鋼筋混凝土結構設計中的常見問題及優化措施

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鋼筋混凝土框架結構因其具有足夠的強度、良好的延性和較強的整體性，目前廣泛用于地震設防地區，是最常用的結構形式。在工程設計中，如何正確分析研究侮一個工程的特點，選用合理的方案，采用合理的結構形式，以及采用合理的計算依據，是侮一位工程設計人員面臨的首要問題。就施工期的鋼筋混凝土結構而言，定義中規定的時間是指結構構件由設計方案的圖紙變為真實結構的施工期，時間要遠遠短于設計基準期，規定的條件是指滿足設計方案的要求，且能保證安全、可靠的正常施工，規定的“預定功能”是指鋼筋混凝土結構在施工費

用經濟合理的條件下，能夠保證施工過程的安全、可靠。由于結構可靠度定義在施工期的特殊涵義，根據結構在使用階段承載能力的極限狀態也可將施工期鋼筋混凝土結構的極限狀態區分為正常施工極限狀態和承載能力極限狀態，正常施工極限狀態相應于施工期鋼筋混凝土結構的正常施工要求，承載能力極限狀態相應于施工期鋼筋混凝土結構的安全性要求。

關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；常見問題；優化措施

中圖分類號：TV331 文獻標識碼： A

引言：鋼筋混凝上結構設計是復雜的過程，任何參數錯誤的選擇均有可能導致整個設計出現錯誤，使整個設計結果存在不安全因素，甚至造成嚴重的工程事故。木文針對鋼筋混凝上結構設計的常見問題進行深入地分析和探討，提出了一些建議。在今后的鋼筋混凝上結構設計過程中，經常鋼筋混凝上結構總結設計的經

驗，使設計更經濟、合理。

1、鋼筋混凝土柱的設計

1.1鋼筋混凝土柱的截面設計

在建筑的鋼筋混凝土結構設計中，鋼筋混凝土柱截面的尺寸一般從下到上逐漸改變截面尺寸，框架結構的柱按受力一般要求從下至上逐漸變較為合理，同時便于柱模板制作，柱斷面變化次數不宜太多，柱斷面變小也不宜設在同一層，以節約投資，使設計更合理。除了柱截面變小與混凝土強度降低宜設在不同層外，而且柱截面變小劇烈。否則抗側剛度減少較多，對抗震不利。柱截面尺寸減小的間隔層數為四層，如果間隔太疏又起不到節約投資、降低造價的目的；太密會造成模板浪費、施工不便。每次每側減小以150mm為宜，減得過多會導致結構豎向剛度變化異常。例如柱截面從550@550變為450@450，柱的線剛度會減少了60%左右，對于純框架結構其抗側剛度就減小過多。如果柱截面變化過大時應將柱分批在不同樓層進行截面變小。同時鋼筋混凝土柱截面的最小尺寸應符合《混凝土結構設計規范GB50010-2010》的規定。

1.2 鋼筋混凝土柱箍筋的肢距設計

《混凝土結構設計規范GB 50010-2010》規定鋼筋混凝土柱加密區的箍筋內箍筋肢距具體要求：一級抗震等級不宜大于20cm；二、三級抗震等級不宜大于25cm和箍筋直徑的20倍中的較大值；四級抗震等級不宜大于30cm。《混凝土結構設計規范GB 50010-2010》規范中對于箍筋肢距定義未進行具體的解釋。按一般的理解，箍筋肢距應為每肢箍筋的水平距離。本文作者對箍筋肢距的解釋為鋼筋混凝土柱縱向鋼筋的箍筋拉接點的距離，這樣不僅可以順利對柱鋼筋的拉接還便于施工的要求。而不少設計人員在設計時將箍筋肢距一律按均勻分布且小于20cm，導致混凝土澆搗困難，必須使用導管，將混凝土引導到根部，是不能讓其從高處直接墜落的，然后逐漸向上澆灌。如果箍筋肢距過小，將無法使用導管。

2、關于梁的設計

梁的截面高度是由撓度與配筋控制其下限值，由裂縫允許值控制上限值。設計中很多人取較大的梁截面以保證撓度滿足要求。但大截面低配筋率梁對抗裂并不利，經過適當配筋調整，裂縫寬度能勉強地滿足要求，其計算裂縫寬度很小，然而這種梁出現裂縫的可能性較大。

2.1 鋼筋混凝土梁側的縱向鋼筋設計應該注意的問題

梁側的縱向鋼筋包括梁側縱向構造鋼筋和抗扭縱筋。規范規定梁腹板高大于45cm時，梁的兩個側面應沿高度合理配置縱向構造鋼筋每側縱向構造鋼筋的間距不宜大于20cm，每側截面面積不應小于腹板截面的0.1%，鋼筋混凝土梁側縱向鋼筋的直徑一般為14-16mm。在鋼筋混凝土結構的實際設計中，常會遇到鋼筋混凝土梁側抗扭縱筋很大，對上述情況應在計算上做合理的調整，由于電算設計時候的抗扭縱筋面積較大。

