摘 要:随着人们的生活水平的不断提高,他们对建筑物的要求也越来越高,建筑物的质量在一定程度上关系着人们的生命财产安全。钢筋混凝土结构设计具有一定的复杂性,设计质量关系到建筑结构的安全性与耐久性。但是,在实际工作中,由于受到多种因素的影响,因而要加强对钢筋混凝土结构设计的研究,以保证钢筋混凝土结构的安全性,提高施工工程的质量。 北大核心期刊 关键词:钢筋混凝土;结构设计;问题 随着我国的城镇化发展,建筑需求量猛增,尤其是对住宅类建筑的需求,建筑行业随之迅猛发展。钢筋混凝土结构因其具备强度高、延性好、安全系数高和抗震性能好等优点,而被广泛应用于我国建筑物的整体框架建造中。而且随着设计技术的进步,钢筋混凝土结构的设计也有了长足的进步,但其中质量问题也有不少。因此,急需在实践中加强对钢筋混凝土结构设计的研究,以在提高钢筋混凝土结构合理性的同时提高钢筋混凝土的质量,满足施工过程中钢筋混凝土结构的安全性能要求。 1 结构体系的选择 钢筋混凝土结构建筑大量兴建始于20世纪70年代,采用的结构体系依各地不同情况而各不相同。随着经济的发展和对各种结构体系的实践总结,从90年代起基本都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。这是因为大开间剪力墙结构体系,可以做到房间不露梁柱,有效使用空间大、隔音效果好,当采用钢制模板时,墙面和楼板表面平整不需要湿作业抹灰。而且该结构体系不但用钢量少、施工周期短、造价低,还具有整体性强、侧向刚度大等优点,有利于抗风抗震。为了进一步降低建筑造价,近些年部分地区(大多为抗震设防烈度7度区)越来越多地采用短肢剪力墙(墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙)与筒体或一般剪力墙组成的结构体系。该结构体系其实也属于剪力墙结构的一种,同一般剪力墙结构相比,这种结构的建筑平面布置更具灵活性,同时又节省了钢筋和混凝土用量,减轻了建筑总重量,从而降低地基基础造价。但该结构的抗震性能无疑比一般剪力墙结构要差,因此,在结构设计中要注意以下问题:(1)短肢剪力墙较多时,应布置简体或一般剪力墙,形成短肢剪力墙与简体或一般剪力墙共同抵抗水平力的剪力墙结构,而且短肢剪力墙的厚度不应小于200mm,其最大适用高度也应比一般剪力墙结构的规定值适当降低。(2)抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%,同时,短肢剪力墙的抗震等级还应比一般剪力墙的抗震等级提高一级。(3)短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁;若设置,梁端只能按简支考虑。 2 钢筋混凝土结构设计中的常见问题 2.1 地基与基础设计中的问题。(1)天然地基的独立基础。在进行天然地基的独立基础设计时,有些设计十分不合理,其采用斜面坡度大于1:3的锥体形式,导致锥体部分的混凝土很难振捣密实,只能在现场施工采用人工拍打振捣,然而这种方式处理的混凝土无法达到设计强度要求。(2)地下室底板和外墙配筋。因地下室具有提高建筑地基承载力、增加建筑结构本身稳定性以及减小地震破坏程度的作用,故很多建筑工程都设置地下室结构。然而,设计人员在进行地下室设计时,总是忽略建筑物竣工后楼体的沉降现象,进而引发附加应力对地下室的作用,造成地下室底板承载能力不足而开裂,尤其是采用天然地基的建筑,对其影响更加显著。另外,在地下室底板与外墙配筋的计算中,经常出现计算与实际情况不相符的问题,最终导致外墙水平分布筋过多,竖向受力筋数量偏少以及扶壁柱配筋不足。(3)地下水位的影响。在进行结构设计时,还应考虑地下水位对建筑物的影响,特别是地下水位较高的情况下,更要重视建筑防水与降水问题,否则将在建筑工程后期影响工程的进度和质量。 