混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾點體會

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

論文提要：井字梁最佳長短跨比宜≤1.5，當大于1.5時，采用井字梁不經(jīng)濟；為使多等跨框架結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟合理，框架端部宜設(shè)懸臂梁或減小端跨跨度；框架梁與剪力墻正面垂直相交，且剪力墻對梁的約束能力較弱時，梁支座形式宜為鉸接；新規(guī)范較老規(guī)范而言，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計可靠度，在材料強度等級不變的情況下會增加材料用量，增加造價，用高強材料替代低強材料，可有效地降低成本。

關(guān)鍵詞：井字梁；長短跨比；經(jīng)濟合理；支座形式；高強材料     為了使設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中更好地貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到安全適用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進和確保質(zhì)量，本文從實用的角度出發(fā)，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)具體設(shè)計問題談了一些個人體會，作為技術(shù)交流供同行參考，不足之外敬請批評指正。 1、井字梁最佳長短跨比宜≤1.5，當大于1.5時，采用井字梁不經(jīng)濟。 如圖所示井字梁，其跨中交點處作用一集中荷載F，長向梁計算跨度L2，短向梁計算跨度L1。   式中： f —受彎梁的跨中撓度 S—與荷載形式、支承條件有關(guān)的系數(shù) Lo—梁的計算跨度 B—梁截面長期剛度 Ms—荷載短期效應組合值 F—集中荷載值 由上式可知，剛度相同的井字梁，在集中荷載作用下梁撓度f與梁計算跨度Lo的三次方成正比。 當 L2/L1=1.25時       F1=0.66F F2=0.34F    L2/L1=1.5時        F1=0.77F F2=0.23F    L2/L1=2.0時        F1=0.89F F2=0.11F 由上列數(shù)據(jù)可以看出，集中荷載作用下的井字梁，當其長短跨比為1.5時，長向梁分擔的外力僅為合力的23%，長向梁的存在意義不大，反而加重結(jié)構(gòu)整體自重。井字梁若作用均布荷載，梁的撓度f與梁計算跨度Lo的四次方成正比，上述現(xiàn)象將更為嚴重，故井字梁最佳長短跨比宜≤1.5。 2、為使多等跨框架結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟合理，框架端部宜設(shè)懸臂梁或減小端跨跨度。框架結(jié) 構(gòu)設(shè)計時，為了方便施工，多等跨框架梁常被設(shè)計成等截面梁。   此時Mo會由于懸臂梁的出現(xiàn)而增大，當懸臂梁外挑0.4L時，左端跨M1、M將與內(nèi)跨相應位置彎矩接近，右端跨M1、M也會由于梁計算跨度的適當減小而降低，當端跨跨度縮短為0.8L時，端跨M1、M將與內(nèi)跨相應位置彎矩接近，多跨梁經(jīng)此調(diào)整后，梁截面設(shè)計將趨于經(jīng)濟合理。 3、框架梁與剪力墻正面垂直相交，且剪力墻對梁的約束能力較弱時，梁支座形式宜為鉸接。 結(jié)構(gòu)計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，計算結(jié)果是結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，設(shè)計中選擇合適的計算假定、計算簡圖是得到正確計算結(jié)果的關(guān)鍵。當前結(jié)構(gòu)設(shè)計程序中往往把與剪力墻相交的框架梁支座看作固定支座，這種假定不是在任何情況下都是正確的。當框架梁與剪力墻正面垂直相交，且剪力墻對梁的約束能力較弱時，很難實現(xiàn)固定支座的假定，此時宜將梁支座形式人為調(diào)成鉸接支座，否則計算結(jié)果將與實際不符。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對與剪力墻相交的框架梁，其支座形式要慎重對待，具體工程應視框架梁與剪力墻的相對剛度及相交位置、方向，正確判斷剪力墻對梁的約束能力，近而較為準確地確定框架梁支座形式。 4、新規(guī)范較老規(guī)范而言，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計可靠度，在材料強度等級不變的情況下會增加材料用量，增加造價，用高強材料替代低強材料，可有效地降低成本。 混凝土結(jié)構(gòu)中，水平受力構(gòu)件如梁、板，主要以鋼筋的抗力為主，提高鋼筋級別效益較好，設(shè)計中應優(yōu)先采用新規(guī)范提倡的主導鋼筋HRB400（Ⅲ）級鋼筋；豎向受力構(gòu)件如墻、柱，主要以混凝土的抗力為主，提高混凝土等級效益較好，新規(guī)范混凝土強度等級較老規(guī)范提高很多，并增加了有關(guān)高強混凝土的內(nèi)容。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理利用材料強度可有效提高經(jīng)濟效益。   主要參考文獻：  1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002。 2、2004年度全省一級注冊結(jié)構(gòu)師繼續(xù)教育培訓班必修課內(nèi)容。 3、《混凝土結(jié)構(gòu)》天津大學等主編