鋼筋混凝土結構設計中的常見問題及優化措施

李 揚

(北京中外建建筑設計有限公司山西分公司，山西 太原 030002)

1 概述

近年來隨著我國建筑行業的不斷發展，建筑規模不斷擴大，建筑行業相關技術不斷提升，建筑類型也不斷增加，不同功能、不同結構、不同造型的建筑體系層出不窮。鋼筋混凝土結構因其承載力高，可塑性強，整體性能好，取材方便等優點，在我國建筑行業得到廣泛的應用。目前仍然是最重要的建筑結構形式之一。但是隨著建筑項目需求的不斷增加，建筑工程周期不斷縮短，尤其是設計時間越來越少，在鋼筋混凝土的結構設計中容易出現不同類型的問題，直接影響到建筑項目的施工質量，甚至會對用戶安全造成影響。因此在現階段加強對于鋼筋混凝土結構設計中的常見問題及優化措施的研究具有重要的現實意義，能夠更加全面的了解鋼筋混凝土結構設計的要求及目前鋼筋混凝土結構設計中常見的問題，研究制定更加科學合理的措施，更好的優化鋼筋混凝土的結構設計，保證鋼筋混凝土結構設計的質量，更好的發揮鋼筋混凝土結構在建筑行業中的作用。

2 鋼筋混凝土結構設計的要求

雖然鋼筋混凝土結構具有比較明顯的使用優勢，但是其自身抗裂性差。自重較高的缺陷也同樣比較突出。而且受到建筑結構設計人員自身專業素質的影響。鋼筋混凝土結構在設計中容易出現設計不合理的問題，影響建筑質量及使用安全。鋼筋混凝土的結構設計必須要保證整個建筑結構的經濟合理性以及安全實用性。這就要求鋼筋混凝土的結構設計必須滿足三項基本要求。

2.1 安全性

安全性是建筑結構設計最根本的要求之一。鋼筋混凝土結構在使用過程中會承受各種不同類型的載荷，其結構設計必須保證鋼筋混凝土結構在遭受各種載荷時，仍然能夠保持主體建筑結構的堅固穩定性。這種載荷一方面是指正常使用和建筑施工過程中出現的可以預測的載荷，另一方面是指在建筑結構使用過程中，無法預測的偶然載荷，比如地震沖擊等。

2.2 適用性

建筑結構在投入使用后必須滿足良好的工作性能，能夠滿足用戶的使用需求。不能出現建筑結構變形開裂等破壞結構整體性的情況，這也是鋼筋混凝土結構設計的基本要求之一。

2.3 耐久性

除了基本的安全性和適用性要求之外，鋼筋混凝土的結構設計還要滿足耐久性的要求，鋼筋混凝土結構投入使用以后，需要滿足較長的使用周期，建筑結構的使用壽命一般要保持在幾十年以上，這就要求鋼筋混凝土結構在較長時間內仍然維持相對穩定的結構形態，以及使用性，因此在鋼筋混凝土結構設計時需要考慮結構的耐久性要求。

以上三方面的要求也被統一稱作結構設計的可靠性要求，是指鋼筋混凝土結構必須滿足的基本功能要求，除此之外，還要考慮到鋼筋混凝土結構設計的經濟性要求。在鋼筋混凝土結構設計中可靠性要求和經濟性的要求往往會存在一定的矛盾，這就要求設計人員綜合考慮建筑項目的具體情況，確保鋼筋混凝土結構設計在滿足基本的安全可靠性的基礎上，又具備經濟合理，成本低等優點。

3 鋼筋混凝土結構設計中的常見問題

3.1 鋼筋混凝土結構設計中的抗震問題

近年來地質災害頻發，尤其是地震災害，會嚴重威脅建筑物的使用，近年來人們對于建筑結構抗震性問題的關注也不斷增加，在鋼筋混凝土的結構設計中要高度重視抗震問題。鋼筋混凝土的抗震性與鋼筋的使用數量及分布，抗震防線的設計排列、構件連接的可靠性等諸多因素相關。鋼筋混凝土結構設計中容易出現應力集中、抗震防線不合理、鋼筋數量不合適或者分布不均勻等問題。盲目增加使用鋼筋并不能有效解決鋼筋混凝土結構的抗震問題，某些部位承載力超強會降低整個結構的整體性，出現薄弱環節。

