鋼筋混凝土房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)中存在的問題與改進措施

李一民

摘要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一項重要設(shè)計環(huán)節(jié)，其材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響著房屋的使用壽命。因此，本文著重論述了鋼筋混凝土房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)中存在的問題與改進措施。希望通過本文的探討，能夠進一步優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性。

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

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，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 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)定義和基本原理

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 基本原理

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)揮混凝土抗壓強度和鋼筋抗拉強度的優(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)計中存在的問題及改進措施

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)計中仍然存在一定問題。包括地基與基礎(chǔ)設(shè)計問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題。下面將從以上兩個方面分別論述相關(guān)設(shè)計問題及改進措施。

2.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計中的問題及改進措施

(1)對于有地下室的建筑物來講，地下獨立基礎(chǔ)設(shè)計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)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的形式基礎(chǔ)而言，更要重視這個問題。在柱下承臺形式的影響下，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)圖顯示的水的運動規(guī)律設(shè)計防水措施。同時，也應(yīng)該盡量減少柱下承臺基礎(chǔ)產(chǎn)生的陰陽角和放坡，降低施工難度。

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

(4) 在天然地基錐體獨立基礎(chǔ)設(shè)計中，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度。因此，建議不要在天然地基上采用椎體獨立地基，應(yīng)該盡量優(yōu)先選擇階梯型基礎(chǔ)。

(5) 在設(shè)計地下獨立基礎(chǔ)之間的拉梁的時候，經(jīng)常簡單地按照普通的拉梁設(shè)計，沒有將其他影響因素考慮在內(nèi)。要想保證拉梁結(jié)構(gòu)具有足夠的穩(wěn)定，應(yīng)該考慮到梁坡上擴散角內(nèi)土的重量。

2.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題及改進措施

(1) 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

在框架-剪力墻設(shè)計中，剪力墻有時會出現(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。以致于應(yīng)力過于集中，一旦發(fā)生應(yīng)力破壞，將會產(chǎn)生嚴重的后果。因此，在進行框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，全面考慮上述問題產(chǎn)生的原因，避免產(chǎn)生這種問題。采用第一級別剛度的剪力墻時，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)計原則，層層設(shè)防。使剪力墻在共同抗外力作用下，增強防御能力，抵抗外來的破壞力。同時，還需要遵守“做大放小”的設(shè)計原則。將剪力墻的梁和柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計成“強柱弱梁”和“強剪弱彎”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)計可以為人們爭取更多的逃生時間。

(2) “強柱弱梁”和“強剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求難于實現(xiàn)

為了避免采用“強柱強梁”和“強剪強彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來的巨大破壞力，采用了“強柱弱梁”和“強剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則?？墒窃趯嶋H社會中，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的延性設(shè)計理念很難實現(xiàn)。尤其，我們國家《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中所規(guī)定的內(nèi)容，大多情況僅適用于輕度震級的地震。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，有必要進一步修訂我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。制定更為完善的建筑抗震設(shè)計要求，進一步研究如何使“強柱弱梁”和“強剪弱彎”的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，更加滿足于高震級地震的防御和應(yīng)急需求。

(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。因為，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，達到了分散壓力的效果。

(4) 其他問題

除了以上關(guān)于上部結(jié)構(gòu)的重大設(shè)計問題，其余主要是一些細節(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)計中細節(jié)問題，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中都會有明確的標注。因此，設(shè)計人員在設(shè)計的時候應(yīng)該注意了解規(guī)范要求。根據(jù)要求設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)不必要的失誤。

3 總結(jié)

在鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要存在地基與基礎(chǔ)設(shè)計問題和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。其中，地基與基礎(chǔ)設(shè)計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)計問題主要設(shè)計框架-剪力墻結(jié)構(gòu)問題，“強柱弱梁”和“強剪弱彎”結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，挑梁變形和墻體外閃問題，以及一些其他細節(jié)問題。為了有效避免這些設(shè)計問題的產(chǎn)生，可以借鑒以上改進措施。

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