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【 abstract 】 : according to China's present "railway bridge design basic rules" (TB10002.1-2005), and "the railway bridge reinforced concrete and prestressed concrete structure design rules" (TB10002.3-2005) and the concrete structure design rules "(GB50010-2010), such as design specification, to design basic principles, the flexural members, eccentric loading capacity calculation method, component structure requirement, applied in engineering practice, refers for the colleague.
【 key words 】 : concrete structure, Bridges, building structure
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
一、涵身结构
(1)结构形式:采用平行四边形结构,单孔为变截面框架,双孔为变截面连续框架。
(2)施工方法:按就地灌注法施工。
(3)截面尺寸的设计:
a、截面尺寸确定的原则及方法:框架各构件截面高度经技术经济比较按下述原则确定:
填土高较低的涵节(高边墙涵洞填土高较小的两级及中、底边墙涵洞)主要以控制设计截面上混凝土σw≤[σb]及主拉应力σz≤[σtp-2]为条件进行设计([σb]、[σtp-2]分别为混凝土弯曲受压及偏心受压时的压应力与无箍筋及斜筋时主拉应力的容许值)。
填土高较高的涵节(高边墙涵洞填土高较大的两级)因顶底板梗胁起始截面处剪力较大,则按配置箍筋及斜筋设计,截面尺寸经比选后选定,截面尺寸以2cm为模数。
b、截面最小尺寸的拟定:考虑施工时,质量易于保证,本图各孔径的顶、底板及边中墙截面最小厚度定为16cm,双孔涵洞中墙厚度一般与边墙一致。
(4)加腋:为改善角隅部分的应力状态,在角隅处设计直线形梗胁。
三、结构承受的荷载:
(1)恒载:包括结构自重、填土引起的竖向及水平力、路面铺装等。
a、结构自重:钢筋混凝土容重按25KN/m计算,加腋部分自重在加腋范围内简化为均布荷载。
b、顶板上路基填方的竖向压力按《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)第4.2.3条规定计算:
p=KγH(kPa)
式中γ为填料容重,H为轨底至板顶填土高,K为系数,本设计将该竖向力分成填方重(γH)与附加竖向力((K-1)γH)两部分考虑,并将前者视为主力,后者视为附加力进行组合。
c、路基填方作用于边墙的水平压力按《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)第4.2.3条规定计算:
e=ξγH1 (kPa)
式中γ为填料容重,H1为轨底至涵洞计算截面处的填土高,ξ为系数,系数采用0.25。
d、填土容重按18KN/m计算。
(2)活载:中-活载,按《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)第4.3.4条规定计算:
a、活载作用于涵洞的竖向压力:
qh= (kPa)
式中h为轨底以下深度;
b、活载引起的水平压力:e=ξqh(kpa)
侧压系数ξ=0.25,不计动力影响。
c、线数:根据填土高视不利情况分别按单、双线计算,双线线间距以5m计。
d、活载冲击力:中-活载的动力系数按《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)4.3.5计算。
e、不计制动(牵引)力及长轨作用力。
(3)其它荷载:
a、涵内水压力:静水压力按主加附设计。
b、本设计不考虑地震力的影响。
四、结构内力计算:
(1)本图涵身结构计算图式按垂直于线路方向截取单宽1m,计算跨径按平行线路方向的框架宽度,计算边墙宽度为平行于线路方向墙厚计算,其轴线为构件混凝土截面中心线。
(2)地基反力按直线分布考虑。
(3)结构内力计算采用平面杆系有限单元法,单元设为等截面直杆,对于梗胁部分单元则按其两杆端有效高度(按1:3的坡线计算)
以单孔框架为例,控制截面位置如下:
五、截面配筋计算
(1)截面设计按容许应力法进行。框架顶底板按受弯构件计算,不考虑轴向力影响,边墙、中墙按偏心受压构件计算。
(2)顶、底板按照受弯构件进行受力分析,强度按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.2.5条各式计算,
a.混凝土压应力
b.钢筋的拉应力
式中钢筋弹性模量与混凝土变形模量之比n按其它结构项取值(C35混凝土为10)。HRB335钢筋容许应力按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.2.2条取值。
(3)边墙按照偏心受压构件进行受力分析,强度按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.2.6条各式计算,并按该规定计算主拉应力。
(4)梗胁范围截面的剪应力计算按照受弯构件变高度梁剪应力的计算方法考虑截面高度变化的影响。按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.2.5条计算。
(5)钢筋的配置根据弯距包络图及剪应力图进行。当构件某截面主拉应力(主力或主力加附加力组合下)超过《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)表5.2.1[σtp-2]值时,则该截面所在的半跨范围内按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.3.14条要求设置开口箍筋及斜筋。
以单孔框架为例,弯矩及配筋包络图如下:
(6)梗胁部分斜向钢筋一般按构造布置,但当顶板梗胁下缘受拉时,则据其最不利竖向截面的强度和裂缝宽度的要求设计,其配筋率不小于钢筋混凝土最小配筋率要求。
(7)裂缝宽度计算按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3-2005)第5.2.8条进行,其容许值为主力时[δf]=0.20mm,为主+附时,[δf]=0.24mm。
(8)设计涵节长度顺涵轴方向3~5m,纵向辅助钢筋间距一般为20cm设置,在钝角处顶板顶面及底板底面设加强钢筋,加强范围约为跨长的1/5。出入口涵节按涵身一致配筋,其长度在斜交角35度及以下用2.5m,在斜交角35度以上采用3.0m。涵节端面边墙仍采用斜面。
(9)钢筋布置,钢筋骨架沿涵轴每1/cosα米配置8或10排,钢筋保护层厚度由结构所处环境,按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB 10005-2010)确定,纵向钢筋构造布置。
六、设计注意事项
1、若采用顶进法施工,纵向钢筋配筋率不小于3%,并应检算顶进部位局部应力,边、中墙根剪应力等,且在底板前后端做局部加强设计。
2、对于双线或多线路基下涵洞,其线路下涵节长度宜设计为5m,沉落缝宜布置在线间中央附近,以免由单独一节涵身承受活载横向分布线重叠部分的力。
3、同一涵节应避免设在软硬相差甚大的两种地基上。
参考文献
1、《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1-2005
2、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3-2005
关键词:钢筋混凝土结构;设计规范;教学内容
中图分类号:G423.04 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04005504
钢筋混凝土结构从19世纪中叶开始采用以来,发展极为迅速。特别是近20年来,随着高强度钢筋、高强度高性能混凝土(强度达到100 N/mm2)以及高性能外加剂和混合材料的研制使用,高强高性能混凝土的应用范围不断扩大,混凝土结构的应用范围也在拓展,已从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域,甚至已开始构思和实验用于月面建筑。随着轻质高强度材料的使用,在大跨度、高层建筑中的混凝土结构将越来越多[1]。
钢筋混凝土结构是土木、水利类专业的一门重要技术基础课程。学习该课程的主要目的是,掌握钢筋混凝土结构构件设计计算的基本理论和构造知识,为学习有关专业课程和从事钢筋混凝土建筑物的结构设计打下牢固的基础[2]。《混凝土结构设计规范》(以下简称《规范》)是对混凝土结构设计、施工、监理等工作的基本理论、技能和方法的规范要求。钢筋混凝土结构课程应对《规范》作全面准确的讲解,根据技术、经济条件的发展,《规范》也会经常被修订和调整。因此,要学好这门课程,必须紧密结合《规范》内容,了解《规范》修订的背景和原则,掌握修订、增加的内容,才能在以后的工作中更好地执行。2011年7月最新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)开始执行。本文通过新旧《规范》的对比分析,准确把握《规范》的修订背景和原则,详细列举对课程学习和工程设计有重要影响和需要调整的教学内容,对准确理解和贯彻《规范》要求具有一定的指导意义。
一、2010版《混凝土结构设计规范》修订背景及原则
为落实“以人为本,安全第一”的结构设计原则以及“节能、降耗、减排、环保”的基本国策,实现资源、能源的可持续发展,经过4年修订,《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) [3]
于2011年7月开始执行。本次《规范》的修订主要有以下背景值得关注:(1)中国正处于经济高速发展时期,基础建设规模宏大,混凝土结构在建筑业中所占比重极大;(2)混凝土结构需要消耗大量的钢筋和水泥,而这些材料会大量消耗资源和能源,并引起环境污染等问题;(3)从“四节一环保”的角度,必须尽快解决上述问题,而其唯一出路是使用高强—高性能的材料;(4)为提高建筑的安全性和防灾能力,根据“以人为本”的原则,拟提高结构的安全度设置水平及抗灾能力;(5)为保证可持续发展,需要提高混凝土结构的耐久性及既有结构的使用率。2010版《规范》,反映了近年来混凝土结构的科研成果、技术发展以及工程经验,适当提高了结构的安全水平与抗御灾害的能力,强化了结构的耐久性,提高了材料的利用效率。
2010版《规范》修订的基本原则是“补充,完善,提高,不做大的改动”[4]。因此,2010版《规范》的理论体系和基本框架与上一版保持一致,只是在结构设计方案、材料级别、设计规定等方面进行了补充和调整。这一点对学习和掌握2010版《规范》是非常重要的。
二、根据2010版《规范》所调整的课程内容
通过对比2010版和2002版《规范》,2010版《规范》对钢筋混凝土结构基本理论有重要影响的主要内容有如下六个方面,需要在教学中进行修订和调整。
(1)增强规范的完整性,从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计,强调结构方案的重要性,增加“结构防连续抗倒塌设计”的原则。2002版《规范》偏重截面配筋计算和构件设计,而完整的设计应包括结构方案、内力分析、截面计算、构造措施四个层次,它们对结构安全的影响是依次递减的关系。2010版《规范》特别增加了“结构方案”一节,由“构件计算”扩展到“结构设计”。强调结构选型、体系组构、构件布置、均匀规则、传力途径、冗余约束、缝的分割、连接构造、方便施工、综合功能等要求。同时强调结构整体稳固性或鲁棒性(Robustness)的重要性。该项修订内容对转变设计理念,即从传统强调构件设计甚至截面设计向结构设计的转变,起到了重要的推动作用。然而由于历史的原因,过去的规范缺少对这方面内容的强调。
在高等学校的钢筋混凝土结构课程教学中,应进行这一观念的教育和灌输,提高和加强学生对结构安全的认识。
传统设计只考虑“三正常”(正常设计、正常施工、正常使用)条件下,以构件截面钢筋屈服或混凝土压碎作为破坏标志,实际上这只是单一构件的“强度问题”,属于结构安全的较低层次。近年来发生的天灾(地震、洪水、台风、冰灾等)、人祸(爆炸、撞击、火灾等)偶然作用引起的构件解体、结构倾覆、建筑倒塌等造成巨大的生命、财产损失,这才是威胁结构安全的最大隐患[4],应引起重视。图1即为网上流传的上海某小区新建住宅楼由于桩基折断造成整栋楼倾覆的照片。
