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建筑结构设计问答及分析范文1
【关键字】短肢剪力墙 短肢剪力墙较多 轴压比 配筋率 倾覆力矩
中图分类号：TG315.5 文献标识码：A 文章编号：
什么是短肢剪力墙
1.1规范对剪力墙的相关规定
依据《高层建筑混凝土结构技术规程》的相关规定，各类墙肢水平截面的截面高度hw（即墙肢长度）与截面宽度bw（及墙肢厚度）之比hw/bw见下表。
1.2对规范规定的理解
（1）《混凝土结构设计规范》规范hw/bw>4时，按剪力墙要求设计。
（2）对于hw/bw≤4的柱形墙肢，规范规定按框架柱进行截面设计，即抗力设计时，采用柱截面计算h0的原则来确定墙肢的hw0，其他要求同墙。有文献提出墙肢的轴压比也按框架柱要求，但比较可以发现，在抗震等级相同时，规范对于框架的轴压比限值要远大于对墙肢的轴压比限值（尽管这里有轴压比计算方法的不同），以抗震等级为二级为例，框架柱轴压比限值为0.75，而剪力墙的轴压比限值为0.6。因此对“柱形墙肢”只按框架柱要求控制其轴压比不一定是合适的。必要时可实行双控，即同时满足剪力墙及框架柱的轴压比限值要求。
（3）如果完全根据高厚比来界定短肢剪力墙，可能带来一些问题。对地下室中上部结构嵌固端的下一层墙肢，如果对应的地上墙肢为一般剪力墙，由于地下室层高的原因二需要加厚剪力墙的厚度（由bw增至bw0）导致不能满足一般剪力墙的宽厚比要求，此时应根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录D进行剪力墙墙墙肢的稳定性验算，当满足稳定性验算时可不按短肢剪力墙设计，当不满足稳定性验算时应按短肢剪力墙设计。
《高层建筑混凝土结构技术规程》7.1.8-2条注1，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。《广东高规》规定，当剪力墙截面厚度不小于层高1/15，且不小于300mm高厚比大于4是仍属一般剪力墙。这些规定显然更为合理些。
（4）判断是否为短肢剪力墙的基本依据是墙肢的高宽比（hw/bw），《高层建筑混凝土结构技术规程》强调对L形、T行。十字形剪力墙只要有一肢为一般剪力墙（即hw/bw>8）整个墙肢就可以不划分为短肢剪力墙。朱炳寅在《建筑结构设计问答及分析》里认为两个墙肢应注意互为翼墙的概念。有效翼墙可提高剪力墙墙肢的稳定性能，但不能改变墙肢的短肢剪力墙属性。《高层建筑混凝土结构技术规程》7.1.8条条文说明指出“短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点，受力特性接近异形柱”。而《高层建筑混凝土结构技术规程》按所有墙肢中最大的高宽比来判定短肢剪力墙的规定，并没有从根本上改变较短墙肢的异形柱特性。在这里编者认为在实际工作中按互为翼墙的理念，一墙肢为基本判别单元，这样做是偏于安全的。
2.对短肢剪力墙较多（即我们经常说的短肢剪力墙结构）的讨论
2.1规范对短肢剪力墙较多的有关规定
依据《高层建筑混凝土结构技术规程》7.1.8条，抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时，应符合下列规定：
（1）在规定水平力地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%；
（2）房屋使用高度应比《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.3.1-1规定的剪力墙结构的最大适用高度适当降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）时分别不应大于100m、80m、60m。
2.2对规范规定的理解
（1）所谓“短肢剪力墙较多”规范没有定量的界限，但从概念上说，可以从承受竖向荷载的能力、结构底部的倾覆力矩及结构的均匀对称性三方面综合确定，当符合下列条件之一时，可判定为“短肢剪力墙较多”。
1）短肢剪力墙的截面面积占剪力墙截面面积的50%以上；
2）短肢剪力墙承受的第一阵型底部地震倾覆力矩达到结构总倾覆力矩的40%~50%时；
3）短肢剪力墙承受荷载的面积较大，达到楼面面积的40%~50%以上（较高的建筑允许的面积应取更小的数量）；
上述1）、2）项，其本质是对结构倾覆力矩的判别，比较可以发现：当按1）要求判别时，短肢剪力墙的倾覆力矩约为结构倾覆力矩的20%~30%，相比2）小的多；3）项从短肢剪力墙承受竖向荷载的能力及结构均匀对称的角度来把握。
