鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用研究

劉東

摘 要：隨著科學技術的進步，建筑行業(yè)也迎來了飛速發(fā)展，人們對于工程建筑設計的要求也越來越高。建筑結(jié)構(gòu)設計需要兼顧安全與美觀，鋼筋混凝土具有較強的可塑性與延展性，它能夠很好的滿足現(xiàn)代建筑設計的要求。本文將探析鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用。以期促進我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

關鍵詞：鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)設計；建筑材料

前言

建筑行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展對于我國經(jīng)濟水平的提高有著極其重大的影響?，F(xiàn)代城市居民對于建筑結(jié)構(gòu)有極高的要求，傳統(tǒng)的建筑材料以無法滿足現(xiàn)代建筑的需求，利用混凝土構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)，可以有效的提升建筑性能，更能保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關內(nèi)容綜述

（一）概念

鋼筋混凝土在工程方面被統(tǒng)稱為鋼筋砼，它是一種在混凝土中加入鋼筋的結(jié)構(gòu)，能夠有效的改善混凝土的力學性能，滿足現(xiàn)代建筑的組合需要。在混凝土與鋼筋的共同作用下，建筑結(jié)構(gòu)會呈現(xiàn)出更強的抗壓與延伸性能，該結(jié)構(gòu)尤其適用于防火建筑，且其價值要遠遠高于鋼結(jié)構(gòu)，因此在現(xiàn)實生活中的應用十分廣泛。

（二）原理

混凝土結(jié)構(gòu)本身具有很強的抗壓性能，但其抗拉性能較差，因此，在混凝土中加入鋼筋可以有效的提升整個結(jié)構(gòu)的抗拉性。鋼筋與混凝土有著相似的線膨脹系數(shù)，它們并不會因為環(huán)境的差異而產(chǎn)過大的張力，且兩者都有著很好的粘結(jié)力，因此，在建筑工程中可以很好的實現(xiàn)共同工作。此外，鋼筋混凝土還具有結(jié)構(gòu)強度大、工程造價低等諸多優(yōu)勢[1]。

（三）特點

1.安全性

我國國土面積廣闊，地勢條件復雜，因此，建筑結(jié)構(gòu)需要有良好的穩(wěn)定性與抗震性。鋼筋混凝土不僅能夠承受正常負載以及沉降等壓力，在遇到強烈震蕩與撞擊時，還能夠有效的保證建筑整體的穩(wěn)定性，從而減小了地震等自然災害造成的損失，為居民的人身安全作出了有力的保障。

2.實用性

鋼筋混凝土具有十分優(yōu)越的性能，它能夠?qū)⒆冃闻c斷裂都控制在合理范圍內(nèi)，且施工方便，極大的滿足了現(xiàn)代建筑的使用需求。

3.持久性

持久性與穩(wěn)定性是相對的概念，鋼筋混凝土在正常狀態(tài)下具有很強的持久性以及抗腐蝕性，與傳統(tǒng)的建筑材料相比，鋼筋混凝土的持久性有了很大的提升。

二、鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設計中的有效應用

（一）設計要求

鋼筋混凝土的設計需采取因地制宜的原則，相關人員應當結(jié)合建筑地所擁有的材料進行合理設計，例如抗震要求、高度限制、地理環(huán)境等。此外，由于鋼筋混凝土在實際設計過程中很可能與整體設計內(nèi)容相沖突，因此，設計者應當對兩種設計方案進行綜合考慮，使建筑既結(jié)實，又不失美觀。結(jié)構(gòu)設計最主要的就是考慮建筑的安全性與穩(wěn)定性，尤其對于我國而言，提高抗震性尤為關鍵，設計人員應當對結(jié)構(gòu)的尺寸比例進行合理劃分，精確的分析橫向與豎向荷載等因素，保證建筑結(jié)構(gòu)所承受的應力始終控制在合理范圍內(nèi)。

