探究鋼筋混凝土結構設計問題

羅文苑

摘 要：隨著人們的生活水平的不斷提高，他們對建筑物的要求也越來越高，建筑物的質量在一定程度上關系著人們的生命財產安全。鋼筋混凝土結構設計具有一定的復雜性，設計質量關系到建筑結構的安全性與耐久性。但是，在實際工作中，由于受到多種因素的影響，因而要加強對鋼筋混凝土結構設計的研究，以保證鋼筋混凝土結構的安全性，提高施工工程的質量。

關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；問題

隨著我國的城鎮化發展，建筑需求量猛增，尤其是對住宅類建筑的需求，建筑行業隨之迅猛發展。鋼筋混凝土結構因其具備強度高、延性好、安全系數高和抗震性能好等優點，而被廣泛應用于我國建筑物的整體框架建造中。而且隨著設計技術的進步，鋼筋混凝土結構的設計也有了長足的進步，但其中質量問題也有不少。因此，急需在實踐中加強對鋼筋混凝土結構設計的研究，以在提高鋼筋混凝土結構合理性的同時提高鋼筋混凝土的質量，滿足施工過程中鋼筋混凝土結構的安全性能要求。

1 結構體系的選擇

鋼筋混凝土結構建筑大量興建始于20世紀70年代，采用的結構體系依各地不同情況而各不相同。隨著經濟的發展和對各種結構體系的實踐總結，從90年代起基本都采用大開間現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。這是因為大開間剪力墻結構體系，可以做到房間不露梁柱，有效使用空間大、隔音效果好，當采用鋼制模板時，墻面和樓板表面平整不需要濕作業抹灰。而且該結構體系不但用鋼量少、施工周期短、造價低，還具有整體性強、側向剛度大等優點，有利于抗風抗震。為了進一步降低建筑造價，近些年部分地區（大多為抗震設防烈度7度區）越來越多地采用短肢剪力墻（墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻）與筒體或一般剪力墻組成的結構體系。該結構體系其實也屬于剪力墻結構的一種，同一般剪力墻結構相比，這種結構的建筑平面布置更具靈活性，同時又節省了鋼筋和混凝土用量，減輕了建筑總重量，從而降低地基基礎造價。但該結構的抗震性能無疑比一般剪力墻結構要差，因此，在結構設計中要注意以下問題：（1）短肢剪力墻較多時，應布置簡體或一般剪力墻，形成短肢剪力墻與簡體或一般剪力墻共同抵抗水平力的剪力墻結構，而且短肢剪力墻的厚度不應小于200mm，其最大適用高度也應比一般剪力墻結構的規定值適當降低。（2）抗震設計時，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%，同時，短肢剪力墻的抗震等級還應比一般剪力墻的抗震等級提高一級。（3）短肢剪力墻宜設置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側相交的樓面梁；若設置，梁端只能按簡支考慮。

2 鋼筋混凝土結構設計中的常見問題

2.1 地基與基礎設計中的問題。（1）天然地基的獨立基礎。在進行天然地基的獨立基礎設計時，有些設計十分不合理，其采用斜面坡度大于1：3的錐體形式，導致錐體部分的混凝土很難振搗密實，只能在現場施工采用人工拍打振搗，然而這種方式處理的混凝土無法達到設計強度要求。（2）地下室底板和外墻配筋。因地下室具有提高建筑地基承載力、增加建筑結構本身穩定性以及減小地震破壞程度的作用，故很多建筑工程都設置地下室結構。然而，設計人員在進行地下室設計時，總是忽略建筑物竣工后樓體的沉降現象，進而引發附加應力對地下室的作用，造成地下室底板承載能力不足而開裂，尤其是采用天然地基的建筑，對其影響更加顯著。另外，在地下室底板與外墻配筋的計算中，經常出現計算與實際情況不相符的問題，最終導致外墻水平分布筋過多，豎向受力筋數量偏少以及扶壁柱配筋不足。（3）地下水位的影響。在進行結構設計時，還應考慮地下水位對建筑物的影響，特別是地下水位較高的情況下，更要重視建筑防水與降水問題，否則將在建筑工程后期影響工程的進度和質量。

