文档介绍：建筑结构混凝土设计浅析
建筑结构混凝土设计浅析
摘要:在我国,混凝土结构已经成为建筑设计的要点,对比其他砌体结构、木结构、钢铁结构等,混凝土结构有着整体性好、可塑性强、耐火性好、造价低、维护费用低、使用寿命长等特点。但是相应的也有自重大、容易产生裂缝、工期长、养护周期长等缺点。在混凝土结构设计中如何趋利避害,充分发乎混凝土优势是需要进行大量理论研究和实践研究的话题。建筑结构设计要符合质量标注、技术先进、安全规范等要求,文章从结构基本要求、可靠度量和荷载作用出发,对混凝土结构设计提出建议和意见。
关键词:混凝土结构;混凝土;建筑结构;结构设计;浅析
1 混凝土结构历史
混凝土结构有着一百多年的历史,是一种新兴建筑结构。在19世纪中期,混凝土才得到了广泛应用,但是混凝土由于技术原因质量都比较低劣。直到19世纪末,工业生产的发展才推动了建筑材料的计算和研究。随着水泥、钢材工业的发展,混凝土的抗压强度才逐步提高,从20世纪40年代到70年代,已经从28N/mm2提高到了420N/mm2。抗压强度的提高是混凝土的应用极速扩展,高强度的混凝土已经运用于大跨度、重型、高层建筑结构中,不仅减轻了自重还降低了建筑成本。
我国到了70年代混凝土的应用才随着高层建筑的快速发展而广泛应用。比如北京饭店、白云广场等。80年代后,混凝土技术才向着高技术、多元化发展,比如78层的香港中环广场是世界上最高的混凝土建筑,广州80层的中天广场是国内最高的混凝土结构建筑。现在,我国重视混凝土结构,建筑结构的理论分析和试验工作都取得了较好的效果,通过不断的学习和创新现在。
2 混凝土结构设计优点
(1)对比与砖混结构,结构较为稳定,抗震抗风性能好,所以耐久性好,建筑实使用命增长。和钢结构相比能较少材料成本和人工成本,且具有耐火性好、结构刚度大、维修费用少的特点。(2)空间分布灵活、格局多变,可以灵活配合建筑平面布置,有利于建筑空间的充分利用。(3)混凝土现浇时,结构完整,整体性、刚度都能达到优良的抗震效果。还能通过不同的模具达到不同的形状和尺寸,可塑性强。(4)属于绿色建筑材料,矿渣、粉煤灰等工业废料都可以成为混凝土的原料。(5)在城市建设中,混凝土已经商品化,价格低廉、材料丰富。
3 混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等
素混凝土是由水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)、外加剂,按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成,与钢筋混凝土相比,不再配置钢筋。
图1 钢筋锈蚀和结构性能随时间变化的关系
钢筋混凝土是在素混凝土的基础上配置一定数量的钢筋,是两种材料粘结在一起形成一个整体,共同承受外力。钢筋锈蚀是钢筋混凝土出现裂缝的主要原因。钢筋锈蚀随着年限的增加而加剧时,会使混凝土结构出现锈胀裂缝。锈胀裂缝能够引起钢筋和混凝土之间的粘接性能的退化。
预应力混凝土结构主要是针对钢筋混凝土结构。因为钢筋混凝土容易产生裂缝,预应力是利用高强度钢筋和高强度混凝土,在混凝土出现裂缝之前通过外力施加使混凝土受拉区预先受压力,再抵消受拉力区混凝土中的预压力,这样能够控制混凝土的延伸,控制出现裂缝,提高了构件的抗裂性能和刚度。在高层建筑、桥隧建筑、海洋结构、飞机跑道等方面都有预应力的身影存在。
预应力