混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顧祥林

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顧祥林演講人：日期:目錄CONTENTS01設(shè)計(jì)基本原理02材料性能要求03結(jié)構(gòu)體系分析04構(gòu)件設(shè)計(jì)方法05抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)06工程實(shí)踐應(yīng)用01設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)受力特征混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，能很好地承受壓力?？箟盒阅軓?qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常需要通過鋼筋等抗拉材料來彌補(bǔ)?？估阅苋趸炷两Y(jié)構(gòu)在適當(dāng)條件下，具有很好的耐久性，能長期保持結(jié)構(gòu)性能。耐久性混凝土是非燃燒材料，能有效阻止火勢蔓延。防火性能極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則承載能力極限狀態(tài)確保結(jié)構(gòu)在承受荷載時(shí)，不超過其極限承載能力。正常使用極限狀態(tài)保證結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，不出現(xiàn)過大變形、裂縫等影響使用功能的狀況。耐久性極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，需保持其性能和外觀的穩(wěn)定?？拐鹪O(shè)計(jì)考慮地震等自然災(zāi)害對結(jié)構(gòu)的影響，確保結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的安全性。荷載組合與分項(xiàng)系數(shù)荷載組合將同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上的各種荷載進(jìn)行組合，以得到最不利的設(shè)計(jì)荷載。01永久荷載如結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備等長期不變的荷載。02可變荷載如活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等隨時(shí)間或環(huán)境變化的荷載。03分項(xiàng)系數(shù)用于考慮不同荷載同時(shí)出現(xiàn)的概率和其對結(jié)構(gòu)的影響程度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。0402材料性能要求強(qiáng)度等級定義根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測定的混凝土抗壓強(qiáng)度值進(jìn)行劃分。強(qiáng)度等級選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、受力狀態(tài)和跨度等因素確定合適的強(qiáng)度等級。強(qiáng)度等級影響高強(qiáng)度等級混凝土可提高結(jié)構(gòu)承載力，但也會增加成本和施工難度?；炷翉?qiáng)度等級劃分鋼筋力學(xué)特性參數(shù)鋼筋在受力過程中開始產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力值，是鋼筋強(qiáng)度的重要指標(biāo)。屈服強(qiáng)度鋼筋在拉伸試驗(yàn)中所能承受的最大應(yīng)力值，反映鋼筋的抗拉能力?？估瓘?qiáng)度鋼筋在斷裂前所經(jīng)歷的塑性變形的長度與原始長度的比值，反映鋼筋的塑性性能。伸長率鋼筋在常溫下彎曲而不產(chǎn)生裂紋的能力，是鋼筋加工和使用的重要指標(biāo)。冷彎性能混凝土抵抗水、氣體等介質(zhì)滲透的能力，是保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要指標(biāo)?？?jié)B性混凝土抵抗酸、堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)侵蝕的能力，關(guān)乎結(jié)構(gòu)使用壽命?？够瘜W(xué)侵蝕性混凝土在飽和狀態(tài)下抵抗凍融循環(huán)而不破壞的能力，寒冷地區(qū)尤為重要?？箖鲂?10302材料耐久性控制指標(biāo)鋼筋在混凝土中因電化學(xué)作用而發(fā)生的銹蝕現(xiàn)象，會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。鋼筋銹蝕0403結(jié)構(gòu)體系分析框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算豎向荷載分析通過計(jì)算豎向荷載作用下的框架柱和框架梁的受力情況，確定結(jié)構(gòu)的豎向傳力路徑和承載力。水平荷載分析考慮風(fēng)荷載、地震等水平荷載對框架結(jié)構(gòu)的影響，計(jì)算框架柱和框架梁的受力和變形，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性能。內(nèi)力組合將豎向荷載和水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行組合，得到結(jié)構(gòu)在各種工況下的內(nèi)力分布，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配筋提供依據(jù)。123剪力墻協(xié)同工作機(jī)理剪力墻的受力特點(diǎn)剪力墻主要承受水平荷載，通過剪切變形來消耗地震能量，其受力特點(diǎn)為剛度大、變形小。剪力墻與框架的協(xié)同工作在剪力墻與框架的連接處，通過構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)同工作，使結(jié)構(gòu)整體具有更好的抗側(cè)力性能。