探究轻骨料混凝土结构设计与应用

【摘要】建筑工程领域，混凝土属于非常重要的材料，其质量对建筑工程整体质量有着关键影响和作用。随着科技的进步发展，轻骨料混凝土研发成功。轻骨料混凝土在建筑工程的有效应用，为建筑工程整体质量提供可靠保障。基于此，本文对轻骨料混凝土结构设计与应用进行分析探究。

【关键词】轻骨料混凝土;结构设计;应用

建筑工程施工建设阶段，对轻骨料混凝土的有效应用，因为结构自重相对较小，且具备优秀的热工、声学与防火性能，能够使建筑物成本造价得到相应的节约。随着高层、装配式等建筑的快速发展，轻骨料业成为为土木工程所关注的焦点，由于其所具备的优点，已然变成使用量相对增加的全新混凝土，并在建筑行业领域获得良好的应用。

1、轻骨料混凝土结构设计

1.1正截面承载力计算

轻骨料混凝土，其结构构件正截面承载能力极限状态计算，同普通混凝土方式相同，基于如下假定：截面应变保持平面，对抗拉强度不予考虑;纵向钢筋应力，以钢筋应变同弹性模量相乘为准，绝对性应不超过强度设计值;纵向受拉钢筋，其极限拉应变为0.01。

对其受压应力-应变曲线，因品种存在区别，受压情况下所形成的应力-应变应力曲线同样存在差异，并利于具体应用且同《混凝土结构设计规范》保持协调，《轻骨料混凝土结构技术规程》基于设计结构分析，对各类材料受压情况下形成的应力-应变关系曲线做出标准统一，表达式如下：

设计阶段，对于偏心与受弯构件正截面受压区域，将轻骨料混凝土转变成等效矩形应力图。关于矩形应力图，其受压区域高度X取值，可取截面应变保持平面的假定所具体明确的中和轴高度同系数β1相乘。应力取值，则可取轴心抗压强度设计值fc同系数α1相乘。除此之外，计算模式下，轻骨料混凝土计算方式同普通混凝土保持一致[1]。

1.2斜截面承载力计算

轻骨料混凝土，其斜截面承载力计算期间，所采用的计算公式，同《混凝土结构设计规范》涵盖的计算公式保持一致，值得注意的则为，预应力项承载力存在折减系数，为0.85。

1.3裂缝控制验算

轻骨料混凝土，其对裂缝宽度最大值和控制裂缝等级方面，和普通混凝土保持相同，关于正截面裂缝宽度或是受拉边缘应力的具体计算，应基于《轻骨料混凝土结构技术规程》为标准。

针对T形、工形或是矩形截面，受拉、受弯、偏心受压构件与预应力轴心受拉或是受弯构件，基于荷载效应标准组合，并对长时间形成的最大裂缝予以充分考虑，具体计算公式为：

式中，Ψ代表裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;dep代表受拉区域纵向钢筋等效直径; pte代表基于有效受拉轻骨料砼截面面积，计算纵向受拉钢筋配筋率。

最大裂缝值计算时，仅需对普通混凝土所涵盖的比较系数进行改变，即0.08转变为0.04。上述计算公式可以在人造轻质骨料混凝土方面加以使用，若是对于天然轻骨料混凝土，同陶粒混凝土进行对比，其裂缝宽度相对较大，需乘以材料品种影响系数，系数介于1.15-1.20范围区间之内。

1.4构件挠度

关于受弯构件，若短期刚度为Bs，针对钢筋轻骨料混凝土，具体的受弯构件计算公式为：

同普通混凝土短期刚度Bs进行对比，公式保持一致，仅对其中的系数1.15变化成1.18。关于预应力轻骨料混凝土，受弯构件短期刚度Bs，同普通混凝土计算公式保持一致[2]。

2、轻骨料混凝土应用实例

以两幢高层住宅为例，层数为26层。两幢结构布局相似，24层以下均为住宅区，25层设计为电梯房，26层设计为水箱间。其中一栋建筑以普通混凝土为主，另一栋一陶粒混凝土为主，而楼板与墙体尺寸均一致。基于实验获得两栋建筑物结构自重与Y轴位。

基于上表数据分析得知，同普通混凝土进行对比，结构自重减少约为17%，结构X/Y轴方向位移增加约为17%，符合结构设计标准，所以，轻骨料混凝土的应用，可是建筑性能得到相应的提升。

结论：

综上所述，基于轻骨料混凝土结构设计与应用的分析探讨，可以充分认识到轻骨料混凝土所具备的优势。建筑工程领域，应重视对轻骨料混凝土加以有效应用，借助于其所具备的优势，为建筑物性能提供可靠保障，以此促进建筑工程穩定良好发展。

参考文献：

[1]张志杰，孙鹏.轻骨料混凝土结构设计与应用分析[J].建筑工程技术与设计，2014，000（015）：990-990，908.

[2]曹万智，孙庆霞.轻骨料混凝土结构技术规程与混凝土结构设计规范的区别浅析[J].混凝土与水泥制品，2008（3）：49-51.

作者简介：

李果（1990-），男，湖南长沙人，工程师，本科，工作方向：混凝土结构设计。