談鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

李曉薇

(西山煤電集團(tuán)設(shè)計管理處，山西 太原 030053)

0 引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，采取合理的計算模型對關(guān)鍵部位和重要問題采取針對性措施，減少設(shè)計過程中的遺漏或錯誤。不斷地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，最終實現(xiàn)安全、適用、經(jīng)濟(jì)和耐久的目的。

1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)主要是指由鋼筋材料和混凝土共同組成的建筑結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)承擔(dān)著房屋建筑的大部分重力，因此其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于整個房屋建筑工程的穩(wěn)定性有著非常重要的影響?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)抗壓能力較好，鋼筋的延展性較好，鋼筋混凝土將兩者有效地結(jié)合起來，極大地提高了房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)還具有良好的防火性能，工程施工成本較低，被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代化建筑工程中。

2 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

2.1 地基穩(wěn)定性不足

房屋建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，受到地基穩(wěn)定性不足的影響，表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)缺陷，始終無法達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。地基對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響，主要體現(xiàn)在兩方面:第一，地基承載不足，房屋建筑的地基無法承受鋼筋混凝土的重量，容易出現(xiàn)沉降、偏移;第二，地基受力分配不平衡，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)處于風(fēng)險狀態(tài)中，直接影響房屋建筑的內(nèi)部受力，毀壞鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。

2.2 框架結(jié)構(gòu)不全面

鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)無法在房屋建筑中起到支撐作用，部分框架結(jié)構(gòu)點存在質(zhì)量缺陷。例如:某房屋建筑在框架結(jié)構(gòu)方面，缺乏角度、橫梁控制，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計無法達(dá)到配合狀態(tài)，滿足不了該建筑的結(jié)構(gòu)需求，最終該框架結(jié)構(gòu)需要重新設(shè)計，既消耗人力、物力，又影響到房屋建筑的成本控制。

2.3 預(yù)應(yīng)力分配不均勻

預(yù)應(yīng)力問題在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中比較常見，基本是由結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)、受力等因素引起，干擾鋼筋混凝土的受力分析，無法標(biāo)準(zhǔn)分配預(yù)應(yīng)力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的預(yù)應(yīng)力問題，需借助科學(xué)的計算和專業(yè)的分配，才可達(dá)到平衡分配的狀態(tài)。

3 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計的要點

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計具有技巧性和科學(xué)性的雙重特點，必須在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計做好如下幾方面工作:1)提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，特別要注意高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面和立面的規(guī)則性，同時要提升整個高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的藝術(shù)性。2)在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)計中應(yīng)該考慮到上下層剛度，降低整個高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的風(fēng)險和隱患。3)在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計過程中應(yīng)該減少短肢剪力墻設(shè)計的頻率，提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，進(jìn)而優(yōu)化高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)的整個過程。4)合理設(shè)計高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度，控制高層結(jié)構(gòu)的組成和高程，做到對工期和造價目標(biāo)在設(shè)計階段的嚴(yán)密控制。

3.2 科學(xué)處理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度

近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市人口越來越多，與此同時城市的土地資源日益緊張，各個地區(qū)的高層房屋建筑工程開始蓬勃發(fā)展，和占地面積同樣的低層或者多層建筑相比，高層房屋建筑工程的利用率更高，能夠有效地節(jié)約城市資源，受到廣大建筑企業(yè)的青睞。高層房屋建筑工程的豎向高度較高，因此對于建筑結(jié)構(gòu)的要求也較高，因此要科學(xué)處理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度，提高高層房屋建筑工程的承載能力，結(jié)合高層房屋建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況，如果當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)性能較好，可以在滿足建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，減少使用剪力墻，最大程度地節(jié)約施工成本。

3.3 提高高層建筑耐久功能

加強(qiáng)高層建筑耐久性設(shè)計也很重要，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，要重點考慮混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，確保其在規(guī)定使用年限內(nèi)能夠正常使用。但在現(xiàn)實中，很多設(shè)計方案不能達(dá)到這一要求，主要原因是設(shè)計時忽略了環(huán)境等因素對建筑的影響，造成建筑可靠指數(shù)下降。所以，在設(shè)計高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，需要全面考慮材料、造價等方面因素，確保所設(shè)計的結(jié)構(gòu)用料少、造價低。

3.4 框架構(gòu)造設(shè)計

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須解決好框架構(gòu)造設(shè)計，建筑的大跨度結(jié)構(gòu)內(nèi)較為常見，連接鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能夠提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定水平。框架構(gòu)造是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點，建筑單位在此項結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需著重考慮框架構(gòu)造的長度設(shè)計，嚴(yán)禁超過規(guī)定范圍，如果超過范圍，可采取補(bǔ)縫措施，后期在框架連接處適當(dāng)密實縫隙，平衡長度設(shè)計，以避免出現(xiàn)失衡偏重，強(qiáng)化框架構(gòu)造設(shè)計的連接力度。

3.5 預(yù)應(yīng)力分配設(shè)計

預(yù)應(yīng)力是房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的力度數(shù)值，平衡分擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的內(nèi)力分布，預(yù)應(yīng)力分配設(shè)計與結(jié)構(gòu)固定存在直接關(guān)系。預(yù)應(yīng)力分配設(shè)計時，需要解決力度滯后的問題，消除預(yù)應(yīng)力的后期影響。例如:高層、重型等建筑結(jié)構(gòu)，對預(yù)應(yīng)力分配的需求度比較大，實際設(shè)計中還需考慮應(yīng)力、內(nèi)部變力等因素，綜合完成預(yù)應(yīng)力分配，促使鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)具備受力平衡的優(yōu)勢，以防偏度受力加重影響，干擾房屋建筑的結(jié)構(gòu)受力。

3.6 抗震構(gòu)造設(shè)計

因為我國建筑物抗震標(biāo)準(zhǔn)不高，對抗震結(jié)構(gòu)而言，很難處理好其結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震烈度間的關(guān)系，所以在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要有一定彈性，這樣的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加穩(wěn)定和安全。我國建筑構(gòu)造規(guī)定的安全度和抗震計算方法很低，同時在軸壓比、配筋率和梁柱承載力匹配程度等抗震延性上，缺少嚴(yán)格的規(guī)定。因此需要重視建筑整體投資中結(jié)構(gòu)設(shè)計造價，并且在高強(qiáng)度區(qū)域要有嚴(yán)格的構(gòu)造措施和抗震方法，以提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3.7 做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制

對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)裂縫要加強(qiáng)薄弱部位的強(qiáng)化，避免墻角、轉(zhuǎn)彎、端板處因應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫，從形式、結(jié)構(gòu)和功能上確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫要加強(qiáng)對溫度、干濕度的控制，避免出現(xiàn)溫度積累、溫差過大等問題的產(chǎn)生，提升混凝土施工的技術(shù)含量，做到對溫度裂縫的技術(shù)預(yù)防和施工控制。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫要在設(shè)計的環(huán)節(jié)中明確養(yǎng)護(hù)方式和技術(shù)，預(yù)防外力因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自然收縮的加劇作用，做到設(shè)計過程中對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效防范。

4 結(jié)語

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)改善了傳統(tǒng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的很多缺點，有效地提高了房屋建筑的抗拉能力、抗壓能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此一個穩(wěn)定、科學(xué)的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)對于整個房屋建筑工程的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。

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