关于建筑钢筋混凝土结构设计的思考

1、    关于建筑钢筋混凝土结构设计的思考    陈琼【摘要】钢筋混凝土结构是房屋结构设计中的主要环节，其结构设计的优劣直接影响着房屋的耐久性和安全性。文章结合笔者的工作经验和总结，简要介绍了钢筋混凝土结构定义和原理，在此基础上，主要针对钢筋混凝土结构设计问题及解决策略进行了分析与研究，旨在有效地优化钢筋混凝土结构设计，从中达到结构设计合理性和安全性。【关键词】建筑钢筋混凝土；结构设计；思考钢筋混凝土作为结构材料在工业文明的潮流下广泛得到应用，因为其本身的材料特性优于其他结构材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的应用和发展，而后相继在材料、设计方法、制作

2、工艺、施工技术等方面也大显身手。目前，随着我国经济的飞速发展，城市面貌日新月异，一栋栋高楼大厦拔地而起。混凝土也已经成为我国工程建设中最主要的结构材料之一。1 钢筋混凝土结构定义和原理在房屋等各种建筑工程中，都是采用钢筋混凝土作为建造材料。因而，钢筋混凝土的材料质量和结构设计，在保证建筑物使用寿命方面具有极其重要的地位。随着多层建筑物和高层建筑物的不断涌现，业界相关人士将关注的眼光越来越多地投注在鋼筋混凝土方面。质量优等的钢筋混凝土与科学合理的钢筋混凝土结构，不仅能够保证房屋建筑能够拥有一个安全与稳定的钢筋混凝土结构，也能保证房屋建筑的质量安全与稳定。1.1定义钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两

3、种材料结合成整体共同受力的工程结构，其主要承重构件是由钢筋与混凝土制造而成。1.2 原理混凝土结构在钢筋和混凝土两种不同性质材料的有效结合作用下，能够充分发挥混凝土抗压强度和钢筋抗拉强度的优势，有效地掩饰掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下，提高建筑结构中梁和板的承载能力。2 钢筋混凝土结构设计存在问题及解决策略虽然钢筋混凝土结构在两种材料的共同作用下，产生了非常巨大的承载能力，可是在结构设计中仍然存在一定问题。包括地基与基础设计问题和上部结构设计中的问题。下面将从以上两个方面分别论述相关设计问题及解决策略。2.1 地基与基础设计中的问题及改进措施2.1.1 对于有地下室的建筑物来讲，地下

4、独立基础设计中容易忽略由建筑物沉降引起的附加应力的影响。极有可能导致地下室底板因承载能力不够，引起混凝土产生裂纹。尤其对于采用天然地基的房屋建筑来讲，该种问题尤为突出。尽管这种地面沉降问题必不可免，但是对于沉降量较小的房屋建筑而言，可以在地下板与持力层之间布置褥垫等处理措施。2.1.2 对于有地下水的建筑物而言，地下水位较高的情况下，应该十分注意建筑防水与降水功能，尤其是对于柱下承台的形式基础而言，更要重视这个问题。在柱下承台形式的影响下，基槽地模形状及其复杂，产生了更多的阴阳角和放坡，一定程度上加大了防水措施的施工难度。为了提高有地下水位建筑物的防水功能，在进行防水措施施工前，应该尽量考虑不

5、同季节下的水位对建筑物的影响。求出包络图，依据包络图显示的水的运动规律设计防水措施。同时，也应该尽量减少柱下承台基础产生的阴阳角和放坡，降低施工难度。2.1.3 地下室底板与外墙配筋的计算中，经常产生假设条件与实际情况不符的情况。通常情况下，在地下室底板与外墙配筋的计算中，地下室底板配筋的计算方式与外墙配筋的计算方式不相符。在外墙配筋的计算中，采用底部固结和顶部铰接的计算模型，可是在底板配筋计算中却采用单向板计算方式。以致于配筋计算中，经常产生结算结构与实际情况不相符的问题。解决这个问题的最好措施就是统一配筋的计算方法，使其标准化和规范化。什么情况采用底部固结和顶部铰接的计算模型，什么情况采用

