時間:2023-03-17 18:09:53
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會議收到論文報告58篇并印發(fā)了文集,有140人參加會議,在第一天的大會和第二天的分組會上分別有17位和26位專家作了報告,另外還安排了半天時間進行自由發(fā)言和討論。會議氣氛熱烈,取得了預期的效果,不同觀點之間也進行了較為充分的交流。
鑒于這一會議的論壇性質,以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納,提交與會專家考慮并審議。
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設置及運用相關聯(lián)。
1.我國結構設計規(guī)范的安全設置水準
對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規(guī)范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
1.1構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規(guī)范規(guī)定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數(shù),后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規(guī)范)中稱為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規(guī)范)中稱為分項系數(shù),體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大,表明安全度越高。我國建筑結構設計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結構自重)的分項系數(shù)分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.7和1.4,英國1.6和1.4;這樣根據(jù)我國規(guī)范設計辦公樓時,所依據(jù)的樓層設計荷載(荷載標準值與荷載分項系數(shù)的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據(jù)以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數(shù)有關)卻要比英美規(guī)范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結構設計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(shù)(我國規(guī)范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國設計規(guī)范所設定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設計墨守陳規(guī),在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創(chuàng)新。
1.2結構的整體牢固性
除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,或者說是結構不應出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導致整棟樓的連續(xù)倒塌,也是房屋設計牢固性不足的表現(xiàn)。
1.3結構的耐久安全性
我國土建結構的設計與施工規(guī)范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環(huán)境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規(guī)范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
2.調整結構安全設置水準的不同見解
我國結構設計規(guī)范的安全設置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關。但是,能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產(chǎn)與生活需求,而且業(yè)已歷經(jīng)了較長時間的考驗,這是國內(nèi)土建科技人員經(jīng)過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現(xiàn)在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎設施建設要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內(nèi)近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調整外,總體上不必變動。
2)認為我國規(guī)范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規(guī)范有關規(guī)定,即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用,表明這些規(guī)范規(guī)定的水準仍然適用;但是理想的“三正常”很難做到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要,在物質供應條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。
3)認為我國規(guī)范的安全設置水準應該大體與國際水準接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎設施工程出現(xiàn)事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重,而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程(特別是建筑工程)造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低,材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要,但決不是沒有風險,如果規(guī)范的安全水準較高,曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務,安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣,由于我們的施工質量總體較差,結構的安全性依然會有差距。