剪力墻的布置與優(yōu)化根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和實(shí)際需求，合理布置剪力墻的位置和數(shù)量，并對剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造力學(xué)模型對框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，明確節(jié)點(diǎn)的傳力路徑和受力機(jī)制。節(jié)點(diǎn)受力分析根據(jù)節(jié)點(diǎn)的受力特點(diǎn)和傳力要求，確定節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式和尺寸，確保節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求考慮節(jié)點(diǎn)的可施工性和耐久性，選擇合適的連接方式和技術(shù)手段，確保節(jié)點(diǎn)在施工中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。節(jié)點(diǎn)連接與施工04構(gòu)件設(shè)計(jì)方法矩形截面梁通過配置縱向受力鋼筋和橫向箍筋，來滿足梁的抗彎承載力和變形要求。T形截面梁將梁翼緣加寬，以提高抗彎承載力和剛度，適用于跨度較大的情況。雙筋矩形截面梁在梁的上下兩側(cè)均配置縱向受力鋼筋，以充分利用混凝土和鋼筋的材料性能。梁正截面抗彎設(shè)計(jì)柱偏心受壓計(jì)算計(jì)算偏心距，根據(jù)偏心距和柱的截面尺寸確定縱向受力鋼筋的數(shù)量和直徑。同時(shí)考慮兩個(gè)方向的偏心距，根據(jù)雙向偏心距和柱的截面尺寸進(jìn)行配筋計(jì)算?？紤]柱端部的約束條件，如剛接或鉸接，以及柱的初始彎曲等因素，對偏心距進(jìn)行修正。單向偏心受壓雙向偏心受壓附加偏心距的計(jì)算板沖切承載力驗(yàn)算柱對基礎(chǔ)的沖切驗(yàn)算根據(jù)柱的荷載和尺寸，驗(yàn)算柱對基礎(chǔ)或樓板的沖切承載力是否滿足要求。01支座對板的局部沖切驗(yàn)算驗(yàn)算支座處的板是否會因?yàn)榧泻奢d而發(fā)生沖切破壞，通常采用沖切錐體的承載力公式進(jìn)行計(jì)算。02沖切承載力的影響因素包括混凝土的強(qiáng)度、配筋率、沖切面的尺寸和形狀等，需綜合考慮這些因素進(jìn)行驗(yàn)算。0305抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)延性構(gòu)造設(shè)計(jì)要求塑性鉸設(shè)置在構(gòu)件的受力較大區(qū)域，通過構(gòu)造措施引導(dǎo)塑性鉸的形成與耗能，避免脆性破壞。截面尺寸控制通過合理的截面尺寸設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件的延性變形能力，避免過早出現(xiàn)塑性鉸。縱向配筋要求在構(gòu)件的縱向配置一定數(shù)量的鋼筋，以提高構(gòu)件的延性和耗能能力。強(qiáng)柱弱梁實(shí)現(xiàn)路徑通過調(diào)整梁柱的截面尺寸，使柱子具有更大的承載能力儲備，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。截面尺寸調(diào)整在柱子中使用更高強(qiáng)度的材料，以提高柱子的承載能力，同時(shí)保證梁的延性。材料強(qiáng)度選擇通過優(yōu)化梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，使柱子在承受地震作用時(shí)能夠更有效地傳遞和分散地震力。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化耗能機(jī)制配置原則在建筑結(jié)構(gòu)中合理布置耗能構(gòu)件，如阻尼器、耗能支撐等，以吸收和耗散地震能量。耗能構(gòu)件的布置耗能構(gòu)件應(yīng)具有足夠的耗能能力，能夠在地震作用下吸收和耗散大量的能量。耗能構(gòu)件的耗能能力耗能構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接方式應(yīng)合理，以確保耗能構(gòu)件能夠充分發(fā)揮其耗能作用。耗能構(gòu)件的連接方式06工程實(shí)踐應(yīng)用超高層及大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對超限高層建筑，進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析及優(yōu)化，采取合理的結(jié)構(gòu)體系，如巨型框架、伸臂桁架、剪力墻等。復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，實(shí)現(xiàn)超限結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)承載能力和穩(wěn)定性。抗震設(shè)計(jì)與減震技術(shù)針對超限結(jié)構(gòu)，采用隔震、耗能減震等技術(shù)措施，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。超限結(jié)構(gòu)解決方案裂縫控制技術(shù)措施通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施，減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中和變形，預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。選用低收縮、高韌性、抗裂性能好的混凝土材料，并嚴(yán)格控制施工過程，防止裂縫出現(xiàn)。對于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，采取灌漿、封閉、加固等處理措施，確保裂縫不影響結(jié)構(gòu)安全和使用功能。結(jié)構(gòu)性裂縫預(yù)防材料選擇與施工控制裂縫處理與加固加固改造典型案例建筑物加固改造針對