(2)完善耐久性设计,调整钢筋保护层厚度。耐久性设计按正常使用极限状态控制,表现为:钢筋混凝土构件表面出现锈渍或锈胀裂缝;预应力筋开始锈蚀;结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤(酥裂、粉化等)。图2为一锈蚀严重的钢筋混凝土柱。由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素复杂,规律不确定性很大,目前一般建筑结构的耐久性设计只能用经验性的方法来解决。2010版《规范》对影响混凝土结构耐久性的环境类别进行了更为详尽的分类。环境对混凝土结构耐久性的影响分为:正常环境、干湿交替、冻融循环、氯盐腐蚀四种;
对应此四种影响,2010版《规范》提出了控制混凝土水胶比、强度等级、氯离子含量和含碱量的要求,删去了2002版《规范》中对于最小水泥用量的限制,这是由于近年来胶凝材料及配合比设计的不确定性变化太大,故不再作统一要求;耐久性设计对服役期房屋建筑的使用提出要求,即按规定的功能正常使用,并经常维修,定期检测,这是保证混凝土结构耐久性及应有功能的必要条件。
2010版《规范》以耐久性要求定义混凝土保护层,特别是最小保护层厚度确定原则的重要变化,必须要在教学中体现和重点强调。如果仍然按照原规范、旧教材进行授课,将给学生带来错误的概念。2010版《规范》规定最小保护层厚度是从最外层钢筋(箍筋、构造筋等)计算,而原《规范》则是从纵向受力钢筋计算,这可以说是钢筋混凝土结构设计中的一次重大变化。
关于混凝土保护层厚度的作用,主要体现在以下三个方面:①锚固作用,握裹钢筋,实现钢筋与混凝土的变形协调;②保护作用,保护钢筋免遭水、氧气、酸性物质、氯离子等有害物质的腐蚀;③耐火作用,延长钢筋的耐火时间。在设计中,按锚固、保护、耐火要求,混凝土保护层厚度越大越好,但保护层厚度增大,截面有效高度减小,构件的承载力降低,裂缝宽度也将加大,可见这是一对矛盾。因此,2010版《规范》根据环境类别、构件类型,适当提高了混凝土保护层的最小厚度。环境分三类五档,构件分面(板、墙)、线(梁、柱、斜撑)两类,面构件保护层厚度小,线构件保护层厚度大。
(3)斜截面抗剪承载力计算公式的调整。2002版《规范》的受剪承载力设计公式分为集中荷载独立梁和一般受弯构件两种情况,较国外多数国家的规范繁琐,且两个公式在临近集中荷载为主的情况附近计算值不协调,且有较大差异,见图3所示的两条虚线。因此,2010版《规范》将两个公式改为一个公式。但考虑到中国的国情和规范的设计习惯,且过去规范的受剪承载力设计公式分两种情况用于设计也是可行的,此次修订实质上仍保留了受剪承载力计算的两种形式,只是在原有受弯构件两个斜截面承载力计算公式的基础上进行了改整。具体做法是混凝土项系数不变,仅对一般受弯构件公式的箍筋项系数进行了调整,由125改为10。 这意味着若要保持相同的抗剪承载力,需要增加配箍量。试验研究和调查对比都表明,中国规范中的抗剪承载力安全度设置水平偏低。因此,对影响安全的短板适当加长,可以提高结构的整体安全度水平。
(4)完善受压构件自身受压挠曲弯矩增大的二阶效应(P-()的计算方法。2010版《规范》将原《规范》的偏心距增大系数方法((-ei)改成现在的弯矩增大系数法((ns-M),即通过考虑受压构件端弯矩增大的方法考虑构件的挠曲二阶效应。这种修改对偏心受压构件的承载力计算造成较大的影响,并引起配筋的较大变化。考虑二阶效应的条件是:当偏心受压构件两端弯矩比及轴压比都不大于0.9,且其长细比也不大时,构件的自身挠曲不可能很大,可以不考虑自身挠曲二阶效应,否则就应考虑二阶效应产生附加弯矩的影响,《规范》对此作了具体的规定。因此,2010版《规范》关于受压构件承载力计算的内容,必须进行全面调整,原《钢筋混凝土结构》教材中关于偏心受压构件的内容以及例题和习题都需要重新编写。
(5)2010版《规范》强调应用高强材料。这种材料能够显著提高构件的承载力,但会对正常使用极限状态的验算带来一些问题。比如受弯构件挠度的增加,混凝土裂缝宽度的加大,甚至会变成结构设计的控制因素,成为高强钢筋应用的最大障碍。因此,裂缝宽度的验算是本次修订的重点和必须解决的关键问题。经过对国内外规范标准的分析对比,以及对采用400 MPa、500 MPa级高强钢筋配筋构件的系统试验研究,2010版《规范》修订采用了以准永久组合降低荷载效应和修改计算公式调整系数取值的两条途径解决上述问题。对裂缝控制等级为三级的钢筋混凝土构件,选荷载的准永久组合进行裂缝宽度和挠度验算,而预应力混凝土构件未变。裂缝宽度计算公式也进行了调整,钢筋混凝土受弯和偏心受压构件的构件受力特征系数由2.1调整为1.9。
(6)根据节材、减耗及性能的要求,2010版《规范》淘汰了低强钢筋,强调应用高强、高性能钢筋。并根据混凝土构件对受力的性能要求,说明了各种牌号钢筋的用途。根据国家的技术政策,增加500 MPa级钢筋的使用;推荐
400 MPa、500 MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋;限制并准备淘汰335 MPa级钢筋;淘汰低强的235 MPa级钢筋,代之以300 MPa级光圆钢筋。另外,2010版《规范》明确规定,梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋,梁、柱纵向钢筋不能采用HRB335级钢筋。因此,教材中大量采用HRB335级钢筋的例题和习题都需要进行重新设计和调整。
三、结语
针对2010版《规范》的修订内容和修订背景,笔者在教学中,以2010版《规范》为指导,重点增加了结构整体性和防连续倒塌设计、结构耐久性设计、斜截面抗剪承载力计算公式、受压构件挠曲二阶效应、裂缝宽度验算调整和高强材料的推广等内容,以便准确把握和贯彻2010版《规范》要求,确保学生的学习效果。
参考文献:
[1] 东南大学,天津大学,同济大学. 混凝土结构:上册—混凝土结构设计原理[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 王立成,刘毅.专业课程教学中创新思维的培养途径研究[J].大连理工大学学报:社会科学版,2009,30(S2): 22-24.
[3] GB 50010—2010.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[4] 徐有邻.混凝土结构设计原理及修订规范的应用[M].北京:清华大学出版社,2012.
Analysis on the teaching contents of reinforced concrete structure based on the code for design of concrete structures 2010
WANG Licheng
(School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, P. R. China)
【摘要】本文阐述了混凝土结构耐久性设计的重要性,分析了影响混凝土结构耐久性的因素,提出了提高混凝土结构耐久性的方法。
关键词 混凝土结构;耐久性
Durability design of concrete structures
Xie Zhen-ming
(Shenzhen City Comprehensive Transportation Design Institute LtdShenzhenGuangdong518000)
【Abstract】This paper describes the importance of the durability of concrete structure design, analysis of the factors affecting the durability of concrete structure, we proposed a method to improve the durability of concrete structures.
【Key words】Concrete structures;Durability
1. 前言
(1)长期以来,人们受混凝土是一种耐久性能良好的建筑料这一认识的影响,忽视了混凝土结构耐久性问题,造成了混凝土结构耐久性研究的相对滞后,并为此付出了巨大的代价。
(2)国内外大量调查分析发现,引起混凝土结构耐久性失效的原因存在于结构设计、施工及维修的各个环节。虽然在许多国家的设计规范中都明确规定混凝土结构的耐久性要求,但是,这一宗旨并没有充分地体在具体设计条文中,致使在以往的乃至现在的工程设计中普遍存在重视强度设计而轻视耐久性设计的现象。我国1989年颁布的《混凝土结构设计规范》和1985年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》涉及结构耐久性的内容很少,除了一些保证结构耐久性的构造措施的一般规定之外,只对影响混凝土耐久性的裂缝宽度加以控制。
(3)经过多年的实践后,在2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》增加了混凝土耐久性设计的内容,特别是《耐久性设计与施工指南CCES01》提出了混凝土结构应根据不同设计年限及相应的极限状态和不同的环境进行类别及其作用等级进行耐久性设计的概念。明确提出了环境作用下混凝土结构的耐久性设计与施工的基本原则与要求,是结构设计理念上的重大突破,是工程结构科学的重大技术进步,对提高工程质量具有指导意义。
2. 影响混凝土结构耐久性的因素
2.1混凝土结构的耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。由于混凝土的缺陷(例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等),环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部,产生碳化,冻融,锈蚀作用而影响结构的受力性能。并且结构在使用年限内还会受到各种机械物理损伤(腐损,撞击等)及冲刷、溶蚀、生物侵蚀的作用。混凝土结构的耐久性问题表现为:混凝土损伤(裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等);钢筋的锈蚀,脆化、疲劳、应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱等三个方面。从短期效果而言,这些问题影响结构的外观和使用功能;从长远看,则会降低结构安全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命。
2.2影响混凝土结构耐久性的因素十分复杂,主要取决于以下四个方面:
(1)混凝土材料的自身特性;
(2)混凝土结构的设计与施工质量;
(3)混凝土结构所处的环境条件;
(4)混凝土结构的使用条件和防护措施。
2.3混凝土材料的自身特性和结构的设计与施工质量是决定其耐久性的内因。混凝土的材料组成,如水灰比、水泥品种和数量,骨料的种类与级配都直接影响混凝土结构的耐久性。混凝土的缺陷(例如裂缝,气泡,空穴等)都会造成水分和侵蚀性物质渗入混凝土内部,与混凝土发生物理化学作用,影响混凝土结构的耐久性。
2.4混凝土结构所处的环境条件和防护措施,是影响混凝土结构耐久性的外因。外界环境因素对混凝土结构的破坏是环境因素是对混凝土结构物理化学作用的结果。环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏主要有:
(1)混凝土的碳化:
混凝土的碳化是指混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳和其它酸性气体发生化学反应的过程。一般情况下混凝土呈碱性,在钢筋表面形成碱性薄膜,保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化,使混凝土的碱性降低,钝化膜破坏,在水分和其它有害介质侵入的情况下,钢筋就会发生锈蚀。
(2)氯离子的侵蚀:
氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源,北方寒冷的冬季向道路、桥面洒盐化雪除冰都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀,对结构的危害是多方面的,但最终表现为钢筋的锈蚀。
(3)碱骨料反应:
碱-骨料反应一般指水泥的碱和骨料中的活性硅发生反应,生成碱-硅酸盐凝胶,并吸水产生膨胀压力,造成混凝土开裂。碱-骨料反应引起的混凝土结构破坏程度,比其他耐久性破坏发展更快,后果更为严重。碱-骨料反应一旦发生,很难加以控制,一般不到两年就会使结构出现明显开裂,所以有时也称碱骨料反应是混凝土结构的“癌症”。
(4) 冻融循环破坏:
渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀,从内部破坏混凝土的微观结构。经多次冻融循环后,损伤积累将使混凝土剥落酥裂,强度降低。
(5) 钢筋锈蚀:
钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是混凝土的碳化和脱钝,只有将覆盖钢筋表面的碱性钝化膜破坏,加之有水分和氧的侵入,才有可能引起钢筋的腐蚀。钢筋腐蚀伴有体积膨胀,使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝,造成钢筋与混凝土之间的粘结力破坏,钢筋截面面积减少,使结构构件的承载力降低,变形和裂缝增大等一系列不良后果,并随着时间的推移,腐蚀会逐渐恶化,最终可能导致结构的完全破坏。值得注意的是,几乎所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。另一方面,几乎所有的侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用引起的混凝土膨胀,并都与最终的混凝土开裂有关。而且当混凝土结构开裂后,腐蚀速度将大大加快。混凝土结构的耐久性将进一步恶化。在影响混凝土结构耐久性的诸多因素中,钢筋锈蚀危害最大,钢筋锈蚀与混凝土碳化有关,混凝土保护层碳化是钢筋锈蚀的前提,水分、氧气的存在是引起钢筋锈蚀的必要条件。因此,提高混凝土结构耐久性的根本途径是增强混凝土密实度,防止或控制混凝土开裂,阻止水分的侵入;加大混凝土保护层的厚度,防止由于混凝土保护层碳化引起钢筋钝化膜的破坏。
3. 混凝土结构耐久性设计原则
3.1混凝土结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境,与结构设计、施工及养护管理密切相关。综合国内外研究成果和工程经验,一般是从以下三个方面解决混凝土结构的耐久性:
(1)采用高耐久性混凝土,增强混凝土的密实度,提高混凝土自身抗破损能力;
(2)加强排水和防水层设计,改善混凝土结构的环境作用条件;
(3)改进混凝土结构设计,其中包括加大混凝土保护层厚度;加强构造钢筋,防止控制裂缝发展;采用具有防腐保护的钢筋(例如:体外预应力筋,无粘结预应力筋,环氧涂层钢筋等)。
3.2结构混凝土耐久性的基本要求。
(1)提高混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。混凝土的耐久性主要取决于混凝土的材料组成,其中水灰比,水泥用量,强度等级均对耐久性有较大影响。2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》在总则中增加耐久性设计内容,明确规定了不同使用环境下,结构混凝土的基本要求,对影响混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和碱含量做出了限制规定,并规定应根据所处环境进行耐久性设计。结构混凝耐久性的基本要求应符表1的要求:
(2)为此,除了选择级配良好的集料和精心施工保证混凝土充分捣实和水泥充分水化外,水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件。为了保证混凝土有足够的耐久性,控制最低水泥用量也很重要的,因为单位水泥用量较高的混凝土,混凝土拌合物比较均匀,可减少混凝土捣实中出现的局部缺陷。混凝土抗冻融的能力与其含气量有密切关系,因此,有抗冻要求的结构混凝土应掺入适量的引气剂。
3.3加大钢筋的混凝土保护层厚度。
混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提。就一般情况而言,只有保护层混凝土碳化,钢筋表层钝化膜破坏,钢筋才有可能锈蚀。因此,加大钢筋的混凝土保护层厚度,是保护钢筋免于锈蚀,提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》给出的钢筋最小混凝土保护层厚度列于表2。
3.4加强构造配筋,防止和控制混凝土裂缝。
混凝土结构的任何损伤与破坏,一般都是首先在混凝土中出现裂缝,裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。反过来,裂缝的存在会增加混凝土渗透性,提拱了使侵蚀破坏作用逐步升级,混凝土耐久性不断下降的渠道。当混凝土开裂后,侵蚀速度将加大加快,形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此,防止和控制混凝土的裂缝,对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。控制混凝土的裂缝,除按规范要求,控制正常使用极限状态的工作裂缝以外,更重要的是要采取构造措施,控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》突出强调了加强水平防缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用,提高了水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的限制。
3.5提高后张法预应力钢筋管道压浆质量的措施。
后张法预应力钢筋管道压浆质量是影响预应力混凝土梁耐久性的关键之一。2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定,预应力钢筋管道压浆所用水泥浆的抗压强度不应低于30MPa,其水灰比为0.4~0.5,为减少收缩,可通过试验掺入适量膨胀剂。《耐久性设计与施工CCES01》认为,预应力筋的锈蚀会导致结构的突然破坏,事先不易发现,在耐久性设计中必须特别重视,并宜采用多重的防护手段。对于可能遭受氯盐侵蚀的预应力混凝土结构,预应力筋、锚具、连接器等钢材组件宜采用环氧涂层或涂锌,后张预应力体系的管道必须具有密封性能,不应使用金属的螺旋管,宜采用有良好密封性能的高密度塑料波形管,管道灌浆材料和灌浆方法要事先通过试验验证,尽可能降低浆体硬化后形成的气孔,并采用真空灌。必要时还可以在灌浆材料中掺入适量的阻锈剂。
3.6加强钢筋混凝土结构的防水设计。
钢筋混凝土结构的防水层具有重要的防护作用,必须精心设计与施工。桥如面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级的混凝土,混凝土铺装层内应设置钢筋网,防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料(赛柏斯),都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层,特别是连续梁(或悬臂梁)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。加强泄水管设计,应特别注意泄水管周边的构造细节处理。加强伸缩缝处的排水设计,防止水分从伸缩缝处渗入梁内。
4. 结语
中图分类号:TU318+.1 文献标识码:A
现代高层建筑出现在19世纪,1960年以后,建筑材料、结构体系和施工技术的不断发展,进入了大量建造50层以上高层建筑的时代。高层建筑结构的材料主要是钢筋混凝土和钢。除了全部采用钢材的钢结构和全部采用钢筋混凝土材料的钢筋混凝土结构外,同时采用两种材料做成的混合体结构和组合结构在近年来也得到了广泛应用。但考虑到建设成本、维护成本、可模性等因素,钢筋混凝土结构在未来很长一段时间内仍然会作为高层建筑的主要结构类型。
一、高层建筑的特点
何谓高层建筑,其高度测量起始位置和终止位置在何处,世界上均无统一规定。在我国,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(下简称《高规》)规定:10层及10层以上或总高度超过28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他民用建筑混凝土结构为高层建筑。
相较于低层结构以竖向荷载为控制因素,在高层结构中,水平荷载往往成为了设计中的控制因素,建筑物的高度与荷载效应的关系一般为:N=f(H),M=f(H2),=f(H4)。由此可知,随着高度的增大,位移增大最快,矩次之,轴力再次之。构件截面层次的强度、结构层次的刚度和稳定性是高层建筑设计的核心控制指标。
在地震区,要求高层建筑有良好的抗震性能。在地震作用下结构具有良好的塑性变形能力。具体应使高层建筑达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的要求。
高层建筑的设计是一个系统工程,包括概念设计、构件设计、构造措施、维护保养手段等。如果将其与人做对比,那么概念设计无疑是高层建筑的DNA,决定了建筑物先天条件;构件设计和构造措施,类似人的后天成长和学习;与人类一样,维护保养可以使建筑物更长久更安全地服役。
二、抗震概念设计的含义
因其丰富内涵,概念设计对高层建筑结构设计具有相当重要的作用,尽管多年以来在高层建筑结构的教育和培训中受到普遍重视,但当前结构工程师对结构设计软件的依赖和面向应用的高等教育模式又往往将其淡化了。结构概念设计并非强调计算方法和计算的准确性,它强调的是一种抗震设防理念在结构设计每一步骤中具有体现,包括方案设计阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段等,它是结构工程师水平的体现。
概念设计是根据试验数据、震害现象和工程经验提炼、总结出的基本设计原则和理念,是一种定性设计。
三、概念设计的目的和重要作用
在进行建筑抗震设计时,原则上应满足二阶段三水准的设计原则。第一阶段的设计,通过计算保证强度要求和变形要求。第二阶段的设计,通过弹塑性层间侧移验算结构的弹塑性变形,实现“大震不倒”的第三水准抗震设防要求。我国设计规范主要通过良好的抗震构造措施来实现“中震可修”的第二水准要求。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则,以满足抗震设防要求。概念设计的重要性还在于现行建筑抗震设计方法存在以下问题:(1)地震影响的不确定性;(2)地震作用计算方法的近似性;(3)结构内力分析方法的近似性。
四、抗震概念设计的基本内容
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(下简称《抗规》)对抗震概念设计作了全面具体的规定,使概念设计更容易理解,也使更多的设计人员便于掌握和运用概念设计。规范明确了概念设计包含的3个基本内容:(1)重视结构的规则性;(2)选择合理的结构体系;(3)结构构件的延性设计。
五、概念设计的核心准则及其保证措施
(一)核心准则
“强节点弱构件”――防止节点核心区破坏先于构件;“强柱弱梁”――防止结构塑性铰先在柱内出现,要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力;“强剪弱弯”――防止构件发生剪切破坏,要求构件受剪承载力高于受弯承载力。
(二)保证措施
保证措施有两个方面:一是合理选择确定结构屈服水准(也可以说承载能力)的地震作用。这个地震作用通常小于或明显小于设防烈度地震,但它必须与结构的延性能力相协调。二是制定有效的抗震构造措施使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件的非弹性变形能力。这两个方面在《高规》中有详细的规定。如:《高规》第3.9节(抗震等级)的要求,我国规范对钢筋混凝土延性等级的划分以烈度区为主要依据,但还要考虑各类结构构件以及同一类结构中不同组成部分对延性的不同需求,因此《高规》建立了“抗震等级”(即抗震措施的等级)的概念,并将其划分为一、二、三、四级。这样,只需规定各抗震等级对应的内力调整和构造措施,所有不同类型结构在不同抗震设防标准下的对应抗震手段就都清楚了。总之,《高规》中许多条文都是概念设计的内容,都与“三强三弱”密切相关。
六、加强抗震概念设计的建议
(1)结构工程师不应被设计软件束缚,应该对概念设计有清晰认识,通过概念设计使建筑结构更合理;对《高规》及《抗规》应加强学习理解,对各条规范内涵应注意把握,对规范条文的逻辑联系应加强体会。在实践中,保证对各条概念设计条文的正确执行;(2)结构工程师应当善于模仿、学习、创新,善于从别人的结构方案中获得新的灵感;(3)建筑师也应加强结构专业知识的学习,掌握基本的建筑力学和结构设计概念,在方案阶段就尽力保证建筑结构布局和造型的美观合理,并注意与结构工程师配合沟通,避免出现因沟通不畅导致的项目进展阻滞。
结语
高层建筑结构设计遵循如下的流程:方案选择、概念设计荷载水平计算各种工况下结构内力及变形计算第一次内力调整荷载组合第二次内力调整构件设计及刚度验算。概念设计贯穿了整个设计流程,尤其是在结构选型和布置阶段,严格执行概念设计足以帮助建筑结构拥有良好的先天安全与稳定优势,在后续构件设计及刚度验算时更容易满足和通过。概念设计也是体现一个结构工程师水平高低的重要方面。无论是教学、科研还是工程实践,概念设计都应该是重点和核心内容。
参考文献
[1] JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
中图分类号:TU37文献标识码: A
Abstract: The design principles and requirements of the concrete structure is analyzed, the basic method of design of concrete structures, and from the safety, shock resistance, durability starting structure to clarify the structural optimization measures to promote high-rise buildings of concrete structures Optimal design of improvement.
