鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中存在的問題及對(duì)策探討

■余佩瑜 ■浙江綠城六和建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310013

1 鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)的工程原理

鋼筋混凝土房屋具有非常明顯的不可逆性，落成之后后期修正的難度較大，因此必須要將全部的難點(diǎn)疑點(diǎn)集中在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加以妥善解決。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要是由鋼筋與混凝土按照一定的比例配合而成的，兩者共同受力，是統(tǒng)一的工程結(jié)構(gòu)，具有不可分割性。鋼筋混凝土房屋的主要承重構(gòu)件就是鋼筋與混凝土，前者具有理想的抗拉性能，后者具有高度的抗壓性能，不同材質(zhì)的結(jié)合使用，能將抗拉性能與抗壓性能融合于一體，增強(qiáng)鋼筋混凝土房屋的梁柱、剪力墻、樓板等承載能力，產(chǎn)生良好的力學(xué)作用，是一種具有高度現(xiàn)實(shí)意義的房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

2 鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中存在的問題與對(duì)策分析

2．1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面

2．1．1 地下室底板

由于土地資源的緊張，業(yè)主為了最大限度地利用有限的土地資源，在進(jìn)行鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，往往會(huì)選擇加筑地下室，以擴(kuò)充可使用的空間。對(duì)于存在地下室的鋼筋混凝土房屋而言，如果在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中不注重地下室樓板的承載能力，很有可能會(huì)造成建筑物發(fā)生沉降或者是傾斜的問題，增加安全隱患。當(dāng)?shù)叵率覙前逶O(shè)計(jì)承載力與實(shí)際承載力誤差大于20%的時(shí)候，混凝土底板就會(huì)出現(xiàn)裂縫，裂縫持續(xù)擴(kuò)大，危及房屋與業(yè)主的安全。為了避免因地下室底板承載力不足而造成沉降，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，可以著重在持力層與地下板之間規(guī)定要布置褥墊進(jìn)行施工，降低附加應(yīng)力的影響。

2．1．2 防水功能

鋼筋混凝土房屋的防水功能主要立足于柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)方面，受柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)的制約，整個(gè)房屋的基槽地模形狀往往會(huì)產(chǎn)生很大的變化，例如放坡、陰陽角等的位置與數(shù)量都會(huì)相應(yīng)地改變與增多，增加防水工序的施工難度。為了進(jìn)一步確保鋼筋混凝土房屋的防水性能，提高業(yè)主的居住質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員需要就柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)作出充分的調(diào)整，將自然因素納入設(shè)計(jì)考慮的范疇，如雨季與旱季的防水性能的要求，關(guān)鍵在于繪制包絡(luò)圖，參照包絡(luò)圖的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)柱下承臺(tái)的形式基礎(chǔ)作出改變，使放坡以及陰陽角的位置與數(shù)量都趨于穩(wěn)定，彰顯鋼筋混凝土房屋防水功能的規(guī)律性，降低施工難度。

2．1．3 外墻配筋

在以往的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常采用的都是底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型以及單向板的計(jì)算方式，但是卻忽略了鋼筋結(jié)構(gòu)的影響因素，如雙向板、梁柱鋼筋籠等方面，導(dǎo)致了計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在很大的誤差，無法保證外墻配筋比例的合理性與科學(xué)性。鑒于此，由于在鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)當(dāng)中，外墻配筋的計(jì)算方法多種多樣，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，筆者建議設(shè)計(jì)人員先行建立統(tǒng)一的計(jì)算方法使用制度，明確使用底部固結(jié)和頂部鉸接的計(jì)算模型以及單向板的計(jì)算方式的具體情況，縮小計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況的客觀誤差。

2．1．4 獨(dú)立基礎(chǔ)

