钢筋混凝土结构设计中的常见问题

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  摘要:在国家土地资源政策调整和人们居住需求增长的双重压力下,建筑行业推出了现代化的建筑形式,以钢筋混凝土结构为代表的高层建筑、大型建筑正在不断增多,科学进行钢筋混凝土结构的设计就变成建筑设计的核心问题。本研究根据现代建筑钢筋混凝土结构设计的经验,分析了钢筋混凝土结构设计中应该坚持的原则,强调了设计钢筋混凝土结构的要求,提供了钢筋混凝土结构设计的方式,提供了优化钢筋混凝土结构设计的要点。
  关键词:钢筋混凝土结构;结构设计;常见问题
  中图分类号:TU318文献标识码: A
  引言
  钢筋混凝土结构是建筑设计中常见的力学和功能结构,由于钢筋混凝土结构具有良好的刚度、抗剪性、整体性和经济性,在各种类型的建筑设计和施工中得到了广泛运用,形成了建筑施工与钢筋混凝土结构应用相辅相成的关系。经过几十年的推广钢筋混凝土结构已经在整个建筑行业内得到了普及,但是在应用的过程中也发生过钢筋混凝土结构不稳定、倒塌等恶性事故这必须引起建筑设计和施工技术人员的重视。应该从设计这一初始环节入手对钢筋混凝土结构问题进行分类找到各种钢筋混凝土结构问题的原因通过简化结构、合理尺寸、优化布局、控制裂缝等有效的措施在设计阶段达到对问题的预防进而实现钢筋混凝土结构设计的总体任务,达到促进钢筋混凝土结构安全实现钢筋混凝土结构功能的目标。
  一、钢筋混凝土结构设计的原则
  1、钢筋混凝土结构的实用性原则
  设计的钢筋混凝土结构必须具有实用性,实用是钢筋混凝土结构的主要要求,只有突出钢筋混凝土结构的实用性,整个钢筋混凝土结构设计也才能适应市场的需要,也才能满足使用者的各类需求,钢筋混凝土结构的设计工作也才能找到实施的基础。
  2、钢筋混凝土结构的安全性原则
  钢筋混凝土结构设计过程中应该突出安全,一方面要确保钢筋混凝土结构施工过程中安全目标的实现,要为钢筋混凝土结构施工创造一个安全的环境,这是进行钢筋混凝土结构设计的必要前提。另一方面要确保钢筋混凝土结构使用的安全,力争在建筑物和钢筋混凝土结构的使用寿命中做到对安全的保证,这是对建筑功能和使用者人身安全的重要基础。
  3、钢筋混凝土结构的整体性原则
  应该将钢筋混凝土结构的设计工作进一步深化,使整体性原则得到进一步落实,让整个钢筋混凝土结构达到一个性能综合、结构连续的整体,在实现对建筑物功能维护的同时,确保整个工程的统一。
  二、钢筋混凝土结构设计环节常见的问题
  1、钢筋混凝土结构地基设计问题
  钢筋混凝土结构设计过程中经常忽视建筑物的沉降而引起附加应力的增加,这会导致钢筋混凝土结构出现沉降而产生变形进而产生钢筋混凝土结构底部和基础出现承载能力的下降,导致钢筋混凝土结构出现开裂。特别是在天然土壤的情况下软弱土和流沙会在钢筋混凝土结构重量下产生更为显著的变形,再加上地下水位的季节性变化就会出现钢筋混凝土结构地基问题的进一步积累和扩大形成对钢筋混凝土结构的进一步影响。
  2、钢筋混凝土结构上部设计问题
  钢筋混凝土结构上部是主要的功能部位,一般以框剪结构和剪力墙等常见形式为主,在设计这些构筑物时应注意均匀布置而一些设计者容易设计出刚度过大的单支剪力墙这会出现应力的过度集中,如果因应力过大而产生破坏将会直接导致剪力墙关联的构件设计难度的增加,进而大宗钢筋混凝土结构出现严重的后果。在做钢筋混凝土结构上部延性设计的过程中没有考虑到剪力墙级别的设计,没有使用小级别剪力墙结构维护整个建筑物变形控制,如果出现地震将会容易造成各种级别剪力墙的破坏进而导致建筑物梁柱完整性丧失缩短了钢筋混凝土结构维持形状的时间增大了建筑物内人员的伤亡。
  3、钢筋混凝土结构的裂缝问题
  裂缝是钢筋混凝土结构的主要问题,在设计的过程中应该对钢筋混凝土结构裂缝问题进行全面控制,以避免钢筋混凝土结构出现裂缝后安全问题和事故的发生。常见的钢筋混凝土结构裂缝原因有:一是应力裂缝在钢筋混凝土结构中不同部位、不同功能的构件之间会有不同的刚度和应力,这样会在钢筋混凝土结构的整体上形成若干個刚度薄弱区和应力集中区,如果薄弱区和集中区出现了重叠,很容易在钢筋混凝土结构出现裂缝和破坏,较为典型的钢筋混凝土结构应力裂缝在墙角处和板端处。二是温度裂缝钢筋混凝土结构在施工中最为常见的裂缝就是温度裂缝,温度裂缝的形成原因是钢筋混凝土结构内外温度出现大温差,进而引起混凝土出现收缩应力的差别在薄弱位置出现裂缝。三是构造裂缝钢筋混凝土结构构造裂缝的最主要成因是拌制混凝土的过程中选用了较大的水灰比进而在浇筑时产生混凝土在模板的滑动,钢筋混凝土结构浇筑时未充分振捣、有气泡的存在也是出现构造裂缝的原因。
