民用建筑結構論文范文

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第1篇

關鍵字：民用建筑裂縫修補

裂縫修補主要以恢復結構材料的防水性及耐久性為目的，也有從維護人身安全及注重美觀的角度而進行修補的。在滿足修補的前提下，必須考慮經濟性來決定修補的范圍及修補的規模等。

一、修補設計

修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果，進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計，更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。

進行修補設計時，應考慮如下事項:

（1）根據是否需要修補的判斷結果，設定修補范圍及規模，還應

按需要再度調查現場。

（2）掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。

（3）為了明確規定修補目的及恢復目標，考慮(2)中的環境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現場及開裂原因參照表6.1所示內容決定。另外，當構筑物處于鹽類等苛刻環境時，應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。

混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。

通常，可將修補恢復目標分成如下三個階段:

①恢復到與健全構件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產生的裂縫等，是作為搞清開裂原因而進行修補的對象。希望保修年限定為10-15年。

②恢復到不妨礙使用的程度。當由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導致的裂縫及由此產生的劣化度比較明顯時，或者開裂原因是多方面的，又不能將所有原因都搞清楚時，年限定為5-10年。

③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。

（4）必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。

二、修補工法及特點

2.1表面修補法

常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環氧膠泥，環氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。

(1)涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化，介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。

(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下，整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。

(3)壓抹環氧膠泥:對于數量不多，又不集中，縫寬>0.lmm的裂縫可采用此法處理。

(4)環氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環氧樹脂膠料或環氧焦油膠料，粘貼1~2層玻璃絲布。

(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽，將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中，用環氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固，以達到縫合裂縫的目的。

2.2局部修復法

常用的方法有充填法，部分鑿除重新澆筑混凝土、預應力法等。

(1)充填法

用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。

(2)預應力法

用鉆機在構件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預應力鋼筋)，施加預應力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應與裂縫方向垂直，見圖2.2(a)鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙向施加預應力，見圖2.2(b)。

(3)部分鑿除重新澆筑混凝土

對于鋼筋混凝土預制梁等構件，由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強度高一等級的混凝土，養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外，修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真，否則新老混凝土結合不良將導致失敗。

2.3灌漿法

將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內，使其擴散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到堵漏防銹補強的目的。

用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙，使之不透水并增加強度。

雖然民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應牢牢掌握每一種方法，以一變應萬變，做到根據不同情況采取不同方法，盡量實現修補最優。

參考文獻：

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制.北京:中國建筑工業出版社，2000

[2]建筑工程施工質量驗收統一標準(GB50300-2001)，2001

[3]曹可之.大體積混凝土結構裂縫控制的綜合措施.建筑結構，2002，(8)

第2篇

關鍵詞：高層民用建筑；結構設計；問題；措施

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

0引言

建筑工程質量的好壞和群眾生命財產安全息息相關，而其中建筑設計又是一項繁重、責任大的工作，對建筑物的整體安全、經濟合理性以及適用都會造成嚴重的影響。 實際設計過程中，結構設計概念與方法上總是存在著一定的差錯，之所以存在差錯，主要有以下幾方面的原因：第一，由于設計人員對于高層建筑設計沒有過多的重視，只盲目的按照或者一味的照搬其他設計結果進行；第二，設計人員對于相關設計規范及方法缺乏一定的了解；第三，設計人員沒有清晰的力學概念，難以構建起科學合理的計算模式，在判斷結構驗算結果時，經驗不足。