3、結構設計規(guī)范的概率可靠度設計方法
自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統(tǒng)一標準以來,我國的建筑結構設計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設計方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規(guī)范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經(jīng)過國內(nèi)科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規(guī)范,在國際學術界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢,但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結構設計規(guī)范已直接采用了可靠度設計方法,至今仍采用多安全系數(shù)設計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國,對于建筑結構設計規(guī)范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結構設計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法,雖然工程設計界頗有微詞,但學術界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規(guī)范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規(guī)范可靠度方法的意見分歧。
對我國規(guī)范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步,可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學、更合理,當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷,有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為,結構設計規(guī)范所面向的是類型多樣的復雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜,并不是“從統(tǒng)計數(shù)學觀點出發(fā)的概率定義”所能科學描述或處理;規(guī)范可靠度方法在我國十多年的實踐表明,它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現(xiàn)行設計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。
二、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內(nèi)結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結構工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結構由混凝土建造。混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題,并非我國所特有,但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。
長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期,發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎設施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內(nèi)就出現(xiàn)劣化;據(jù)1998年美國土木工程學會的一份材料估計,他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內(nèi)基礎設施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無,而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應對措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求,對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內(nèi)按這種標準設計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。我國建設部于80年代的一項調查表明,國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現(xiàn)問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害,東北地區(qū)一條高等級公路只經(jīng)過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料,密實度和抗?jié)B性差,不耐地下水與機車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴重;對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴重,并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運行,而1999年頒布的鐵路隧道設計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當?shù)膶Σ撸邕m當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內(nèi)的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結構在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護層厚度。
有專家估計,我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續(xù)20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。
使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質量的均勻性。
