馬淵儒

（云南省電力設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650051）

1 結(jié)構(gòu)體系的選擇

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑大量興建始于20世紀(jì)70年代，采用的結(jié)構(gòu)體系依各地不同情況而各不相同。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)和對各種結(jié)構(gòu)體系的實(shí)踐總結(jié)，從90年代起基本都采用開間現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榇箝_間剪力墻構(gòu)體系，可以做到房間不露梁柱，有效使用空間大、隔音好，當(dāng)采用鋼制模板時(shí)，墻面和樓板表面平整不需要濕作業(yè)抹灰。而且該結(jié)構(gòu)體系不但用鋼量少、施工周期短、造價(jià)低，還具有整體性強(qiáng)、側(cè)向剛度大等優(yōu)點(diǎn)，有利于抗風(fēng)抗震為了進(jìn)一步降低建筑造價(jià)，近些年部分地區(qū)(大多為抗震設(shè)防烈度7度區(qū))越來越多地采用短肢剪力墻 (墻肢截面高度厚度之比為5～8的剪力墻)與筒體或一般剪力墻組成結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系其實(shí)也屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的一種，同一剪力墻結(jié)構(gòu)相比這種結(jié)構(gòu)的建筑平面布置更具靈活性同時(shí)又節(jié)省了鋼筋和混凝土用量，減輕了建筑總重量，從而低地基基礎(chǔ)造價(jià)。但該結(jié)構(gòu)的抗震性能無疑比一般剪力墻構(gòu)要差，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意以下問題：

1.1 短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)布置簡體或一般剪力墻，形成短肢剪力墻與簡體或一般剪力墻共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)，而且短肢剪力墻的厚度不應(yīng)小于200mm，其最大適用高度也應(yīng)比一般剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低。

1.2 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%，同時(shí)，短肢剪力墻的抗震等級還應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級提高一級。

1.3 短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁；若設(shè)置，梁端只能按簡支慮。

以上是對目前我國建筑常用結(jié)構(gòu)體系的一些看法，但究竟采用何種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況具體分析，從而確定出安全、合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系。

2 結(jié)構(gòu)剛度

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)行的規(guī)范是建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(下簡稱規(guī)程)。建筑層數(shù)多高度大，為保證建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度，應(yīng)對其層間位移加以控制。這個(gè)控制實(shí)際上是對構(gòu)件截面大小、剛度大小的一個(gè)相對指標(biāo)。建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性有很大的影響，應(yīng)設(shè)計(jì)的剛些，還是柔些，不同的設(shè)計(jì)人員有不同的看法。目前大多數(shù)建筑都設(shè)計(jì)的比較剛特別是高層住宅，由于房間布置的要求，開間較小，這樣剪力墻布置較多，而且墻厚較厚，比較浪費(fèi)。在結(jié)構(gòu)結(jié)算時(shí)，計(jì)算的最大彈性層間位移角只有1/2000-1/3000，甚至更小。

一般認(rèn)為，對于某些地區(qū)，由于土質(zhì)較好，基巖埋深也普遍較淺，且建筑多采用樁基礎(chǔ)，或者有1至2層的地下室，持力層座落在中，微風(fēng)化巖層或者中硬場地土層，地基的特征周期值較小。所以在此條件下，建筑的抗側(cè)高度一般可以設(shè)計(jì)的柔些，以結(jié)構(gòu)的極限變形能力(可按照規(guī)程的彈性層間位移角限值，剪力墻結(jié)構(gòu)為1/1000)作為控制值。在滿足變形的限值的前提下，結(jié)構(gòu)剛度可盡可能設(shè)計(jì)的小些，這樣既降低了地震作用，也使場地與建筑物發(fā)生共振的可能性減小，而且也達(dá)到了經(jīng)濟(jì)目的。大多數(shù)工程實(shí)踐證明建在較硬場地上的建筑可以按變形控制，以柔克剛，既安全又經(jīng)濟(jì)。

3 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞直接影響后設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素。因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。

在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮建筑場地的地質(zhì)狀況及水位、上部結(jié)構(gòu)類型、使用功能、施工條件以及相鄰建筑的相互影響，以保證建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜，并能滿足正常使用要求。還應(yīng)注意了解相鄰地下構(gòu)筑物及各類地下實(shí)施的位置和標(biāo)高，以保證基礎(chǔ)的安全和確保施工中不發(fā)生問題。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國幅員遼闊，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)僅僅一本地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的"地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范"能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

4 梁側(cè)縱向鋼筋的配置梁側(cè)縱向鋼筋包括梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋和梁側(cè)抗扭縱筋。新混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定梁腹板高度hw≥450mm梁側(cè)應(yīng)沿高度配縱向構(gòu)造鋼筋，且間距不大于200mm。梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋對防止梁側(cè)面的開裂具有非常重要的作用。梁側(cè)縱向鋼筋的直徑不應(yīng)太大，一般以Ф12～Ф16為宜。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，常常見到梁側(cè)抗扭縱筋很大的情況，這是由于電算結(jié)果顯示抗扭縱筋的面積較大。對這種情況應(yīng)在計(jì)算和設(shè)計(jì)上做一些調(diào)整：

