建筑工程中钢筋混凝土结构设计中的常见问题论文_叶鹏,赵文玉

建筑工程中钢筋混凝土结构设计中的常见问题论文_叶鹏,赵文玉

潍坊市建筑设计研究院有限责任公司 山东潍坊 261051

摘要:钢筋混凝土结构设计是一个复杂的过程,结构设计人员必须掌握结构设计的特点,注重结构概念设计,采取合理的计算模型,对关键部位和重要问题采取针对性措施,减少设计过程中的遗漏或错误。不断地进行优化设计,最终实现安全、适用、经济和耐久的目的。本文对建筑工程中钢筋混凝土结构设计中的常见问题进行了探讨。

关键词:建筑工程;钢筋混凝土;结构设计;常见问题

钢筋混凝土结构因其具备的强度大、延性好、整体性强等优势而得到广泛应用,但同时也存在着自身重量大、抗裂性不好、性质偏脆等缺点,因此在设计中除了以上问题以外,还存在着诸多问题,而且涉及范围较广。因此,广大设计人员应严格遵循国家的有关规定,结合施工现场实际情况进行不断总结,从而在设计中充分发挥钢筋混凝土结构的优势,进一步提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。

一、高层建筑钢筋混凝土结构设计概述

要想保证高层建筑混凝土结构设计达到规范规定的标准,就必须遵循一定的原则,加强高层的建筑结构的使用维护、施工及设计。其原则需求主要表现在:第一,安全性。在设计的合理的使用年限以内的高层建筑的结构时应该可以承担各种可能发生的突发情况。而且在发生了偶然事件以后,建筑物的结构必须要保持一定的稳定特性。第二,耐久性。在设计合理使用年限以内,高层建筑的结构应该具有一定的耐久性。第三,适用性。在它能够合理使用的年限以内,高层建筑结构的设计应该可以满足使用的要求,具有较好的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能。

二、钢筋混凝土建筑结构设计要求

1、稳定性

在建筑工程当中,很多的工作都有固定的规范,但是由于施工人员不同和施工技术的差别,在钢筋混凝土建筑结构设计中,无论采用何种施工方法、何种材料,必须满足稳定性的需求。稳定性是钢筋混凝土建筑结构设计的硬性要求。首先,无论是大型建筑还是小型建筑,都需要钢筋混凝土建筑结构设计来稳固架构,以便在施工或者配比材料的时候,得到一个理想的效果。其次,稳定性对服务的人群来说,在安全方面,具有很大的影响。如果某一栋大厦在钢筋混凝土建筑结构设计的稳定性方面出现问题,无论多小,都有可能带来巨大的安全隐患。因此,所有施工方案和技术,都要以稳定性为标准。

2、抗震性

随着人类对自然开发的力度不断加大,发生自然灾害的频率也在变快。从最近几年统计的数据和资料来看,地震成为社会关注的焦点。虽然国家的相关部门和机构正在加强抗震和预震工作,但效果依然不理想。地震具有一定的不可预测性,突发情况较多,产生的破坏力大,波及范围广,对经济、财产和人身安全造成难以估量的损失。在钢筋混凝土建筑结构设计中,必须加强抗震性能。从主观角度来说,无论是否发生地震,汶川地震和雅安地震已经对国民敲醒了警钟。从客观角度来说,必须提高建筑物的抗震性,以保证未来的安全。

三、建筑工程钢筋混凝土结构设计中常见的问题

1、地基与基础设计中的问题

(1)天然地基的独立基础。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行天然地基的独立基础设计时,有些设计十分不合理,其采用斜面坡度大于1:3的锥体形式,导致锥体部分的混凝土很难振捣密实,只能在现场施工采用人工拍打振捣,然而这种方式处理的混凝土无法达到设计强度要求。

(2)地下室底板和外墙配筋。因地下室具有提高建筑地基承载力、增加建筑结构本身稳定性以及减小地震破坏程度的作用,故很多建筑工程都设置地下室结构。然而,设计人员在进行地下室设计时,总是忽略建筑物竣工后楼体的沉降现象,进而引发附加应力对地下室的作用,造成地下室底板承载能力不足而开裂,尤其是采用天然地基的建筑,对其影响更加显著。另外,在地下室底板与外墙配筋的计算中,经常出现计算与实际情况不相符的问题,最终导致外墙水平分布筋过多,竖向受力筋数量偏少以及扶壁柱配筋不足。

