混凝土結(jié)構(gòu)論文
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混凝土結(jié)構(gòu)論文范文第1篇
1.前言
混凝土是現(xiàn)代城市建設中廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料，但是伴隨這類材料的生產(chǎn)研究與應用，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題一直受到人們關注?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫不僅影響到結(jié)構(gòu)的美觀，也可能影響結(jié)構(gòu)的正常使用與耐久性。當裂縫寬度達到一定數(shù)值時，可能危及結(jié)構(gòu)的安全。大量科研和實踐都證明了混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，科學的要求是將其有害程度控制在允許范圍(國家有關規(guī)范)內(nèi)。
2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因
混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用過程中，當發(fā)生溫度、濕度變化、地基不均勻沉降時，極易產(chǎn)生裂縫。
2.1材料質(zhì)量
材料質(zhì)量問題引起的裂縫是較常見的原因。
2.2結(jié)構(gòu)受荷
結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如：拆模過早或方法不當、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30％—40％的設計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1．5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0．2mm～0．3mm，對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫，則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。
2.3設計構(gòu)造
結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或開洞、留槽引起應力集中；構(gòu)造處理不當、現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋、或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設置不當?shù)纫蛩厝菀讓е禄炷灵_裂。
2.4溫度變形
混凝土是具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。
2.5濕度變形
混凝土在空氣中結(jié)硬時，體積會逐漸減小，稱為干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。
2.6地基變形
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。
2.7施工工藝
(1)混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。(2)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。(3)模板構(gòu)造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。(4)混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。
2.8徐變
混凝土徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也很常見。據(jù)文獻記載受彎構(gòu)件截面混凝土受壓徐變，可以使構(gòu)件變形增加2倍～3倍；預應力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
3.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預防措施
通過以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設計手段、施工手段來克服的。
3.1材料方面措施
(1)水泥
根據(jù)工程條件不同，盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料：適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿性反應；有害物質(zhì)及泥土含量和壓碎指標值等滿足相關規(guī)范及技術規(guī)范規(guī)定。
(3)細骨料：一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區(qū)砂、對運送混凝土宜選用中砂；所選的砂有害物質(zhì)及混凝土含量和堅固指標等應滿足相關規(guī)范及技術規(guī)程規(guī)定。
(4)外摻加料：宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。3.2混凝土配料、攪拌、運輸及澆筑措施
(1)配合設計應盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證；禁止任意增加水泥用量。
(2)混凝土運輸過程中，車鼓保持在每分鐘約6轉(zhuǎn)，并到工地后保持攪拌車高速運轉(zhuǎn)到4至5分鐘，以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失，可以摻一定的外加劑以達到理想效果。
(3)澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度、不得隨意留置施工縫。
3.3設計方面措施
(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單，平面復雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂；控制建筑物的長高比，增強整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。
(2)正確設置變形縫，位置和寬度選擇要適當，構(gòu)造要合理。
(3)合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。