Keywords: concrete structure; basic design methods; design optimization measures
一、引言
在我国建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准和安全系数差距过大,设计和实施过程中人为的错误,耐久性设计方法存在问题,设计方法中安全检测出现问题。针对这些问题提出以下措施,提高技术标准,加强安全系数,加强结构的耐久性和材料的耐久性,加强设计过程中的质量监管,提高设计方法中的安全检测,相信通过我们的努力,会使问题得到解决,提高混凝土结构设计方法的实施和应用。
二、混凝土结构设计的设计原则与要求
1.设计原则
当前时期,设计人员对高层建筑中的混凝土实施结构设计,必须遵循适用性、安全性、耐久性以及可靠性几个方面的原则,以保证此项结构设计的各项功能均达到预计要求。
2.设计要求
1)延展性。高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高,一旦遭遇地震等问题,会发生更大幅度的作用变形,若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题,就必须在进行混凝土结构的设计时,使其结构具备足够的延展性能。
2)侧向力。目前,高层建筑的结构设计中,其结构内力与变形等问题,主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响,层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以,在设计混凝土结构时,必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。
3) 刚度要求。高层建筑面临着众多的水平作用力影响,容易出现较大幅度的侧向位移,设计人员在进行混凝土结构设计时,必须在保证其具有足够强度的基础上,同时使其具备合理的刚度及自振频率,进而将楼层水平位移控制于允许范围。
三、混凝土结构设计的基本方法
1 完善单元结构的布局设计
独立的结构单元设计,是高层建筑中的主要结构设计内容,此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式,但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围,且具备均匀分布的承载力与刚度,同时,竖向结构适合采取均匀、规则的形式,以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。要达到这一目标,混凝土结构的设计者,应当在制定结构设计方案的阶段,便努力地将概念设计的理念与知识作为参考,使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上,通过进行优化设计,使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性,保证其结构刚度与承载力的合理分布,避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。
2 优化高强的混凝土与钢筋使用
高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料,若混凝土和钢的强度过大,势必会造成建筑材料总造价的超限,同时加大其他构件的造价,从而降低建筑建设的经济效益。因此,混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。以软土地基上的高层建筑设计为例,该结构地基受到的荷载较高,设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用,使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化,从而减轻建筑的结构自重,使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减,降低工程的地基处理工作造价。再以位于震区的高层建筑的结构设计为例,建筑的自重与地震作用程度成正比例关系,设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少,可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上,降低地震的作用力,进而保证建筑结构的安全程度,使建筑的整体安全度得以提升。
3 合理设计剪力墙平面结构
建筑结构设计人员对混凝土结构进行设计,还需要充分地重视剪力墙结构的平面布局问题,以保证建筑整体结构受力的均匀性,并使建筑在侧向力的影响下出现的位移控制于允许状态。具体来讲,剪力墙平面结构的优化设计主要为以下几个方面:1) 以建筑的各项基本结构功能为依据,在满足这些功能的前提下,尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化,对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙,应当尽量缩小其间距。2) 以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准,对剪力墙进行双向的布置,且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式,在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。
四、混凝土结构设计的优化措施
1. 提高技术标准,加强安全系数
在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数,在设计前要先对技术标准进行相关计划,紧跟技术标准走,技术标准的设计不要过大,也不可过小。要达到安全的效果,并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。具体来说,设计人员可以从以下几个方面开展结构的安全性设计:1) 设计人员应当在保证建筑各项功能的同时,通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏,有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时,还要从整体上,加强结构设计的稳定性与牢固度,避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中,而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。2) 设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手,综合考虑其荷载变化的状况,尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度,并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计,以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中,都可以实现对于自身结构安全的维护。
2. 加强结构的耐久性和材料的耐久性
在设计的方法中要加强对结构和材料的管理,加强材料的选择,材料的质量一定要过关,只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用,结构的混凝土的量一定要到,并且钢筋及混凝土的质量一定要达标,只有这样才能保证结构耐久性。设计中要对结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程,让质量有规程保证,切记没有规矩不成方圆。耐久性是设计的要求,同样是质量上的要求,要服从大局,让设计方法完美无缺。
3.加强设计过程中的质量监管
在建筑混凝土结构设计方法中要加强设计工程中的质量监管。政府要投入相关的精力去完成。在设计中政府就应宣传质量过关的要求,并随时进行监督,并用相关的工程质量法作为监督的背景,投入到相关的执法中。同时设计人员也应减少人为的错误和差错,要以相关职业道德和职业操守为基础去完成每一次设计工作。要加强相关经验的积累,向经验丰富的设计者学习,并加强自我锻炼。同时设计公司要对每个设计师进行了解,清楚他们擅长的工作,让它们在自己擅长的领域工作,公司应严把质量关,对质量不合格的人员进行惩戒,并对质量合格的优秀员工进行奖励,做到一碗水端平,对质量水平切记不能放宽要求,在相关的质量监管中把设计方法的高质量设计更好的应用到每一次的设计中,做到用质量提高实际生产率,让质量带动设计方法。
4.提高设计方法的安全检测
在设计方法中要提高安检,每一步骤都要经过相应的安全检查,政府也要辅助进行安检。在公司安检后,政府也要相应的进行复查,让安检万无一失不存在任何的问题。设计方法中的安全检查是不可缺少的一个步骤,要加强安全措施,对不符合安全措施的设计要从开始就加以杜绝。安检是设计完成不可缺少的一步,也是关键的步骤,要编入设计流程。在政府和设计者的双管齐下监督下会让安全检测得到保证,为设计方法的正确投入做出贡献。
五、结语
建筑工程混凝土结构设计方法的不断优化为建筑注入了更多的血液,相信在问题的解决中和不断的探索中,我国的建筑工程混凝土结构设计方法将得到更高层次的优化,让建筑事业得到补充和延续,让我国的政治经济文化事业在建筑的强化下得到高度发展,让设计带动建设,让建设带动其他产业,共同蓬勃发展
参考文献
混凝土结构可以就地取材,造价低,可塑性强,耐久性好,比较适合我国的国情。解放以前,旧中国经济技术落后,没有自己的标准规范。沿海和大城市中建造的混凝土结构都是直接引用国外规范进行设计、施工。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变,各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多,同时还面临着既有建筑的结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订,为修订规范而进行的试验研究也将持续进行,从而混凝土结构理论也将得到发展。
1 钢筋混凝土结构设计方法
钢筋混凝土结构设计方法,从学术上讲可以有多种,施行百家争鸣,然而对实际设计起控制作用的却是国家颁布的钢筋混凝土结构设计规范规定的设计方法。采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。对承载能力极限状态,采用分项系数设计表达式。材料标淮强度采用国际标准。其中对混凝土标号做出了更为明确和科学的定义,在极限平衡理论的基础上引进了平截面假定,使基本构件(弯、拉、压)的正截面强度计算模型,建立起有较明确概念的计算体系。增加了钢筋混凝土构件抗震设计内容。其中包括地震作用下构件和韦点的截面强度设计和保证变形要求的配筋构造,以适应广大地震区建筑的需要。进一步完善了构造要求,如从耐久性角度调整了保护层厚度,从变形角度调整了最小配筋率,根据粘结锚固理论与国产钢筋外形,以锚固长度为基淮,调整了不同状态下的钢筋锚固、搭接、延伸长度。钢筋混凝土结构设计规范将为实现钢筋混凝土结构设计方法体系的目标完成重要的基础工作,使我国钢筋混凝土结构设计水平提高到一个新的高度。
2 混凝土结构科研方式的改进
首先要提倡研究的原创性科研的精髓在于其原创性,探索未知领域的研究成果必须具有新意。即对传统认知的突破,甚至否定。不能苛求新的思维尽善尽美,应采取宽容态度允许其逐渐完善。减少无原创性的重复研究,更应杜绝抄袭行为或各种窃取公有知识而垄断专利、标准的不正当行为。其次要减少盲目的低水平重复。目前为解决学位、职称等功利目的而进行的科研及发表的论文数量不少,大多是没有明确目标的,空泛议论或低水平重复。这类研究多凭想象建立不可靠的基本假定。然后进行繁琐的推导,得出似是而非的结论。既无理论上的意义又没有工程价值,浪费了宝贵的科研资源。再就是加强基础理论研究,应充分意识到这种现象可能造成的长期不利影响。应重视基础理论研究,并及时给予充分的经费和人力支持。还要提高工程应用研究水平、提倡深入浅出的成果表达、提倡学术争鸣和讨论。
3 混凝土结构加固技术
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。混凝土结构加固技术是结构进行检测、评价、维修、加固或改造等技术的总称,包括结构检测技术、结构可靠度评估技术和结构加固方法等方面的内容。本文将着重研究混凝土结构的加固技术方面的问题。我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范,这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系,对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用。混凝土结构加固技术还存在很多问题,但是经过十几年的快速发展已经初步形成了规模体系,很多混凝土结构加固技术经过了大量的深化研究和工程的实际应用,证明了其加固的安全性和使用性。现阶段混凝土结构加固技术主要是针对结构的承载能力和耐久性的加固处理,己经比较成熟的提高低强度混凝土结构构件承载能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纤维和钢板法、外包钢法、置换混凝土加固法等。
