鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中問題研究

李曉微

摘 要：在城鎮(zhèn)化不斷加快背景下，工程項目也在日漸增多，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分，具有強度高、耐久性好、安全性高、經(jīng)濟效益好等特點，被廣泛應(yīng)用于高層或者超高層建筑中。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計中非常重要的工作，設(shè)計質(zhì)量不過關(guān)直接關(guān)系到建筑工程質(zhì)量和使用壽命，也與施工安全關(guān)系緊密。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計；問題分析

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

1.1 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

在設(shè)計過程中首先需要保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對建筑的外形及結(jié)構(gòu)的承載力進行詳細的分析，考慮結(jié)構(gòu)在使用過程中變形的問題和地層沉降，減少威脅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，從而達到提高建筑質(zhì)量，延長建筑使用年限的目的。

1.2 結(jié)構(gòu)抗震防災(zāi)性

由于近幾年城市人口激增，導致城市用地十分緊張，為了有效的擴大使用面積，對地下空間的開發(fā)已經(jīng)成為常態(tài)。地下室、商場、車庫等地下設(shè)施逐漸增多，同時地鐵也成為一個城市緩解交通壓力的標配，這些地下設(shè)施的建設(shè)嚴重破壞了地層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為了確保地下建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅固、耐久，結(jié)構(gòu)必須具備較強的抗震性能和防水性能，且在一定程度上能夠抵御地震和洪水的沖擊，因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要按照一定的標準對結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)和抗震級別進行確定，只有這樣才能確保建筑使用過程中的安全性，避免使用者財產(chǎn)和生命安全受到威脅。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

2.1 結(jié)構(gòu)體系不合理

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在進行設(shè)計時，設(shè)計人員需要結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點，同時參考抗震等級以及風荷載情況，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。但是，如果選擇的結(jié)構(gòu)體系不合理，將會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其結(jié)構(gòu)性能降低，如果設(shè)計人員選擇的設(shè)計指標不科學，也將會降低結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性和科學性，導致建筑質(zhì)量出現(xiàn)問題，甚至引發(fā)安全事故。

2.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

（1）地下室底板設(shè)計。地下室底板在設(shè)計過程中，一定要注意柱下帶梁板式的獨立基礎(chǔ)方面的問題，大量的經(jīng)驗表明，建筑受到沉降的影響會導致附著應(yīng)力發(fā)生改變，其主要是由于建筑上部結(jié)構(gòu)受到的荷載致使柱下獨立基礎(chǔ)和地下室頂板發(fā)生沉降變形。設(shè)計時如果對這種情況不能引起足夠的重視，則會導致地下室頂板承受壓力過大，超過極限后極容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象，導致建筑發(fā)生傾斜甚至結(jié)構(gòu)斷裂。（2）地下室底板配筋不合理。地下室作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分，具有增強建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、承載能力以外，還能削減地震破壞程度。在地下室設(shè)計時，若地下室底板配筋不合理，會導致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，增加建筑物的不均勻沉降量。

2.3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

首先，框架剪力墻設(shè)計時，如果設(shè)計不合理，則會導致應(yīng)力較為集中，威脅建筑結(jié)構(gòu)的安全性，當發(fā)生地震時，建筑結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)坍塌，另外，剪力墻分布不均也會增加框架剪力墻連接構(gòu)件的設(shè)計難度，不利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。其次，在以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑中，抗側(cè)力最主要的構(gòu)件是鋼筋混凝土，因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)測量位移必須要滿足規(guī)定的側(cè)向位移限值，如果超過限值，將會導致建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全受到影響。