  三、钢筋混凝土结构设计方法
  1、合理简化结构体系
  对复杂的钢筋混凝土结构进行合理简化,运用概念设计理念,对实际存在而又被忽略的变形及受力要在计算配筋时加以考虑,对于结构易出现问题的部位根据经验采取适当的措施进行预防。
  2、优化结构尺寸
  在设计钢筋混凝土结构时必须要保证结构的尺寸,不但要满足设计规范的要求而且要满足钢筋混凝土结构施工的实际,以防止或减少结构裂缝的出现,这是控制钢筋混凝土结构设计工作的重要环节。
  3、提高对钢筋混凝土结构裂缝的控制
  钢筋混凝土结构裂缝控制采取防治措施。对于易出现裂缝的屋面及楼面钢筋混凝土构件在结构设计时可采用预应力混凝土,在楼面板预埋管线时对管线进行支架固定,在管线交叉处要采用专门设计的接线盒以减少钢筋混凝土板的刚度削弱。
  4、优化钢筋混凝土结构的钢筋
  现代化的钢筋混凝土结构需要消耗大量的钢筋和混凝土,单纯追求强度将会引起造价的增加,单纯控制造价又会引起钢筋混凝土结构强度不足,因此,设计人员在钢筋混凝土结构设计工作中要合理确定钢筋——混凝土的比例,在经济效益和钢筋混凝土结构强度之间找到一个有效的平衡点,这是设计钢筋混凝土结构的关键。
  5、科学设置剪力墙
  一方面,要实现剪力墙布置的对称、集中,要在重点环节做到剪力墙设置的均匀化,在变化较大的位置应该缩短剪力墙的间距。另一方面,要实现剪力墙双向的布置,提高整个钢筋混凝土结构的稳定性。
  四、优化钢筋混凝土结构设计的措施
  1、提高钢筋混凝土结构的安全性
  设计钢筋混凝土结构的过程中要将结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的破坏考虑周全,切实提升钢筋混凝土结构的抗震和抗损的性能。设计钢筋混凝土结构过程中要考虑钢筋混凝土结构荷载的变化问题,实现钢筋混凝土结构的安全与稳定。
  2、提高钢筋混凝土结构的抗震性
  设计人员要以抗震概念设计为依据,对钢筋混凝土结构体系、平立面设计、结构构件延展性等进行优化设计,以使钢筋混凝土结构的抗震能力得到有效的提升。
  3、提高钢筋混凝土结构的耐久性
  首先,要选择质量良好的钢筋混凝土结构的材料,从稳定性能、抗侵入性能、抗裂性能等几个方面入手,选择坚固、耐久、洁净的骨料,含碱量与水化热反应较低的水泥,减少对于硅酸盐水泥与用水量的应用,并适当地将矿物掺合料加入到材料中。其次,优化钢筋混凝土结构的设计,设计人员要根据实际的使用环境,明确建筑中不同结构构件的使用界限与注意事项。最后,应用合理的钢筋混凝土结构形式,要在钢筋混凝土结构设计出混凝土保护层,并通过协调构件的截面积与表面积,避免侵蚀性物质集中停留区域的形成,同时注意高侵蚀度的环境中,混凝土墙板的通风效果,并注意配筋间距的合理设计,以减少钢筋锈蚀、保护层剥离等问题在钢筋混凝土结构的出现。
  结束语
  从建筑行业发展和社会需求变化上看,钢筋混凝土结构的广泛应用已经成为建筑设计的方向和趋势,作为钢筋混凝土结构设计者应该在把握影响钢筋混凝土结构诸多因素的基础上,从钢筋混凝土结构设计的原则出发,强化钢筋混凝土结构的方式,优化钢筋混凝土结构的设计方法,在更好地完成钢筋混凝土结构设计的同时,完善整个建筑设计的要点与细节,实现建筑设计工作深层次的发展
  参考文献
  [1]蔡小玲.义乌某厂房地下室出现裂缝的原因及对策分析[J].山西建筑.2010.
  [2]曹士伟,林佳伟.钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析[J].黑龙江科技信息.2010.
  [3]朱敏.针对钢筋混凝土建筑结构设计应注意的问题分析[J].湖南科技学院学报.2009.
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