2)工程施工單位不適當?shù)丶涌焓┕みM度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證,早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質量有遭到損害的可能。
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。
當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段,國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段;又如,希望加大水泥用量來保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。
重視混凝土結構的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業(yè)廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應有150年。
2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規(guī)定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規(guī)范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構的資質認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關部門能加大已建工程維修的費用。
為加速路橋等公共工程建設,國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能,對于設計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
三、技術規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對于土建結構工程技術規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
長期以來,受計劃經(jīng)濟體制的影響,我們往往視技術規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術規(guī)范或規(guī)程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設計、施工企業(yè))認同作為設計與施工的依據(jù)并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規(guī)范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創(chuàng)新,這與以往過分強調規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關聯(lián)。我國的技術規(guī)范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術規(guī)定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業(yè)務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強技術規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑。現(xiàn)在,有關主管部門將建筑結構設計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業(yè)設計單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐敗;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規(guī)范設計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關系。從設計角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規(guī)范強制條文的要求最為容易,為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設計應規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。我國幅員廣闊,各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡,技術力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導下,根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規(guī)范標準上,要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規(guī)范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統(tǒng)管并指定有關企事業(yè)單位分別承擔每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經(jīng)費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
發(fā)達國家有關土建結構工程的規(guī)范及與之配套的各類技術標準多由行業(yè)協(xié)會或專業(yè)學會編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協(xié)會重復設置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠,如何發(fā)揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關的學會、協(xié)會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關部門考慮的建議
為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現(xiàn)代化建設和國民經(jīng)濟會蒙受巨大損失,并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來長期困擾。
建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節(jié)與論證;
建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內(nèi)對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持;
