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【摘要】我国对于混凝土结构设计的规范已经进行了几番的更改。最新版的混凝土结构设计规范的安全性更加提高。笔者根据自身从事混凝土结构设计施工的经验,结合对新规范的学习,重点介绍了新规范的内容,突出新规范较之旧规范的进步之处,以期能够推动新规范在混凝土结构设计施工过程中的运用。
【关键词】混凝土结构设计;新规范;内容;差异;推动作用
混凝土结构设计关系到建筑物的功效和稳定,是整个工程顺利进行的前提和基础。因此,必须对混凝土结构设计加以规范。为修正旧规范存在的不足,解决我国混凝土结构设计现存的问题,我国推出了混凝土结构设计的新规范。笔者根据自身从事混凝土结构设计施工的经验,结合对新规范的学习,重点介绍了新规范的内容,突出新规范较之旧规范的进步之处,以期能够推动新规范在混凝土结构设计施工过程中的运用。
一、混凝土结构设计新规范的内容
于2011年7月1日正式推行的混凝土结构设计新规范,共涉及了材料(混凝土和钢筋)、基本设计规定、结构分析、正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、冲切和局压承载力计算、疲劳验算、正常使用极限状态验算、构造规定、结构构件的基本规定、预应力混凝土结构构件、混凝土结构构件抗震设计等十二项内容。从材料到各种设计,新规范中都详细的规定了在混凝土结构设计中的理论、原则。新规范中充分体现了以人为本的理念——提高安全储备,保障结构安全,提高混凝土设计的抗灾能力。同时新规范还提出要更加注重材料高性能、高强度的要求,实现混凝土结构设计的建筑物的稳固耐久性。相对于旧的混凝土结构设计规范来说,新规范必然能够进一步促进混凝土结构设计水平的提升,从而更好的满足建筑工程需求。
二、与旧规范相比,新规范的进步之处
相对于旧规范来说,新规范的提出必然有其先进的地方,而这些先进优势的在混凝土结构设计中的应用,必然能够进一步提升设计水平,而对于新规范的解读也必须保证科学性与合理性,明确优势之处,以实现新规范的推广应用。
1、增强了结构安全储备的应用
随着经济社会的发展和城市现代化进程的不断推进,我国的高层建筑越来越多。钢筋混凝土以其良好的强度和延展性,被大量的运用到建筑中来,但是如果设计不合理就会产生严重的后果[1]。针对这一问题,新规范中增加了钢筋混凝土的结构安全储备的应用。主要表现在一下几个方面:侧重“结构方案”的关键性:新规范在旧规范的基础上,更加强调了结构设计的重要性。在新规范中新增“结构方案”这一项,重视结构的选择型号、整体系统和构件的排列布置,提出了结构要均匀、传力通道要明晰的要求,同时还要求缝分割严谨、结构连接紧密、施工方便,尤其侧重要求了结构整体的稳固性;优化承载能力极限的计算公式:新规范中增加了对混凝土结构设计抗灾能力的要求,在承载能力极限的计算公式中,引入了抗力模型不定性系数γRD,以此来适应既有建筑结构再设计、防倒塌设计和应力设计的要求;同时,在新规范中还增加了防连续倒塌和建筑结构再设计的原则,完善了混凝土耐久性的设计和结果分析的内容,引入P-Δ二阶效应的计算法。
2、提高了对材料性能和强度的要求
钢筋混凝土结构的材料,是建筑物的根基,关系到建筑的质量,也关系到入住建筑物中人们的生命安全。为避免出现“豆腐渣”工程,必须从钢筋混凝土的建筑材料上抓起。同时,现在我们倡导“环保节能,建设绿色城市”,因此对于钢筋混凝土材料的使用上,也要注意环保节能。新规范中对钢筋混凝土结构设计中的材料也进行了规范,倡导运用强度高、性能好的建筑材料,减少材料的浪费,保障建筑的稳固。比如在提高钢筋强度上,新规范中提倡“HRB500、HRBF500”两个型号钢筋的使用,不再使用HPB235钢筋和减少使用HRB335钢筋。这样一来,使得我国的钢筋混凝图设计与欧美国家取得技术上的接轨,促进了我国在钢筋混凝土设计中的环保节能。新规范中除了强调了混凝土结构中钢筋的高强度以外,还强调了钢筋的极限强度,以保障结构和构建的延展性能和抗压力。在混凝土强度上,新规范规定混凝土的最低强度为C20[2]。
3、优化了钢筋连接和锚固的方法
新规范改变了旧规范中混凝土轴心抗拉强度设计的取值:旧规范中要求在混凝土强度超出C40时,ft按照C40取值;而新规范则要求在混凝土强度超出C60时,ft按C60取值[3]。这样一来避免了在锚固过程中锚固性降低的情况。C40的取值会造成锚固钢筋长度偏大,阻碍施工进程。相比原规范中的C40取值,C60的取值更符合高强度的混凝土和钢筋在混凝土设计结构中的使用。新规范中不仅规定了新的混凝土轴心抗拉强度的取值,而且对于锚固钢筋的方法也进行了完善,比如在锚固用筋上新增了90°的弯钩等。
