論筒體結(jié)構(gòu)水泥庫加固設(shè)計研究

摘要：現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)變化較大，特種結(jié)構(gòu)的設(shè)計和現(xiàn)場施工都要面對很多困難，水泥庫加固時，該建筑必須要抵抗眾多作用力，僅僅使用原來的剪力墻和框剪結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代建筑的要求，筒體結(jié)構(gòu)對于特種結(jié)構(gòu)的施工有很大幫助，它逐漸成為建筑的主要支撐力。

關(guān)鍵詞：筒體結(jié)構(gòu)；布置；結(jié)構(gòu)設(shè)計；

前言

我國隨著科學技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)日益發(fā)達，所需水泥要求較高，同樣對水泥庫建設(shè)和加固都提出新的要求，但是也會遇到很多問題，建筑難度大，受到作用力也是同樣大，如何消除這些問題；僅僅依靠原有的消除方法已經(jīng)遠遠滿足不了了，現(xiàn)在筒體結(jié)構(gòu)逐漸代替了原有的方法，咋樣才能更好的利用這一技術(shù)在建筑行業(yè)使用，我們還要很好的完善一下問題。

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一、筒體結(jié)構(gòu)

1、筒體結(jié)構(gòu)特點

筒體結(jié)構(gòu)是指由一個或幾個筒體作為承受水平和豎向荷載的高層建筑結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)適用于層數(shù)較多的高層建筑。采用這種結(jié)構(gòu)的建筑平面，最好為正方形或接近于正方形。 組成筒體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要有梁、柱、斜撐、墻肢、連梁、剛域節(jié)點等，這些構(gòu)件首先組成單筒，單筒是筒體結(jié)構(gòu)的基本組成單元，它的結(jié)構(gòu)形式主要有實腹筒、框筒和桁架筒。按筒體結(jié)構(gòu)布置與選型的要求，單筒可以繼續(xù)組合成筒中筒、束筒、框架-核心筒等各種結(jié)構(gòu)形式。

2、筒體結(jié)構(gòu)的受力性能和工作特點

①.筒體是空間整截面工作的，如同一豎在地面上的懸臂箱形梁�？蛲苍谒�平力作用下不僅平行于水平力作用方向上的框架（稱為腹板框架）起作用，而且垂直于水平方向上的框架（稱為翼緣框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁桿件，產(chǎn)生整體彎曲和扭轉(zhuǎn)。

②．框筒雖然整體受力，卻與理想筒體的受力有明顯的差別；理想筒體在水平力作用下，截面保持平面，腹板應(yīng)力直線分布，翼緣應(yīng)力相等，而框筒則不保持平截面變形，腹板框架柱的軸力是曲線分布的，翼緣框架柱的軸力也是不均勻分布；靠近角柱的柱子軸力大，遠離角柱的柱子的軸力小。這種應(yīng)力分布不再保持直線規(guī)律的現(xiàn)象稱為剪力滯后。由于存在這種剪力滯后現(xiàn)象，所以筒體結(jié)構(gòu)不能簡單按平面假定進行內(nèi)力計算。

③.在筒體結(jié)構(gòu)中，剪力墻筒的截面面積較大，它承受大部分水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力產(chǎn)生的傾覆力矩，則絕大部分由框筒柱的軸

向力所形成的總體彎矩來平衡，剪力墻和柱承受的局部彎矩很小。由于這種整體受力的特點，使框筒和薄壁筒有較高的承載力和側(cè)向剛度，而且比較經(jīng)濟。

④.當外圍柱子間距較大時，則外圍柱子形不成框筒，中央剪力墻內(nèi)筒往往將承受大部分外力產(chǎn)生的剪力和彎矩，外柱只能作為等效框架，共同承受水平力的作用，水平力在內(nèi)筒與外柱之間的分配，類似框剪結(jié)構(gòu)。

⑤.成束筒由若干個筒體并聯(lián)在一起，共同承受水平力，也可以看成是框筒中間加了一個框架隔板。其截面應(yīng)力分布大體上與整截面筒體相似，但出現(xiàn)多波形的剪力滯后現(xiàn)象，這樣，它比同樣平面的單個框筒受力要均勻一些。

二、筒體結(jié)構(gòu)的布置

框筒、筒中筒和束筒結(jié)構(gòu)的布置 框筒、筒中筒、束筒結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)符合高層建筑的一般布置原則，同時要考慮如何合理布置，減小剪力滯后，以便高效而充分發(fā)揮所有柱子的作用。

（1）、筒體結(jié)構(gòu)的性能以正多邊形為最佳，且邊數(shù)越多性能越好，剪力滯后現(xiàn)象越不明顯，結(jié)構(gòu)的空間作用越大；反之，邊數(shù)越少，結(jié)構(gòu)的空間作用越差。結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)能充分發(fā)揮其空間整體作用。

（2）、筒體結(jié)構(gòu)的高寬比不應(yīng)小于3，并宜大于4，其適用高度不宜低于60m，以充分發(fā)揮筒體結(jié)構(gòu)的作用。

（3）、筒中筒結(jié)構(gòu)中的外框筒宜做成密柱深梁，一般情況下，柱距為，不宜大于4；框筒梁的截面高度可取柱凈距的1/4左右。以及開孔率滿足規(guī)定要求。