建議國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關法規(guī)標準給以立項資助;
建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯(lián)絡國內(nèi)有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質認證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費的比例。
3、完善技術標準體系與管理體制,發(fā)揮學會、協(xié)會在技術標準編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術規(guī)范條文的強制性質;鼓勵編制地方性規(guī)范(標準)和企業(yè)標準,適應不同地區(qū)在環(huán)境地質和經(jīng)濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創(chuàng)新和技術進步。
在利用混凝土施工技術時應當注意嚴重控制混凝土的溫度應力,避免混凝土結構因溫度差異,致使混凝土結構受溫度應力作用而出現(xiàn)裂縫問題。對于混凝土施工中,混凝土溫度應力控制需要注意的方面有:嚴格控制水泥質量。水泥是構成混凝土重要原材料之一,其能夠發(fā)生水化反應。水泥水化反應過程中,會釋放大量的熱量。當大量的熱量存在混凝土的內(nèi)部結構中時,處理不當,容易導致混凝土產(chǎn)生溫度應力。在選取水泥材料時應當對水泥水化反應進行測試,確定水泥水化反應程度,從而選擇水化反應程度較低的高質量水泥。重點控制混凝土溫度。外界溫度過高或過低,都可能影響混凝土澆筑溫度,促使混凝土結構受溫度應力作用。所以,在進行混凝土結構澆筑之前,一定要確定當前外部溫度,盡量避免在高溫下進行混凝土結構澆筑作業(yè)。如若一定要在高溫環(huán)境下進行混凝土澆筑,需要采取綜合降溫措施,盡量保持混凝土澆筑相對穩(wěn)定的溫度下作業(yè)。
(二)降低地基對混凝土的約束力
在實際工作中,降低地基對混凝土的約束也是混凝土結構施工中需要注意的問題,如若地基的約束力作用在混凝土結構上,也會降低凝土結構施工質量。
(1)進一步降低混凝土內(nèi)部約束力為了保證混凝土結構施工質量不受混凝土內(nèi)部約束力的影響,在應用混凝土施工技術時一定要估算混凝土結構內(nèi)部溫度。在具體施工過程中,注意控制混凝土結構內(nèi)部溫度,如若出現(xiàn)溫度超過估算范圍時,應當采用覆蓋法或蓄水發(fā)法等來降低混凝土結構內(nèi)部溫度。
(2)減少外部地基約束力在土木工程建筑混凝土結構施工過程中,應用混凝土施工技術進行混凝土澆筑時作用在地基上的作用力較大,會增加地基需要承受的壓力,相應的地基約束力將會作用在混凝土結構上,促使混凝土結構施工質量降低。對此,在混凝土結構澆筑時盡量采用滑動層澆筑,通過滑動澆筑,緩解低級所承受的作用力,相應的降低地基外部約束力,確保混凝土結構施工質量達標。
(三)結束語
關鍵詞:土木工程;結構設計;安全性
1土木工程結構設計概述
土木工程的結構設計在設計過程上大致可以劃分為三個階段,即結構方案階段、結構測算階段、施工圖設計階段。在結構方案階段中,主要是根據(jù)要施工的地區(qū)的地質勘測報告設計相應的工程公安,包括抗震防裂程度、工程高度、工程結構形式等等。當工程設計方案相對確認下來狗,就根據(jù)方案的具體要求進行下一步的布置和測算工作。在結構測算過程中,主要是對工程負載的情況進行計算。包括外部負載和內(nèi)部負載的計算。負載的計算主要根據(jù)負載的要求確定相應工程配件的使用,根據(jù)組合值系數(shù)和標準值系數(shù)的測定來確定施工參數(shù),構造施工措施要求。對于內(nèi)力的測算,來完成構件截面參數(shù)的確定。內(nèi)力的測算要根據(jù)構件截面、負載值確定。這包括彎矩、剪力、扭矩等等。最后,根據(jù)構建的計算、要根據(jù)之前確定的內(nèi)力計算的要求,保證測算構件是否達到了相關要求。這時也可針對需求對構件截面參數(shù)加以調整。在施工圖設計階段,就是根據(jù)前兩步的結構方案設計階段、結構測算階段,進行施工圖的設計。在此過程中要將設計者的要求和設計意圖通過圖紙表達出來,施工圖是施工的依據(jù),施工圖中要包括建設項目各部分工程的詳圖以及零件使用、、結構部件明細表、驗收標準方法等。民用的工程施工圖應具備設計圖紙、包括圖紙目錄必要的設備、材料表、工程預算書。施工圖設計文件,應滿足設備材料采購,非標準設備制作和施工的需要。
2土木工程結構設計中存在的問題
土木工程結構設計中存在的問題主要集中在兩個方面、一方面是專業(yè)角度的問題、另一方面是安全角度的問題,下面將分別從這兩個方面進行闡述。從專業(yè)角度來說在土木工程設計中,箱、筏基礎底板挑板的設計過程、梁、板的跨度計算、摩擦角區(qū)域的處理、抗震縫距離的設計、基礎板厚度的確定都需要進行測算考量。對于箱、筏基礎底板挑板的設計,首先要假設出挑板可以將邊跨底板鋼筋進行調整,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。從土木工程建設角度來說,如果取消挑板,能夠方便柔性防水的處理,在建設多層建筑時,結構設計中可兼顧到下層建筑。梁、板的跨度計算中,梁、板的跨度計算計算跨度,又叫計算長度,應當根據(jù)計算時要求、構件的組成形式、支承端約束剛度、支承反力等因素綜合考慮,摩擦角區(qū)域的處理,內(nèi)摩擦角,是土的抗剪強度指標,是工程設計的重要參數(shù)。基層開挖時,會應用到摩擦角區(qū)域處理的問題,如果魔草叫區(qū)域中邊基地的土會受到影響較小,不會反彈。但中心部位,基土反彈情況較為明顯,回彈部分需要人工進行清除。抗震縫距離的設計中,主要通過增加抗震縫的距離來對地震時產(chǎn)生的結構碰撞的風險降低。基礎板厚度的確定要根據(jù)房間設計的不同大小來選定相應的基礎板厚度。如果基礎板的厚度都按照大房間的標準進行設計、勢必會造成浪費。如果都按照小房間的標準進行設計則會造成安全問題。所以實際的應用中,通常是在大房間中墊聚苯,小房間設定基礎板的厚度。從安全角度來說,目前土木工程設計中存在的問題有:(1)工程設計規(guī)范的安全水平比較低,與國際同類作業(yè)相比,由于沒有設定規(guī)范的視屏問題,會造成工程施工的進行難度的加大,最終導致了施工質量較低;(2)工程設計規(guī)范的整體牢固性差;(3)土建結構工程的耐久安全性差、正確使用與維護意識相對較差。
3加強土木工程建設的建議和對策
