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在剪力墻筒體內(nèi),外圍墻對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響最大,通過外圍墻的剛度控制即可滿足結(jié)構(gòu)整體剛度的要求了,而內(nèi)部墻體對(duì)剛度基本沒什么影響,因此內(nèi)部墻體宜盡量偏少、偏薄,否則不僅對(duì)結(jié)構(gòu)無明顯的作用,而且又浪費(fèi)了鋼筋。在高層建筑中,墻柱截面存在著一個(gè)收級(jí)的問題。為了節(jié)省用鋼量,墻柱的截面尺寸應(yīng)盡量減小,在符合模數(shù)的前提下,每層墻柱的截面都可收級(jí),但這種做法是不可取的,因?yàn)閴χ孛孀兓^于頻繁、截面的種類過多不利于現(xiàn)場(chǎng)施工,因此,可進(jìn)行墻體分段收級(jí)來優(yōu)化設(shè)計(jì),既降低了用鋼量,又可以較方便施工。
1水平構(gòu)件布置優(yōu)化
樓層梁板構(gòu)件在布置上首先要使內(nèi)力能夠合理的傳遞;其次要有良好的使用效果;最后才是要節(jié)省用鋼量。在公共建筑樓層中,當(dāng)兩個(gè)方向的主軸尺寸相差無幾時(shí),則應(yīng)布置雙向井字型次梁;當(dāng)主軸尺寸相差較大時(shí),則要將大尺寸的設(shè)置為主框架,小尺寸的設(shè)置為次框架,這種即是典型的主次梁樓蓋。當(dāng)使用到高強(qiáng)度鋼筋時(shí),為了充分運(yùn)用到其高強(qiáng)度的性能,應(yīng)用內(nèi)力控制來進(jìn)行配筋,避免按構(gòu)造配筋。應(yīng)盡量避免板跨過小和布置過多的梁,這樣會(huì)增加用鋼量,而且會(huì)使樓層的受力復(fù)雜且不合理。在大面積客廳中,如果樓層采用普通的混凝土平板,由于較大的跨度和自重會(huì)造成較多的用鋼量。大跨度的樓板可以通過改變其結(jié)構(gòu)形式來減少自重,采用的技術(shù)有現(xiàn)澆雙向空心樓板、雙向密肋樓板等。
2構(gòu)件的配筋構(gòu)造
2.1柱配筋優(yōu)化策略設(shè)計(jì)中應(yīng)通過混凝土強(qiáng)度的合理選擇來控制柱子的截面尺寸和軸壓比,盡量達(dá)到柱子的配筋都為構(gòu)造配筋的目的。此時(shí)根據(jù)規(guī)范規(guī)定即可按最小配筋率來配置主筋,而對(duì)于柱箍筋的體積配筋率,使用高強(qiáng)度的鋼筋比低強(qiáng)度的鋼筋更節(jié)省用鋼量。結(jié)構(gòu)頂層的邊柱大部分都是處于大偏心受壓的情況,因此其主筋配筋率都是由內(nèi)力控制,通常可采用改變柱豎向形狀的方法來降低用鋼量。
2.2梁配筋優(yōu)化策略梁由于受力較大大多是由內(nèi)力控制配筋,為了降低用鋼量,可以采取的辦法有:一是盡量選用較低強(qiáng)度的混凝土,這可以降低最小配筋率,且有利于提高梁的抗裂性能;二是采用高強(qiáng)度的鋼筋。當(dāng)梁截面寬度較小時(shí),較大的用鋼量往往需要多排布置鋼筋,顯然這減小了截面的有效高度,在不影響使用和美觀的前提下,可以適當(dāng)?shù)脑龃罅旱慕孛鎸挾龋M量單排布置主筋,這樣可以達(dá)到節(jié)省用鋼量的目的。當(dāng)懸臂梁的懸挑長(zhǎng)度較大時(shí),其彎矩內(nèi)力都是急劇降低的,在面筋較多的情況下,除了角筋可延伸出梁端外,其余鋼筋都可適當(dāng)?shù)脑诳缰薪財(cái)啵@樣不僅可以降低用鋼量又有利于施工。當(dāng)梁承受集中荷載時(shí),要在受荷處配置附加橫向鋼筋。正常情況下,在梁側(cè)配置加密箍筋即可滿足要求了,因此不可盲目的加配吊筋,這樣只會(huì)造成鋼筋的浪費(fèi)。2.3樓板配筋優(yōu)化策略當(dāng)采用大跨度雙向樓板時(shí),由于樓板內(nèi)部不同位置的內(nèi)力存在較大的差異,設(shè)計(jì)時(shí)如果按最大內(nèi)力來統(tǒng)一配筋,只會(huì)造成鋼筋的浪費(fèi),通常可以分板帶獨(dú)立進(jìn)行配筋,這樣就可以節(jié)省用鋼量了。當(dāng)樓板鋼筋的間距為150mm或100mm時(shí),不用將每根鋼筋都伸入支座內(nèi),大部分鋼筋在支座前都可進(jìn)行截?cái)唷.?dāng)板面需要采用貫通面筋時(shí),配筋率不宜超過規(guī)范規(guī)定的最小配筋率,支座鋼筋不足時(shí),通過加配短筋,這樣就可以降低用鋼量了。
3工程實(shí)例分析
針對(duì)本公司某一工程地下車庫頂板典型柱網(wǎng),8.1ו66•8.1(m)和8.1×6.0(m),運(yùn)用PKPM軟件進(jìn)行了構(gòu)件配筋計(jì)算,并統(tǒng)計(jì)各種樓板形式的用鋼量、混凝土用量,對(duì)兩種柱跨樓蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。由于本工程地下室頂板需做成上部各單體嵌固端,故本處僅針對(duì)大板樓蓋、單向主次梁、單向十字梁、雙向主次梁幾種常見的樓板形式,不考慮無梁樓蓋和現(xiàn)澆空心樓蓋。
計(jì)算模型選取柱網(wǎng)尺寸8.1×8.1(m),8.1×6.0(m),X,Y向各取5跨,如圖1所示,計(jì)算結(jié)果選取正中間一個(gè)柱網(wǎng)樓蓋作為研究對(duì)象。框架柱截面尺寸取600×600(mm)。抗震設(shè)防烈度7度,框架抗震等級(jí)三級(jí)。柱梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)均取C35,梁縱筋、箍筋和板筋均采用HRB400。
4結(jié)論
從工程實(shí)踐表明,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過對(duì)豎向和水平構(gòu)件的合理布置、以及采取合理的構(gòu)件配筋構(gòu)造、構(gòu)件截面等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)配筋有著重要影響。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)研究成果,筆者總結(jié)出結(jié)構(gòu)布置的合理性技巧以有效地理性節(jié)約鋼筋。同時(shí)通過結(jié)合工程實(shí)例,綜合兩種柱網(wǎng)各種布置情況,從單方配筋量結(jié)果表明,6.0×8.1(m)布X向布一道次梁用鋼量最省,6.0×8.1(m)y向布兩道梁次之;8.1×8.1的井字梁結(jié)構(gòu)用鋼量最大,十字梁較省,單向布置兩道次梁最節(jié)省。
作者:王旭輝單位:上海保利建壅房地產(chǎn)有限公司
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