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大跨度钢筋混凝土结构设计分析

王充

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要: 当前,我国建筑行业实现了突飞猛进的发展,多种类型的大跨度钢筋混凝土建筑结构不断的应用,因此要高度关注该结构的设计工作,进一步深入研究和考察相关影响因素,以此为基础进行科学合理的设计,进而确保钢筋混凝土结构设计水平得到显著提升。基于此,本文重点分析大跨度钢筋混凝土结构设计过程中存在的主要问题和应对策略等等。
关键词: 大跨度钢筋混凝土;结构;问题;设计策略
DOI:10.12721/ccn.2021.157037
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一、引言

从实践情况来看,在当前的建筑工程施工过程中越来越广泛的应用大跨度钢筋混凝土结构,因为这种结构的承载能力比较大,而且本身的重量相对来说比较轻,有着良好的抗震能力和工业化程度,所以得到特别广泛的应用。然而需要注意的是,在具体的结构设计过程中,大跨度钢筋混凝土结构也存在一定的问题或者不足,因此需要把握问题的根源,然后提出更有效的设计对策,这样才能使该结构呈现出更加良好的价值。

二、大跨度钢筋混凝土结构设计中存在的相关问题

1.上部结构设计问题

(1)框架-剪力墙结构及其连梁。针对大跨度钢筋混组结构设计而言,在设计框架-剪力墙结构的过程中很可能出现不同程度的剪力墙布置不均匀的问题,甚至出现单肢刚度过大的剪力墙,在这样的情况下,使得应力往往过于集中,对于整体建筑结构的安全性和稳定性都会造成严重损害,使整体结构很可能被地震破坏,严重影响其安全性,稳定性。除此之外,对于框架-剪力墙结构相连接的连梁等构进行设计的过程中,如果剪力墙本身的布置不够科学合理或者刚度参差不齐,布置不够均匀等等,也会进一步加大连梁与框架-剪力墙结构的接触性结构设计难度。

(2)梁支座。在设计大跨度钢筋混凝土结构的过程中,在具体操作环节,很多设计人员往往错认为梁与柱子间或梁之间接触的梁支座部分是不可转动的刚域,把它设计成固定支座,在某种情况下,此类设计是不够合理的。例如,当框架-剪力墙结构的框架梁与剪力墙正面垂直相交,且剪力墙对梁的约束力相对来说比较弱的时候就无需固定的支座。

(3)其他设计细节问题。在设计大跨度钢筋混凝土结构的过程中,也存在着一定程度的细节方面的问题,例如,钢筋混凝土结构局部受力往往比较大,由此导致挑梁变形与墙体外闪问题;钢筋混凝土结构的侧向位移并没有充分满足规定的侧移限值要求问题;钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度取值存在一定的问题;框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。

2.有不同程度的裂缝问题

(1)结构裂缝。不同构件刚度有着巨大的差异性,因此此类情况特别容易使得整体结构中的刚度不够均匀,有某些地方是比较薄弱的区域,而这个区域特别容易导致裂缝出现,也就是通常我们所称之为的结构裂缝。通常情况下这样的地方大多数都是在建筑物墙角以及楼板的板端处。

(2)构造裂缝。在具体的操作过程中,如果操作不够规范或者不到位,技术要点没有得到充分的应用,极有可能使得钢筋混凝土结构有不同程度的构造裂缝。例如,针对钢筋混凝土的水灰比而言,如果出现错误,就可能产生比较严重的构造裂缝。另外,在针对混凝土进行浇筑的过程中,如果没有进行充分完善的振捣,或者模板位置出现一定程度的变化,也会导致构造裂缝出现。另外对于混凝土并没有进行科学合理全面细致的养护,或者脱膜过早、支架下沉等等,也可能产生一系列相关问题。

(3)温度裂缝。在众多裂缝之中,温度裂缝是其中十分常见的类型,主要是因为外界的温度有着比较大的变化,随着这样的温度变化而产生比较明显的热胀冷缩的现象,从而形成严重的裂缝。温度裂缝问题大多数情况下都是在建筑结构的屋面层。

(4)收缩裂缝。混凝土结构的具体硬化环节会产生比较显著的化学反应,在这样的情况下会使得相关水分蒸发或者严重的流失掉,在这样的情况下会进一步收缩整体混凝土结构,在整个过程中就会在无形之中产生不同程度的收缩裂缝。同时,在养护大跨度钢筋混凝土有时候会有某种程度的脱水硬化等相关问题,同时过了28天之后,这种现象也没有停止的迹象,在这样的情况之下就会导致一定程度的收缩,裂缝出现对于整体工程都会造成严重影响。

三、大跨度钢筋混凝土结构设计对策

1.针对地基和基础部分进行科学合理的设计和完善。结构地基设计的操作公众,如果是天然的地基,在这样的情况下,要用阶梯形独立基础,设计独立基础间拉梁的具体操作环节,根据梁坡上扩散角内土的重量,使其混凝土强度得到及时有效的增加,这样能够在更大程度上提升基础拉梁结构的安全性和稳定性。针对地下室建筑结构而言,为了有效规避地下室因为整体沉降而出现开裂等相关问题,所以在对其进行设计的过程中,要针对性的在地下室底板与持力层间采取褥垫处理措施。如果是天然的地基,附加应力会产生更大的影响,在这样的情况下就需要在地下室底板与持力层间采取科学可行的支护措施,以此确保其得到加固处理。另外,如果地下水位有比较大的季节变化,在这样的区域范围之内,就需要结合不同水位条件之下,底板的具体状况,对其包络图进行有效确定,然后结合图纸的相关内容,作出行之有效的排水防水设计建设工作,同时也要配备相对应的钢筋混凝土结构等等,符合相对应的设计要求。

2.针对上部结构进行有效设计和优化

首先,设计框架-剪力墙结构的时候要进行多道设防,使整体结构有规则性,同时整体结构的刚性要和其他的部位一致,过于集中等问题出现的话,会导致不同程度的问题。其次,设计剪力墙的梁和柱结构的具体操作环节要充分把握具体要点,在挑梁端头设置构造柱,对于挑梁要进行充分的连接,有效避免其变形或者弯曲等相关现象,进而充分提高建筑的牢固性以及抗震性等等。

3.加大裂缝控制力度

在设计大跨度钢筋混凝土结构的工作中,要着重做好裂缝的防范工作,这是关键内容,要通过相应的调研和分析,把握很容易产生裂缝的薄弱部位,然后科学合理的应对,切实应用预应力混凝土浇筑方式,并在预埋管线时,设置支架针对相应的管线进行加固处理工作,管线交叉的过程中进一步选用固定接线盒,通过这种方法从根本上有效减少相关裂缝的发生几率,以此进一步提升整体建筑结构的牢固性和安全性,使裂缝得到充分的控制。

结束语

通过上面的分析,我们能够明显看出,在设计大跨度钢筋混凝土结构的过程中,仍然存在一定的问题或者相关不足,对此,应该探究问题根源,然后严格按照国家相关规定和具体设计要求,结合施工现场的实际情况不断的总结和分析,充分体现出钢筋混凝土结构的优势和价值,落实各项设计要点,针对性的设计和强化,以此提高大跨度钢筋混凝土结构的安全性和稳定性。

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