1.高層民用建筑結構設計過程中存在的問題

1.1天然地基承載力與基礎埋深的確定問題

首先是地基承載力的確定存在誤差 ；在對地基承載力進行確定時，不僅要對其性質加以充分的考慮，而且，還要充分的考慮基礎的埋置深度以及寬度，地基承載力會隨著基礎埋置深度的加深以及基礎寬度的加大而逐漸的提高。但是，如果屬于軟弱基地，那么，將會使得地耐力取值進一步提高，存在安全隱患。其次，基礎埋深，通常從室外地面標高開始算起；填方區域應在填土后才可進行挖槽，可從填土面開始算起，填土主要是在上部結構而完成的，從天然地面標高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎，那么，基礎埋深應從室外地面標高開始算起；比如，分離式的基礎的地下室，也就是說內墻與內柱基礎，具體埋置深度應從室內地面開始算起；而地下室外墻基礎應采取室內與室外計算埋置深度的平均值。不過，實際設計過程中，通常沒有考慮天然地面室外設計地面標高間存在的不同和填土的規范施工順序，只一味的按照設計室內地面標高算起。這樣一來，就會使得基礎計算埋深值進一步增大，最終導致按照深度調整后的地基承載力也較大，安全系數低。

1.2結構計算存在的問題

建筑物結構計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結構方面的問題以及結構周期折減系數的確定。如，高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下，那么，就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算，在對其基礎進行設計時，應充分的考慮風荷載的作用。因此，必須將風荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法，假如其結構中存在薄弱層，應充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響；此外，由于框架結構等都有填充墻，因此，它的實際剛度要高于計算時的剛度，但其實際周期比計算周期小，因此，最終所計算出的地震剪力通常較小，使得結構潛在了安全隱患，唯一的解決辦法就是折減計算周期。

2.加強高層民用建筑結構設計措施

2.1對地基承載力寬度與深度修正

在對地基承載力寬度與深度進行修正時，應結合工程具體情況，根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定、基本原理以及理論，明確基礎埋置深度的取值，特別對于部分特殊情況，應充分的分析，合理的進行取舍。在施工中要求基礎完成時還要在上部結構施工前回填完成，回填土應進行分層夯實。實際上，地基承載力就是地基同時滿足強度以及變形這兩個條件時，單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下，上部結構體型較為簡單，整體剛度較大，如果，地基不均勻沉降有著極強的適應性，那么，地基承載力就可取高值；如果基礎寬度大，埋置深度深，那么，地基承載力就會有所提高；高層建筑為了使得地基具有較好的穩定性，避免建筑物滑動與傾覆，通常都會要求基礎整體剛度要大，埋置深度深，可采用箱形基礎。另外，基礎埋深對于地基土體及上部結構所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應有著一定的影響；各個學者在對這一問題進行研究后，所得出的結論存在著一定的差異，主要是因為上部結構剛度條件具有差異性。應對上部結構各種剛度條件加以全面的考慮，并進行大量的數值計算，從而獲取到基礎埋深對土體與結構共同作用體系的動力特性與反應影響的規律。

2.2結構計算參數的選擇

具體有以下三方面：首先，選擇合理的地震力振型組合數；其對于高層建筑，在沒有采取扭轉耦聯計算方式時，應取3，如果振型系數已經超出了3，那么，應取3的倍數，不過決不能比房屋層數高，在《建筑抗震設計規范》中有明確的規定，一個合理的振型個數通常能夠取振型參與質量達到總質量的百分之九十所需的振型數。目前，中國建筑科學研究院已經具備了這一功能，能夠及時的將這種參與質量的比值全面的輸出。同時，通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小，只有其結構發生極為明顯的扭轉時，才可以采用耦合計算的方式進行，必要時應采用非耦合計算加以補充。其次，框架結構或荷載最不利布置與組合；如果活荷載較大，那么，是否對活荷載進行最不利布置、組合，會嚴重的影響到計算全面的反映出來，很有可能導致結構不安全。并且在PKPM中難以將荷載規范表4.1.1中的第1（1）與第1（2）~12項進行明確的區分，無法滿足荷載規范區分不同荷載類型采用各種樓面荷載折減系數的具體要求。所以，在對結構計算過程中，應對各種構件進行區分，然后進行分布計算，并且當荷載輸入時，應進一步折減樓面活荷載。

