鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析及對(duì)策

李超

1 引言

隨著建筑物需求量不斷加大，特別是對(duì)于住宅建筑的需求愈加迫切，鋼筋混凝土以其優(yōu)越的性能，在城市建造中得到越來(lái)越廣泛的使用，它的優(yōu)越性不僅體現(xiàn)在原材料上，更重要的是還體現(xiàn)于其施工工藝，設(shè)計(jì)方式和制備方式等方面上，但是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，仍然存在著一些問(wèn)題，容易造成質(zhì)量上的缺陷，所以，作為相關(guān)的設(shè)計(jì)人士，必須要找到會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響的原因，加以解決，使工程質(zhì)量有所保障，也可以縮減工期，降低成本，加大收益。

2 鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里存在的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

2.1.1 地下室底板

地下室底板在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要注意柱下帶梁板式的獨(dú)立基礎(chǔ)方面的問(wèn)題，因?yàn)橛性S多真實(shí)例子表明，建筑物由于沉降問(wèn)題時(shí)常會(huì)致使附加應(yīng)力發(fā)生變化，究根結(jié)底是因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)所承受到的壓力致使柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和整個(gè)的地下室底板都發(fā)生了沉降變形，如果不能重視到這種情形里面存在的附加應(yīng)力，那么整個(gè)的地下室底板都將有可能發(fā)生危險(xiǎn)，如果地板的極限承受壓力不夠大，將會(huì)使底板在壓力下產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，而這種危險(xiǎn)發(fā)生的幾率在天然地基的施工過(guò)程中會(huì)更高。

2.1.2 地下室底板和外墻內(nèi)的配筋

由于地下室的作用是增強(qiáng)建筑物本身的穩(wěn)定性、提高建筑物的地基承載能力并使地震破壞的程度得到削減，所以地下室結(jié)構(gòu)被設(shè)置在多數(shù)建筑工程之中，可是在進(jìn)行設(shè)計(jì)地下室的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員總會(huì)將竣工之后樓梯將會(huì)產(chǎn)生的沉現(xiàn)象忽略掉，以此地下室可能會(huì)受到附加應(yīng)力的影響，使得地下室底板因其承載能力不達(dá)標(biāo)而產(chǎn)生開(kāi)裂，特別是天然地基，此類(lèi)現(xiàn)象更加明顯，此外，在進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)，也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)際情況與計(jì)算結(jié)果不符的問(wèn)題，最后使得外墻的豎向受力筋過(guò)少而水平分布筋數(shù)量偏多，此外扶壁柱的配筋也會(huì)不足。

2.1.3 天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)

在設(shè)計(jì)天然地基中的獨(dú)立基礎(chǔ)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)一些非常不合理的設(shè)計(jì)，采用了錐體形式，其斜面坡度會(huì)大于1：3，這使得錐體中有一部分混凝土不易被振搗密實(shí)，所以只好在現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)候運(yùn)用人工振搗拍打的方法，可是經(jīng)過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)處理的混凝土不能達(dá)到要求的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

2.1.4 地下水位的影響

進(jìn)行地下室設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮整體結(jié)構(gòu)可能受水位的影響，要針對(duì)此制定相應(yīng)的策略，地下水位可能會(huì)直接對(duì)建筑工程的施工成本和后期的施工產(chǎn)生影響。

2.2 上部結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)問(wèn)題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，上部結(jié)構(gòu)比下部結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)理論較成熟，所存在的問(wèn)題很少，但是通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，上部結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題：

2.2.1 框架-剪力墻和其連梁

在對(duì)框架-剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，常常會(huì)出現(xiàn)剪力墻的分布不均的問(wèn)題，甚至?xí)捎谝恍┘袅Φ膯沃珓偠冗^(guò)大而使應(yīng)力太過(guò)集中，使得建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性受到威脅，大大增加了其受到地震破壞的幾率，此外，如果在進(jìn)行連梁的設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的剛度參差不齊或是分布不均，就會(huì)使框架-剪力墻和連梁的接觸設(shè)計(jì)難度大大提高。

2.2.2梁支座

很多設(shè)計(jì)師在鋼筋混凝土建筑設(shè)計(jì)中，將梁間接觸的梁支座設(shè)計(jì)成不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的固定支座，設(shè)計(jì)為剛域，而在某些情況下，這種設(shè)計(jì)是不可取的，比如說(shuō)，在框架梁受到剪力墻的約束較小，并且剪力墻的正面和框架-剪力墻的框架梁垂直相交的時(shí)候，是不需要固定支座的。

2.2.3 層間位移

在鋼筋混凝土建筑物中，鋼筋混凝土是抗側(cè)力的最主要構(gòu)件，所以必須要是側(cè)向位移滿(mǎn)足相關(guān)要求中側(cè)向位移的限值。如果在構(gòu)建設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)?cè)移的限值忽略，則難以使建筑物的穩(wěn)定及安全得到有效保障。

2.2.4 裂縫問(wèn)題

構(gòu)造裂縫，某些技術(shù)人員的技術(shù)不到位或者操作不規(guī)范會(huì)致使鋼筋混凝土建筑出現(xiàn)一些構(gòu)造裂縫，比如說(shuō)，建筑混凝土的時(shí)候未進(jìn)行充分的振搗，混凝土中水灰比計(jì)算錯(cuò)誤，支架下沉，混凝土的養(yǎng)護(hù)不好，模板的位置有所改變或者過(guò)早進(jìn)行脫模等。

