吳珍平

【摘 要】 我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，建筑行業(yè)的貢獻(xiàn)巨大，鋼筋混凝土最為建筑結(jié)構(gòu)中，最為主要的部分，它是建筑物穩(wěn)定性與可靠性的保障，這個部門的質(zhì)量如果不過關(guān)，或者設(shè)計不合理，那么將會對整座建筑的質(zhì)量產(chǎn)長極為嚴(yán)重的影響，從目前我國建筑施工的形勢來看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)坍塌的事故還是時有出現(xiàn)，為了保障人們的生命安全以及企業(yè)的利益，相關(guān)的工作人員應(yīng)該提高其設(shè)計的可行性與合理性，并且要嚴(yán)格的按照國家的各種規(guī)定要求進(jìn)行，目前，我國的鋼筋混凝土施工中還存在很多問題，這些問題如果得不到解決，在很大程度上會影響整座建筑物的質(zhì)量，威脅人們的生命財產(chǎn)安全，提高設(shè)計的科學(xué)性與合理性，十分必要。

【關(guān)鍵詞】 鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；優(yōu)化措施

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

1、安全性

指結(jié)構(gòu)要能承受正常使用、正常施工時可能出現(xiàn)的各種荷載。在出現(xiàn)預(yù)定的偶然荷載時，主體結(jié)構(gòu)要保持穩(wěn)定、堅固。例如：直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載以及溫度的變化、支座沉陷、撞擊、地震擊等偶然事件，當(dāng)發(fā)生這些作用時，以及在發(fā)生之后，建筑結(jié)構(gòu)要保持整體的穩(wěn)定性。

2、適用性

指結(jié)構(gòu)在正常作用時要具有良好的工作性能。不發(fā)生過大的變形和過寬的裂縫而影響正常使用。裂縫的寬度不能超過允許值。

3、耐久性

指結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下要具有足夠的耐久性能，必須滿足結(jié)構(gòu)的使用時間。安全性、適用性及耐久性，被統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性，也稱為結(jié)構(gòu)最基本的功能要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要學(xué)會正確處理結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾，使結(jié)構(gòu)設(shè)計既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理。

二、建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)選型方面

1、設(shè)置短肢剪力墻

短肢剪力墻的使用雖然具有一定的作用，但是在使用數(shù)量上一定要嚴(yán)格參照規(guī)范，不可設(shè)置過多。而且，在抗震達(dá)到要求的情況下，建筑設(shè)計師可以盡量少采用這種結(jié)構(gòu)，盡量減少后面處理的麻煩。

2、如何選擇結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)體系的選擇是建筑鋼筋混凝土設(shè)計的重點(diǎn)之一，在一些地基基礎(chǔ)比較穩(wěn)固的地方，在上部結(jié)構(gòu)能夠滿足變形限值的前提下，考慮到建筑的外觀問題，可以盡量減小剛度。規(guī)范中確定轉(zhuǎn)換層上下剛度比的公式宜改為控制上下層轉(zhuǎn)角的比值在1左右較為合理。規(guī)范中頂點(diǎn)位移和層間位移限值不盡合理，可以通過采取措施來突破這些限值。水平加強(qiáng)層在增加側(cè)向剛度的同時，會使外柱的剪力有較大增加，應(yīng)慎重設(shè)計。

3、結(jié)構(gòu)的超高問題

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計對于結(jié)構(gòu)超高具有一定的規(guī)定，尤其是在抗震規(guī)范中，建筑物的高度控制是非常嚴(yán)格的，而在新規(guī)范中對這一點(diǎn)重新進(jìn)行了界定，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑。因此，所以在進(jìn)行設(shè)計的時候一定不可以超越其應(yīng)屬范圍，B級建筑物就應(yīng)該控制在B級規(guī)定范圍之內(nèi)，一旦超過了，那么無論是設(shè)計還是施工都要全部進(jìn)行重新設(shè)定。在現(xiàn)實(shí)情況中這類問題曾經(jīng)出現(xiàn)過，結(jié)果導(dǎo)致審查時難以通過。

三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

1、地基設(shè)計過程中存在的問題

在建筑工程的地基設(shè)計過程中，對于地下室底板設(shè)計中容易忽視附加應(yīng)力的作用及影響，這種附加應(yīng)力是由建筑物沉降而引起的，在實(shí)際的工程施工中，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)與地下室底板在上部建筑物的重力載荷作用下，會發(fā)生一定程度的變形沉降，如果不將附加應(yīng)力考慮進(jìn)去，勢必會影響地下室底板的安全性和穩(wěn)定性。在采用天然地基的情況之下，附加應(yīng)力的影響會更加顯著，因此需要在地下室底板與持力層之間采取支護(hù)的保護(hù)措施，如果變形與總沉降的程度較小，可以在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施。對于減小附加應(yīng)力作用的各種辦法的采用，需要根據(jù)具體的工程要求與地質(zhì)、季節(jié)等客觀因素來進(jìn)行選擇。