3.結論

綜上所述可知，本文論述了高層民用建筑結構設計過程中存在的問題，并針對問題制定了有效的措施，以確保結構設計具有較高的準確度、安全性以及較好的經濟合理性。由于筆者能力有限，本文的論述不是很全面，以期相關人員提出寶貴的意見。

參考文獻:

[1] 倪榮榮．高層建筑結構設計若干問題探討[J]．才智，2011年23期．

[2] 陳娟，王曉霞，李謙．高層建筑結構的若干關鍵設計分析[J]．科技致富向導，2011年20期．

[3] 卜永慶．高層建筑結構分析與設計[J]．中國新技術新產品，2011年14期．

第3篇

Abstract: The quality of civil quality factors in addition to effect and site construction, another important factor is the structural design. This paper discusses some key problems in the design of civil building structure, and the study and analysis of the key points for simple.

Keywords: Chinese civil building structure; problem; analysis of the key points

中圖分類號：TU318 文獻標識碼： 文章編號：

一、高層民用建筑結構的設計原則

1.結構堅固、耐久。除按荷載大小及結構要求確定構件的基本斷而尺寸外，對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結等構造設計，都必須保證建筑物構、配件在使用時的安全。 2.應用先進技術。在進行建筑構造設計時、應大力改進傳統的建筑方式，從材料、結構、施工等方面引入先進技術、并注意因地制宜。

3.合理降低造價。各種構造設計，均要注重整體建筑物的經濟、社會和環境的三個效益，即綜合效益。在經濟上注意節約建筑造價，降低材料的能源消耗，又要有利于降低經常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質量，不能單純追求效益而偷工減料，降低質量標準，應做到合理降低造價。 4.注意美觀大方。建筑物的形象除了取決于建筑設計中的體型組合和立面處理外，一些建筑細部的構造設計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內外的細部裝修，各種轉角、收頭、交接處的接頭設計．都應合理處理．并相互協調，注意美觀大方。

二、影響高層民用建筑結構設計的主要因素

1.外力作用的影響 作用在建筑物上的各種外力統稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結構自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結構設計的主要依據。也是結構選型及構造設計的重要基礎，起著決定構件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素，風力隨著地面的不同高度而變化，在沿江沿海地區，風力影響更大，設計時必須遵照有關設計規范執行。 地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產生上下顫動；橫波使建筑物產生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產生，其中橫波的振動往往超過風力的作用，所以地震力產生的橫波是建筑物的主要側向荷載。地震的大小用震級表示，震級的高低是根據地震時釋放能量的多少來劃分的，釋放能量愈多，地震越大，震級也愈高。故震級是地震的大小指標。在進行建筑物抗震設計時，是以該地區所定地震烈度為依據，地震烈度是指在地震過程中，地表及建筑物受到影響和破壞的程度。

2.氣候條件的影響 我國各地區地理位置及環境不同，從炎熱的南方到寒冷的北方，氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構成了影響建筑物的多種因素。有的構、配件因熱脹冷縮而開裂；有的部位出現滲漏水現象；有的因室內過冷或過熱而妨礙工作等等．放在進行構造設計時，應該針對建筑物所受影響的性質與程度，對各有關構、配件及部位采取必要的防范措施．如防潮、防水、保溫、隔熱、設伸縮縫、設隔蒸汽層等等。以防患于未然。

3.各種人為因素的影響 人們在生產和生活活動中，往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構造設計時，必須針對這些影響因素，采取相應的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構造措施，以防止建筑物遭受不應有的損失。

