》GB50108-2008和《建筑外墙防水技术规范》JGJT235-2011、《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011可供执行;对于冻土地区因冻胀性的影响须执行《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-2011,根据冻土类别有着不同的勘察和设计要求;再有《混凝土结构工程施工规范》GB506666-2011结束了混凝土结构无施工规范的历史。对于工业中经常遇到的大体积混凝土问题,有《大体积混凝土施工规范》GB50496--2009等等,这些近年来的技术标准,无异在促进混凝土耐久性提高方面发挥着越来越重要的作用。

  5、结论

  通过对混凝土外部使用环境和结构内部因素的分析,探讨了结构耐久性设计的基本理由、原则、设计内容和相应的规范,因混凝土耐久性的影响因素异常复杂,本文仅能对结构混凝土耐久性设计提出抛砖引玉之作用,旨在实现对房屋结构不需要花费大量资金加固就能保证安全、使用功能和外观要求,在加强结构耐久性设计方面提供一些技术交流和参考。

  参考文献

  [1]混凝土结构耐久性设计与应用 第2章混凝土结构性能劣化机理 第3章混凝土结构耐久性设计出版:2011年8月第一版.邢锋.编著.

  混凝土结构篇3

  关键词:混凝土、裂缝、成因、评估。

  正文:

  一、混凝土产生裂缝对结构的影响。

  混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到结构的安全。

  二、混凝土产生裂缝的原因。

  裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

  (一)设计原因:

  1、结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

  2、设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

  3、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

  4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

  5、设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。

  (二)材料原因:

  1、粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。

  2、骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

  3、混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当,严重增加混凝土收缩。

  4、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

  5、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

  (三)混凝土配合比设计原因:

  1、设计中水泥等级或品种选用不当。

  2、配合比中水灰比(水胶比)过大。

  3、单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。

  4、配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。

  5、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

  (四)施工及现场养护原因:

  1、现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

  2、高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

  3、对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

  4、大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

  5、现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

  6、现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

  7、现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。

  (五)使用原因(外界因素):

  1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。

  2、使用荷载超负。

  3、野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。

  4、周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。

  5、意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

  三、裂缝产生后的危害性评估与修补。

  (一)裂缝危害性的评估:

  混凝土的裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。

  如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。

  近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。

  裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤0.1H表面裂缝;0.1H<h<0.5H浅层裂缝;0.5H≤h<1.0H纵深裂缝;h=H贯穿裂缝。应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝,如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度,即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。早期裂缝一般出现在一个月之内,中期裂缝约在6个月之内,其后1~2年或更长时间属于后期裂缝。

  (二)裂缝的处理与修补:

  1、表面修补法:表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

  2、灌浆、嵌缝封堵法:

  灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

  嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

  3、结构加固法:当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

  4、混凝土置换法: 混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

  5、电化学防护法:电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

  6、仿生自愈合法:仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能。在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分,如含粘结剂的液芯纤维或胶囊,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

  混凝土结构篇4

  【关键词】预制装配式混凝土结构(PC)、预制混凝土构件、住宅建筑、住宅产业化、工业化

  中图分类号: TU37 文献标识码: A

  预制装配式混凝土结构(简称PC)(PrefabricatedConcrete 缩写),其工艺是以预制混凝土构件为主要构件,经装配、连接,结合部分现浇而形成的混凝土结构。PC工程在当今世界建筑领域中,作为新兴的绿色环保节能型建筑在海外得到较普遍运用。

  一、预制装配式混凝土结构的特点

  现浇混凝土结构体系施工,从搭脚手架、支模、扎筋、到混凝土浇筑,多数工作由手工劳动完成。现浇混凝土结构现场施工存在着:噪声扰民,粉尘污染;模板周转材料消耗大;施工人员多,手工劳动多,劳动强度大,且熟练程度要求较高;施工速度慢,建设周期长,受自然条件影响大;混凝土外观及内在质量控制难;现场的建筑材料浪费严重等缺陷。预制装配式混凝土结构技术与传统建造方式相比,具有以下优点:

  1、可以用各种轻质隔墙分割室内平面,房间布置可以灵活多变。

  2、施工方便,模板和现浇混凝土作业很少,预制楼板无需支撑,叠合楼板模板很少。采用预制及半预制形式,现场湿作业大大减少,有利于环境保护和减少施工扰民,更可以减少材料和能源浪费。

  3、建造速度快,对周围生活工作影响小。

  4、建筑的尺寸符合模数,建筑构件较标准,具有较大的适应性。预制构件表面平整、外观好、尺寸准确、并且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来,有良好的技术经济效益。

  5、预制结构工期短,投资回收快。由于减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间,施工速度大大加快,缩短了投资回收周期,减少了整体成本投入,具有明显的经济效益。

  二、预制装配式混凝土结构的发展

  装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一,它有利于我国建筑工业化的发展,提高生产效率节约能源,发展绿色环保建筑,并且有利于提高和保证建筑工程质量。同时,装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序,从而减少进场的工程机械种类和数量,消除工序衔接的停闲时间,实现立体交叉作业,减少施工人员,从而提高工效、降低物料消耗、减少环境污染,为绿色施工提供保障。另外,装配式结构在较大程度上减少建筑垃圾 ,如废钢筋、废铁丝、废竹木材、废弃混凝土等。

  在二十世纪末期,预制装配式混凝土结构已经广泛应用于工业与民用建筑、桥梁道路、水工建筑、大型容器等工程结构领域,发挥着不可替代的作用,预制混凝土结构已经在全世界普及。

  三、预制装配式混凝土结构在住宅建筑中的应用

  混凝土结构篇5

  【关键词】混凝土,结构,火灾

  对于混凝土结构,虽然其耐火性能比木结构和钢结构好,但实际发生的火灾实例表明,混凝土结构在火灾作用下承载力降低、结构失效以致于倒塌的危险依然存在。主要原因是:在火灾引发的高温作用下,钢材和混凝土的强度、弹性模量以及两者之间的粘结力等均随温度升高而降低,甚至有时还会发生混凝土的爆裂。这些材性的严重劣化,必将导致构件的承载能力下降、变形增大。另外,结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高,但由于混凝土的热惰性,内部温度增长缓慢,截面上形成不均匀温度场,而且温度变化梯度也不均匀,导致不均匀的温度变形和截面应力重分布,这些变化都足以危及结构的安全性,甚至导致结构失效。

  建筑防火主要是利用建筑的防火措施(如防火分区、消防设施的布置等)、建筑的防护设施(如防火门、防火墙)和结构防护设施(如防火涂料、防火板等)达到其减少火灾发生的概率,避免或减少人员伤亡以及减少火灾直接经济损失的目的。而进行结构抗火设计的意义为:

  建筑物发生火灾时,确保其能在一定的时间内不破坏,不传播火灾,延缓火势的蔓延;避免结构在火灾中局部或整体倒塌导致救火和人员疏散的困难;减轻结构在火灾中的破坏,减少结构的修复费用,缩短修复周期,减少间接经济损失。

  结构的火灾反应分析主要是指结构或构件在高温下的承载力分析和变形分析。由于火灾中作用于结构上的荷载基本保持不变,所以结构火灾中的反应分析便是在荷载固定及温度不断升高情况下进行的。为判定火灾反应是否满足结构抗火要求,还应进行结构的耐火极限分析。因此,对于混凝土结构,其火灾反应分析主要包括温度场计算、承载力和变形计算以及耐火极限分析。

  建筑物起火时,火灾通过热辐射、对流及热传导首先传给结构构件表面,然后通过热传导在构件内部传递。混凝土结构在火灾高温作用下发生材质和力学性能上的变化,因此要对混凝土结构进行高温下的分析,必先确定构件内部的温度场。

  火灾作用下,构件截面的温度场随时间而变化,而且混凝土的导热系数、比热和质量密度也不是常数。所以截面热传导问题是一个非线性瞬态问题,其控制方程是一个非线性抛物线型偏微分方程。对于实际同题,解析解几乎不可能得到,一般只能采用数值解法。实践表明,有限元与差分相结合的方法求解热传导方程比较有效。

  影响温度场的因素较多如微裂缝、大孔洞、尺寸效应、混凝土龄期、恒温时间长短以及火灾中混凝土的爆裂等都对温度场有影响,,但目前的研究还不够全面。

  另外,分析结构的火灾反应,对降温过程的分析是必要的。因为降温过程同样使结构处于不均匀的温度场作用下。降温作用对超静定结构损害很大,可能使火灾下未被破坏的结构破坏。当前对结构火灾反应研究多停留在升温阶段,由于降温模拟对实验条件要求较高,对结构降温过程的火灾反应研究较少。

  对一般构件而言,承载力变化主要取决于钢筋和混凝土在火灾中的损伤程度,而对超静定结构,还取决于不同部位构件在火灾中刚度下降不同而导致的内力重分布。在试验研究的基础上,国内外对梁、柱、框架等进行了大量的火灾极限承载力试验而在理论分析上,主要是对构件截面承载力进行计算。目前一般做法是根据温度场计算结果将截面划分成区,计算内力和变形的关系,在截面承载力计算时一般仍假定平截面假定成立,且忽略拉区混凝土的作用及剪切效应等,但需事先明确和建立钢筋与混凝土的高温本构关系、热变形及瞬时徐变模型。

  建筑构件的耐火极限是指构件在标准耐火试验中,从受火的作用时间起,到失去稳定性或完整性或绝热性为止的这段时间,一般以小时计。判定建筑达到耐火极限的条件有三个:失去稳定性,失去完整性,失去绝热性。对于结构承重构件主要是失去稳定性,失去稳定性是指构件在试验中失去承载能力或抗变形能力,对于结构承重分隔构件,如承重墙、楼板、屋面板等,此类构件具有承重、分隔双重功能,所以当构件在试验中失去稳定性、完整性、绝热性任何一个条件时,构件即达到其耐火极限;对于分隔构件,如隔墙、吊顶、门窗等,此类构件的耐火极限由完整性或绝热性两个条件共同控制。

  把火灾的高温作用等效为火灾荷载,用涉火空间内可燃物燃烧所产生的总热量值度量。为了准确反映建筑内热量的分布状况,必须正确确定火灾荷载的分布。该研究是抗火设计的基础,国外许多国家都进行过研究,并公布了用于设计的火灾荷载的取值方法。我国非常需要符合我国实际的火灾荷载取值方法。

  由于混凝土和钢材本身化学成分的差异,在温度影响下材料的力学性能有一定的离散性,缺乏统一的试验标准。高温下和高温后材料的力学性能存在随机性,但目前的研究方法却几乎都是确定性的,特别是高强混凝土方面的定量研究结果较少。所以还应加强试验研究,以期得到更多的数据积累,从而为后续研究及理论分析提供更好的基础。

  如何改善高性能混凝土的耐火性能也是一个重要课题,加拿大国家研究院等进行了一系列实验研究,证明添加纤维对防止爆裂有比较明显的作用。

  混凝土结构篇6

  关键词: 自密实混凝土, 配合比, 钢管混凝土, 工程应用

  1.引言

  为解决混凝土由于振捣不足而使耐久性降低及振捣密实困难的问题,20世纪80年代后期日本东京大学教授村甫开发了“不振捣的高耐久性混凝土”,即自密实混凝土(Self-Compacting Concrete)。它是一种有高流动性,且不离析和不泌水,不需要振捣即可充满模型和包裹钢筋的高性能混凝土。随后,日本及美国等多数欧洲国家都开始投入对自密实混凝土的研究。自密实混凝土所占密度已经成为衡量一个国家混凝土行业技术水平高低的重要标准。

  钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,根据截面形式的不同,可分为圆钢管混凝土,方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。至今,国内外对钢管混凝土的研究工作主要以圆形和方形钢管混凝土居多。在钢管中用自密实混凝土,不仅可以更好地保证混凝土的密实度,而且可以简化混凝土的振捣工序,降低混凝土的施工强度和工程费用,还可减轻城市噪音污染等。1999年建成的76层的深圳赛格广场顶层部分钢管混凝土柱就采用了自密实混凝土,并且取得了较好的效果。钢管自密实混凝土的力学性能与钢管普通混凝土类似,钢管普通混凝土结构的设计方法基本适用于钢管自密实混凝土结构。