（2）在剪力墙结构中设置少量的短肢剪力墙是允许的，设置少量的短肢剪力墙并不影响对原结构的判别，其结构仍可确定为一般剪力墙结构或可称其为短肢剪力墙不较多
的剪力墙结构（注意：不能一见到短肢剪力墙就想对其采取加强措施，当短肢剪力墙“不较多”，且其承受竖向荷载较小时，短肢剪力墙可不采取特殊的加强措施。只有短肢剪力墙较多时，规范才要求对其采取加强措施。应注意对“短肢剪力墙较多”的把握）。
（3）当短肢剪力墙较多时应采取相应的结构加强措施（注意：当短肢剪力墙不较多时，可不采取短肢剪力墙较多时相应的结构加强措施），见下表：
短肢剪力墙较多时的设计要求汇总
3.结论
结构设计是应尽量采用一般剪力墙结构体系，当必须采用短肢剪力墙较多的剪力墙结构体系时，应根据规范相关规定精心设计。
【参考文献】
[1] 《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010)．北京：中国建筑工业出版社．2010
[2] 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)．北京：中国建筑工业出版社.2010
[3] 《建筑结构设计问答及分析》/朱炳寅.北京：中国建筑工业出版社.2009
建筑结构设计问答及分析范文2
[关键字] 消防车井字梁等效荷载覆土厚度
中图分类号：S776.29+3 文献标识码：A 文章编号：
一、问题的提出
随着城市建设的高速发展，地下车库应运而生。车库顶板覆土可满足绿化、管网埋设的要求，同时既解决了停车难又缓解了用地紧张。然而在实际工程中笔者发现，许多设计人员甚至包括审图人员，对规范的理解以及对荷载的取值出入较大，造成了不必要的浪费的同时，也产生了一些隐患。
二、规范要求及基本概况
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）（以下简称《荷规》）相对06版《荷规》，扩大补充了楼板跨度的取值范围，并考虑了覆土厚度的影响。常见中型消防车总重量小于15t，重型消防车一般在20t~30t。本文讨论30t消防车，总重300KN，前轴重30KN（两个前轮），后轴重2x120KN（四个后轮），最大轮压为60KN，作用面积0.2mX0.6m。车平面布置图见图一。
三、工程实例及荷载取值
一般地下车库采用柱网尺寸为8m左右的框架结构，本文取8.4x8.4的局部网格，顶板覆土1.5m做小区绿化及道路，消防车道宽4m，仅能单辆消防车同行，由于荷载较大，网格内加设次梁4X2.1m（比8.4m网格只做主梁或做无梁楼盖更加经济，对比计算过程略）。
1 楼板荷载
此时板跨度为2.1mx2.1m的双向板，按《荷规》表5.1.1无此范围板荷载取值。应按60KN作用在0.2mX0.6m的局部面积上，扩散角取30°（注：车轮压力的扩散角，在砼中按45°，在土中按《荷规》附录B可按35°；另按《城镇供热管网结构设计规范》CJJ105-2005附录C取45°；本文取30°偏安全）。此时扩散后作用面积已经满布于2.1mX2.1m板上，活荷载为60/1.932X2.332=13.3KN/㎡(见图二)；但是此时由于车后轮较近，扩散后土压力部分重叠，所以取四个后轮总扩散面积后取平均值，此时应为60X4/3.732X3.732=17.23 KN/㎡(见图三)；而重叠范围压力最大为13.3x2=26.6 KN/㎡；此时应将重叠区多出的荷载26.6-17.23=9.37 KN/㎡按重叠的面积作为局部面积根据《荷规》附录C等效后叠加到17.23上，但考虑过高的精度对实际工程没有太大意义，可折中取平均值（26.6+17.23）/2=22KN/㎡。
板荷载初步结论：如果顶板没有覆土，则可直接将60KN作用在0.2mX0.6m的局部顶板上，按《荷规》附录C计算出等效荷载；如果顶板覆土较薄，扩散后未铺满板跨，则可按扩散后尺寸按《荷规》附录C计算等效荷载；如果覆土较厚，扩散后已满铺板跨，则按上述过程计算；如果覆土厚度足够，轮压可认为近似均匀的扩散时，轮压可直接按均布荷载考虑。另不同板跨可分别根据《荷规》表5.1.1及条文说明P197的要求分别线性插值确定。详细表格可另参见朱炳寅编著的《建筑结构设计问答及分析》P6-P11，本文不再重复。
上述荷载仅为单辆消防车荷载取值，如若场地为两辆或多辆消防车使用，则计算折减后的均布活荷载不应小于15 KN/㎡（原因：300KN消防车平面尺寸8.0mX2.5m=20.0㎡，车挨车不考虑扩散平均重量为300KN/20.0㎡=15 KN/㎡）。
2 次梁荷载
