阮宜东
安徽五维建筑规划设计有限公司 安徽合肥 230088
摘要:在地震发生时,框架结构每通过一个循环,具体加载时首先是结构吸收或储存能量,卸载时释放能量,二者是不相等的关系,最大的区别为结构或构建在一个循环中的“耗能”,即在一个滞回环内所涵盖的面积。基于此,以下对混凝土框架结构设计过程常见问题及细节处理进行了探讨,以供参考。
关键词:混凝土框架;结构设计;常见问题;细节处理
引言
现阶段,社会主义市场经济进入高速发展阶段,承建工程规模都非常大,然而在建筑物投入使用后相关标准如没有达标,将不但使大量资源流失,同时也对人民群众人身安全带来了风险。建设建筑工程的基本构成就是混凝土,混凝土质量的好与坏直接对建筑工程施工水准产生影响。所以,一定要确保混凝土结构设计任务落实到位,全面提升混凝土结构的耐久性与安全性。
1混凝土框架结构设计概述
在进行混凝土框架结构设计时,要求设计人员始终持以认真、细致的工作态度,降低在设计环节中发生问题的概率。从综合角度来分析,在具体设计的过程中,混凝土与钢材均是工程建设中的主要材料。相关人员在具体设计时,要严格掌控工程建构的承载力,分析施工周边的生态环境、气象条件与抗震能力、抗腐蚀性与耐久性等情况。在面对不同混凝土工程时,诸多建筑行业会依照工程承载规范予以计算,可以针对其实施分类处理,将各项数据进行整合处理。依据所得混凝土承载结构选择混凝土构件截面数值,若无法与数值标准匹配,要及时调整整体构件。
2混凝土框架结构设计过程常见问题
2.1混凝土冻融损坏
在结构环境为零下温度时,混凝土内孔隙中的水会冻冰,体积会产生膨胀压力,在压力储存到相应数量时,将造成混凝土损坏。混凝土产生冻融损坏的明显特性为外表剥落,情况加剧时暴露石子。混凝土是否抗冻取决于混凝土内部孔结构与气泡数量。孔若很少很小,其作用力会不大,而封闭气泡增多,抗冻性能提升。此外,干扰混凝土抗冻性的原因不仅跟孔结构与含固量有关,也涉及混凝土的饱和度、水灰比、混凝土龄期、结构孔隙率以及含水率等。
2.2结构设计与现场冲突的问题
作为整个施工的准备阶段,设计图纸是整个施工准备阶段的最核心的一项内容。所以如果想使整个建筑设计在工程建设的过程中发挥指导施工的作用和保证建筑结构的安全性,就需要对施工图进行一定的改善,目前情况下,我国的相关工程中设计图一直存在着许多问题,由于设计人员对于工程建设的环境理解不充分、对现场实际情况不了解,导致设计图中有许多与工程建设环境、现场实际不相符的设计理念,从而使整工程个建设过程中出现许多问题,对整个工程建设中工程质量产生了极坏的影响。
2.3混凝土的碱集料变化
此变化具体为混凝土中碱和集料中活性组分产生的化学变化,导致混凝土膨胀、开裂,严重时发生损坏。世界上有碱集料变化结果拆掉大坝的案例,也有拆掉桥梁、海堤和学校的情况发生。混凝土碱集料发生化学变化有三个必要条件,即有一定数目的碱、相关活性集料、水分,防止碱集料变化的措施为:最大程度规避使用活性集料、减少混凝土碱的数量、加入混合材。
3优化混凝土框架结构设计的细节优化策略
3.1严格控制混凝土框架结构尺寸
在工程实施的过程中,合理控制施工环境温度,过低或过高的施工温度会在不同程度上影响施工材料的性能。施工材料在完成施工后,由于外部荷载等方面的因素,会发生一定的形变问题,导致混凝土框架结构不稳,甚至发生混凝土开裂的情况。
为了预防各类问题的出现,确保混凝土框架结构设计的精准性与科学合理性,尤其要严格掌控建筑结构尺寸。重视结构中涉及的非线性设计内容,简化其中过于冗杂的结构,提升整个建筑受力的稳定性与均匀性。