鋼筋混凝土房屋的獨(dú)立基礎(chǔ)主要是天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)，存在明顯的基礎(chǔ)坡面，在以往的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，存在著的明顯問題就是以1∶3的比例進(jìn)行坡度規(guī)劃。而1∶3的比例由于基礎(chǔ)坡面的坡度過大，施工人員在進(jìn)行混凝土搗實(shí)的時(shí)候，施工難度非常大，施工設(shè)備上不去，只能采用人工搗實(shí)的方法，施工效率低，搗實(shí)的質(zhì)量不理想。為了克服基礎(chǔ)坡面過大的問題，可以嘗試如下兩種的設(shè)計(jì)方法:一是按照1∶1的比例進(jìn)行坡度規(guī)劃，使坡度盡量保持平緩。二是直接廢除椎體獨(dú)立地基的設(shè)計(jì)方法，建議采用階梯型基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，以保證鋼筋混凝土房屋獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2．2 上部結(jié)構(gòu)方面

2．2．1 挑梁與墻體

鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中挑梁與墻體部分的問題集中表現(xiàn)在挑梁變形與墻體外閃方面，因?yàn)殇摻罨炷练课萁Y(jié)構(gòu)的受力情況不均勻，容易出現(xiàn)局部受力過大的問題。為了避免挑梁變形與墻體外閃，設(shè)計(jì)人員可以在挑梁端頭設(shè)計(jì)的時(shí)候添加構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所謂的構(gòu)造柱，即是通過在挑梁附近加筑一條梁柱，將每層的挑梁連接在一起，避免因局部受力過大而導(dǎo)致出現(xiàn)挑梁變形與墻體外閃的問題，其中的物理原理是:將本來集中在挑梁的壓力通過構(gòu)造柱卸載到各層結(jié)構(gòu)當(dāng)中，將壓力分散，繼而消除挑梁變形與墻體外閃的問題。

2．2．2 梁柱強(qiáng)度

以往的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)工作普遍存在著“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”的問題，“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”即是立柱與橫梁的強(qiáng)度過大，對(duì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)造成硬性破壞。鑒于此，為了減輕房屋結(jié)構(gòu)的硬性破壞，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該采用“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)方法，即是立柱的強(qiáng)度系數(shù)略高于橫梁的強(qiáng)度系數(shù)，這種設(shè)計(jì)方法，主要是針對(duì)在強(qiáng)烈地震之下，將損失降到最低而產(chǎn)生的，根木目標(biāo)在于避免梁柱同時(shí)倒塌，使整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋瞬間崩潰，以保證梁先倒塌，柱后倒塌，提高鋼筋混凝土房屋的抗震性能，具體內(nèi)容可參閱《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(建標(biāo)［20063 77號(hào)］)。

2．2．3 鋼筋保護(hù)層厚度

鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度一直存在著取值過小的問題，舊版03G101標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定的混凝土保護(hù)層是從縱筋的最外皮到混凝土邊緣的距離，而新版11G101標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定的混凝土保護(hù)層則是從箍筋的最外皮到混凝土邊緣的距離，由于測(cè)量的具體位置發(fā)生了較大的變化，因此保護(hù)層的具體數(shù)值也要作出相應(yīng)的調(diào)整，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度從墊層頂面算起應(yīng)大于42mm，對(duì)梁類構(gòu)件為-7—+10mm;對(duì)板類構(gòu)件為-5—+8mm，其中的合理誤差在(1．00±0．85)之間。

2．2．4 剪力墻

目前，鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中剪力墻部分普遍存在的問題就是單肢剛度偏大，并且布置非常不均勻，為梁板等構(gòu)件的設(shè)計(jì)帶來負(fù)面的影響，剪力墻單肢剛度偏大所造成的直接結(jié)果就是容易發(fā)生應(yīng)力破壞。鑒于此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行第一級(jí)別剛度的剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，將其單肢剛度控制在4．5以上，同時(shí)總肢數(shù)應(yīng)當(dāng)在5以上，依照整體的框架結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)剪力墻。

3 結(jié)束語

綜上所述，鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中存在的問題主要集中于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)關(guān)注地下室底板、外墻配筋、挑梁與墻體、剪力墻等部分，處理好細(xì)節(jié)問題，以提高鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

［1］李一民．鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問題與改進(jìn)措施［J］．科技資訊，2012，10:172．

［2］錢啟軍．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題探討［J］．工業(yè)設(shè)計(jì)，2012，02:106．

［3］崔鵬．鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中有關(guān)結(jié)構(gòu)分析的若干問題探討［J］．黑龍江科技信息，2014，17:167．