鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施

柏剛

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得高層建筑的數(shù)量與日俱增，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的鋼筋混凝土得到了建筑行業(yè)的廣泛青睞。鋼筋混凝土是目前房屋建筑的主要構(gòu)建材料，鋼筋混凝土的質(zhì)量以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接影響房屋的整體質(zhì)量水平。

1.鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼筋混凝土在凝固后的硬度極高，這就使得鋼筋混凝土建筑在完成施工后極難做出后期調(diào)整，一般都是一步到位，所以在進(jìn)行施工時(shí)更需謹(jǐn)慎，盡量避免問(wèn)題的發(fā)生。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土中混入一定的鋼筋而形成的整體共同受力結(jié)構(gòu)，在混凝土與鋼筋的共同作用下，鋼筋的抗拉性與混凝土的抗壓性得到有機(jī)結(jié)合，互相彌補(bǔ)彼此的缺陷，從而大大提高建筑整體的承載能力，這也使得鋼筋混凝土被普遍應(yīng)用于房屋設(shè)計(jì)中，成為了目前房屋建筑的主要組成部分[1]。

2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

2.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題多種多樣，主要有地下室底板、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、防水問(wèn)題、外墻配筋問(wèn)題。

2.1.1 地下室底板問(wèn)題

土地資源的日益緊張，使得開(kāi)發(fā)商都會(huì)最大限度地利用有限的土地資源，在當(dāng)前的房屋設(shè)計(jì)中，建筑公司為了滿足客戶的需求，也為了對(duì)土地資源進(jìn)行充分利用，大多會(huì)在房屋下層構(gòu)建地下室。地下室由于建于地下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的進(jìn)一步利用，但也正是因?yàn)槠湮挥诘叵?，一旦底板設(shè)計(jì)不夠合理，地下室的實(shí)際承載力將大大超出預(yù)計(jì)承載能力，這樣就容易使整個(gè)樓層出現(xiàn)傾斜坍塌等問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)住戶的人身安全構(gòu)成威脅。

2.1.2 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題

獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是指因自然環(huán)境的不同，采用的房屋設(shè)計(jì)理念也會(huì)有所不同。例如當(dāng)在一個(gè)地基坡度較大的斜面進(jìn)行建筑的構(gòu)建時(shí)，由于坡度較大，許多施工設(shè)備難以運(yùn)行，只能采用人工的方法來(lái)施工，這樣就會(huì)造成施工效率低且施工質(zhì)量得不到保障的問(wèn)題。此外，我們?nèi)糁皇前凑掌匠５姆椒ㄟM(jìn)行構(gòu)建，那么就會(huì)導(dǎo)致斜面上端較尖部位的混凝土強(qiáng)度不足，使建筑的構(gòu)建出現(xiàn)問(wèn)題[2]。

2.1.3 防水問(wèn)題

防水問(wèn)題主要出現(xiàn)在降水豐富或有著地下水的建筑區(qū)域，在降水較多或地下水位較高的區(qū)域需要額外注意建筑的防水問(wèn)題。受柱下承臺(tái)的影響，基槽地模往往十分復(fù)雜，這就造成了許多陰陽(yáng)角的出現(xiàn)，大大提高了防水難度，再加上地形等因素的影響，防水問(wèn)題一直以來(lái)便是鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中的一大難題。

2.1.4 外墻配筋問(wèn)題

在以往的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中，外墻配筋的計(jì)算經(jīng)常與實(shí)際不符，造成這一情況出現(xiàn)的原因主要是外墻配筋的計(jì)算方式不符合實(shí)際需求，在外墻配筋采用底部固結(jié)與頂部鉸接的模型，但在進(jìn)行底板配筋的計(jì)算中卻采用了單向板的計(jì)算方式，造成計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際不吻合，最終使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際存在較大偏差。

2.2 房屋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

目前房屋上部結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題主要為剪力墻、挑梁、橫梁與立柱的強(qiáng)度、保護(hù)層厚度等，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響著鋼筋混凝土房屋的質(zhì)量水平。

