鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中存在的問題及對策

文/李發(fā)洋 中鐵二院（成都）建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司 四川成都 610031

雖然近年來我國鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得了較為不俗的發(fā)展成果，但由于鋼筋混凝土房屋的不可逆性，因設(shè)計(jì)問題引發(fā)的鋼筋混凝土房屋質(zhì)量問題仍大量存在于我國建筑業(yè)，而為了從根本上解決這類問題，正是本文圍繞鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中存在問題及對策開展具體研究的原因所在。

1、常見的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)問題

1.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

鋼筋混凝土房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括地下室底板、防水、外墻配筋、獨(dú)立基礎(chǔ)，而這些環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)均較為容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，具體問題如下所示：（1）地下室底板。不注重地下室樓板承載能力屬于較為常見的設(shè)計(jì)問題，如具體設(shè)計(jì)中地下室底板實(shí)際承載力與設(shè)計(jì)承載能力存在20%誤差，鋼筋混凝土房屋便很容易出現(xiàn)沉降問題。（2）防水。鋼筋混凝土房屋的柱下承臺、緩坡、陰陽角相關(guān)設(shè)計(jì)與防水工序施工存在直接聯(lián)系，如設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中未考慮自然因素影響，房屋的防水性能很容易出現(xiàn)問題。（3）鋼筋配筋。忽視鋼筋結(jié)構(gòu)影響因素情況在鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為常見，梁柱鋼筋、雙向板屬于較為容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)紕漏的環(huán)節(jié)，由此引發(fā)的誤差必須得到關(guān)注。（4）獨(dú)立基礎(chǔ)。天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)屬于最為常見的鋼筋混凝土房屋獨(dú)立基礎(chǔ)，但設(shè)計(jì)中坡度規(guī)劃的不當(dāng)很容易引發(fā)問題，施工效率降低、施工質(zhì)量不理想情況很容易因此出現(xiàn)[1]。

1.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

鋼筋混凝土房屋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括挑梁與墻體、梁柱強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、剪力墻等，這類設(shè)計(jì)存在的問題如下所示：（1）挑梁與墻體。設(shè)計(jì)引發(fā)的房屋結(jié)構(gòu)受力不均勻、局部受力均屬于挑梁與墻體設(shè)計(jì)不當(dāng)引發(fā)的問題，挑梁變形、墻體外閃情況很容易因此出現(xiàn)。（2）梁柱強(qiáng)度?！皬?qiáng)柱強(qiáng)梁”情況廣泛存在于我國鋼筋混凝土房屋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由此引發(fā)的結(jié)構(gòu)硬性破壞將直接影響鋼筋混凝土房屋的正常使用，房屋的抗震性能也將無法滿足國家規(guī)范需要。（3）鋼筋保護(hù)層厚度。如設(shè)計(jì)中出現(xiàn)鋼筋保護(hù)層厚度取值過小問題，鋼筋的性能、使用壽命將受到直接影響，這類影響的應(yīng)對必須得到高度關(guān)注。（4）剪力墻。剪力墻剛度偏大、布置不均勻同樣屬于常見的房屋設(shè)計(jì)問題，應(yīng)力破壞問題很容易因此出現(xiàn)。

2、解決鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)問題的策略建議

2.1 針對性設(shè)計(jì)措施

結(jié)合上文設(shè)計(jì)問題，本文總結(jié)了如下問題應(yīng)對措施建議：（1）地下室底板設(shè)計(jì)。保證設(shè)計(jì)精度，同時(shí)在地下板與持力層之間布置褥墊開展施工，應(yīng)力引發(fā)的房屋問題將得以最大化消除。（2）防水設(shè)計(jì)。需關(guān)注房屋雨季、旱季不同防水需求，并有針對性改變柱下承臺形式基礎(chǔ)，施工難度降低、防水性能提升將獲得有力支持。（3）外墻配筋設(shè)計(jì)。需統(tǒng)一計(jì)算方法并結(jié)合實(shí)際情況開展設(shè)計(jì)，底部固結(jié)、頂部鉸接計(jì)算模型的明確屬于設(shè)計(jì)關(guān)鍵。（4）獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。采用1:1比例進(jìn)行坡度規(guī)劃、采用階梯型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法均可有效解決獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題。（5）挑梁與墻體設(shè)計(jì)。跳梁端頭設(shè)計(jì)中添加構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)即可有效解決相關(guān)設(shè)計(jì)問題，這里的構(gòu)造柱實(shí)質(zhì)上是在挑梁附件添加一條梁柱（連接每層挑梁）。（6）梁柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)。需開展“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)，同時(shí)開展針對性的抗震設(shè)計(jì)，具體抗震設(shè)計(jì)將于下文進(jìn)行詳細(xì)介紹。（7）鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)。需結(jié)合新版標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定開展設(shè)計(jì)，以此保證鋼筋混凝土保護(hù)層厚度大于42mm（從墊層頂面算起）。（8）剪力墻設(shè)計(jì)。需關(guān)注第一級別剪力墻剛度設(shè)計(jì)，并保證總肢數(shù)在5以上、單肢剛度控制在4.5以下，整體框架結(jié)構(gòu)也必須納入剪力墻設(shè)計(jì)考量范疇[2]。

2.2 引入BIM技術(shù)

為提升鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)科學(xué)性，BIM技術(shù)的引入應(yīng)得到關(guān)注，在BIM技術(shù)的支持下，模型可視化、設(shè)計(jì)參數(shù)化、協(xié)同設(shè)計(jì)均將得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用BIM技術(shù)的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)流程可描述為：“基本條件→建筑方案模型→結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)建?！Y(jié)構(gòu)計(jì)算分析→結(jié)構(gòu)專業(yè)校審→編輯組合模型→專業(yè)協(xié)調(diào)→地勘報(bào)告荷載信息→結(jié)構(gòu)計(jì)算分析→初步模型→結(jié)構(gòu)施工圖建模→生成二維施工圖→審核施工圖→交付施工模型”。相較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)，應(yīng)用BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)具備聯(lián)動(dòng)、高效、及時(shí)、協(xié)同、避免碰撞等優(yōu)勢。

2.3 關(guān)注抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)屬于鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，除上文提到的梁柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，減震措施、隔震措施的應(yīng)用理應(yīng)得到關(guān)注。例如，在某高層鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員明確了“小震不壞，中震即用，大震可修”的設(shè)計(jì)原則，并采用了水平隔震溝設(shè)置、水平隔離縫設(shè)置、開展專門構(gòu)造設(shè)計(jì)等具體抗震設(shè)計(jì)措施，設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格遵循了《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》（03SG610-1）要求。具體設(shè)計(jì)采用了600mm設(shè)備管線防碰撞寬度、高20mm的水平隔離縫（使用柔性材料填充）、外包防火板防火措施（隔震支座），由此房屋的抗震能力得到了較好保障。

結(jié)論：

綜上所述，鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)質(zhì)量會受到多方面因素影響，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的針對性設(shè)計(jì)措施、引入BIM技術(shù)、關(guān)注抗震設(shè)計(jì)等對策建議，則為高質(zhì)量鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)提供了可行性較高的路徑支持，而為了進(jìn)一步提升鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)質(zhì)量，細(xì)節(jié)問題的把握必須得到設(shè)計(jì)人員關(guān)注。