《荷规》表5.1.2第3条，对双向楼盖的梁应取0.8的折减系数。此时规范并未规定主次梁，在满足《荷规》板跨要求的情况下，应根据具体情况具体分析：1）十字交叉梁或井字梁满布消防车道，则仅主梁乘折减系数；2）单向次梁，如果对板来说就是主梁，对次梁也应乘折减系数。如果实际工程中无法定性且不满足《荷规》要求的板跨，则应按荷载最不利布置及每个梁的影响线，计算出梁的最大剪力和最大弯矩，反算出相应的等效荷载。
考虑实际情况中，有单跨梁(简支梁)，有连续梁(固端梁)，所以分别计算出最不利布置时，单跨简支梁的最大正弯矩和单跨固端梁的最大弯矩，然后分别反算出等效的均布荷载。示例分别见图四和图五。
简支梁：消防车荷载后轮轮压直接作用在梁上，此时最大正弯矩为396 KN*m，最大剪力为120KN；按最大弯矩396 KN*m反算梁均布线荷载为45KN/m，板跨2.1m，则梁均布荷载为45/2.1=21.4KN/㎡；此时最大剪力满足要求。
固端梁：消防车荷载后轮轮压直接作用在梁上，此时最大负弯矩为240 KN*m，最大正弯矩155.7 KN*m，最大剪力为120KN；按最大负弯矩240 KN*m反算梁均布线荷载为41KN/m，板跨2.1m，则梁均布荷载为41/2.1=19.5KN/㎡；按最大正弯矩155.7 KN*m反算梁均布线荷载为53KN/m，板跨2.1m，则梁均布荷载为53/2.1=25.2KN/㎡；取25.2 KN/㎡，此时最大剪力满足要求。
由于未考虑轮压的扩散且未考虑另一个方向井字梁共同作用，所以读者根据实际情况，还可以做适当折减。
3 主梁荷载
主梁的计算过程同次梁，但是可以考虑0.8的折减系数。在不考虑轮压扩散及双向梁的有利影响的情况下，仍可取25.2x0.8=20.1 KN/㎡。
建筑结构设计问答及分析范文3
关键词 钢筋混凝土筒仓筒仓结构设计有限元分析环梁温度应力
中图分类号：TV331文献标识码： A
一、概述
筒仓是用来贮存散体物料的一种理想的常用仓型，它占地面积小，仓容量大，便于机械化作业，因此，在电力、现代物流、粮食、煤炭、水泥、轻工等行业中有着广泛的应用。筒仓可分为浅仓和深仓。对浅仓与深仓的分类法有：按高径比分类和按破裂面分类等多种．其中最简单、且被广泛应用的一种为t当高径比小于1.5时为浅仓，当高径比（或高宽比）大
于或等于1.5时为深仓。贮料的侧压力是散装仓设计的重要参数，其计算正确与否直接关系到仓体结构是否安全、可靠、经济、合理。世界上很多国家都出现过大量筒仓仓体破裂或倒塌的事故．我国也不例外，而这些事故大都是由于设计时荷载考虑不足引起的，造成了巨大的损失。另外．由于筒仓内的物料要经常进行装卸。物料在运动过程中对筒仓的作用力与处于静止状态时是完全不同的，尤其深仓，仓内物料的压力问题十分复杂，其初始状态、流动情况的各不相同，即使卸出极少量的物料，筒仓壁上的压力也有所增加，甚至是静止压力时的1~2倍。筒仓的卸料形式不同，仓壁压力增大的数值也不同。所以，工程师在钢筋混凝土简仓的结构设计中，在贯彻执行国家技术经济政策前提下，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量是非常必要的。
二、结构模型建立的原则
为了更加精确地分析筒仓结构的内力分布，目前工程中越来越多地使用有限元软件进行分析，筒仓有限元模型的建立可以采用各种通用有限元软件进行，如Sap2000、Ansys、
Midas等等。筒仓结构主要杆系，如梁、柱可以采用线单元来模拟；对于筒仓环梁的划分要求保证均匀，同时兼顾与其交接的面单元和线单元的连接，尽量保证共节点，减少节点数量，提高计算效率。对于仓壁、漏斗、楼板、隔板和承台，可以采用壳单元模拟（不用实体单元可以节省计算时间），其中对于宽厚比小于1/10的面单元可以采用薄壳单元，而对于宽厚比大于1/10的面单元则需要采用厚壳单元，以考虑板的剪切变形。对于筒仓的有限元模型的建立，需要遵循即简洁又准确的原则才能使到结果数据趋于精确，分析结论才有意义。
三、仓底结构设计
钢筋混凝土筒仓的仓底直接承受贮料的垂直压力，因此，设计时应综合考虑：（1）卸料畅通；（2）荷载传递明确，结构受力合理；（3）造型简单，施工方便；（4）填料较少。仓底形式最常用有整体连接型式和非整体连接型式。整体连接为仓底与仓壁整体浇筑，整体性较好，但不利于滑模施工，计算较复杂。非整体连接为仓底与仓壁分开布置，仓底通过边梁（或环梁）支承于筒壁壁柱上，也可与仓壁完全脱开，简化了计算，便于滑模施工。