2.2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

剪力墻又被稱為抗風(fēng)墻與結(jié)構(gòu)墻，目前剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題主要表現(xiàn)為單肢剛度過(guò)大，同時(shí)剪力墻的分布不夠均衡也是剪力墻設(shè)計(jì)的一大現(xiàn)狀，這些都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力過(guò)于集中，極易使剪力墻發(fā)生變形，從而降低整個(gè)房屋的安全性。

2.2.2 挑梁?jiǎn)栴}

挑梁變形問(wèn)題也是十分常見(jiàn)的鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，該現(xiàn)象出現(xiàn)主要是由于混凝土結(jié)構(gòu)的局部受力偏大，挑梁發(fā)生形變會(huì)導(dǎo)致整個(gè)房屋建筑的受力不均，進(jìn)而對(duì)房屋的安全造成惡劣影響。

2.2.3 橫梁與立柱的強(qiáng)度

橫梁與立柱強(qiáng)度過(guò)高是其出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因，強(qiáng)度的選擇將直接影響橫梁與立柱的實(shí)際質(zhì)量，有人錯(cuò)誤地認(rèn)為橫梁與立柱的強(qiáng)度越高房屋的穩(wěn)定性就越好，其實(shí)不然，正所謂物過(guò)剛則易折，橫梁與立柱的強(qiáng)度過(guò)高反而會(huì)對(duì)鋼筋混凝土房屋造成硬性破壞。橫梁與立柱的強(qiáng)度一旦過(guò)高，那么建筑也就會(huì)變得更“脆”，建筑的防震能力也就會(huì)大大下降，在地震等自然災(zāi)害面前顯得弱不禁風(fēng)，從而容易發(fā)生坍塌等現(xiàn)象，帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)損失與生命威脅[3]。

2.2.4 護(hù)層厚度問(wèn)題

保護(hù)層厚度問(wèn)題主要表現(xiàn)在厚度的不合理。以往的混凝土保護(hù)層只是從縱筋最外皮到邊緣，這種保護(hù)層的厚度顯然在鋼筋混凝土建筑中對(duì)房屋的保護(hù)度不夠，使建筑本身較易出現(xiàn)問(wèn)題。

3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施

3.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題的改進(jìn)措施

3.1.1 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題的改善

房屋設(shè)計(jì)所需考慮的因素較多，只有根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的構(gòu)建方法才能保證鋼筋混凝土房屋構(gòu)建的科學(xué)合理。同樣以在地基坡度較大的斜面為例，我們可以采用階梯型設(shè)計(jì)方法，使偏心與鄰近柱形成柱下條基，這樣既可以有效避免因斜面坡度較大而引發(fā)的問(wèn)題，還能提高施工效率，加快施工進(jìn)度的推進(jìn)。所以沒(méi)有不合適的地形，只有不合適的方法，只有根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，才能做到因地制宜，有效保證鋼筋混凝土房屋的質(zhì)量[4]。

3.1.2 防水問(wèn)題的解決方法

充分考慮不同季節(jié)的水位是在進(jìn)行防水施工前的重要步驟，只有了解各季節(jié)下水位對(duì)建筑的影響，才能根據(jù)實(shí)際情況來(lái)實(shí)行防水措施，還需盡量減少陰陽(yáng)角的數(shù)量，從而降低施工難度，保證防水措施的順利施行。

3.1.3 外墻配筋問(wèn)題的改進(jìn)措施

外墻配筋問(wèn)題作為鋼筋混凝土房屋建造過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，常常因計(jì)算與實(shí)際不符而出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)于外墻配筋計(jì)算與實(shí)際的偏差，我們應(yīng)改變以往單一的單向板計(jì)算方式，制定適應(yīng)多種情況的非單向板計(jì)算方式，這就需要專門(mén)的研究人員不斷地進(jìn)行精密的測(cè)試與計(jì)算，然后根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方式，以縮小計(jì)算結(jié)果與實(shí)際現(xiàn)狀的偏差，保證外墻鋼筋比例的科學(xué)合理。

