大跨度混凝土结构设计探讨

　　摘要：本文作者分析了混凝土结构设计的现状，提出了相应的改进措施。
　　关键词：大跨度混凝土；结构设计；探讨
　　大跨度混凝土结构是目前一种完善的先进的科学技术结构，这种结构模式是非常有客观应用前景的，同时也是安全可靠的。在抗震设计防裂度在6度和9度之间的多层和高层的建筑中，这种结构形式已经经常使用了。合理的选择大跨度混凝土的结构形式，不仅能够满足建筑物的使用功能和外观美观，也可以实现安全可靠，经济合理的效果。所以，合理的采用混凝土结构的设计方案，同时加强现场的紧密配合，工程施工过程中进展顺利，不仅可以避免出现裂缝，也可以满足抗震设计要求，为工程的质量提供了保证。随着综合国力的不断提升，建筑业也随着得到了飞速的发展，而在建筑施工的的过程中多层混凝土框架结构起到了越来越重要的作用，现在我们就形式之一的多层混凝土框架结构做一下详细的阐述，对比先前和现在的多层混凝土，由于在设计框架结构上的理念不同，设计规范不一致而造成在施工过程中的一些问题的出现，针对问题提出相应的措施作进一步的改进，这样，在施工中将会出现越来越好的方案并且会广泛的运用，促进建筑行业的发展。
　　1 混凝土结构设计的现状分析
　　混凝土作为建筑行业必不可少的建筑材料之一，对其的需求也呈现每年递增的趋势，因此对大跨度混凝土结构设计的完善程度也成了首要问题。混凝土的结构设计需要通过软件分析其应力和变形，为其强度和刚度做一定的参考，增加结构设计的可行性。实践证实，预应力混凝土对大跨度，高层的建筑取得了相当良好的效果，而且其成本相对来说也是比较低的。但大跨度混凝土的设计也有不可避免的问题，比如设计中的问题，强度等级问题，保护层的问题等。
　　1.1 框架结构设计规范问题和解决对策
　　设计人员在设计框架结构设计时要对设计规范做相应的了解和掌握，其中包括对建筑架构上荷载能力的规范、在结构上对抗震的规范和基本的多层结构混凝土设计的规范等一些建筑设计规范。工作人员在设计时必须充分熟悉和了解当地常用的建筑材料货源、建筑材料的大概价格和当地的大致习惯做法。这样才能设计出既合理完美又节约成本的结构方案。
　　1.2 框架结构中设计的注意问题和解决对策
　　注意多层钢筋混凝土中的配筋率。在多层钢筋混凝土中，一般的配筋率都相对较低，因为考虑到角柱在地震时所受到的影响，并且同时又受到双向弯矩对框架的影响，加上横梁自身的约束力较低，让框架柱长期处在双向偏心受到压力的境遇中，才使它框架柱扭转剪力最大，使其成为多层钢筋混凝土中最大的构件。通常情况下我们在使用框架柱配筋的一些有效数据是不会采用电算结果，与此同时，为了满足不同时期各种内力组合的条件，让多层钢筋混凝土框架柱产生更大的强度，在计算框架柱配筋率时必须注意下面的几个有可能出现的问题。
　　1.2.1 通常情况下，我们会对框架的计算值进行评估，从中选出两个最不利的计算值，采用误差较大方向那个计算值测算出框架结构的数据，然后才能进行对称配筋。
　　1.2.2 在配筋时，还要注意单边方向上纵筋的根数，控制住最少数目，以便更好的配筋。
　　1.2.3 在框架柱配筋时，要合理的放大在1.2-1.6倍之间，一般情况下，框架角柱采用的是1.4倍，框架边柱采用的是1.3倍，框架中柱采用的为1.2倍。
　　1.2.4 箍筋形式多种多样，框架柱的箍筋形式通常采用井字形，使其对混凝土有效约束增强。
　　1.2.5 框架结构中二、三级的纵筋一般采用的是焊接，如果在配筋时，纵筋的配筋率大于了配筋比率的3%，箍筋的直径也应该相应的超过8mm，然后开始进行焊接。
　　1.2.6 对多层钢筋混凝土框架电算时，一般忽略温度影响和基础沉降带来的影响，如果在电算时，软土地基相对比较厚或多层钢筋混凝土框架结构的尺寸相对比较大的时候，也要对框架柱的配筋率在适当的范围内做合理的放大，同时在横、纵两个方向设置框架基础梁，又因为框架梁可以作为配筋时的重要依据，所以在配置箍筋时应该设置加密区，使其更准确的配筋。
　　1.3混凝土等级不同的问题和解决对策
　　由于钢筋混凝土框架柱的设计原则，在进行结构设计时，为了更好的突出“强柱弱梁”，一般情况下混凝土的强度等级要求柱要比梁板的高，随着建筑的日积月累增的高度就会使柱和梁板的差距越来越大。长此以往，在实际施工时，差距的增大会带来更大的麻烦。
　　分批集中浇筑柱子和梁板的混凝土，是目前建筑施工过程中比较常用和普遍的方法，也就是把柱和梁板混凝土等级相同的地方浇筑。如此的分批浇筑，可以避免违反规范规定等因为节点区的混凝土出现留缝的问题，可能存在不安全因素，比如柱和梁板一起浇筑时存在的“夹层”情况，成为隐患。
　　相关规定要求，梁柱混凝土之间的强度等级最大差度不能超过5Mpa，当等级差超过规定值时，梁柱节点区的施工要求就应该特殊处理，让节点区和柱的混凝土强度等级保持一致。而且特别要注意的是，核心区要和柱的混凝土强度等级要保持一致，不应该和梁的的混凝土强度等级一样。如果出现梁板的混凝土强度等级低于核心区的混凝土强度等级，为保证节点区混凝的强度，应该采取相应的措施，本着在文献的规定要求下保证节点设计的原则，采取具体措施如下：
　　为了施工的方便，可以设置垂直交界面在柱边，为了避免施工在板里的设置交界面，可以采用快易收口网，这样也可以使施工的难度降低；在施工的时候，用吊塔漏斗浇筑节点区的混凝土，这样可以避免交界面施工冷缝的出现。
　　1.4 混凝土保护层厚度问题和解决对策
　　满足受力钢筋的锚固和结构件耐久性要求是混凝土对保护层厚度的要求。混凝土保护层，如果和上述要求不符合，则会出现构件表面易开裂等问题，如保护层厚度太大。相关文献规定，5mm是受力钢筋的保护层厚度梁柱允许的最大偏差。
　　在实际的施工中，往往很难做到严格的按照规范去做。在较高层的建筑中，柱箍筋出现的问题比较多，箍筋的直径大，间距密，肢数多，所以加工难度大，安装的时候很难做到完好的契合，出现部分的凹凸不平，外凸导致无法安装，解决这个问题还是应该提高现场的加工精度。
　　2 结束语
　　建筑行业的快速发展也带来了多层混凝土的建筑越来越常见，之所以在建筑施工中得到广泛应用，因为多层混凝土架构上的特点：承载能力大、重量轻、抗震能力好和工业化程度高等。通常看来，一般的多层混凝土的结构组成分为楼板、梁、柱和基础构件，由这四种承重构件所组成的框架有着相对比较大的建筑空间设计，相对灵活能满足多种类型在工艺上的要求。虽然框架结构相对较好，但在结构设计时也有要求施工人员迫切解决的问题，这样才能更好的促进建筑行业的发展。
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