谈钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用现状-(2)

谈钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用现状-(2) 中国地质大学（北京） 现代远程教育

专 科 实 习 报 告

题 目：谈钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用现状 学生姓名 吴鲁 批 次 2013春 专 业 土木工程 学 号 ************* 学习中心 北京财贸干校学习中心

2015年 5 月 内容摘要 近几年，由于我国经济和社会的快速发展，使得我国高层建筑发展也非常迅速，同时，设计思路也都在持续的变化和更新。结构体系正朝着多样化的方向发展。而在高层建筑中，最常用的结构就是钢筋混凝土结构，特别是框架—剪力墙结构应用最广泛，这是因为此结构体系不仅可以灵活布置功能空间，而且也有很大的侧向刚度。现如今，早已广泛推广和使用。本文主要对高层建筑结构体系以及建筑钢筋混凝土结构设计要点进行了深入的探讨，并重点对混凝土工程进行了详细的分析。 现如今，高层建筑使用的结构类型、材料、施工工艺等和多次建筑有很多共同点。然而，由于高层建筑和多次建筑相比要高很多，因此，高层建筑承受的荷载就越大。所以，在高层建筑过程中，使用的结构类型、材料、施工工艺等也会有一些不同。本文主要对高层建筑结构体系以及建筑钢筋混凝土结构设计要点进行了深入的探讨，并重点对混凝土工程进行了详细的分析。 目 录

引 言 .................................. 一 建筑的结构体系分析 .................. 1.框架结构 .......................... 1.1.框架结构简析 ................ 1.2.框架结构的特点 .............. 1.3.钢筋混凝土框架结构与钢筋混凝土结构 .............................. 1.4.框架结构应注意问题 .......... 2.剪力墙体系 ........................ 3.框架—剪力墙体系 .................. 4. 建筑钢筋混凝土结构的设计要点分析 . 4.1. 水平荷载逐步成为钢筋混凝土结构设计的因素 ........................ 4.2. 轴向变形不容忽视 ........... 4.3. 侧移成为钢筋混凝土结构设计的指标 ................................ 5. 混凝土工程 ....................... 5.1. 混凝土运输 ................. 5.2. 混凝土进场验收 ............. 5.3. 施工缝留设与处理 ........... 5.4. 混凝土养护 ................. 6. 钢筋混凝土框架结构冬期施工的问题 结 论 .................................. 致 谢 .................................. 参考文献 ................................

【摘要】近几年，由于我国经济和社会的快速发展，使得我国高层建筑发展也非常迅速，同时，设计思路也都在持续的变化和更新。结构体系正朝着多样化的方向发展。而在高层建筑中，最常用的结构就是钢筋混凝土结构，特别是框架—剪力墙结构应用最广泛，这是因为此结构体系不仅可以灵活布置功能空间，而且也有很大的侧向刚度。现如今，早已广泛推广和使用。本文主要对高层建筑结构体系以及建筑钢筋混凝土结构设计要点进行了深入的探讨，并重点对混凝土工程 进行了详细的分析。 现如今，高层建筑使用的结构类型、材料、施工工艺等和多次建筑有很多共同点。然而，由于高层建筑和多次建筑相比要高很多，因此，高层建筑承受的荷载就越大。所以，在高层建筑过程中，使用的结构类型、材料、施工工艺等也会有一些不同。本文主要对高层建筑结构体系以及建筑钢筋混凝土结构设计要点进行了深入的探讨，并重点对混凝土工程进行了详细的分析。 （一）建筑的结构体系分析 1.框架结构 高层建筑的框架结构主要有三部分组成，即框架梁、柱以及楼板。如果柱网布置的更加合理、科学，因此，使用空间也就越大，延性就会越好。如果横向侧移度很小，在受到水平力后，侧向变形的特征表现为剪切型，此种类型比较适合于空间较大而且楼层数不是太多的建筑中，比如：车站、商场等。 1.1.框架结构简析 框架是由横梁和立柱联合组成能同时承受竖向荷载和水平荷载的结构构件。在一般的工业和民用建筑中，框架的横梁和立柱都是刚性连接的，它们间的夹角在受力前后是保持一致的。钢筋混凝土框架结构是由楼板、粱、柱及基础四种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。钢筋混凝土多层框架结构是一种常 用的结构形式，具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点，目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中 1.2.框架结构的特点 钢筋混凝土框架结构由梁和柱刚性连接的骨架所组成，框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体。钢筋混凝土框架结构是一种抗震、抗风较好的结构体系，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好易于满足建筑物设置大房间的要求，还可以减轻建筑物的重量，在现代工业与民用建筑中被广泛应用。 1.3.钢筋混凝土框架结构与钢筋混凝土结构 （1）钢框架结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。具有以下特点：自重较轻，工作的可靠性较高，抗震性、抗冲击性好，工业化程度较高，容易做成密封结构，易腐蚀，耐火性差等特点。 （2）钢筋混凝土结构是用钢筋和混凝土建造的一种结构，钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。 由于钢材塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，其次钢材匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定，因此，钢结构的抗震性能比钢筋混凝土结构的抗震性能好。 1.4.框架结构应注意的问题 （1）结构平面、竖向布置 梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足规范所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的，即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。 为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向 刚度和承载力突变。 框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。 （2）框架柱配筋的调整 框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中应注意一些薄弱环节的配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱。对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此，应选择最不利的方向进行框架计算。另外，也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题： ①角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋应加强。 ②框架柱的配筋可加强，满足概念设计中的 强柱弱梁原则。框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。 ③对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于8，并应焊接。 2.剪力墙体系 如果全是由平面剪力墙构件构成受理主体结构时，就形成了剪力墙体系。在高层建筑中，应用剪力墙体系具有很多好处，例如：此体系水平荷载与竖向荷载的能力都是非常大的，建筑整体的性能良好，而且侧向刚度也较大，侧移量不是很大，它的位移是弯曲型的。然而，此结构体系不适合用于宾馆和宿舍中。 3.框架——剪力墙体系 如果框架与刚度都不能满足设计要求时，通常会在建筑平面和合适的位置设立很大的剪力墙来替代一部分框架结构，这就是我们所说的框架—剪力墙结构体系。在受到水平力作用时，框架与剪力墙借助刚度较强的楼板和连梁组成共同合作的结构体系。然而，在此结构体系中，框架承受的是垂直荷载，而剪力墙承受的是水平剪力。此种体系的位移曲线是弯剪型的。在此体系 中再加入剪力墙，就会大大增加了高层建筑结构的侧向刚度，从而减小建筑物的水平位移，而且，整个框架结构所承受的水平剪力都会明显的降低，同时，竖向的内力分布比较均匀，因此，框架—剪力墙体系的建筑高度都要比框架体系、剪力墙体系要大很多。此结构体系主要应用在办公室或者是住宅。 4建筑钢筋混凝土结构的设计要点分析 4.1水平荷载逐步成为钢筋混凝土结构设计的因素 在低层建筑住宅中，通常是以重力为代表的竖向荷载控制钢筋混凝土结构；但是，在高层建筑住宅中，虽然竖向荷载会对钢筋混凝土结构产生巨大的影响，但是，却不是主要的控制因素，水平荷载是最主要的控制因素。针对有些建筑来说，竖向荷载基本上是一个定值；有时，水平荷载会受风荷载以及地震作用的影响，竖向荷载数值随着动力特性的不同出现不同幅度的变化。 4.2轴向变形不容忽视 如果在高层住宅中使用了框架体系或者是框架—剪力墙体系，其框架中线轴压应力要比边柱的大很多，那么，中柱的轴向压缩变形也就比边柱