陳瓊

【摘要】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響著房屋的耐久性和安全性。文章結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，簡要介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和原理，在此基礎(chǔ)上，主要針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及解決策略進(jìn)行了分析與研究，旨在有效地優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從中達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性和安全性。

【關(guān)鍵詞】建筑鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；思考

鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)文明的潮流下廣泛得到應(yīng)用，因?yàn)槠浔旧淼牟牧咸匦詢?yōu)于其他結(jié)構(gòu)材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的應(yīng)用和發(fā)展，而后相繼在材料、設(shè)計(jì)方法、制作工藝、施工技術(shù)等方面也大顯身手。目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市面貌日新月異，一棟棟高樓大廈拔地而起?；炷烈惨呀?jīng)成為我國工程建設(shè)中最主要的結(jié)構(gòu)材料之一。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和原理

在房屋等各種建筑工程中，都是采用鋼筋混凝土作為建造材料。因而，鋼筋混凝土的材料質(zhì)量和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證建筑物使用壽命方面具有極其重要的地位。隨著多層建筑物和高層建筑物的不斷涌現(xiàn)，業(yè)界相關(guān)人士將關(guān)注的眼光越來越多地投注在鋼筋混凝土方面。質(zhì)量優(yōu)等的鋼筋混凝土與科學(xué)合理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不僅能夠保證房屋建筑能夠擁有一個(gè)安全與穩(wěn)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也能保證房屋建筑的質(zhì)量安全與穩(wěn)定。

1.1定義

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種材料結(jié)合成整體共同受力的工程結(jié)構(gòu)，其主要承重構(gòu)件是由鋼筋與混凝土制造而成。

1.2 原理

混凝土結(jié)構(gòu)在鋼筋和混凝土兩種不同性質(zhì)材料的有效結(jié)合作用下，能夠充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度和鋼筋抗拉強(qiáng)度的優(yōu)勢，有效地掩飾掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下，提高建筑結(jié)構(gòu)中梁和板的承載能力。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題及解決策略

雖然鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在兩種材料的共同作用下，產(chǎn)生了非常巨大的承載能力，可是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然存在一定問題。包括地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題。下面將從以上兩個(gè)方面分別論述相關(guān)設(shè)計(jì)問題及解決策略。

2.1 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問題及改進(jìn)措施

2.1.1 對于有地下室的建筑物來講，地下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中容易忽略由建筑物沉降引起的附加應(yīng)力的影響。極有可能導(dǎo)致地下室底板因承載能力不夠，引起混凝土產(chǎn)生裂紋。尤其對于采用天然地基的房屋建筑來講，該種問題尤為突出。盡管這種地面沉降問題必不可免，但是對于沉降量較小的房屋建筑而言，可以在地下板與持力層之間布置褥墊等處理措施。

2.1.2 對于有地下水的建筑物而言，地下水位較高的情況下，應(yīng)該十分注意建筑防水與降水功能，尤其是對于柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)而言，更要重視這個(gè)問題。在柱下承臺(tái)形式的影響下，基槽地模形狀及其復(fù)雜，產(chǎn)生了更多的陰陽角和放坡，一定程度上加大了防水措施的施工難度。為了提高有地下水位建筑物的防水功能，在進(jìn)行防水措施施工前，應(yīng)該盡量考慮不同季節(jié)下的水位對建筑物的影響。求出包絡(luò)圖，依據(jù)包絡(luò)圖顯示的水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)防水措施。同時(shí)，也應(yīng)該盡量減少柱下承臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生的陰陽角和放坡，降低施工難度。

2.1.3 地下室底板與外墻配筋的計(jì)算中，經(jīng)常產(chǎn)生假設(shè)條件與實(shí)際情況不符的情況。通常情況下，在地下室底板與外墻配筋的計(jì)算中，地下室底板配筋的計(jì)算方式與外墻配筋的計(jì)算方式不相符。在外墻配筋的計(jì)算中，采用底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型，可是在底板配筋計(jì)算中卻采用單向板計(jì)算方式。以致于配筋計(jì)算中，經(jīng)常產(chǎn)生結(jié)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況不相符的問題。解決這個(gè)問題的最好措施就是統(tǒng)一配筋的計(jì)算方法，使其標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。什么情況采用底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型，什么情況采用單向板計(jì)算方式，制作一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，能夠避免或杜絕該種問題的發(fā)生。