（4）、框筒結(jié)構(gòu)的柱截面宜做成正方形、矩形或T形，若為矩形截面，由于梁、柱的彎矩主要在框架平面內(nèi)，框架平面外的柱彎矩較小，則矩形的長邊應(yīng)與腹板框架或翼緣框架方向一致；

（5）、筒中筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒宜居中，面積不宜太小，其邊長可為高度的1/12—1/15，也可為外筒邊長的1/2—1/3，其高寬比一般約為12，不宜大于15；如有另外的角筒或剪力墻時，內(nèi)筒平面尺寸還可適當減小。內(nèi)筒貫通建筑物的全高，豎向剛度宜均勻變化；內(nèi)筒與外筒或外框架的中距，非抗震設(shè)計時宜大于12，抗震設(shè)計時宜大于10，宜采用預應(yīng)力混凝土樓（屋）蓋，必要時可增設(shè)內(nèi)柱。

（6）、由于框筒結(jié)構(gòu)柱距較小，在底層往往因設(shè)置出入通道而要求加大柱距，必須布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

（7）、框筒結(jié)構(gòu)中的樓蓋構(gòu)件(包括樓板和梁)的高度不宜太大，要盡量減小樓蓋構(gòu)件與柱子之間的彎矩傳遞，可將樓蓋做成平板或密助樓蓋，采用鋼樓蓋時可將樓板梁與柱的連接處理成鉸接；框筒或束筒結(jié)構(gòu)可設(shè)置內(nèi)柱，以減小樓蓋梁

的跨度，內(nèi)柱只承受堅向荷載而不參與抵抗水平荷載，筒中筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)外筒間距通常為10—12m，宜采用預應(yīng)力樓蓋。

三、特種結(jié)構(gòu)

特種結(jié)構(gòu)的分類：煙囪、水池、水塔、深井、罐、筒倉等構(gòu)筑物工程，這類結(jié)構(gòu)的工程常常會出現(xiàn)質(zhì)量事故有裂縫、錯位、偏差、變形以及倒塌等等幾類。

會出現(xiàn)的問題原因：①、配筋不足，主要原因是設(shè)計出現(xiàn)錯誤，還有可能是施工單位在建設(shè)期間偷工減料；②、混凝土強度不夠、施工工藝過程使用不恰當和施工質(zhì)量不足引起的；③、施工過程中出現(xiàn)尺寸偏差較大，未引起足夠重視；④、施工過程中未按要求進行，料漿滲漏不能正常使用。

防治辦法：①、一定要按照規(guī)范進行設(shè)計，禁止使用無資質(zhì)單位所設(shè)計的圖紙；②、杜絕使用以建設(shè)單位圖紙，不經(jīng)嚴格審核不得使用；③、保證設(shè)計出的圖紙符合生產(chǎn)工藝要求；④、嚴格控制施工質(zhì)量問題。

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四、筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計

從整體來講，筒體是一種三維結(jié)構(gòu)，在各個方向都有比較大的剛度和承載力。相對而言，筒體的內(nèi)力和應(yīng)力計算都要比二維的剪力墻結(jié)構(gòu)復雜一些。當筒體的高寬比小于3時，它主要表現(xiàn)為剛性抗剪筒體，抗彎不會成為這種矮筒的控制因素；當高寬比為3～6時，剪力將不起主要控制作用，而由抗彎來決定其設(shè)計。如果高寬比大于或等于7，則屬于柔性筒，必須通過水平分體系和其他抗側(cè)力構(gòu)件連成整體，共同作用。下面通過實例來說明在初步設(shè)計階段，如何用概念性近似計算來確定該筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。

1、芯筒的截面初選

實腹芯筒在初步設(shè)計時，可忽略剪力滯后的影響，直接采用材料力學的方法近似算得截面的應(yīng)力分布狀況，進而對結(jié)構(gòu)受力的合理性進行判斷分析。

2、框筒的內(nèi)力估算

在初估筒體結(jié)構(gòu)的截面尺寸時，可以近似地采用等效槽形截面方法進行水平力作用下梁柱和墻截面的初步估算。同密集柱組成的外框筒具有空間整體受力性質(zhì)，翼緣框架有顯著的剪力滯后現(xiàn)象，角柱軸力較大，而在中央附近軸力較小。可以去掉中部較小的柱，將矩形框筒近似處理成對稱配置的雙槽形截面，并將其視為豎向懸臂梁，采用平截面假定，按材料力學方法計算。

3、等效槽形截面估算

在水平荷載作用下，框筒結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的剪力滯后現(xiàn)象，翼緣框架只在靠近腹板框架的地方軸力較大，柱子發(fā)揮其受力作用；靠中間的柱子受力較小，不能

充分發(fā)揮其作用。因此可將翼緣框架的一部分作為腹板框架的有效翼緣，不考慮中部框筒柱的作用，從而框筒結(jié)構(gòu)可化為兩個等效槽形截面。

參考文獻：

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