從具體而言可以從兩方面進行考慮:從設計的安全性上,應從管理首要保證設計的安全性,盡量選擇資質等級較高、管理先進、實力雄厚的設計單位進行設計、這樣就可以掌握先進的設計方法和設計理念,設計設備也會較好、設計人員的素質和專業(yè)能力強、設計經(jīng)驗豐富,設計出的建筑安全性較高。再設計時也要加強理論學習,使設計人員和施工人員對于設計理論和設計標準能夠很好的掌握。對于設計過程中,涉及到工程造價、工程量的統(tǒng)計、計算、所以在此類工程量計算過程中,要嚴謹、認真,對于每一筆數(shù)據(jù)都要認真核對。設計圖紙要詳細,以便施工者能夠根據(jù)設計圖紙準確掌握設計意圖,從而進行施工,這樣能夠降低因圖紙問題造成的施工不明確的現(xiàn)象,避免了事故的產(chǎn)生。在施工過程中,要注意過程監(jiān)管,設計單位與施工單位要保持聯(lián)系,對于設計圖紙中不明確的問題,要進行及時的溝通和設計核對,以便發(fā)現(xiàn)錯誤。設計人員對于施工人員提出的建議,要給予足夠的重視。從土木工程行業(yè)標準角度來說,要根據(jù)全面性因素來對土木工程結構設計的方案進行評估。因為土木工程的方案是工程實施的基礎,對設計方案的評估要滿足安全性、經(jīng)濟型合理性。等等。可通過對設計方案屏蔽、論證的方法,提高設計的水平。設計過程中,不一味的追求標準圖,雖然采用標準圖能夠減輕工作量,加快設計進度,但為了保證設計的安全性,設計人員應該認真的對設計方案進行審核,對于可能存在壓縮費用的過程進行仔細的成本核算,在保證基礎、滿足行業(yè)標準的前提下,保證設計的合理性、高效性、創(chuàng)新性。
4總結
本文首先對土木工程設計的基本情況進行了概要闡述,根據(jù)工程設計的幾個階段展示了土木工程的工作范圍和工作要求。之后提出了現(xiàn)階段我國土木工程設計中還存在的問題,從具體設計過程和安全性兩個角度提出了相關的問題。最后在此基礎上,根據(jù)存在的具體問題對土木工程的建設提出了建議和相應的對策。本文的研究對我國土木工程結構設計的發(fā)展提供了一種新的思路。
作者:董旭 單位:徐州工業(yè)職業(yè)技術學院
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【關鍵詞】建筑結構 結構設計 問題
雖然我國建筑事業(yè)已經(jīng)取得了不錯的發(fā)展,建筑技術和設計方面水平都得到了不斷提升,但建筑結構設計中還是存在一些問題需要設計師去注意并解決,只有不斷糾正和解決結構設計中的問題才能保證建筑結構的穩(wěn)定性,保證建筑工程質量。下面就結合工作實際中遇到的一些問題做如下探討。
一、 地基承載力深度修正的問題
設計不超過 20 層的高層、多層建筑時,我們經(jīng)常直接選擇樁基的基礎形式,其實在非軟弱土地區(qū),應首先探討采用天然地基的可行性,以利于降低基礎造價,合理地確定地基承載力值就顯得尤其重要,《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2011)規(guī)定:地基承載力特征值應按下式進行修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5),而在地基承載力值的組成中,深度修正部分占有較大的比重。這對于主裙樓一體結構,在進行主樓地基承載力計算時,因裙樓基礎的有利及不利影響,如何合理地確定用于深度修正的深度值 d 尤為重要。規(guī)范在 5.2.4 條條文說明中這樣規(guī)定“對于主體結構地基承載力的深度修正,宜將基礎底面以上范圍內(nèi)的荷載,按基礎兩側的超載考慮,當超載寬度大于基礎寬度的兩倍時,可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深,基礎兩側超載不等時,取小值。”這就要求設計人員在進行具體工程設計時,應根據(jù)此條的要求,結合工程實際情況合理地確定承載力深度修正所采用的埋深
值 d,但設計人員對此認識卻并不一致,經(jīng)常有困擾。最常見的是高層主樓帶地下車庫這種類型.
(1)當高層主樓采用筏板或箱型基礎時,在主樓縱、橫兩個方向上,若 B1、B2 均大于 2B0,才能考慮裙樓荷載對地基土產(chǎn)生的超載作用,將超載折算成土體厚度 d2,(兩側超載不同時,取小值),此時 d=d0+d2,若 b1、b2 中有一值大于 2B0,而另一值小于 2B0 時,或均小于 2B0 時,裙樓荷載作為超載折算為土體厚度 d2,當 d=d0+d2≥d1 時,取 d=d1,當 d=d0+d2
(2)當主樓采用柱下獨立基礎加防水板的形式時,則靠近地下室一側的基礎可考慮土的超載作用,d 的取值同 1,但主樓內(nèi)的其他基礎的埋深 d=d0。合理確定用于深度修正的基礎埋深值 d,從而確定主體結構的地基承載力值 fa,這樣才能使結構的基礎設計達到合理經(jīng)濟,最優(yōu)化。
二、 主次梁節(jié)點設計問題
我們在工程設計的計算過程中不可避免地會出現(xiàn)主次梁相交的情況,時常會發(fā)現(xiàn)框架主梁扭矩很大,抗扭承載力不足,有些處理辦法就是將次梁與主梁相交處設為鉸接,釋放扭矩,但這樣處理是否合理,與實際的受力情況是否一致呢?個人以為:作為梁端鉸接,就是要保證梁端有一定的轉動能力;固接,就是要限制梁端的轉動能力;而實際上沒有完全的鉸接也沒有完全的固接,梁端鉸接不能隨意地人為設置。
設置鉸接梁,是允許此梁在兩端形成朔性鉸而產(chǎn)生裂縫,但是不會破壞,就是說形成朔性鉸之后,此梁由超靜定變成靜定結構,結構設計一般都是超靜定結構。這樣一個破壞不會對整個結構體系影響很大,才能滿足結構安全的冗余。如果主次梁截面相差較大,支座主梁對次梁約束不大的情況下可以設定為鉸接,即使為鉸接,《混凝土結構設計規(guī)范》10.2.6條對此做出了規(guī)定,要求上部配置構造鋼筋,且構造鋼筋截面面積不得小于下部鋼筋的 1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,這時候就不能完全忽略主梁對次梁的約束了,這種情況是最容易出現(xiàn)框架主梁配筋超筋、抗扭承載力不足。如何處理,首先我們應該考慮加高框架梁解決配筋超筋,加寬框架梁解決受扭不滿足,如果條件所限不能加寬,那才可以看能不能鉸接次梁了,但這里的鉸是指的假想鉸,而是要保證支座負筋首先屈服,造成內(nèi)力的卸載和重分布,分布后達到和鉸接類似的受力情況,此時的鉸接就得要從構造措施上進行保證,現(xiàn)行國家標準圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖》(11G101-1)第 86 頁針對非框架梁(即次梁)的配筋構造做出了明確的示意。
結構設計最重要的原則是:結構設計建模要立足于結構自身,主要力學模型要與實際構件接近,以保證計算結果能夠真實反映結構狀況,這樣才能保證結構的安全。
三、 地下室嵌固端的選擇問題
在有地下室的結構設計時,地下室的頂板是否作為上部結構的嵌固是很重要的。這不僅僅是關系到計算結構的內(nèi)力的大小,而且在某些工程中會整體結構成為一個超限建筑,對結構設計造成難點。嵌固的概念,這里所說的嵌固應該是強度嵌固而非力學嵌固;力學嵌固―― 完全剛性的固定,嵌固點以下剛度無窮大,嵌固點無平動、轉動,實現(xiàn)了完全的約束。而強度嵌固―― 柱的塑性鉸出現(xiàn)在地上一層的下端,而不是出現(xiàn)在梁柱節(jié)點兩側的梁上,即強梁弱柱.實現(xiàn)的方法:(1)增大梁的抗彎能力;(2) 增大地下室柱頂?shù)目箯澞芰Γ唬?)滿足規(guī)范的各項要求。嵌固端所在層樓板要求連續(xù),這樣才能保證水平地震力的傳遞。實際工程中常遇到地下室頂板開洞,甚至是大面積的開洞,此時必須要與建筑專業(yè)配合,避免將洞口設在主樓周邊,開洞面積不宜大于嵌固端層樓板面積的 30%,同時將洞口周邊樓板加厚,以滿足剛性樓板的要求。工程中還會碰到當?shù)叵率翼敯宓臉烁卟灰恢碌那闆r,以下沉式廣場為代表,如果地下室頂板與地上一層高差小于層高的 1/3,則只要地上一層的側向剛度能滿