(4)限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制，可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。
(5)構(gòu)件配筋要合理，間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構(gòu)造鋼筋。主梁在集中應力處，宜增加附加橫向鋼筋。
(6)減少地基的不均勻沉降，在基礎設計中可以采取調(diào)整基礎的埋置深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調(diào)整地基的不均勻變形。
(7)層層設置圈梁、構(gòu)造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫。
3.4施工方面措施
(1)模板工程的模板構(gòu)造要合理，以防止模板各構(gòu)件間的變形不同而導致混凝土裂縫；模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過大造成開裂；合理掌握拆模時機，盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值，即不要錯過最佳養(yǎng)護介入時機。
(2)合理設置后澆帶，較長的墻、板、基礎等結(jié)構(gòu)和主樓與裙房之間等高低層錯落處，均應設置后澆帶。
(3)加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間，以減少混凝土的收縮變形。
(4)大體積混凝土施工，應做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。
(5)鋼筋綁扎位置要正確，保護層厚度要盡量準確，不要超出規(guī)范規(guī)定；鋼筋表面應潔凈，鋼筋代換必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。
(6)加強地基的檢查與驗收，復雜地基，應做補充勘探。異常地基處理必須謹慎，盡可能使其處理后的承載力與本工程正常地基承載力相同或相近。
(7)合理安排施工順序。當相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎，以防基坑開挖破壞已建基礎的地基礎。當建(構(gòu))筑物各部分荷載相差較大時，一般應施工重、高部分，后施工輕、低部分。
混凝土結(jié)構(gòu)論文范文第2篇
關鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)蜂窩麻面
一、混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成的內(nèi)部原因
1．混凝土含氣量過大，而且引氣劑質(zhì)量欠佳。目前泵送混凝土用量較大，為了保證泵送混凝土的可泵性，往往在泵送混凝土中加人適量的引氣劑。由于各種引氣劑性能有較大的差異，因此在混凝土中呈現(xiàn)的狀態(tài)也不盡相同，有的引氣劑在混凝土中會形成較大的氣泡，而且表面能較低，很容易形成聯(lián)通性大氣泡，如果再加上振動不合理，大氣泡不能完全排出，肯定會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。
2．混凝土配合比不當，混凝土過于黏稠，振搗時氣泡很難排出。由于混凝土配合比不當，例如膠結(jié)料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加劑中有不合理的增稠組分等，都會導致新拌混凝土過于黏稠，使混凝土在攪拌時就會裹人大量氣泡，即使振搗合理，氣泡在黏稠的混凝土中排出也十分困難，因此導致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。
3．由于混凝土和易性較差，產(chǎn)生離析泌水。為了防止混凝土分層，混凝土入模后不敢充分振搗，大量的氣泡排不出來，也會導致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。有一些水泥廠為了增大水泥細度，提高水泥早期強度，又考慮節(jié)約電能，往往在磨粉時加人一些助磨劑，例如木鈣、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇（l.2）等物質(zhì)，由于其中一些助磨劑有引氣性，而且引入的氣泡不均勻且偏大，也會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。
二、解決混凝土內(nèi)部不利因素的方法
1．選擇使用優(yōu)質(zhì)的引氣劑。優(yōu)質(zhì)的引氣劑在混凝土中引人的氣袍直徑宜在10—200微米，氣泡表面能比較高，氣泡在混凝土中分布比較均勻（平均間距不大于0.25毫米）。筆者先后試驗了11種引氣劑對混凝土含氣量、抗壓強度、凝結(jié)時間以及摻引氣劑經(jīng)時含氣量損失等，認為以丹寧酸和旅烯為主要原材料的引氣劑綜合性能較好。
2．降低混凝土黏稠度。適當調(diào)整混凝土水灰比、砂率、膠結(jié)材料用量以及外加劑的組分，改善混凝土的黏稠性，也可以提高混凝土結(jié)構(gòu)窗層的質(zhì)量。
3．控制新拌混凝土和易性。如果混凝土離析泌水，嚴格控制振搗時間，必須適時進行復振。
4．如果水泥中含有引氣組分，在拌制混凝土時應在其中加入消泡劑。例如加入適量的磷酸三丁脂、有機硅消泡劑、聚醚類消泡劑以及表面張力低于30達因/厘米的許多助劑，都可以消除其中的氣泡。
三、混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成的外部原因
在《混凝土泵送技術規(guī)程》中規(guī)定“混凝土澆注分層厚度，宜為300—500毫米”，但是在實際施工時，往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過長，即使振搗時間達到規(guī)程要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。
不合理使用脫模劑是造成硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面的主要原因。目前脫模劑市場比較混亂，良莠不齊，產(chǎn)品大致分以下幾大類：礦物油類、乳化油類、水質(zhì)類、聚合物類和溶劑類等。
就礦物油類脫模劑而言，不同標號的機油黏度也不盡相同，即使是同標號的機油，由于環(huán)境溫度不同，黏度也不相同，氣溫高時黏度低，氣溫低時黏度高。當氣溫較低時，附著在模板上的機油較黏，新拌混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到黏稠的機油，即使合理振搗氣泡也很難沿模板上升排出，直接導致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。有一些單位充分注意到這一點，在機油中加入部分柴油，用來降低脫模劑的黏度，這樣做能起到一定作用，但是仍不能取得令人滿意的效果。
