基于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論述

祖勇

[摘 要]實(shí)際上，對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定只是對(duì)限定值和建議取值提出設(shè)定，其他的則是給予相應(yīng)的概念設(shè)計(jì)范圍，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行，如果做不到這些將會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)誤差，甚至還會(huì)造成不可改變的后果。該文主要針對(duì)當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題做出了全面的分析，同時(shí)還提出了相應(yīng)的完善對(duì)策，希望能夠?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有力的參考與借鑒。

[關(guān)鍵詞]鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；規(guī)范；概念設(shè)計(jì)；問(wèn)題

中圖分類號(hào)：TU973.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）18-0220-01

1、鋼筋混凝土柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 鋼筋混凝土柱的截面設(shè)計(jì)

一般在對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要按照至下而上的順序?qū)孛娉叽邕M(jìn)行調(diào)整，通?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱按照這一順序變化比較合理，此外，還應(yīng)創(chuàng)建合理的柱模板，柱斷面變化次數(shù)不宜太多，柱斷面變小也不宜設(shè)在同一層，以節(jié)約投資，使設(shè)計(jì)更合理。除了柱截面變小與混凝土強(qiáng)度降低宜設(shè)在不同層外，而且柱截面變小劇烈。否則抗側(cè)剛度減少較多，對(duì)抗震不利。柱截面尺寸減小的間隔層數(shù)為四層，如果間隔太疏又起不到節(jié)約投資、降低造價(jià)的目的；太密會(huì)造成模板浪費(fèi)、施工不便。每次每側(cè)減小以150mm為宜，減得過(guò)多會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)豎向剛度變化異常。例如柱截面從550@550變?yōu)?50@450，柱的線剛度會(huì)減少了60%左右，對(duì)于純框架結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度就減小過(guò)多。如果柱截面變化過(guò)大時(shí)應(yīng)將柱分批在不同樓層進(jìn)行截面變小。同時(shí)鋼筋混凝土柱截面的最小尺寸應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

1.2 鋼筋混凝土柱箍筋的肢距設(shè)計(jì)

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定可以看出，在對(duì)鋼筋混凝土柱加密區(qū)的箍筋內(nèi)箍筋肢距進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證一級(jí)抗震等級(jí)不能超出二十厘米，二三級(jí)抗震等級(jí)則不能超出二十五厘米，同時(shí)保證箍筋直徑在二十倍中的較大值；四級(jí)抗震等級(jí)不宜大于三十厘米。按一般的理解，箍筋肢距應(yīng)為每肢箍筋的水平距離。本文作者對(duì)箍筋肢距的解釋為鋼筋混凝土柱縱向鋼筋的箍筋拉接點(diǎn)的距離，這樣不僅可以順利對(duì)柱鋼筋的拉接還便于施工的要求。而不少設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)將箍筋肢距一律按均勻分布且小于二十厘米，導(dǎo)致混凝土澆搗困難，必須使用導(dǎo)管，將混凝土引導(dǎo)到根部，是不能讓其從高處直接墜落的，然后逐漸向上澆灌。如果箍筋肢距過(guò)小，將無(wú)法使用導(dǎo)管。

2、關(guān)于梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

梁的截面高度是由撓度與配筋控制其下限值，由裂縫允許值控制上限值。設(shè)計(jì)中很多人取較大的梁截面以保證撓度滿足要求。但大截面低配筋率梁對(duì)抗裂并不利，經(jīng)過(guò)適當(dāng)配筋調(diào)整，裂縫寬度能勉強(qiáng)地滿足要求，其計(jì)算裂縫寬度很小，然而這種梁出現(xiàn)裂縫的可能性較大。