新规范还对混凝土结构设计的钢筋连接方式进行了侧重说明,尤其注重加强钢筋的绑扎牢固性。在对直径不同的钢筋连接时,要注意对连接区域的钢筋直径进行精细的计算[4]。新规范中还提高了钢筋连接中钢筋抗拉和受压的要求——受压箍筋的取值比原来的取值翻了两倍,这样做的目的是提高了高强度钢筋应用下结构的安全性。
4、提高了对结构构件安全性的要求
新规范提高了对结构构件安全性的要求,对混凝土结构中板、墙、梁中裂缝和梁柱节点的构造配筋等构件都做了进一步的优化和调整[5]。比如,加大了板的最小厚度,在浇板时要充分考虑到温差、收缩等造成的间接效应;针对由温差、收缩等间接效应引起的裂缝,要用厚保护层梁中网片钢筋的配筋构造;以钢筋机械锚固方法来减少、精简梁中纵向钢筋在节点中的锚固,取消在框架中间的支座下进行弯折锚固;加大墙体的最小厚度限制,降低墙体的最小配筋率(新规范将之降低到0.15%);采用外加预应力的方式来对梁、板、柱等结构进行加固;同时还强调了混凝土结构设计时要符合整体设计原则,保证整体传力的构造连接。
结束语:
在我国经济的持续高速发展的大背景之下,我国的城市现代化进程将进一步推进,混凝土结构设计将在房屋建筑中得到越来越多的应用。混凝乳结构设计的合理与否,关系到建筑的使用寿命和入住人口的生命安全,因此我们要认真学习《混凝土结构设计规范》,以新规范为依据,在工作实践中切实贯彻新规范中的理论原则,为建设社会主义现代化城市做贡献。同时,还要在工作实践中,积极发现问题、探索解决问题的新方法,不断推动混凝土结构设计的理论创新。
参考文献:
[1]徐港,王谊敏,王青,苏义彪. 混凝土结构设计新规范黏结滑移本构关系适用性分析[J]. 工业建筑,2013,05(12):115-117
[2]虞启明. 混凝土结构设计新规范相关问题探讨[J]. 城市建筑,2013,04(23):52-53.
[3]丁婵. 平面不规则框架结构抗震性能研究及评估[D].新疆农业大学,2013,09(07):123-124
[4]侯建国,杨力,叶亚鸿,黄凯斌,唐静,李劲夫,程献军,王美华. 新版混凝土结构设计规范二阶效应的设计规定简介[J]. 武汉大学学报(工学版),2013,01(14):56-57.
作者简介:罗立(1983.04--),男,汉族,四川成都人,信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司,研究方向:工民建结构设计。
【关键词】混凝土结构设计;新规范;内容;差异;推动作用
混凝土结构设计关系到建筑物的功效和稳定,是整个工程顺利进行的前提和基础。因此,必须对混凝土结构设计加以规范。为修正旧规范存在的不足,解决我国混凝土结构设计现存的问题,我国推出了混凝土结构设计的新规范。笔者根据自身从事混凝土结构设计施工的经验,结合对新规范的学习,重点介绍了新规范的内容,突出新规范较之旧规范的进步之处,以期能够推动新规范在混凝土结构设计施工过程中的运用。
一、混凝土结构设计新规范的内容
于2011年7月1日正式推行的混凝土结构设计新规范,共涉及了材料(混凝土和钢筋)、基本设计规定、结构分析、正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、冲切和局压承载力计算、疲劳验算、正常使用极限状态验算、构造规定、结构构件的基本规定、预应力混凝土结构构件、混凝土结构构件抗震设计等十二项内容。从材料到各种设计,新规范中都详细的规定了在混凝土结构设计中的理论、原则。新规范中充分体现了以人为本的理念——提高安全储备,保障结构安全,提高混凝土设计的抗灾能力。同时新规范还提出要更加注重材料高性能、高强度的要求,实现混凝土结构设计的建筑物的稳固耐久性。相对于旧的混凝土结构设计规范来说,新规范必然能够进一步促进混凝土结构设计水平的提升,从而更好的满足建筑工程需求。
二、与旧规范相比,新规范的进步之处
相对于旧规范来说,新规范的提出必然有其先进的地方,而这些先进优势的在混凝土结构设计中的应用,必然能够进一步提升设计水平,而对于新规范的解读也必须保证科学性与合理性,明确优势之处,以实现新规范的推广应用。
1、增强了结构安全储备的应用