足規(guī)范要求,則地下室頂板可作為嵌固端,即使高差稍稍超過 1/3 層高,也可將主樓周邊一跨的樓板適當抬高以滿足高差,不過需進行加強處理:有錯層部位加大梁的剛度,在錯層處樓板加腋,以保證水平剪力的傳遞路徑。
四、 結語
建筑結構設計是建筑工程的開端,其需要設計師具有扎實理論功底和創(chuàng)新思維,以及嚴謹?shù)脑O計工作態(tài)度。對于結構設計中出現(xiàn)的問題,設計師要積極采取相應的措施進行解決,保證建筑結構設計的合理性和科學性,以此來保證建筑結構的穩(wěn)定性和建筑工程質量,推動建筑行業(yè)的不斷向前發(fā)展。
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【關鍵詞】預埋件;埋設;技術;控制
1工程概況
工程實例概況:該工程為某地一棟127m高層建筑,用途為商業(yè)和商務辦公樓,建筑面積8萬多平方米,地下3層,地上25層。由于建筑特點決定,本工程外裝飾幕墻工程主要內(nèi)容有:石材幕墻、玻璃幕墻、(百葉窗、鋁合金窗、隔柵)等。本工程的施工過程中需要大量的預埋件施工,因此作為本文的實例具有很強的代表性,預埋件埋設質量的好壞,肩膀各隊后面進行的結構搭接和外部設備安裝起到重要的影響。下面將分別就幕墻預埋件的工程特點和預埋件施工方法、技術及注意事項等分別進行闡述。
2預埋件的加工及埋設施工方法
2.1預埋件的加工應符合下列要求
焊縫高度必須達到設計要求;焊角沒有咬邊現(xiàn)象;防銹漆涂刷是否均勻;所用材料是否符合設計要求;加工尺寸與圖是否一致;填寫預埋件進場驗收表;填寫《進場物資報驗表》以及上述資料經(jīng)過自檢和監(jiān)理人員檢查、驗收通過后才可進行埋設。
2.2預埋件的埋設
2.2.1 預埋件埋設之前,首先根據(jù)施工設計深化圖進行放線定位,特別是注意轉角位置埋件的埋設,并填寫《技術交底》表備案。
2.2.2 當每一層樓土建梁柱鋼筋綁扎完畢后,按照預埋件點位布置圖及標高尺寸,根據(jù)土建梁柱尺寸控制線,在鋼筋上視具體情況用紅筆劃出預埋件埋設控制線。
2.2.3 在埋設預埋件之前,當土建支模時,就進行分格,將預埋件分格線彈在底模外檐口處。
2.2.4 根據(jù)埋件施工圖埋件分布的情況,對埋件以軸線右邊起第一個埋件進行編號,從1 至若干個進行埋設并以埋件檢查表填寫埋件埋設的情況。上下、左右、前后將埋設的情況記錄下來,埋件埋設后填寫《隱蔽驗收單》并附《檢查表》報監(jiān)理驗收。
2.3 預埋件埋設的要求
2.3.1 預埋件在埋設過程中,要以多軸線進行埋設,相對來說軸線之間的精確度足以滿足埋件的幾何尺寸,若以單軸線定位,丈量過程中尺寸誤差會積累,造成埋件的偏位,相對軸線偏差小于20mm。
2.3.2 幕墻與主體結構連接的預埋件,應在主體結構施工時按設計要求埋設;預埋件位置偏差上下不應大于 10mm,上下測量依據(jù)底模用卷尺進行測量。圖 1所示。
2.3.3 當土建梁柱鋼筋綁扎完畢后,將預埋件用鐵絲臨時固定在鋼筋上,或點焊在箍筋上。
2.3.4 若預埋件埋設中碰到埋件在箍筋的空檔處,則可添加輔助鋼筋,或用鐵絲與主筋扎牢。
2.3.5 預埋件在埋設過程中,一定要緊貼模板(參見圖 2),上下、左右偏差到20mm 影響不大,而前后傾斜將造成角碼與埋件之間接觸減少,施工難度加大。采取措施,加墊鐵塊等均為點接觸,受力將受影響。這時候只能采用楔型鐵塊輔助修正,這樣勢必造成施工周期長、成本增加。
2.3.6 埋件埋設好以后,在澆搗砼時,要注意保護埋件。混凝土施工的振動棒在埋件邊應延長振搗時間,埋件周邊的砼一定要澆搗密實,避免產(chǎn)生漏漿及空鼓現(xiàn)象,影響埋件的質量。
2.3.7預埋件在墻面埋設時,在澆混凝土時,應跟蹤進行檢查,若埋件高出混凝土應立即往下打,使埋件與混凝土面一樣平。
2.3.8結構陰陽角的埋件處理
a、陰角部位埋件的埋設,依據(jù)幕墻安裝的需要在角位處拉開50mm,否則影響今后施工安裝。
b、陽角部位埋件的埋設,陽角處的埋設應與陰角處埋設相反,角位兩個埋件應貼邊靠緊。
2.3.9剪力墻處埋件施工
一般情況下,待剪力墻模板合模后埋件無法進行調整,因而在和模前將埋件固定好,采用吊線法進行,埋件與線錘退縮5mm,以免影響合模。
2.3.10圓弧處埋件施工
圓弧位埋件的施工,應明確是建筑分格還是結構分格,及時與設計溝通,以免誤差擴大無法進行施工。
2.3.11 當預埋件埋設完畢后,應做好記錄,并填寫預埋件安裝檢查表。
3 預埋件安裝
3.1 每位埋件安裝人員清楚預埋件的施工技術、工藝,明確分工。埋件安裝前,施工單位項目經(jīng)理要向安裝隊長、技術員及埋件安裝的有關人員進行施工技術交底。安裝隊長和技術員向埋件班長、組員,進行技術交底。同時,技術交底的內(nèi)容必須知會監(jiān)理人員。
3.2 每位埋件安裝人員必須認真領會技術交底內(nèi)容并執(zhí)行,嚴格按設計圖紙的內(nèi)容和要求并依據(jù)施工組織設計進行埋件安裝。
3.3 確定每個面、每個層的基準,并清楚識別基準標識。明確化學錨栓需符合設計要求及安裝方法和使用的工具及方法。
3.4 詳細的膨脹螺栓和穿透螺栓的施工方法。
3.5 詳細的化學錨栓的施工方法。
3.6 確定從那個基礎開始安裝,以及安裝順序。
3.7 確定土建預埋件誤差的補救方案,(必要時,須征得甲方、甲方監(jiān)理、土建及設計部門同意)。
3.8 埋件安裝必須按照放線的基準線、埋件位置圖、節(jié)點圖進行安裝。
3.9 埋件安裝應采取可靠方法處理,主受力埋件至少采用兩方對穿螺栓加兩個膨脹螺栓,對穿螺栓直徑不小于12mm,其周圍的縫隙應用玻璃絲布堵賽,膨脹螺栓不小于M12*110 并加環(huán)氧樹脂加固,劑量符合說明書要求。
3.10 膨脹螺栓因不能置于鋼板內(nèi)部時,應至少保證兩個膨脹螺栓打在埋件鋼板內(nèi)部,其余允許打在外部,且中心至埋件邊緣距離不應小于30mm,并通過厚度不小于8mm 的鋪助壓板與埋件焊牢,焊縫長度不小于50mm。
3.11 埋件安裝完畢后,必須進行防腐處理,涂刷防漆兩遍(特殊情況必須依據(jù)設計要求進行)。
3.12 應進行承載力現(xiàn)場試驗,必要時應進行極限拉拔試驗,并有檢驗報告。
3.13 每個連接點不應少于 2 個錨栓。
3.14 化學錨栓的安裝符合圖紙要求,安裝方法符合化學錨栓的說明書的要求。
3.15 不允許在化學錨栓接觸的連接件上進行焊接操作。
3.16 預埋件清鑿后應露出金屬光澤,表面不允許有混凝土、鱗片、焊接的雜質存在。
3.17 卡埋件和結構預留口的預留槽口內(nèi)充滿聚苯乙烯(苯板)無混凝土雜物。