  2.自密实混凝土的配合比

  原材料对自密实混凝土的配置非常重要。因此在配制过程中考虑以下几个方面以优化自密实混凝土的性能从而降低成本。胶凝材料的组成可能会影响混凝土应力腐蚀和开裂的性能。以粉煤灰取代一部分的硅酸盐水泥其性能将使混凝土的性能有较大的改善。此外,骨料级配是最重要的环节之一,骨料粒径必须严格的控制。自密实混凝土运用于钢管混凝土结构中要求:易于浇筑入钢管内且浇筑初期较稳定,高弹性模量,硬化后低收缩性和徐变。因此自密实混凝土应该低坍落扩展度,高粘度和高级配。本文给出了试配C40普通及自密实混凝土,表1为普通混凝土与自密实混凝土的配合比。各类混凝土的工作性能及抗压强度如表2所示。配合比中所用水泥为42.5普通硅酸盐水泥,细骨料为细度模数为2.8的河砂,粗骨料最大粒径分别为25mm和10mm。自密实-1减水剂为聚丙烯型,自密实-2及普通型混凝土的减水剂是萘型。

  表1: 普通凝土和自密实混凝土的配合比

  注:所有混凝土设计强度均为C40

  表2: 自密实和普通混凝土的工作性能及抗压强度

  注:加 ‘*’ 表示混凝土自然养护

  3. 工程应用

  实例工程: 某商务大厦,是一座集办公、会展、商贸、金融和娱乐为一体的现代化高层建筑,该建筑地下三层,地上60层,总高度213m。采用圆形,方形钢管混凝土柱,部分柱子为三角型构造。钢管使用钢材的屈服极限为360MPa,钢管内浇筑C40自密实高性能混凝土,其中自密实混凝土配合比列于表1,坍落度及L型仪流平度等工作指标如表2所示。混凝土密度为2370 Kg/m3。采用自下而上泵送顶升浇筑法施工,不仅可大大降低施工噪声,加快施工速度,保证和提高施工质量,对于实际施工而言可减少高空作业,施工操作更为方便安全而且综合效益显著。

  随后本文对采用普通混凝土和自密实混凝土的工程造价进行了对比,可以发现,自密实混凝土不仅其工作性能优于普通混凝土,每立方米的造价也低于普通混凝土,对于工程实际使用大有益处。表3给出了实际的对比情况。

  表3: 自密实与普通混凝土实际造价对比

  4.结语

  (1) 通过优选原材料,特别是骨料的粒形、级配和针片状含量,优化配合比,配制出具有优良的工作性,坍落度损失小,可泵性良好,同时具有良好力学性能和耐久性能的自密实混凝土。满足了钢管混凝土结构施工中采用泵送法浇筑混凝土的技术要求。

  (2) 将自密实钢管混凝土应用工程实践中,其不仅具有良好的力学性能,而且可满足灌注施工中泵送顶升的施工要求,大大加快了施工进度。从材料成本、施工进度及工程质量等方面综合比较来看,自密实混凝土用于钢管混凝土拱桥中具有较好的技术与经济效益。

  5. 参考文献

  [1] 李停驰.自密实混凝土综述. 河北软件职业技术学院学报, 2006, 8 (3): 72-74.

  [2] 吴中伟, 廉慧珍. 高性能混凝土. 北京: 中国铁道出版社, 1999.

  混凝土结构篇7

  关键词:特大桥 海工混凝土 耐久性 浅谈 应用

  0 引言

  由于陈家贡湾特大桥处于海水环境,海水环境对于桥梁混凝土结构具有强腐蚀性,按照一级公路桥梁结构100年设计基准期和本工程使用年限的要求进行结构耐久性设计,为保证陈家贡湾特大桥混凝土结构的耐久性,本工程采取了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案。然而我国目前尚没有大型海洋工程超长寿命服役的相关技术规范,高性能混凝土的设计、生产、施工技术在工程中的应用尚为空白,因此结合陈家贡湾特大桥工程的具体要求,研究跨海大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应用技术极为迫切和重要。

  1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置和耐久性设计

  1.1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置 陈家贡湾特大桥孔数—孔径(孔—米)为60—30m,为装配式预应力混凝土连续T梁桥,桥梁上部结构:六孔一联、全桥共十联,行车道板与桥面铺装采用剪力钢筋连接;桥梁下部结构:桥墩采用双悬臂预应力薄壁墩,墩柱为主截面3×1.5米的带竖肋矩形截面,基础采用柱式台、桩基础或重力台、扩大基础。混凝土设计强度根据不同部位在C35~C50之间。

  1.2 陈家贡湾特大桥附近海域气象环境 陈家贡湾特大桥地处东亚季风比较发达的黄海之滨,受季风和海洋气候的影响,四季变化比较明显,属南温带湿润季风气候类型:夏季空气湿润,雨量充沛;冬季气候干燥,时长稍寒。多年年平均最低气温为9.1℃、最高气温为15.9℃。最热出现在八月,月平均气温为25℃,最冷出现在一月,月平均气温为-4.5℃。年平均相对湿度为72%,累年全年蒸发量平均为1462.2毫米,其中全年以五月份为最高,累年平均达到180.1毫米,一月最小,仅为54.8毫米,海区全年盐度一般在15.00~34.00‰之间变化,属强混合型海区,海洋环境特征明显。

  1.3 陈家贡湾特大桥面临的耐久性问题 在海洋环境下结构混凝土的腐蚀荷载主要由气候和环境介质侵蚀引起,主要表现形式有钢筋锈蚀、盐类侵蚀、冻融循环、溶蚀、碱-集料反应和冲击磨损等。陈家贡湾特大桥位于东亚季风比较发达的黄海之滨,因为天气较暖,严重的冻融破环和浮冰的冲击磨损可不予考虑;镁盐、硫酸盐等盐类侵蚀和碱骨料反应破坏则可以通过控制混凝土组分来避免;这样钢筋锈蚀破坏就成为最主要的腐蚀荷载。混凝土中钢筋锈蚀可由两种因素诱发:一是海水中Cl-侵蚀,二是大气中的CO2使混凝土碳化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明:海洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀破坏的主要因素是Cl-进入混凝土中,并在钢筋表面集聚,促使钢筋产生电化学腐蚀。在陈家贡湾特大桥周边沿海地区调查中亦证实,海洋环境中混凝土的碳化速度远远低于Cl-渗透速度,混凝土自然碳化速度平均为3mm/10年。因此,影响陈家贡湾特大桥结构混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-渗透速度。

  2 提高海工混凝土耐久性的技术措施

  提高海工耐久性混凝土的主要技术措施有:

  2.1 海工耐久性混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和聚羧酸高效减水剂复合,配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料,形成低水胶比,高密实、高耐久的混凝土材料。

  2.2 提高混凝土保护层厚度 这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加,当混凝土保护层过薄时,易形成裂缝等缺陷使保护层失去作用,钢筋过早锈蚀,降低结构强度和延性;当保护层厚度过厚时,由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。

  2.3 混凝土保护涂层 完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触粘结的特点,其于砼粘结力不小于1.5Mpa,并且与砼表面的强碱性相适应,延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化,逐渐丧失其功效,一般寿命在5~10年,只能作辅助措施。

  2.4 阻锈剂 阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜,其品质对混凝土的主要物理性能、力学性能无不利影响,从而延长钢筋混凝土的使用寿命。但由于其有效用量较大,作为辅助措施较为适宜。

  3 加强陈家贡湾特大桥结构混凝土耐久性措施

  混凝土结构篇8

  关键词:混凝土 裂缝 裂缝控制

  近年来,全国的房地产业大力快速的发展,高层建筑在住宅中的相对比也快速的增加,因而人们对高层建筑质量以及安全性也高度关注。随着高层建筑建筑物的不断增加,大空间的发展要求,层数的增加而混凝土强度设计也不断加强,,当前某些高层建筑已达到强度标号为C80高强混凝土,导致预制构件结构中混凝土结构产生裂缝已成为司空见惯的现象,相当一部分的裂缝对结构的应力和正常使用没有什么危害,但是,裂缝的存在会直接影响到建筑物的整体性,耐久性,存在一定应力集中的问题,应尽可能的给予关注,避免出现裂纹或将裂缝控制在允许的范围内。

  1、混凝土裂缝的危害

  在高层建筑,混凝土裂缝产生的原因有很多,高强度混凝土中使用都是的关键部位,因此,裂缝的危害比低强度混凝土更严重。如地下室,地下变电站,地下人防工程,地下室墙体混凝土的不同层次,不同数量的裂缝和裂缝,垂直裂缝,会产生大量的渗漏水,地下工程使用性能下降或不能使用;大体积混凝土开裂以后,其性能差别很大,直接影响耐久性,在渗漏过程将加速,使混凝土的破坏,严重影响结构的长期安全性和耐久运行。

  2、高层建筑施工中几种易产生的裂缝分析

  2.1 大体积基础混凝土板的裂缝分析

  越来越多的高层建筑,超过2m底板厚度有经常看见。大体积基础砼板在施工的过程中很容易产生裂缝。为了控制大体积混凝土中有害裂缝的出现和发展,要从尽可能降低混凝土的水化热、控制混凝土的内外温差,改善约束条件和设计构造,减小混凝土收缩,提高混凝土的极限拉伸强度等方面采取措施。大体积混凝土裂缝产生的原因可分为2类;一类是结构型裂缝,是由外荷载引起的。浇注后许多混凝土水化热,由于气温上升,内部和表面传热不同温度条件下,高,低表面温度,使内部混凝土会产生压应力,而在外表面的拉应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,二类是材料裂缝;另一种是通过裂缝的大体积混凝土浇筑,混凝土的早期,在加热阶段和塑性状态,混凝土的弹性模量小变形,应力很小,随着逐渐冷却的混凝土和混凝土变形造成的多余的水分蒸发造成的混凝土收缩变形,由于受基础强强约束,不能自由收缩,也引起的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部裂缝,甚至最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述2种裂缝的问题,必须进行合理的温度控制。

  2.2 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析

  地下室墙板的裂缝产生,与基础大体积混凝土产生裂缝的原因,有着相同之处,即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点: 一是墙板受到基础、楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小,产生表面裂缝的机率小。四是养护困难,散热快、降温速率大,混凝土的松驰徐变优势难以利用,在气温骤变季节尤其注意。

  2.3 高强混凝土裂缝分析

  如今高层建筑中已已经普遍使用C40~C60中高强混凝土,随着科学技术的迅速发展,C80~C120的高强混凝土在施工中已有应用。高强混凝土由于采用的配合比设计多为低水灰比、水泥高标号、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。

  2.4 施工不当造成的楼板裂缝

  钢筋和混凝土施工造成楼板裂缝的原因有很多,其中包括钢筋、混凝土、模版等各方面。钢筋位置的保证及保护,钢筋位置的不准确也是混凝土楼板裂缝的主要因素。一般高层混凝土都是由泵机运输,由于装载不当等原因造成的裂缝。例如使用2次接力泵送混凝土的时候,泵机在没有经过加固的楼板上运行,地板的振动冲击载荷,在一定程度上给处于弱势的地位造成裂缝,荷载也是造成楼板裂缝的原因之一。模板方面的原因包括没有按规范要求进行搭设及模板支撑体系的刚度偏小,过早拆除也是造成裂缝的主要原因。

  3、混凝土裂缝预防措施

  3.1 设计方面

  首先在设计上尽量采用小直径小间距板筋配筋方式;尽量采用双层双向的配筋方式,并对楼板阳角等容易产生裂缝的部位采取加强措施;对楼板中管线直径较大的或较集中的部位采取有针对性的处理,例如;架设钢筋网片,特别是对管线集中的部位尽量避免立体交叉,如果确实无法避免应采用适当加大楼板厚度或按预留空洞的方式进行处理。

  3.2 施工方案的制定

  建设施工方案应主要确定某些灌注量,施工缝间距,位置和结构,浇注时间,运输和振动等。一次浇筑长度施工由垂直施工缝分割,最好安排在变截面或能承受拉伸,剪切,弯曲应力小的部分。层次定位应该是在变截面,或远距离受拉伸钢筋混凝土受压区中的位置,确定浇注时间应尽量避免日夜温差大时施工。

