李 揚(yáng)

(北京中外建建筑設(shè)計(jì)有限公司山西分公司，山西 太原 030002)

1 概述

近年來(lái)隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)不斷提升，建筑類型也不斷增加，不同功能、不同結(jié)構(gòu)、不同造型的建筑體系層出不窮。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因其承載力高，可塑性強(qiáng)，整體性能好，取材方便等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)建筑行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。目前仍然是最重要的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。但是隨著建筑項(xiàng)目需求的不斷增加，建筑工程周期不斷縮短，尤其是設(shè)計(jì)時(shí)間越來(lái)越少，在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)不同類型的問(wèn)題，直接影響到建筑項(xiàng)目的施工質(zhì)量，甚至?xí)?duì)用戶安全造成影響。因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及優(yōu)化措施的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠更加全面的了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求及目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題，研究制定更加科學(xué)合理的措施，更好的優(yōu)化鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，更好的發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中的作用。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

雖然鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有比較明顯的使用優(yōu)勢(shì)，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)素質(zhì)的影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題，影響建筑質(zhì)量及使用安全。鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性以及安全實(shí)用性。這就要求鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足三項(xiàng)基本要求。

2.1 安全性

安全性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最根本的要求之一。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中會(huì)承受各種不同類型的載荷，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在遭受各種載荷時(shí)，仍然能夠保持主體建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固穩(wěn)定性。這種載荷一方面是指正常使用和建筑施工過(guò)程中出現(xiàn)的可以預(yù)測(cè)的載荷，另一方面是指在建筑結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，無(wú)法預(yù)測(cè)的偶然載荷，比如地震沖擊等。

2.2 適用性

建筑結(jié)構(gòu)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(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)變形開(kāi)裂等破壞結(jié)構(gòu)整體性的情況，這也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要滿足耐久性的要求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)投入使用以后，需要滿足較長(zhǎng)的使用周期，建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然維持相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形態(tài)，以及使用性，因此在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮結(jié)構(gòu)的耐久性要求。

以上三方面的要求也被統(tǒng)一稱作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性要求，是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性要求。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可靠性要求和經(jīng)濟(jì)性的要求往往會(huì)存在一定的矛盾，這就要求設(shè)計(jì)人員綜合考慮建筑項(xiàng)目的具體情況，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足基本的安全可靠性的基礎(chǔ)上，又具備經(jīng)濟(jì)合理，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問(wèn)題

近年來(lái)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤其是地震災(zāi)害，會(huì)嚴(yán)重威脅建筑物的使用，近年來(lái)人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震性問(wèn)題的關(guān)注也不斷增加，在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要高度重視抗震問(wèn)題。鋼筋混凝土的抗震性與鋼筋的使用數(shù)量及分布，抗震防線的設(shè)計(jì)排列、構(gòu)件連接的可靠性等諸多因素相關(guān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)應(yīng)力集中、抗震防線不合理、鋼筋數(shù)量不合適或者分布不均勻等問(wèn)題。盲目增加使用鋼筋并不能有效解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題，某些部位承載力超強(qiáng)會(huì)降低整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性，出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

3.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問(wèn)題

裂縫問(wèn)題是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題之一，這種問(wèn)題的形式較多，主要包括結(jié)構(gòu)裂縫，溫度裂縫和構(gòu)造裂縫，收縮裂縫四種。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有些是現(xiàn)澆制作，不同的構(gòu)件之間，其剛度存在一定的差異，這就導(dǎo)致整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)一定的剛度薄弱區(qū)域，在施工或者使用過(guò)程中這些區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)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(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。構(gòu)造裂縫的出現(xiàn)主要與混凝土制造和施工過(guò)程中的操作有關(guān)，比如混凝土的水灰比過(guò)大或者構(gòu)件脫模過(guò)早，都會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造裂縫的出現(xiàn)?；炷猎谟不倪^(guò)程中會(huì)造成水分的蒸發(fā)流失，這一現(xiàn)象從混凝土的制作到鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工使用整個(gè)過(guò)程中都會(huì)存在，這種現(xiàn)象的發(fā)生就會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫。

3.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋排列問(wèn)題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要用線條對(duì)使用的鋼筋數(shù)量及排列進(jìn)行標(biāo)注，以便于施工人員進(jìn)行參照合理施工。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)，鋼筋數(shù)量使用標(biāo)注不清楚，位置排列不規(guī)范的情況。這就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際施工過(guò)程中鋼筋無(wú)法正常排列使用，需要將鋼筋切斷，進(jìn)行二次施工，不僅會(huì)延長(zhǎng)施工周期，增加成本，而且會(huì)對(duì)鋼筋混凝土的密實(shí)性造成影響，增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全隱患。

3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最常見(jiàn)的形式就是剪力墻和框架結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是整個(gè)建筑的功能部位，影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)延性不足，剛度過(guò)大應(yīng)力集中的問(wèn)題，使用過(guò)程中容易出現(xiàn)脆性破壞，進(jìn)而影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

4.1 完善鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中相對(duì)復(fù)雜，會(huì)受到諸多因素的影響，這也是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題的重要原因。要想優(yōu)化鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化完善，去除不必要的繁瑣內(nèi)容，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

4.2 規(guī)范鋼筋設(shè)計(jì)位置

鋼筋的使用是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。鋼筋的選擇結(jié)構(gòu)的布置以及形狀的規(guī)則性都會(huì)對(duì)鋼筋混凝土的性能產(chǎn)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(yán)格把控鋼筋形狀的規(guī)則性，避免由于鋼筋使用不規(guī)范造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

4.3 規(guī)范不同結(jié)構(gòu)尺寸

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中會(huì)受到溫度材料等因素的影響出現(xiàn)應(yīng)力變形，而且結(jié)構(gòu)越長(zhǎng)這種變形越嚴(yán)重。因此在設(shè)計(jì)中要規(guī)范結(jié)構(gòu)的尺寸，避免使用過(guò)長(zhǎng)過(guò)大的鋼筋混凝土構(gòu)件，降低由于應(yīng)力過(guò)大造成的裂縫問(wèn)題。

4.4 嚴(yán)格控制構(gòu)件裂縫

板類鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)不同程度的裂縫，尤其是樓面板構(gòu)件和屋面部位。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要提前防治裂縫的出現(xiàn)，一般情況下可以在澆筑混凝土?xí)r采用預(yù)應(yīng)力澆筑的方式施工。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析可知，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到抗震、結(jié)構(gòu)延性、鋼筋排列、裂縫等諸多問(wèn)題，這些都會(huì)對(duì)鋼筋混凝土的性能造成影響。本文提出的措施能夠有效優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性能，更好的保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。