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論文摘要:文章提出解決我國土建結構工程的安全性與耐久性,是為了能夠更好地適應我國現(xiàn)代化建設的需求,適應我國經(jīng)濟轉型后面向市場經(jīng)濟的需求。
一、土建結構工程的安全性
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設置及運用相關聯(lián)。
1.我國結構設計規(guī)范的安全設置水準。對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。
2.調整結構安全設置水準。我國結構設計規(guī)范的安全設置水準較低。現(xiàn)在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎設施建設要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現(xiàn)行設計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。
二、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內(nèi)結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。如果有定期的檢測要求,有些事故是可以避免的。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規(guī)范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構的資質認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。我國雖是發(fā)展中國家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。
三、技術規(guī)范的作用與管理
長期以來,受計劃經(jīng)濟體制的影響,我們往往視技術規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術規(guī)范或規(guī)程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設計、施工企業(yè))認同作為設計與施工的依據(jù)并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規(guī)范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術的應用。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創(chuàng)新,這與以往過分強調規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關聯(lián)。我國的技術規(guī)范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術規(guī)定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業(yè)務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強技術規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑。現(xiàn)在,有關主管部門將建筑結構設計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業(yè)設計單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐敗;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規(guī)范設計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關系。從設計角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規(guī)范強制條文的要求最為容易,為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設計應規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。我國幅員廣闊,各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡,技術力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導下,根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規(guī)范標準上,要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別像巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規(guī)范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統(tǒng)管并指定有關企事業(yè)單位分別承擔每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經(jīng)費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。對大型公建等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質認證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
要完善技術標準體系與管理體制,合理設置土建結構設計的安全水準,必須考慮工程失效的風險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經(jīng)濟形勢的巨大變化,有必要重新審視現(xiàn)行土建結構工程設計規(guī)范的安全設置水準,建議有關主管部門組織論證。
參考文獻
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論文參考文獻的撰寫表明了作者是站在什么樣的高的,以什么起點來進行學術研究的,沒有一定的文獻閱讀參考,怎么能反映對這個學術領域研究的動態(tài)。下面是學術參考網(wǎng)的小編整理的關于建筑安全論文參考文獻,歡迎大家閱讀借鑒。
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【關鍵詞】鋼筋混凝土,建筑工程,結構設計,優(yōu)化研究
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