一般而言，仓底采用井字梁结构能够适应工艺开孔、埋铁以及运行层的布置，且经济性好，在火力发电厂中作为仓底结构运用较广。但不同于民用建筑中的井字梁，仓底井字梁支撑在圆形筒壁上，因此各井字梁的长度不尽相同，抗扭刚度也不同。通过分析不难得出，这种长短不一的井字梁布置通过各节点的变形协调来完成荷载分配，各梁在节点处协调扭转会引起较大的扭矩，尤其是最外侧梁。扭矩对截面选择起控制作用，此时宜适当加大梁宽。当然对于现浇楼板，应考虑其对梁抗扭能力的提高作用，计算时对扭矩作适当折减，一般可取梁扭矩折减系数为0.4。PKPM在仓底结构计算时应用较多，但在计算筒壁支承时，模型中一般用墙元来模拟筒壁。对于与筒壁相连的板块，SATWE将按板单元周边长度来分配荷载，这种分配形式与板块实际受力不相符，因而应用时应慎重。比较精确的荷载分配方式是通过建立板单元，并通过板单元与梁单元以及周圈筒壁单元的节点耦合来分配荷载。
四、筒壁环梁的作用
火力发电厂中的筒仓结构建筑物在运转层、贮料层以及屋面层三处有楼面板或屋面板的筒壁处，通常是按照暗梁的配筋方式集中加大配筋而形成三道环梁。筒仓贮料层顶部的环梁起约束库壁顶部变形、防止仓壁失稳的作用。除此之外，三处楼板将筒仓沿纵向划分为三个不同的功能分区，外壁的受力特征也完全不同，由下至上依次为：简壁支承区，主要承受上部贮料及各层楼板的恒载和活载，并将其传递至基础；仓壁与筒壁过渡区，外壁由仓壁向筒壁过渡，受力状态由环向受拉为主向纵向受压为主转变；仓壁区，主要承受贮料压力以及仓壁内外温差引起的温度应力。可见，虽然筒壁和仓壁连成一体，但却具有截然不同的受力特征，因此环梁实际上起到了“转换层”的作用，将具有不同受力特征的外壁分隔开，以减小相互之间的影响。尤其是贮料层楼板处环梁与厚板或井字梁板相连接，整体刚度大，成为仓壁的固定边界，因而将承受较大的环向拉应力。
五、仓壁温度应力的计算
火力发电厂部分筒仓中的贮料在其降温过程中的物理变化对结构及结构材料的设计有一定的影响。若按弹性计算，仓壁的环向钢筋配筋量将大幅度增加。而实际上仓壁受温度作用而开裂，开裂后仓壁温度应力将大幅度释放，从而减小了钢筋温度应力，因此，实际的仓壁裂缝将比仅按弹性理论计算的裂缝宽度小。在《钢筋混凝土筒仓设计规范》中，当仓内温度不超过100℃时，将计算得到的最大环向拉力提高6％~8％进行近似考虑，可见考虑温度作用后对配筋量的提高并不大。在我院设计的几十座各种规模的灰库中，也从未发现因为温度应力而导致较大裂缝影响使用的情况。当然对于直径很大的浅圆仓（如储煤用圆煤仓），由于其温度应力作用很大，有些甚至要将最大环向拉力提高30％~50％进行计算。此时，比较精确地计算温度应力对裂缝开展的影响应通过非线性有限元分析得出，而且要同时考虑材料非线性和裂缝的影响，通常这样的计算费时费力，目前很难在工程上推广使用。
六、结语
对于火力发电厂筒仓结构，特别对于深仓，由于贮料处于流动压力状态，为了准确反应整个结构的受力情况，应该利用有限元软件进行分析。随着国家工业的发展，筒仓的应用也必将越来越广泛，尽管相关研究成果已经非常丰富，但在设计中还是存在着一些尚未解决的问题。作为结构设计人员我们要在设计中不断学习，积累经验，发现问题．解决问题。
参考文献：
[1] GB 50077-2003，钢筋混凝土筒仓设计规范[s]．
[2] 朱炳寅．建筑结构设计问答及分析[M]．北京：中国建筑工业出版社，2013．
建筑结构设计问答及分析范文4
关键词：嵌固端；刚度比；地下室；基础埋深
中图分类号：TU74 文献标识码： A
1.引言 高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置，而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；没有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的
技术问题。
2.结构嵌固端的条件 高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。
2.1 设有地下室时的条件
（1）地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端，除非其高差仅为1―3级台阶高度时才可能考虑；
（2）地下室顶板结构应为梁板体系（即不可设计成无梁楼盖），且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度；
（3）地下室侧壁要有良好的侧限，即必须与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。
