摘 要 房屋混凝土結(jié)構(gòu)是時(shí)變結(jié)構(gòu)，正確認(rèn)識(shí)其受力特性對(duì)于建筑本身的質(zhì)量具有重要意義。本文對(duì)房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)受力性能作一個(gè)初步研究，經(jīng)供參考。
關(guān)鍵詞 房屋建筑;混凝土;結(jié)構(gòu)受力;性能
在房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，建造商一方面要確保結(jié)構(gòu)的安全，另一方面也要追求工程進(jìn)度和提高生產(chǎn)率。這就要求混凝土結(jié)構(gòu)有一個(gè)合理的安全水平來(lái)滿足兩方面的要求。而現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》并未能為施工期混凝土結(jié)構(gòu)提供較統(tǒng)一的安全度要求。對(duì)于施工單位而言，能快速有效的確定房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)受力參數(shù)，對(duì)于保證建筑質(zhì)量，節(jié)約成本起至關(guān)重要的作用[1]。
1 國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的受力研究現(xiàn)狀
目前對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的受力研究大多集中在建筑完成后，一次施加負(fù)載的方法進(jìn)行各項(xiàng)性能分析研究。對(duì)于逐層加載的建筑混凝土結(jié)構(gòu)受力研究還相對(duì)較少，主要有矩陣迭代法、總體剛度矩陣一次形成分層加載法、修正分層法和平面簡(jiǎn)化手算法。正確模擬施工過(guò)程，已成為建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中不需考慮的階段。
2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)受力分析的理論計(jì)算基礎(chǔ)
建筑施工中混凝土結(jié)構(gòu)受力分析的理論計(jì)算基礎(chǔ)主要有有限元仿真分析、利用ANSYS建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力、利用TBSA建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力和利用SAP2000建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力三種方法。由于施工過(guò)程復(fù)雜、人為影響因素多，通過(guò)仿真模擬施工過(guò)程的研究方法還存在一定的缺陷[2]。
3 基本理論
施工期的建筑混凝土結(jié)構(gòu)，是由混凝土柱（或剪力墻）、數(shù)層普通混凝土梁與樓板、支撐混凝土梁板結(jié)構(gòu)的數(shù)層模板支撐系統(tǒng)等共同組成的臨時(shí)受力體系。新澆筑樓板的自重及施工荷載通過(guò)支撐系統(tǒng)向下層樓板傳遞，荷載效應(yīng)隨著施工進(jìn)程不斷積累，使得臨時(shí)承載體系中底部樓層承擔(dān)的荷載逐漸增大。受荷最大的樓板總是在該臨時(shí)受力體系的最底層。這一切與正常使用狀態(tài)時(shí)的荷載情況完全不同，這就可能導(dǎo)致臨時(shí)受力體系中的樓層出現(xiàn)裂縫、撓度過(guò)大、甚至整體坍塌等。
�。�1）主要測(cè)試方法。采用振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變片對(duì)現(xiàn)澆梁、柱鋼筋的變形情況進(jìn)行量測(cè)，配套使用讀數(shù)儀。樓板混凝土實(shí)際厚度及鋼筋保護(hù)層厚度采用專用儀器測(cè)量�；炷猎噳K多齡期立方體抗壓強(qiáng)度、彈性模量在材料性能試驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。
�。�2）主要測(cè)試內(nèi)容。①各層梁柱鋼筋隨施工進(jìn)度的應(yīng)力應(yīng)變變化情況;②各層梁柱混凝土隨施工進(jìn)度的應(yīng)力應(yīng)變情況;③材料各種性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)量。
4 混凝土結(jié)構(gòu)受力性能的試驗(yàn)研究
�。�1）破壞形態(tài)。建筑混凝土的破壞形態(tài)同鋼筋混凝土的破壞形態(tài)類似，主要有：大偏心受壓破壞、小偏心受壓破壞、界限破壞、剪切黏結(jié)破壞，典型的剪切黏結(jié)破壞。
