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適當(dāng)提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度

文檔作者：馮剛文檔來源：廣東省華城建筑設(shè)計有限公司重慶分公		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年02月21日
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規(guī)劃與設(shè)計■阿目景商2013年5月
【文章編號】1673—0038(2013)15—0026—02
適當(dāng)提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度
馮剛
(廣東省華城建筑設(shè)計有限公司重慶分公司重慶市渝中區(qū)400039)
摘要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性不足將會影響結(jié)構(gòu)的正常使用，從而對人的心理甚至生命產(chǎn)生影響，威脅人民財產(chǎn)
安全，因此結(jié)構(gòu)的安全性至關(guān)重要。本文論述了工程結(jié)構(gòu)的安全性控制的階段和方法，以此來探求把握工程質(zhì)量、加大控
制工程安全性的方法，并指出安全性控制方法和標準需要進一步研究和改進。本文首先概述了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全
度，然后分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度，最后重點分析了提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的措施。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；安全度；影響因素；相關(guān)措施
l鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度是指在正常施工和正常使用中，
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要能承受住有可能出現(xiàn)的各種荷載。主體結(jié)構(gòu)
在出現(xiàn)預(yù)定的偶然荷載時，要保持堅固和穩(wěn)定，例如：溫度的變
化，在結(jié)構(gòu)上直接作用的荷載，鋼筋混凝土支座沉陷和撞擊，甚
至是地震等偶然事件，當(dāng)發(fā)生以上這些作用或者事故時以及在
發(fā)生之后，采用鋼筋混凝土建造的建筑結(jié)構(gòu)要保持整體的安全
性、可靠性以及穩(wěn)定性。
在一定的經(jīng)濟條件下，從事建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計
的基本目的是賦予結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)以適當(dāng)?shù)陌踩龋?
能滿足所預(yù)期的各種功能要求。一般來說，鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)
必須滿足以下幾點安全功能：①正常施工和使用時，能承受可能
出現(xiàn)的各種力的作用，即建筑結(jié)構(gòu)需具有的安全性。在偶發(fā)事件
中，仍能保持必須的整體安全性、可靠性以及穩(wěn)定性；②建筑結(jié)
構(gòu)需具有適用性，即在正常使用時，具有良好工作性能；③在正
常維護下，鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性。
上述安全性、可靠性、穩(wěn)定性、適用性和耐久性，是鋼筋混凝
土結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計合格與否的標志，總稱為結(jié)構(gòu)的安全度。在規(guī)
定的條件下，規(guī)定的時問內(nèi)，對這些性能進行度量、預(yù)算，對于建
筑設(shè)計安全度的提升具有重要的意義。
2影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)安全性的可控制因素
2．1設(shè)計方面
大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑近幾年來迅速興起，原來鋼筋混凝土
工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、設(shè)計原則、運算公式、施工工藝等，有的已
不符合新式結(jié)構(gòu)的實際情況。此外，設(shè)計人員缺乏工程經(jīng)驗，對
各種荷載和作用的估計不足，對結(jié)構(gòu)的性能理解不到位，強度儲
備過低等是造成結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷的主要原因。
2．2工程材料和施工機械
材料的質(zhì)量是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，包括原材料、成品、半成品、
構(gòu)配件等工程材料，是鋼筋混凝土工程施工的物質(zhì)條件，材料質(zhì)
_爭。專岫e×H爭o·爭oe吣《xH’oe叼C帕exH》oe×H》oC×H爭oe叼eK《xH，oe．o專虻《>oe吣C吣《x《×H》oe地CK《x《××》oe屺C×H》oC帕毛∞專帕e虻H若××，oe加e帕eK《》口。吣e×
2．4對建筑屋面進行節(jié)能設(shè)計
建筑屋面是受太陽輻射量最大的部位，因此，建筑屋面的隔
熱保溫性能也是建筑節(jié)能設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。對建筑屋面進行
節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)選用吸水率較小、導(dǎo)熱系數(shù)小以及密度大的材
料，通過倒置式屋面將保溫材料安裝在防水層上，能夠?qū)ξ菝娣?