2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

對于框剪結(jié)構(gòu)來說，一些剪力墻的分布不夠均勻，甚至出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻，這就導(dǎo)致應(yīng)力過于集中，為建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性埋下安全隱患，一旦該單肢出現(xiàn)問題，其影響較大，波及的范圍較大，最終對鋼筋混凝土工程造成嚴(yán)重的損害。其次，與框剪結(jié)構(gòu)相連接的一些基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，如連梁等構(gòu)件，其設(shè)計本身就具有一定的難度與專業(yè)性，如果剪力墻的布置不夠均勻，出現(xiàn)剛度參差不齊的現(xiàn)象，就會增加與框剪結(jié)構(gòu)連接的接觸性結(jié)構(gòu)的設(shè)計難度。對于框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要明確多道設(shè)防的概念，它是指當(dāng)建筑物遭遇中震時，在第一級別的剪力墻進(jìn)入塑性之后，還需要有小級別的剪力墻對建筑物的整體框架結(jié)構(gòu)維持，盡可能的降低其變形程度。如果遇到較大的地震時，小級別的剪力墻也會隨著進(jìn)入塑性階段，此時建筑的整體結(jié)構(gòu)基本已遭到較重程度的破壞，為了保證立柱的完整，需要進(jìn)行一系列的設(shè)計，從而讓梁來承擔(dān)建筑物的載重力，以破壞梁為代價而維持柱的穩(wěn)定性，在一定程度上可以延遲建筑物的倒塌時間，甚至避免建筑物倒塌。

3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫處理問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫的出現(xiàn)不可避免，或是由于施工要求人工造成的施工縫，或是因?yàn)槭┕げ僮鞑坏轿灰鸬牧芽p，對裂縫的處理是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵組成部分。構(gòu)造裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，一系列操作不規(guī)范和技術(shù)不到位的現(xiàn)象如混凝土澆筑時的振搗不充分、模板發(fā)生移動、水灰比錯誤等，都會造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)構(gòu)造裂縫；溫度裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，最常見的裂縫就是溫度裂縫，引起溫度裂縫的原因是外界溫度變化較大，混凝土?xí)S著溫度的變化和差異發(fā)生熱脹冷縮，從而引起溫度裂縫，這種裂縫在建筑物的屋面層出現(xiàn)的幾率較多；收縮裂縫。收縮裂縫的出現(xiàn)原因是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)在化學(xué)反應(yīng)中水分會進(jìn)一步流失，從而造成混凝土收縮，除此之外，在混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)過程中，混凝土?xí)l(fā)生硬化、碳化和脫水的情況，這本來屬于混凝土的固有特性，也會造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫；結(jié)構(gòu)裂縫。在混凝土澆筑的過程中，由于各個構(gòu)件具有不同的剛度，因此在鋼筋混凝土的整體結(jié)構(gòu)中會出現(xiàn)剛度較弱的部位，這就容易造成鋼筋混凝土中出現(xiàn)裂縫，稱之為結(jié)構(gòu)裂縫。

四、優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

1、完善結(jié)構(gòu)體系

一般來說，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其復(fù)雜性也是造成其結(jié)構(gòu)問題出現(xiàn)的原因之一，因此在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要將結(jié)構(gòu)體系中比較繁瑣且作用不大的部分進(jìn)行刪除或者合并，從而使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系變得簡化。其次，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最容易忽略的是受力及變形的計算，因此在對配筋進(jìn)行計算時，需要將受力和變形計算進(jìn)去。除此之外，需要采用一定的有效措施，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)問題的部位，進(jìn)行預(yù)防和控制。

2、規(guī)范結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中，施工材料的變形以及溫度的變化都會引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)越長，由于材料和溫度變化引起的應(yīng)力就會越大，從而裂縫出現(xiàn)的幾率就會相應(yīng)變大，這也是橫向裂縫產(chǎn)生的原因。而通過筆者及建筑行業(yè)多年的研究及總結(jié)，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與其長度呈非線性的關(guān)系，這就表明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計對其穩(wěn)定性和安全性關(guān)系重大，如此以來，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，需要對其設(shè)計尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其符合工程施工設(shè)計要求，從而降低各種裂縫出現(xiàn)的幾率。

3、加大板類構(gòu)件裂縫控制力度

對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中板類構(gòu)件裂縫的控制，主要采取防治的措施。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，屋面及樓面板構(gòu)件相對容易出現(xiàn)裂縫，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑的方式，并在樓面板預(yù)埋管線的過程中，利用設(shè)置支架的方式對管線進(jìn)行固定，同時要在管線的交叉部位固定接線盒，以將鋼筋混凝土板的剛度進(jìn)行削弱，從而降低板類構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的幾率，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和牢固性。

4、關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計理念

強(qiáng)柱弱梁的概念主要是針對抗震設(shè)防而出現(xiàn)的。鋼筋混凝土柱的破壞能導(dǎo)致整個建筑物倒塌，而鋼筋混凝土梁的破壞可能僅在某些區(qū)域中發(fā)生。強(qiáng)柱弱梁設(shè)計理念一定要將這一概念設(shè)計貫徹下去。嚴(yán)格控制鋼筋混凝土柱軸壓比，筆者認(rèn)為軸壓比不宜過大，且我們對柱斷面及配筋設(shè)置時應(yīng)分部位處理，建議適當(dāng)加強(qiáng)角柱、邊柱的配筋，所有鋼筋混凝土柱建議縱筋均不宜小于20mm，同時應(yīng)該全柱通長加密箍筋，且配箍率滿足規(guī)范要求，矩形截面柱對稱配筋。而對梁配筋則建議應(yīng)配足梁中部筋，以使地震作用下梁鉸機(jī)制的形成，避免柱比梁先屈服，使鋼筋混凝土梁端能先形成塑性鉸，使柱端受彎承載力比梁端的實(shí)際受彎承載力大。

五、結(jié)束語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)階段我國建筑工程中最普遍的結(jié)構(gòu)，因其具備多種優(yōu)勢而備受關(guān)注和重視，然而也因?yàn)槭┕るy度大，涉及范圍較廣等因素，其設(shè)計中依然存在著諸多問題，只有積極采取有效措施優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能提高建筑工程的整體質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的繁榮與長期發(fā)展。

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