钢筋混凝土结构的设计和建设以工业化的标准和实际考虑为中心,这两者随着工业化积累的经验和研究逐渐发展。新的方法、制作过程、建设技术不断发生的同时,建筑材料也稳定发展。从某些方面来看,工业化标准一般反映了大家接受的思想和基于建设规范的实践。但是,规范通常只是最低的要求,而不是最高的要求。如果你期待的不仅仅是最低要求,满足最基本的要求就不是你理想的目标。
因为设计和建造混凝土结构是一件很实际的事情,所以许多设计人员更注重的是更为有效的工业标准,而不是印刷成文的规范。因此,工业生产标准影响了以下关于结构设计和建造的几个方面:
(1)设计的方法和准则。
(2)生产建设过程。
(3)所需的测试和证明。
(4)影响建设计划和细节的一般规范要求。
(5)特殊规范要求(防火等)。
设计者一般不直接参与建设,但必须考虑以下实际面临的问题。
1.一次浇筑的最大量
浇筑的尺寸受时间(例如8小时工作时间)、工作量的大小、场所条件、运输混凝土的车辆数量、浇筑方法、结构形式的影响(例如,实际浇筑中多层建筑只能一次浇筑)。
大型结构的最大浇筑量通常是整个结构浇筑量的一部分。浇筑停止一段时间后,浇筑的混凝土在下次浇筑前会变硬。新旧混凝土的连接部称为冷接缝或施工接缝。设计者必须事先考虑这个问题。例如,现浇结构被认为是单一的连续结构,设计者必须仔细考虑这个施工缝的影响。
2.混凝土设计强度
在设计过程的前期,设计者必须首先确定混凝土设计强度。毫无疑问,这一关键值与结构性能有关。设计人员必须考虑当前应用的技术、承包商的能力和项目预算。因此,有些设计超过了现在建设技术的极限,要求尽量使用好的混凝土(例如设计高层建筑),其他设计只要使用低强度的混凝土。
3.建设精度
现场浇筑是一项非常粗略的工作,很少达到正确的几何尺寸和光滑的表层。经验告诉设计者什么样的误差是允许的,什么样的误差是可以改善的,他们学会仔细写设计说明,特意选择一定的资料,在现场监督。
但一般来说,工厂预制的混凝土质量比现浇混凝土高。这些部件的尺寸正确,可以修改。精确的尺寸要求和光滑的表面层对基本结构的形成并不重要,但能使建筑物在表面处理和其他建筑物上的技术更加优秀。当然,建成后混凝土被其他东西复盖或包裹的话,这个缺点的影响不大。但是,设计者必须了解结构中比较细致的连接部件所要求的精度,认识到建设混凝土结构精度的最低要求。
4.混凝土部件的最小尺寸
由于实际建设上的原因,工厂满足保护层和钢筋间隔的不同要求,钢筋混凝土结构中必须有特定的尺寸。板、墙、梁中配有弯曲钢筋时,其尺寸主要由拉伸钢筋和压迫混凝土外缘的距离决定。因此,在非常薄的梁、薄板和墙壁中,弯曲钢筋不起作用。
一般来说,板和墙应配置两个方向的钢筋。即使弯曲作用只发生在一个方向,规范也要求在另一个方向必须配备一定数量的钢筋来控制收缩和温度变化引起的裂缝。即使采用最小保护层厚度和最小截面积的钢筋,板的最小厚度也应大致达到2in.1(a),但除梁和井式结构外,板的厚度通常大,提高工厂的弯曲能力。一般的钢筋配置,钢筋配置在顶部还是底部主要由弯矩的正负决定。建筑规范常要求增加保护层厚度,最小厚板的保护层厚度为4in以上,保证高耐火等级。
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