2.1.4 在天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)坡面的坡度經(jīng)常不小于1∶3比例。導(dǎo)致混凝土的搗實(shí)工作很難做到位，經(jīng)常采用人工拍打振搗。這種方式下產(chǎn)生的混凝土不具有一定程度的強(qiáng)度。因此，建議不要在天然地基上采用椎體獨(dú)立地基，應(yīng)該盡量優(yōu)先選擇階梯型基礎(chǔ)。

2.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題及改進(jìn)措施

2.2.1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

在框架-剪力墻設(shè)計(jì)中，剪力墻有時(shí)會(huì)出現(xiàn)布置不均勻，單肢剛度過大的問題，連帶著影響梁板等構(gòu)件的設(shè)計(jì)。以致于應(yīng)力過于集中，一旦發(fā)生應(yīng)力破壞，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，在進(jìn)行框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，全面考慮上述問題產(chǎn)生的原因，避免產(chǎn)生這種問題。采用第一級(jí)別剛度的剪力墻時(shí)，其墻肢數(shù)應(yīng)該大于4，避免應(yīng)力過于集中。遵守框架結(jié)構(gòu)“多層設(shè)防”的設(shè)計(jì)原則，層層設(shè)防。使剪力墻在共同抗外力作用下，增強(qiáng)防御能力，抵抗外來的破壞力。同時(shí)，還需要遵守“做大放小”的設(shè)計(jì)原則。將剪力墻的梁和柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的形式。倘若遇到地震等自然災(zāi)害的破壞，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以為人們爭取更多的逃生時(shí)間。

2.2.2 “強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求難于實(shí)現(xiàn)

為了避免采用“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”和“強(qiáng)剪強(qiáng)彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的巨大破壞力，采用了“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。可是在實(shí)際社會(huì)中，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的延性設(shè)計(jì)理念很難實(shí)現(xiàn)。尤其，我們國家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中所規(guī)定的內(nèi)容，大多情況僅適用于輕度震級(jí)的地震。一旦發(fā)生大地震，鋼筋混凝結(jié)構(gòu)中的梁和柱在地震巨大的作用下，是很難保證梁先倒塌，柱后倒塌的。因此，有必要進(jìn)一步修訂我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。制定更為完善的建筑抗震設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步研究如何使“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，更加滿足于高震級(jí)地震的防御和應(yīng)急需求。

2.2.3 挑梁變形，墻體外閃問題

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)局部受力太大，造成出現(xiàn)挑梁變形，墻體外閃問題。針對這種問題，可以在懸挑的挑梁端頭設(shè)置構(gòu)造柱，通過構(gòu)造柱將每層的挑梁連接在一起。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接效果，就是有效消除了挑梁的變形和墻體外閃問題。因?yàn)?，即使某局部位置受力過猛，也可以通過挑梁將力量傳到其他各層結(jié)構(gòu)中，達(dá)到了分散壓力的效果。

2.2.4 其他問題

除了以上關(guān)于上部結(jié)構(gòu)的重大設(shè)計(jì)問題，其余主要是一些細(xì)節(jié)問題。例如，不同條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度的取值問題，框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率問題。這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)問題，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中都會(huì)有明確的標(biāo)注。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意了解規(guī)范要求。根據(jù)要求設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)不必要的失誤。

3 結(jié)束語

綜上所述，在鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，主要存在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。其中，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題主要涉及帶有地下室和地下水位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問題。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題主要設(shè)計(jì)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)問題，“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，挑梁變形和墻體外閃問題，以及一些其他細(xì)節(jié)問題。為了有效避免這些設(shè)計(jì)問題的產(chǎn)生，可以借鑒以上改進(jìn)措施。

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