水乳類脫模劑目前在市場上比較多，但是有一些產(chǎn)品選用的乳化劑引氣性較大，也會給混凝土結(jié)構(gòu)面層造成蜂窩麻面。
動植物油進行脂化的艦模劑出現(xiàn)的問題較多，其原因是產(chǎn)品中含有引氣性比較大的乳化劑及增稠劑，會給混凝土結(jié)構(gòu)面層帶來極大的影響。模板材質(zhì)不同也會使混凝土結(jié)構(gòu)面層出現(xiàn)不同的狀態(tài)。溶液和各種固體接觸后都會形成不同的接觸角，水泥漿體也不例外，接觸角越小液體在固體上附著力越強（用余弦定理可以解釋）。在日常生活中常用的“不粘鍋”其面層就涂了聚四氟乙烯（商品名稱叫特夫?。谏a(chǎn)實踐中大家都知道在其他條件相同的前提下，使用尿醛樹脂壓制的竹或木模板成型的混凝土面層質(zhì)量比用鐵模板成型的混凝土面層質(zhì)量有明顯的提高。
環(huán)境溫度對混凝土結(jié)構(gòu)面層的質(zhì)量也有影響。由于氣泡內(nèi)部含有氣體，因此氣泡休積變化對環(huán)境溫度特別敏感，環(huán)境溫度高時氣泡休積變大，氣泡承載力變小，容易破滅。環(huán)境溫度低時氣泡體積變小，承載力較大，不容易形成聯(lián)通氣飽。即使混凝土結(jié)構(gòu)面層有氣泡，氣泡也很小，對混凝土結(jié)構(gòu)外觀影響不大，由此使人們聯(lián)想到冬、夏季混凝土結(jié)構(gòu)面層好于春、秋季。
春、秋季節(jié)晝夜溫差較大，因此附著在混凝土結(jié)構(gòu)表面的氣泡體積變化也很大，當混凝土面層水泥漿體的強度小于氣泡強度時，氣泡體積隨環(huán)境溫度變化而變化，氣泡周圍的水泥漿體也隨之變化，隨著時間的推移水泥漿體的強度不斷增加，當氣泡周圍水泥漿體達到一定強度時，再不隨氣泡體積變化而變化，如果此時正趕上氣泡直徑最大時，勢必給混凝土面層留下孔洞。
四、解決混凝土外部不利因素的方法
1．嚴格按《混凝土泵送施工技術規(guī)程》中的規(guī)定執(zhí)行，每層混凝土澆注厚度不應大于50厘米。
2．選擇使用優(yōu)質(zhì)的脫模劑。
3．在有條件的情況下應優(yōu)先選用尿醛樹脂壓制的竹、木模板進行成型。
4．復振是消除混凝土結(jié)構(gòu)面層蜂窩麻面最有效的方法之一。筆者曾在北京某工地發(fā)現(xiàn)6個混凝土橋礅表面下部平整光潔，越往上氣泡越多，最上層氣泡最多，一個橋礅用同一批混凝土，甚至用同一車混凝土，而且上下模板相同，結(jié)果呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。查其原因主要是振搗第二層混凝土時不自覺地又振搗了第一層，振搗第三層時不自覺地又振搗了第二層和第一層，按此作法橋礅下部的混凝土等于多次受振搗，因次外觀平整光潔，越往上相對振搗次數(shù)逐漸減少，因此整個橋墩面層由下到上氣泡逐漸增多。盡管在《混凝土泵送技術規(guī)程》中明確規(guī)定：間隔20—30分再復振一次，春、秋季節(jié)進行混凝土施工時尤其重要。據(jù)筆者長期在施工現(xiàn)場觀察，實際這樣操作的單位鳳毛麟角，應引起施工管理人員高度重視。
混凝土結(jié)構(gòu)論文范文第3篇
這類結(jié)構(gòu)在水利工程設計中是難于避免的，有時，它在某些水工混凝土工程結(jié)構(gòu)中處于制約設計的重要地位。從邏輯概念講，只要允許素混凝土結(jié)構(gòu)的存在，必定會有少筋混凝土結(jié)構(gòu)的應用范圍，因為它畢竟是素混凝土和適筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的中介產(chǎn)物。
凡經(jīng)?；蛑芷谛缘厥墉h(huán)境水作用的水工建筑物所用的混凝土稱水工混凝土，水工混凝土多數(shù)為大體積混凝土，水工混凝土對強度要求則往往不是很高。在一般水工建筑物中，如閘墩、閘底板、水電站廠房的擋水墻、尾水管、船塢閘室等，在外力作用下，一方面要滿足抗滑、抗傾覆的穩(wěn)定性要求，結(jié)構(gòu)應有足夠的自重；另一方面，還應滿足強度、抗?jié)B、抗凍等要求，不允許出現(xiàn)裂縫，因此結(jié)構(gòu)的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計，常需配置較多的鋼筋而造成浪費，若按素混凝土結(jié)構(gòu)設計，則又因計算所需截面較大，需使用大量的混凝土。
對于這類結(jié)構(gòu)，如在混凝土中配置少量鋼筋，在滿足穩(wěn)定性的要求下，考慮此少量鋼筋對結(jié)構(gòu)強度安全方面所起的作用，就能減少混凝土用量，從而達到經(jīng)濟和安全的要求。因此，在大體積的水工建筑物中，采用少筋混凝土結(jié)構(gòu)，有其特殊意義。
關于少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計思想和原則，我國《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(SL/T191—96)作了明確的規(guī)定。
二、規(guī)范對少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計規(guī)定
對少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計規(guī)定體現(xiàn)在最小配筋率規(guī)定上，這里將《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(SL/T191—96)（下文簡稱規(guī)范）有關最小配筋率的規(guī)定，摘錄并闡述如下：
1．一般構(gòu)件的縱向鋼筋最小配筋率
一般鋼筋混凝土構(gòu)件的縱向受力鋼筋的配筋率不應小于規(guī)范表9.5.1規(guī)定的數(shù)值。溫度、收縮等因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大時，最小配筋率應適當增大。
2．大尺寸底板和墩墻的縱向鋼筋最小配筋率
截面尺寸較大的底板和墩墻一類結(jié)構(gòu)，其最小配筋率可由鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內(nèi)力值與截面極限承載力之比得出。即
1)對底板(受彎構(gòu)件)或墩墻(大偏心受壓構(gòu)件)的受拉鋼筋As的最小配筋率可取為：
ρmin=ρ0min()
也可按下列近似公式計算：
底板ρmin=(規(guī)范9.5.2-1)
墩墻ρmin=(規(guī)范9.5.2-2)
