建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

胡佳夢(mèng)

岳陽市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司 湖南 岳陽 414000

引言

在我國(guó)的各種建筑類型當(dāng)中，混凝土建筑是較為尋常的一種建筑類型?？茖W(xué)合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是該類型建筑工程的質(zhì)量保證，然而，因?yàn)槲覈?guó)目前的建筑工程技術(shù)尚不夠完善，部分設(shè)計(jì)人員缺乏足夠的綜合素養(yǎng)，目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中還存在著部分缺陷和不足，需要有針對(duì)性地進(jìn)行加強(qiáng)。本文即對(duì)其存在的各類問題展開探究和討論。

1 混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的辦法

混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，主要分為三個(gè)方面。首先是抗震層，如圖1，抗震層的位置通常處于建筑頂端，可以最大程度的隔離地震造成的影響，是基礎(chǔ)的抗震形式，能夠?qū)ㄖ陌踩鸬接行У谋Ｕ献饔谩Ｔ诨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為確保建筑維護(hù)的方便，應(yīng)當(dāng)在基礎(chǔ)面和抗震層頂部間預(yù)留出不小于80cm的空間。從建筑的功能層面而言，為了能夠切實(shí)利用到抗震層頂?shù)臉前澹瑧?yīng)當(dāng)按照地下室的形式，在地下室的柱頂?shù)任恢眠M(jìn)行抗震層的布置。與此同時(shí)，為改善各個(gè)部位的受力狀況，在遇到相對(duì)大的水平剪力時(shí)，應(yīng)當(dāng)在柱體中進(jìn)行減震器的布置，向柱體或者墻體的上下端進(jìn)行剪力的傳遞。

圖1 工程中的抗震層

然后是防震縫。為了避免地震對(duì)建筑整體可能產(chǎn)生的破壞，在合適的區(qū)域設(shè)置的縫隙被稱作防震縫，其能夠使得建筑分成多個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力均勻的獨(dú)立空間[1]。簡(jiǎn)而言之，防震縫即是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，為了避免在地震時(shí)互相臨近的結(jié)構(gòu)單位發(fā)生碰撞而預(yù)留出的間隙。通過防震縫的設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑整體分化成一個(gè)個(gè)較小的部分，成為較為規(guī)則的單位區(qū)間，對(duì)建筑整體的抗震性能進(jìn)行了提升。

在進(jìn)行防震縫的構(gòu)建和設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該切實(shí)結(jié)合建筑的工程狀況，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保防震縫的寬度合理[2]。如果不考慮實(shí)際情況，完全按照要求規(guī)范照本宣科，最終設(shè)計(jì)出來的建筑在地震作用下可能仍會(huì)產(chǎn)生碰撞。另一方面，如若防震縫過于寬大，又會(huì)對(duì)建筑的立面設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑中，還存在部分建筑本身即具備相對(duì)規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，可以考慮不進(jìn)行防震縫的設(shè)置，反之則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，其設(shè)計(jì)的寬度應(yīng)該切實(shí)滿足當(dāng)建筑受到地震作用時(shí)可能產(chǎn)生的位移需求。

接著是抗震支座，在受地震影響比較大的地方，或是需要借由滑動(dòng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力釋放的地方，就需要使用到抗震支座，如圖2。一般而言，想要很好地隔離地震的作用力，抗震支座的選擇需要滿足下面幾個(gè)要求[3]。一是可以對(duì)上部建筑的荷載進(jìn)行承擔(dān)，并且不會(huì)或變形的幅度比較小，豎向承載能力以及剛度屬性較為出色；第二則是水平剛度比較小，可以對(duì)自振周期進(jìn)行一定程度的延長(zhǎng)，對(duì)下部結(jié)構(gòu)的剪力以及上部的加速度能夠進(jìn)行有效的降低；三是阻尼符合要求標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)結(jié)構(gòu)位移展開限制；四則是抗震支架需要具備足夠的使用年限，要高于建筑結(jié)構(gòu)的年限。作為設(shè)計(jì)人員，不但應(yīng)該對(duì)抗震支座的不同性能充分熟悉和掌握，還應(yīng)當(dāng)對(duì)其實(shí)驗(yàn)方法了然于胸，從而確?？拐鹬ё哪途眯阅軌虻玫奖Ｕ?。

