房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計探究

陸志峰

摘 要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是房屋建筑中的主體，提升房屋建筑的質(zhì)量水平。目前，房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)朝向多樣化的方向發(fā)展，增加了對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的需求，促使鋼筋混凝土面臨一系列的設計壓力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計需要結(jié)合房屋建筑的具體需求，因此，本文以房屋建筑為例，分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計。

關(guān)鍵詞：房屋；鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土是房屋工程中最為常見的建筑結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設計比較復雜，需要考慮多項因素，才能確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計，必須具備規(guī)范性，結(jié)合房屋建筑的需求，強化結(jié)構(gòu)設計，以此來發(fā)揮鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)勢，進而保障鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)在房屋工程中的質(zhì)量，提高房屋建筑的穩(wěn)定性。

一、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計的要求

房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計中，穩(wěn)定性和抗震性屬于兩項重要的要求，其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中起到規(guī)范和約束的作用。重點分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計的要求，如下：

1、穩(wěn)定性要求

房屋建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應達到標準的穩(wěn)定性，由此才能保護房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性。不同類型的房屋建筑，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計的方式也不相同，規(guī)范設計類型和方式，確保房屋鋼筋混凝土達到穩(wěn)定的狀態(tài)，不論是結(jié)構(gòu)的硬度，還是強度，都應符合房屋建筑工程的穩(wěn)定性要求，進而滿足房屋建筑的設計需求，體現(xiàn)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設計，保障各種類型的房屋建筑都具備穩(wěn)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提高房屋建筑的安全性能。

2、抗震性要求

為降低房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的損失，不僅要保障結(jié)構(gòu)設計的穩(wěn)定性、強度等，還要保障結(jié)構(gòu)設計的抗震性。地震對房屋建筑的破壞性非常大，屬于現(xiàn)代房屋建設中比較關(guān)注的一類影響因素，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中需明確抗震性標準，針對結(jié)構(gòu)設計提出抗震性要求，完善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，保護房屋建筑的結(jié)構(gòu)安全，防護地震風險。

二、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑中占有很大的比重，此類建筑結(jié)構(gòu)的影響比較大，決定房屋建筑的質(zhì)量。根據(jù)房屋建筑的需求，分析鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計，如下：

1、地基和基礎設計

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，地基和基礎兩個部分，屬于比較重要的設計內(nèi)容。地基和基礎應該具備規(guī)范的設計，因為我國地質(zhì)土層的結(jié)構(gòu)較為繁瑣，面對復雜的地基、基礎環(huán)境，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計必須達到相應的規(guī)范標準，所以地基和基礎設計時，需要遵循國家標準，按照國家標準中的政策要求，監(jiān)督地基和基礎設計[1]。房屋建筑中非常重視鋼筋混凝土的地基和基礎設計，致力于通過標準、規(guī)范的設計方法，強化整個結(jié)構(gòu)設計的過程。

2、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設計

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，分布在房屋建筑的多個方面，由于房屋建筑的構(gòu)造復雜，因此諸多鋼筋混凝土的構(gòu)造設計難度較高。以某高層房屋建筑為例，分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造設計。該房屋工程比較注重框架部分的結(jié)構(gòu)設計，確保框架處的鋼筋混凝土符合結(jié)構(gòu)構(gòu)造的需求。該房屋所用的框架結(jié)構(gòu)是大跨度類型，尤其是樓梯部分，受到樓梯結(jié)構(gòu)的影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計面臨構(gòu)造風險，樓梯框架中出現(xiàn)多項短柱，無法保障框架的穩(wěn)定性。該房屋工程在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中，提出幾項設計規(guī)范，如：（1）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)長度設計過度時，構(gòu)造中可以不采取留縫處理，避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中潛在裂縫風險；（2）為保障結(jié)構(gòu)構(gòu)造的穩(wěn)定，雙向配筋需緊密分布，間距控制在150mm以內(nèi)；（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造中的屋面設計，應采取后澆帶的方式，提高鋼筋混凝土的穩(wěn)定性。

