鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

包麗娜

大連華威高級建筑師事務(wù)所有限公司

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

包麗娜

大連華威高級建筑師事務(wù)所有限公司

近些年一些建筑事故給了行業(yè)和社會慘痛的經(jīng)驗和教訓(xùn)——應(yīng)該高度重視鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，只有規(guī)范鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計重點，才能夠確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)，進(jìn)而為建筑質(zhì)量提升和建筑事故預(yù)防提供保障。本研究分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實際設(shè)計工作中具體存在的代表性常見問題，提供了簡化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，確定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尺寸，做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制等方法。

結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；問題；結(jié)構(gòu)體系；結(jié)構(gòu)尺寸；結(jié)構(gòu)裂縫；結(jié)構(gòu)形狀

1 前言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是發(fā)揮鋼筋與混凝土兩種建筑材料綜合優(yōu)勢的現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)，在多年的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中，其優(yōu)勢和長處得到了國際與產(chǎn)業(yè)的廣泛認(rèn)可，并成為檢驗國家建設(shè)行業(yè)發(fā)展質(zhì)量與潛力的核心參考量。近些年我國建筑產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了指數(shù)型爆炸式增長的特點，一些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計單位不能根據(jù)實際需要和具體技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計，產(chǎn)生一定數(shù)量的粗制濫造、假冒偽劣、盲目模仿等現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫、傾斜、倒塌等惡性事故。為了提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，提振我國建筑產(chǎn)業(yè)在國際的地位，要全面而認(rèn)真地進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計代表性常見問題的分析，從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、尺寸、形狀的設(shè)計要點入手，探尋新時期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的新方法，做到對整個建筑產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、系統(tǒng)化建設(shè)的有效保障。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實際設(shè)計工作中具體存在的代表性常見問題

2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計存在的問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計過程中經(jīng)常出現(xiàn)忽視因建筑物沉降所引起的附加應(yīng)力的影響，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降變形；對于有地下室的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于柱下承臺的影響，基槽地模形狀很復(fù)雜，有很多的陰陽角和放坡，即加大了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，有加長了施工時間，都不利于保證質(zhì)量。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下室底板和外墻配筋計算時，往往假設(shè)條件與實際情況不符，產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體不穩(wěn)定的危害。

2.2鋼筋混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻的布置要均勻，不要出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻，以免應(yīng)力過于集中，一旦破壞，將構(gòu)成嚴(yán)重影響。而且，與之相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，連梁等構(gòu)件的設(shè)計難度都會加大。剛度較大的第一級別的剪力墻(同一級別的剪力墻是指剛度相近，比值小于2時的墻肢)，其墻肢數(shù)不應(yīng)少于4肢。

2.3鋼筋混裝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫問題

不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間剛度不同就容易造成一些結(jié)構(gòu)中形成相對剛度薄弱區(qū)，就是在這些相對薄弱部分及結(jié)構(gòu)的截面突變處，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫破壞。由于外界溫度變化較大，混凝土隨著溫差而發(fā)生熱脹冷縮，進(jìn)而產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中水灰比過大、模板的滑動、混凝土澆筑時未充分振搗等。除此之外，支架下沉、脫模過早，混凝土養(yǎng)護(hù)工作未做好也會造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。

3 強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工作的對策

3.1簡化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系

進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計需要結(jié)合建筑物實際和具體情況，展開對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化和必要簡化，更多地將概念設(shè)計引入到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計工作之中，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)的問題加以防范，重點控制形變環(huán)節(jié)和受力結(jié)構(gòu)，通過簡化體系和優(yōu)化策略提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗更好地運用在設(shè)計工作之中，做到對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計效能和品質(zhì)的保證。

3.2確定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尺寸

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在受力、溫差的條件下，特別是材料隨著時間的推移會產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形變，進(jìn)而在薄弱部位會產(chǎn)生縫隙和開裂，因此必須在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中做好結(jié)構(gòu)尺寸的控制工作。首先要在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中避免應(yīng)用過長尺寸的構(gòu)建，降低因溫差、受力而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，控制材料性質(zhì)不同而產(chǎn)生的有害形變。其次要在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中減少非線性關(guān)系的結(jié)構(gòu)數(shù)量，預(yù)防鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的縱向裂隙和橫向裂縫，平衡好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力。

3.3確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形狀

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形狀的不規(guī)則會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不平衡和剛度不統(tǒng)一，進(jìn)而產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的徐變和應(yīng)力。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中要盡量確保結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和形狀的完整性，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各方面剛度得到統(tǒng)一，主體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)布置符合實際的需求，在提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)整性的同時，提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

3.4做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制

對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)裂縫要加強(qiáng)薄弱部位的強(qiáng)化，避免墻角、轉(zhuǎn)彎、端板處因應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫，從形式、結(jié)構(gòu)和功能上確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫要加強(qiáng)對溫度、干濕度的控制，避免出現(xiàn)溫度積累、溫差過大等問題的產(chǎn)生，提升混凝土施工的技術(shù)含量，做到對溫度裂縫的技術(shù)預(yù)防和施工控制。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫要在設(shè)計的環(huán)節(jié)中明確養(yǎng)護(hù)方式和技術(shù)，預(yù)防外力因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自然收縮的加劇作用，做到設(shè)計過程中對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效防范。

4 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中鋼筋混凝土是當(dāng)前最為普遍的形式與種類，提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計水平，不但關(guān)系著社會生產(chǎn)與個人生命的進(jìn)行與安全，更是直接決定著建筑設(shè)計工作的品質(zhì)與水平。今后開展設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工作中要不斷樹立系統(tǒng)性和科學(xué)化的理念，通過對先進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的總結(jié)，進(jìn)一步領(lǐng)會鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的實質(zhì)，在有效預(yù)防常見問題發(fā)生和隱患積累的前提下，建立起規(guī)范、完整、有效地鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計體系，做到設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、品質(zhì)的全面提升。

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