鋼筋混凝土房屋設計中存在的問題及對策

文/李發洋 中鐵二院（成都）建設發展有限責任公司 四川成都 610031

雖然近年來我國鋼筋混凝土房屋設計領域取得了較為不俗的發展成果，但由于鋼筋混凝土房屋的不可逆性，因設計問題引發的鋼筋混凝土房屋質量問題仍大量存在于我國建筑業，而為了從根本上解決這類問題，正是本文圍繞鋼筋混凝土房屋設計中存在問題及對策開展具體研究的原因所在。

1、常見的鋼筋混凝土房屋設計問題

1.1 基礎結構設計問題

鋼筋混凝土房屋基礎結構設計主要包括地下室底板、防水、外墻配筋、獨立基礎，而這些環節的設計均較為容易出現設計問題，具體問題如下所示：（1）地下室底板。不注重地下室樓板承載能力屬于較為常見的設計問題，如具體設計中地下室底板實際承載力與設計承載能力存在20%誤差，鋼筋混凝土房屋便很容易出現沉降問題。（2）防水。鋼筋混凝土房屋的柱下承臺、緩坡、陰陽角相關設計與防水工序施工存在直接聯系，如設計人員在設計中未考慮自然因素影響，房屋的防水性能很容易出現問題。（3）鋼筋配筋。忽視鋼筋結構影響因素情況在鋼筋混凝土房屋結構設計中較為常見，梁柱鋼筋、雙向板屬于較為容易出現設計紕漏的環節，由此引發的誤差必須得到關注。（4）獨立基礎。天然地基錐體獨立基礎屬于最為常見的鋼筋混凝土房屋獨立基礎，但設計中坡度規劃的不當很容易引發問題，施工效率降低、施工質量不理想情況很容易因此出現[1]。

1.2 上部結構設計問題

鋼筋混凝土房屋上部結構設計主要包括挑梁與墻體、梁柱強度、鋼筋保護層厚度、剪力墻等，這類設計存在的問題如下所示：（1）挑梁與墻體。設計引發的房屋結構受力不均勻、局部受力均屬于挑梁與墻體設計不當引發的問題，挑梁變形、墻體外閃情況很容易因此出現。（2）梁柱強度。“強柱強梁”情況廣泛存在于我國鋼筋混凝土房屋上部結構設計，由此引發的結構硬性破壞將直接影響鋼筋混凝土房屋的正常使用，房屋的抗震性能也將無法滿足國家規范需要。（3）鋼筋保護層厚度。如設計中出現鋼筋保護層厚度取值過小問題，鋼筋的性能、使用壽命將受到直接影響，這類影響的應對必須得到高度關注。（4）剪力墻。剪力墻剛度偏大、布置不均勻同樣屬于常見的房屋設計問題，應力破壞問題很容易因此出現。

2、解決鋼筋混凝土房屋設計問題的策略建議

2.1 針對性設計措施

結合上文設計問題，本文總結了如下問題應對措施建議：（1）地下室底板設計。保證設計精度，同時在地下板與持力層之間布置褥墊開展施工，應力引發的房屋問題將得以最大化消除。（2）防水設計。需關注房屋雨季、旱季不同防水需求，并有針對性改變柱下承臺形式基礎，施工難度降低、防水性能提升將獲得有力支持。（3）外墻配筋設計。需統一計算方法并結合實際情況開展設計，底部固結、頂部鉸接計算模型的明確屬于設計關鍵。（4）獨立基礎設計。采用1:1比例進行坡度規劃、采用階梯型基礎設計方法均可有效解決獨立基礎設計問題。（5）挑梁與墻體設計。跳梁端頭設計中添加構造柱結構即可有效解決相關設計問題，這里的構造柱實質上是在挑梁附件添加一條梁柱（連接每層挑梁）。（6）梁柱強度設計。需開展“強柱弱梁”設計，同時開展針對性的抗震設計，具體抗震設計將于下文進行詳細介紹。（7）鋼筋保護層厚度設計。需結合新版標準圖集規定開展設計，以此保證鋼筋混凝土保護層厚度大于42mm（從墊層頂面算起）。（8）剪力墻設計。需關注第一級別剪力墻剛度設計，并保證總肢數在5以上、單肢剛度控制在4.5以下，整體框架結構也必須納入剪力墻設計考量范疇[2]。

2.2 引入BIM技術

為提升鋼筋混凝土房屋設計科學性，BIM技術的引入應得到關注，在BIM技術的支持下，模型可視化、設計參數化、協同設計均將得以實現，應用BIM技術的鋼筋混凝土房屋設計流程可描述為：“基本條件→建筑方案模型→結構方案設計建模→結構計算分析→結構專業校審→編輯組合模型→專業協調→地勘報告荷載信息→結構計算分析→初步模型→結構施工圖建模→生成二維施工圖→審核施工圖→交付施工模型”。相較于傳統鋼筋混凝土房屋設計，應用BIM技術的設計具備聯動、高效、及時、協同、避免碰撞等優勢。

2.3 關注抗震設計

抗震設計屬于鋼筋混凝土房屋設計的重要環節，除上文提到的梁柱強度設計外，減震措施、隔震措施的應用理應得到關注。例如，在某高層鋼筋混凝土房屋設計中，設計人員明確了“小震不壞，中震即用，大震可修”的設計原則，并采用了水平隔震溝設置、水平隔離縫設置、開展專門構造設計等具體抗震設計措施，設計過程嚴格遵循了《建筑結構隔震構造詳圖》（03SG610-1）要求。具體設計采用了600mm設備管線防碰撞寬度、高20mm的水平隔離縫（使用柔性材料填充）、外包防火板防火措施（隔震支座），由此房屋的抗震能力得到了較好保障。

結論：

綜上所述，鋼筋混凝土房屋設計質量會受到多方面因素影響，在此基礎上，本文涉及的針對性設計措施、引入BIM技術、關注抗震設計等對策建議，則為高質量鋼筋混凝土房屋設計提供了可行性較高的路徑支持，而為了進一步提升鋼筋混凝土房屋設計質量，細節問題的把握必須得到設計人員關注。