2.4 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在的問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要考慮結(jié)構(gòu)的抗震性能等級，這對建筑的使用安全具有十分重要的意義。地震是較為常見的自然災(zāi)害，其對建筑結(jié)構(gòu)的影響是由內(nèi)而外的，地震縱波對建筑物結(jié)構(gòu)施加作用力，導致堅固的結(jié)構(gòu)外表出現(xiàn)松動等、裂縫等變化，嚴重威脅著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。雖然我國不是地震頻發(fā)的國家，但近幾年幾場較大地震災(zāi)害的發(fā)生以及以往的經(jīng)驗也表明了，具有高抗震等級的建筑物在地震中穩(wěn)固性和安全性相對較高，因此，提高建筑物的抗震性能是當前人們關(guān)注的重點。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身具有的特性，使其抗震性能較低，這也是當前需要重點解決的問題。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計改善措施

3.1 科學設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以通過合理的應(yīng)用計算機軟件，如BIM技術(shù)，構(gòu)建完善的建筑設(shè)計模型，并結(jié)合該建筑的運行特點，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，保證設(shè)計方案的可行性、科學性和合理性。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，容易對建筑結(jié)構(gòu)造成不良的影響，因此，設(shè)計人員在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要簡化流程，將結(jié)構(gòu)體系由復(fù)雜向簡單轉(zhuǎn)變，以降低施工難度，減少質(zhì)量問題發(fā)生幾率。另外，還要對建筑結(jié)構(gòu)進行詳細的計算和分析，通過運用不同的計算方式，將最終的結(jié)果進行比對擇優(yōu)選擇，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可靠性。通過數(shù)據(jù)比對結(jié)果，可以科學的確定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，同時選擇合理的設(shè)計指標，并結(jié)合實際工程情況，對結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案進行優(yōu)化，對其中出現(xiàn)的問題有針對性的進行處理，并做好相關(guān)防止工作，可以有效降低外界因素對鋼筋混凝土建筑施工質(zhì)量的影響，也有助于提升結(jié)構(gòu)抗震性能，提高資源利用率。

3.2 加強地基與基礎(chǔ)的設(shè)計

為了確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案更好的實施和施工安全，加強對地基與基礎(chǔ)的設(shè)計工作尤為重要。地基與基礎(chǔ)作為建筑重要的承重結(jié)構(gòu)，其具有穩(wěn)定地上結(jié)構(gòu)的作用，因此，設(shè)計人員在對其進行設(shè)計時，一定要對工程當?shù)氐刭|(zhì)條件和地下水分布進行詳細的勘察和分析，并選擇科學合理的基礎(chǔ)方案，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。對于獨立基礎(chǔ)的設(shè)計，可以采用階梯型設(shè)計，這樣的設(shè)計不僅有利于后期施工，還能有效的確保施工質(zhì)量，此外，在對獨立基礎(chǔ)間的拉梁進行設(shè)計時，需要充分考慮覆土荷載對建筑結(jié)構(gòu)的影響，如有必要，可以通過提高混凝土強度或者配筋強度來提升建筑結(jié)構(gòu)的強度。地基和基礎(chǔ)設(shè)計過程中，合理的設(shè)計方案可以幫助設(shè)計人員對全面掌握地基與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特點。在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要依據(jù)地下水水位的變化情況，繪制包絡(luò)圖，并做好防水以及排水方案，例如柱下承臺的輪廓設(shè)計，可以采取放反承臺的方式提高地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的防水功效，使得地基與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的可靠性得到提升。

3.3 優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

優(yōu)化鋼筋混凝土建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以有效提升結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力，提高了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，例如，通過對框架剪力墻的設(shè)計，結(jié)合剪力墻的布置情況，制定相應(yīng)的防護工作，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。在對梁柱進行設(shè)計時，需要遵守“強柱弱梁”的設(shè)計原則，準確計算梁柱節(jié)點剪力，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，減少地震對結(jié)構(gòu)的破壞。

3.4 加強設(shè)計圖紙的審核工作

設(shè)計人員在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)圖紙進行設(shè)計時，需要將圖紙中的內(nèi)容進行詳細的標注，相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)也要一一列表，完成設(shè)計工作之后，需要對圖紙進行嚴格的審核，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，并對圖紙進行修改，避免后期施工過程中的設(shè)計變更頻發(fā)，影響工程施工進度，不利于工程成本控制。

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