随着经济社会的发展和城市现代化进程的不断推进,我国的高层建筑越来越多。钢筋混凝土以其良好的强度和延展性,被大量的运用到建筑中来,但是如果设计不合理就会产生严重的后果[1]。针对这一问题,新规范中增加了钢筋混凝土的结构安全储备的应用。主要表现在一下几个方面:侧重“结构方案”的关键性:新规范在旧规范的基础上,更加强调了结构设计的重要性。在新规范中新增“结构方案”这一项,重视结构的选择型号、整体系统和构件的排列布置,提出了结构要均匀、传力通道要明晰的要求,同时还要求缝分割严谨、结构连接紧密、施工方便,尤其侧重要求了结构整体的稳固性;优化承载能力极限的计算公式:新规范中增加了对混凝土结构设计抗灾能力的要求,在承载能力极限的计算公式中,引入了抗力模型不定性系数γRD,以此来适应既有建筑结构再设计、防倒塌设计和应力设计的要求;同时,在新规范中还增加了防连续倒塌和建筑结构再设计的原则,完善了混凝土耐久性的设计和结果分析的内容,引入P-Δ二阶效应的计算法。
2、提高了对材料性能和强度的要求
钢筋混凝土结构的材料,是建筑物的根基,关系到建筑的质量,也关系到入住建筑物中人们的生命安全。为避免出现“豆腐渣”工程,必须从钢筋混凝土的建筑材料上抓起。同时,现在我们倡导“环保节能,建设绿色城市”,因此对于钢筋混凝土材料的使用上,也要注意环保节能。新规范中对钢筋混凝土结构设计中的材料也进行了规范,倡导运用强度高、性能好的建筑材料,减少材料的浪费,保障建筑的稳固。比如在提高钢筋强度上,新规范中提倡“HRB500、HRBF500”两个型号钢筋的使用,不再使用HPB235钢筋和减少使用HRB335钢筋。这样一来,使得我国的钢筋混凝图设计与欧美国家取得技术上的接轨,促进了我国在钢筋混凝土设计中的环保节能。新规范中除了强调了混凝土结构中钢筋的高强度以外,还强调了钢筋的极限强度,以保障结构和构建的延展性能和抗压力。在混凝土强度上,新规范规定混凝土的最低强度为C20[2]。
3、优化了钢筋连接和锚固的方法
新规范改变了旧规范中混凝土轴心抗拉强度设计的取值:旧规范中要求在混凝土强度超出C40时,ft按照C40取值;而新规范则要求在混凝土强度超出C60时,ft按C60取值[3]。这样一来避免了在锚固过程中锚固性降低的情况。C40的取值会造成锚固钢筋长度偏大,阻碍施工进程。相比原规范中的C40取值,C60的取值更符合高强度的混凝土和钢筋在混凝土设计结构中的使用。新规范中不仅规定了新的混凝土轴心抗拉强度的取值,而且对于锚固钢筋的方法也进行了完善,比如在锚固用筋上新增了90°的弯钩等。
新规范还对混凝土结构设计的钢筋连接方式进行了侧重说明,尤其注重加强钢筋的绑扎牢固性。在对直径不同的钢筋连接时,要注意对连接区域的钢筋直径进行精细的计算[4]。新规范中还提高了钢筋连接中钢筋抗拉和受压的要求——受压箍筋的取值比原来的取值翻了两倍,这样做的目的是提高了高强度钢筋应用下结构的安全性。
4、提高了对结构构件安全性的要求
新规范提高了对结构构件安全性的要求,对混凝土结构中板、墙、梁中裂缝和梁柱节点的构造配筋等构件都做了进一步的优化和调整[5]。比如,加大了板的最小厚度,在浇板时要充分考虑到温差、收缩等造成的间接效应;针对由温差、收缩等间接效应引起的裂缝,要用厚保护层梁中网片钢筋的配筋构造;以钢筋机械锚固方法来减少、精简梁中纵向钢筋在节点中的锚固,取消在框架中间的支座下进行弯折锚固;加大墙体的最小厚度限制,降低墙体的最小配筋率(新规范将之降低到0.15%);采用外加预应力的方式来对梁、板、柱等结构进行加固;同时还强调了混凝土结构设计时要符合整体设计原则,保证整体传力的构造连接。
结束语:
在我国经济的持续高速发展的大背景之下,我国的城市现代化进程将进一步推进,混凝土结构设计将在房屋建筑中得到越来越多的应用。混凝乳结构设计的合理与否,关系到建筑的使用寿命和入住人口的生命安全,因此我们要认真学习《混凝土结构设计规范》,以新规范为依据,在工作实践中切实贯彻新规范中的理论原则,为建设社会主义现代化城市做贡献。同时,还要在工作实践中,积极发现问题、探索解决问题的新方法,不断推动混凝土结构设计的理论创新。
参考文献:
[1]徐港,王谊敏,王青,苏义彪. 混凝土结构设计新规范黏结滑移本构关系适用性分析[J]. 工业建筑,2013,05(12):115-117
[2]虞启明. 混凝土结构设计新规范相关问题探讨[J]. 城市建筑,2013,04(23):52-53.
[3]丁婵. 平面不规则框架结构抗震性能研究及评估[D].新疆农业大学,2013,09(07):123-124
[4]侯建国,杨力,叶亚鸿,黄凯斌,唐静,李劲夫,程献军,王美华. 新版混凝土结构设计规范二阶效应的设计规定简介[J]. 武汉大学学报(工学版),2013,01(14):56-57.
作者简介:罗立(1983.04--),男,汉族,四川成都人,信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司,研究方向:工民建结构设计。