《常见问题分析》PPT课件

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1、钢筋混凝土结构设计常见问题分析主讲人:张维斌一、材料和基本设计规定问题:设计抗震等级为一、二级的钢筋混凝土框架时,未对普通纵向受力钢筋的力学性能提出要求。原因分析:规定普通纵向受力钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值比值的最小值,是为了保证当构件某个部位出现塑性铰后,塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力,提高构件的延性;而规定钢筋的屈服强度实测值与强度标准值比值的最大值,则是为了有利于实现强柱弱梁、强剪弱弯这一抗震原则。改进措施:结构设计时,在结构设计文件中(一般在结构设计总说明)应根据抗震规范第3.9.2条的规定,明确要求抗震等级为一、二级的框架,其普通纵向受力钢筋的抗拉

2、强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.30。问题:抗震设计时,未对主体结构中纵向受力钢筋的替代原则做出规定。原因分析:如果不规定主体结构纵向受力钢筋的替代原则,常会使替代后的纵向受力钢筋的总承载力设计值大于原设计的纵向受力钢筋的总承载力设计值,大得过多时,可能会造成构件抗震薄弱部位转移,也可能造成构件的受力较大部位发生混凝土脆性破坏(混凝土压碎、构件剪切破坏等)。改进措施:在结构设计文件中,应根据抗震规范第3.9.4条的规定,明确要求主体结构在进行纵向受力钢筋替代时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满

3、足正常使用要求极限状态(如挠度、裂宽等)和抗震构造措施(如最大及最小配筋率、箍筋加密等)的要求,特别是以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,更应注意上述替代原则。问题:未合理选用现浇楼屋面板混凝土强度等级和钢筋强度等级。原因分析:楼屋面板主要承受竖向荷载,以受弯为主。为保证板类构件安全可靠地工作,混凝土规范规定了最低混凝土强度等级为C20,最小配筋率为ρmin=0.45ft/fy且不小于0.20%。可见最小配筋率随混凝土强度等级的提高而增大,随钢筋强度等级的提高而降低。衡量钢筋其经济性的不是钢筋的实际价格,而是其强度价格比,常用钢筋的强度价格比见下表。钢筋种

4、类强度标准值(Mpa)强度设计值(Mpa)设计值强度价格比(MpaKg/元)热轧钢筋HPB23523521088HRB335335300115HRB400400360129改进措施:混凝土强度等级的提高,对常用板类构件承载力的贡献很小,故其混凝土强度等级不宜选得过高,一般为C20C30,不宜超过C35。过高会使板的配筋量增加较多,不合理也不经济,特别是采用HPB235级钢筋时更为明显。强度价格比高的钢筋经济性较好,不仅可减少配筋率,从而减少配筋量,方便施工;而且还减少了钢筋在加工、运输和施工等方面的各项附加费用。故就钢筋的强度价格比而言,板的受力钢筋,不宜采用HPB级

5、钢筋,宜采用HRB400级钢筋或HRB335级钢筋。这两类钢筋除强度高外,延性及锚固性能也很好,不必象HPB235级钢筋那样锚固时末端还要加弯钩。但对大跨度板,必要时应进行裂宽及挠度验算。问题:建筑物内有游泳池和大型浴室时,游泳池和浴室的环境类别划分不当。原因分析:一般情况下,设计人员通常将±0.00以下的基础和构筑物等的环境类别,根据当地是否属于严寒和寒冷地区而划分为二b或二a类,±0.00以上结构的环境类别则划分为一类,容易忽视建筑物内有游泳池和大型浴室的情况。游泳池和浴室虽在±0.00以上,但处于潮湿的环境下,不属于室内正常环境,不应将其环境类别划分为一类。改进措

6、施:应根据混凝土规范第3.4.1条的规定,将游泳池和大型浴室等处于潮湿环境下的结构构件的环境类别划分为二a类,并使其耐久性符合混凝土规范第3.4.2条关于二a类环境的要求。二、结构体系及结构布置问题:8度区10层采用框架结构,7度区15层采用框架结构改进措施:抗震规范对于框架结构的适用最大高度,7度区55m,8度区45m,这对有特殊工艺要求的工业厂房可能是合适的,但对一般民用建筑,以平均层高3.3m计算,8度区45m高的框架结构,层数近14层,显然偏高。工程实践表明:高烈度区的高层建筑采用纯框架结构,即使结构计算通过(某些控制指标符合规范要求,如侧移限值等),在结构受力

7、上也是不合理、不经济的。往往梁、柱截面尺寸偏大,用钢量也大;抗震性能不好,侧向位移较大,即使主体结构损坏不大,但非结构构件破坏严重,填充墙、管道等可能遭受较大破坏,损失也将很巨大。1.非抗震及7度区以下的多、小高层建筑2.3层以下,7度区以下可不用框架3.8度区6层以上宜采用框-剪或壁式框架结构问题:抗震设计的框架结构,当仅在楼、电梯间或其他部位设置少量钢筋混凝土剪力墙时,有的设计不计及这部分剪力墙,仅按纯框架结构进行结构分析、配筋计算,然后将剪力墙构造配筋,”白送”给框架结构,他们认为这样设计安全储备更大。改进措施:由于剪力墙的存在,使