伴隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,工程建筑行業(yè)日漸成為了我國國民經(jīng)濟新的經(jīng)濟增長點,不僅僅在國民經(jīng)濟的增長中占據(jù)著越來越重要的地位,而且在改善居民生活方式,提高居民的生活質量方面有著巨大的推動作用。隨著鋼筋混凝土建筑結構在建筑行業(yè)中的廣泛應用,建筑結構的設計和施工都有了新的標準和要求,在鋼筋混凝土結構的設計施工中,不僅僅要使得結構的平面,立面布置符合相關規(guī)則,更要使得建筑結構的各種構件的強度和變形能夠達到相關的標準,同時,要在滿足建筑設計基本目標的基礎上,更加重視建筑結構的抗震設計,提高建筑結構的抗震能力,保證整個建筑結構的質量。
二、鋼筋混凝土建筑結構設計的優(yōu)化措施
1.做好結構體系的選型設計與優(yōu)化
由于大開間剪力墻結構體系,可以做到房間不露出梁柱,有效空間大、隔音效果較好,當采用鋼制模板時,墻面和樓板表面平整并且不需要在濕作業(yè)的情況下抹灰。另外該結構體系不但用鋼量少,施工周期短、造價低,還具有整體性強、側向剛度大等優(yōu)點,有利于抗風抗震,所以自九十年代起建筑結構體系基本上都采用大開間現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,為了進一步降低建筑造價,近幾年來部分地區(qū)越來越多地采用短肢剪力墻與簡體或一般剪力墻組成的結構體系。這個結構體系也屬于剪力墻結構的一種。它的特點是建筑平面布置更具靈活性,并且又能節(jié)省鋼筋和混凝土用量,減輕建筑的總重量,從而降低地基基礎造價。
2.加強混凝土建筑結構的施工設計
為滿足結構承載力的需求,通常在結構設計中柱與梁板選擇不同強度等級的混凝土。施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設在梁底標高以下20mm-30mm處,其原則是施工縫宜留在結構受力小且便于施工的位置。施工時,為方便柱身混凝土的下料與振搗,在梁內(nèi)鋼筋未綁扎之前進行澆注。按施工規(guī)范的要求,當梁柱的混凝土強度等級不同時,節(jié)點處應按。弱梁強柱”的原則。在實際施工中,施工班組制定合理的節(jié)點保證措施,監(jiān)理人員加強對澆注質量的監(jiān)管和提高整體結構的抗震性能十分重要。
3.建筑結構的基礎設計方面
在建筑的基礎設計中,要綜合考慮建筑場地的地質情況以及水位、使用功能、上部結構類型、施工條件和相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物不會過量沉降或傾斜,而且還能滿足正常使用要求。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類地下設施的位置,以保證施工的安全。
4.建筑結構設計的抗震方面
(一)房建結構設計要從建筑的全局出發(fā)
全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎上,科學設計每個部分的構件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求,滿足一定的現(xiàn)實需求,同時,通過抗震設計,使得每個構件都可以具有相應的承載力,當?shù)卣饋硪u,每個構件都可以有著一定的次序先后破壞,整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發(fā)的能量。增強建筑的整體抗震能力。
(二)要嚴格選擇地基選址
地基選址是進行建筑結構設計的基礎,因此,在房間結構抗震設計中,要科學避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進技術設備,進行地質勘探,山石水土監(jiān)測,并取樣論證,科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。
(三)采用合理的建筑平立面
建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理,結構布置符合抗震原則,通過無數(shù)次的實驗表明,簡單、規(guī)則、對稱的建筑結構抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結構的破壞,而且,對稱結構容易準確計算其地震反應。
5. 加強對連梁的設計優(yōu)化
(一)對連梁的剛度進行折減
連梁由于跨高比較小與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內(nèi)力往往很大,在連梁遇到外力發(fā)生屈服的過程中,主要有幾個表現(xiàn),比如出現(xiàn)裂縫,連梁的剛度減弱,內(nèi)力發(fā)生重新分布,因此,一般而言,在進行建筑結構設計之前,要對連梁的剛度實施折減,從高規(guī)中的相關條款解釋而言,是要對整個混凝土建筑結構的各個環(huán)節(jié)的剛度和彈性進行比較科學合理的分析,但是,在具體實際的操作過程中,各個部分的構件都需要承擔比較大的彎矩和剪力,并且配筋設計具有很大的難度,因而,在筆者多年的建筑結構設計過程中,可以減少對豎向荷載能力的考慮,而更多的進行適當?shù)拈_裂設計,將內(nèi)力轉移到墻體上去,如此,可以更好的實現(xiàn)建筑結構設計的優(yōu)化。
(二)在設計過程中適當?shù)臏p少連梁的高度
在進行連梁的設計中,為了達到降低連梁剛度,減少地震影響效果的目的,可以在保證整個建筑功能的基礎上,讓連梁的總體的跨度不斷增加,如此,可以很大程度的讓連梁的整體高度降低,一定程度而言,也使得可以講整個連梁的整體承載能力控制在一定的范圍之內(nèi),既可以讓設計得到優(yōu)化,又可以讓建筑的功能得到正常發(fā)揮。
(三)在連梁設計過程中適當增加厚度
在進行連梁設計,在做好各種構件的設計優(yōu)化的基礎上,可以讓連梁的整體截面的寬度進一步擴大,如此,不僅僅可以讓建筑結構整體的剛度變大,也能夠讓整個地震過程中產(chǎn)生的各種內(nèi)力作用相對而言變得更大。而且,由于連梁的抗剪承載力與連梁寬度的增加成正比。通過剪力墻的厚度增加,也有可能達到讓連梁抗剪承載力符合限度的目的。
(四)提高混凝土等級
為了讓連梁的抗剪承載能力不會超過規(guī)定個標準,可以合理的提高剪力墻的混泥土的等級,當混泥土的等級得到提升,混泥土的彈性模量增加比例會小于抗剪承載力的提升比例,從而,可以達到控制目標。
三.、結束語
混凝土建筑結構設計是一項專業(yè)性極強的工作,必須綜合考慮到多種因素,既要滿足居民的生活生產(chǎn)多種需要,更要從地震防護,防水防滲漏等各種因素對建筑結構做出性能設計,同時,從城市整體的人文自然,交通政治等各方面的因素出發(fā),選擇合理的建筑結構體系,做出科學嚴謹?shù)脑O計,實現(xiàn)實用價值和美學價值的統(tǒng)一,為整個建筑業(yè)的發(fā)展和居民生活質量的提高,奠定基礎。
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