  3.3 施工方面

  (1)对钢筋片网的保护,特别是上层钢筋,按要求布置绑扎马镫铁,其纵横的间距不超过600。(2)混凝土配合比优化设计。强度设计指标要求的情况下,添加粉煤灰25%-40%减少水泥用量,降低混凝土水化热温升,提高混凝土的后期强度和抗裂性。(3)钢筋和模板的安装位置应准确,安全,避免施工变形。钢和铁的氧化物去除污垢,以免影响粘结应力。(4)加强混凝土浇注过程中的振动控制,确保混凝土内部组织密度,提高可扩展性的混凝土;钢筋混凝土温度控制。高强度混凝土在高层建筑比其他低强度混凝土更难控制。高强度混凝土温度控制有其特殊性,低强度混凝土相比,龄期3~7的左右温度增加远远大于其强度的增加。因此有必要采取较平均,强度低的混凝土温度控制措施。在混凝土施工降低浇注温度,最高温升降低,初始温差,减少表面张力目的。

  4、结语

  通过对混凝土裂缝产生的原因及防治措施进行观察、分析、总结,相信随着高层建筑中混凝土在民用工程中的普遍应用,对其裂缝的防治措施会不断的提高。

  参考文献

  混凝土结构篇9

  关键词:混凝土厂房;结构吊装;特点;施工工艺

  中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:

  1、引言

  钢筋混凝土因为自身的很多特点,在工业厂房的建设过程中得到广泛地运用,但是对混凝土结构厂房结构吊装的要求也越来越高。结构吊装作为装配式建筑的主导工序,在装配式钢筋混凝土工业厂房的构件制作完成后,经过养护,混凝土已达到设计强度,对外加工的构件也已具备提货运入的时间,这样厂房的吊装作业就可以开始了。

  2、混凝土结构厂房结构吊装的施工特点

  混凝土结构厂房的结构吊装施工特点,具体而言具有以下几个方面:①在进行混凝土结构厂房结构吊装施工的过程中要充分考虑构件的安装高度以及其体积的大小、重量等,这些都是选择其中设备时需要考虑的问题;②要知道结构构件的加工制作过程中的质量问题直接影响到施工进度以及吊装质量,比如对结构构件的预埋位置是否合理与准确,构件的强度是否符合要求等等;③在对结构构件进行起吊的过程中,务必要科学、合理地选择起吊点,在进行选择的时候要依据吊装时的受力特点进行,另外对于在构件制作前,要对结构构件的刚度以及强度进行检验、验算;④在吊装之前,务必要把结构构件加工制作时的平面布置和吊装的实际运行线路联系起来,综合考虑,综合考虑的效果是有利于提高吊装的效率,有力地避免倒运。⑤由于结构吊装构件自身的特点以及吊装过程高空作业量较大。所以这就要求我们在施工过程中,要注意施工安全,施工单位要制定有效的安全技术防止措施,最大限度地避免施工过程中发生安全事故。

  3、混凝土结构厂房结构吊装施工工艺

  构件吊装的总体程序是先柱后梁再屋盖,它们各自的吊装工艺流程为:定吊点绑扎钢丝绳起吊就位临时固定校正电焊正式固定。

  3.1钢筋混凝土柱子的吊装

  3.1.1吊装施工前的准备工作

  在进行钢筋混凝土柱子的吊装之前,务必要严格控制结构构件制作时的质量,严格控制的目的有利于顺利地完成后期的吊装过程。第一,对施工中需要的混凝土材料中的砂石、水泥以及添加剂等材料要严格把关,要依据相关的质量标准进行检验检测,于此同时,还要充分地预估结构构件的耐久性;第二,控制好结构构件的尺寸。构件的尺寸主要包括截面尺寸、轴线间距离、节点截面尺寸以及构件总的几何尺寸等几个方面;第三,安装预留孔以及预埋件。在进行安装的时候,要保证预留孔的准确性与预埋件的合理性,两者准确、合理的安装有利于为后期吊装设备的顺利展开奠定基础;第四,及时地将基础杯口予以清理,按照实际标高与构件制作的实际尺寸相结合找平杯口底,并以杯口边的柱轴线以及边线作为立柱的标准;第五,检查混凝土结构厂房的柱距及其跨度,在进行检查的时候,可以采用在钢卷尺测量的基础上,运用弹出的轴线尺寸的方法确定结构厂房的柱距与跨度,如果柱距与跨度与当初设计的要求之间的误差太大的话,就必须在进行吊装之前,采取相应的处理措施;第六,对预制柱进行翻身,并准备好与吊装有关的一系列工具,如索具、经纬仪等。

  3.1.2混凝土柱吊装的施工工序

  (1)选择合适的起吊点,确定起吊点之后,要在柱身上绑扎吊索。对于一些自重较小的中小型柱,通常的绑扎是1点,这1点的绑扎一般选择的是牛腿下部绑扎,对于一些重型的柱子或者配筋较少、体型细长的柱子,则需要绑扎2~3点。

  (2)混凝土柱的起吊。在起吊的方法上,通常情况下,旋转法或者滑行法的使用是在单机进行吊装时,但是对于滑行法的使用要切记一点,在没有专门措施的情况下,尽量不要采用滑行法吊装

  (3)混凝土柱子就位与临时固定。在柱子被吊起后放入杯口之前的一段时间,现场施工除了吊装人员之外,还应该设有配合吊装的人员,配合吊装的人员要在进行吊装之前准备好钢楔或木楔,并在柱子插入杯口后将楔子钉入杯口与柱子的间隙中,这样做的目的是为了确保柱身能够保持垂直;

  (4)利用经纬仪对柱身垂直方向的两个向进行观测,根据观测的结果决定是否需要对柱身的垂直度进行校正,如果需要校正的话,施工人员可以采用打楔子、钢钎撬柱根和在柱身中间位置用钢管斜顶等方法进行校正;

  (5)在混凝土柱子的垂直度校正完成之后,就可以进行下一道工序,在柱身与杯口的空隙中浇灌混凝土进行正式固定,第一次浇灌的时候,混凝土务必要没过楔子底面,当混凝土达到设计强度的30%后,拔出楔子进行二次浇灌,并与杯口上平即可。

  (6) 在一些施工狭窄的场地进行吊装时,比如笔者有一次的施工实践,施工项目是一个钢厂的热轧板坯库车间,由于基坑空间狭小,大型构件车进场直接下坡道进入基坑吊机工作范围内,吊机直接从车上将构件卸于两个边跨的设备基础工作台上,该工作台的支腿是H型钢制成,台面由双槽钢内夹枕木制成。通常的情况下,这样的工作台沿线可以摆放四排,一排摆放二件,刚刚好满足柱子及吊车梁构件的摆放,详细见图1。

  图1大型构件摆放图

  3.2预应力屋架

  3.2.1预应力屋架制作

  (1)在进行预应力屋架制作的时候,可以采用现场叠浇的方法进行。要保证进行叠浇的高度不能超过四层,这样的话就可以满足场地布置的要求。为了方便屋架的涂料施工,还可以把腻子作为隔离剂,将腻子薄而均匀的刷在屋架上,屋架涂料的工序可以在地面上做完,这样就又可以减少高空作业的量,保证施工安全。

  (2)钢筋,要严格按照04G415-1中的相关规定制作以及安装钢筋,有效地考虑各节点的抗震措施,与此同时还要控制钢筋保护层。预应力孔道预埋的时候,可以运用波纹管进行,采用钢筋架固定管道,固定的方法可以保证管道位置的准确性,有效地防止混凝土浇筑过程中受到挤压发生位移。

  (3)严格控制混凝土的水灰比在0.4~0.5之间,检测砂、石、水泥等材料的碱含量,混凝土屋架务必要一次成活,禁止留有施工缝,浇筑完成后,需进行浇水养护。

  3.2.2预应力工程

  (1)在预应力施工的过程中,要保证钢绞线的产品质量,选择钢绞线的时候,要尽量选择一些外观没有缺陷,比如常见的预应力钢绞线上有油污、生锈、损伤等都不宜用于施工当中。另外还要保证钢绞线的力学性能符合设计要求,在进行下料的时候,禁止使用电弧切割,必须要运用砂轮机进行切割。张拉的设备可以选择液压式千斤顶,液压式千斤顶工作的时候,还需要配备精度等级不小于1.5级的压力表;

  (2)在进行钢绞线张拉之前,需要对屋架构件的几何尺寸进行检查,另外,孔道的位置以及畅通的情况,混凝土浇筑及振捣质量、灌浆孔位置、预埋铁板位置等几个方面都要进行全面检查,查看是否完全符合设计和施工要求,一旦发现异常情况要立即停止,采取积极有效的措施及时解决问题,然后继续进行张拉。

  3.2.3屋架吊装

  (1)在进行屋架吊装之前,要积极做好以下几个方面的准备,比如说柱轴线及标高的二次核对、对屋架构件及吊环、吊车及索具的受力情况进行检查等;(2)屋架的翻身与就位。(3)屋架吊装。起吊时先将屋架吊离地面50cm左右,使屋架中心对准安装位置,对准之后,将其升高到高于柱顶 30 cm 左右的位置,用溜绳拉正使与轴线平行,缓慢下落一次对中落好。将临时固定拉杆拉住屋架,用经纬仪或线锤吊挂检查其垂直度无误后,即吊上屋面板两块, 一端一块并随即焊于屋架上。正式固定屋架后,焊牢端头铁板与柱顶铁板。

  4、结论

  综上所述,要想确保混凝土结构厂房结构吊装的顺利完工,要周密地考虑结构构件的各个部分的制作、布局、起吊及安装等环节,一旦发现问题要及时解决,避免其对工程的负面影响,争取结构吊装的顺利完工。

  参考文献

  混凝土结构篇10

  从混凝土标号、施工时间、施工监管、后期维护四方面,分析了混凝土施工中存在的问题,并探讨了混凝土结构的施工要点及配比设计方法,保证了混凝土结构的稳定性及耐久性。

  关键词:

  混凝土结构,施工要点,配比设计,养护

  国家经济的发展离不开工业的大力发展,随着我国近年来的房地产行业的崛起,施工中对钢筋、混凝土、特种玻璃、木材等大量工程建筑用材料需求逐年增加,而建筑方面,对于混凝土的结构与施工要求都非常高,针对用途如此广泛的混凝土,必须拥有一套完整的监管体系以及完备的施工设施,才能够发挥现代土木建筑中混凝土材料的优势,以防止由于质量及施工技术问题导致的工程返工、质量整体不合格甚至工程事故的发生。

  1现今混凝土结构质量及施工技术存在的问题

  如今我国由于房地产方面的混凝土用料大幅度增加,间接地带动了混凝土市场的大热,使混凝土需求量大大提高,也造成了施工人员技术方面的问题与混凝土的各个厂家指标不统一等硬性问题的产生[1]。建筑在最后落成时的优劣大部分取决于房屋建造初期,若混凝土的质量指标不过关,会导致严重的建筑总体质量问题,因此施工时需注意以下几点:1)混凝土使用标号不达标。施工后的混凝土强度取决于建造初期时工程人员所采用的标号。对于不同类型的施工要求会有各种不同的混凝土标号,混凝土的使用在建筑中有强度等级之分,是根据单位立方体的抗压程度来界定的,单位为C,其不同的强度也对应了不同的应用场合,如果使用了低于所需要的标号混凝土,会使建筑发生无法预计的质量后果。2)施工混凝土时间不准确。我国地大物博,在南北方进行土木施工的工期时间多多少少都有差异,这种差异使得一些地区的气候条件等不适合在同一时期内继续进行混凝土浇筑及钢筋混凝土工程施工,但有些地区施工人员为了经济效益,会选择气候状况不适宜时进行施工,由于天气寒冷且重新配比成本问题等,施工方往往不进行寒冷时期的混凝土重新配比,而是直接利用常温配比法进行施工,不但施工困难加剧,养护工作也会由于外部条件而无法进行[2]。3)施工过程中监管不严格。由于我国对建筑外包以及监管内容不严谨,施工方与材料商之间存在不正当的利益关系,使得施工方给出的价格及竞标成本弹性大,极易造成因利益关系引起的成本提高、质量低下的问题,加之工程施工过程中容易出现工人工伤,工期延误等问题,因此,在建筑过程中,施工的监管才是整个施工过程的重中之重。4)混凝土后期维护不到位。混凝土作为一种需合理配比的建筑材料,和大多数配比类材料一样,在建成后需要大量的后续工作跟进,才能够保证混凝土建造结构的稳定。由于混凝土框架的特殊性,会使其随外部条件的变化而更改配比中添加的硅灰量和后期施工结束时的喷水养护等方面的后期作业,同时决定日后建筑的使用寿命。如果后期混凝土维护不到位,会使混凝土结构提前出现裂缝、蜂窝、不规则麻面、墙体框体脱落等事故的发生。

