鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的淺析

史鷹

（陜西省西安市　710075）

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的淺析

史鷹

（陜西省西安市710075）

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼筋混凝土設(shè)計很復(fù)雜，因此為保證施工順利進行，確保房屋建筑質(zhì)量和房屋建筑使用壽命，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計還有待我們進一步進行研究和分析。本文寫于2015年1月，作者史鷹在中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司建筑設(shè)計院擔(dān)任結(jié)構(gòu)專業(yè)項目負責(zé)人。

鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)；選型；構(gòu)造

1　鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)實際上指的是用配有鋼筋增強的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。主要有薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等。具有堅固、耐久、防火性能好以及比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材，成本較低的優(yōu)點。在設(shè)計鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)時要注意結(jié)合施工地點以及施工的相關(guān)要求，不能照搬理論，結(jié)構(gòu)設(shè)計好壞直接關(guān)系到房屋建筑質(zhì)量和使用壽命長短。

2　鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

相對于建筑工程中所有工作來說，鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是個核心環(huán)節(jié)，對建筑進度和質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響。在此對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求進行簡要闡述。

2.1穩(wěn)定性

建筑工程中很多工作都有固定規(guī)范，但因施工人員不同和施工技術(shù)的差別，各個種類的建筑工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮的重點也不一樣，但在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中無論采用何種施工方法、何種材料，必須滿足穩(wěn)定性需求。穩(wěn)定性是鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計硬性要求。①無論是大型建筑還是小型建筑，都需鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來穩(wěn)固架構(gòu)，以便在施工或配比材料時得到理想效果。②穩(wěn)定性對其使用人群來說具有很大影響。如某一棟大廈在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性方面出現(xiàn)問題，無論多小，都有可能帶來巨大安全隱患。因此所有設(shè)計要點，都要以穩(wěn)定性為標準。

2.2抗震性

隨著人類對自然開發(fā)力度不斷加大，發(fā)生自然災(zāi)害頻率也在變快。從最近幾年統(tǒng)計數(shù)據(jù)和資料來看，地震成為社會關(guān)注焦點。雖國家相關(guān)部門和機構(gòu)正在加強抗震和預(yù)震工作，但效果依然不理想。地震具有不可預(yù)測性，突發(fā)情況較多，產(chǎn)生破壞力大，波及范圍廣，對經(jīng)濟、財產(chǎn)和人身安全造成難以估量損失。在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須加強抗震性能。汶川地震和雅安地震已對國民敲醒了警鐘，我們必須提高建筑物抗震性，以保障建筑的使用安全和人民生命財產(chǎn)安全。

3　鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點

3.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計

無論是樓房還是別墅，地基都是最重要的。建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土設(shè)計中最關(guān)鍵、最重要的是地基與基礎(chǔ)設(shè)計。在現(xiàn)在地基施工中大多數(shù)施工人員都是按照相關(guān)規(guī)范進行日復(fù)一日的機械性施工，無論施工地點怎么變，從南方變到北方，還是從天南變到海北，施工方法一成不變，如此一來打下的地基質(zhì)量肯定不夠好，質(zhì)量也不一定過關(guān)。我國疆土遼闊，氣溫、水量、地質(zhì)各不相同，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計鋼筋混凝土?xí)r，一定要因地制宜，具體問題具體分析，根據(jù)擬建地點具體情況進行仔細調(diào)查和分析，掌握基本情況后，再進行設(shè)計和施工。

3.2構(gòu)造措施要加強

（1）對框架結(jié)構(gòu)，處于樓梯間的框架柱，因樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯間的柱可能是短柱，應(yīng)對柱箍筋全長加密。在高樓大廈的建筑中樓梯梁等環(huán)節(jié)都屬于細節(jié)，也易被忽略，如能按照上述方式對其進行構(gòu)造設(shè)計，不僅能提高工程質(zhì)量和進度，對行業(yè)發(fā)展也非常有益。

（2）對框架結(jié)構(gòu)長度略超過規(guī)范限值，建筑功能需不允許留縫時，建議采用補償混凝土澆筑。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在框架方面，除要強化外，還要考慮如何應(yīng)對突發(fā)狀況，如突然發(fā)生自然災(zāi)害，一定要保證框架具有較強承受力，而不是瞬間垮塌。

