袁 燊
(深圳市建筑設(shè)計(jì)研究院總院有限公司 合肥分院, 安徽 合肥 230061)
社會(huì)在發(fā)展,建設(shè)行業(yè)也緊隨大流加速發(fā)展起來,各種建筑理論、技術(shù)日漸成熟,大跨度鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)在大跨度空間的流行中逐漸發(fā)展起來。面對(duì)這種形式,本文將在滿足空間要求的前提下,采用大跨度鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)與撓度控制,盡可能的降低工程造價(jià),同時(shí)避免撓度過大引發(fā)質(zhì)量問題。以一個(gè)設(shè)計(jì)者的角度,對(duì)施工方提出要求避免大跨度鋼筋混凝土梁因撓度過大出現(xiàn)安全質(zhì)量問題。
通過結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)可知標(biāo)準(zhǔn)組合下荷載的撓度計(jì)算公式與永久組合下荷載的撓度計(jì)算公式B=Bs/θ存在些許差異,需要分別計(jì)算。根據(jù)混凝土規(guī)范3.4.3的規(guī)定,計(jì)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組合。
在實(shí)際的建筑項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)時(shí),加大鋼筋混凝土受彎構(gòu)件截面高度可以提升它的剛度,從而達(dá)到科學(xué)、合理地控制其最大撓度的效果。根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度公式可知,當(dāng)其短期剛度有效截面高度越大,其短期剛度就越大,這就是說此時(shí)其撓度越小。實(shí)際情況是,此方法通常受建筑條件限制,不能進(jìn)行無限的增加有效截面高度。如果條件允許,可以將有效截面高度增加至最大來降低其撓度。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合下荷載的計(jì)算公式以及短期剛度公式可知,混凝土受壓區(qū)鋼筋配筋率也對(duì)受彎構(gòu)件撓度有著巨大的影響。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),我們應(yīng)充分考慮到配筋率對(duì)受彎構(gòu)件撓度的影響,對(duì)模型中計(jì)算出的支座上部鋼筋加大并通長,保證在最大撓度出現(xiàn)部位,有著足夠的配筋率,從而將大跨度鋼筋混凝土梁的撓度進(jìn)行控制。
在實(shí)際的建筑項(xiàng)目工程中,大跨度鋼筋混凝土梁通常不是單跨,而是多跨,此時(shí),可以對(duì)大跨度鋼筋混凝土梁進(jìn)行跨中彎矩調(diào)幅,通過增強(qiáng)鄰跨受彎構(gòu)件強(qiáng)度的方法,平衡兩端彎矩。這種方法將荷載進(jìn)行傳遞,避免了左右荷載集中使受彎構(gòu)件接近簡支梁的狀態(tài)。通過減小大跨度鋼筋混凝土梁跨中撓度彎矩的方法,可以減小其撓度。
抗震結(jié)構(gòu)中的“強(qiáng)柱弱梁”觀念同樣適用于大跨度鋼筋混凝土梁中。其實(shí),無論在什么時(shí)候我們都要保證強(qiáng)柱的作用,避免大樓出現(xiàn)因?yàn)橹悠茐亩w破壞的情況。在對(duì)大跨度鋼筋混凝土梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),梁截面往往較高,其剛度也大。此時(shí)梁變得更強(qiáng)了,柱就顯得更弱了,這種設(shè)計(jì)方式并不符合“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)理念,所以我們需要加強(qiáng)大跨度鋼筋混凝土梁得柱頂大彎矩方向的剛度,避免大跨度鋼筋混凝土梁因?yàn)閺澗剡^大而出現(xiàn)開裂或是變形的安全質(zhì)量問題。
混凝土梁撓度的方式就是提高澆筑砼的等級(jí),同時(shí)加大受拉鋼筋的強(qiáng)度,從而提高大跨度鋼筋混凝土梁抗彎剛度。
