鋼筋混凝土結構設計探討
建築與工程
作者:李潤泉
【摘 要】鋼筋混凝土框架結構越來越廣泛應用於建築中,鋼筋混凝土框架結構設計有著光明的應用前景。我國尚未形成相應的規範,還需要進行大量的研究工作。
【關鍵詞】鋼筋混凝土;結構;設計
1 概念設計
結構概念設計是保證結構具有優良性能的一種方法。
1.1 在結構體係上,應重視結構的選型和平、立麵布置的規則性,擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體係。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑,結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。
1.2 在一個獨立的結構單元內,應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位;避免在凹角和端部設置樓、電梯間;減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑,內收也不宜過多、過急,結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況,結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建築的結構單元應采取加強連接的方法。
2 鋼筋混凝土結構設計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結構設計的控製因素
對某一特定建築來說,豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視
對於采用框架體係或框架一剪力牆體係的住宅,框架中柱的軸壓應力往往大於邊柱的軸壓應力,這就使得中柱的軸向壓縮變形大於邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時,此種差異軸向變形將會達到很大的數值,其後果相當於連續梁中間支座產生沉陷,使連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
2.3 側移成為鋼筋混凝土結構設計的控製指標
隨著房屋高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,結構的頂點側移一般與房屋高度H的四次方成正比。這是因為:①過大的側移會使人不舒服,影響房屋的正常使用。②過大的側移會使隔牆、圍護牆以及它們的高級飾麵材料出現裂縫或損壞,也會使電梯軌道變形而導致不能正常運行。③過大的側移會因P一△效應使結構產生附加內力,甚至因側移與附加內力的惡性循環導致建築物的倒塌。
2.4 結構延性是鋼筋混凝土結構設計的重要指標
為了使結構在進入塑性階段後仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。