關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)論文

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　　引言

　　混凝土作為目前世界上最大的商品之一是因?yàn)榛炷�土具有較好的延性和較高的強(qiáng)度，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被廣泛使用。

　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)環(huán)境要求選擇混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

　　由于在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員的不同而導(dǎo)致設(shè)計(jì)風(fēng)格和理念有差異，因此在設(shè)計(jì)過程中會(huì)存在不同的設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也會(huì)有所差異。

　　1、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理

　　廣義上的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由在混凝土中配有一定數(shù)量的鋼筋而形成的新型結(jié)構(gòu)。

　　在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋主要承受拉力而混凝土主要承受壓力，混凝土和鋼筋共同工作使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗壓和抗拉性能、延性、耐久性等，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到使用要求。

　　由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有這些優(yōu)良的性能，尤其在防火性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼結(jié)構(gòu)，因此綜合性價(jià)比較高，工程造價(jià)較低，在工程上被普遍使用。

　　1． 1 原理

　　素混凝土結(jié)構(gòu)是由純混凝土組合而成具有較好的抗壓性能，但是抗拉性能和延性較差，因此為改善混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能和延性需要在混凝土結(jié)構(gòu)中布置鋼筋，極大改善混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能和使用性能，抵抗外部荷載，增加其耐久性能。

　　1． 2 特性

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要特性表現(xiàn)在其熱脹冷縮和延性等反應(yīng)中。

　　混凝土結(jié)構(gòu)在水泥水化反應(yīng)過程和季節(jié)交替時(shí)的熱脹冷縮過程中使得混凝土具有拉應(yīng)力，混凝土內(nèi)的鋼筋產(chǎn)生壓應(yīng)力，這時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土材料本身進(jìn)行設(shè)計(jì)，改善混凝土結(jié)構(gòu)的收縮性能。

　　通�；炷�土的延性和混凝土的強(qiáng)度有著直接關(guān)系，強(qiáng)度越高延性越差，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程具體情況選擇不同強(qiáng)度的混凝土。

　　一般的混凝土在 － 40 ℃ ～ 60 ℃ 時(shí)具有較好的、穩(wěn)定的物理性能，因此在低于或者高于規(guī)定環(huán)境時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)采取一定措施防止混凝土凍害或者膨脹破壞。

　　2、 設(shè)計(jì)要求

　　對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑物所在地區(qū)和所擁有的建筑材料采用合理的設(shè)計(jì)，如抗震要求、高度限制、地理環(huán)境要求等對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)等，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可能會(huì)和建筑設(shè)計(jì)有沖突，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)和建筑設(shè)計(jì)綜合考慮，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不失建筑風(fēng)格的美觀又不失結(jié)構(gòu)的安全性能。

　　相對(duì)于建筑設(shè)計(jì)講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全度，尤其對(duì)于我國而言主要是提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)的尺寸比例對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)劃分，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的橫豎向荷載分析，綜合考慮結(jié)構(gòu)所承受的多向應(yīng)力。

　　3、 設(shè)計(jì)措施

　　3． 1 結(jié)構(gòu)選擇

　　進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于建筑所處地勢不同、風(fēng)俗不同，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)存在不同的風(fēng)格和設(shè)計(jì)理念，因此設(shè)計(jì)的前提是對(duì)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情、風(fēng)俗習(xí)慣和地理環(huán)境進(jìn)行充分的調(diào)查，最后根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)防等級(jí)和抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　目前在高層設(shè)計(jì)中主要使用的是剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗震性能好、工程造價(jià)低、施工周期短、隔音效果好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，盡管剪力墻結(jié)構(gòu)房間開間小，房間面積小，但是并不影響剪力墻結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

　　3． 2 剛度處理

　　隨著社會(huì)的發(fā)展和人民的'需要，建筑朝著超高層建筑發(fā)展，由于建筑高度的增加對(duì)建筑物的整體剛度要求也隨之增加，此時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移進(jìn)行一定控制。

　　眾所周知建筑物的豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能有著決定性因素，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體方案選擇是否提高結(jié)構(gòu)的剛度或提高其延性。

　　在目前的住宅設(shè)計(jì)中絕大多數(shù)采用的是剪力墻結(jié)構(gòu)，由于住宅的房間布置限制使得墻體布置較多，并且在設(shè)計(jì)時(shí)往往采用的剪力墻墻壁較厚，但是并不是所有地區(qū)都需要布置較多的剪力墻和較厚的墻壁，因此相對(duì)于有些地區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往會(huì)造成許多浪費(fèi)，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以在滿足結(jié)構(gòu)位移的要求下將主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相對(duì)柔些，不僅滿足抗震要求而且將工程造價(jià)降到最低。

　　3． 3 加固方法的應(yīng)用

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)通常采用兩種加固方法進(jìn)行加固: 1) 碳纖維加固; 2) 預(yù)應(yīng)力加固。

　　采用碳纖維加固的原理是碳纖維抗拉強(qiáng)度高、加入到混凝土中抗裂性能好等。

　　通過碳纖維和環(huán)氧樹脂配合使用可形成一種新型混凝土加固材料，有效提高原混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗裂性能。

　　限制碳纖維加固應(yīng)用的條件是采用此種加固方法對(duì)外界環(huán)境影響較大，施工過后要對(duì)加固部分進(jìn)行防火處理，以免帶來火災(zāi)隱患。

　　采用預(yù)應(yīng)力加固的原理是通過在結(jié)構(gòu)外部設(shè)置拉桿或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，從而提高結(jié)構(gòu)承載力，分散結(jié)構(gòu)內(nèi)力達(dá)到應(yīng)力重分布的狀態(tài)。

　　預(yù)應(yīng)力加固法一般廣泛應(yīng)用于大跨度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或大型承重型結(jié)構(gòu)等。

　　4 、結(jié)語

　　工程建設(shè)中鋼筋和混凝土成為目前世界上的大宗商品，鋼筋和混凝土的質(zhì)量好壞成為影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性等的關(guān)鍵因素，加上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)鋼筋和混凝土兩種材料合理組合搭配形成一種具有高度抗拉、抗壓和抗裂等良好性能的建筑材料，

　　從而確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，為我國建筑行業(yè)乃至全球建筑行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和做出貢獻(xiàn)。

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