試論房屋鋼筋混凝土建筑結構設計

劉偉權

（淮安市東圳建筑工程有限公司，江蘇淮安223400）

概述

目前，許多的房屋建筑都使用鋼筋混凝土建筑結構，不言而喻它的結構設計重要性就凸顯出來了。在房屋鋼筋混凝土建筑結構設計中，因設計者對其相關設計規范、政策的理解不同，再加上個人的經驗不同等諸多的原因，在處理房屋鋼筋混凝土建筑結構某個設計問題時，就會出現不同的處理方法，導致某些建筑結構設計不合理。文章根據筆者多年來在這方面工作的親身體驗，就房屋鋼筋混凝土框架結構設計中的一些心得體會等總結如下，僅供同行參考。

1 鋼筋混凝土建筑結構含義

我們說的所謂的鋼筋混凝土建筑結構，實際上是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的一種結構。它所承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的，這主要包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等。它具有堅固、耐久、防火性能好，比鋼結構節省鋼材和成本低等優點，是用在房屋建筑、工廠等預先制成的鋼筋混凝土構件，在現場拼裝而成的鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力的特質結構。

它的承載壓力原理是在混凝土受拉區域內或相應部位加入一定數量的鋼筋，使兩種材料粘結成一個整體，共同承受外力。鋼筋混凝土粘結錨固能力可以由混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生摩擦力；鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區焊短鋼筋、焊角鋼來提供錨固能力；鋼筋與混凝土接觸面上化學吸附作用力，也稱膠結力；鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用這四種辦法在具體施工中得到。

2 房屋鋼筋混凝土建筑結構設計要求

前面筆者已經闡述了，在房屋鋼筋混凝土建筑結構設計中，因設計者對其相關設計規范、政策的理解不同，加之個人的經驗不同等諸多的原因，在處理房屋鋼筋混凝土建筑結構某個設計問題時，就會出現不同的處理方法，但無論哪種方法，都要滿足鋼筋混凝土建筑結構設計的最基本要求：穩定性。對房屋建筑來說，在抗震設計中，房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題，它巨大的傾覆力矩在柱中和基礎中引起的拉力和壓力比較難處理。筆者結合幾年來的工程實踐，總結如下：要使房屋鋼筋混凝土建筑結構有規范規定的安全可靠度；還要有最適合的施工機械、施工技術能力，最后就是要滿足房屋的使用功能。

3 房屋鋼筋混凝土建筑結構設計措施

房屋鋼筋混凝土建筑結構設計措施，是保障整個房屋建設施工質量好壞的最核心因素。對此筆者重點闡述如下。

3.1 地基與基礎的設計。筆者認為房屋的地基與基礎設計是目前結構工程師在設計結構時比較重視的一個方面，筆者建議首先要注意地方性規范的重要性。由于我國地域面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準的《地基基礎設計規范》等相關規范政策是無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，要加以重視。

3.2 構造措施要加強。對于大跨度柱網的框架結構，處于樓梯間處的框架柱，由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯間處的柱可能成為短柱，應對柱箍筋全長加密。這一點在設計中容易被忽視，應引起重視。對框架結構外立面為帶形窗時，設置連續的窗過梁，可能會使外框架柱成為短柱，應注意加強構造措施；對于框架結構長度略超過規范限值，建筑功能需要不允許留縫時，為減少有害裂縫，建議采用補償混凝土澆筑。采用細而密的雙向配筋，構造間距宜小于150毫米，對屋面宜設置后澆帶，后澆帶處的構造措施，宜適當加強。

3.3 傳力路線設計要簡單。一般地，我們在設計結構時結構的傳力路線越短，越直接，結構的工作效能越高，耗費的建材也就越少。所以筆者建議平面、立面都要簡單。

但需要加以注意的是鋼筋混凝土結構的抗震設計，實際設計中要考慮滿足《抗震規范)( GB50011-2001)第4.2.1條指出的當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時，不超過8層且高度在25 m以下的一般民用框架房屋或荷載相當的多層框架廠房，可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。

3.4 碳纖維加固法的應用。在碳纖維片材延伸長度范圍內應通長設置垂直于受力碳纖維方向的壓條。壓條宜在延伸錨固長度范圍內均勻布置，且在延伸長度端部必須設置一道。每道壓條的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度的1/2，壓條的厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。當碳纖維布的延伸長度小于按公式（1）計算所得長度的1/2時，應采取可靠的附加機械錨固措施。

碳纖維加固法是一種混凝土結構加固技術，它通過將高強度碳纖維織物或預成型板材通過改性環氧樹脂粘貼于被加固構件表面達到改善結構受力性能的目的。但缺點是對環境的溫度有限制，并且需要做專門的防護和處理。若防護不當，易遭受火災和人為破壞。

3.5 預應力加固法。這種方法具有改變結構內力分布、卸載和加固，對其它加固方法中常見的應力應變滯后現象能較好地消除；因此在重型結構、大跨度構件或處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固中適用。

除此之外筆者還建議圍護結構最好采用輕質材料。我們從力學觀點分析就可以知道，在民用和公共建筑的平面布局中，應盡量使柱網按開間等跨和進深等距布置，這樣可以相應減少邊跨柱距，充分利用連續梁的受力特點，以減少結構中的彎距，使各跨梁截面趨于一致，從而提高結構的整體剛度。

總語

通過上面的綜合闡述和分析，筆者認為，作為房屋建筑工程最基本骨架的鋼筋混凝土建筑結構設計，會影響到工程質量的優劣，關乎于業主的切身利益。因此，在房屋鋼筋混凝土建筑結構設計中要加強質量意識及組織機構的控制，施工管理人員以及施工人員，牢固樹立質量始終是第一位的思想，建立健全各種質量責任制，使其自覺的執行有關質量要求的及規定，確保施工各個環節都能滿足質量要求。

[1]李杰等.鋼筋混凝土房屋結構設計淺析[J].城市建設理論研究，2012(04).

[2]蔡一鳴，框架結構中鋼筋混凝土施工質量控制初探[J].品牌(理論月刊)，2010(12).

[3].曹長龍.多層鋼筋混凝土框架結構設計探討[J]科學技術與工程，2009(02).

[4].陳云杰，從建筑結構設計談現澆鋼筋混凝土樓板的裂縫問題，[J].價值工程，2010(03).