水層由于老化而出現(xiàn)的隔熱保溫問題進行有效防治。
2．5對建筑門窗進行節(jié)能設(shè)計
據(jù)統(tǒng)計，在建筑耗能中，門窗所產(chǎn)生的耗能占據(jù)了40％。因
此，加強對門窗的節(jié)能設(shè)計就顯得尤為重要。對建筑門窗進行節(jié)
能設(shè)計時，必須考慮以下幾點：
(1)對不同朝向的窗墻面積進行合理控制；
(2)對遮陽措施進行合理設(shè)計；
(3)對建筑進行設(shè)計時，必須保證門窗的氣密性。通常情況
下，建筑的換氣次數(shù)應(yīng)達到0．5次／d，這樣可以有效降低熱耗量
指標；
(4)嚴寒地區(qū)外門必須設(shè)置門斗等防風(fēng)設(shè)施，減少冷風(fēng)通過
門縫滲入建筑內(nèi)，其他地區(qū)則應(yīng)選用隔熱保溫性能好的外門。
另外，要保證最大限度的降低建筑的能耗，就必須對窗墻面
積的比例進行嚴格的限定。根據(jù)我國建筑節(jié)能的相關(guān)標準，外墻
窗的朝向不同，其限定值也不一樣，如在嚴寒地區(qū)，根據(jù)規(guī)范
·26·
訂GJ26—2010》南朝向的外墻窗為0．45，東西朝向的外墻窗為0．3，
朝北的外墻窗則為0．250
3結(jié)語
要想最大限度的提高建筑的節(jié)能性，必須要對建筑物各方面
進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，以保證建筑的通風(fēng)和采光達到最優(yōu)，降
低建筑能耗，在保證建筑環(huán)境舒適、方便、健康的前提下，實現(xiàn)民
用建筑的節(jié)能性。
參考文獻
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收稿日期：2013—5—16
作者簡介：劉繼紅，男，工程師，畢業(yè)于長安大學(xué)，原西北建筑工
程學(xué)院。
萬方數(shù)據(jù)
2013年5月蠢耐目曩強規(guī)劃與設(shè)計
量不符合設(shè)計要求，工程質(zhì)量也就不可能符合標準，結(jié)構(gòu)的安全
性也就難以保障。隨著科技的發(fā)展，新材料的大量涌現(xiàn)，一些新1
式材料未經(jīng)充分驗證就出現(xiàn)在工程當(dāng)中，對工程的安全性造成
了嚴峻的考驗。所以加強材料的質(zhì)量控制，是提高工程安全性的{
重要保證。正確選擇施工機械的類型、數(shù)量、參數(shù)，合理使用機械!
設(shè)備，規(guī)范操作。這也是控制安全性的重要環(huán)節(jié)。
2-3施工和管理
在施工過程中，施工期的結(jié)構(gòu)材料性能數(shù)據(jù)，例如鋼筋混凝1
土強度是否達到設(shè)計齡期等，包括連接性能數(shù)據(jù)、支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件
的抗力數(shù)據(jù)以及荷載的變化數(shù)據(jù)，統(tǒng)計不夠完備。結(jié)構(gòu)的形式由1
于施工方案考慮不周而拖延工程進度、影響質(zhì)量、增加投資的情
況時有發(fā)生。因此，制定和審核施工方案時，必須結(jié)合工程實際，c
從技術(shù)、項目管理、施工工藝、組織、操作、經(jīng)濟等方面進行全面
分析、綜合考慮，以保證方案的可行性和結(jié)構(gòu)的安全性。
此外，施工過程中的溫度、濕度、大風(fēng)、暴雨等環(huán)境因素對鋼
筋混凝土工程質(zhì)量也有較大影響，雖然這些環(huán)境因素非人為所。
能控制，但可以通過采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右詢?yōu)化，例如冬期施工設(shè)
置的保溫棚、避開惡劣天氣施工等。
3提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度措施
3．1解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂紋的措施
在固體材料中，我們常說的裂紋是指某種不連續(xù)現(xiàn)象，這種l
現(xiàn)象在固體材料中確實普遍存在的。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及沒．
有受荷載的混凝土中，據(jù)資料顯示，有關(guān)混凝土的實驗證實了會l
存在一些這樣的裂紋，包括水泥漿中的裂紋、骨料與水泥石粘結(jié)一
面上的粘結(jié)裂紋以及骨料裂紋等等的微裂紋，這嚴重影響鋼筋：
混凝土結(jié)構(gòu)安全性。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂紋的控制方法，可以分別通過斷裂力學(xué)和
傳統(tǒng)力學(xué)的應(yīng)用來分析，這主要是基于“抗”的思想。由于給混凝!