3.3傳力路線設(shè)計要簡單

在設(shè)計結(jié)構(gòu)時結(jié)構(gòu)傳力路線越短，越直接，結(jié)構(gòu)工作效能越高，耗費建材也越少。所以筆者建議平面、立面都要簡單。但需加以注意的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，實際設(shè)計中要考慮滿足《抗震規(guī)范》指出的當?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時，不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋或荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進行地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗算。

3.4結(jié)構(gòu)選型要合理

在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)選型上，應(yīng)注意以下幾點：

3.4.1結(jié)構(gòu)體系選擇

眾所周知，一般高層結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)及二者的組合框-剪結(jié)構(gòu)。較高的高層建筑通常采用筒體結(jié)構(gòu)，例如筒中筒結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)等，還有帶加強層及鋼臂、連體結(jié)構(gòu)等多種較為復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)。究竟選用哪種結(jié)構(gòu)體系，要據(jù)房屋高度、高寬比、使用要求及抗震設(shè)防烈度，結(jié)合當?shù)亟Y(jié)構(gòu)材料、施工條件和經(jīng)濟分析等因素綜合判斷，選擇最適合結(jié)構(gòu)體系。

3.4.2結(jié)構(gòu)超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)總高度都有嚴格限制，尤其是新規(guī)范中針對以前超高問題，除將原來限制高度設(shè)定為A級高度建筑外，增加B級高度建筑。因此，對結(jié)構(gòu)該項控制因素應(yīng)嚴格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑或超過B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大變化，有的還要經(jīng)過超限專項審查。在實際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設(shè)計或需專家論證等情況，對工程工期、造價等影響很大。

3.4.3嵌固端設(shè)置的合理性

通常高層建筑下設(shè)置了地下室，而嵌固端通常放在地下室頂板，但人們在設(shè)計時常忽略了嵌固端樓板設(shè)計，及上下層剛度比等問題?？拐鹨?guī)范明確規(guī)定，嵌固端必須保證與抗震等級一致，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計上做相應(yīng)調(diào)整，同時也要注意抗震縫與嵌固端位置協(xié)調(diào)特點。此外，在進行結(jié)構(gòu)整體計算時，嵌固端跟其它各層，尤其是上下層相互影響關(guān)系必須包含在內(nèi)。

3.4.4盡量控制短肢剪力墻運用

現(xiàn)行規(guī)范對短肢剪力墻在高層設(shè)計中應(yīng)用給出相當多的限制條件，這些條件都是經(jīng)過理論分析與實踐證明，在考慮抗震設(shè)防高層建筑中是必需的，而短肢剪力墻因限制條件較嚴格，所以經(jīng)濟性能較差。因此高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量少用或者不用短肢剪力墻，求得較好安全性。

3.5碳纖維加固法應(yīng)用

在碳纖維片材延伸長度范圍內(nèi)應(yīng)通長設(shè)置垂直于受力碳纖維方向壓條。壓條宜在延伸錨固長度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長度端部必須設(shè)置一道。每道壓條寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度1/2，壓條厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度1/2。

碳纖維加固法是一種混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，通過將高強度碳纖維織物或預(yù)成型板材通過改性環(huán)氧樹脂粘貼于被加固構(gòu)件表面達到改善結(jié)構(gòu)受力性能目的。但缺點是對環(huán)境溫度有限制，且需做專門防護和處理。若防護不當，易遭受火災(zāi)和人為破壞。

4　結(jié)語

綜上，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼筋混凝土設(shè)計在整個建筑施工過程中占有重要地位。同樣也是一項復(fù)雜設(shè)計工作，更需要要求相關(guān)研究人員提高自身設(shè)計水平，進一步研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，使得該項設(shè)計技術(shù)應(yīng)用更有利于房屋建設(shè)，更能鞏固房屋建筑的安全與使用壽命。

[1]郭勁.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的幾點探討[J].建筑安全，2009（09）.

[2]宋金蘭，羅偉達.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意問題探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（11）.

TU318

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