結(jié)構(gòu)裂縫，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑步驟中，不相同的構(gòu)件存在著剛度差異，會(huì)致使剛度薄弱區(qū)的形成，因此會(huì)使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，也就是結(jié)構(gòu)裂縫，這些裂縫大多都出現(xiàn)在樓板的頂端處和建筑物的墻角。

3 解決策略

3.1 下部結(jié)構(gòu)

3.1.1 地下室底板解決措施

可以在某些總沉降量不大的項(xiàng)目中，每隔30～40m處設(shè)置一個(gè)后澆帶。不設(shè)局部地下室，布置同樣深度的地下室，并且將筏板區(qū)格挖空，空墊聚苯，以此應(yīng)對(duì)沉降變形，為緩解基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和地基的矛盾，要增設(shè)保護(hù)層，比如在受力層和地下之底板之間添加褥墊，后澆帶在地下室底板中的做法如圖1所示。

圖1 地下室底板后澆帶做法

3.1.2 地下室底板和外墻的配筋的解決措施

在仔細(xì)考察過(guò)變形協(xié)調(diào)條件之后，再進(jìn)行地下室底板和外墻配筋的設(shè)計(jì)，也許外墻的配筋并不是所有都按雙向板的配筋來(lái)進(jìn)行計(jì)算，有的配筋需要按照單向板配筋來(lái)計(jì)算，并且需要考慮扶壁柱和外墻板塊的尺寸大小和間距。

3.1.3 天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)的解決措施

獨(dú)立基礎(chǔ)運(yùn)用的是階梯型設(shè)計(jì)，合理的設(shè)計(jì)偏心過(guò)小，必要時(shí)要和鄰近柱合為柱下條基，這樣才可以是后期施工更加方便，才可以有效的保障工程的質(zhì)量，在進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)之間拉梁的設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分認(rèn)識(shí)到上覆土重可能會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生的影響，必要的時(shí)候，可以提高混凝土強(qiáng)度或者配筋強(qiáng)度。

3.1.4 地下水位的解決措施

建筑基礎(chǔ)施工的時(shí)候總會(huì)遇到地下水位上漲的問(wèn)題，在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)施工的時(shí)候，為了較少甚至是消除掉地下水位的上漲可能帶來(lái)的不利影響，做好防水及排水工作是必不可少的工作，比說(shuō)，將柱下承臺(tái)的輪廓設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)潔明了，采取反承臺(tái)發(fā)來(lái)增強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)的防水功效，為平衡在地下室底板上出現(xiàn)的水浮力，可以在地下室的內(nèi)部覆土。

3.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決措施

（1）在框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要多道設(shè)防，并要保障其形狀的規(guī)則性和結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性，讓整個(gè)上部結(jié)構(gòu)的剛性全部一致，要防止應(yīng)力太過(guò)集中，以此來(lái)增強(qiáng)鋼筋混凝土建筑物的安全性與穩(wěn)定性，從而提高它抵抗外在破壞的能力。

（2）在剪力墻的柱和梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格遵循強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁與增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的要求，并且在挑梁的兩端設(shè)構(gòu)造柱，把每一層挑梁都進(jìn)行連接，能夠有效地避免墻體外閃與挑梁變形，進(jìn)而提高建筑的抗震性能。

（3）梁的支座形式需要按照工程的實(shí)際情況來(lái)確定，有些時(shí)候，并不能全部都設(shè)計(jì)成固定式的，需要將其設(shè)計(jì)成鉸接支座。

（4）提高對(duì)于裂縫的控制強(qiáng)度，對(duì)裂縫的控制也是鋼筋混凝土建筑物設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，應(yīng)該在易出現(xiàn)裂縫的位置采取預(yù)應(yīng)力混凝土澆灌的手段，并且，在預(yù)埋管線(xiàn)的時(shí)候，想要固定管線(xiàn)，需要用到設(shè)置指甲的方法，還要在管線(xiàn)交叉的地方使用固定接線(xiàn)盒，以此來(lái)減小各種裂縫產(chǎn)生的概率，進(jìn)而增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性與整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼筋混凝土一起所獨(dú)特的延性好、整體性強(qiáng)和強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)而在建筑物中得到廣泛的應(yīng)用，但是不可避免的，它本身也具有抗裂性能差、自身重等缺陷，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要考慮上述諸多問(wèn)題，還要避免出現(xiàn)一些其他的問(wèn)題。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格的遵守規(guī)范，與施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐情況相結(jié)合，不斷進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而在設(shè)計(jì)中將鋼筋混凝土的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性得到進(jìn)一步提高。

[1]錢(qián)啟軍.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題探討.工業(yè)設(shè)計(jì)，2012（2）：106.

[2]楊軍科，王小軍.有關(guān)高層建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策的探討[J].山西建筑，2014（02）：43～44.

[3]曹世偉，林佳偉.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題分析[J].黑龍江科技信息，2010（31）.

[4]艾立富.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題分析.城市建設(shè)理論研究，2012（36）：80.