3.1.4 增強(qiáng)地下室底板的承重能力

地下室由于位于樓層最低，一旦發(fā)生問(wèn)題便會(huì)導(dǎo)致整層樓的結(jié)構(gòu)發(fā)生問(wèn)題，當(dāng)?shù)叵率覙前宓膶?shí)際承載力超出計(jì)劃承載力的一定范圍時(shí)，地下室底板往往會(huì)因承重過(guò)多而出現(xiàn)裂痕，對(duì)此，為了有效加強(qiáng)地下室底板的承重能力，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以通過(guò)布置墊子等方法來(lái)減少附加應(yīng)力的影響。此外在實(shí)際施工中應(yīng)盡可能地提高計(jì)劃承載力，以使地下室底板可以承受更多的重量。

3.2 房屋上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法

3.2.1 剪力墻的優(yōu)化

為了避免剪力墻常見(jiàn)問(wèn)題的發(fā)生，當(dāng)我們采用一級(jí)剛度的剪力墻時(shí)，墻肢數(shù)需保持在4 以上，只有這樣才能避免應(yīng)力的集中。還可采用多層防護(hù)的設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)剪力墻的共同抗外力，使剪力墻可以承受更多的力量。最后科學(xué)合理地布置剪力墻，盡量使剪力墻分布均衡，從而加強(qiáng)剪力墻的抗壓能力，有效提高房屋建筑的安全性。

3.2.2 挑梁變形問(wèn)題的解決措施

挑梁?jiǎn)栴}的解決需要我們?cè)趹姨舻奶袅憾祟^設(shè)置構(gòu)造柱，并按照先砌墻后澆灌的施工順序進(jìn)行構(gòu)造柱的施工，這種方法可以有效將力分散開(kāi)來(lái)，盡量減少單一挑梁的承受重量，對(duì)避免挑梁發(fā)生形變以及延長(zhǎng)橋梁的使用壽命都有著重要意義。

3.2.3 正確選擇橫梁與立柱的強(qiáng)度

建筑施工人員在進(jìn)行鋼筋混凝土房屋建設(shè)時(shí)要充分考慮到地震等突發(fā)情況，通常采用強(qiáng)度大的立柱與強(qiáng)度略小的橫梁的設(shè)計(jì)方法。強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念既能保證房屋的結(jié)實(shí)程度，又能使橫梁與立柱實(shí)現(xiàn)剛?cè)岵?jì)，在發(fā)生地震等突發(fā)情況時(shí)，可以有效防止橫梁與立柱同時(shí)坍塌，大大提高了房屋的抗震性。

3.2.4 調(diào)整保護(hù)層厚度

以往的保護(hù)層厚度顯然無(wú)法達(dá)到有效保護(hù)鋼筋混凝土房屋的目的，對(duì)此國(guó)家最新出臺(tái)了新的混凝土保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，將保護(hù)層的范圍定義為從箍筋的最外皮到邊緣，由于測(cè)量位置發(fā)生了變化，因此保護(hù)層的各項(xiàng)數(shù)據(jù)也應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整，保護(hù)層厚度從墊層頂面開(kāi)始測(cè)量應(yīng)大于42mm，對(duì)板類的構(gòu)建應(yīng)是-5mm～8mm。在鋼筋混凝土房屋的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的最新標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑自身特點(diǎn)，盡量提高保護(hù)層的強(qiáng)度[5]。

4.結(jié)束語(yǔ)

鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)是目前我國(guó)房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也正是因?yàn)閺V泛頻繁的使用，鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題才被得以發(fā)現(xiàn)。目前鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的問(wèn)題主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及房屋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題主要表現(xiàn)在地下室底板、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、防水問(wèn)題、外墻配筋等方面，房屋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題則是主要表現(xiàn)在剪力墻、挑梁、橫梁與立柱的強(qiáng)度、保護(hù)層厚度等方面，除此之外，還有許多其他細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題。問(wèn)題的存在并不可怕，凡事必有利弊，任何技術(shù)方案在實(shí)踐中也在不斷地完善，在減小弊的同時(shí)將利做到最大化。