【導(dǎo)讀】青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）

　　

【正文】 摸板的每個角落 。 被建成的結(jié)構(gòu)材料的 選擇 是 混凝土， 還是 鋼材 、砌體 ， 或 木材 ， 取決于是否有材料和一些價值 決策 。結(jié)構(gòu)體系 的選擇 是由建筑師 或 工程師早在設(shè)計的基礎(chǔ)上決定的 ，考慮到下列因素： 。 常常 首要考慮的是結(jié)構(gòu) 的總造價 。當(dāng)然，這是 隨著材 料 的成本 和 安裝構(gòu)件的必需 勞動力 改變的 。 然而，總投資常常更受總工期的影響，因為承包商和業(yè)主必須借款或貸款以便完成建設(shè)，在建筑物竣工前他們從此項投資中將得不到任何回報 。在一個典型的大型公寓 或 商業(yè)項目 中 ，建筑成本的融資將是總費用的 一個重要部分。因此，金融儲蓄， 由于快速施工可能多于抵消增加材料成本?；谶@個原因，設(shè)計師可以采取任何措施規(guī)范設(shè)計 來減輕削減的成本 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 97 頁 在許多情況下，長期的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)可能比第一成本更重要。因此，維修和耐久性是重要的考慮因素。 2 .用于建筑與結(jié)構(gòu)功能適宜的材料。鋼筋混凝土 體系 經(jīng)常讓設(shè)計師 將 建筑與結(jié)構(gòu)的 功 能 相結(jié)合 。 混凝土被放置在塑性條件下借助于模板和表面加工來造出想要的形狀和結(jié)構(gòu)，這是它 具有的優(yōu)勢。 在 提供成品樓或天花板表面 時，這使得平板或其他形式的板作為受力構(gòu)件 。同樣，鋼筋混凝土墻壁能提供有吸引力的建筑表面 ，還有 能力抵御重力 、 風(fēng)力，或地震荷載 。最后，大小 和 形狀 的 選擇是由設(shè)計師而不是由 提供構(gòu)件 的標(biāo)準(zhǔn) 決定的 。 3 .耐火 性 。 建筑結(jié)構(gòu)必須經(jīng)受得住火災(zāi)的襲擊，并且當(dāng)人員疏散及大火撲滅之時建筑物仍然保持不倒 。 鋼筋混凝土建筑特殊的防火材料及其他構(gòu)造措施情況下，自身具有 13 個小時的耐火極限。鋼結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu)必須采取防火措施才能達(dá)到類似的耐火極限。 4 .低維護(hù)。混凝土構(gòu)件 本身 比結(jié)構(gòu)鋼或木材 構(gòu)件 需要更少的維修。如果致密 ， 尤其如此，加氣混凝土已經(jīng)被用于暴露于大氣中 的 表面，如果在設(shè)計 中 已經(jīng)采取謹(jǐn)慎措施，以提供足夠的排水和遠(yuǎn)離的結(jié)構(gòu)。必須采取 的 特別預(yù)防措施 是讓混凝土 接觸到鹽，如除冰化學(xué)品。 5 .材料的供應(yīng) 。砂 、 碎石 、 水泥和混凝土攪拌 設(shè)備 是 被 非常廣泛使用 的 ，以及鋼筋比結(jié)構(gòu)鋼更容易運到 多數(shù)工地 。因此，鋼筋混凝土在偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)常使用。 另一方面，有一些因素可能會導(dǎo)致選擇鋼筋混凝土以外的 材料 。這些措施包括： 1 .低抗拉強度?；炷?的抗拉 強度是遠(yuǎn)低于其 抗壓 強度（約 1 / 10 ） ，因此， 混凝土易經(jīng)受裂縫 。在結(jié)構(gòu)用途 時 ，用鋼筋 承受拉力 ，并限制裂縫寬度 在允許的范圍內(nèi)來克服 。不過，在設(shè)計和施工中 如果不 采取 措施 ，這些裂縫可能會有礙觀瞻，或可允許水的 浸入 。發(fā)生這種情況時，水或化學(xué) 物質(zhì) 如道路除冰鹽可能會導(dǎo)致混凝土 的 惡化或 污染 。這種情況下 ， 需要特別設(shè)計的 措施 。在水支擋結(jié)構(gòu) 這種情況下 ， 需要 特別的 措施 和 /或 預(yù)應(yīng)力，以防止泄漏。 2 .支摸 。建 造 一個現(xiàn)澆結(jié)構(gòu) 包括 三個步驟 ，在 鋼或木結(jié)構(gòu) 的 施工中 是 遇 不到的。