圖2 抗震支座

2 混凝土結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)方案

首先是加大截面法。加大截面法是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為常見的加固方法。在混凝土主柱加固、混凝土梁或土板的加固上面較為適用。該方法通過對(duì)截面面積的加大以及受力筋的增加等來進(jìn)行構(gòu)件承載能力的提升[4]。其優(yōu)勢(shì)在于具備較高的可靠性，不需要作業(yè)人員有很高的職業(yè)素養(yǎng)，可以顯著的增強(qiáng)構(gòu)件的穩(wěn)定性。劣勢(shì)則是這種方法需求的工作量較大，需要的維護(hù)時(shí)間也比較長(zhǎng)，在功能和空間上具備一定程度的局限。

然后是置換混凝土加固法。這種方法對(duì)于混凝土局部密度不滿足要求、耐壓強(qiáng)度不夠的混凝土柱、土梁等構(gòu)件較為適用。這種方法將局部清理到建筑中存在的部分缺陷結(jié)構(gòu)，并同時(shí)用新制成的混凝土予以替代。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于在進(jìn)行加固后建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)置不會(huì)發(fā)生改變，不足則在于進(jìn)行加固時(shí)需要較長(zhǎng)的濕作業(yè)時(shí)間，對(duì)原本的混凝土結(jié)構(gòu)的清除工作較為煩瑣，同時(shí)在作業(yè)時(shí)還需要對(duì)周邊作業(yè)環(huán)境受到影響的位置進(jìn)行支撐。

最后一種方法則是繞絲加固法。這種加固方法的核心功能是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位移延展性展開提升。在加固作業(yè)完成后，外觀以及構(gòu)件本身的重量都沒有較大的變化，但是由于該方法對(duì)于構(gòu)件承載能力的提高并不顯著作用，因此對(duì)于承載力要求較低的混凝土構(gòu)件較為受用。

3 對(duì)于混凝土工程結(jié)構(gòu)裂縫的控制

控制混凝土工程結(jié)構(gòu)裂縫，首先應(yīng)當(dāng)選擇優(yōu)質(zhì)的工程材料，對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格掌控和把關(guān)，并且在材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后再次進(jìn)行查驗(yàn)，核心位置的材料還要再三進(jìn)行查驗(yàn)。水泥應(yīng)當(dāng)選擇水化熱比較低的水泥，杜絕質(zhì)量不佳、安定性差的水泥魚目混珠。粗骨料應(yīng)當(dāng)選擇表面粗糙，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的石料，這種類型的石料級(jí)配良好，內(nèi)部有害物質(zhì)的含量比較小，沒有堿性反應(yīng)的發(fā)生。細(xì)骨料則應(yīng)當(dāng)選用顆粒粗糙，空隙比較小，含沙量也較低的中砂。外摻加料則應(yīng)當(dāng)使用減水劑等，對(duì)混凝土的性能進(jìn)行改良，降低用水量。

再有是對(duì)環(huán)境溫度的控制和監(jiān)測(cè)進(jìn)行加強(qiáng)。在實(shí)際的工程現(xiàn)場(chǎng)中，可以選用引氣劑和塑化劑、使用干硬性混凝土摻混合料、對(duì)混凝土澆筑的溫度進(jìn)行控制、攪拌時(shí)加水等方法進(jìn)行裂縫的防治。在夏季進(jìn)行混凝土的澆筑工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)將澆筑控制在500mm內(nèi)的厚度，有利于進(jìn)行散熱。

4 結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)代城市化建設(shè)過程中，人們對(duì)建筑的要求越發(fā)增高，這就使得設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各種影響因素進(jìn)行綜合考慮，尤其是地震和裂縫對(duì)建筑的影響更應(yīng)當(dāng)著重注意，進(jìn)而利用科學(xué)的辦法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保建筑能夠安全使用。