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

張 媛

(安徽華電工程咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)有限公司，安徽 合肥 230022)

1 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題

(1)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計(jì)中，地下室底板設(shè)計(jì)中，容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應(yīng)力的影響。因?yàn)閷?shí)際上整個(gè)地下室底板與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)在上部荷載作用下，將會(huì)一起發(fā)生沉降變形，共同受力，如未考慮因此產(chǎn)生的附加應(yīng)力，對(duì)底板而言是偏于不安全的，有可能會(huì)導(dǎo)致地下室底板承載能力不足而開(kāi)裂。尤其對(duì)于采用天然地基的情況時(shí)，其影響則更為顯著。對(duì)于總沉降量較小的工程，可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施，當(dāng)然，是否采用，還要綜合考慮其他因素。另外，對(duì)于地下水位季節(jié)性變化較大的地區(qū)，應(yīng)考慮高低兩種不同水位對(duì)地下室底板的不同影響，求出包絡(luò)圖，再做配筋設(shè)計(jì)。

(2)對(duì)于有地下室的建筑，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，在室外地坪之下的結(jié)構(gòu)部分，外輪廓形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔，這樣有利于建筑防水的施工。尤其對(duì)于柱下承臺(tái)的形式，更為明顯。此時(shí)，由于柱下承臺(tái)的影響，基槽地模形狀很復(fù)雜，有很多的陰陽(yáng)角和放坡，即加大了防水施工的難度，有加長(zhǎng)了施工時(shí)間，都不利于保證質(zhì)量，并且還增加工程造價(jià)。對(duì)于這種情況下，我建議大家考慮反承臺(tái)法，即統(tǒng)一地下室底板和承臺(tái)的下皮標(biāo)高相同，承臺(tái)需要加厚部分向上作，然后地下室內(nèi)部作濾水層和覆土等地面做法。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是，基槽地模形狀很簡(jiǎn)單，方便施工，利于施工質(zhì)量得保證，同時(shí)也縮短了施工時(shí)間。并且，內(nèi)部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力，減小配筋，這種自相平衡的思路最科學(xué)。同時(shí)也提高了建筑物的抗傾覆能力。

(3)地下室底板和外墻配筋計(jì)算時(shí)，往往假設(shè)條件與實(shí)際情況不符。例如地下室外墻配筋計(jì)算:有的工程外墻配筋計(jì)算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計(jì)算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理分析，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。

(4)天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題，有的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)錐體斜面坡度大于1∶3，該錐體部分砼很難振搗密實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工往往是砼自然堆上，采用鏟子或抹灰刀拍搗成形，其錐體部分的砼很難達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。因此建議優(yōu)先采用階梯形獨(dú)立基礎(chǔ)，利于施工，才能更好地保證施工質(zhì)量。

(5)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)之間的拉梁，如同時(shí)又是首層維護(hù)墻的承重梁的時(shí)候，不應(yīng)該再簡(jiǎn)單地按拉梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且在考慮荷載時(shí)，要考慮梁上皮以上土擴(kuò)散角之內(nèi)的土重。

2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻的布置要均勻，不要出現(xiàn)單肢剛度過(guò)大的剪力墻，以免應(yīng)力過(guò)于集中，一旦破壞，將構(gòu)成嚴(yán)重影響。而且，與之相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，連梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度都會(huì)加大。剛度較大的第一級(jí)別的剪力墻(同一級(jí)別的剪力墻是指剛度相近，比值小于2時(shí)的墻肢)，其墻肢數(shù)不應(yīng)少于4肢。另外，當(dāng)遇到中震時(shí)，我們應(yīng)考慮第一級(jí)別的剪力墻進(jìn)入塑性后，還應(yīng)有小級(jí)別的剪力墻來(lái)維持建筑物變形不致過(guò)大，產(chǎn)生次生災(zāi)害。這就是多道設(shè)防的概念。但當(dāng)遇到大震時(shí)，小級(jí)別的剪力墻也進(jìn)入塑性階段后，建筑物基本已經(jīng)破壞了。此時(shí)，我們應(yīng)該通過(guò)我們的設(shè)計(jì)有選擇地讓梁破壞，從而保證柱子的完整性，來(lái)保證建筑不倒，或緩倒，以爭(zhēng)取時(shí)間，減少人員的傷亡。這就是我們說(shuō)的延性設(shè)計(jì)。

3 鋼筋混裝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問(wèn)題

(1)結(jié)構(gòu)裂縫。對(duì)于現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間剛度往往是不同的，因此這就容易造成一些結(jié)構(gòu)中形成相對(duì)剛度薄弱區(qū)，就是在這些相對(duì)薄弱部分及結(jié)構(gòu)的截面突變處，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫破壞，如建筑物墻角處及鋼筋混凝土樓板的板端處。

(2)溫度裂縫。溫度裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的裂縫，它的形成是由于外界溫度變化較大，混凝土隨著溫差而發(fā)生熱脹冷縮，這種裂縫常出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的屋面層。

(3)構(gòu)造裂縫。造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)構(gòu)造裂縫的原因主要有混凝土的水灰比過(guò)大、模板的滑動(dòng)、混凝土澆筑時(shí)未充分振搗等。除此之外，支架下沉、脫模過(guò)早，混凝土養(yǎng)護(hù)工作未做好也會(huì)造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。第四，收縮裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中會(huì)逐漸的硬化、碳化及脫水，這一過(guò)程一直持續(xù)，即使達(dá)到28天齡期也不會(huì)停止，這一特性是水泥基混凝土的固有特性，再加上混凝土硬化時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)再失掉一部分水分，因此整個(gè)過(guò)程中均有混凝土收縮的現(xiàn)象出現(xiàn)，此時(shí)就會(huì)形成各種收縮裂縫。

4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策分析

4.1 合理簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)體系。

根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)理念，對(duì)實(shí)際存在而又被忽略的變形及受力要在計(jì)算配筋時(shí)加以考慮，對(duì)于結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)問(wèn)題的部位，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行預(yù)防。

4.2 結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)要適當(dāng)。

前文已經(jīng)提到溫差及材料的變形均會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，當(dāng)結(jié)構(gòu)的尺寸過(guò)長(zhǎng)時(shí)，結(jié)構(gòu)因溫差及材料的變形所引起的應(yīng)力就會(huì)越大，此時(shí)建筑的墻體與樓板易出現(xiàn)橫向裂縫，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與其長(zhǎng)度呈非線(xiàn)性關(guān)系，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證結(jié)構(gòu)的尺寸滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，以防止或減少結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。

4.3 結(jié)構(gòu)的形狀及布置要盡量規(guī)則。

結(jié)構(gòu)的形狀及布置不規(guī)則時(shí)，由于各方向上結(jié)構(gòu)的剛度不一，因此產(chǎn)生的變形也不盡相同，在結(jié)構(gòu)的剛度薄弱處易出現(xiàn)問(wèn)題。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證結(jié)構(gòu)形狀以及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性。

4.4 對(duì)板類(lèi)構(gòu)件裂縫控制采取防治措施。對(duì)于易出現(xiàn)裂縫的屋

5 結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，責(zé)任重大。而且結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)既有深度又有廣度的專(zhuān)業(yè)，我們必須在工作中，不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)，才能有所進(jìn)步，才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些認(rèn)識(shí)寫(xiě)出來(lái)的原因，希望與同行們一起討論、共同提高。

[1]貢金鑫，魏巍巍.工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]趙國(guó)藩，金偉良，貢金鑫.結(jié)構(gòu)可靠度理論[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.