2.2 上部结构设计中的问题。(1)框架-剪力墙结构及其连梁。在进行框架-剪力墙结构设计时,经常出现剪力墙布置不均匀的问题,甚至出现单肢刚度过大的剪力墙,从而导致应力过于集中,严重影响到建筑结构的安全性和稳定性,增大其被地震破坏的可能性。另外,在设计与框架-剪力墙结构相连接的连梁等构件时,如果剪力墙布置不均匀或刚度参差不齐,就会极大增加连梁与框架-剪力墙结构的接触性结构设计难度。(2)梁支座。在建筑钢筋混凝土结构的设计中,很多设计人员将梁与柱子间或梁之间接触的梁支座部分作为不可转动的刚域,设计成固定支座,这样的设计在某些情况下是不合理的。例如,当框架-剪力墙结构的框架梁与剪力墙正面垂直相交,并且剪力墙对梁的约束力较弱时,就不再需要固定的支座。(3)其他设计细节问题。在钢筋混凝土的上部结构设计中,还普遍存在一些细节问题。例如,钢筋混凝土结构局部受力过大导致的挑梁变形与墙体外闪问题;钢筋混凝土结构的侧向位移没有满足规定的侧移限值要求问题;钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度取值问题;框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。 3 解决钢筋混凝土结构设计问题的有效措施 3.1 结构设计时要保证尺寸的科学合理。结构尺寸的科学合理是钢筋混凝土结构设计过程中应重点关注的问题,只有先保证结构的尺寸符合标准,才能确保钢筋混凝土结构的质量。温差、材料的变形都会造成钢筋混凝土结构出现开裂的情况,特别是结构的尺寸过大时,钢筋混凝土结构就更容易受温差、材料变形应力的影响,建筑物也就更能容易产生裂缝。因此,在钢筋混凝土结构设计的时候要尽可能保证结构的尺寸达到设计的标准和规范,以减少因结构设计问题而出现的裂缝等现象。 3.2 根据实际情况优化结构体系。根据实际情况优化结构体系对钢筋混凝土结构的质量保障具有重要的作用。在结构设计过程中,要对建筑物施工的实际情况进行有效的考察,并根据实际条件,对复杂的、不符合具体要求的结构体系进行有效的优化,将复杂的结构体系简化为更符合实际需要的结构。比如说,坚持概念设计的理念,对钢筋混凝土结构中存在的材料变形、结构的受力状况等进行充分的考虑和计算;对比较容易出现问题的结构部位,可依据以往的经验进行合理的改进和预防等。 3.3 保证钢筋混凝土结构的布置和形状的规则。钢筋混凝土结构的布置和形状的规则,可以有效的增加钢筋混凝土结构承受应力和压力的能力,保证钢筋混凝土结构的质量。如果钢筋混凝土结构的布置和形状不规则,由于钢筋混凝土结构各个方向上的刚度不一样,因而产生的变形也不相同,刚度弱的地方就比较容易出现问题,进而影响整个钢筋混凝土结构的质量。所以说在钢筋混凝土结构设计的过程中,要尽量保证钢筋混凝土结构的布置和形状的规则,以减少结构问题的出现,促进施工质量的提高。 4 结语 钢筋混凝土结构设计的质量直接影响到人们的生命以及财产的安全,因而在进行钢筋混凝土结构设计的时候要高度重视结构的质量,并不断进行相关知识的学习,在实践中积累经验,从而为钢筋混凝土结构的科学设计打下坚实的基础,进而减少设计失误,提高结构设计的质量,最终保证施工工程的质量。 核心期刊 参考文献 [1] 骆新莹.浅析钢筋混凝土结构设计中的常见问题[J].黑龙江科技信息,2012,5(12):287. [2] 钱启军.钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨[J].工业设计, 2012,2(34):106. [3] 张媛.钢筋混凝土结构设计中的常见问题[J].江西建材,45(2):48-49. |