6、单向板计算方式，制作一个统一的规范，能够避免或杜绝该种问题的发生。2.1.4 在天然地基锥体独立基础设计中，基础坡面的坡度经常不小于13比例。导致混凝土的捣实工作很难做到位，经常采用人工拍打振捣。这种方式下产生的混凝土不具有一定程度的强度。因此，建议不要在天然地基上采用椎体独立地基，应该尽量优先选择阶梯型基础。2.2 上部结构设计中的问题及改进措施2.2.1 框架-剪力墙结构设计问题在框架-剪力墙设计中，剪力墙有时会出现布置不均匀，单肢刚度过大的问题，连带着影响梁板等构件的设计。以致于应力过于集中，一旦发生应力破坏，将会产生严重的后果。因此，在进行框架-剪力墙结构设计的时候，全面考虑上述问题产

7、生的原因，避免产生这种问题。采用第一级别刚度的剪力墙时，其墙肢数应该大于4，避免应力过于集中。遵守框架结构“多层设防”的设计原则，层层设防。使剪力墙在共同抗外力作用下，增强防御能力，抵抗外来的破坏力。同时，还需要遵守“做大放小”的设计原则。将剪力墙的梁和柱的结构设计成“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的形式。倘若遇到地震等自然灾害的破坏，这样的结构设计可以为人们争取更多的逃生时间。2.2.2 “强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计要求难于实现为了避免采用“强柱强梁”和“强剪强弯”结构设计带来的巨大破坏力，采用了“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则。可是在实际社会中，这种结构设计方式的延性设计理念很难

8、实现。尤其，我们国家建筑抗震设计规范中所规定的内容，大多情况仅适用于轻度震级的地震。一旦发生大地震，钢筋混凝结构中的梁和柱在地震巨大的作用下，是很难保证梁先倒塌，柱后倒塌的。因此，有必要进一步修订我国建筑抗震设计规范。制定更为完善的建筑抗震设计要求，进一步研究如何使“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则，更加满足于高震级地震的防御和应急需求。2.2.3 挑梁变形，墙体外闪问题由于钢筋混凝土结构局部受力太大，造成出现挑梁变形，墙体外闪问题。针对这种问题，可以在悬挑的挑梁端头设置构造柱，通过构造柱将每层的挑梁连接在一起。这种结构设计产生直接效果，就是有效消除了挑梁的变形和墙体外闪问题。因为，即使

9、某局部位置受力过猛，也可以通过挑梁将力量传到其他各层结构中，达到了分散压力的效果。2.2.4 其他问题除了以上关于上部结构的重大设计问题，其余主要是一些细节问题。例如，不同条件下的钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度的取值问题，框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题。这些钢筋混凝土结构设计中细节问题，在建筑结构设计规范中都会有明确的标注。因此，设计人员在设计的时候应该注意了解规范要求。根据要求设计钢筋混凝土结构，避免出现不必要的失误。3 结束语综上所述，在钢筋混凝土房屋结构设计过程中，主要存在地基与基础设计问题和上部结构设计问题。其中，地基与基础设计问题主要涉及带有地下室和地下水位的钢筋混凝土结构问题。上部结构设计问题主要设计框架-剪力墙结构问题，“强柱弱梁”和“强剪弱弯”结构设计问题，挑梁变形和墙体外闪问题，以及一些其他细节问题。为了有效避免这些设计问题的产生，可以借鉴以上改进措施。参考文献：1 曹士伟，林佳伟.钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析j.黑龙江科技信息，2010，（08）.2 邱海军，倪国葳，秦春霞.浅谈高层建筑混凝土结构设计j.科技创新导报，2013，（01）.3 杨铭钊.建筑工程中钢筋混凝土高层建筑结构设计j.中国新技术新产品，20