对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求，假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”的要求，对于高层建筑来说，由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量，上述要求仍很难满足。就此要求而言，则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端，而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。
2.2 不设地下室时的条件
高层建筑不设地下室通常是针对层数有的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。
（1）不管是采用天然地基基础或桩基础，都是以基础（承台）面作为结构嵌固端，且必须在该标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结，故首层层高应从基础面算起；
（2）若基础（承台）面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小，则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端，首层层高可从地面层算起。若不设刚性地面，则上部结构无从形成嵌固端，也即结构计算简图不成立，设计上显然是不允许的。
以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端，其下部结构必须具有足够的刚度以保证柱根之间不产生相对位移，且能承受或平衡柱根弯矩。规范中规定“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍”正是基于这一考虑。
3 与嵌固端相关的技术问题
结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求，在工程设计中还可引伸出若干相关的技术问题及其正确的设计方法，以下将分别探讨。
（1）单层地下室 当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时，通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端，这有利于充分利用其基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖结构，都不影响结构计算的准确性。此外，规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构，一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端，如图1所示。
（2）投影面积比例 高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。图2中当该比例*1时，若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件，则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了，但当上述投影面积比例
（3）大底盘多塔楼 大底盘多塔楼大多为商住楼，而且由于商用及居住性质不同，对柱网的要求也不同，故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用部分层数不多（如仅1―2层）
参考文献：
建筑结构设计问答及分析范文5
【关键词】混凝土裂缝;结构设计裂缝;施工裂缝控制
目前混凝土结构裂缝的问题，是工程建设中存在的一个普遍的问题，近年来随着超长、超大混凝土结构的发展，高强度及各种外加剂、外掺料混凝土的广泛应用，使混凝土裂缝控制变得更为复杂。大量的工程实践及现代混凝土科学的研究表明，混凝土结构裂缝是难以避免的，但因为影响因素较多，故应着重从混凝土施工期裂缝产生的原因方面进行分析，才能对混凝土裂缝形成机理有较深刻的认识。
1.施工期混凝土结构收缩裂缝形成的机理
由于混凝土水化过程的凝缩、降温收缩、自生收缩、失水干缩等引起的混凝土收缩变现在混凝土硬化的不同时段及不同部位，也呈现出不同收缩量值大小，如若这种收缩不受任何约束，则不会引起混凝土的开裂。但约束是客观存在，因而裂缝是难以避免的。