  2混凝土结构的施工要点及配比技术分析

  建筑施工过程中,施工的技术要点及材料的选择是整个建筑质量的重要保证,施工过程中,工人的施工方法及水平参差不齐,混凝土的规格多种多样,因此,酌情配比,既达到目的又能够控制成本,这是混凝土选择的重要技巧。在楼梯框架的地基施工中,需要注意的是深挖时的顺序,由于每个工程的地下情况都不相同,如果直接下料深挖有可能会造成地底水大量喷发和地底不可预知的线路及空间破坏。因此应遵照先浅后深的原则来进行挖掘打桩,在挖掘的过程中要时刻注意地基中的积水程度,做好排水工作,为接下来大规模的钢筋混凝土浇筑营造良好施工环境[3]。在前期工作完善的情况下,混凝土施工方面的要求便随之而来,首先是标号方面,混凝土的标号选择应符合当前施工样式,例如,混凝土的强度等级大体有12个等级,分别是C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,这些不同规格的强度等级标志了混凝土结构用途的不同。例如C15和C25标号混凝土普遍用于楼梯、房架等,C30以上便是高强度高承受负荷的特种结构,在日常的建筑施工中基本应用不到,因此,在施工过程中不能偷工减料选择低于要求标号的配比进行施工。一般情况下,建筑梁需要C25以上才能够符合要求,其用料配合要根据砂石的粗细、大小等来确定水泥的用量,施工用C25比大体约为水泥∶水∶砂∶碎石=0.44∶1∶1.42∶3.17,在此基础上适当掺入粉煤灰、缓凝剂、膨胀剂及纤维素等,提高混凝土强度。不仅如此,在设计时也应该参照施工图纸以及招标文件的要求合理增减强度,浇筑之前需要遵循国家标准要求,必须进行试验后才能进行大范围配比,如果在其过程中出现问题需要及时修改[4]。浇筑作业完成后,应开始保湿养护作业,待混凝土平展以后,开始洒水作业,然后采用塑料薄膜、草垫等物品进行覆盖,内部相对湿度应达到80%左右,混凝土的后期维护非常重要,可以很大程度上减少混凝土的干缩程度,提高质量。在入模具之前要根据当地施工的温度灵活调整混凝土的浇筑环境,例如,天气极为炎热时,要做好防晒工作,混凝土搅拌时需加入冰水降温,而对相对严寒的地区施工则要保证其配比浇筑作业时的温度适当提高,可采用热水调和温度,从而保证混凝土在浇筑后更加稳定,为交工后的质量提高提供保障[5]。在结构设计方面,应尽量选择刚度匀称适中、外形稳定的结构形式。如果需要进行大范围一次性浇筑,应考虑在混凝土的配比过程中适当增加纤维材料和膨胀材料的用量,做好防裂措施。在施工时,长结构的框架需要多配钢筋,补偿长距离混凝土强度的不足,并且要做好后期的温度起伏监控,适当养护,其余大体按照正常的施工流程进行即可,另外,一定要确保施工过程的安全。

  3结语

  混凝土的用途越来越广泛,由于混凝土质量存在着差异,也让企业对混凝土的质量以及监管提出了更高的要求,只有合理、合法、合规的制作混凝土,才能保证混凝土结构工程的有效稳定。

  作者:李冰冰 单位:北京交通大学海滨学院

  参考文献:

  [1]秦伟光.浅谈土木工程建筑施工技术[J].居业,2015,14(22):153-154.

  [2]贺丽媛.对新时期土木工程建筑以及安全的几点思考[J].城市建筑,2013,6(20):110-111.

  [3]张凌夫.对土木工程建筑施工技术及创新探究[J].江西建材,2015,6(18):119-120.  高层建筑结构的设计原则篇1

  关键词:高层建筑、结构设计、选型原则、特点

  一、高层建筑结构型式

  高层建筑结构的结构型式繁多,框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加,利用结构空间作用,又发展了框架-核心筒结构、筒中筒结构、多筒结构和巨型结构等多种结构体系。

  二、高层建筑结构选型设计原则

  2.1 功能适应性原则

  不同功能的建筑,往往要求具有不同的功能空间特征;不同的结构体系型式,并能够提供不同的空间布置;不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。

  2.2 刚度合理性原则

  不同的结构体系往往具有不同的刚度和承载力,也有使其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。一般来说,框架结构适用于设防烈度低的层数较少的高层建筑;框架-剪力墙结构和剪力墙结构适用于各种高度的建筑;在高度较大或设防烈度高时,可采用筒体结构等。

  2.3 空间整体性原则

  建筑结构系统是一个由多个子结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件的强度、刚度、延性及其受力状态,而更主要地取决于保证这些子结构、构件协同工作的能力或空间整体性。

  2.4 施工方便性原则

  不同的结构型式决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。

  三、高层建筑结构设计的几个特点

  水平荷载起控制作用,侧向位移必须加以限制,轴向变形在侧移中占有很大的份额,所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。对于低层、多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加,由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素:一个是较大的竖向竣工体系要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的原因是,侧向力所产生的倾覆力矩和侧向变形要大得多,高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。

  四、高层建筑结构的关键设计

  4.1 框架结构

  (1)基础系梁的设置问题。在设计工作中,存在下述情况之一时,宜沿两个主轴方向设置基础系梁:1)一级框架和Ⅳ类场地的二级框架。2)各柱在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大。3)基础埋置较深,或各基础埋置深度差别较大。4)地基主要受力层范围内存在软弱黏性土、液化土层或严重不均匀土层时(详建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)第6.1.11条)。如果基础埋置深度较深时,可以用基础系梁减少底层柱的计算长度,在±0.000以下设置系梁,此时系梁宜按一层框架梁进行设计,同时系梁以下的柱应按短柱处理。

  (2)框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层,原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面;如果条件允许,可以改变该层层高。当无法避免出现薄弱层时,在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。

  4.2 剪力墙结构

  剪力墙是一种有效的抗侧力构件,剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系中,剪力墙都是作为主要的承重结构单元,因此,剪力墙的截面设计是高层混凝土结构设计的重要部分。在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外,还要保证有足够的延性,以提高整个结构的耗能能力,改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时,当纵横向剪力墙连成整体共向工作时,可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中,剪力墙常常和梁柱连一体,形成带边框剪力墙。因此,剪力墙墙肢常常按矩形截面、T形截面或工字形截面进行设计。

  4.3 框架剪力墙结构

  当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架剪力墙体系。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架剪力墙体系的最大适用高度要大于框架体系。

  4.4 筒体结构

  凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、框架-核心筒、筒中筒、成束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。以框架-核心筒结构为例。核心筒应具有良好的整体性,墙肢宜均匀、对称布置,筒体角部附近不宜开洞,当不可避免时,筒角内壁至洞口应保持一段距离,以便设置边缘构件,其值不应小于500mm和开洞墙的厚度;核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/20及200mm,对一、二级抗震设计的底部加强部位不应小于层高的1/16及200mm。剪力墙的截面厚度应满足墙体稳定验算要求,必要时增设扶壁墙;在满足承载力要求,以及轴压比限值时,核心筒内墙可适当减薄,但不应小于160mm。

  4.5 强调“三强三弱”

  为体现抗震概念设计思想,按照建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)要求应实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”,使其具有较好的变形能力。规范虽然列出了许多具体核算公式,但由于种种原因目前还存在将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变的情况,这就很难保证“强柱弱梁”实现,而且实际结构中转换层、刚性层大梁以及楼板的存在,要真正实现“强柱弱梁”的概念很困难;设计中局部尺寸或荷载有改变时,有的设计人员习惯于增加纵筋而不改善箍筋,则很难保证“强剪弱弯”;设计人员往往对构件进行大量计算,增强构件,而对节点不过细考虑。施工时节点区缺少箍筋甚至无箍筋的情况非常普遍。因此,要使“三强三弱”概念得以实现,首先应对规范目前核算公式改进使其实用,如采用“实配反算法”来保证,否则公式概念虽然正确但因不易操作不实用,而成为虚设;其次,设计人员应认识到“三强三弱”概念在抗震设计中的重要性,精心设计使所设计的结构具有良好的抗震能力。

  高层建筑结构的设计原则篇2

  关键词:高层建筑;结构设计;抗震设计;基本原则

  中图分类号:TU97文献标识码: A

  前言

  建筑工程的抗震性能取决于抗震结构的设计,这就对抗震结构的设计提出了更高的要求。建筑单位需要不断分析预见地震灾害中可能会遇到的各种问题,探讨如何在设计过程中有效规避这些问题,不断优化抗震结构,尽量减小地震造成的建筑损失。另外,在研究建筑工程的抗震结构设计过程中,建筑单位必须明确抗震结构的设计目标,利用最有效的设计方式,提高建筑工程的安全能力,保障建筑工程的稳定性,发挥建筑工程的最大效益。

  一、建筑抗震性能的主要影响因素

  影响建筑工程抗震结构安全性的因素是多方面的,建筑地基和建筑高度是其中的两个重要因素,直接关系到建筑的抗震性能。首先,建筑地基。地基是抗震结构设计重点考虑的内容,建筑工程的地基稳定程度直接影响其抗震性能,良好的地基建设能够为建筑抗震提供稳定的基础。科学的抗震结构设计必须要深入研究地基问题。其次,建筑高度。我国对建筑高度与抗震烈度之间的关系有明确的规定,建筑高度必须与抗震烈度相匹配,然而部分建筑没有遵循此原则,无法达到相应的抗震烈度,为建筑抗震埋下安全隐患。

  二、建筑抗震结构设计的基本原则

  建筑工程抗震结构需要遵循一定的设计原则,以此保障抗震结构设计的安全性,提高工程质量。(1)协同原则,建筑工程的抗震结构并不是单一个体,而是由多个独立的单元模块组成,建筑单位必须确保协同作用,才能发挥抗震结构的优势,提升建筑的抗震性能;(2)多防线原则,地震产生的波动不局限于一次,建筑抗震设计需考虑地震的连锁危害,不能仅靠一条防线,根据建筑的实际情况,设置多防线保护,最大程度的保护建筑工程;(3)刚性原则,抗震结构的建设材料,必须达到刚性标准,确保抗震材料的坚韧度;(4)平衡原则,建筑抗震结构需具备平衡的数据参数,各项抗震结构保持在统一水平,避免作用力突然转移,发挥建筑工程动态抗震的优势;(5)整体原则,抗震结构需以整体为出发点,不能单纯考虑单方面的防震。

  三、抗震概念在高层建筑结构设计中的应用

  1.选择有利的地基和场地

  根据我国以往发生的多次发地震造成的建筑损害情况分析,表明了地震对建筑物的破坏程度受建筑物所在场地地形以及地基的影响较大。一般情况下,建筑场地条件包括局部地形、断层、地基土层、沙土液化等。在场地和地基的选择方面,表层覆盖层的厚度越小、土质硬,所以其承载力就高,稳定性也越好,在发生地震时地基不易失效;但是表层覆盖层的厚度越大,土质越软,那么对地震的效果作用也就会加大倍数的放大。另外,场地周围如果有突出的山梁或者是孤立的山包,那么也会对地震效果放大。地震中,在断层处常会出现地基失效、地层错位、滑坡、土体变形等现象。因此,在高层建筑抗震设计时,要选择硬质场地,尽可能避免不利因素的场地选择,当实在无法避免时,就要采取必要的措施,减少地震效果的输出。

  2.对建筑平面以及立面科学的布局

  在进行建筑结构的设计中,应该保证建筑平面和立面的规整性。在建筑抗震设计中,使结构的刚度中心与质量中心相重合,以达到建筑平面与立面规则、简洁的效果。那些建筑平面不规则建筑物的质量中心和刚度中心一般情况下不能够重合,这样在地震中建筑结构会发生扭曲,增加了地震的破坏力。对于建筑的立面设计,要避免有突变的阶梯立面出现,降低建筑的重心,并且保证凸出建筑主体的建筑部分高度,避免在地震中出现鞭梢效应。建筑物的高度与地震造成的损害成正比,所以,在高层建筑建设过程中层数和高度都要有一定的限值。在保证建筑平面与立面的平整要求后,还应该考虑建筑的外观造型设计上美观、大方。这样既能达到抗震效果,又能符合建筑的使用条件。