（二）結(jié)構(gòu)選擇

針對不同建筑地形與地方風俗習慣等，應當結(jié)合不同的設計理念，設計者在進行設計前，需要對當?shù)氐娘L土人情與地質(zhì)情況進行充分的調(diào)查，根據(jù)結(jié)構(gòu)的抗震與設防等級進行設計。我國高層建筑中最常用的是剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有極強的抗震性，且施工周期短、造價低，隔音效果良好，因此，廣受高層建筑設計的青睞，雖然剪力墻結(jié)構(gòu)下的房間開間較小，但這并不影響整個結(jié)構(gòu)在建筑中起到的作用。

（三）剛度處理

隨著城市化進程的不斷加劇，城市用地面積緊張也成為了城市建設所面臨的重要問題。為了充分的利用有限的土地資源，建筑逐漸向著縱向領域發(fā)展，各種超高形建筑拔地而起，成為現(xiàn)代城市一道新的風景線。隨著高度的不斷增加，建筑對于整體剛性的要求也越來越大，此時就需要設計人員對建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移性進行有效的控制。建筑物的豎向荷載對結(jié)構(gòu)的抗震性起到?jīng)Q定性作用，因此，設計人員在結(jié)構(gòu)設計的過程中，應當考慮是否提高結(jié)構(gòu)剛性與延性等問題，目前，我國大部分建筑都采用剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的墻壁較厚，很可能會占用到公共空間，造成材料浪費，因此，在滿足設計要求的前提下，應當適當?shù)膶Y(jié)構(gòu)進行調(diào)節(jié)，使工程造價降到最低。

（四）加固方法的有效運用

加固法是鋼筋混凝土建筑中普遍使用的一種方法，常見的加固方法主要有以下幾種：

1.碳纖維加固法

該方法采用環(huán)氧樹脂膠黏劑將具有極強抗拉性的碳纖維粘貼到建筑結(jié)構(gòu)上，形成一層保護殼，有效的提升結(jié)構(gòu)的抗拉性能。碳纖維加固法的加固效果極好，但卻對建筑空間的使用有極高的要求，一旦維護不當就會招致火災，影響到建筑的安全性能。此外，這種材料的使用環(huán)境也十分有限，因此在現(xiàn)實生活中的應用并不廣泛。

2.預應力加固法

預應力加固法，顧名思義就是充分利用預應力的作用，強制性加固后加拉桿或撐桿受力，以提高建筑結(jié)構(gòu)的強度。與碳纖維加固法不同的是，這種方法改變了混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有效的避免了混凝土應力不足問題。該方法在大跨度混凝土建筑施工中的應用較廣泛[2]。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在滿足了建筑強度要求后，還需要綜合考慮工程造價、節(jié)約成本、企業(yè)自身發(fā)展需求以及國家可持續(xù)發(fā)展要求等問題，我國對混凝土使用技術相對純熟，針對不同建筑要求可以采取不同材料組合，混合制成不同強度等級的混凝土。例如梁與柱等結(jié)構(gòu)的設計應當遵循強柱弱梁的原則，在梁與柱的節(jié)點處，柱采用的混凝土等級往往要高于梁。

在施工過程中，施工人員必須按照設計圖紙的要求進行，對建筑質(zhì)量進行嚴格把控，每完成一道工序都要進行全面的檢查，直到解決該環(huán)節(jié)的所有問題后才能進入到下階段的施工。尤其對于梁、柱這種結(jié)構(gòu)的固定也要采取統(tǒng)一辦法，采用鋼絲網(wǎng)或小板固定。澆筑順序也要按照先接頭后梁板的順序，充分考慮建筑的實際情況，選擇最為合適的建筑方法，以提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

結(jié)語：綜上所述，鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用十分廣泛，雖然素混凝土的結(jié)構(gòu)存在諸多不足，但與其他材料進行混合使用能夠有效的彌補這些缺陷，在施工前，應當對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行細致規(guī)劃，提高建筑的結(jié)構(gòu)強度，促進建筑工程的快速發(fā)展。

參考文獻

[1]梁兵兵.從建筑結(jié)構(gòu)設計談混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題[J].建材與裝飾，2017，（17）：96-97.

[2]秦珊.高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設計[J].綠色環(huán)保建材，2017，（04）：59.

（作者單位：哈爾濱工業(yè)大學建筑設計研究院）