淺析高層建筑中鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

摘 要：本文對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進行了討論，并對其中存在的問題進行了深入的研究，全面介紹了鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)狀，以及在進行鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0147-01

鋼筋混凝土技術(shù)在世界范圍類發(fā)展的總歷程已經(jīng)超過100年，雖然在時代發(fā)展與科技進步的過程中不斷有新型技術(shù)出現(xiàn)，但是時至今日這種技術(shù)的應(yīng)用范圍依然非常廣。在其經(jīng)歷的100年中，鋼筋混凝土的制作工藝以及其自身具有的強度與韌度隨著時代的發(fā)展也有一定程度的提升。由于此種技術(shù)的成本較低且我國結(jié)構(gòu)建筑需求較高，所以我國使用這種技術(shù)極多。

1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)概述

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，就是用鋼筋增強過的強度的混凝土制作出的一種建筑結(jié)構(gòu)。此種建筑結(jié)構(gòu)中使用鋼筋混凝土充當房屋的承重部分，并且這種結(jié)構(gòu)在建筑過程中需要大量使用模板，并且與其他結(jié)構(gòu)，例如鋼結(jié)構(gòu)等相比有施工現(xiàn)場建設(shè)時間短、成本需求量較小、各項性能均較優(yōu)秀等特點。此種結(jié)構(gòu)利用了鋼筋的韌性以及混凝土的強度，

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建立在精密的計算基礎(chǔ)之上的，在設(shè)計過程中需要以鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的受力性能為基準，設(shè)計出符合規(guī)范同時能滿足使用者日常需求的建筑結(jié)構(gòu)。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中想要對建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進行準確的計算，計算的方式目前通常會選用有限元分析法與計算機技術(shù)相結(jié)合。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，需要遵循三條原則，首先需要滿足建筑的適用性。絕大部分建筑建成后其使用主體是人，所以在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當以人的具體需求為出發(fā)點，滿足大多數(shù)人的要求，使建筑能在市場上有較好的競爭力。第二，需要保證建筑的安全性。建筑是人們的棲身之所，想要保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全就需要保證建筑結(jié)構(gòu)的絕對安全。第三，建筑建設(shè)的經(jīng)濟性。也就是建筑建設(shè)的成本需要在一定范圍內(nèi)，目前市場經(jīng)濟條件下，建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速，以較低的成本建設(shè)完成一個建筑工程，能讓建筑企業(yè)獲得較高的利潤。

2 如何優(yōu)化鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

優(yōu)化鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于提升建筑施工質(zhì)量以及提升建筑的質(zhì)量能起到十分重要的作用。首先，在進行建筑地基與各種基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計的過程中應(yīng)當嚴格遵守國家出臺的《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》。在此過程中需要注意的是，因為我國地域遼闊，各地區(qū)地質(zhì)條件不盡相同，同時各地自然環(huán)境與各種自然災(zāi)害的發(fā)生頻率不盡相同，所以應(yīng)當在《規(guī)范》的基礎(chǔ)上遵從本地地基設(shè)計具體要求，滿足本地的具體需求。第二，在進行建筑施工過程中注意構(gòu)造結(jié)構(gòu)的固定。比如說當某建筑的框架結(jié)構(gòu)跨度較大時，在進行樓梯間框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中就應(yīng)當盡量防止樓梯間的支柱由于其與平臺梁的連接而成為短柱，不能正確的發(fā)揮作用。解決的辦法是將柱箍加密，保證其性能。第三，在進行傳力路線設(shè)計的過程中需要盡量將線路簡化，保證傳力的直接性以及正確性。在進行傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中其結(jié)構(gòu)越簡潔，越能達成節(jié)約建筑材料的目的，對于控制工程的建設(shè)成本能起到較大的作用。第四，合理運用加固方式完成對建筑結(jié)構(gòu)的加固，目前被廣泛應(yīng)用的有兩種：①碳纖維加固法。即利用碳纖維實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固的目的。具體做法就是利用高強度的碳纖維織物或者預(yù)制板等物品將原有受力結(jié)構(gòu)進行一定的改良，最終達成優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)的目的。但是在使用碳纖維加固法時需要注意，此物品的防火性能較差，不能應(yīng)用于防火要求高的建筑中。②預(yù)應(yīng)力加固法。利用某種方式達成壓力的轉(zhuǎn)移與卸載的目的，最終實現(xiàn)建筑受力結(jié)構(gòu)加固的目的。當其他方式進行建筑結(jié)構(gòu)加固后不能達到較好的效果，應(yīng)力應(yīng)變性不能滿足即時性要求時可以用此種方式。第三，在進行復(fù)雜高層建筑帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計時需要注意：①在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系周邊應(yīng)當由足夠的筒體或者落地剪力墻，且這些筒體以及剪力墻需要為連續(xù)狀態(tài)。②高層建筑的抗震性與其轉(zhuǎn)換層高度有較大的關(guān)聯(lián)，在設(shè)計過程中應(yīng)當對轉(zhuǎn)換層高度予以限制，防止影響建筑的安全性。③高層建筑的抗震性與轉(zhuǎn)換層上層的側(cè)向剛度有一定的關(guān)系，并且需要注意控制的因素需要包括轉(zhuǎn)換層上部與下部的等效剛度比。第四，進行復(fù)雜高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要注意：①由于連體結(jié)構(gòu)在遭受外力后會產(chǎn)生比其他結(jié)構(gòu)方式更大的振動，且若連體結(jié)構(gòu)設(shè)置的為不對稱型，振動的幅度更大，在設(shè)計時應(yīng)當注意此方面的問題。②連體結(jié)構(gòu)的連接體設(shè)置要慎重，其受力關(guān)系較為復(fù)雜，起到的作用也很大。③連接體結(jié)構(gòu)通常的設(shè)置方式有幾類，剛性連接、鉸接、滑動連接等等，在設(shè)計過程中應(yīng)當注意具體分析、具體處理。