  3.对建筑结构合理的选择和布置

  在建筑结构的选型上要根据许多综合因素考虑,这此因素包括建筑的高度、建筑用途、设防烈度、基础、地基、材料、施工、场地等,还要在经济技术和经济条件进行比较以后确定建筑选型。对于建筑结构的布置方面,应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是,纯框架高层建筑中,要尽量防止出现框架柱和楼梯斜梁或平台梁直接连接的情况,因为这样会将框架柱变为短柱,发生地震就容易产生剪切破坏。

  4.保障建筑结构的整体性

  只有保证建筑结构的整体性,在发生地震时建筑结构的各个部件才能相互协同工作,使建筑结构的抗震效果更加显著。建筑结构的抗震力是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的,在高层建筑施工中使用型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,可以实现结构整体稳定性效果,这两种钢筋混凝土结构具有整体性好、水平刚度大等优点,使用这两种钢筋混凝土结构不但可以解决滑移问题,还可以增强楼板刚度,达到抗震效果更好。

  5.对于其他非结构部件的处理

  建筑物中非结构部件对抗震有影响的有:框架填充墙、墙板、楼梯踏步板、内隔墙等。在地震中,这些结构也会在不同程度上参与抗震工作,改变这些结构的承载力以及刚度,或者是改变整个结构,或许在地震中这些结构会起到意外的效果。所以说,对其他非建筑结构部件进行合理的处理,能更好的提高建筑物的抗震能力,减少地震给其造成的损害。

  结语

  随着我国经济水平的快速提升,人口迅速的增加,城市土地资源严重匾乏,为了解决这一难题,中高层建筑乃至于超高层建筑在城市建设的过程中越来越多。众所周知,建筑物层数越多,高度越高,它的抗震效果就越差,在地震发生时对其的损害程度也就越多,这严重威胁着人民生命财产安全。所以在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计,在建筑结构施工的各个方面,对建筑结构抗震设计进行完善,消除建设过程中出现的不利于建筑结构抗震的操作。在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计,有效的提高了建筑物的抗震能力,能有效减少地震对建筑物的损害,从而保证人民生命财产安全。

  参考文献:

  [1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居.2013.

  [2]刘华新,孙志屏,孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].工程技术.2007.

  [3]郭继武.建筑抗震设计(第三版). 中国建筑工业出版社,2011(02).

  高层建筑结构的设计原则篇3

  【关键词】高层建筑结构选型;方法原则;影响因素

  因高层建筑在施工过程和建成后对功能性和环境方面的诸多要求,因此在建筑设计之初,在建筑选型上要综合全面考虑各方面因素,以满足建筑施工方案的合理性与可行性。高层建筑结构设计如在设计之初存在缺陷,很可能影响到后期建筑施工无法运行和建成后出现无法挽回的功能性和安全性错误,因此要做到综合考虑、细致研究、全面计划。本文在整理收集了大量高层建筑施工经验的基础上,充分分析和研究了高层建筑的结构选型中需要注意的各个方面。

  一、建筑选型需要考虑的主要因素

  (一)建筑功能因素

  工程项目设计之初高层建筑的建筑功能就在项目方案中确立,结构设计也首先要围绕建筑功能展开,建筑结构满足功能需要是结构设计的基础,不同建筑的功能决定了其结构的形式和差异性,为满足功能要求,选型应首先考虑功能性对建筑结构的要求,把满足功能性作为建筑结构设计理念和基础原则,在设计中体现出符合建筑功能的思想与合理性。譬如宾馆型建筑要考虑房间面积的平均性和符合消防管理要求,住宅型建筑要考虑采光和通风等等。

  (二)建筑方案因素

  方案因素主要表现在建筑的长宽比、高宽比、空间面积以及建筑体型等,建筑体型分为立体与平面两方面。立体体型包括立面收进体型、结构高宽比、层间刚度和塔楼等;平面体型包括平面对称性、平面规则性、刚度偏心和平面质量等。

  (三)结构受力因素

  在抗风、抗震、整体刚度等方面,不同的建筑结构在受力上具有不同优势,因此高层建筑结构选型必须保证结构体系的受力要求,依据当地实际环境和施工条件衡量不同的结构体系优缺点,找出适用方案。

  (四)施工技术因素

  施工承建单位的建筑施工技术水平是决定施工难度上限的依据,高层建筑结构选型要注意在施工难度上符合承建单位技术水平,结构方案具备可行性,避免要求过高超出施工单位技术能力。同时要注意结构方案的技术参数和质量标准符合当前的通行标准,便于检验和审查。在参考同类项目结构设计时要考虑施工单位是否具备实施该设计所需的工程设备和技术人员,以及建筑材料当前采购难度和成本等细节。

  (五)建筑经济因素

  对于建筑施工而言,承建方资金实力和经济条件是能否顺利实施建筑施工必须要考虑的,高层建筑结构设计对施工成本的要求,技术投资,设备投资的要求,以及工期长度形成的费用要求等都应在考虑范围内。在建筑结构选型设计时,要先了解承建方资金实力、融资能力和当前的经济状况,并结合以上承建所需的各项投入和费用进行综合考虑,确保工程成本在预算范围内。同时要考虑到人工和建筑原材料在当前市场环境下的波动对预算造成的影响。

  (六)美学效应因素

  在实用性和功能性考虑之外,高层建筑结构选型还应有建筑美学方面的考虑,现代社会人对美的追求越来越重要,美的建筑不仅能提升建筑品味和满足用户审美心理,还能起到彰显建筑单位和设计单位企业文化和企业实力的作用,同时能对承建和使用该建筑的单位起到一定的广告宣传效应。反之,忽略了建筑美学而造成的丑陋或怪异的建筑容易为承建和使用单位带来形象上无形的损失。同时注重美学效应的建筑也能对城市文化和环境形成积极的影响。

  二、高层建筑结构选型的具体标准

  在综合考虑以上因素的前提下,高层建筑的结构选型还需要全面的方案和具体的操作方法,这要求设计单位应具备一定的理论水平,细致的分析以及相关建筑结构设计经验,要对影响建筑结构选型的因素进行量化的分析和思考,制定出合理的方案,并根据外在环境和施工条件制定出建筑结构选型的各种指标和细则。以下就对这些具体标准和操作步骤进行阐述和说明。

  (一)量化重要指标

  把和建筑选型相关的各种因素,量化为特定的可管理指标,譬如建筑高度、面积、环境土质、当地最大风压、最大层间位移等作为工程设计指标,建筑的结构形式作为工程方案指标,通过采集和实施检测对指标进行验证和数据统计,把相应数据整理成工程方案,并依据方案中的量化信息对比以往成功的同类工程分析其有效性和合理性,在由专业技术人员进行充分分析和对比之后,依据结果选择合适的结构设计方案。

  (二)进行层次分析

  结构设计方案的某些不可量化因素,应在方案评价阶段采取基于层次分析的模糊综合评判来审查其影响效果和修改要求,譬如施工单位技术水平、项目安全性、审美要求等。量化指标和层次分析的综合运用才能合理全面地照顾到影响高层建筑的可量化和不可量化因素,让选型设计更为科学、细致,具备可行性。

  (三)遵循选型原则

  以往高层建筑工程实践中,设计人员根据对建筑选型的经验和教训,总结出很多在结构选型中应当遵循的基本原则,在新立项的工程项目中对以往建筑结构选型设计中的这些原则进行参考,能够避免不必要的风险,使建筑结构选型更为科学合理。高层建筑结构选型的原则主要有:建筑结构中不存在互相矛盾的建筑功能设计,建筑各部分功能协调统一,不会出现设计上的缺陷导致建筑某些功能在建筑其他部分正常条件下不能使用;建筑结构必须要具备合理的物理力学结构要求,如整体刚度达标,荷载能力达标等;建筑结构的布局要避免不合理的功能重心,不能因结构中某个部分损害就导致整个建筑出现安全危机或整体功能失效;建筑结构要具备一定的抗震抗灾能力,遇到规定级数的地震等外力作用时,建筑结构可以保证主体具备必要的承受力。

  三、结语

  高层建筑在结构选型设计中遇到的问题和难点很多,其主要和重点部分在上文都进行了必要的阐述,在实际操作中,要注意因地制宜和环境因素,除了文中提到的一些原则和方法外,高层建筑结构的选型设计还可以根据同类工程以往的成功判例进行参考,依据实际情况和判例的不同进行改进,对于全新的设计和首次采用的设计要注意充分分析其合理性和可行性的基础上再采用。

  参考文献:

  [1]陈耀;高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J];福建建材;2011年04期

  高层建筑结构的设计原则篇4

  关键词:高层建筑;结构设计;问题

  中图分类号:TU208文献标识码: A

  高层建筑设计与施工是一个系统工程特别是设计阶段的工作尤其要引起重视。高层建筑的结构设计还有其他的重点问题,比如扭转的问题,要求几何中心、刚度中心、结构重心合为一;此外还要注意抗风结构的设计,保护建筑的支撑结构和装饰结构等;抗震结构也是建筑高层设计的难点,这需要设计人员有灵活性。最后,设计人员要注意消防设计,尽量减少高层失火对人们的伤害。

  1、高层建筑结构设计的概况及意义

  随着我国城市化进程不断加快,城市人口显著增多,高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天,仍会因为高层建筑复杂的结构,较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有:首先,如果建筑所使用的面积一定,设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积,可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面,精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观,或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理,就会给城市带来热岛效应,影响城市居民的生活环境,甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次,如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定,那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积,得到更多的空闲地面,用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。

  2、高层建筑结构设计的特点

  高层建筑结构可以设想成为支撑在地面上的竖向悬臂构件,承受着竖向荷载和水平荷载的作用,与多层建筑结构相比,高层建筑结构的设计具有以下几个方面的特点。

  2.1、水平荷载成为设计的决定因素

  图1高层建筑结构的受力及变形示意图

  对于高层建筑结构,一般是竖向荷载控制着结构的设计。随着房屋层数的增加,虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要影响,但水平荷载已经成为结构设计的控制因素。而且,与竖向荷载相比,作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值与结构的动力特性等有关,且具有较大的变异性。

  在竖向荷载和水平荷载作用下,如图1(a)(b)所示,高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式,即:

  结构底部的轴力

  N=ωH

  结构底部的倾覆力矩

  式中,ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值(kN/m)。

  2.2、侧移成为设计的控制指标

  我们知道,随着建筑高度的增加,水平荷载作用下结构的侧移急剧增大,水平位移增加的速度最快,内力次之。因此,高层建筑结构设计时,为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形,必须选择可靠的抗侧力结构体系,使所设计的结构不仅具有较大的承载力,而且还应该具有较大的侧向刚度,将水平位移控制在一定的范围内。

  2.3、延性成为结构设计的重要指标

  对地震区的高层建筑,应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小,而它又取决于结构延性的大小。因此,为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能,需加强结构抗震概念设计,采取恰当的抗震构造措施,来确保结构具有较好的延性。

  3、高层建筑结构设计的原则

  高层建筑结构设计原则,是高层建筑结构设计过程中需要注意的重要标准和准则,也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下,才可以进行建筑结构设计。总体来讲,高层建筑结构设计原则主要包括以下几点:

  3.1、基础方案合理

  建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础,在实际的建筑结构基础方案设计中,需要根据实际施工地质条件,根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告,最大程度的发挥建筑物地基的潜力,必要的情况下还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面,还需要对建筑物进行综合性分析,尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型,通过对这些综合性分析,最终选定最适合的基础方案,从而可以在提高设计质量的基础上提高经济效益。

  3.2、计算简图适当

  计算简图设计,也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题,主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析,而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析,才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲,建筑物结构节点问题,建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是刚节点,在进行计算简图设计时,需要对建筑物结构节点进行深入研究,提高计算简图计算的精确性,进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

  3.3、结构措施完善

  除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外,还有一条基本原则是经常忽略的,那就是结构措施完善原则。在进行建筑物结构的设计时,需要注意结构组件的延展性,例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时,还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响,对于这两方面的问题,在实际的设计过程中,需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则,只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

  4、高层建筑结构设计的问题

  4.1、结构的规则性问题

  新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,在这方面增添了相当多的限制条件。例如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此,在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

  4.2、超高问题

  在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制。尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外,增加了b级高度的建筑。因此,必须对结构的该项控制因素严格注意。一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。

  5、高层建筑结构设计的对策

  5.1、高层建筑结构的规则性

  高层建筑结构的规定了结构嵌固端的上下层的刚度比、平面规则性等等,因此,应严格按照规范执行。

  5.2、高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

  短肢剪力墙在新规的定义是,墙肢的截面的高度和厚度比在5~8的墙,这加大了在高层建筑中使用的难度。因此,在设计高层建筑结构的过程中尽量避免使用。

  结束语

  改革开放以来,伴随着国民经济的快速发展,加上科学技术的不断进步,我国高层建筑行业取得了重大的突破。高层建筑结构设计是否合理,不仅仅影响到高层建筑实施施工,而且还直接影响到高层建筑建设以及后期养护的顺利开展。

  参考文献

  [1]周世航.浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策[J].广西城镇建设,2013,05:80-82.