�。�2）混凝土強(qiáng)度的影響�；炷翉�(qiáng)度等級(jí)越高，構(gòu)件的剛度增加，開(kāi)裂荷載越大，在一定混凝土強(qiáng)度范圍內(nèi)，提高混凝土強(qiáng)度可增加梁延性的結(jié)論，可運(yùn)用于鋼骨、鋼筋混凝土柱中�；炷恋膹�(qiáng)度對(duì)型鋼混凝土的最大黏結(jié)強(qiáng)度影響較大，通過(guò)對(duì)型鋼混凝土的壓人試驗(yàn)得出，按翼緣與混凝土接觸面積平均的局部最大黏結(jié)應(yīng)力t隨混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)的增大而增大的規(guī)律，統(tǒng)計(jì)回歸出一個(gè)線性公式：t=0.09f ，并考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散后建議了一個(gè)保守公式t=0.09f-0.655（式中t，f的單位為N/mm n2）。研究表明，鋼骨的黏結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大而增大，大體與抗壓強(qiáng)度成正比。
（3）鋼骨含量。隨著鋼骨含量的增加，鋼骨混凝土柱的剛度及強(qiáng)度均會(huì)得到較大的提高，實(shí)腹式鋼骨混凝土柱的承載力和抗震能力比空腹式鋼骨混凝土柱好。同時(shí)實(shí)腹式鋼骨混凝土柱的剪切破壞特點(diǎn)大多是延性破壞，而空腹式鋼骨混凝土柱的斜截面破壞，大多是斜壓破壞，它是脆性的。
（4）剪跨比的影響。實(shí)腹式鋼骨混凝土柱較易發(fā)生剪切黏結(jié)破壞，而空腹式鋼骨混凝土柱子則較易發(fā)生斜壓破壞;剪跨比較小，易發(fā)生斜壓破壞。
�。�5）保護(hù)層厚度的影響。混凝土保護(hù)層厚度對(duì)型鋼混凝土的黏結(jié)有較大的影響，當(dāng)混凝土的保護(hù)層厚度較小時(shí)，型鋼混凝土的黏結(jié)破壞常以混凝土保護(hù)層開(kāi)裂為先導(dǎo)，影響到黏結(jié)強(qiáng)度的發(fā)展。當(dāng)混凝土保護(hù)層達(dá)到一定的厚度時(shí)，黏結(jié)應(yīng)力的發(fā)展就不會(huì)因?yàn)榛炷帘Ｗo(hù)層的較早開(kāi)裂所引起的滑移而受到保護(hù)層厚度對(duì)黏結(jié)的影響限制，黏結(jié)強(qiáng)度也就相應(yīng)的提高。
5 結(jié)束語(yǔ)
施工期建筑混凝土結(jié)構(gòu)是材料性能、結(jié)構(gòu)形狀、空間位置均隨時(shí)間變化而變化的時(shí)變結(jié)構(gòu)，它與模板支撐系統(tǒng)組成施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系承擔(dān)施工荷載。本文將其模擬成一組彈性支撐連續(xù)梁，建立了施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系分析的彈性支撐連續(xù)梁模型CBSS，基于該模型對(duì)施工期建筑混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行了分析，主要結(jié)論如下：
（1）給出了施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系彈性特征值的概念，定義樓板剛度與模板支撐的剛度比為施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系的彈性特征值，建立了包含彈性特征值參數(shù)的施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系分析的彈性支撐連續(xù)梁模型CBSS。
�。�2）施工期現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在確定的施工方案情況下，所有樓層中承擔(dān)最大施工荷載的樓層的位置隨施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系的彈性特征值大小而變。當(dāng)施工時(shí)變結(jié)構(gòu)的彈性特征值s大于250時(shí)，該樓層為模板支撐設(shè)置層數(shù);當(dāng)施工時(shí)變結(jié)構(gòu)的彈性特征值s小于250時(shí)，所有樓層中承擔(dān)最大施工荷載的樓層位置提前。
（3）施工期現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)各樓層承擔(dān)的最大施工荷載呈現(xiàn)沿樓層逐漸衰減波動(dòng)的特征，波幅逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定。所有樓層中最大施工荷載量值隨施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系的彈性特征值變化，彈性特征值小時(shí)，最大施工荷載比率大，彈性特征值大時(shí)，最大施工荷載比率小。
（4）拆模時(shí)間明顯地影響樓層承擔(dān)的最大施工荷載的量值。拆模時(shí)間短，樓層承擔(dān)的施工荷載比率增大，拆模時(shí)間延長(zhǎng)，樓層承擔(dān)的施工荷載比率減小。
建筑混凝土受力結(jié)構(gòu)的性能受多種因素的影響，其理論研究涉及多種學(xué)科知識(shí)之間的交融，本文只是簡(jiǎn)單地探究和摸索，需要進(jìn)一步地研究。
參考文獻(xiàn)
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