3.2设计过程优化对策
设计过程优化主要包括建筑方案设计阶段、扩初设计阶段、施工图纸设计阶段。在建筑方案设计阶段,主要是评价待选建筑方案可行性,通过对多个结构设计方案进行分析、比较,进而选择最优方案。在扩初设计环节,主要是对各个部分的设计结构进行经济、技术分析,进而形成完整的分析报告,分析报告经业主审核批准之后方可应用于设计,分析报告中通常包括基础选型分析、顶底板分析、结构转换层分析等内容。施工、监理等相关单位必须对超限审查报告作出优化修改,同时协助设计单位做好超限审查,直到审查合格为止。在施工图设计环节,施工单位应向设计单位明确结构计算荷载、配筋的参数要求,尤其是对梁、板、墙柱等结构各部位配筋原则及构造要求等进行明确,同时,协助设计单位做好施工图审查工作。
3.3梁体与柱体中心线重合
在进行混凝土框架结构设计时,务必要确保梁体与柱体中心的重合性,若出现柱体与中心线并未重合的情况,设计人员要采取相应对策来调整,预防工程结构中出现的质量问题。在设计工作中要考虑工程建设施工条件,避免影响工程周期,从设计层面上分析,框架结构的梁体与柱体中心线能否重合,关乎建筑结构的稳定性。因此,设计人员要依照建筑构成选择适宜的设计方式,科学设定中心线偏心距,提升混凝土框架结构的安全可靠性。
3.4耐久性方面设计对策
耐久性设计是高层建筑混凝土结构优化设计重要内容之一。许多设计单位在对高层建筑混凝土结构进行设计过程中,未能对建筑周边环境影响进行充分考虑,导致了混凝土结构性能可靠性不足问题。可见,高层建筑混凝土结构设计优化,必须实现对材料及造价的集中控制,确保混凝土结构设计与材料配比设计充分符合标准要求,进而确保混凝土结构设计的耐久性充分满足相关规定要求。随着人们生活质量与生活要求不断提高,人们在高层建筑方面的居住要求也越来越高,也越加凸显了混凝土结构耐久性设计的重要性,设计单位应基于建筑使用要求,提升高层混凝土耐久性设计水平,为人们营造更好、更优质的居住条件。
3.5注重结构体系的优化
房屋建筑结构设计中结构选型要合理,我院曾设计(设防烈度为八度,地震加速度为0.3g,地震分组为第三组)一栋地下一层,地上五层云数据中心,该工程建筑抗震设防类别为乙类,柱网为7.2m×9.4m,层高5.1米,地下部分房间功能为停车位,地上部分房间主要功能为云数据机房(活荷载为10KN/㎡)和电池室(活荷载为16KN/㎡),方案阶段结构形式采用框架结构,经初步试算在满足规范规定的框架结构指标的前提下,框架柱截面为900mm×1100mm,且主体结构梁很大。后经过方案调整和优化设计,发现本工程为大空间结构,布置部分剪力墙对建筑功能影响不大,所以将结构形式改为框架-抗震墙结构,经计算,在满足规范规定的框架-抗震墙结构指标的前提下,剪力墙厚为350mm,框架柱截面为700mm×800mm,且梁、柱、墙配筋相比框架结构大大减小。
结束语
在高层建筑中的钢筋混凝土结构设计的过程中,要更为重视其中的要点以及细节,在设计的过程中将建筑力学材料的特性充分发挥出来,对于设计的过程要加强优化,通过实践经验从而设计出结构较为稳定的建筑,给人们以后的日常生活带来便利,不仅能够加强人们对建筑结构稳定性的信任度,还可以达到建筑使用的舒适程度。
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