  [2]殷辉.高层建筑结构设计存在问题及对策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.

  高层建筑结构的设计原则篇5

  【关键词】住宅,结构设计,问题,处理

  前 言:对于现代城市建设来说,其发展进程较快,在一定程度上来说,缓解了我国人口巨大带来的压力,因此,可以说:快速的城市建设能够为我国人民的和谐带来积极效益。从另一角度来看,由于城市建设的速度发展过快,在一定限度上,城市建设的各项技能发展没有充足的时间来完善自身,这就导致了现代高层建筑的结构和设计中出现了较多的问题,比如在高层建筑的结构设计中防震设计的缺失;设计师在进行结构设计中缺乏考虑等。

  1高层建筑结构设计阐释

  1.1框架结构体系

  我国的高层建筑中运用的最为常见的结构体系为:框架结构体系。框架结构是由不同材料的建筑构件相互连接构成承重负荷体系的框架建筑结构,一般由梁柱来承担负荷,以此来为高层建筑构建起一个具备有分割维护的功能的框架结构体系。而此类型的结构体系较为灵活轻便,适用于简易工程中。

  1.2剪力墙结构体系

  剪力墙结构则是高层建筑结构设计中应用较为广泛的一类。剪力墙结构指的是用钢筋混凝土墙体承担起整个建筑的重力,以此来对高层建筑结构的水平应力进有效控制。这类型的高层建筑结构体系具备有较强的承载力,因此整体稳定性较好,对于地震等地质灾害具备有较好的抵制性。

  1.3筒体结构体系

  筒体结构体系中,筒体是一种空间的受力构件,可以将其分为实腹筒和空腹筒两大类别。其中,实腹筒结构体系指的是:由平而或者是曲而墙围成的二维竖向结构单体,而空腹筒则为:密排柱以及窗裙梁或是混凝土外墙、开孔钢筋等形式的单件来组合成的空间受力构件。由此可以看出,筒体结构体系具备有很大的强度和刚度,因此整体筒体体系中的各个单件,都有着较强的抗打击能力,对于地震以及台风等性质的自然灾害有着极强的承受力。

  2现阶段中高层住宅建筑结构设计中存在的问题

  2.1设计因素考虑的不周全

  高层建筑的整体质量,在一定程度上来讲,是由其结构设计决定的,因此为了进一步确保高层建筑的质量,就需要完善其结构设计。但是,在现阶段中,我国的高层建筑结构设计中,对于影响结构设计的诸多因素考量不周全。在对高层建筑的结构进行设计前,部分的建筑企业对于设计前的调查工作不够重视,仅仅是进行简单的观测、预估等活动,对于当地的地质构造、地形地貌以及其他因素都未进行检测。此外,我国高层建筑在实际是多数采用了异形结构。但是我国高层建筑发展到现今,在异形柱节点承受力、受剪承受力与结构延性等方面相较国外同行缺乏一定的经验,这就致使我国的高层建筑在后期投入使用中,会出现整体构造不合理、房屋的不规则化等问题。

  2.2结构防震的概念设计不足

  在最近几年中,我国西部部分地区地震状况较为频繁,在地震中,丧失了许多的财产,人民生命财产、物质财产等。因此,我国政府在近几年中,对于建筑行业的抗震要求较为严格。但是在实际市场中,诸多的建筑企业为了建筑的美观,以吸引更多的消费者,采用一些不利于结构设计的方案。在建筑方案设计时,我们的建筑师为了得到建筑企业的青睐,往往把结构放在从属地位,并要求结构必须服从建筑,一切以建筑队为先导,这一观念分割了科学的完整性,忽略了基本的力学规律,片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求,这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。由此可见,在高层建筑的结构设计中,建筑与结构的的协调统一是重中之重的事情。

  2.3高层建筑数量、速度不合理的增长

  我国经济水平的不断提高,人民的生活质量也在不断优化,因此人们对于生活的追求也就逐步的加大,这就导致更多的人们趋向于高层建筑的购买。这样的市场环境,就诱导着诸多的建筑企业在短时间进行大量的高层建筑群的建造,以期在激烈的市场竞争中获得一席之地。在建筑企业盲目地追求建造速度的时候,给予我们设计师的时间往往很短,设计师疲于应付进度,而对结构本身的思考会减少,短时间内出图质量不容乐观,容易在高层建筑的结构设计中出现一些隐患:比如高层建筑的组成部件体积大、质量较大,主要的承重柱和承重墙的数量与分布却较为不均衡,增大了结构的不安全性。除此之外,部分的建筑企业为了吸引更多的人来购买高层建筑,往往会在结构设计中更加的贴合消费者需求,对于结构设计的原则性需求就会忽视。因此可以说,建筑企业过度强调效率,给予结构设计师时间过少,也是其结构设计不合理的因素之一。

  3对于高层住宅结构设计的优化措施

  3.1对于高层建筑结构设计遵照设计原则

  在对高层建筑的结构和设计进行优化时,最为重要的一项就是坚持设计原则,高层建筑的结构设计原则包括:科学原则、实用原则以及安全原则。科学原则:指的是在进行高层建筑的结构设计中,需要利用先进的建筑施工设计技术,并且保持有一个科学严谨的设计态度,此外还需要进行科学性的统计和分析,得出最为完善的结构设计方案。实用原则:指的是在对高层建筑的结构设计时,不仅仅要考虑到高层建筑的美观需求,还需要考量其自身的使用功能,及其他设备的配置,以此来实现建筑的经济合理性与高效实用性。安全原则:现代的高层建筑结构设计时,需要对所需的建筑材料等物质进行安全性的质量监测,以此来确保高层建筑的质量获得保障,该要注意加强构造连接,从而保证高层建筑的延性刚度及承载力。

  3.2加强高层建筑的抗震性设计

  近几年中,我国的地质结构较为活跃,因此西部部分地区都处于一个地震活跃的阶段,对于高层建筑的安全性质来说,无疑是一个巨大的挑战,对于高层建筑的抗震性就要求越来越严格。首先,在进性高层建筑的设计中,要进行抗震设计的计算设计和概念设计,先对需要建造的高层建筑进行假想性的计算,然后对其地质构造以及地形地貌等进行分析,再加上发生地震时情况较为复杂和不确定,都有可能会致使结构设计与实际情况相违背,因此高层建筑的抗震设计就显得尤为艰巨了。而高层建筑的结构与设计就需要不断地加强其自身的抗震设计,减少地震时可能出现的生命安全威胁。

  3.3节能性高层建筑结构设计

  对于高层建筑的结构设计的优化途径中,还需要做到节能性设计。进入到新形势下,我国对于生态文明建设越来越重视,因此如何在高层建筑的结构设计中符合社会生态需要,必要的既是进行节能设计。在进行高层建筑的结构设计中,要求设计人员不断地优化设计方案,并且要求设计方案在最大限度上降低能源的消耗,以此来实现节能减排的社会目标。

  4结语

  高层建筑的结构设计,决定着整个高层建筑的质量水平。因此对于高层建筑的结构设计来说,最为重要的就是不断的优化设计方法,以此来完善高层建筑的结构设计,为人民的生命财产安全负责。

  参考文献

  [1]落俊丽.浅析高层建筑结构设计中的基础设计[J].城市建设理论研究,2012(16).

  高层建筑结构的设计原则篇6

  【关键词】概念设计;高层建筑;结构设计;抗震

  1.前言

  高层建筑的设计方案布置日益的复杂化,设计师需要根据以往的经验对建筑物的结构布置进行系统的分析,并作出最经济合理的设计方案。概念设计能够突破建筑构建思路的局限性,使建筑物的设计方案更加符合目标的要求。概念设计在高层建筑中发挥了日益重要的作用。本文首先介绍了概念设计的含义及其重要性,说明了几点概念设计的基本原则,并重点分析了实现概念设计在高层建筑结构的有效应用的方法。

  2.概念设计在高层建筑结构设计中的含义及重要性

  2.1 概念设计的具体含义

  结构工程师为了使建筑物的设计更加符合设计目标,会根据自己的思维进行主观判断,从宏观上对结构设计方案进行选择、鉴别评价。首先,在建筑方案设计的阶段,设计师要充分的发挥自身的创造力和创新能力,坚信高层建筑结构设计并不存在唯一的设计理念。在设计的过程中,工程设计师要清楚的认识到结构抗震的特点,并且进行正确的指导。其次,在初步设计时,结构设计师要全面的掌握各种结构体系近似计算方法,并且根据具体的计算来估算建筑物的实际情况,这样能够更好的提出可行的方案。结构工程师要必须了解侧力构件变形的近似计算,通过获取的各种构件变形的近似计算,来大致估算建筑物的变形程度,以便提出各种可行的具体方案。最后,在施工图纸的设计阶段,设计师要规范控制轴压比限值,要根据工程设计中的各种因素进行合理的调整。众所周知,影响钢筋混凝土框架的延的因素有很多,我们要对所有的因素进行一定的合理整合,从整体上提高高层建筑物的质量。

  2.2概念设计的重要性

  概念设计在建筑物的设计中起着决定性的作用,通过用概念设计来考虑结构布局等,才能够充分的利用结构分体与总结构之间的关系,确定出最为科学合理的设计方案。第一,现阶段的高层建筑一般都是采用混凝土方案现浇的施工工艺来进行的,只有具有了一套合理科学的框架设计,才能保证建筑物的安全性。在的实践的过程中引入了大量的概念设计的思维方法,并逐渐形成了一种特定的映射关系。第二,概念设计将不同的建筑物按照一定的标准和规范来进行设计,这样能够提高设计方案的实际指导作用。对于一些重复性的标准要进行筛选,提高标准的执行性。第三,概念设计的基本原则对结构设计的结构简单、结构整体、结构刚度有一定的补充作用。

  3.概念设计基本原则

  概念设计要遵循一定的原则,只有这样才能使概念设计充分的发挥应有的作用,让复杂的建筑结构日益趋于合理化。高层建筑的概念设计的原则的核心就是让结构布置简单化,构件传力力求明确。

  3.1体型力求规则

  体型力求规则是概念设计要遵循的首要的设计原则,那些高层建筑物只有体型结构尽量符合简单规则,它的安全才有保障。具体的说建筑物的结构高宽及平立面规则要符合相应的要求,它的结构质量和刚度要均匀的变化,尽量的避免钢度突变和结构扭曲问题的出现。

  3.2构件间传力明确原则

  概念设计的根本目的就是使建筑物的结构达到经济合理,要想实现这一目标各部件的传力就要合理。设计师在进行概念设计时要尽量的避免竖向布置变化过大,如果存在着不可避免的突变,应该在突变处设置一道转换层,使结构构件传力趋于明确合理的状态。

  3.3多道抗震防线设置原则

  概念设计的一个初衷就是在高层建筑中设置抗震防线,尽量的避免由于某一构件的破坏导致整个结构破坏的出现。在进行高层建筑的概念设计时,要对结构布置形式进行科学合理的设计,提高高层建筑的安全性。

  4.概念设计在高层建筑结构设计中存在的问题及其优化

  近几年来,概念设计在高层建筑物的结构设计中得到了广泛的应用得到了巨大的发展,它也从整体上提高了高层建筑物的质量,但是在具体的实践的过程中还存在着一定的问题。在概念设计的过程中缺乏具体的标准和准则,这导致概念设计在结构设计方面缺乏必要的理论支撑。概念设计也缺乏相应的保障措施,这两方面的问题极大的阻碍了概念设计的发展。