這些都是（ a） 支摸 （ b） 拆摸 （ c ） 安裝支撐 ，直至其 達(dá)到足夠的 強度以支 承 其重量。上述每個步驟，涉及勞動 力 和 /或材料， 在其他結(jié)構(gòu)形式中，這是沒有必要的 。 3 . 每單位重量 或 量 的 相對低強度。該混凝土抗壓強度大約是 鋼材抗壓強度5 至 10 ％ ，而其單位密度大約是 鋼材密度的 30 ％。因此，一個 混凝土結(jié)構(gòu)，與 鋼結(jié)構(gòu) 相比， 需要較大的體積和較大重量的材料。因此，大跨度結(jié)構(gòu)，往往 建成鋼結(jié)構(gòu) 。 4 .時間依賴的量的變化?；炷僚c鋼進(jìn)行大約同樣數(shù)量的熱膨脹和收縮 時，有 比較少量 的鋼材加熱或冷卻，因為鋼 與混凝土相比 是一個較好的 導(dǎo)體 ，鋼結(jié)構(gòu)青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 98 頁 比混凝土結(jié)構(gòu)在更大程度上 更易 受溫度變化。另一方面， 混凝土 經(jīng)歷了 干 縮，如果 被抑 制，可能會導(dǎo)致 變形 或開裂。此外， 變形 隨著時間的推移將趨于增加，由于混凝土 在 持續(xù)的負(fù)荷 下的徐變 ，可能會增加一倍。 幾乎在 土木工程和建筑 的每一個分支中 ，鋼筋混凝土 在 結(jié)構(gòu)和 基礎(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)都得到了 廣泛 的 使用。 因此， 工程師及建筑師在其整個職業(yè)生涯 中 需要鋼筋混凝土設(shè)計的基本知識。 文章的 大部分是直接 關(guān)于組成 典型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的 部件如梁 、 柱和 板他們之間的作用、協(xié)調(diào) 。一旦 這些 個別要素 的作用被 理解，設(shè)計師將有 能力 分析和設(shè)計這些元素 組成 的各種各樣 的 復(fù)雜結(jié)構(gòu)，例如地基，建筑物和橋梁。 由于鋼筋混凝土是一個 徐變、收縮 ，并出現(xiàn)裂縫 的非勻質(zhì)材料 ， 它的應(yīng)力 不能 由適用于 材料強度均勻彈性材料 的 傳統(tǒng)方程推導(dǎo) 出的方程 準(zhǔn)確預(yù)測。因此 ， 許多鋼筋混凝土 的 設(shè)計 基于 實證，即設(shè)計方程和設(shè)計方法是基于實驗和費時的證明， 而 不是從理論的提法 被完全導(dǎo)出的結(jié)果 。 對 鋼 筋混凝土 性能徹底的了解 將允許設(shè)計師 將 脆性材料轉(zhuǎn)換變成強硬的韌性結(jié)構(gòu) 材料 ，從而利用混凝土 良好 的特點，其高 抗壓 強度，其耐火 性 ，其耐 久 性。 混凝土 石狀 的物質(zhì)，是由攪拌水泥，水，細(xì)骨料（通常砂），粗骨料，并經(jīng)常 添加 其他 外 加劑（即 改善特性 ） 而 成為 的 一 種和易性好的 混合物。在其 未硬化 或塑性狀態(tài)下，混凝土可放置在 模板里 產(chǎn)生大量的各種結(jié)構(gòu)要素。雖然硬化 的混凝土本身，也就是說，沒有任何 鋼筋 ， 它具有較 強的 抗壓強度 ， 但 缺乏 抗 拉強度，因此很容易 產(chǎn)生 裂縫。因為 無鋼筋的混凝土 是脆性 的 ，它 在 荷載作用下 不 能進(jìn)行大變形，并 在沒有預(yù)兆下突 然斷裂 。鋼筋 與 混凝土 相結(jié)合 ， 可以 減少其主要的 兩個固有弱點 的 負(fù)面影響，其易開裂 性 和其脆性。當(dāng) 鋼筋牢固黏結(jié)于混凝土?xí)r ，一 種 強大 、 剛性 、延性的建筑 材料 就誕生了 。這種材料，所謂的鋼筋混凝土， 被廣泛用于 建筑 基礎(chǔ) 、 結(jié)構(gòu)框架 、倉庫、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、 公路 、 墻壁 、 水壩 、 運河 及 無數(shù)的其他結(jié)構(gòu)和建筑產(chǎn)品。 混凝土的 其他兩個特點 ，是混凝土被加固時會發(fā)生 收縮 和 徐變，但 采用仔細(xì)的設(shè)計可以減輕這些特性的負(fù)面影響 。 規(guī)范 ，是一套技術(shù)規(guī)格和控制設(shè)計與施工重要細(xì)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。 