(3)地下水位的影响。在进行结构设计时,还应考虑地下水位对建筑物的影响,特别是地下水位较高的情况下,更要重视建筑防水与降水问题,否则将在建筑工程后期影响工程的进度和质量。

2、上部结构设计中的问题

(1)框架-剪力墙结构及其连梁。在进行框架-剪力墙结构设计时,经常出现剪力墙布置不均匀的问题,甚至出现单肢刚度过大的剪力墙,从而导致应力过于集中,严重影响到建筑结构的安全性和稳定性,增大其被地震破坏的可能性。另外,在设计与框架-剪力墙结构相连接的连梁等构件时,如果剪力墙布置不均匀或刚度参差不齐,就会极大增加连梁与框架-剪力墙结构的接触性结构设计难度。

(2)梁支座。在建筑钢筋混凝土结构的设计中,很多设计人员将梁与柱子间或梁之间接触的梁支座部分作为不可转动的刚域,设计成固定支座,这样的设计在某些情况下是不合理的。例如,当框架-剪力墙结构的框架梁与剪力墙正面垂直相交,并且剪力墙对梁的约束力较弱时,就不再需要固定的支座。

(3)其他设计细节问题。在钢筋混凝土的上部结构设计中,还普遍存在一些细节问题。例如,钢筋混凝土结构局部受力过大导致的挑梁变形与墙体外闪问题;钢筋混凝土结构的侧向位移没有满足规定的侧移限值要求问题;钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度取值问题;框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。

3、裂缝问题

(1)结构裂缝。在钢筋混凝土浇筑过程中,不同构件间的刚度差异极易导致整体结构中形成刚度薄弱区,从而造成钢筋混凝土中出现裂缝,即为结构裂缝。这种裂缝多出现在建筑物墙角处及楼板的板端处。

(2)构造裂缝。不规范的操作和不到位的技术是导致钢筋混凝土结构出现构造裂缝的主要原因。例如,混凝土的水灰比错误;浇筑混凝土时振捣不充分;模板位置发生变化;支架下沉;脱模过早;混凝土养护不利等。

(3)温度裂缝。温度裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝,其形成原因主要是外界温度变化较大时,混凝土随着温差发生热胀冷缩,从而形成裂缝。温度裂缝多出现在建筑结构的屋面层。

(4)收缩裂缝。混凝土结构在硬化过程中,会发生化学反应导致水分部分流失,从而造成混凝土收缩形成收缩裂缝另外,在混凝土结构养护过程中,还会继续发生硬化、碳化和脱水现象,即使在达到28天龄期后也不会停止,这也会形成收缩裂缝。

4、结构超高的问题

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中,必须严格控制建筑物高度。新规范中重新界定了这一标准,不仅将以往限制高度设定为A 级高度的建筑,还增加了B 级高度的建筑。所以,设计时不能超过其应有范围,例如要控制B 级建筑在B 级规定范围内,否则会重新对设计和施工进行设定。

5、抗震问题

地震是建筑行业所面临的一大自然难题,但与刮风下雨不同地震对建筑的影响是巨大的,它是由地球内部运动引起的地表震动。我国虽不是地震多发国家,但也同样受到地震的威胁,从以往我国的地震经验中我们得知必须要重视地震对建筑的影响,建筑物的抗震性是建筑行业必须重视的问题,同时在世界上建筑物的抗震性已经被世界建筑设计列入了必须考虑的范围。

综上所述,只有不断加强钢筋混凝土在建筑结构设计中的应用,才能提高建筑工程的质量,确保建筑工程足够稳定和安全,为人们提供舒适的住宅环境,提高建筑企业的市场竞争力,促进建筑行业的不断发展。

参考文献:

[1] 才红.房屋钢筋混凝土建筑结构的设计剖析[J].城市地理.2015(22)

[2] 刘长涛.浅析钢筋混凝土建筑结构设计中的要点[J].四川水泥.2015(03)

[3] 郭志.建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点[J].黑龙江科技信息.2014(28)

[4] 梁世超,江雪梅.钢筋混凝土建筑抗连续倒塌对策的研究[J].城市地理.2015(04)

论文作者:叶鹏,赵文玉

论文发表刊物:《基层建设》2016年9期

论文发表时间:2016/7/26

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