4 混凝土结构设计安全度与规范
对于混凝土结构设计规范中的安全度设置水平,最早源于从事高强混凝土结构科研和推广应用工作。由于现行建筑结构设计规范业已采用了可靠度设计理论,其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似,在实用上姑且将它理解为多安全系数也并无不可。至于尚未使用的规范宜适当放慢“统一”步伐,实在难以使用的更不宜通过行政手段去统一。可靠度理论还在发展,这方面的学术讨论希望能够深入开展下去。提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面做出努力,以加强结构的整体性、延性和耐久性,提高其抵御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。也许基于概念设计的这些措施,对于增进结构安全更为有效且更符合经济节约的原则。
我国钢筋混凝土结构设计规范经历了三个不同的发展阶段。
4.1 引进规范的早期应用
旧中国的钢筋混凝土结构设计未有本国自己的设计规范。那时,结构设计方法均属容许应力设计法。解放后,我国在一穷二白的基础上展开了大规模经济建设。在当时的条件和环境下,在结构设计上直接采用苏联的钢筋混凝土结构设计规范。
4.2 规范自主化的最初探索
早于1961年原建工部和原国家建委就已着手组织编制我国钢筋混凝土结构设计规范,由于起步晚,缺乏自己的基础资料和必要的科研工作,这本规范的设计方法仍只能在苏联55年规范的基础上做少量修改和对名词术语做必要推敲。但这次实践,对我国钢筋混凝土结构设计规范的发展是十分有益的,迈出了重要的一步。
4.3 结构理论及规范的逐步完善
提高水平,形成体系的阶段。完善的钢筋混凝土结构设计方法和规范体系的形成,从根本上讲依赖于钢筋混凝土结构科学术技的发展,是把各种环境条件与钢筋混凝土的性能关系以及实践经验上升到规律性认识的过程,这就需要扎实的、系统的科研工作。中国建筑科学研究院结构所连续组织了三批钢筋混凝土规范科研课题。通过这三批科研课题,使建国以来长期处于薄弱或空白状态的量大面广的工程技术问题,得到了解决或初步解决,获得了一大批珍贵的关系到工程结构设计合理性与可靠性的基础数据,大大提高了我国钢筋混凝土结构设计理论水平,同时也增强了引进与消化国外先进设计方法的能力。
5 混凝土结构的发展方向
5.1 试验研究将未来的发展的一个支撑
半个多世纪以来,我国混凝土结构理论及规范标准经历了从无到有,逐步发展完善的历程。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变,各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多,同时还面临着大量低安全度的既有建筑和结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订,为修订规范而进行的试验研究也将持续进行,从而混凝土结构理论也将得到发展。
5.2 结构试验方向的调整
传统以单一构件(板、梁、柱、墙等)进行的试验研究,结论有很大的局限性,难以反映由这些构件组成结构体系(楼盖、框架等)的真正受力状态及规律,若以结构组件或结构体系的方式进行试验,则可更真实地反映其受力状态;构件间的连接构造是传统试验研究中比较薄弱的环节,且对结构安全有着重要的影响,应加强这方面的研究;加强结构抗灾性能的试验研究,提高试验研究的分析水平,要提倡先分析后试验,多分析少试验。基本假定应有可靠的依据,机理分析应深入透彻,应充分利用已有的试验资料;应用非线性有限元及概率统计等手段,提高试验和分析水平;通过试验研究开发约束混凝土的巨大潜力,具有实际工程意义。
6 结语
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。随着该领域技术应用和研究工作的深入发展,我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范,这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系,对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用,大大促进了我国在该领域的发展。我国混凝土结构理论及规范从无到有,逐渐丰富和完善,完全依靠独立自主的科研试及工程实践积累。目前我国大规模基建极需结构理论及标准规范的持续发展,转变科研形式,调整研究方向极为重要。
参考文献:
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
引言
在建筑设计、施工过程中,对结构变形缝的预控,通常的作法是:设置沉降缝以解决因地基不均匀沉降产生的建筑结构变形,设置伸缩缝以防止混凝土收缩产生的结构裂缝,设置防震缝以满足建筑的抗震要求,而现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)作出了“如有充分依据和可靠措施,本规范表中的伸缩缝最大间距可适当增大,混凝土浇筑采用后浇带分段施工”的规定,为解决地下室建筑结构中地基差异沉降、混凝土收缩、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题提供了路径及规范依据。本文依据相关规范,结合工程实践,就地下室钢筋混凝土结构后浇带的应用问题作些分析探讨。
1、后浇带的主要功能
1.1 解决沉降差
高层建筑和裙房的结构及基础设计为整体,但在施工时用后浇带将两部分暂时断开,待主体结构施工完毕,已完成大部分沉降量(50%以上)以后再浇注连接部分的混凝土,将高低层连为整体。设计时,应考虑基础在两个阶段不同的受力状态,分别进行强度校核。连为整体后的计算,应考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好,房屋的沉降能在施工期间内基本完成。同时还可以采取以下调整措施:
1)调压力差。主楼荷载大,采用整体基础降低土压力并加大埋深,减少附加压力;低层部分采用较浅的十字交叉梁基础,增加土压力,使高低层沉降接近。
2)调时间差。先施工主楼,待其基本建成,沉降基本稳定,再施工裙房,使后期沉降基本相近。
1.2 减小温度收缩影响
新浇混凝土在硬化过程中会收缩,已建成的结构受热要膨胀,受冷则收缩。混凝土硬化收缩的大部分将在施工后的1~2个月内完成,而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时,在结构内部就产生温度应力,严重时就会在构件中出现裂缝。留出后浇带后,施工过程中混凝土可以自由收缩,从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,提高结构抵抗温度变化的能力。
2. 地下室后浇带的设置原则
钢筋混凝土结构后浇带设置遵循的是“抗放兼备,以放为主”的设计原则,其原理是以设置临射性变形缝的方法释放大部分约束力。然后,用强度较高的膨胀混凝土填缝,既后浇带方法以抗衡残余的应力。通过钢筋混凝土结构后浇带技术措施来解决建筑结构预控沉降或伸缩的调整方法,达到不设永久变形缝的目的。平战结合防空地下室多附建于民用建筑地下,因此,防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的设置必须兼顾防空地下室和地面民用建筑结构的特点来统筹考虑设置。
2.1 设置的一般原则
后浇带设置的位置、间距、断面形式应根据工程类型、工程部位、工程地质、基础形式、结构受力、上部结构布置、现场施工条件等具体情况通过设计计算来确定。防空地下室后浇带设置通常应遵循以下原则:
1)考虑确定设置后浇带要解决什么问题。主要用于解决地基沉降差的后浇带,为后浇沉降带;主要用于解决混凝土收缩变形的后浇带,为后浇伸缩带。
2)后浇带设置位置和宽度的确定。后浇带应设置在结构受力弯矩和剪力均较小以及变形较小部位。一般在梁、板跨度内的三分之一处,且宜自上而下对齐,竖向上不宜错开。后浇带带宽不宜小于800mm,也不宜大于1000mm,避免应力过于集中和便于组织施工。
3)后浇带带内的结构主筋不宜在带中断开,带内混凝土则应遇梁断梁,遇墙断墙,遇板断板,全断面贯通设置后浇带。
4)后浇带带内混凝土强度的确定。后浇带混凝土应采用比两侧混凝土强度等级高一级的膨胀混凝土;浇筑时间根据后浇带性质由设计计算确定,同时要求混凝土不得少于28天保湿养护。
5)当超长结构设置后浇伸缩带时,间距一般应控制在30-50m内设置。当高层建筑与裙房并设有防空地下室时,设置后浇带宜设置在裙房一侧,不得设在主楼内,其位置应设在主楼边柱第二跨裙房内。并加强高层建筑与裙房相连部位的构造,提高纵向钢筋的配筋率,用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降并引起结构内力。
3 混凝土结构后浇带的施工需注意的问题
总结工程实践,本文认为在处理防空地下室钢筋混凝土结构后浇带施工时,应注意的问题。
3.1施工前的技术交底工作
1)后浇带的平面位置,断面形式及接缝防水处理的做法。当施工图纸中设计明确时,必须依照设计要求施工。当设计不明确,施工确需设置时,必须依照防空地下室后浇带设置的原则和规范要求,施工单位预先确定设置方案,报监理后按设计审核确认实施,不能施工到位时临时决定处理。
2)后浇带内的结构主筋在后浇带内的处理方式,是连续或是断开,要根据确定的处理方式,有针对性地提出处理要求,确保后浇带带内的主筋满足结构技术要求规定。
3)对后浇带的模板及支撑要求。后浇带跨内两侧的模板及支撑体系应一次性安装成型到位,并且使用独立支撑系统,以方便后续施工。同时,必须待后浇带混凝土浇筑并养护好后,方可按从上到下的顺序原则
拆除模板支撑,以确保建筑结构均衡承载受力不被破坏,混凝土表面不开裂表面平整。
3.2 确保施工质量
1)对混凝土浇筑前后浇带带内的保护工作要求。对后浇带部位的基础、底板、墙体、顶板应加设临时护栏围护,以免施工过程中不必要的垃圾、材料等的堆放,造成后浇带处的应力传递而减弱约束应力的释放。也可加设临时挡水带或集水井等,以防止后浇带处的钢筋污染,并及时清理后浇带接口缝和带中积水和建筑垃圾。
2) 做好工程所用各种原材料和混凝土配合比的检测及试验,确保满足对后浇带的设计质量要求。
3)后浇带带中的结构主筋在带中连续通过时,确因调整困难需要在带中断开,要首选机械连接或焊接,并必须满足同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%的规范要求。在制安后浇带跨内钢筋时,应加密拉结筋、支撑筋、保护层垫块;在浇筑两侧混凝土时要对称浇筑,以保证后浇带内主筋不走形不移位。
4) 后浇带两侧接缝处宜采用钢筋支架钢丝网隔断,制安钢丝网片时必须绷紧钢丝网,钢丝网片与钢筋支架必须绑扎结实、牢固,以便于施工及保证断面企口成型。并要求在后浇带两侧混凝土浇筑后终凝前,把流淌到带内的混凝土浆块敲碎,以便后期清理干净。
5)后浇带接缝处止水带的处理。防空地下室后浇带接缝处不宜留成直槎;止水带的埋设形式有:遇水膨胀止水带、橡胶止水带、钢板止水带等埋设。选择钢板止水带止水安装时,钢板止水片接头必须搭接焊接,搭接长度≥50mm,搭接处四个方向需满焊接,焊接处无渣、咬肉、气泡等,以确保后浇带接缝处不渗水漏水。
6)保证混凝土浇筑质量
①带内混凝土必须较两侧混凝土强度高一个等级且具有微膨胀效应,必须预先做好配合比试验并满足设计要求,有抗渗要求时还应做抗渗试验。控制好带内混凝土浇筑时间,设计明确时,按设计要求。设计没明确时,掌握原则是:伸缩后浇带视先浇部分混凝土浇捣完60天之后,最少不能低于40天;沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后进行,或者根据沉降观测数据,当高层建筑结构施工到一定高度时,高层建筑的沉降量较小并且相对较稳定时,预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时,浇筑混凝土。
②浇捣后浇带内混凝土之前,应做好钢筋的除锈工作。同时,将带内两侧混凝土凿毛,将带内杂物清理干净,并用水冲洗施工缝,排除表面积水,两侧表面混凝土保持湿润24小时。在浇筑时,在界面处涂刷与带内混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆,以确保后浇带内混凝土与先浇捣的混凝土连接良好。并掌控好后浇带的环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度。严格按配合比计量进行搅拌;混凝土应搅拌均匀,避免产生局部过大过小的膨胀,影响工程质量。