在實(shí)際的施工過程中,大跨度鋼筋混凝土梁經(jīng)常出現(xiàn)不能控制撓度的問題。雖然在設(shè)計(jì)中大跨度鋼筋混凝土梁的撓度滿足計(jì)算條件,但是在實(shí)際施工會(huì)因?yàn)橹T如模板或者支架選用不當(dāng)?shù)囊蛩匕l(fā)生撓度過大的質(zhì)量問題,所以作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員,從設(shè)計(jì)的角度來看,我們應(yīng)對(duì)此種情況予以考慮,適當(dāng)?shù)奶岣叽罂缍蠕摻罨炷亮旱膿隙认拗担瑫r(shí)配合施工方完成大跨度鋼筋混凝土梁的施工,避免因?yàn)閾隙冗^大而導(dǎo)致質(zhì)量問題的情況出現(xiàn)。具體可以從以下五點(diǎn)來進(jìn)行:
(1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中標(biāo)明大跨度鋼筋混凝土梁的支模、拆模條件,嚴(yán)格要求施工方按圖紙施工。(詳情參考《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度》)
(2)對(duì)于大跨度鋼筋混凝土梁的制作條件、跨度以及實(shí)際荷載進(jìn)行跟蹤,要求施工方做好支模支架工作,從根本上保證支模支架的安全、可靠。
(3)不允許施工方在砼強(qiáng)度到100%前拆模,同時(shí)要求施工方做好混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)工作。
(4)對(duì)于大跨度鋼筋混凝土梁的支模過程中,一定要要求施工方做好其支模起拱工作,根據(jù)國家規(guī)范以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定實(shí)際起拱數(shù)值。避免出現(xiàn)施工方對(duì)設(shè)計(jì)誤解造成大跨度鋼筋混凝土梁撓度過大的問題。
(5)向施工方明確要求,大跨度鋼筋混凝土梁上不得堆載重物,讓其嚴(yán)格遵守最大活荷載要求,避免受彎構(gòu)件在超負(fù)荷施工作業(yè)中受到不利影響。
合肥市濱湖新區(qū)工委黨校建設(shè)項(xiàng)目中,其報(bào)告廳采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),單層,層高為9.9m,短邊跨度20.0m,為了便于施工,節(jié)約成本,在滿足凈高的前提下采用單向大跨鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)布置,屋面大跨度鋼結(jié)構(gòu)混凝土梁處采用結(jié)構(gòu)找坡,跨中梁高取為1.7m,端部梁高采用1.4m,梁底水平,采用此種布置既可以減輕屋面建筑找坡層的荷載,又可有效增大梁高,減小梁的撓度,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)還要考慮到長期荷載作用對(duì)大跨度鋼筋混凝土梁剛度的影響,在滿足1/400(55mm)撓度限值的同時(shí),要求施工方按千分之三起拱,通過撓度設(shè)計(jì)值減撓度起拱值得到最大撓度值,觀察此值是否滿足國家設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。
本文通過對(duì)大跨度鋼筋混凝土梁的撓度計(jì)算進(jìn)行了簡單的闡述,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面以及施工方面可能存在的問題講解了如何進(jìn)行有效控制的方法,希望在實(shí)際的建筑項(xiàng)目工程施工中,設(shè)計(jì)方能對(duì)施工方提出一定的要求,并與施工方加強(qiáng)溝通、加強(qiáng)交流、精誠合作,確保大跨度鋼筋混凝土梁的撓度不會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)以及施工問題,導(dǎo)致?lián)隙冗^大產(chǎn)生建筑項(xiàng)目工程安全質(zhì)量問題。
在不久的將來,大跨度空間設(shè)計(jì)的趨勢(shì)將對(duì)設(shè)計(jì)方提出越來越高的要求,加上建筑形式結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,不僅僅需要從設(shè)計(jì)本身考慮大跨度鋼筋混凝土梁的撓度控制問題,還要在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況具體分析,避免出現(xiàn)因?yàn)榇罂缍蠕摻罨炷亮簱隙冗^大帶來的建筑項(xiàng)目工程安全質(zhì)量問題。