2.1 鋼筋混凝土梁側(cè)的縱向鋼筋設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題

根據(jù)相關(guān)要求我們可以發(fā)現(xiàn)，梁腹板的高度大于45cm時(shí)，梁的兩個(gè)側(cè)面設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足縱向構(gòu)造要求，縱向構(gòu)造鋼筋之間的距離需要保持在20cm以內(nèi)，每一側(cè)的截面面積應(yīng)該大于或等于腹板界面的0.1%，鋼筋混凝土梁側(cè)縱向鋼筋的直徑一般為十五厘米左右。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，常會(huì)遇到鋼筋混凝土梁側(cè)抗扭縱筋很大，對(duì)上述情況應(yīng)在計(jì)算上做合理的調(diào)整，由于電算設(shè)計(jì)時(shí)候的抗扭縱筋面積較大。對(duì)跨度較大的鋼筋混凝土次梁支承于主梁上時(shí)，鋼筋混凝土次梁的支承端會(huì)對(duì)主梁產(chǎn)生較大的扭矩，在電算程序中鋼筋混凝土次梁的端支座為絞接造成的。目前電算程序在結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算時(shí)尚未考慮現(xiàn)澆樓板對(duì)鋼筋混凝土梁扭轉(zhuǎn)影響，必須需要人為地給程序一個(gè)梁扭矩折減系數(shù)，合理選擇鋼筋混凝土梁扭矩折減系數(shù)是必要的。調(diào)整后計(jì)算出來(lái)的鋼筋混凝土梁的抗扭縱筋面積會(huì)很大，必須保證箍筋的配筋率滿足規(guī)范的規(guī)定。

2.2 針對(duì)強(qiáng)柱弱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

強(qiáng)柱弱梁的概念最早是在抗震設(shè)計(jì)中提出的，鋼筋混凝土柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系著整個(gè)建筑物的安全性能，因此我們需要減少鋼筋混凝土梁的破壞。強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)理念一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去。嚴(yán)格控制鋼筋混凝土柱軸壓比，筆者認(rèn)為軸壓比不宜過(guò)大，且我們對(duì)柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)應(yīng)分部位處理，建議適當(dāng)加強(qiáng)角柱、邊柱的配筋，所有鋼筋混凝土柱建議縱筋均不宜小于20mm，同時(shí)應(yīng)該全柱通長(zhǎng)加密箍筋，且配箍率滿足規(guī)范要求，矩形截面柱對(duì)稱配筋。而對(duì)梁配筋則建議應(yīng)配足梁中部筋，以使地震作用下梁鉸機(jī)制的形成，避免柱比梁先屈服，使鋼筋混凝土梁端能先形成塑性鉸，使柱端受彎承載力比梁端的實(shí)際受彎承載力大。

3、關(guān)于基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在整個(gè)建筑工程開(kāi)展過(guò)程中影響工程造價(jià)及施工質(zhì)量的主要因素就是地基基礎(chǔ)，這是在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)人員十分重視的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，由于地基設(shè)計(jì)的好與壞直接關(guān)系到后期設(shè)計(jì)工作的有序開(kāi)展，還可能會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的學(xué)習(xí)。避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。因此在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分重視工程當(dāng)?shù)氐囊?guī)定要求，最好能參考鄰近已建建筑物設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)、合理。如某綜合樓工程，抗震設(shè)防烈度為8度，建筑總高度100m，采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用筏板基礎(chǔ)。在利用程序計(jì)算時(shí)，主樓下的筏板板厚達(dá)到3m，配筋量大。規(guī)范基礎(chǔ)沖切計(jì)算也未考慮基礎(chǔ)底板下土的影響，在參考類似工程經(jīng)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)筏板厚度定為2.1m，使筏板厚度減少近30%。

3.1 基礎(chǔ)的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)

有關(guān)規(guī)定中提到建筑地基的擴(kuò)展基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，規(guī)范還規(guī)定基礎(chǔ)的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)二a類為C25，二b 類為C30。規(guī)定高層建筑基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30。

3.2 基礎(chǔ)的最小配筋率

墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的最小配筋率如何確定存在分歧。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定了受彎構(gòu)件的最小配筋百分率的值；而建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中規(guī)定：基礎(chǔ)底板的配筋，應(yīng)按抗彎計(jì)算確定。

4、結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)是一個(gè)工程開(kāi)展的最初環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到之后各個(gè)環(huán)節(jié)的落實(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是如此。如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中有任何的參數(shù)選擇失誤都會(huì)給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來(lái)影響，嚴(yán)重的甚至無(wú)法彌補(bǔ)。該文重點(diǎn)針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了一些建議。在今后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)總結(jié)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)、合理。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010.

[3] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2011.