王意寬, 趙遂政
新鄭市城鄉(xiāng)規(guī)劃和城市管理局(450000)
結構設計的階段大體可以分為三個:結構方案階段、結構計算階段和施工圖設計階段。方案階段的內(nèi)容為:根據(jù)建筑的重要性,建筑所在地的抗震設防烈度,工程地質(zhì)勘查報告,建筑場地的類別及建筑的高度和層數(shù)來確定建筑的結構形式。
結構計算階段的內(nèi)容為:①荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如,風荷載,雪荷載,施工荷載,地下水的荷載,地震荷載,人防荷載等等)和內(nèi)部荷載(例如,結構的自重荷載,使用荷載,裝修荷載等等)上述荷載的計算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準永久值系數(shù)等來進行不同工況下的組合計算。②構件的試算。根據(jù)計算出的荷載值,構造措施要求,使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。③內(nèi)力的計算。根據(jù)確定的構件截面和荷載值來進行內(nèi)力的計算,包括彎矩、剪力、扭矩、軸心壓力及拉力等等。
1)關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題:①陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小,可砍成直角或斜角;②如果底板鋼筋雙向雙排,且在懸挑部分不變,陽角不必加輻射筋。
2)關于箱、筏基礎底板的挑板問題從結構角度來講,如果能出挑板,能調(diào)勻邊跨底板鋼筋,特別是當?shù)装邃摻钔ㄩL布置時,不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋,較節(jié)約;出挑板后,能降低基底附加應力,當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時,加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調(diào)整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。
3)關于梁、板的計算跨度,在一般的手冊或教科書上所講的計算跨度,如凈跨的1.1倍等,這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結構設計,在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構,簡單點講,可認為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統(tǒng)一認為是一變截面板。
4)基坑開挖時,摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當做安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
5)抗震縫應加大,經(jīng)統(tǒng)計,按規(guī)范要求設的防震縫在地震時有40%發(fā)生了碰撞,故應增大抗震縫間距。
6)關于回彈再壓縮基坑開挖時,摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。
7)主梁有次梁處加附加筋:一般應優(yōu)先加箍筋,附加箍筋可認為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺而在次梁兩側(cè)補上。附加筋一般要有,但不應絕對。規(guī)范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大主梁也可不加附加筋??偟脑瓌t,當主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時,主梁可不加附加筋。梁上集中力,產(chǎn)生的剪力在整個梁范圍內(nèi)是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。
8)一般情況下,懸挑梁宜做成等截面,尤其出挑長度較短時與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當然,外露的大挑梁,可適當變截面,使感官效果好些。
總之,結構設計是個系統(tǒng)、全面的工作,需要扎實的理論知識功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。在工作中應事無巨細,善于反思和總結工作中的經(jīng)驗和教訓。
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[3]沈蒲生.樓蓋結構設計原理[M].科學出版社,2003,12.