钢筋混凝土结构设计中的几点体会
【摘要】:根据在钢筋混凝土结构设计中一些体会,提出几处容易被忽视的地方,供同行参考,以提高设计质量。 【关键词】:单向板 肋形结构 泊松比 负筋 最小配筋率 1、前言
钢筋混凝土结构是钢筋和混凝土两种材料组成共同受力的构件,为此,必须注意钢筋和混凝土各自的物理力学特性和它们结合在一起的内在规律。设计一个钢筋混凝土结构,必须对其使用要求、材料规格、施工条件等一系列问题,进行综合分析,严格按照规范执行,才能作好设计工作,下面谈谈在结构设计中的一些体会及在设计中几点容易被忽视的问题。
2、钢筋混凝土结构设计中几个容易忽视的问题 2.1 单向板整体式肋形结构的计算荷载
单向板整体式肋形结构的板、梁大多是连续的板、梁。在作计算简图时均将次梁视为连续板的铰支承,而将主梁视为连续次梁的铰支承并按弹性方法来计算其内力。
荷载计算有两种方法:1、不考虑结构的连续性。2、考虑结构的连续性。设计人员在作荷载分析时往往会忽略这一点,因主观的计算思路不明确,在取计算荷载时有的地方考虑了结构的连续性而有的地方未考虑结构的连续性,使结构分析思路混乱,荷载重复或漏算,造成计算结果不正确,从而影响设计质量给工程带来安全隐患。下面介绍两种计算方法:① 当不考虑结构的连续性时,次梁的荷
载可按次梁自重、板上恒载及活载直接作用在次梁上计算,主梁的荷载计入主梁自重后将次梁及板的支承反力以集中力形式分别传至主梁上计算;② 考虑结构的连续性,则是将板的恒载及活载作用下的连续板支座反力r作为均布荷载传到次梁上,而将均布荷载r、次梁自重作用下的连续次梁支座反力作为集中力荷载传到主梁上。设计人员在结构设计时,首先确定所选用的结构计算模式,画出计算简图,再进行内力计算,这样才不会出错。 2.2 漏掉泊松比对双向板结构的影响
钢筋混凝土双向板是建筑工程极为广泛使用的一种承载构件。双向板在结构设计中按弹性理论的方法计算,它是以弹性薄板小挠度理论的假定为基础的;根据理论推导的计算公式制成计算系数表。实用中应根据双向板四周的支承情况及两个方向之比lx/ly,在表中查出单位宽弯矩系数值,并按下式计算出相应的弯矩值:m=αqlx2 ,α为不同支承情况下不同板跨比lx/ly相对应于上述的弯矩系数。设计人员在作矩形双向板的计算时,大都查用《建筑结构静力计算手册》、《水工设计手册》。查用这些系数表计算的结果均相同,而我们的设计人员往往会忽略了这些表的使用条件。表中系数是根据1975年版《建筑结构静力计算手册》中μ=0的弯矩系数表,而钢筋混凝土的泊松比μ=1/6,故在计算时应换算公式。其中挠度仍可按原系数表求得;计算其弯矩时,所求之弯矩值应按gx=mx+μmy;gy=my+μmx;gxy=(1-μ)mxy;式中:mx、my及mxy均为μ=0时的值。从上述计算公式可以看出,若不计入材料泊松比
的影响,将使弯矩值偏小,造成板的配筋比实际弯矩需要值小,给工程造成隐患。 2.3 板角负筋的设置
在钢筋混凝土板结构设计中,结构设计人员往往容易忽视负筋的设置。附加构造负筋在连续板的配筋中别具特色,配筋部位广,配筋数量多,它是用来弥补设计计算简图的简化与实际结构相符的细部构造,其作用是确保构件的安全可靠,不容忽视。
设计人员对嵌固在承重砖墙内的钢筋混凝土现浇板,上部沿墙边一般均配置一定的构造钢筋,但在墙体的板角往往未配置钢筋网。如此会造成板边出现断续的板面裂缝,以及在板角上出现垂直于对角线的板面裂缝。为防止上述裂缝,应沿墙长配φ6@200的顶板构造筋,伸入板内长度≥l0/7,且两边均嵌入墙内的板角处并应双向配置这种板顶构造筋,设置范围应≥l0/4。(l0为板短边的净跨度)。设计人员应严格遵照规范执行,切不可遗漏,因此在设计制图时应画出,至少也要在图纸的说明中提及,才能避免出现质量隐患。 2.4混凝土保护层厚度的取值
《混凝土结构设计规范》(gbj10-)中第6.1.3条规定:“受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(从钢筋的外边缘起)应符合表6.1.3的规定,且不应小于受力钢筋的直径。”在室内正常环境下,混凝土梁和柱的最小保护层厚度不应小于25mm。在表6.1.3下的注④中注明:梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。当梁、柱受力钢筋d≤25mm、同时箍筋直径d≤10mm时,保护厚度取25mm,
都能满足规范要求。在水工建筑结构中有的梁、柱常常会使用较大直径的钢筋。当梁、柱受力钢筋直径d>25mm如d=28mm,混凝土最小保护厚度应为28mm,已超过25mm;当使用箍筋直径d>10mm如d=12mm,按满足箍筋的混凝土保护层厚度不小于15mm这一要求,这时受力钢筋混凝土的保护层最小厚度实际应为12+15=27mm(设计取值时应取整为30mm),也已超过25mm。而有些设计人员往往疏忽了这一点,图纸中又没有注明受力钢筋混凝土的最小保护层厚度,施工人员就按常规做法取25mm,自然也就不能满足规范要求。因此,在结构设计中遇到这类问题时,应在说明中注明受力钢筋混凝土保护层的实际最小厚度,而且在计算配筋时,还应考虑梁、柱的有效高度已略有减小这一因素。 3.结束语
以上为钢筋混凝土结构设计中常会遇到的一些问题,作为学习和平时工作中的点滴体会,其中还有许多问题有待深入探讨和研究,希望在工程设计中能为同行提供一些参考。