4.1 由于目前電算程序在結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析時(shí)尚不能考慮現(xiàn)澆樓板對梁扭轉(zhuǎn)的影響，而是由程序給出一個(gè)梁扭距折減系數(shù)，合理選用梁扭距折減系數(shù)對控制梁的扭距是很重要的，一般情況可取0.4-0.6。

4.2 對跨度較大的次梁支承于主梁上時(shí)，次梁的支承端會對主梁產(chǎn)生較大的扭距，這時(shí)可在電算程序中指定該次梁的端支座為絞接。這種方法對解決梁在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。

4.3 有時(shí)雖然做了以上調(diào)整，但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時(shí)應(yīng)將抗扭縱筋面積分?jǐn)傄徊糠值搅旱乃母墙睿溆嗖糠置娣e按梁側(cè)腰筋設(shè)置，梁腰筋直徑仍以Ф12～Ф16為宜。

5 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制及施工后澆帶鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的直接原因是由于混凝土的收縮及水化熱增加、養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力不斷增大、外加劑的負(fù)效應(yīng)等。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的主要方法是通過合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度，對于水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強(qiáng)度級混凝土，加強(qiáng)構(gòu)造配筋。

對于高層主樓與低層裙房之間的連接部分或超長結(jié)構(gòu)可采取后澆帶方法施工。施工后澆帶既在整個(gè)結(jié)構(gòu)施工中解決了高層主樓與低居裙房的差異沉降，又達(dá)到了不設(shè)永久變形縫的目的。施工后澆帶的位置宜選在結(jié)構(gòu)受力較小的部位，一般在梁、板的變形縫反彎點(diǎn)附近，此位置彎矩不大，剪力也不大；也可選在梁、板的中部，彎矩雖大，但剪力很小。在施工后澆帶處，混凝土雖為后澆，但鋼筋不能斷。后澆帶的寬度一般以700－1000mm為宜。施工后澆帶的斷面形式應(yīng)考慮澆筑混凝土后連接牢固，一般宜避久留直縫。對于板，可留斜縫；對于梁及基礎(chǔ)，可留企口縫，而企口縫又有多種形式，可根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面情況確定。

6 混凝土施工方面出現(xiàn)的問題

為滿足結(jié)構(gòu)承載的要求，節(jié)約工程造價(jià)，通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對上、下柱或柱與梁扳的混凝土選擇不同強(qiáng)度等級，然而未對結(jié)構(gòu)的點(diǎn)區(qū)域的混凝土強(qiáng)度作出明確說明。通常柱的混凝土施工在梁底標(biāo)高以下20～30mm處留設(shè)施工縫，與梁板同時(shí)施工，而施工人員往往貪圖方便而使用同樣強(qiáng)度等級的混凝土施工，降低節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度，節(jié)點(diǎn)受力破壞形態(tài)主要為剪切破壞，節(jié)點(diǎn)區(qū)域的剪力內(nèi)混凝土及箍筋共同承擔(dān)，因此應(yīng)該保證節(jié)點(diǎn)區(qū)域的混凝土具有足夠的強(qiáng)度。按施工規(guī)范要求，當(dāng)梁柱的混凝土強(qiáng)度等級不同時(shí)，節(jié)點(diǎn)處應(yīng)按強(qiáng)柱弱梁的原則，節(jié)點(diǎn)區(qū)域的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)與柱相同。采用強(qiáng)度較高的混凝土，在梁柱交匯處側(cè)面設(shè)垂直施工縫是不符合規(guī)范要求的，混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)按圖在梁柱接頭周邊用鋼網(wǎng)或小板定位，并先澆筑梁柱接頭的混凝土，隨后澆筑梁板混凝土，這樣既不便于施工，其質(zhì)量也得不到保證。有些施工人員為了方便而將梁與柱使用強(qiáng)度等級相同的混凝土，這樣既增加工程造價(jià)，又造成浪費(fèi).因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況將柱與梁板選擇相同的混凝土強(qiáng)度等級，以方便施工。

另外，澆筑節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土前未及時(shí)對施工縫按規(guī)范要求進(jìn)行處理，在澆筑柱的混凝土?xí)r，由于振搗、石子自重等因素，柱頭施工縫區(qū)域一般浮漿較多，表向混凝土層較軟弱應(yīng)在安裝接點(diǎn)模板之前及時(shí)清除松動的石子及軟弱的混凝土層。模扳安裝完成后，要清理雜物、泥砂、石屑等，防止?jié)仓炷習(xí)r出現(xiàn)水平裂縫或松散夾層。在澆筑混凝土前，還要先澆一層水泥漿，以保證新舊混凝土良好地結(jié)合成一體。由于節(jié)點(diǎn)受力狀態(tài)復(fù)雜，且鋼筋密集，存在混凝土澆注時(shí)下料、振搗均較困難，容易出現(xiàn)蜂窩等情況而降低了混凝土強(qiáng)度，因此在混凝土施工中要嚴(yán)格控制骨料的顆粒大小，并選擇合適的坍落度，精心施工，以保證工程質(zhì)量。

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，在這過程中的任何遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜，使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。因此，在每個(gè)過程都應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真地分析和計(jì)算，并且要不斷地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到滿意的結(jié)果。

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