規(guī)范的 目的 是 產(chǎn)生 合理的 結(jié)構(gòu)，使 使用者 將 免于劣質(zhì)和不合格的設(shè)計和結(jié)構(gòu) 。 現(xiàn)有兩種 規(guī)范 。其中一類，所謂的結(jié)構(gòu) 規(guī)范 ，是源于關(guān)心正確使用具體材料或 關(guān)心 某一特定類別結(jié)構(gòu)安全設(shè)計 的 專家。 第二種類型的 規(guī)范 ，所謂的建筑 條例 ，涵蓋 了 建設(shè)在某一地區(qū)，往往是一個城市或一個國家 的建筑 。建筑 條例的 目標(biāo)，也是以 對抗 當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件對建設(shè) 的 影響 來 保障公眾 的權(quán)益 。例如，地方當(dāng)局可以 規(guī)定 其他的條 款 ，以 對抗 這樣的區(qū)域條件，地震 、 大雪或龍卷風(fēng)。國家結(jié)構(gòu) 規(guī)范常常被 納入當(dāng)?shù)氐慕ㄖㄒ?guī)。 美國混凝土學(xué)會（ ACI ）的建筑 規(guī)范包括 鋼筋混凝土建筑物 的 設(shè)計。它包括 涵蓋鋼筋混凝土制造 的 各個方面 設(shè)計和 施工的條文 。它包括材料質(zhì)量 的 規(guī)青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 99 頁 格 、 混合 和現(xiàn)澆混凝土的細(xì)節(jié) ，連續(xù)結(jié)構(gòu)分析的設(shè)計 假定 ，配料成 分 的設(shè)計方程。 所有 構(gòu)件 必須 協(xié)調(diào) ，這樣它們 在 任何可能的 工作 條 件下 就不會失 效 或 發(fā)生 過大 變形。因此，一名工程師非常謹(jǐn)慎 地 預(yù)期結(jié)構(gòu)在其一 生中 所有可能 經(jīng)受 的荷 載 ，這是非常重要的。 雖然大部分 構(gòu)件的 設(shè)計是 由同時作用的恒載和活載所控制 ， 但 還必須考慮到風(fēng) 、沖擊、 收縮 、 溫度變化 、徐 變和 地基沉陷、 地震等等所產(chǎn)生的的力。 與結(jié)構(gòu)自重和固有的構(gòu)件重量有關(guān)的荷載稱為恒載 。混凝土構(gòu)件 的恒載是固有的 ， 在設(shè)計計算過程中是必須要考慮的 。 恒載值的大小直到構(gòu)件尺寸確定后才能清楚的知道 。由于 恒載的一些數(shù)值在計算構(gòu)件尺寸時要用到，所以首先要估計他們值的大小 。 在 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析 構(gòu)件、構(gòu) 件 尺寸確定、 建筑的細(xì)節(jié)完成 后 ，恒載 可以計算更準(zhǔn)確。如果計算 的恒載 大約等于它的初步估計值（或略少） ，但設(shè)計完成 后， 如果計算 值 和估計值之間存在顯著性差異 時 ，計算應(yīng) 用改進(jìn)的恒載值 加以修 正 。當(dāng)跨度 較 長 時，恒載的 準(zhǔn)確估計是特別重要的， 因為當(dāng)跨度 超過七十五英尺（ 米） 時 ， 恒載是設(shè)計荷載的一個重要組成部分 。 建設(shè)使用的相關(guān)活荷載 是由城市或國家結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的 。 設(shè)計構(gòu)件均布活荷載的值是由結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的，而不是根據(jù)設(shè)備的 特定項目和某一個特定地區(qū)的使用者來估計。 結(jié)構(gòu)在豎向荷載下定了尺寸后 ， 還要根據(jù)風(fēng)荷載和規(guī)范中規(guī)定的恒載活載組合后的結(jié)果來進(jìn)行驗算 。風(fēng)荷載 在少于 16到 18層樓房中 通常不控制 構(gòu)件的大小 ，但對于高層建筑 ， 風(fēng)荷載 在結(jié)構(gòu)中 成為 重要的控制因素和引起強大作用力的因素 。在這種情況下，只有選擇一個能夠 有效地將橫向荷載傳遞到地面的 結(jié)構(gòu)體系 ，經(jīng)濟才能實現(xiàn)。