  要想使概念设计在高层建筑结构设计方面得到更有效的运用,就必须对整个概念设计的理论系统进行不断的完善,具体的说要做到以下两点。首先,概念设计要针对高层建筑的具体特点设置相应的准则,不断的提高具体应用的实践性,扩大概念设计的应用范围。相应的准则,要符合国家相关的规定,要完善细致。在高层建筑的结构设计中要引入一些具有特殊性的指标,完善概念设计自身。其次,概念设计的应用过程中要建立相应的保障措施,调整整体规划并且要强制添加一些保障措施。对责任、标准、评价等保障体系的建设,充分的发挥概念设计在高层建筑的结构设计中的重要作用。在实际的设计过程中,设计师要根据概念设计的核心思想对建筑物的结构进行适当的调整。

  5.概念设计在高层建筑结构设计中的应用

  在高层建筑的结构设计中应用概念设计,能够使建筑的结构更加合理,并且减少荷载对结构的破坏。如何在高层建筑结构设计中科学的应用概念设计,是许多建筑类企业研究的重要课题。

  5.1基础、地基概念设计

  在进行基础、地基概念设计时,要确保高层建筑物基础的整体性。在设计基础时要选用整体性较好的方案,为上部结构和基础有较好的传力,提高建筑物的抗震能力。抗震规范中对基础概念设计有了明确的规定,同一结构单元要尽量采用相同的基础形式,并且要将同一结构单元的的技术放在性质相同的地基上。

  5.2高层建筑结构布置的概念设计

  结构布置是高层建筑结构设计中的关键,高层建筑只有结构质量刚度均匀度均匀对称的情况下才能提高其安全性能。设计人员可以通过结构布置的概念设计来探讨平立面的合理性,设计的结构要尽量的规则对称,将结构的质心和钢心结合在一起,避免出现结构扭转的问题。竖向结构布置的过程中,受力的构件要上下贯通,从下到上均匀减小竖向刚度,尽量避免出现转换的现象。若不可避免出现竖向构件转换的现象,则应根据相关的设计规范对转换构件和落地的竖向构件进行加强。建筑物的结构布置会受到多种因素的影响,因此,在概念设计的过程中要综合考虑各种因素。各个受力部件的布置要考虑各种负载的作用,不仅仅要考虑竖向负载还要考虑水平力的作用,甚至要考虑温度的影响。在水平受力的部件进行布置时,要做到传力途径简单快捷,用最快的方式将力传到主梁上,然后再传给柱。

  5.3构造措施―概念设计重要内容

  采取必要的构造措施,对提高高层建筑物的整抗震能力有着重要的作用。在高层建筑设计的过程中采用延性设计,可以有效的避免高层结构在高负荷的情况下发生脆性破坏。延性设计要尽量的做到“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强错面”。在结构的设计时要提高楼板的厚度,提高楼板的刚度,让负载均匀的传递给裙楼受力部件上。

  6.结束语

  概念设计在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用,这使高层建筑的结构更加合理、简便。概念设计将成为今后高层建筑设计的主流思想,每个设计人员都要提高自身的综合设计能力,为提高高层建筑的质量提供保障。

  【参考文献】

  [1] 张青.概念设计在高层建筑结构设计中的重要性[J].建筑工程技术与设计,2014,19(20):12-13

  高层建筑结构的设计原则篇7

  关键词:高层建筑;结构设计;问题

  1、概述

  当前我国的建筑行业中,高层建筑的发展是非常迅猛的,除了数量上的持续增加,其对建筑结构、功能、舒适度、安全性的要求也在不断增加,以至于高层建筑的功能、结构和类型等向着多样化、复杂化的方向发展。总之,人们对于高层建筑物的综合性能的要求正在不断提高,而且随着经济技术实力的增长,高层建筑的质量控制也将越来越好。

  2、高层建筑结构的特点以及设计原则

  2.1结构特点

  高层建筑结构的控制因素和低层建筑结构体系有着很大的不同。首先,低层建筑结构通常是通过竖向荷载来控制结构,然而高层建筑结构中,起着决定作用的却是横向荷载。第二,高层建筑结构中对侧移的要求是比较严格的,它对高层建筑结构的稳定性有着比较大的影响。第三,与低层建筑结构相比,高层建筑结构在抗震设计上的要求有着明显的提升,只要能满足小震不坏,大震不倒的要求。第四,高层建筑结构中非常重视轴向变形,在设计时,需要仔细计算轴向变形的数据,并调整相关的下料长度,否则其轴向变形有进一步被拉大的趋势。第五,高层建筑结构的延性也是不可忽视的要求,其结构的柔性可以比较大,但是要保证不会再地震或大风等情况下发生倒塌等事故。

  2.2设计原则

  按照高层建筑结构的一般设计过程来考虑,设计时一般要遵循以下六个方面的原则:第一,结构方案的选择的合理性。结构方案应当尽量使结构的受力和传力简洁和明确,保证安全性和实用性,并同时考虑到地质条件、设计、施工、材料、配套设施以及经济性等方面的综合因素。第二,计算简图选择的合理性。计算简图选择合理是保障结构安全的前提条件,因为这是其后所有计算所用的数据的来源,是高层建筑结构的设计基础。第三,准确分析计算结构。随着当前计算机行业的高速发展,很多结构设计的辅助软件随之出现,但这些软件终究无法完全符合实际问题处理的需要,因此,在使用计算机辅助设计时,除了要全面了解相关软件的适用的条件,合理选择最适用的软件,并且还要结合专业知识和经验队软件设计进行改善,让设计人员处在最关键的位置,最大限度地降低软件设计的误差。第四,基础类型的合理选择。基础的重要性不言而喻,其选择不仅要考虑到和上层结构的匹配性,还要能够最大限度的发挥地基的承载力作用,如果条件允许还应当进行实际模型的检验。

  3、高层建筑结构设计中的若干问题及对策探究

  3.1抗震设计问题

  (1)建筑物超高。建筑物高度超限的现象已经屡见不鲜了,然而在地震作用力的影响下,这些超高的建筑物会发生过度变形,抗震能力降低,其他的一些因素也会改变,导致需要重新考虑设计和工程预算中的相关参数的选取。

  (2)地基选取问题。地基的选取应当尽量选择土地状况比较好的地带,尽量避免靠近河岸、断层以及容易发生滑坡或者塌陷等事故的地方,而且不应同时在两类不同性质的土上。

  (3)材料和结构体系的选择问题。钢筋混凝土核心筒结构体系目前在我国依然是应用最广泛的材料和结构体系,主要通过对结构位移的限值控制来进行变形控制。然而其发生弯曲变形时有较大的侧移产生,并且钢框架的刚度很小,通过它的共同工作来降低侧移不仅效果不理想,而且大大增加了钢框架的负担,有时候需要将混凝土刚度提高或者设置伸臂结构来形成一个加强层以控制侧移限值。

  3.2结构受力问题。

  (1)承重结构的初步设置。在进行初步方案设计时,一般不用考虑结构的具体布置,而是主要考虑其空间组合。高层建筑的构件一般都比较大而且重,结构必须可以将这些构件的荷载向下传递至地面,因此高层建筑的底面会在很大程度上影响到建筑物的结构在竖直方向和水平方向的稳定性,而在建筑结构设计时需要明确结构体系的向下作用力和地基承载力的相互关系。因此在这个阶段需要对承重构件的的总体数量和空间位置的大体布置。

  (2)高度影响。水平作用力和竖向作用力对于建筑物的影响大致是相同的,其设计原理也是相同的,然而随着建筑物高度增加,水平作用力对结构的影响更为明显,竖向结构体系成为控制设计的主要因素,主要因为首先较大的竖向作用力需要较大的墙柱或者井筒等竖向构件的支撑,另外,水平作用力导致的剪切变形和倾覆力矩会大很多。

  (3)高层建筑结构在侧向荷载作用下的受力性能。与建筑物受竖向荷载产生的效应成线性增加所不同的是,水平荷载的影响是随着高度的增加而快速增加,尤其在地震力作用下,顶部产生的侧移远大于底部的侧移。在高层建筑结构设计中,需要解决的问题不仅仅是抗剪能力,更要注意的是结构整体抵抗变形和抗弯等的能力,这与低层建筑结构设计有着很大不同。

  3.3结构选型问题

  (1)高度超限。高度的限制在抗震规范和高规中都有严格规定,特别在新版规范中对于以前的超高问题,原来的限高规定为A级,并且增加了高度为B级的建筑,因此对于建筑物高度的控制要很严谨,一旦超过了相应级别的高度,其设计方法以及相关的处理措施就会有很大的改变。在实际工程项目设计时发生过这种问题由于结构类型的改变而被忽视,在进行施工图审查阶段没有通过,最终需要返回进行重新设计或者需要特别召开专家组的论证会议等,极大地影响了工程的整体规划、造价、工期等。

  (2)结构规则性。新规范对于结构的规则性做了很多新的要求,还特别用强制性条文规定了“建筑不应采用严重不规则的设计方案”,因此在进行设计时必须要注意到并且严格遵守这些新规范中对于结构的规则性的规定,避免在以后进行施工图设计过程中出现问题。

  (3)合理设置嵌固端。一般高层建筑都会带有地下室和人防,常见的是两层,也有多层的情况,通常嵌固端是设置到人防顶板上或者地下室顶板等位置,然而这其中还有很多需要注意的问题,例如:嵌固端位置和抗震缝设置相适应的问题、进行整体结构计算时的嵌固端设置问题、如何合理设计嵌固端楼板等问题,如果不能注意到这些问题,对于后期设计工作会造成很大影响,甚至会造成安全隐患。

  结束语

  高层建筑结构设计对于控制工期、造价和安全性等问题有着非常重大的影响,随着我国的高层建筑数量不断增加,设计人员在进行这方面的结构设计时要能够准确掌握设计方法和设计中可能出现的各种问题,确保结构的合理、安全,并发挥最好的经济效应。

  参考文献:

  [1]孙文波.高层建筑结构设计中一些特殊问题的分析处理[J].华南理工大学学报(自然科学版),2001,29(7):74-78.

  高层建筑结构的设计原则篇8

  关键词:高层建筑设计;结构体系;设计特点原则措施

  中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:

  高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着在垂直方向的荷载,并且对于地基的抵抗能力也有要求,一般情况下,建筑结构受低层建筑结构水平方向上的影响较弱,但是在高层建筑中,外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的因素。随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。

  一、高层建筑结构设计的特点

  1、轴向变形不容忽视:高层建筑中,竖向载荷很大,能在柱中引起较大的轴向变形,对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。

  2、结构延性是重要设计指标:相对于低层建筑而言,高层建筑的结构更柔和一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

  3、水平荷载成为决定因素:一方面,因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。

  二、高层建筑结构的相关问题分析

  1、结构的超高问题:在抗震规范和新规范中,对结构的总高度有着严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度以外,增加了B级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

  2、短肢剪力墙的设置问题:在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

  3、嵌固端的设置问题:由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

  4、结构的规则性问题:新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

  三、高层建筑结构设计优化策略

  1、抗风设计优化策略

  高层建筑的抗风结构设计可以从四个方面入手:

  第一,是基础设计,既建筑物的根基设计,坚实的地基基础是高层建筑物抗风能力的有力保证,选用级配较高的砂石,保证回填材料的密实程度,防止水平作用力对结构产生倾覆性的威胁。

  第二,是根据能耗的原理,设计高层建筑物支撑、剪力墙、梁柱。楼板构件等,让其形成一个减震系统,减耗自然风能。

  第三,提高建筑物的承载力和刚度,也是高层建筑物抗风设计的重要因素,根据风荷载的多变性和复杂性的特点,笔者认为承载力和风荷载务必经过周密计算,并根据相关的规范设计要求,通过合理的结构设计提高建筑物的抗风能力。

  2、抗震结构设计优化策略

  抗震是每个建筑物必须考虑的重点内容,尤其高层建筑物,抗震设计更加至关重要,其优化设计的内容如下:

  第一,提高建筑物结构设计的规则性,合理设置抗侧力构件的位置,以此形成承载力的合理性分布体系,垂直方向需要通过抗侧力构件刚度和强度来提高,满足其连续和均匀稳定性。

  第二,地基的抗震设计。地基沉降现象是地震时建筑物结构破坏的最直接原因,当地基发生沉降的时候,建筑物的结构会发生开裂等破坏,因此,地基施工的时候,必须结合地震对其的破坏特点,进行针对性设计。一方面,简化建筑物的建筑平面,减少阴角的平面布置,将外部形状和高度存在差异性的建筑物以栋为单位分割,通过施工设计安排,提高地基的刚度和强度,另一方面则是将桩埋置在一定的深度内,将群桩、上部结构重点控制在同一直线上。

  第三,剪力墙结构设计。剪力墙是重要的承重构件,剪力墙是用来提高承重结构构件的抗侧力的部分,满足承载力的延续性和耗能能力,有效的提高抗震承受能力。

  第四,消防结构设计的优化。高层建筑的消防结构设计目标定位于提高建筑物使用者生命及财产的安全性,防患于未然,提高建筑物的消防功能,对于消防结构设计的优化首先应该从优化防火间距出发,精确计算建筑物之间的距离,因地制宜设计提高消防装置的灵活性,让问题出现时能够为使用者逃生提供更多的机会。

  四、小结

  随着城市经济水平的不段提高,以及人们对物质文化生活需求的不断提升,人们对于建筑物的关注不断从舒适角度出发,同时要从安全角度出发,考察设计者的设计理念,关注建筑物的使用性能。

  参考文献:

  高层建筑结构的设计原则篇9

  【关键词】建筑结构;结构设计;基本原则;问题

  【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2015)07-0008-01

  目前随着我国经济的高速发展,以及我国政府大力支持住房建设,我国房屋建筑行业高速发展,各种类型的房屋建筑在不断扩大,房屋建筑结构设计水平也有了显著的提高,各个大型的建筑的快速发展导致设计平面的布置以及体型变得越来月复杂,从而导致目前的建筑结构体系日趋多样化。然而,目前在我国实际的建筑结构设计过程中,总会受到各种各样的因素影响,比如由于建筑工程设计人员的疏忽,或是在设计过程中存在其他方面的原因导致在建筑设计中出现一些不可避免的问题,就是这些问题对房屋的建筑质量产生或轻或重的影响。因此,想要做好建筑结构设计,必须对房屋建筑结构设计的特点及结构体系有充分的了解,把握好建筑结构设计中的要点,只有这样才能大大的提高结构设计水平,在结构设计当中,要遵守经济适用、安全合理、保证质量的基本原则。把握好建筑结构设计应注意的问题是关系到建筑安全、人民安居乐业的重要工作,所以,我们作为房屋建筑结构设计人员,为避免建筑设计疏忽而造成损失,应该具体分析一下建筑结构设计中应注意的问题。

  一、在房屋建筑结构设计过程中应该遵循的几个基本原则

  设计人员在房屋建筑结构设计过程中,理应遵守四个基本设计原则,保证建筑结构设计的质量,这四个原则就是:“多道防线”、“抓大放小”、“刚柔相济”、“打通关节”。要想房屋建设的质量有保证,必须严格遵守这四个基本原则,严格规划,精益求精。

  第一,建筑结构设计的原则是多道防线。总所周知,想要建设出高质量高安全的建筑结构体系是要求我们采取多道防线来设计的,这样一来,即使发生不可避免的灾难时(如火灾、地震),也可以通过多道防线来一层一层来防护,假设我们把在灾难来领是的生存希望寄托在某单个构件上是非常不合理的。比如,房屋的多肢墙与单片墙相比,多肢墙的抗压能力要比单片墙的大得多。

  第二,在建筑结构设计当中要遵守的第二个原则就是:抓大放小。设计人员都知道,在整个房屋建筑设计当中,总的结构体系是由大大小小的各个构件协同在一起组成一体的,各个构件的作用组成整体建筑性能,但是,每一个构件在结构中的作用都是不相同的,“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等说的就是在建筑结构设计中需要遵守的抓大放小的原则,也是建筑结构设计中最常用到的概念。

  第三,我们在建筑结构设计当中,也讲究刚柔相济。刚柔相济也是当前合理的建筑结构体系离不开的。如果房屋建筑结构的刚度太大,则会导致变形能力下降,当强大的外界冲击力瞬间来临时房屋需要承受的力量非常之大,这时很容易导致房屋局部严重受损。甚至会让房屋坍塌,所以在设计房屋的时候,需要考虑刚中有柔,然而,房屋建设设计的太柔,虽然结构可以很好的消减外力,但是容易受外界压力的影响,而造成房屋变形过大以至于无法使用户使用。

  第四,房屋建筑过程中,打通关节这一步是必不可少的,他关系到房屋建设质量的好坏。这是因为结构体系中,大大小小各种类型的关节到处存在,而建筑结构的体系是统一的整体。我们所做的工作就是,打通建筑关节使结构保持平衡,这样做的目的其实就是使建筑结构永远处于原始的静态,避免外力不能平衡时而导致结构发生变化。

  二、目前我国建筑结构设计中的应该注意的一些问题

  第一、在地基建筑上与建筑基础结构设计方面存在的问题。首先,结构工程师一直都应该很重视地基与基础设计的方面,原因就是这个阶段设计过程的质量好坏会对后期设计的工作的产生巨大影响,不仅如此,在建筑房屋的时候,地基基础将是直接决定整个工程造价。然而,目前很多房屋建筑并没有地质勘察这方面的报告,建筑人员只是通过建设单位的口头表述,或者是模糊的照搬现有的建筑物基础设计资料就开始进行施工图设计。甚至有些建筑设计师对软弱的地基的危害认识不清,不加以防范,粗心大意。在采用土垫对软弱地基处理过程中,缺乏换土垫层设计这一个过程,大部分设计人员只凭经验处置地基的设计问题,或者是简单地凭借以往的设计经验来加强房屋的承载能力,根本没有进行地基垫层宽度以及厚度的精确计算,也没有对其抗压能力的估算,这样做使得房屋建筑既不安全,还不经济实用。与此同时,有一些设计人员在设计高层民用建筑房屋时,在计算房屋的梁、柱时并没有尊照目前我国的设计规范,没有将荷载乘以折减系数计算来其荷载能力,所以,这样做的结果会常常导致采用荷载值偏离实际值。结合多年经验,在地基建造和基础设计这一过程中,建筑设计工程师应当尽量选用整体性能好、能够满足地基承载力的设计,并且能够自行调节结构设计的不均匀沉降的现象。

  第二,在钢筋混凝土承重结构体系、方位布置方面的问题。原则上,尽可能使钢筋混凝土结构的布置“规则化”,在抗震概念设计中,这是一个十分重要的过程,其中“规则化”就要求建筑使用平立面外形尺寸设计,以及建筑设计的承载力相关的地理分布等因素的考虑。由于大部分设计人员没有按照这几条要求导致我国很多钢筋混凝土承重结构设计布置不合理,建筑的体型也不规则。从而引起建筑结构不规则,尤其是对于复杂的建筑,在设计过程中很难用若干简化的定量指标来一一划分不规则程度,并且使其衡量出来,例如钢筋混凝土民用多层建筑结构设计的不规则程度。

  第三,建筑楼板设计中存在的问题。在建筑工程中,楼板是其主要的承重构件,如果是与墙连接,它将楼面、屋面的荷载转移传给其周围的墙上,如果与梁连接,就会将压力转移到房梁,楼板的位置设计必定涉及梁、墙、柱等构件安全。如果对整个设计的考虑不周全,就会很容易导致设计原理问题。

  第四,在抗震设计中,各个计算方面存在的问题。每个房屋都要有抗震设防的建筑结构设计,不仅要考虑正常使用的竖向荷载重、风荷载重,还应该使结构有良好的抗震防倒性能。我们知道,建筑结构有没有耐震的能力,主要看房屋有没有承载力和变形能力。房屋建筑中,钢筋混凝土是一种弹塑性材料,它的结构应该具有塑性变形的能力。

  三、结语

  从上面所说的总结起来,作为结构设计人员,建筑结构设计是一个系统而全面的工作,是建筑安全应用的基础。在工程实践中要严格遵照有关设计的规范、按照设计的标准进行操作,设计人员应该具备灵活创新的思维,加上严谨认真的工作态度,不断提高自身的结构设计水平,以保证建筑质量,确保人民生命财产安全,推动建筑业不断向前发展。

  参考文献

  高层建筑结构的设计原则篇10

  关键词:高层建筑结构;设计;对策

  中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:

  引言

  随着科技和社会的不断发展和进步,自从19世纪以来出现了现代高层建筑,高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统,高层建筑的结构设计,一方面要满足包括抗震,抗风等在内的安全性能的要求,另一方面,也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。

  1 高层建筑结构的特征

  高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着在垂直方向的荷载,并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下,建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱,然而在高层建筑中,外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内,所以,高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。

  2 高层建筑结构设计的原则

  2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图

  在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,那么就比较容易造成由于结构问题发生的事故,基于此,高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时,计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中,其结构节点不单是钢节点或者饺节点,保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。

  2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计

  按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况,考虑施工条件,相邻的建筑物的影响等各个因素,在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥,必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告,如果缺失,那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下,相同结构单元应该采用相同的类型。

  2.3 选择合理的高层建筑结构方案

  合理的结构设计方案必须满足经济性的要求,并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确,传力简单。在相同的结构单元当中,应该选择相同结构体系,如果高层建筑处于地震区,那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件,工程设计需求,施工条件,材料等的综合分析的基础上,并和建筑包括水,暖,电等各个专业的相协调的情况下,选择合理的结构,从而确定结构的方案。

  2.4 对计算结果进行准确的分析

  随着科技的不断进步,计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形的计算软件,采用不同的软件得到的结果可能不同,所以,建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下,选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符,所以进行计算机辅助设计的时候,出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题,基于此,结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后,应该进行校核,进行合理判断,得出准确结果。

  2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施

  高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变,强压力弱拉力,强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则,加强薄弱部位,对钢筋的执行段锚固长度给予重视,并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。

  3 高层建筑结构体系的选型

  建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙,柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础,利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。

  根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系,钢结构体系,钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中,具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征,造价低廉,耐久耐火,成本低,整体性能优良,但存在着自重大,延性差,施工慢等缺点;钢结构体系的强度高,抗震性能比较好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在着费用高,防火性能差,施工复杂等不足;钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处,不但增加了钢构件的材料强度,同时具有较高的抗震性能,成本低廉,然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足;钢-混凝土组合结构具有承载能力高,抗震性能强,比钢结构具有更优良的耐火性,施工速度快,但是存在着节点的构造比较复杂的缺点,一般被用于小屁偏心受压构件。

  根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系,剪力墙结构体系,框架-剪力墙结构体系。利用柱,梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构,并且承受水平荷载,这种结构侧向位移大,框架结构内力大,适于50m 高度以下的建筑;通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系,就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大,整体性能好,不易受水平力作用发生变形,适应于高层建筑,但是由于剪力墙的间距小,使得平面的布置不灵活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系,这种结构形式不但具有实用性强,布局灵活的优点,同时承受水平负载的能力更高,在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中,需要注意考虑剪力墙的位置,设计合理的剪力墙的数量,以及满足框架的设计要求。

  4 高层建筑结构设计问题分析及对策

  4.1 高层建筑结构存在着超高的问题

  基于高层建筑抗震的要求,我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定,针对高层建筑的超高问题,在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度,并且增加了B 级高度,使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中,对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略,在施工审图时将不予通过,应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下,整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

  4.2 高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

  我国建筑新规范中,短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5~8 的墙,按照实际经验以及数据,高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以,在高层建筑的结构设计中,必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

  4.3 高层建筑结构设计嵌固端的设置

  一般情况下,高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此,结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计;综合分析嵌固端上层和下层的刚度比,并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的;高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置,综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

  4.4 高层建筑结构的规则性

  在关于高层建筑的新规范中,对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制,比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比,平面规则性等等,并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此,为了避免后期施工设计阶段的改动,高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

  5 结束语

  高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作,对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展,高层建筑的结构设计的要求越来越高,分析了高层建筑的结构特征,高层建筑结构设计的原则,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策,可以为高层建筑结构设计提供参考和依据。

  参考文献:

  [1]徐培福.复杂高层建筑结构设计

  [2]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨

  [3]田龙.浅谈高层建筑的结构设计


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