此時，底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制，但應配置適量的構(gòu)造鋼筋。
2)對墩墻(軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件)的受壓鋼筋As’的最小配筋率可取為：
ρ＇min=ρ′0min()
按上式計算最小配筋率時，由于截面實際配筋量未知，其截面實際的極限承載力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量經(jīng)2—3次試算得出。
上列諸式中M、N——截面彎矩設計值、軸力設計值；
e0——軸向力至截面重心的距離，eo=M／N；
Mu、Nu——截面實際能承受的極限受彎承載力、極限受壓承載力；
b、ho——截面寬度及有效高度；
fy——鋼筋受拉強度設計值；
γd——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)，按規(guī)范表4.2.1取值。
采用本條計算方法，隨尺寸增大時，用鋼量仍保持在同一水平上。
3．特大截面的最小配筋用量
對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，規(guī)范規(guī)定：如經(jīng)論證，其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制，鋼筋截面面積按承載力計算確定，但每米寬度內(nèi)的鋼筋截面面積不得小于2500mm2。
規(guī)范對最小配筋率作了三個層次的規(guī)定，即對一般尺寸的梁、柱構(gòu)件必須遵循規(guī)范表9.5.1的規(guī)定；對于截面厚度較大的板、墻類結(jié)構(gòu)，則可按規(guī)范9.5.2計算最小配筋率；對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件則可按規(guī)范9.5.3處理。設計時可根據(jù)具體情況分別對待。
為慎重計，目前僅建議對臥置于地基上的底板和墩墻可采用變化的最小配筋率，對于其他結(jié)構(gòu)，則仍建議采用規(guī)范表9.5.1所列的基本最小配筋率計算，以避免因配筋過少，萬一發(fā)生裂縫就無法抑制的情況。
經(jīng)驗算，按所建議的變化的最小配筋率配筋，其最大裂縫寬度基本上在容許范圍內(nèi)。對于處于惡劣環(huán)境的結(jié)構(gòu)，為控制裂縫不過寬，宜將本規(guī)范表9.5.1所列受拉鋼筋最小配筋率提高0.05％。大體積構(gòu)件的受壓鋼筋按計算不需配筋時，則可僅配構(gòu)造鋼筋。
三、規(guī)范的應用舉例
例1一水閘底板，板厚1.5m，采用C20級混凝土和Ⅱ級鋼筋，每米板寬承受彎矩設計值M=220kN／m(已包含γ0、φ系數(shù)在內(nèi))，試配置受拉鋼筋As。
解：1)取1m板寬，按受彎構(gòu)件承載力公式計算受拉鋼筋截面面積As。
αs===0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
計算配筋率ρ===0.041%
2)如按一般梁、柱構(gòu)件考慮，則必須滿足ρ≥ρmin條件，查規(guī)范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，
則As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)現(xiàn)因底板為大尺寸厚板，可按規(guī)范9.5.2計算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
實際選配每米5Φ18（As=1272mm2）
討論：1)對大截面尺寸構(gòu)件，采用規(guī)范9.5.2計算的可變的ρmin比采用規(guī)范表9.5.1所列的固定的ρ0min可節(jié)省大量鋼筋，本例為1：1130／2175=1：0.52。
2)若將此水閘底板的板厚h增大為2.5m，按規(guī)范9.5.2計算的ρmin變?yōu)椋?/p>
ρmin===0.0461%
則As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可見，采用規(guī)范9.5.2計算最小配筋率時，當承受的內(nèi)力不變，則不論板厚再增大多少，配筋面積As將保持不變。
例2一軸心受壓柱，承受軸向壓力設計值N=9000kN；采用C20級混凝土和I級鋼筋；柱計算高度l0=7m；試分別求柱截面尺寸為b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m時的受壓鋼筋面積。
解：1)b×h=1.0m×1.0m時，軸心受壓柱承載力公式為：
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7＜8，屬于短柱，穩(wěn)定系數(shù)φ=1.0，
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由規(guī)范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，對一般構(gòu)件，應按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2)b×h=2.0m×2.0m時，若仍按一般構(gòu)件配筋，則
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
現(xiàn)因構(gòu)件尺寸已較大，可按規(guī)范9.5.3計算最小配筋率：
ρmin′=ρ0min′()
式中因?qū)嶋H配筋量As′尚不知，故需先假定As′計算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N
ρmin′=0.4%()=0.1056%
混凝土結(jié)構(gòu)論文范文第4篇
結(jié)構(gòu)設計選型的過程中要考慮到對裂縫的控制。首先要從早起就對裂縫進行預防控制，工程單位在設計方案階段和施工圖階段都要樹立較強的裂縫意識。對于荷載裂縫，要將其控制在規(guī)范規(guī)定的限制范圍以內(nèi)，要采用“抗放”結(jié)合的原則，“抗”可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件某些部位從構(gòu)造合理上加強配筋、提高混凝土彈性極限拉伸，約束混凝土變形。當“抗”原則控制裂縫代價過高或者沒有作用時，可以采用“放”的原則，合理設置伸縮縫、沉降縫、滑動層。
1.1結(jié)構(gòu)概念設計概念設計，是指在施工圖階段，對工程結(jié)構(gòu)計算所需的材料性能、力學知識和結(jié)構(gòu)分析方面，必須有一個正確的概念，這對實現(xiàn)總體設計方案，確保施工圖設計質(zhì)量是至關重要的。其思維方式習慣于重視橫向思維、重視實踐、重視綜合考慮、重視改革創(chuàng)新、重視相對性。在結(jié)構(gòu)設計選型中采用概念設計能夠在一定程度上控制裂縫形成。概念設計是結(jié)構(gòu)設計的中的一種新思路，能夠用整體概念考慮結(jié)構(gòu)總體系統(tǒng)和各個基本分體之間的力學關系，創(chuàng)造一個良好、安全和經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)總體方案。計算機技術和信息技術的發(fā)展使得現(xiàn)在結(jié)構(gòu)分析常常借助于計算機運算，即結(jié)構(gòu)電算。結(jié)構(gòu)電算中的程序選擇和應用分析都和概念設計密切相關。結(jié)構(gòu)計算的過程中要簡化計算模型，簡化計算程序。模型要盡量符合真實受力情況，包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的空間布置、荷載的分布、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、形式、約束、連接、位移變形特征等，實際結(jié)構(gòu)的簡化模型應與軟件假定的力學模型相符。
1.2極限狀態(tài)設計工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)要滿足承載力極限和正常使用極限?；炷两Y(jié)構(gòu)最大裂縫寬度控制標準是根據(jù)環(huán)境和使用情況調(diào)制定的，普通鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)力接近30%極限荷載容易出現(xiàn)裂縫，這種裂縫寬度在0.05~0.1mm之間，很容易影響結(jié)構(gòu)安全。很多工程的梁式結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)在自重作用下出現(xiàn)受拉區(qū)開裂或者剪力區(qū)主拉應力裂縫。
2現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代工業(yè)建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要包括：外荷載直接應力產(chǎn)生裂縫；外荷載作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)次應力引起的裂縫；結(jié)構(gòu)變形差產(chǎn)生的裂縫。加強建筑物剛度和強度。①采取結(jié)構(gòu)加固控制。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固能夠有利于結(jié)構(gòu)強度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固、抗裂性能加固。結(jié)構(gòu)加固可以分為不改變結(jié)構(gòu)受力圖形和改變受力圖形兩種加固方法。②設置封閉圈梁和構(gòu)造柱。圈梁設置在基礎頂面，頂層門窗上方。圈梁的寬度等于墻厚，高度不小于120mm。所采用的混凝土強度等級不低于C15?？v向連續(xù)澆注，一次完成以形成整體結(jié)構(gòu)。構(gòu)造柱應設置在外墻四角和內(nèi)外墻交接處，其鋼筋與圈梁連接成整體。
3混凝土材料控制
3.1材料選擇
選擇水熱化較低的水泥，檢查安定性不合格的水泥。選擇有利于抗拉性能的混凝土配級，減小水灰、減少坍落度、降低砂率，降低砂率增加骨料粒徑，降低含泥量和雜質(zhì)含量。對水平構(gòu)件梁、板、墻等可以采用中低強度級混凝土，加強構(gòu)造配筋。選擇水熱化和收縮性比較小的外加劑和摻合料。
3.2配筋設計
砂漿配合比要結(jié)合施工要求和現(xiàn)場材質(zhì)進行準確確定，并且根據(jù)材質(zhì)的變化進行及時調(diào)整。適當提高構(gòu)件配筋率能夠控制構(gòu)件裂縫寬度。在《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010-2010）中對受拉鋼筋的最小配筋率做出了明確規(guī)定：0.2和45ft/fy中較大值。對梁、板不同構(gòu)件，其配筋率和鋼筋間距都有明確規(guī)定，對板的受力鋼筋配置，選擇直徑較小間距較密為原則，減少構(gòu)件裂縫。
3.3加強力學裂縫控制
采取表面處理法和填充法。表面涂抹法是當裂縫細小而淺，漿材難以灌入到其中，可以采用這種方式控制裂縫。涂抹法主要應用于裂縫深度還沒有達到鋼筋深處，且不漏水、不伸縮的裂縫；填充法是使用使用材料進行填充的，適用于寬度較大、面積較大的裂縫。
3.4選擇合適的混凝土澆筑方法
混凝土經(jīng)常采用分層澆筑，這種澆筑方法能避免證混凝土裂縫的產(chǎn)生。還可以采用分段分層法，從混凝土底層澆筑，在澆筑2~3層里面的時候再返回去澆筑第二層，這樣逐層澆筑。斜面分層法也是混凝土澆筑的一種方法，比較適合結(jié)構(gòu)長度超過厚度3倍以上的情況。當整個混凝土斜面坡度小于30%時，進行連續(xù)澆筑，在下一次混凝土初凝之前將上層混凝土澆筑完畢。
3.5混凝土養(yǎng)護
混凝土產(chǎn)生開裂的一重要原因是養(yǎng)護部到位。混凝土等到放熱高峰期過后，要進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期間要注意溫度變化，保證混凝土溫差控制在適當?shù)姆秶畠?nèi)?；炷帘砻娓采w薄膜、草袋，減少混凝土表面的熱擴散，為混凝土提供潮濕環(huán)境。在夏季等高溫天氣，很容易發(fā)生干縮裂縫，要尤其注意防干保濕。
4總結(jié)
混凝土結(jié)構(gòu)論文范文第5篇
關鍵詞：鋼骨混凝土柱鋼骨截面形式鋼骨含鋼率
前言
所謂超限高層建筑工程是指超出國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結(jié)構(gòu)類型、體型特別不規(guī)則以及有關規(guī)范、規(guī)程規(guī)定應進行抗震專項審查的高層建筑工程。中廣大廈是集辦公，住宅,商場,餐飲,娛樂為一體的大型高層綜合性建筑。包括三棟高層塔樓(A,B,C棟).裙房五層,地下二層。地下一、二層為設備用房，汽車庫，地下二層戰(zhàn)時為六級人防。地上一~五層為商場。A、B棟塔樓為6~26層蝶形平面的高層住宅，房屋高度89.1米，包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度106.1米。C棟塔樓為6~28層大空間辦公室，房屋高度99.6米。包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度118.800米。五層商場總面積為26745平方米，總建筑面積100010平方米。
因房屋總長度遠超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距55米的限值，為此設二道抗震縫將房屋分為三段，形成三個結(jié)構(gòu)單元。即A、B棟高層為大底盤、雙塔樓；C棟為獨立帶裙房的框架剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑；其余為框架結(jié)構(gòu)。建筑抗震設防類別均為乙類，場地類別為Ⅱ類?；A采用鋼筋混凝土平板式筏形基礎，底板厚度1600mm（住宅部分）、1800mm（辦公部分），持力層為強風化砂巖，地基承載力標準值400Kpa，壓縮模量Es=12~17Mpa.。本建筑的結(jié)構(gòu)安全等級為一級，設計基準期為50年。本文以A、B棟為論及對象。
1、結(jié)構(gòu)布置特點
A、B棟高層為滿足上部住宅建筑的舒適性、規(guī)則性要求（即住宅室內(nèi)無柱角）及下部五層商場大空間的使用要求，采用五層大底盤雙塔樓框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在五~六層中間利用設備層做轉(zhuǎn)換層，采用梁式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層設置標高為23米。高寬比為3.22，長寬比為4.13，轉(zhuǎn)換層上下剪切剛度比值γ=1.395。
1、房屋高度超限
A、B棟高層房屋高度為89.1米，超過了《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程》（JGJ3-91）中規(guī)定的框支剪力墻結(jié)構(gòu)8度區(qū)適用高度80米的限值。
2、采用雙塔樓聯(lián)體結(jié)構(gòu)，質(zhì)量、剛度分布不均勻，豎向不規(guī)則。
3、高位轉(zhuǎn)換：
在五~六層之間利用設備層做轉(zhuǎn)換層，標高23米。超過8度區(qū)轉(zhuǎn)換層宜控制在3層以下的限制。
4、由于住宅建筑平面的要求，局部存在二次轉(zhuǎn)換。
5、由于商場使用功能的限制，A、B棟塔樓的落地剪力墻數(shù)量偏少，且大都布置在商場后部，主體結(jié)構(gòu)與大底盤中心的偏心矩與底盤尺寸之比大于0.2。
6、6~26層住宅部分在剪力墻局部開設角窗。
2、構(gòu)造措施
經(jīng)我院多次分析論證，認為其主要不利因素為：框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層以下，支撐框架與落地剪力墻并存，形成了“支撐框架—剪力墻“體系。此中，支撐框架是一個薄弱環(huán)節(jié)。這種結(jié)構(gòu)體系，在高位轉(zhuǎn)換時，由于在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，易形成薄弱層，對抗震不利。同時，支撐框架柱要直接承擔上部傳來的重力荷載，直接承擔其上剪力墻由于傾覆力矩產(chǎn)生的軸力，要直接承擔不可能依靠樓板全部間接傳力給落地剪力墻而有一部分直接傳來的地震水平剪力。這樣使得轉(zhuǎn)換層以下支撐框架柱的內(nèi)力遠大于計算分析結(jié)果。對此采取以下措施：
1、在塔樓范圍內(nèi)五層以下框支部分采用鋼骨混凝土柱，鋼筋混凝土梁混合結(jié)構(gòu)（鋼骨混凝土柱共48個）。作為解決高位轉(zhuǎn)換和高度超限的一項重要措施。
2、A、B棟塔樓的裙樓樓屋面板，在塔樓高振型的影響下，承受較大反復作用下的縱向拉壓力及橫向剪力，受力十分復雜。同時，由于建筑使用功能的要求，在裙樓中部開設大洞以便設置電梯，對樓板削弱較大。針對這一不利因素，在設計中采用了加強開大洞處樓板四周梁的斷面及配筋，加大樓板厚度，增設斜筋的措施。
3、由于上部住宅為蝶形平面，在轉(zhuǎn)換層個別部位出現(xiàn)了二次轉(zhuǎn)換梁。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》（JGJ3-2002）第10.2.10條的規(guī)定：轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（墻、柱）宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。當結(jié)構(gòu)豎向布置復雜，框支主梁承托剪力墻并承托轉(zhuǎn)換次梁及其上剪力墻時，應進行應力分析，按應力校核配筋，并加強配筋構(gòu)造措施。B級高度框支剪力墻高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，不宜采用框支主、次梁方案。針對這一不利因素，我們采取了加強框支主梁的配筋構(gòu)造措施，并在框支主梁的下部配筋區(qū)設置鋼梁的措施。
4、在住宅部分開設角窗，削弱了剪力墻結(jié)構(gòu)體系的整體性，對其抗震性能帶來了不利影響，改變了剪力墻與框支梁之間的傳力方式。針對這一不利因素，我們決定從受力計算和構(gòu)造措施兩方面予以加強處理。
3、計算結(jié)果分析
3.1、總體計算結(jié)果
1、計算軟件：
采用中國建筑科學研究院的PKPM系列中的TAT（多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設計軟件），SATWE（多、高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設計軟件）兩種不同程序分別進行對比計算，其總體計算結(jié)果接近。下面列出TAT、SATWE的計算結(jié)果。地震影響系數(shù)采用《建筑抗震設計規(guī)范》GBJ11-89中的數(shù)值：多遇地震0.16，罕遇地震0.9，阻尼比取0.05
2、設計參數(shù)：
地震烈度8度；場地土類別Ⅱ類；抗震等級框架、剪力墻均為一級；樓層自由度數(shù)：每個塔樓每層3個自由度（兩個平動，一個扭轉(zhuǎn)）；地震作用按側(cè)剛分析模型考慮扭轉(zhuǎn)耦連，用18個振型計算，固定端取在±0.000處。
3、結(jié)構(gòu)基本周期：
SATWE結(jié)果：T1=1.3611T2=1.3455T3=1.2611
T4=1.1075T5=1.0510T6=1.0458
（僅列出前六個振型）
TAT結(jié)果：T1=1.5046T2=1.4899T3=1.3669
T4=1.2368T5=1.1506T6=1.0749
(僅列出前六個振型)
4、地震作用下的底層水平地震剪力系數(shù)：
SATWE結(jié)果：Qox/G=4.44%Qoy/G=4.35%
TAT結(jié)果：Qox/G=4.08%Qoy/G=4.08%
5、地震作用下按彈性方法計算的最大層間位移與層高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/h=1/2262Uy/h=1/2187