2.房屋建筑施工对混凝土裂缝的影响
客观上讲，对混凝土这种复杂的多组分凝结硬化形成的对相材料结构，一般难以避免微小裂缝的产生。实验研究表明，即使制作工艺良好的混凝土构件也存在很多微小裂缝。
由于混凝土早期强度发展快可给承包商带来明显的效益，因此，目前存在盲目追求早期强度高的施工现象。如果养护过程稍有疏忽，就会导致混凝土开裂缝的出现，特别对于抗渗性能要求较高的地下室墙板结构，要特别注重湿养护，并保持养护时间足够长的，直到回填掩蔽。部分施工人员在使用混凝土输送泵时，认为混凝土坍落度越大越好而盲目加水，使得水胶比增大，浇灌后的混凝土泌水、离析严重，较轻的粉煤灰上浮分层，使混凝土的均质性不良，力学性能和耐久性自然收到影响。掺加粉煤灰的混凝土粘稠度较高，使混凝土在运输和浇灌过程中不容易分离，对于改善均匀性有明显的好处，更容易泵送和振捣密实。但由于掺粉煤灰混凝土粘度大，施工振捣要加密振点，快插慢拔，同时要避免过振，平拖。否则，会使较轻的粉煤灰上浮分层，造成人为的离析现象出现。
3.施期混凝土裂缝的控制措施
3.1结构设计裂缝控制措施
主要一般设计上没有进行个抗裂计算，常存在受力筋富余，构造筋不足的现象。设计规范虽规定构造筋配筋率不小于3%，但通常布置得间距偏大。大量工程实践证明，中国建筑材料科学研究根据补偿收缩混凝土性能和结构收缩应力集中原理，提出了《超长钢筋混凝土结构无裂缝设计和设计施工方法》，以膨胀加强代替后浇缝的方法。
3.1.1连续式无裂缝施工
对于底板和楼板等平面结构，每40～50m设置一道膨胀加强带，带宽2m,带两侧设密孔铁丝网，并用钢筋加固。先浇带外小膨胀混凝土，浇筑至加强带时，改用大膨胀混凝土，浇完后再改用小膨胀混凝土浇筑另一侧，实现连续混凝土。
3.1.2间歇式无缝施工
由于施工原因，若不能连续浇筑混凝土，可用间歇式方法，混凝土浇至膨胀带一侧停下，下次浇筑混凝土前，先把企口施工缝清理干净，预湿，然后按浇筑膨胀带及其他部位混凝土。
工程实践证明，采用上述补偿收缩混凝土无缝无缝设计和施工方法，并充分注意浇筑后1～2个月的保湿养护，均可取良好效果。
3.2施工方面裂缝控制措施
施工过程对混凝土结构产生施工期裂缝的影响因素很多，应从以下几个方面进行控制：
（1）加强混凝土浇筑过程的振捣工序，不得漏振，也不要过振，防止浮浆过多。同时要调整好混凝土的流动性，特别是在钢筋较密集部位更应注意，以防止浮浆过多。同时要调整好混凝土的流动性，特别应该注意钢筋较密集部位混凝土的流动性，以防止产生混凝土沉降裂缝。
（2）加强混凝土的养护，采用浇筑完立即覆盖混凝土，并压盖湿润麻袋或草毡并及时浇水养护。尽量减少浇筑与开始养护的时间间隔。混凝土在硬化过程中应保持一定的湿度和温度，以防混凝土表面干裂和塑性裂缝。
（3）对于大体积混凝土工程，应分层浇筑，每层厚度不超过30cm，以加快热量散发，并使温度分布均匀；混凝土下料不宜太快；对于要求较高的混凝土构件，在混凝土浇筑1～2小时后，对于混凝土可进行二次振捣，表面敲打，收光等。
（4）在混凝土浇筑前，应将模板浇水湿透，脱模应选择效果较好的脱离剂，拆模应平稳，并需控制好构件拆模的时间、受力和大小，以免引起结构裂缝。
（5）对于较长或面积较大的混凝土浇筑工程，应采用浇筑完一段养护一段的方法，混凝土表面应及时抹压、覆盖养护。长期露天搁置的预制构件，除避免曝晒外，还需要定期适当洒水，保持湿度。薄壁构件应在放在阴凉处并加以覆盖，避免发生温度和湿度的严重变化。
4.优化混凝土配合比控制裂缝措施
（1）混凝土的干缩变性随着单方水泥增加二增加，并不代表水泥的用量越多，强度等级就越高，结构安全性就越大。根据科学实验和工程实例表明，混凝土龄期在3～5个月时候，强度比28天强度分别提高1.25～1.5倍，同时抗滲能力也会随之增加。因此在实际施工的配合比设计中，可考虑让混凝土发挥其后期强度。
（2）混凝土早期的收缩主要是浆体的收缩，浆体量越大则收缩越大，考虑到实际施工过程中混凝土的工作性和可泵送性，我们在配合比设计中，浆体的体积控制在适当范围内，适当增加粗集料用量，并可选用空隙率在40％左右的优质粗骨料，在保证可泵性的前提下，适当降低浆体的体积，比较有效地防止早期裂缝的产生。
（3）配合比设计中砂率的选择对混凝土收缩性的影响很大，混凝土的收缩和裂缝产生的概率随着砂率的增加而增大，降低砂率有助于减少收缩，但同时考虑到泵送混凝土的问题，太小的砂率增加了混凝土泵送的困难，也不能满足抗滲等级的要求。此外，更应该注意砂的莫属和粒径，有的工程实践表明采用细度模数2.8的中砂比2.3的总砂，可以有效减少水的用量和水泥的用量，从而可以降低水泥的水化热、混凝土的温升和早期的收缩。