3 應(yīng)用鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)時需要注意的問題

3.1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中混凝土坍落問題

由實踐經(jīng)驗可知，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑出現(xiàn)較多的質(zhì)量問題為由于混凝土和易性方面出現(xiàn)的問題而導(dǎo)致的混凝土坍落。出現(xiàn)此種問題的原因可能有很多，通常是由于在攪拌混凝土?xí)r沒有正確把握水泥、水或者骨料等的使用量，造成配比不合格這個問題。一般情況下，混凝土的坍落度通常需要處于50～60 mm以下之內(nèi)，而高層建筑使用的泵送混凝土則需要將坍落度控制在100～140 mm以下，正常情況下這一數(shù)值應(yīng)該為120 mm。還需要注意混凝土鋪設(shè)完成之后進行振搗的持續(xù)時間，若此段時間過長，則同樣會讓混凝土中的含水量大幅度下降，不利于其凝固成型。在進行鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)時需要注意，鋼筋混凝土在澆筑工作完成后還需要對其進行正確、規(guī)范的養(yǎng)護才能保證其質(zhì)量的可靠性，具體的養(yǎng)護辦法要根據(jù)混凝土的配比情況。一旦養(yǎng)護工作進行的不規(guī)范、不科學(xué)，就會讓混凝土表面出現(xiàn)不同程度的裂縫，影響其質(zhì)量。

3.2 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)裂縫問題

由實踐經(jīng)驗可知，在混凝土結(jié)構(gòu)的建筑中時常會發(fā)生裂縫，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生裂縫的原因大體上可以分為兩類，首先是外力因素，就是在混凝土澆筑完成后建筑所在地區(qū)的外部環(huán)境條件，例如空氣濕度、溫度等。當這些因素不合適時都會引起混凝土建筑結(jié)構(gòu)的開裂。然后就是鋼筋混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題，例如施工人員在進行鋼筋的設(shè)置時動作或者鋼筋擺放位置不規(guī)范，讓鋼筋本身的受力結(jié)構(gòu)分布不合理，當進行水泥的澆筑后鋼筋受力產(chǎn)生了形變，導(dǎo)致鋼筋混凝土中裂縫的形成。在施工中要盡量避免裂縫的產(chǎn)生，第一，要保證混凝土攪拌之前水灰比的正確，避免產(chǎn)生水過量或者水泥過量的情況，引起鋼筋水泥結(jié)構(gòu)在澆筑之后產(chǎn)生裂縫。第二，在進行碎石的配比時需要注意盡量使其溫度有一定幅度的下降，防止當其摻入混凝土中后溫度下降幅度過大引起其開裂。最后，保證混凝土整體溫度的適度，可以利用水實現(xiàn)對其的降溫。

4 結(jié) 語

目前我國正處于發(fā)展中國家行列，也就是說目前我國的各方面的建設(shè)工作正處于起步階段，鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)在我國依然有較大的應(yīng)用空間。在進行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員需要考慮的因素有許多，并且一旦產(chǎn)生任意方面的遺漏都會造成嚴重后果，所以在進行施工設(shè)計以及現(xiàn)場施工過程中需要嚴格控制每一個步驟的進行，防止建成后建筑質(zhì)量存在任何問題。

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