浅述工业与民用建筑中混凝土结构设计

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  摘要:对于工业与民用建筑来说,混凝土结构设计是一个综合性较强的工作,而且对于施工质量的要求也是越来越高,因为当今社会的人们对于混凝土结构设计的建筑物要求是相当 高的,所以混凝土结构设计的工作人员的工作水平、对于技术技巧的应用程度都在不断地提高,这样既有利于我国工业与民用建筑施工行业的发展,也为解决在混凝土结构设计中出现的问题提供了良好的帮助。
  关键词:工业与民用建筑;钢筋混凝土;建筑结构;设计探析
  钢筋混凝土的结构设计是一个比较复杂的过程,设计人员必须要对结构的特点有着深入的了解,并重视结构概念的设计,采用适合的计算模型对工业与民用建筑的关键部位和问题采用针对性的措施进行解决,以减少在施工中因设计而出现的不合理现象。不断的对工业与民用建筑设计进行优化,最终使工业与民用建筑达到安全、经济、适用的效果。社会的不断进步,人民对居住环境开始由实用性要求逐渐向实用性和美观性并存的方向转变。在工业与民用建筑的设计过程中,钢筋混凝土有着重要的地位,它是工业与民用建筑建筑结构的主要构件,因此设计人员必须要将钢筋混凝土的重要性牢记于心,严格的按照建设规定合理设计工业与民用建筑结构。
  一、建筑混凝土结构设计体系的分类
  1.1工业与民用建筑的体系
  随着我国工业化发展进程加快工业与民用建筑混凝土结构体系的分类也逐渐增多,相对应的,对于设计的工作人员的要求也就增加,因为优秀合格的工作人员是能在设计混凝土结构之前,会先了解工业与民用的建筑情况,在设计出科学、合理、安全的结构,也可确保建筑的质量。只有混凝土结构的设计者真正的了解了工业与民用体系中的选择原则,方能满足混凝土结构设计形式中的要求。
  1.2建筑混凝土结构体系
  工业与民用的建筑结构通常包括墙体体面和框架两方面。对于墙体体面来说,主要的建筑材料是钢筋混凝土,可保证对混凝土结构的支撑能力,同时也可增强建筑的安全性能;对于框架来说,主要的功能就是保持建筑结构的载荷承受能力,因为部分工业与建筑结构的平面设计的相对较宽,所以这类的建筑结构体系也就具有更大的空间。这两种结构都分别具有各自的特色,是建筑结构中很主要的两种形式,因此在当代建筑工程施工过程中也被广泛的应用,人们对于这种结构体系的了解也越来越多。但是,这其中还有剪力墙等问题存在,这样会增加建筑内部侧墙的压力,使之产生形变等问题,也会对建筑的经济性和使用性能产生不良影响。
  另外,工业与民用建筑中混凝土结构设计体系会根据工业与民用建筑结构中的混凝土体系的不同而不同,通常可将混凝土结构设计分为钢筋混凝土结构设计、钢的结构与组合的结构设计、混凝土的设计。所以说对于建筑工程施工过程来说,工业与民用建筑混凝土结构设计是有着重要的地位。所以,为了提升建筑中的混凝土结构设计水平,应提前对结构进行统一科学的分类。
  1.3工业与民用建筑混凝土结构的材料
  混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土指的是用水泥作胶凝材料,砂、石作集料并与水等添加剂按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,它广泛应用于土木工程。因为混凝土的材料获得容易并且价格低廉,所以就成为在建筑工程施工过程中最常用的材料。由于混凝土的材料获得容易并且价格低廉,因此就成为在建筑工程施工过程中最常用的材料,这样也表明混凝土的性质对于混凝土结构设计来说非常重要。所以在选取建筑混凝土材料时,会选择混凝土结构相对厚些的材料,另外,分析工业与民用建筑混凝土的结构材料,也有助于对混凝土结构的设计。
  二、工业与民用建筑钢筋混凝土建筑结构的设计要求
  2.1多层建筑
  对于多层的建筑和一些轻型工业采用砖混结构,在地震多发区使用外砖内浇体系,由于生产和运输条件的限制,发展规模保持相对的稳定,建筑大开间住宅,可以根据各个用户需要分割房间,这也成为了我国以后住宅建设的发展方向。对于砖混结构的楼板可以采用空心板,使用混凝土往往很少,国外有两种先进的生产预应力空心板的机械在长线台座上制作,在最近这些年,国内对多层的建筑一般采用整体的框架,对于一些大跨度梁,也采用曲线预应力筋,对柱也采用预应力配筋。
  2.2高层建筑
  对于我国的高层建筑的发展特点是层数不断的增加,高度不断的加大,向着多用途、多功能的方向发展,平面布置和立面体型的多样化,结构体系的多样化,处理采取框架、剪力墙等结构,还可以使用很多的新工艺、新技术、新材料等工艺和材料,并采用无粘结预应力混凝土技术。
  2.3大跨度建筑