5.施工期混凝土收缩综合影响因素
影响收缩裂缝的因素是多种多样的，总结一下几点对于控住施工期裂缝有很大的参考价值：
（1）混凝土在水中永远呈微膨胀变形，但在空气中永远呈现收缩变形。
（2）水泥用量越大，含水量越高，表现为水泥浆量越大，坍落度就越大，收缩性就越大，应尽量避免雨中浇筑混凝土。
（3）水灰比越大，收缩性就越大，一般高强度混凝土比中低强度收缩性大。
（4）一次浇筑成形的面积越大，暴露面越大，收缩也就越大。
（5）早期养护时间越长，收缩性越小，越干燥，保湿养护避免剧烈的干燥能有效地降低收缩应力。
【参考文献】
［1］赵志缙编著.泵送混凝土.北京:中国建筑出版社.1985.
［2］赵西安等编.高层建筑结构设计与施工问答.上海:同济大学出版社.1991.
［3］黄长礼,刘古岷.混凝土机械[M].合肥:安徽科学技术出版社.2001.
建筑结构设计问答及分析范文6
【关键词】剪力墙结构；连梁设计
前 言
随着我国工业化、城市化建设进程的加快， 城市建设不断朝着高层、超高层建筑方向发展，框架-剪力墙及剪力墙结构体系设计日渐频繁，结构体系中连梁不仅是墙肢之间传力的纽带，而且还是抗震设防的第一道防线和主要耗能构件，设计是否合理直接决定建筑抗震性能好坏，其合理的刚度对结构的安全、经济性影响重大。下面对连梁的工作机理进行探讨并提出连梁设计相关建议，为工程设计提供参考。
1、连梁的工作和破坏机理
1.1 高层建筑在风荷载和地震力作用下， 由于连梁两端的墙肢受到不均匀地压缩， 在连梁两端产生竖向的位移差， 并在连梁内产生内力。但是连梁端部的弯矩、剪力和轴力反过来减小了墙肢的内力与变形， 对墙肢起到一定的约束作用， 并改善了墙肢的受力。
1.2 高层建筑剪力墙的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种， 第一种属于脆性破坏（即剪切破坏）， 第二种属于延性破坏（即弯曲破坏）。当连梁发生脆性破坏时其承载力丧失，如果沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时， 各墙肢就丧失了连梁对它的约束作用， 并成为单片的独立梁。从而造成结构的侧向刚度大大降低， 结构的变形加大， 并且进一步增大P―Δ 效应（竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩）， 最终可能造成结构的倒塌。当连梁发生延性破坏时， 梁端出现垂直裂缝， 受拉区出现微裂缝， 在地震作用下会出现交叉裂缝， 并形成塑性， 因此结构刚度降低， 变形加大， 从而会吸收大量的地震能量。由于通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力， 并对墙肢起到一定的约束作用， 使得剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中， 连梁起到了一种耗能的作用， 对减少墙肢内力， 延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下， 连梁的裂缝会不断发展、加宽， 直到混凝土受压破坏。
2、合理结构体系的连梁设计
根据以上对连梁的工作和破坏机理的分析， 为保证墙肢和连梁一致协同地工作， 在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应处于弹性工作状态， 连梁不应该出现塑性铰。在地震作用下， 结构允许进入弹塑性状态， 连梁可以产生塑性铰。根据抗震设计规范总则的要求，所以连梁设计的要求符合“强剪弱弯”的原则， 连梁的屈服要早于墙肢的屈服， 并保证墙肢和连梁具有良好的延性。因此在日常设计中， 为了建立合理的结构模型， 我们应该把握以下几种方法：
2.1 连梁刚度的折减
《高规》第5.2.1 条规定：在内力与位移计算中， 抗震设计的框架剪力墙或剪力墙结构的连梁刚度可以折减， 折减系数不宜小于0.5。之所以考虑对连梁刚度进行折减， 是由于在侧向荷载作用下， 混凝土的开裂引起了刚度降低。在地震作用下， 连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下更大， 因此刚度降低更多。刚度折减越多意味着在设计荷载作用下裂缝开展越大。在超载时， 如发生强大的阵风力或地震烈度超过多遇地震烈度时， 塑性铰就会出现更早， 所以要加强连梁的延性和使连梁符合强剪弱弯要求。对位移由风荷载控制的建筑， 为避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大， 连梁刚度折减系数不宜小于0 .8 。按《高规》规定， 在计算竖向荷载作用下的内力时， 对已经考虑连梁调幅的， 不应再考虑刚度折减。