三、高層民用建筑結構設計過程中存在的問題

1.天然地基承載力與基礎埋深的確定問題 首先是地基承載力的確定存在誤差 ；在對地基承載力進行確定時不僅要對其性質加以充分的考慮，而且還要充分的考慮基礎的埋置深度以及寬度，地基承載力會隨著基礎埋置深度的加深以及基礎寬度的加大而逐漸的提高。但是如果屬于軟弱基地，那么將會使得地耐力取值進一步提高存在安全隱患。其次基礎埋深通常從室外地面標高開始算起；填方區域應在填土后才可進行挖槽，可從填土面開始算起，填土主要是在上部結構而完成的，從天然地面標高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎，那么基礎埋深應從室外地面標高開始算起；比如分離式的基礎的地下室也就是說內墻與內柱基礎，具體埋置深度應從室內地面開始算起；而地下室外墻基礎應采取室內與室外計算埋置深度的平均值。不過實際設計過程中通常沒有考慮天然地面室外設計地面標高間存在的不同和填土的規范施工順序，只一味的按照設計室內地面標高算起。這樣一來就會使得基礎計算埋深值進一步增大，最終導致按照深度調整后的地基承載力也較大，安全系數低。

2.結構計算存在的問題 建筑物結構計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結構方面的問題以及結構周期折減系數的確定。如高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下，那么就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算，在對其基礎進行設計時，應充分的考慮風荷載的作用。因此必須將風荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法，假如其結構中存在薄弱層應充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響；此外由于框架結構等都有填充墻，因此它的實際剛度要高于計算時的剛度，但其實際周期比計算周期小，因此最終所計算出的地震剪力通常較小，使得結構潛在了安全隱患，唯一的解決辦法就是折減計算周期。

四、加強高層民用建筑結構設計措施

1.對地基承載力寬度與深度修正 在對地基承載力寬度與深度進行修正時，應結合工程具體情況，根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定、基本原理以及理論，明確基礎埋置深度的取值，特別對于部分特殊情況，應充分的分析，合理的進行取舍。在施工中要求基礎完成時還要在上部結構施工前回填完成，回填土應進行分層夯實。實際上地基承載力就是地基同時滿足強度以及變形這兩個條件時，單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下上部結構體型較為簡單，整體剛度較大，如果地基不均勻沉降有著極強的適應性，那么地基承載力就可取高值；如果基礎寬度大，埋置深度深，那么地基承載力就會有所提高；高層建筑為了使得地基具有較好的穩定性，避免建筑物滑動與傾覆，通常都會要求基礎整體剛度要大，埋置深度深，可采用箱形基礎。另外基礎埋深對于地基土體及上部結構所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應有著一定的影響；各個學者在對這一問題進行研究后，所得出的結論存在著一定的差異，主要是因為上部結構剛度條件具有差異性。應對上部結構各種剛度條件加以全面的考慮，并進行大量的數值計算，從而獲取到基礎埋深對土體與結構共同作用體系的動力特性與反應影響的規律。

2.結構計算參數的選擇 具體有以下三方面：首先選擇合理的地震力振型組合數；其對于高層建筑，在沒有采取扭轉耦聯計算方式時，應取3，如果振型系數已經超出了3，那么應取3的倍數，不過決不能比房屋層數高，在《建筑抗震設計規范》中有明確的規定，一個合理的振型個數通常能夠取振型參與質量達到總質量的百分之九十所需的振型數。目前中國建筑科學研究院已經具備了這一功能，能夠及時的將這種參與質量的比值全面的輸出。同時通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小，只有其結構發生極為明顯的扭轉時，才可以采用耦合計算的方式進行，必要時應采用非耦合計算加以補充。其次框架結構或荷載最不利布置與組合；如果活荷載較大，那么是否對活荷載進行最不利布置、組合，會嚴重的影響到計算全面的反映出來，很有可能導致結構不安全。在對結構計算過程中，應對各種構件進行區分，然后進行分布計算，并且當荷載輸入時，應進一步折減樓面活荷載。

五、結束語

民用建筑的結構設計是一個復雜的系統，其中存在的問題涉及到方方面面，要解決好這些問題就需要豐富的經驗和先進的理論知識，在此前提下，建筑結構設計師通過綜合考慮各方面設計因子，并與各種規范進行多重整合，運用科學的設計理念，做到建筑設計與結構設計的緊密結合，選擇合理的結構體系，這樣才能設計出真正滿意的建筑。

參考文獻: