鋼筋混凝土結構的設計和建設以工業化的標準和實際考慮為中心,這兩者隨著工業化積累的經驗和研究逐漸發展。新的方法、制作過程、建設技術不斷發生的同時,建筑材料也穩定發展。從某些方面來看,工業化標準一般反映了大家接受的思想和基于建設規范的實踐。但是,規范通常只是最低的要求,而不是最高的要求。如果你期待的不僅僅是最低要求,滿足最基本的要求就不是你理想的目標。
因為設計和建造混凝土結構是一件很實際的事情,所以許多設計人員更注重的是更為有效的工業標準,而不是印刷成文的規范。因此,工業生產標準影響了以下關于結構設計和建造的幾個方面:
(1)設計的方法和準則。
(2)生產建設過程。
(3)所需的測試和證明。
(4)影響建設計劃和細節的一般規范要求。
(5)特殊規范要求(防火等)。
設計者一般不直接參與建設,但必須考慮以下實際面臨的問題。
1.一次澆筑的最大量
澆筑的尺寸受時間(例如8小時工作時間)、工作量的大小、場所條件、運輸混凝土的車輛數量、澆筑方法、結構形式的影響(例如,實際澆筑中多層建筑只能一次澆筑)。
大型結構的最大澆筑量通常是整個結構澆筑量的一部分。澆筑停止一段時間后,澆筑的混凝土在下次澆筑前會變硬。新舊混凝土的連接部稱為冷接縫或施工接縫。設計者必須事先考慮這個問題。例如,現澆結構被認為是單一的連續結構,設計者必須仔細考慮這個施工縫的影響。
2.混凝土設計強度
在設計過程的前期,設計者必須首先確定混凝土設計強度。毫無疑問,這一關鍵值與結構性能有關。設計人員必須考慮當前應用的技術、承包商的能力和項目預算。因此,有些設計超過了現在建設技術的極限,要求盡量使用好的混凝土(例如設計高層建筑),其他設計只要使用低強度的混凝土。
3.建設精度
現場澆筑是一項非常粗略的工作,很少達到正確的幾何尺寸和光滑的表層。經驗告訴設計者什么樣的誤差是允許的,什么樣的誤差是可以改善的,他們學會仔細寫設計說明,特意選擇一定的資料,在現場監督。
但一般來說,工廠預制的混凝土質量比現澆混凝土高。這些部件的尺寸正確,可以修改。精確的尺寸要求和光滑的表面層對基本結構的形成并不重要,但能使建筑物在表面處理和其他建筑物上的技術更加優秀。當然,建成后混凝土被其他東西復蓋或包裹的話,這個缺點的影響不大。但是,設計者必須了解結構中比較細致的連接部件所要求的精度,認識到建設混凝土結構精度的最低要求。
4.混凝土部件的最小尺寸
由于實際建設上的原因,工廠滿足保護層和鋼筋間隔的不同要求,鋼筋混凝土結構中必須有特定的尺寸。板、墻、梁中配有彎曲鋼筋時,其尺寸主要由拉伸鋼筋和壓迫混凝土外緣的距離決定。因此,在非常薄的梁、薄板和墻壁中,彎曲鋼筋不起作用。
一般來說,板和墻應配置兩個方向的鋼筋。即使彎曲作用只發生在一個方向,規范也要求在另一個方向必須配備一定數量的鋼筋來控制收縮和溫度變化引起的裂縫。即使采用最小保護層厚度和最小截面積的鋼筋,板的最小厚度也應大致達到2in.1(a),但除梁和井式結構外,板的厚度通常大,提高工廠的彎曲能力。一般的鋼筋配置,鋼筋配置在頂部還是底部主要由彎矩的正負決定。建筑規范常要求增加保護層厚度,最小厚板的保護層厚度為4in以上,保證高耐火等級。
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