2.1 .2 抗震设计剪力墙结构连梁的弯矩和剪力可进行适当塑性调幅， 以降低其剪力设计值。但在结构计算中已对连梁进行了刚度折减， 其调幅范围应限制或不再调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后， 其余部位的连梁和墙肢的弯矩应相应加大。一般情况下， 经全部调幅（包括计算中连梁刚度折减和对计算结果的后期调幅）后的弯矩设计值不宜小于调幅前（完全弹性）的0.8 倍（6， 7 度）和0.5 倍（8， 9 度）。但是我们应该注意：
（1）这调整方法考虑连梁端部的塑性内力重分布， 对跨高比较大的连梁效果比较好， 而对跨高比较小的连梁效果较差。
（2）经此调整， 仍可确保连梁对承受竖向荷载无明显影响。
2.2 加大连梁跨度减小其高度
在连梁设计过程中， 其刚度经折减后， 仍有可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况， 这时可以增加洞口的宽度， 以减小连梁刚度。减小结构的整体刚度， 就是减小了地震力作用的影响， 使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限， 则可采取调整连梁内力来解决。但是调整的幅度不宜大于20 %， 且连梁必须满足强剪弱弯原则。
2.3 加大剪力墙厚度
为了是增加连梁的截面宽度。一方面由于结构整体刚度加大， 地震作用产生的内力增加， 另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后， 地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙， 而是小于这个比例， 因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。
2.4 提高混凝土等级
混凝土等级提高后， 结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例，有可能使连梁的受剪承载力不超限。
2.5 处于地震区的高层建筑剪力墙的连梁
在进行了上述调整后， 仍有部分不符合承载力要求时， 可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按强剪弱弯的要求， 配置相应的纵向钢筋。此时， 如果不能保证连梁在大震时的延性要求，应重新计算整个结构， 必要时调整结构布置， 使连梁的承载力符合要求。
2.6 连梁的铰接处理
当连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响（即连梁不作为次梁的支承梁）时， 可假定该连梁在大震下破坏， 对剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析。实际计算时， 为减小结构计算工作量， 可将连梁按两端铰接梁计算。这时我们应该注意：
（1）事实上， 通过采取恰当的构造措施可确保连梁对剪力墙的约束不完全丧失， 避免出现独立墙肢。采用铰接处理就是考虑了大震时连梁对剪力墙仍能保持一定的约束作用。
（2）调整的连梁为其破坏对承受竖向荷载无明显影响的连梁， 即该连梁不作为次梁或主梁的支承梁。
（3）此计算为第二次， 是对剪力墙进行包络设计的重要步骤之一。
（4）实际操作中， 经常会出现将某根超筋连梁进行铰接处理后， 引起其他位置原来不超筋的连梁超筋。上述的措施中， 在满足结构整体刚度的情况下， 可优先采用刚度折减， 如果仍超限， 可采用其余措施， 如在连梁中部开水平缝等等。但是总的原则是建立合理的模型并尽可能不超筋。
3、结 语
在框架-剪力墙及剪力墙结构体系的抗震设计中，连梁作为抗震设防的第一道防线和主要耗能构件，设计是否合理直接决定建筑抗震性能好坏，其合理的刚度对结构的安全、经济性影响重大。应通过结构合理分析比较，综合考虑多方面因素对连梁变形能力、破坏形式和耗能能力的影响，并在保证“强剪弱弯“的原则同时合理控制连梁的刚度。
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》中国建筑工业出版社.JGJ3-2010.
[2]《建筑抗震设计规范》中国建筑工业出版社.GB50011-2010 .