3.2 鋼筋混凝土結構設計中的裂縫問題

裂縫問題是鋼筋混凝土結構設計中常見的問題之一，這種問題的形式較多，主要包括結構裂縫，溫度裂縫和構造裂縫，收縮裂縫四種。鋼筋混凝土結構構件有些是現澆制作，不同的構件之間，其剛度存在一定的差異，這就導致整個鋼筋混凝土結構會出現一定的剛度薄弱區域，在施工或者使用過程中這些區域就會出現裂縫，比如，頂部樓板的墻角就屬于這樣的位置，樓板與墻體之間的剛度不同，在使用中就容易出現裂縫。而溫度裂縫主要是受到溫度的影響造成，混凝土熱脹冷縮導致構件出現裂縫。構造裂縫的出現主要與混凝土制造和施工過程中的操作有關，比如混凝土的水灰比過大或者構件脫模過早，都會造成混凝土結構構造裂縫的出現。混凝土在硬化的過程中會造成水分的蒸發流失，這一現象從混凝土的制作到鋼筋混凝土建筑結構的施工使用整個過程中都會存在，這種現象的發生就會導致鋼筋混凝土結構出現收縮裂縫。

3.3 鋼筋混凝土結構設計中鋼筋排列問題

在鋼筋混凝土結構設計中需要用線條對使用的鋼筋數量及排列進行標注，以便于施工人員進行參照合理施工。在實際設計過程中容易出現，鋼筋數量使用標注不清楚，位置排列不規范的情況。這就會導致在實際施工過程中鋼筋無法正常排列使用，需要將鋼筋切斷，進行二次施工，不僅會延長施工周期，增加成本，而且會對鋼筋混凝土的密實性造成影響，增加鋼筋混凝土結構的安全隱患。

3.4 鋼筋混凝土結構設計中結構延性問題

在鋼筋混凝土結構設計中，最常見的形式就是剪力墻和框架結構，這些結構是整個建筑的功能部位，影響到建筑結構的整體穩定性。在設計過程中容易出現結構延性不足，剛度過大應力集中的問題，使用過程中容易出現脆性破壞，進而影響到整個建筑結構的安全穩定性。

4 鋼筋混凝土結構設計的改進措施

4.1 完善鋼筋混凝土的結構體系

鋼筋混凝土結構在設計施工過程中相對復雜，會受到諸多因素的影響，這也是導致鋼筋混凝土結構出現問題的重要原因。要想優化鋼筋混凝土的結構設計必須對結構體系進行優化完善，去除不必要的繁瑣內容，簡化結構設計流程，提高結構設計的相關要求。

4.2 規范鋼筋設計位置

鋼筋的使用是鋼筋混凝土結構設計的重要內容之一。鋼筋的選擇結構的布置以及形狀的規則性都會對鋼筋混凝土的性能產生影響，因此必須合理均勻的布置鋼筋的位置，選擇合適尺寸的鋼筋，并嚴格把控鋼筋形狀的規則性，避免由于鋼筋使用不規范造成鋼筋混凝土結構問題。

4.3 規范不同結構尺寸

鋼筋混凝土結構在使用過程中會受到溫度材料等因素的影響出現應力變形，而且結構越長這種變形越嚴重。因此在設計中要規范結構的尺寸，避免使用過長過大的鋼筋混凝土構件，降低由于應力過大造成的裂縫問題。

4.4 嚴格控制構件裂縫

板類鋼筋混凝土構件在使用過程中容易出現不同程度的裂縫，尤其是樓面板構件和屋面部位。在鋼筋混凝土結構設計中要提前防治裂縫的出現，一般情況下可以在澆筑混凝土時采用預應力澆筑的方式施工。

5 結語

通過本文的分析可知，鋼筋混凝土結構在設計過程中會遇到抗震、結構延性、鋼筋排列、裂縫等諸多問題，這些都會對鋼筋混凝土的性能造成影響。本文提出的措施能夠有效優化鋼筋混凝土結構的設計，提高鋼筋混凝土的結構性能，更好的保證鋼筋混凝土結構的質量。