2.2 上部結構設計中的問題。（1）框架-剪力墻結構及其連梁。在進行框架-剪力墻結構設計時，經常出現剪力墻布置不均勻的問題，甚至出現單肢剛度過大的剪力墻，從而導致應力過于集中，嚴重影響到建筑結構的安全性和穩定性，增大其被地震破壞的可能性。另外，在設計與框架-剪力墻結構相連接的連梁等構件時，如果剪力墻布置不均勻或剛度參差不齊，就會極大增加連梁與框架-剪力墻結構的接觸性結構設計難度。（2）梁支座。在建筑鋼筋混凝土結構的設計中，很多設計人員將梁與柱子間或梁之間接觸的梁支座部分作為不可轉動的剛域，設計成固定支座，這樣的設計在某些情況下是不合理的。例如，當框架-剪力墻結構的框架梁與剪力墻正面垂直相交，并且剪力墻對梁的約束力較弱時，就不再需要固定的支座。（3）其他設計細節問題。在鋼筋混凝土的上部結構設計中，還普遍存在一些細節問題。例如，鋼筋混凝土結構局部受力過大導致的挑梁變形與墻體外閃問題；鋼筋混凝土結構的側向位移沒有滿足規定的側移限值要求問題；鋼筋混凝土構件的鋼筋保護層厚度取值問題；框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率問題等等。

3 解決鋼筋混凝土結構設計問題的有效措施

3.1 結構設計時要保證尺寸的科學合理。結構尺寸的科學合理是鋼筋混凝土結構設計過程中應重點關注的問題，只有先保證結構的尺寸符合標準，才能確保鋼筋混凝土結構的質量。溫差、材料的變形都會造成鋼筋混凝土結構出現開裂的情況，特別是結構的尺寸過大時，鋼筋混凝土結構就更容易受溫差、材料變形應力的影響，建筑物也就更能容易產生裂縫。因此，在鋼筋混凝土結構設計的時候要盡可能保證結構的尺寸達到設計的標準和規范，以減少因結構設計問題而出現的裂縫等現象。

3.2 根據實際情況優化結構體系。根據實際情況優化結構體系對鋼筋混凝土結構的質量保障具有重要的作用。在結構設計過程中，要對建筑物施工的實際情況進行有效的考察，并根據實際條件，對復雜的、不符合具體要求的結構體系進行有效的優化，將復雜的結構體系簡化為更符合實際需要的結構。比如說，堅持概念設計的理念，對鋼筋混凝土結構中存在的材料變形、結構的受力狀況等進行充分的考慮和計算；對比較容易出現問題的結構部位，可依據以往的經驗進行合理的改進和預防等。

3.3 保證鋼筋混凝土結構的布置和形狀的規則。鋼筋混凝土結構的布置和形狀的規則，可以有效的增加鋼筋混凝土結構承受應力和壓力的能力，保證鋼筋混凝土結構的質量。如果鋼筋混凝土結構的布置和形狀不規則，由于鋼筋混凝土結構各個方向上的剛度不一樣，因而產生的變形也不相同，剛度弱的地方就比較容易出現問題，進而影響整個鋼筋混凝土結構的質量。所以說在鋼筋混凝土結構設計的過程中，要盡量保證鋼筋混凝土結構的布置和形狀的規則，以減少結構問題的出現，促進施工質量的提高。

4 結語

鋼筋混凝土結構設計的質量直接影響到人們的生命以及財產的安全，因而在進行鋼筋混凝土結構設計的時候要高度重視結構的質量，并不斷進行相關知識的學習，在實踐中積累經驗，從而為鋼筋混凝土結構的科學設計打下堅實的基礎，進而減少設計失誤，提高結構設計的質量，最終保證施工工程的質量。

參考文獻

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