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2017年二級結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)知識復習點:結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題探討

中華考試網(wǎng)  [ 2017年1月7日 ]  【

  結(jié)構(gòu)設(shè)計中相當部分構(gòu)件的設(shè)置,規(guī)范僅給出了最低限值或建議取值,實際設(shè)計過程中各人的理解不同可能對整個設(shè)計帶來相當大的區(qū)別。還有部分是屬于概念設(shè)計的范疇,尤其值得我們一起探討。

  一.關(guān)于超長結(jié)構(gòu):

  混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第9.1.1條中規(guī)定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m,而7.1.2條則規(guī)定當采取后澆帶分段施工,專門的預加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據(jù)的,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設(shè)計過程中較難把握。工程實例中超過55m 就設(shè)置伸縮縫,這顯然是很難保證的,但采取后澆帶分段施工后究竟應(yīng)控制房屋長度多少而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象呢?筆者認為這取決于各地區(qū)的溫差及混凝土不同的收縮應(yīng)力。按照蘇州地區(qū)的經(jīng)驗,單層房屋超過55m在70m以內(nèi)時,采取設(shè)置施工后澆帶及相應(yīng)的構(gòu)造加強措施后,不設(shè)置伸縮縫是可行的,這在筆者長期的工程實踐中證明是切實可行的,多個工程均未產(chǎn)生嚴重的裂縫。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須對梁柱配筋進行概念上的調(diào)整。首先是長向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置,并適當加強中部區(qū)域的梁板配筋,筆者認為中部區(qū)域作為一個中點必然受較大應(yīng)力,而兩側(cè)梁柱,特別是邊跨的柱配筋必須加強以抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力,而超長結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也須我們在設(shè)計中對角部結(jié)構(gòu)進行加強。當框架結(jié)構(gòu)超過70m時,筆者認為必須采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫,譬如說采用預加應(yīng)力,摻入抗裂外加劑等等,而且作為超過70m 的結(jié)構(gòu),必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析,并相應(yīng)施加預應(yīng)力,這在許多工程實例中應(yīng)用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結(jié)構(gòu),不能有效的分析清楚受力情況,筆者建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫,畢竟建筑上縫只要處理得當還是不影響觀瞻的。

  二.關(guān)于樁筏基礎(chǔ)中筏板取值:

  樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中對于筏板厚度的取值,一般是先按建筑層數(shù)估算筏板厚度,常規(guī)是按層數(shù)x50mm來估算。譬如說一幢十八層的小高層住宅,我們則先按18x50mm=900mm設(shè)定筏板厚,然后再根據(jù)排樁情況,分別驗算角樁沖切,邊樁沖切及墻沖切,群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚,但筆者在這里主要強調(diào)一個短肢剪力墻結(jié)構(gòu)下的群樁沖切,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉,故取值群樁沖切邊界時有相當大的困難,而群樁沖切由于樁群重疊面積較大,應(yīng)是一種不利狀態(tài)。筆者一般是取值幾個大層間近似作為沖切邊界,所圍區(qū)域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消,雖不完全準確,但區(qū)域放大后,邊界的開口效應(yīng)有所削弱,是可行的。

  三.關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋:

  《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002第10.1.9條規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi),鋼筋間距宜取為150~200mm,并應(yīng)在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%.對于這一條設(shè)計人員的理解又會產(chǎn)生出入。什么區(qū)域?qū)儆跍囟仁湛s應(yīng)力較大的區(qū)域?筆者認為對于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋,而對于超長結(jié)構(gòu),則建議在超長結(jié)構(gòu)的長向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異,功能重要的區(qū)域設(shè)置,有條件的建設(shè)子項設(shè)置,而不必過于強調(diào)。另外有一點,當?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥?200mm時,筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力,配筋量筆者建議取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200。

  四.關(guān)于梁上起柱是否設(shè)置附加鋼筋:

  筆者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加橫向鋼筋,有的同志甚至在彈性梁基礎(chǔ)中柱下梁內(nèi)亦附加鋼筋,這完全沒有必要。雖然這是偏于安全的一種做法,但如果計算不需要則就是浪費了。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002第10.2.13條規(guī)定,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)全部由附加橫向鋼筋(箍筋,吊筋)承擔,附加橫向鋼筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱,主梁是不必設(shè)置附加橫向鋼筋的!痘炷两Y(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》就是如此的。但還是有相當多的設(shè)計人員認為梁上起柱應(yīng)設(shè)置橫向鋼筋,其理由是柱的軸力(集中荷載)會通過柱中的縱向鋼筋傳到梁截面。這就不對了,柱軸力是由柱截面的混凝土傳到梁的上表面,而不是由柱內(nèi)鋼筋傳遞的,否則獨立基礎(chǔ)內(nèi)豈不是也要設(shè)置吊筋了?這一類問題我覺得搞清楚了在工程實踐中可以避免一些不必要的浪費。

  五.關(guān)于梁筏基礎(chǔ)板筋位置:

  彈性梁筏基礎(chǔ),由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力,設(shè)計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋,再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當困難,遇到人防工程則更難施工。筆者認為從受力傳遞過程來說,板筋設(shè)置必須準確,但考慮施工困難及相應(yīng)板保護層的損失,建議可以作適當放松,我院地下工程說明中規(guī)定底板面筋應(yīng)有一半鋼筋經(jīng)斜折后放置在支承基礎(chǔ)梁主筋下面,伸入梁內(nèi)不小于15d,這是合理的。

糾錯評論責編:sunshine
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