TAT結(jié)果：Ux/h=1/1573Uy/h=1/1583
6、地震作用下按彈性方法計算的最大頂點位移與總高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/H=1/3021Ux/H=1/2649
TAT結(jié)果：Ux/H=1/2428Ux/H=1/2373
7、結(jié)構(gòu)振型曲線及時程分析的部分圖形
3.2、計算結(jié)果分析
根據(jù)以上計算結(jié)果來看，兩種計算結(jié)果接近。下面以SATWE程序為主進行分析：
1、自振周期在合理范圍之內(nèi)，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.9，滿足規(guī)范要求。
2、振型曲線光滑符合規(guī)律。
3、底層剪重比>3.2%,滿足規(guī)范要求。
4、最大層間位移和頂點位移<1/1000，滿足規(guī)范要求。從最大樓層位移曲線可以看出，五層以下較緩，而轉(zhuǎn)換層以上較陡，說明底盤剛度比塔樓剛度小。
5、分析表明，時程分析的最大位移均不超過反應譜法計算的位移值，y向樓層剪力，X、Y向樓層彎矩均不超過反應譜法計算的樓層剪力及樓層彎矩，僅X向樓層剪力TAF-2波大于反應譜法，但三個波的平均值仍小于反映譜法樓層剪力。動力時程分析復核結(jié)果表明，不需要調(diào)整個樓層構(gòu)件的內(nèi)力和斷面配筋。
3.3、局部計算及構(gòu)造處理
1、框支梁：采用SATWE程序中的框支剪力墻有限元分析程序進行計算，并進行應力分析。同時，加強框支梁的配筋構(gòu)造措施，為避免框支梁鋼筋過密，在框支主梁的下部配筋區(qū)加設一根580mm高的鋼梁。
2、角窗：整體計算時，角窗上部墻體按雙懸臂梁進行計算。配筋設計時同時滿足剪力墻連梁的要求。同時，加強角窗周圍的暗柱及連梁的配筋，邊墻剪力墻加墻垛，角窗部分樓板加斜筋。
3、鋼骨柱的計算：首先，確定鋼骨的截面形式，預定鋼骨柱的鋼骨含鋼率，帶入SATWE程序中進行整體計算，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整含鋼率。有關鋼骨柱的構(gòu)造及具體做法見下面的詳細介紹。
4、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設計前的準備工作
采用鋼骨混凝土是解決超限問題的重大技術措施，也是本次設計的重要組成部分，在我省也是首次采用。在本次設計中，鋼骨柱采用的是實腹式十字型鋼，鋼骨梁采用的是工字型鋼。在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設計中需要注意的幾個問題如下：
4.1、鋼骨的含鋼率：
關于鋼骨混凝土構(gòu)件的最小和最大含鋼率，目前沒有統(tǒng)一的認識，但當鋼骨含鋼率小于2%時，可以采用鋼筋混凝土構(gòu)件，而沒有必要采用鋼骨混凝土構(gòu)件。當鋼骨含鋼率太大時，鋼骨與混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全發(fā)揮，且混凝土澆注施工有困難。因此，在冶金部行業(yè)標準《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》YB9082-97中將鋼骨含鋼率定為2%~15%。一般說來，較為合理的含鋼率為5%~8%。另在建設部行業(yè)標準《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》JGJ138-2001中定為4%~10%。在中廣大廈鋼骨混凝土柱的設計中，考慮到建設單位盡量節(jié)約鋼材，節(jié)省資金的要求，經(jīng)專家委員會認可，鋼骨柱的含鋼率確定為3.5%。
4.2、鋼骨的寬厚比：
鋼板的厚度不宜小于6mm，一般為翼緣板20mm以上，腹板16mm以上，但當鋼板厚度大于36mm時，鋼材的厚度方向的斷面收縮率應符合現(xiàn)行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB5313中的Z15級的規(guī)定。這是因為厚度較大的鋼板在軋制過程中存在各向異性，由于在焊縫附近常形成約束，焊接時容易引起層狀撕裂，焊接質(zhì)量不易保證。鋼骨的寬厚比應滿足規(guī)范的要求。
4.3、鋼骨的混凝土保護層厚度：
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對鋼骨柱，混凝土最小保護層厚度不宜小于120mm，對鋼骨梁則不宜小于100mm。
4.4、要重視鋼骨混凝土柱與鋼筋混凝土梁在構(gòu)造連接上的配合協(xié)調(diào)問題。
5、鋼骨的制作與構(gòu)造措施
5.1、鋼骨的制作
鋼骨的制作必須采用機械加工，并宜由鋼結(jié)構(gòu)制作廠家承擔。型鋼的切割、焊接、運輸、吊裝、探傷檢驗應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50205、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術規(guī)程》JGJ81、《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標準》GB50221的規(guī)定，鋼材、焊接材料、螺栓等應有質(zhì)量證明書，質(zhì)量應符合國家有關規(guī)范的規(guī)定。焊接前應將構(gòu)件焊接面除油、除銹，焊工應持證上崗。施工中應確保施工現(xiàn)場型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點連接的焊接質(zhì)量，型鋼鋼板的制孔，應采用工廠車床制孔，嚴禁現(xiàn)場用氧氣切割開孔，在鋼骨制作完成后，建設單位不可隨意變更，以免引起孔位改變造成施工困難。
5.2、鋼骨混凝土中設置抗剪拴釘?shù)囊?/p>
鋼骨混凝土與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的顯著區(qū)別之一是型鋼與混凝土的粘結(jié)力遠遠小于鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。根據(jù)國內(nèi)外的試驗，大約只相當于光面鋼筋粘結(jié)力的45%。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中認為鋼筋與混凝土是共同工作的，直至構(gòu)件破壞。而在鋼骨混凝土中，由于粘結(jié)滑移的存在，將影響到構(gòu)件的破壞形態(tài)、計算假定、構(gòu)件承載能力及剛度、裂縫。通常可用兩種方法解決，一是在構(gòu)件上另設剪切連接件(栓釘)，并按照計算確定其數(shù)量，即滑移面上的剪力全由剪切連接件承擔，稱為完全剪力連接。這樣可以認為型鋼與混凝土完全共同工作。另一種方法是在計算中考慮粘結(jié)滑移對承載力的影響，同時在型鋼的一定部位：如（1）柱腳及柱腳向上一層范圍內(nèi)；（2）與框架梁連接的牛腿的上、下翼緣處；（3）結(jié)構(gòu)過渡層范圍內(nèi)的鋼骨翼緣處加設抗剪栓釘作為構(gòu)造要求。構(gòu)件中設置的栓釘應符合國家現(xiàn)行標準《園柱頭焊釘》GB10433的規(guī)定，栓釘直徑一般為Ø19,長度不宜小于4倍栓釘直徑，間距不宜小于6倍栓釘直徑，且不宜大于200mm。并采用特制的設釘槍進行焊接，焊接質(zhì)量應滿足規(guī)范要求。