③混凝土振捣时,应限制振捣器与模板的距离,避免强振与贴边框,适当延长振捣时间,以保证混凝土的密实性,避免形成贯穿通缝。当采用钢丝网做隔断时,钢丝网片之间的接口及两侧保护层的接口必须封闭,要特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。有必要时可采用钢钎捣实垂直施工缝处的混凝土,以提高混凝土密实性和抗裂性。在混凝土初凝后应用木抹子抹平混凝土表面,并压光数遍,减少表面裂缝产生。
4 结束语
综上所述,防空地下室工程钢筋混凝土结构后浇带的设置,是解决防空地下室结构工程中混凝土收缩、地基差异沉降、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题的有效技术措施。同时,结合防空地下室结构的特点,把握防空地下室设置后浇带的设计规范规定和原则,注重施工质量和技术措施,同时,运用技术手段,我们就能在平战结合防空地下室设计施工中,有效地预控结构变形缝的产生,减少工程额外的投入,确保防空地下室的防护功能不受影响,达到满足平战两用功能的作用和效益。
一、概述
少筋混凝土结构是指配筋率低于普通钢筋混凝土结构的最小配筋率、介于素混凝土结构和钢筋混凝土结构之间的一种少量配筋的结构,简称少筋混凝土结构,也称为弱筋混凝土结构。
这类结构在水利工程设计中是难于避免的,有时,它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲,只要允许素混凝土结构的存在,必定会有少筋混凝土结构的应用范围,因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。
凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土,水工混凝土多数为大体积混凝土,水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中,如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等,在外力作用下,一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求,结构应有足够的自重;另一方面,还应满足强度、抗渗、抗冻等要求,不允许出现裂缝,因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计,常需配置较多的钢筋而造成浪费,若按素混凝土结构设计,则又因计算所需截面较大,需使用大量的混凝土。
对于这类结构,如在混凝土中配置少量钢筋,在满足稳定性的要求下,考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用,就能减少混凝土用量,从而达到经济和安全的要求。因此,在大体积的水工建筑物中,采用少筋混凝土结构,有其特殊意义。
关于少筋混凝土结构的设计思想和原则,我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。
二、规范对少筋混凝土结构的设计规定
对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上,这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)(下文简称规范)有关最小配筋率的规定,摘录并阐述如下:
1.一般构件的纵向钢筋最小配筋率
一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时,最小配筋率应适当增大。
2.大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率
截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构,其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即
1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为:
ρmin=ρ0min ()
也可按下列近似公式计算:
底板 ρmin= (规范9.5.2-1)
墩墙 ρmin= (规范9.5.2-2)
此时,底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制,但应配置适量的构造钢筋。
2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为:
ρ'min=ρ′0min ()
按上式计算最小配筋率时,由于截面实际配筋量未知,其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出,需先假定一配筋量经2—3次试算得出。
上列诸式中 M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值;
e0——轴向力至截面重心的距离,eo=M/N;
Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力;
b、ho——截面宽度及有效高度;
fy——钢筋受拉强度设计值;
γd——钢筋混凝土结构的结构系数,按规范表4.2.1取值。
采用本条计算方法,随尺寸增大时,用钢量仍保持在同一水平上。
3.特大截面的最小配筋用量
对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件,规范规定:如经论证,其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制,钢筋截面面积按承载力计算确定,但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。
规范对最小配筋率作了三个层次的规定,即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定;对于截面厚度较大的板、墙类结构,则可按规范9.5.2计算最小配筋率;对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。
为慎重计,目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率,对于其他结构,则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算,以避免因配筋过少,万一发生裂缝就无法抑制的情况。
经验算,按所建议的变化的最小配筋率配筋,其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构,为控制裂缝不过宽,宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05%。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时,则可仅配构造钢筋。
三、规范的应用举例
例1 一水闸底板,板厚1.5m,采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋,每米板宽承受弯矩设计值M=220kN/m(已包含γ0、φ系数在内),试配置受拉钢筋As。
解:1)取1m板宽,按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。
αs= ==0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
计算配筋率ρ= = =0.041%
2)如按一般梁、柱构件考虑,则必须满足ρ≥ρmin条件,查规范表9.5.1,得ρ0min=0.15%,
则 As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)现因底板为大尺寸厚板,可按规范9.5.2计算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
实际选配每米5Φ18(As=1272mm2)
讨论:1)对大截面尺寸构件,采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋,本例为1:1130/2175=1:0.52。
2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m,按规范9.5.2计算的ρmin变为:
ρmin===0.0461%
则 As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可见,采用规范9.5.2计算最小配筋率时,当承受的内力不变,则不论板厚再增大多少,配筋面积As将保持不变。
例2 一轴心受压柱,承受轴向压力设计值N=9000kN;采用C20级混凝土和I级钢筋;柱计算高度l0=7m;试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。
解:1) b×h=1.0m×1.0m时,轴心受压柱承载力公式为:
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7<8,属于短柱,稳定系数φ=1.0,
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%,对一般构件,应按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2) b×h=2.0m×2.0m时,若仍按一般构件配筋,则
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
现因构件尺寸已较大,可按规范9.5.3计算最小配筋率:
ρmin′=ρ0min′()
式中因实际配筋量As′尚不知,故需先假定As′计算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+ fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106 N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106 N
Abstract: The standard aseismatic design buildings in order to achieve the "small earthquakes not bad, the shock of repairable and of the 3-level design goal, design with the small earthquakes and the seismic elastic carrying capacity calculation of the ductility of the combined method of structure. In the current specification for on the seismic design of reinforced concrete structure, based on the analyses of the requirements, and puts forward the seismic design of reinforced concrete structures of the basic method, and finally how to improve the seismic behavior of reinforced concrete structure puts forward some Suggestions.
Key Words: architecture; reinforced concrete structure; seismic; design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
0、引言
地震作为一种常见的地质灾害,它是由于地壳在运动过程中产生大量的能量并释放出来导致对地表的破坏的一种地质运动现象。据相关数据统计,在全球范围内,每年大概要发生550万次的各种级别的地震。导致地震发生的原因主要包括这样几种:其一,最多的一种是由于地层深处大块的岩石由于错动、破裂等而导致的构造性地震;其二,由于火山爆发而诱导产生的地震;其三,地下开挖的矿井或者是地下岩洞由于塌陷而导致的地震;其四,油田的注水以及水库的泄洪等引发的地震;其五,爆炸或者是地下的核爆炸实验等导致的地震。地震的发生将给地表建筑带来严重的破坏,为了保证居民的生命与财产安全,有必要对建筑的混凝土结构抗震设计进行研究,以提高建筑的抗震能力,保证人们生命与财产的安全。
1、钢筋混凝土结构抗震设计规范
当前,我国施行的是最新的《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010),它在对建筑的混凝土结构抗震设计进行规定时,要求:在对规范进行使用时,首先要确定规范所应用的有效范围和条件,之后要进行必要的结构计算与构造措施,对建筑的结构与构件进行设计,最终使之满足计算与构造的基本要求。总的来说,规范中要求的就是要采用小震弹性承载能力计算和抗震的延性结构构造相结合的方式来对混凝土结构进行针对性的设计,保证其抗震能力达到最优。
2、钢筋混凝土结构抗震设计的基本方法
2.1 钢筋混凝土结构抗震设计的基本途径
我国对于建筑结构的抗震设计基本途径以及概念设计是建立在钢筋混凝土结构的抗震设计基础之上的。它是结合地震的具体形式以及建筑的抗震设计等的相关工作经验而形成基本的设计理念与设计途径。抗震概念设计是根据地震灾难和工程经验等因素形成的基本设计经验和设计理念,最后结合相关必要的抗震计算以及构造等措施。通常而言,进行抗震的概念设计主要做到下面几点:
一,在进行建筑结构的抗震设计时,应该具有科学合理的建筑结构计算简图以及地震作用力的传递路径。尤其是在进行具体结构的布局时,尤其要避免局部构件的破坏而导致结构整体的坍塌等问题;
二,建筑的外形设计必须力求简单、对称和规则,而且要求其质量与刚度等的变化要均匀合理;
三,要保证建筑各个局部受力体之间要有可靠的连接,这样可以保证地震力能够进行有效的传递;
四,对于建筑中所包含的非结构型构件,诸如隔墙、维护墙要与建筑的结构主体有可靠的连接;
五,整个建筑的抗震结构在设计的过程中要保证其支撑系统在受到地震力作用时能保持良好的稳定性。
2.2合理选取钢筋混凝土结构抗震设计体系
在对钢筋混凝土结构进行抗震设计时,我们主要采用的结构体系有:框架结构、抗震墙结构以及框架-抗震墙结构。
其中,框架结构的特点是结构自身重量轻,适合于要求房屋内部空间较大、布置灵活的场合。整体重量的减轻能有效减小地震作用。如果设计合理,框架结构的抗震性能一般较好,能达到很好的延性。但同时由于侧向刚度较小,地震时水平变形较大,易造成非结构构件的破坏。结构较高时,过大的水平位移引起的P-效应也较大,从而使结构的损伤更为严重,故框架结构的高度不宜过高。
抗震墙结构的特点是侧向刚度大,强度高,空间整体性能好。然而,由于墙体多,重量大,地震作用也大,并且内部空间的布置和使用不够灵活。此结构比较适合于住宅、旅馆等建筑,因这类建筑墙体较多,分隔较均匀,使承重结构和围护结构达到较高程度的统一。
而框架-抗震墙结构是将前面两种结构相结合,形成一种能同时承受竖向荷载与侧向力的抗震结构体系。框架结构易于形成较大的自由灵活的使用空间,以满足不同建筑功能的要求;抗震墙则可提供很大的抗侧刚度,以减少结构在风荷载或侧向地震作用下的侧向位移,有利于提高结构的抗震能力。总而言之,框架-抗震墙结构的特点是在一定程度上克服了纯框架和纯抗震墙结构的缺点,发挥了各自的长处,刚度较大,自重较轻,平面布置较灵活,并且结构的变形较均匀。因此,框架-抗震墙结构具有很宽的适用范围,在办公楼、旅馆等公共建筑中得到了广泛的应用。
3、提高钢筋混凝土结构抗震性能的策略
3.1 选择合适的场地
选择建筑场地时,应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震地段做出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效的措施。
3.2 结构平立面布置要均匀、规则
建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。
3.3设计成延性结构
延性是指构件和结构屈服后,具有承载力不降低或基本不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。当设计成延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形虽然会加大,但结构承受的地震作用不会很快上升。延性框架的抗震设计原则有强柱弱梁、强剪弱弯、强核心区、强锚固等,延性抗震墙的抗震设计原则有强墙弱梁、强剪弱弯、加强重点部位等等。除上述设计原则外,还要进行结构概念设计。可以说,从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤
都贯穿了抗震概念设计的内容。
3.4 设置多道抗震防线
在进行结构抗震设计时,除了合理选择结构体系外,还宜设置多道抗震防线。所谓多道防线,通常指的是:第一,整个抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。第二,抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部赘余度,有意识地建立起一系列分布的塑性屈服区,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,一旦破坏也易于修复。
3.5 重视薄弱层(部位)及非结构构件的设计
在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,是提高结构总体抗震性能的有效手段。非结构构件的地震破坏会影响安全和使用功能,应进行抗震设计。处理好非结构构件和主体结构的关系,可防止附加灾害,减少损失。
3.6逐步推广抗震性能化设计
建筑的抗震性能化设计,立足于承载力和变形能力的综合考虑,具有很强的针对性和灵活性。针对具体工程的需要和可能,可以对整个结构,也可以对某些部位或关键构件,灵活运用各种措施达到预期的性能目标——着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。
参考文献:
[1] 《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
[2] 李国强等 《建筑结构抗震设计》[J] 中国建筑工业出版社
中图分类号: TU97 文献标识码: A
在现代建筑中,混凝土结构以其强度高、耐久性好、坚固抗震等优点获得了广泛的应用,并且近年来一些新材料、新技术的逐步应用,在很大程度上提高了混凝土结构的施工效率,减少了施工成本,但是在建筑设计中依然存在一些不合理的现象,因此必须进行优化,才能促进建筑行业的可持续发展。
一、高层建筑混凝土结构的基本要求和类型。
建筑因其高低的不同,它承受力的大小和方向也是不同的。对高层建筑来说,建筑结构承受力的方向同时有水平和竖向两种力的作用。这与低层建筑是不同的,低层建筑结构承受的力方向主要是竖向的荷载,水平力的作用对结构的影响不大。[1]水平荷载不仅仅在高层建筑中是一种主要的荷载,而且它和竖向荷载相互影响,相互作用,共同对建筑施加影响,成为混凝土就够设计中主要考虑的因素。
考虑到高层建筑的这些特点,在混凝土的选用上就需要提高混凝土的质量和数量。首先,我们要对混凝土出厂前进行相关的技术处理,目的是减少水泥的水化热作用,这样可以降低混凝土自身的温度,保证其质量。其次,施工前必不可少的要进行一些必要的应急准备措施,以防在施工时出现意想不到的情况,以确保精心组织、精心施工,万无一失地完成任务。最后,在施工当中,最好采用预拌泵送混凝土,加大对混凝土施工细节的注意,比如混凝土施工缝等。我们讨论的混凝土结构优化设计以及节约建筑成本,都应该在达到高层建筑混凝土结构的基本要求的基础之上进行。
目前我国采用的高层建筑混凝土结构按照时间的发展顺序主要以下几种[2]:
1、钢筋混凝土结构:
与钢结构相比,钢筋混凝土结构的优点在于整体性好、耐高温性强、舒适度较好、抗腐蚀强、成本低、刚度大、维护方便等。现在,随着我国混凝土技术的发展和混凝土理论(高强混凝土、钢管混凝土、钢混凝土、轻混凝土)的发展,我国的钢筋混凝土的发展已经达到了成熟阶段。在我国钢筋混凝土材料受到了很高的重视,应用在很大一部分高层建筑中。
2、组合结构:
相对于钢筋混凝土来说,组合结构更具优点。这些优点主要在于节约钢材、减少污染、提高科技含量、加快施工进程等。所以,对于高层建筑来说,组合结构可以在一定程度上取代钢筋混凝土结构,这就较少了高层建筑的横向和纵向的压力。不仅如此,组合结构在冶金、造船、电力、交通等方面也逐步开始得到应用。
3、新型结构:
相对于钢筋混凝土结构和组合结构,新型结构体系的区分标准是筒体的组成方式。新型结构体系主要有三种类型:框筒体系、筒中筒体系、多束筒体系。之所以称之为新型结构主要是因为与传统的单片平面结构相比,筒体结构可以承受更多的荷载力。在我国,筒体结构的应用并不少见,主要应用的高层建筑的特点是功能多、用途多、楼层高、层数多等。
二、高层建筑混凝土结构设计特点
与多层建筑的结构设计不同,高层建筑的结构设计需要考虑的因素更多,设计中所涉及到的问题更为复杂,设计难度更大。这是因为高层建筑不但增大了对地基基础的荷载与强度要求,同时其自身的结构构件柱、墙、梁、板的承载能力、抗震能力也都需要得到保证,只有这样才能确保建筑自身的稳定性与安全性[3]。
1、水平侧向力是影响高层建筑结构设计中关于变形设计的主要影响因素。高层建筑受到的水平力主要为日常的风荷载及地震荷载作用下产生的水平地震力。与普通多层建筑相比,高层建筑的结构中更需要考虑到侧向力对建筑结构的影响,这是因为高层建筑受到水平荷载会产生较大的水平位移,影响到建筑结构的整体稳定性和舒适性。因此在结构设计中要尤其注意考虑到这一点。
2、结构的刚度布置需适宜。有人认为在建筑结构的设计中,结构的刚度越大则其承载能力越强,抗震性能就越好。其实不然,高层建筑的结构并非是刚度越大越好,刚度及质量越大,吸引的地震力也越大,同时造价也会提高,所以高层建筑结构需同时具备一定的柔性,这样才能增大其抗震性能,保证其在外力作用下,不会因刚度和脆性过大而发生倒塌。因此在设计中应该将建筑的刚度控制在适宜的范围内,不可过大,也不可过小。这也就要求高层建筑应当具备一定的延性,同时满足建筑的承载能力和抗震能力。
三、钢筋混凝土结构优化设计应用分析
1、工程概况
某钢筋混凝土框架——剪力墙结构建筑由四层裙楼和A、B两栋高层建筑组成,地下两层为停车库和设备用房。总建筑面积约2万m2,房屋平面布置为不规则形状[4]。
2、结构设计要求
本工程采用钢筋混凝土框架——剪力墙结构,建筑结构的安全等级为二级。地震基本烈度为7度(0.1g,第二组,特征周期0.4s),抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度(0.1g,第二组)。地基基础设计等级为乙级。上部结构和负一层的框架抗震等级为二级,剪力墙为二级结构,负二层的框架抗震等级为三级。基本风压:Wo=0.35kN/m2,地面粗糙度为B类。
3、设计优化的原则
在满足结构设计现行规范和相关规定的前提下,通过大量计算和经验分析进行优化,遵循以下原则:保证结构的安全性和正常使用;保证结构具有合理的刚度,特殊部位应有局部加强;可以减小的结构构件,应进行有效的核减。
4、结构优化设计
高层框架剪力墙结构体系中,主要是水平荷载作用下,框架和剪力墙内力分配设计,其中剪力墙的设计位置和数量就是关键。
1)结构最优设防的选择
在预测地震烈度概率分析的基础下,使用专业地震安全评价报告的数据,采用模糊综合评定分析法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度,损失等级概率和震害损失的概率预估期望值,在满足最大投资期望和最大损失约束条件下,求出最优地震设防烈度值。
2)框架与剪力墙协同工作,承载力、刚度、延性能力的最佳匹配设计
框架——剪力墙结构的设计主要是结构刚度和结构延性的最佳组合。结构刚度对结构的主要影响为结构的自振周期和侧向位移,结构延性对结构的影响主要为保持承载力能力的前提下的变形能力,因此可以采用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性,按规范对层间位移量和顶点位移总侧移的限值来控制结构的刚度和延性设计。
3)框架——剪力墙结构的优化设计
框架——剪力墙结构优化设计的原则就是优化结构的各个杆件,结构模型计算时,通过一次性完成的结构构件的输入,然后逐步优化各个杆件,以达到结构杆件合适、配筋合理,节约工程造价。
4)基础优化设计
在地下室基础的初步设计工作中,原初步设计地下室基础拟全部采用筏板基础,经审核计算后,提出纯地下室基础部分采用独立基础加抗浮底板及抗浮锚杆的做法能做到节约钢筋、混凝土。同时保证结构安全,施工简便,能达到更加节省工程造价目的。
5)强化“强柱弱梁、强剪弱弯”设计理念
框架结构的柱、剪力墙设计要引起重视,要加强设计;而梁和板的配筋不宜调大,梁的设计变量主要是截面高、宽及纵向受拉钢筋的截面积和架立钢筋的截面积,优化设计主要针对以上设计变量进行优化,因此梁的截面尽量按正常值取定,少做宽扁梁,配筋率也应控制在 1.5%左右,次梁的箍筋宜分为加密区和非加密区。
四、结束语:
通过优化设计后,本工程的最终优化的结果为:节约钢筋65t,节约资金约32万元。高层建筑混凝土结构的优化设计方法多种多样,但是不论使用哪一种方法都要建立在施工的可行性的基础之上,施工技术必须严格依照设计标准。高层建筑混凝土施工技术是科学元素和技术元素的融合和应用,它的实现过程必然需要建筑施工各环节基础技术的支持和管理理论的强化。所以,设计与施工的相辅相成才是实现合理、科学节约成本的有效措施。
参考文献:
关键词:混凝土结构;教学方法;设计规范;修订内容;技术要点
中图分类号:G6420 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0053-05