對跨度較大的鋼筋混凝土次梁支承于主梁上時，鋼筋混凝土次梁的支承端會對主梁產生較大的扭矩，在電算程序中鋼筋混凝土次梁的端支座為絞接造成的。目前電算程序在結構構件計算時尚未考慮現澆樓板對鋼筋混凝土梁扭轉影響，必須需要人為地給程序一個梁扭矩折減系數，合理選擇鋼筋混凝土梁扭矩折減系數是必要的。調整后計算出來的鋼筋混凝土梁的抗扭縱筋面積會很大，必須保證箍筋的配筋率滿足規范的規定。設計學徒自學網www.sx1c.com

2.2 鋼筋混凝土梁的負筋只需按計算配夠，不必增加配筋量

在框架鋼筋混凝土結構的計算中，由于地震作用等水平力作用，常使得鋼筋混凝土梁端的負彎矩遠大過鋼筋混凝土梁跨中的正彎矩。設計中為了框架鋼筋混凝土梁負筋的減少，需將鋼筋混凝土梁負彎矩乘以一個0.85調幅系數進行調幅，使鋼筋混凝土梁端負彎距減少，如果在框架計算是作負彎距調幅，而配筋時又將負筋放大。并相應增加跨中正彎距，使鋼筋混凝土梁配筋均勻。咩票優惠電影票www.miepiao.com

2.3 關于強柱弱梁的設計理念

強柱弱梁的概念主要是針對抗震設防而出現的。鋼筋混凝土柱的破壞能導致整個建筑物倒塌，而鋼筋混凝土梁的破壞可能僅在某些區域中發生。強柱弱梁設計理念一定要將這一概念設計貫徹下去。嚴格控制鋼筋混凝土柱軸壓比，筆者認為軸壓比不宜過大，且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理，建議適當加強角柱、邊柱的配筋，所有鋼筋混凝土柱建議縱筋均不宜小于20mm，同時應該全柱通長加密箍筋，且配箍率滿足規范要求，矩形截面柱對稱配筋。而對梁配筋則建議應配足梁中部筋，以使地震作用下梁鉸機制的形成，避免柱比梁先屈服，使鋼筋混凝土梁端能先形成塑性鉸，使柱端受彎承載力比梁端的實際　　受彎承載力大。

3、關于基礎的設計

地地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，地基與基礎設計一是結構工程師比較重視的方面，基礎的好與壞將直接影響后期設計工作，甚至造成無法估量的損失。我國面積較廣僅《地基基礎設計規范GB50007-2011》不能對全國地基基礎都進行詳細規定，在進行地基基礎設計時，在地基基礎設計中要注意地方性規范的學習。避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。因此在基礎設計時，應充分重視工程當地的規定要求，最好能參考鄰近已建建筑物設計經驗，可使基礎設計更加經濟、合理。如某綜合樓工程，抗震設防烈度為8度，建筑總高度100m，采用框架核心筒結構，基礎設計采用筏板基礎。在利用程序計算時，主樓下的筏板板厚達到3m，配筋量大。規范基礎沖切計算也未考慮基礎底板下土的影響，在參考類似工程經驗后，設計基礎筏板厚度定為2.1m，使筏板厚度減少近30%。

4、鋼筋混凝土結構設計中改進措施

4.1完善結構體系

一般來說，鋼筋混凝土結構比較復雜，其復雜性也是造成其結構問題出現的原因之一，因此在鋼筋混凝土結構設計中，需要將結構體系中比較繁瑣且作用不大的部分進行刪除或者合并，從而使復雜的結構體系變得簡化。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com

4.2規范結構尺寸設計

在鋼筋混凝土結構工程中，施工材料的變形以及溫度的變化都會引起鋼筋混凝土結構出現裂縫，鋼筋混凝土結構越長，由于材料和溫度變化引起的應力就會越大，從而裂縫出現的幾率就會相應變大，這也是橫向裂縫產生的原因。

4.3在對鋼筋

混凝土結構進行設計的時候，需要保證其結構布置及形狀的規則性，從而使鋼筋混凝土結構的各部分剛性一致，最終降低問題出現的幾率，增強鋼筋混凝土結構的穩定性和安全性。

4.4加大板類構件裂縫控制力度

對于鋼筋混凝土結構中板類構件裂縫的控制，主要采取防治的措施。在鋼筋混凝土結構中，屋面及樓面板構件相對容易出現裂縫，因此在結構設計中可以采用預應力混凝土澆筑的方式，并在樓面板預埋管線的過程中，利用設置支架的方式對管線進行固定。

結語：鋼筋混凝土結構是現階段我國建筑工程中最普遍的結構，因其具備多種優勢而備受關注和重視，然而也因為施工難度大，涉及范圍較廣等因素，其設計中依然存在著諸多問題，只有積極采取有效措施優化鋼筋混凝土結構設計，才能提高建筑工程的整體質量，促進我國建筑行業的繁榮與長期發展。

參考文獻：

[1]李一民. 鋼筋混凝土房屋設計結構中存在的問題與改進措施[J]. 科技資訊，2012，10：172.