5.3、鋼骨的拼接
鋼骨柱的長度應根據(jù)鋼材的生產(chǎn)和運輸長度限制及建筑物層高綜合考慮，一般每三層為一根，其工地拼接接頭宜設于框架梁頂面以上1~3m處。鋼骨柱的工地拼接一般有三種形式：（1）全焊接連接；（2）全螺栓連接；（3）栓、焊混合連接。設計施工中多采用第三種形式，即鋼骨柱翼緣采用全溶透的剖口對接焊縫連接，腹板采用摩擦型高強度螺栓連接。中廣大廈設計中的鋼骨工地拼接采用第三種形式。
5.4、鋼骨柱的柱腳構(gòu)造
1、鋼骨柱的柱腳分為埋入式和非埋入式兩種，在抗震區(qū)宜采用埋入式柱腳，柱腳鋼骨的混凝土最小保護層厚度為：中間柱：不得小于180mm，邊柱和角柱：不得小于250mm。
2、鋼骨柱埋入式柱腳的埋入深度不應小于3倍型鋼柱截面高度，在注腳部位和柱腳向上一層的范圍內(nèi)，鋼骨柱翼緣外側(cè)設置栓釘，栓釘直徑不小于Ø19，間距不大于200mm,且栓釘至翼緣板邊緣的距離大于50mm。
3、在中廣大廈的鋼骨設計中，由于建筑物嵌固端取在±0.000米處，為保證地下一層汽車庫的使用功能，經(jīng)多次反復研究、討論，最終確定了底層框架梁水平、垂直加腋，鋼骨伸入框架柱內(nèi)長度為1.5m，下部與鋼筋混凝土柱柱心鋼筋焊接。在施工過程中，施工單位提出，鋼骨注腳放在半層柱上施工有困難，施工質(zhì)量無法保證。后經(jīng)施工單位、設計單位、制作單位及建設單位多次研究，決定在鋼骨柱柱腳底部另設格構(gòu)式支架，將支架一延伸至地下一層底板（支架必須保證拉力傳遞），比上述方法容易施工，加快了施工進度。經(jīng)實踐證明在今后的設計中若遇到同類問題，宜將鋼骨直接伸入地下一層，這樣即滿足了埋入式柱腳的埋深問題，又取消了底層梁加腋的施工工序、支架的制作安裝工序，節(jié)省了時間，施工質(zhì)量較易保證。
5.5、鋼骨柱的節(jié)點構(gòu)造
框架梁、柱節(jié)點核心區(qū)是結(jié)構(gòu)受力的關鍵部位，設計時應保證傳力明確，安全可靠，施工方便，節(jié)點核心區(qū)不允許有過大的變形。
在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中，梁、柱節(jié)點包括以下幾種形式：（1）鋼骨混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接；（2）鋼梁—鋼骨混凝土柱的連接；（3）鋼筋混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接。在中廣大廈設計中我們遇到的是第三種情況。
規(guī)范規(guī)定，節(jié)點區(qū)鋼骨部分的連接構(gòu)造應與鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接相一致，在柱鋼骨的鋼牛腿翼緣水平位置處應設置加勁肋，其構(gòu)造應便于混凝土澆灌，并保證混凝土密實。柱中鋼骨和主筋的布置應為梁中主筋貫穿留出通道，梁中主筋不應穿過鋼骨翼緣，也不得與柱中鋼骨直接焊接，鋼骨腹板部分設置鋼筋貫穿孔時，截面缺損率不宜超過腹板面積的25%。
根據(jù)規(guī)范要求，在中廣大廈鋼骨設計中，我們采用的方法是：在鋼筋混凝土梁與鋼骨柱連接的梁端，設置一段工字型鋼梁（牛腿），鋼梁的高度由鋼筋混凝土梁高決定，一般為鋼筋混凝土梁高的0.7倍以上，鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋的一部分與鋼牛腿焊接或搭接，鋼牛腿的長度應滿足梁內(nèi)鋼筋內(nèi)力傳遞要求。因鋼骨柱主筋穿過鋼牛腿翼緣，鋼牛腿強度有所削弱，因此梁內(nèi)鋼筋焊接或搭接長度應從牛腿根部起算。在實際施工中，由于鋼牛腿長度較長，運輸有困難，鋼牛腿的長度均取滿足梁內(nèi)主筋焊接長度要求。在鋼牛腿的上、下翼緣上設置栓釘，栓釘?shù)闹睆綖?Oslash;19，間距200mm，從框架梁梁端至鋼梁（牛腿）端部以外2倍梁高范圍內(nèi)為框架梁端箍筋加密區(qū)，梁內(nèi)主筋保證有不少于1/3主筋面積穿過鋼骨連續(xù)配置。
為方便鋼骨的工廠化制作，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中不同且難度最大的是：
（1）需確定鋼骨柱中每根鋼筋的準確位置；
（2）根據(jù)鋼骨這種型鋼翼緣的寬度確定框架梁的寬度；
（3）確定框架梁中每根鋼筋的位置；
（4）根據(jù)柱梁鋼筋的位置確定鋼骨穿孔的位置；
（5）鋼骨中穿鋼筋的孔徑由鋼筋直徑確定，一般比鋼筋直徑大4~6mm；
（6）,鋼骨中縱橫兩方向穿鋼筋孔的位置至少應錯開一個孔徑。
5.6、鋼骨的柱頂構(gòu)造
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，但結(jié)構(gòu)下部采用鋼骨混凝土柱、上部采用鋼筋混凝土柱時，其間應設置過渡層。在本次設計中，過渡層設置在轉(zhuǎn)換層中，柱頂加設一塊25厚柱頂錨固板。但在實際施工過程中，轉(zhuǎn)換大梁配筋較多，柱頂錨固板直接影響轉(zhuǎn)換大梁鋼筋的錨固，經(jīng)多方研究，取消了柱頂錨固板，為轉(zhuǎn)換大梁的順利施工創(chuàng)造了條件。
6、經(jīng)濟比較
未采用鋼骨混凝土柱前，框支柱截面尺寸為1300X1300mm,上部住宅為6~25層。采用鋼骨混凝土柱后，框支柱截面尺寸為1100X1100mm,上部住宅為6~26層，框支柱截面面積減少了30%左右，住宅面積增加了1860平方米。
在整個建筑中，共使用型鋼650噸，型鋼的材料、制作、安裝綜合預算價約為6500元/噸，減去縮小柱截面及減少鋼筋面積的費用后，增加費用257.63萬元，柱截面縮小后商場部分增加使用面積115.2平方米，按20000元/平方米計算，增加收益230.4萬元。增加住宅面積增加收益372萬元（1860平方米，按2000元/平方米計算），變更后增加凈收益352.77萬元。
由此可以看出，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)既可滿足設計要求，又能為建設單位增加經(jīng)濟效益，為在高層建筑設計中解決超限問題提供了可靠途經(jīng)。是一種值得推廣的良好的結(jié)構(gòu)體系。