中国建筑科学领域的工程结构设计规范(或标准)大约每10年修订一次,2002版《混凝土结构设计规范》[1]自颁布实施至今已有10余年,尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉树地震发生之后,2002版规范中关于工程结构设计理论、工程结构构造措施以及工程结构抗震理论存在的不足更加突显。同时,中国工程结构设计理论研究水平的不断提高,新材料的不断出现以及工程经验的不断积累,也缩短了工程结构设计规范的修订周期。2011年7月,正式颁布实施GB50010―2010《混凝土结构设计规范》[2]。新规范根据多年工程经验和研究成果,同时考虑与国际其他发达国家混凝土结构设计标准接轨,贯彻国家“四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)”政策编制而成。新规范的编制标志着中国混凝土结构的计算理论和设计水平有了新的提高;同时也对高等学校土建类专业学生如何结合新版规范进行快速知识更新,高校教师如何及时改进混凝土结构设计及相关课程教学方法提出了新要求[3-6]。
一、新版规范关于结构材料强度的修订
(一)混凝土强度的修订
新版混凝土结构设计规范删除了2002版规范4.1.4条中注1和注2的相关规定,即关于受压构件尺寸效应(现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件,如截面的长边或直径小于300 mm,则混凝土的强度设计值应乘以系数0.8)和离心混凝土的有关规定。2002版规范源于前苏联规范,最近俄罗斯规范关于此条的规定已被取消,而离心混凝土的强度设计值应按专门的标准取用,不再列
入,故新版混凝土规范将此项内容删除。另外,新版混凝土规范删除了2002版规范4.1.6条中关于混凝土轴心抗压、轴心抗拉疲劳强度设计值,以及当蒸养温度超过60℃时,计算混凝土强度设计值应提高20%的规定,因为高温蒸养引起的主要问题是裂缝,而非提高设计强度所能解决。
(二)钢筋强度的修订
新版混凝土结构设计规范4.2.2条增加了强度标准值为500 MPa的HRB500、HRBF500级高强钢筋,并规定其抗拉强度设计值(fy=435MPa)与抗压强度设计值(f′y=410MPa)分别取不同数值。加入靠控温轧制而具有一定延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRBF系列细晶粒热轧带肋钢筋,限制并准备淘汰强度标准值为335 MPa级热轧带肋钢筋的应用,立即淘汰强度标准值为235 MPa的HPB235级光圆钢筋的应用,以HPB300级光圆钢筋取代之。同时,规定了过渡方法,要求在规范的过渡期及对既有结构进行设计时,235 MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值;同时,推广强度标准值400 MPa、500 MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋。对预应力钢筋,为了补充中强空挡,增加了强度等级为1 960 MPa和大直径21.6 mm的钢绞线,补充了预应力螺纹钢筋及中强钢丝的有关设计参数,并淘汰了锚固性能差的刻痕钢丝,删除了不常用的预应力筋的强度等级和直径。
二、新版规范关于基本设计规定的修订
为了进一步完善2002版规范,保证结构的安全,增强结构的整体稳固性,提高混凝土结构抗偶然作用的能力,新版混凝土结构规范设计原则从以构件设计为主扩展到整个结构体系,补充了3.2条“结构方案”和3.6条“结构抗连续倒塌设计原则”,增加了3.7条“既有结构改造设计原则”的规定,指出结构方案设计对建筑物安全性有着决定性影响,鉴于结构防连续倒塌设计的难度和代价较大,一般结构只须进行防连续倒塌的概念设计,以定性设计的方法增强结构的整体稳固性;同时新版规范3.4.4条对构件挠度、裂缝宽度计算采用的荷载组合进行了调整,新增钢筋混凝土构件采用荷载准永久组合并考虑长期作用的影响,完善了承载能力极限状态设计内容,增加以构件分项系数进行应力设计等方面的内容。另外,新版混凝土规范3.4.1条第4款及3.4.6条还增加了楼盖舒适度的要求,并规定楼盖竖向自振频率的限值。
三、新版规范关于承载能力极限状态计算的调整修订
(一)正截面承载力计算的修订
新版混凝土结构设计规范对受弯构件正截面承载力的计算未作改动,但对受压构件正截面承载力的计算改动较大,主要是针对钢筋混凝土结构中的二阶效应问题。2002版混凝土规范在考虑P-δ效应时[7-8],对引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms和不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns不加区别,全部乘以增大系数ηs,即考虑P-δ效应时结构的弯矩为M=(Mns+Ms)ηs。新版混凝土结构设计规范在考虑P-δ效应时,对除排架结构以外的框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构及筒体结构只增大引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms,不增加不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns,即结构中的弯矩为M=Mns+ηsMs。另外,对于P-δ效应,2002版规范通过初始偏心距增大系数η来考虑P-δ效应,而新版混凝土规范6.2.3条规定偏心压力构件通过调整构件控制截面的弯矩设计值M来考虑P-δ效应(弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件,当同一主轴方向的杆端弯矩比不大于0.9且轴压比不大于0.9,同时构件的长细比满足的偏心受压构件时不用考虑P-δ效应),取消了轴向力偏心距增大系数η对二阶效应的影响。关于轴向压力在挠曲杆件中产生的P-δ效应新旧规范具体的变化如表1(以非预应力钢筋混凝土偏心受压构件为例)。
(二)斜截面承载力计算的修订
2002版混凝土结构规范关于受弯构件斜截面承载力计算公式,经过验证发现:当集中荷载对支座截面或节点边缘产生的剪力值占总剪力的75%时,分别按均布荷载和集中荷载两种情况计算的箍筋差异很大,即造成配箍不连续。因此,为了克服上述不足,新版混凝土结构设计规范6.3.4条统一了一般受弯构件与集中荷载作用下梁的斜截面受剪承载力计算公式,并调整了斜截面受剪承载力计算公式中箍筋抗力项的系数,适当增加斜截面受剪承载力的安全储备,新旧规范关于受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式如表2(以非预应力钢筋混凝土受弯构件为例)。同理,将考虑地震作用的框架梁其斜截面受剪承载力计算公式也作了相应修改。
四、新版规范关于正常使用极限状态验算的调整修订
(一)裂缝控制验算的修订
新版混凝土结构设计规范3.4.4条保留了2002版混凝土规范有关裂缝控制等级划分的规定,但对受力裂缝的控制进行了适当放松(详见新版混凝土规范第3.4.4及7.1.1条规定)。另外,在进行最大裂缝宽度wmax计算时,新版混凝土规范7.1.2条调整了计算中钢筋应力σs的计算方法,以及表7.1.2-1中关于钢筋混凝土受弯、偏心受压构件受力特征系数αcr的取值,将wmax的公式计算值适当减小。
(二)挠度验算的修订
在进行受弯构件挠度验算时,新版混凝土结构设计规范7.2.2条在受弯构件短期刚度Bs的基础上,补充提出了考虑荷载准永久组合和荷载标准组合的长期作用对挠度增大的影响,给出了刚度计算公式B=Bs/θ。另外,根据国内研究成果,在预应力混凝土构件短期刚度Bs计算公式的基础上,采用无粘结预应力筋等效面积折减系数α1,适当调整值ρ,就可将原公式用于无粘结部分预应力混凝土构件的短期刚度计算(详见新版混凝土规范第7.2.3条规定[1])。
五、新版规范关于构造规定的调整修订
(一)混凝土保护层厚度规定的修订
新版混凝土结构设计规范8.2.1条调整了钢筋保护层厚度的规定,从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑,不再以纵向受力钢筋的外缘计算,而以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算混凝土保护层厚度。修订后的保护层厚度实际上比原规范的规定有所增加,一般情况下略有增加,而恶劣环境下增加的幅度较大,新旧规范关于混凝土保护层最小厚度c的对比如表3。从表3可以看出,新版规范中关于混凝土保护层的厚度无论从数值上还是具体计算规定上都明显增大,充分考虑了混凝土结构的耐久性要求,新增设计使用年限100年的结构,其保护层厚度取相应类别使用年限为50年的1.4倍,同时细化环境类别,将原规范中的环境三类细化为三a、三b两个子类,并进一步加大恶劣环境下混凝土保护层厚度的取值。
(二)关于钢筋锚固长度规定的修订
新版混凝土结构设计规范8.3.1条对基本锚固长度的计算公式未作改动,但明确了钢筋的锚固长度la=ξalab,其中修正系数ξa根据锚固条件取用,同时在计算基本锚固长度lab时,删除了原规范中锚固性能较差的刻痕钢丝。由于2002版规范中关于混凝土强度最高等级取C40偏于保守,故新版规范将混凝土最高强度等级提高到C60,以提高锚固的性能。
六、新版规范在混凝土课程教学过程中的新要求
新版混凝土规范自2011年7月颁布实施以来,已经有近一年,而目前中国高校所使用的教材多数是在2002版规范基础之上编写而成,如何将教学内容与新规范相结合是目前混凝土任课教师亟待解决的问题,笔者认为在教学的过程中将重点从如下几个方面入手。
一是,改变以教材为主要参考资料而较少阅读和学习《规范》的传统教学方法,提高学生解决结构实际问题的综合能力。强调实践性教学环节,包括到施工现场参观的认识实习、课程设计及综合技能训练等。在混凝土结构课程开课前,让学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件以及框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式形成初步感性认识,并借以引发和提高学生学习混凝土结构课程的兴趣。
二是,改变以往授课过程中只重视单个构件的设计,轻视整体结构设计的教学思想,补充“结构方案”和“结构抗倒塌”设计方面的内容。使学生了解和掌握结构系统概念,了解课程的主要层次关系,从全局把握学习重点,理清学习思路,建立结构整体系统概念,理清各部分之间的关系,为课程学习建立总体框架。
三是,注意新旧规范关于混凝土和钢筋两种材料在强度和级别方面的修订和增补原因。目前,由于规范处于过渡阶段,故应重点向学生讲明混凝土和钢筋两种材料的级别调整和增补原因,纠正以往对钢筋等级(例如Ⅰ级钢、Ⅱ级钢、Ⅲ级钢等)的提法,而应以规范规定的提法为准,同时提醒学生关于两种材料强度的调整规定。
四是,关于单个构件承载能力极限状态中受弯构件斜截面受剪承载力和偏心受压构件正截面承载力计算新旧规范的对比,以及新规范修改的原因,在授课时引用《规范》中的条文进行讲解。这样可以让学生在理解课堂教学知识的同时,进一步熟悉《规范》规定的原因以及依据。
五是,注意钢筋混凝土和预应力混凝土构件在正常使用极限状态下裂缝宽度和挠度验算的变动;授课过程中应注重钢筋混凝土构造和钢筋混凝土结构构件(如板、梁、柱)有关内容的变化。构造措施是人们在长期实践经验基础上总结而成的,是防止因计算考虑不周全而造成结构构件开裂、破坏,或者是保证结构构件在使用和施工上的需要而采用的,构造措施在混凝土结构设计中非常重要,大多数抗震设计的相关问题都是通过构造措施得以
保证,因此一定要引起足够重视。
七、结语
混凝土结构是中国工业与民用建筑采用最多的一种结构形式。混凝土结构设计是目前高校土木工程专业非常重要的一门专业课程。新版混凝土规范在高强高性能材料的应用、结构分析内容的扩展以及实现与国际接轨等方面都有了很大进步,同时新规范更加侧重房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法的统一,这与“大土木”专业设置要求和土木工程专业“宽基础、多出口”的培养目标更加吻合。笔者仅介绍了规范与本科教学有关的主要修订内容,并以此提出教学新要求,以期抛砖引玉,共同推进混凝土结构设计课程教学的改革。
参考文献:
[1]GB50010―2002混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2] GB50010―2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
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[7] 徐有邻,周氐.混凝土结构设计规范理解与应用[M].北京:中国建筑工业出版,2002.
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Teaching of concrete structure design course
LI Fengchen1,2, ZHANG Lina1,2, XU Chi2, YI Pinghua1
( 1.College of Civil Engineering and Architecture, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, P. R. China;