土梁預(yù)先施加了預(yù)壓應(yīng)力，從傳統(tǒng)力學(xué)觀點來看，混凝土梁受到．
外部荷載，全部(或部分)抵消了拉應(yīng)力，改善了梁中鋼筋混凝土
的抗拉性能，這避免或者推遲混凝土}H現(xiàn)裂紋。
混凝土材料本身內(nèi)部是存在許多微裂紋和微缺陷的，從斷裂‘
力學(xué)的觀點來看，在外部荷載作用下，這些微裂紋和微缺陷會不．
斷演化、發(fā)展，最終形成肉眼可見的宏觀裂紋。
在混凝土梁兩端，如果預(yù)先施加一對軸向壓力，裂紋端部的
應(yīng)力強度因子可以被認為是負值。在裂紋端部，如果非均布壓應(yīng)l
力產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子大小，與外部荷載產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子}
大小相差不大時，裂紋就不會失穩(wěn)擴展，應(yīng)力強度因j于在裂紋端一
部的數(shù)值則為零。也就是說，由于對混凝土梁預(yù)先施加了預(yù)壓應(yīng)|
力，從而在外部荷載作用下，減小了裂紋端部的應(yīng)力強度因子，1
從而避免或是推遲了混凝土出現(xiàn)裂紋，提高了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)【
設(shè)計安全度。
3．2解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中變形縫的措施
施工過程中，有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中變形縫問距的問1
題，一般都很難把握。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫按照結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)l
范規(guī)定，其最大間距應(yīng)為55m，如果采取能減小混凝土溫度變化，1
專門的預(yù)加應(yīng)力措施，后澆帶段分段施工，或者采用有充分依據(jù)i
的收縮措施，是會適當(dāng)增大變形縫的間距。
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于混凝土不同的收縮應(yīng)力以及
各地區(qū)的溫差，導(dǎo)致出現(xiàn)鋼筋混凝土裂紋出現(xiàn)的狀況概率不同，
這要求我們必須對梁柱配筋進行調(diào)整，例如，加強中部區(qū)域的梁
板配筋，雙層設(shè)置長向板鋼筋，要加強邊跨的柱配筋兩側(cè)的粱柱
等。在角部超長結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，所以在設(shè)計中，要加
強角部結(jié)構(gòu)，抵抗溫度引起的應(yīng)力。如果不能有效分析清楚鋼筋
混凝土結(jié)構(gòu)的受力的情況，伸縮縫的設(shè)置除非采取特殊的措施
可以不設(shè)置，其余的情況必須按建議規(guī)范要求進行變形縫的設(shè)
置。
3．3解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震的措施
地震是由地球內(nèi)部引起的地表震動，它是和刮風(fēng)、F雨一樣
是一種自然現(xiàn)象，不可避免。世界上多國頻發(fā)地震，我國近幾年
汶川、青海發(fā)生的地震災(zāi)害頻發(fā)，警告我們，我國建房的必須將
建筑物的抗震性能考慮在內(nèi)，因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)
計也必須考慮抗震因素。
鋼筋混凝土建筑設(shè)計中有關(guān)抗震性安全度的設(shè)計必須遵循
以下原則：①在結(jié)構(gòu)上，尤其是在平面內(nèi)和沿高度應(yīng)均勻?qū)ΨQ且
連續(xù)分布剛度、質(zhì)量、承載力，而且還要因地制宜，避免應(yīng)力集
中，注意應(yīng)力鋼筋的厚度。②布置延性較高的耗能構(gòu)件、超靜定
結(jié)構(gòu)，盡可能設(shè)置多道抗震防線，需要加強薄弱環(huán)節(jié)、靜定結(jié)構(gòu)
部位和關(guān)鍵部位。③在結(jié)構(gòu)中牢固連接各個結(jié)構(gòu)單元，要做到連
接整體性，不同的結(jié)構(gòu)單元要徹底分開。④構(gòu)件的承載力必須低
于節(jié)點連接的承載力，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度必須適應(yīng)構(gòu)件和節(jié)
點連接的剛度和承載力。⑤防止混凝土過早的剪切破壞，采取有
效的措施，避免鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等危險。⑥由于某個
部分結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力超強或者不足，都有可能造成整個結(jié)構(gòu)的
相對薄弱，因此不要盲目地增加鋼筋，在彎配筋要滿足承載力和
抗震構(gòu)造的要求下，應(yīng)當(dāng)減少配置粱端、柱端以及抗震墻的加強
部位的鋼筋。
4結(jié)束語
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員而言，設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全度責(zé)任重
大，它關(guān)系到關(guān)系到人民財產(chǎn)的安全，整個建筑工程的最終質(zhì)
量，因此，一定要根據(jù)實際工程，根據(jù)相關(guān)的制度、法規(guī)，在進行
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，做出科學(xué)的合適的設(shè)計，提高鋼筋混凝
土設(shè)計的安全度，這樣才能提高建筑工程整體質(zhì)量，最終造福于
民。
參考文獻
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業(yè)建筑，2000(30)．
收稿日期：2013-5—20
作者簡介：馮剛(1980一)，男，本科，工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)
計工作。
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