  对于大跨度的混凝土屋盖结构为拱、网架、网壳、薄壳或者是这些结构的组合,最近几年斜拉桥结构移植到屋盖建筑中构成大跨度結构,对于装配式组合网架是利用混凝土屋面板作为结构的受压上弦杆,与钢的下弦杆和斜腹杆组成,有效的降低了网架的用钢量,也完成了多层网架结构房屋。对于混凝土建筑的超高层的发展,并且向着通用化、多功能和综合性方向发展,强化了抗震的控制,建筑和结构的形式出现多样化,创造出了新的结构,扩大整体预制吊装或提、顶升,占地很少,耗能也很少,并且高度的重视住宅建筑和发展多层工业建筑。
  三、强化工业与民用建筑钢筋混凝土建筑结构的有效措施
  3.1地基和基础的设计
  工业与民用建筑的地基与基础的设计是目前工业与民用建筑建筑结构设计时的重要注意方面,我国地域的广阔性决定了我国地质条件的复杂性,因此在实际的工业与民用建筑设计和施工过程中,必须要将《地基基础设计规范》等政策贯彻到设计之中,《规范》中对全国地区的地基基础都做了详细的描述与规定,在设计阶段需加以重视。
  3.2合理选择钢筋混凝土的建筑结构
  对工业与民用建筑的大跨度框架结构,尤其是处于建筑楼梯间的框架,因为楼梯平台的连接,使得楼梯间的梁柱成为短柱,所以在设计时,应当对建筑的柱箍筋进行全长加密设计。这一点在建筑的设计中经常会被忽略,应当引起设计人员的重视。对于框架结构的外立面是带形窗的时候,如果设置连续的窗过梁设计,就会使外框架柱可能成为短柱。对结构长度超规范值的情况,如果建筑功能上不允许建筑留缝等情况,建议合理采取补偿混凝土的浇筑。使用细密的双向型配筋,将构造间的距离控制在有关规范之内,对屋面可以设置后浇带,并适当的加强其强度。   3.3妥善的处理钢筋混凝土的刚度
  结构的刚度是设计阶段不可忽视的一个重要因素,由于我国建设工艺的不断进步,而建筑的刚度就是影响建筑整体质量的直接因素。不断地将建筑物的位移控制在合理范围内,使得建筑的设计符合要求,对建筑物的延展性与刚性进行严格控制,根据设计理念与风格的需要对建筑刚度进行适当调整。
  3.4对钢筋混凝土结构进行及时的加固
  对建筑结构进行加固主要有两个方面,一种是利用碳纤维对材料进行加氟,这种方式可以最大程度的加强钢筋混凝土的刚度和强度,并且有效的提升混凝土的抗裂能力;另一种是通过预应力来对混凝土加固,这种方式可以延长材料的使用寿命,确保建筑工程的稳定性与安全性。
  3.5做好预应力的分配设计
  预应力指的是工业与民用建筑结构的一种力度设置,平衡的分担结构设计的内力分布,预应力的分配设计对结构的固定有着直接的影响。在进行预应力的设计时,需要重点解决力度的滞后等问题,将预应力的后期影响减低到最小值。比如在进行建筑的设计时,对结构的预应力分配需求较大,在实际的设计中需要将建筑应力和内部的变力综合考虑在内,将预应力进行合理分配设计,使结构能够达到受力平衡的要求,防止出现工业与民用建筑偏力的影响。在进行维护机构的设计和施工时,最好采用较轻质的材料,从力学的角度来看,在进行一些大型公共建筑的设计时,尽量的使结构柱网进行等距的分布,减少边跨柱的距离,充分的利用结构受力特点提升整体结构刚度。
  3.6做好工业与民用建筑钢筋混凝土结构裂缝的控制
  在进行工业与民用建筑混凝土施工作业之前,要根据工程规定的相关检验方式对材料的保湿度、内部应力、温度等因素进行验算,通过严格验算来明确混凝土的温度基线,通过技术的指标来完善温控技术。混凝土在进行模板工程的施工中,除了国家现行施工相关规章制度外,还应该将混凝土的保温措施做到实处。避免因为温度的积累和温差过大情况造成工业与民用建筑出现裂缝情况,还应综合的考虑内外部温度的要求,并且做好防漏和过振等工作。在工业与民用建筑的设计阶段明确其养护方式,做好预防外力等因素造成的混凝土收缩,防止工业与民用建筑在施工阶段出现裂缝等情况。
  四、结束语
  工业与民用建筑的建筑最基本的骨架便是钢筋混凝土结构的设计,这对工业与民用建筑的整体工程质量有着直接的影响,关乎业主与开发商的共同切身利益。因此,在进行工业与民用建筑钢筋混凝土建筑结构的设计时,必须要重视工业与民用建筑设计要点,始终将质量第一的观念贯彻在结构的设计过程中,自觉遵从工业与民用建筑有关的质量要求,并合理选择建筑结构,妥善处理其刚度,对结构进行及时的加固,并做好预应力的分配设计,对结构裂缝的控制进行合理控制,才能够确保工业与民用建筑建筑的整体质量。
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  (作者单位:河南长城铁路工程建设咨询有限公司)
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