3、加固設計

房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中的加固設計，可以分為碳纖維加固和預應力加固兩種設計方式[2]。分析如：（1）碳纖維加固設計，利用碳纖維材料，完成鋼筋混凝土的加固設計，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中片材的延長部分，需要通過壓條控制，可以在垂直方向設置壓力，在片材延長部分均勻設計壓條，如果不能達到加固的標準，可以設計機械錨固的方式輔助加固，碳纖維加固設計的強度較高，能夠改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力情況，但是碳纖維加固設計需要排除溫度的影響，必須在專業(yè)防護的支持下，才能發(fā)揮碳纖維加固的優(yōu)勢；（2）預應力加固，此類加固方式在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過控制內(nèi)力、卸載等方式實現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固，是一種性能較高的加固技術(shù)，一般房屋建筑中的重型、大跨度類型，使用預應力加固較為頻繁，消除建筑結(jié)構(gòu)中多余的應力，改善鋼筋混凝土的加固方式。

三、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設計

抗震設計是房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計的重點項目，隨著高層、超高層建筑的建設發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須達到科學的抗震設計，由此才能體現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的價值，強化房屋建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的抗震設計，如下：

1、延性設計

房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計，主要是提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震破壞中的承載力，保持地震狀態(tài)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。地震能夠加速鋼筋混凝土的塑性變化，建筑結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生變形[3]。根據(jù)房屋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的此類特點，規(guī)劃房屋鋼筋混凝土遭遇地震破壞比較大的點，在此范圍內(nèi)按照延性框架設計的標準進行規(guī)劃，先要設計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱點，確保其達到穩(wěn)定后，再設計整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載，其中延性設計中的框架結(jié)構(gòu)，具備很高的承載水平，有利于提升房屋建筑的強度，降低地震的破壞性。鋼筋混凝土的延性設計中，最大程度的防止變形，優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)性能。

2、柱、梁設計

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中的柱、梁設計，與房屋抗震的關(guān)系非常密切，有利于提升抗震水平。房屋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中，應該適度提高房柱的承載水平，支撐房梁結(jié)構(gòu)。當房屋建筑遭遇地震破壞時，房梁的破壞較為明顯，通過抗震結(jié)構(gòu)設計，能夠提高鋼筋混凝土柱、梁的抗震水平，維持穩(wěn)定的柱、梁結(jié)構(gòu)。當房屋建筑受到地震破壞時，房梁表現(xiàn)出塑性變化，如果此時非線性位置過大，則會轉(zhuǎn)化為塑性狀態(tài)，而房柱在房梁的作用下，塑性變化出現(xiàn)的較晚，當其同樣處于最大值的狀態(tài)時，塑性變化降低，確保鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)處于相對平穩(wěn)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，加強房屋建筑的抗震力度。

3、剪刀墻設計

剪力墻是鋼筋混凝土抗震設計的重點，尤其是短肢剪力墻。房屋建筑的抗震級別達到6、7級時，短肢剪力墻的應用最為頻繁，短肢剪力墻對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計的要求比較高，主要是由于剪力墻數(shù)量增多，抗震性能必須達到一定的標準，所以剪力墻設計的受力方向上，需保障同規(guī)模的抗震與承載[4]。剪力墻設計中，比較重要的一點是控制傾覆力矩，必須占到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的38%-51%，防止受力過度。短肢剪力墻的傾覆力矩設計，可以結(jié)合同側(cè)的受力關(guān)系，根據(jù)剪力墻的面積比例，設計傾覆力矩，提升剪力墻設計的準確度。

結(jié)束語：

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計與整個房屋建筑存在直接的關(guān)系，決定了業(yè)主的利益以及房屋建筑的社會效益，應加強鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設計，保障結(jié)構(gòu)設計的準確度，促使其在房屋建筑中能夠發(fā)揮可靠性的優(yōu)勢。房屋鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設計，應遵循穩(wěn)定、安全的原則，綜合考慮影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計的各項因素，利用科學的設計方式，保障房屋建筑的質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 金韓彪.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設計[J].江西建材，2014，21：40.

[2] 劉軍.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)分析[J].江西建材，2014，22：47+46.

[3] 宋士忠.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計中的關(guān)鍵點分析[J].河南建材，2014，02：97-98.

[4] 劉偉權(quán).試論房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，15：173-174.