剖析钢筋混凝土结构设计中存在的问题与对策

杨海

【摘要】钢筋混凝土结构具有诸多优点，已在建筑工程特别是住宅类建筑中广泛应用。这类建筑混凝土结构的设计和施工直接关系到建筑本身的寿命和安全，进而影响人民生命和财产的安全。然而由于各种原因，某些结构设计本身不尽合理。本文通过分析住宅类建筑的钢筋混凝土结构设计中的主要问题，提出了相应的对策，在最后简要的介绍了土木工程施工过程中需要注意的事项，对于优化结构设计、控制施工质量、保护人民安全和经济效益具有十分重要的现实意义。

【关键词】钢筋；混凝土；结构设计，住宅类建筑

0 前言

随着国家经济的发展，人民居住条件的改善需求增加，建筑行业特别是住宅类也随之迅猛发展。钢筋混凝土结构因其安全系数高，抗震性能好等优点已被广泛使用。[1]但近年时有施工期结构倒塌事故发生，钢筋混凝土结构设计中的重点和细节引起越来越多的关注，本文主要探讨住宅类建筑钢筋混凝土结构设计中存在的常见问题及对策。

1 住宅类建筑存在的问题

结合住宅类建筑中设计经验及相关资料，住宅类建筑中钢筋混凝土结构设计过程中存在的问题主要包括：地基与基础、上部结构设计以及设计中的裂缝等三大类问题，现简述如下。

1.1 地基与基础

1.1.1 地下室

住宅类建筑的地下室具有提高承载力、增加稳定性、减小破坏程度的功能，所以很多住宅类建筑工程都有地下室，但在柱下独立基础带梁板式地下室的设计中，存在不重视建筑沉降引起的附加应力的影响的现象。在上部荷载影响下，底板与独立基础将会一起出现下沉。假如不考虑附加应力，底板则存在开裂的危险。如果采用天然地基的话，这种变化尤为明显。[2]

1.1.2地下水位

在住宅类建筑结构设计初期如果没有考虑地下水位的变化给建筑带来的影响，后期很可能影响建筑工程施工方式及进度，直接增加施工成本。

1.1.3 地下室底板和外墙配筋

由于住宅类建筑设计本身存在的问题，很多地下室底板和外墙配筋假设与实际不一致。有些带扶壁柱的外墙配筋计算中，不考虑扶壁柱规格的差别，以双向板计算配筋。扶壁柱也不按照双向板的荷载传递验算，仅按整体分析结果配筋，这样外墙水平分布筋过多，竖向受力筋配筋过少、扶壁柱配筋不足。

1.2 上部结构

1.2.1 剪力墙与连梁

在住宅类建筑中，很多采用框架剪力墻结构的高层建筑结构布置不合理，剪力墙布置有问题，时常出现单肢刚度过大，这样应力太过集中，一旦损坏影响巨大。有些连梁上搭框架梁或者其刚性设计偏大，使其被地震破坏的可能性增大。

1.2.2 梁支座

在住宅类建筑中的钢筋混凝土结构中，梁和柱子或其它梁接触的梁支座部分，不可转动。这样部分不能单纯地做固定支座设计。当剪力墙和框架梁正面垂直相交时，做铰接支座设计则更为妥当。

1.2.3 层间位移角

主要是高层住宅类建筑的钢筋混凝土结构，作为主要的抗侧力构件，结构的侧向位移必须满足规范规定的要求，不能混淆。[3]

1.3裂缝问题

1.3.1结构裂缝

在住宅类建筑中，浇钢筋混凝土结构，不同构件间刚度不一致，易形成相对刚度薄弱区，在这些区域以及截面突变处，易出现裂缝。

1.3.2温度裂缝

最常见的裂缝，混凝土随温度变化而产生热胀冷缩，这种裂缝常存在于建筑结构屋面层。

1.3.3构造裂缝

引起构造裂缝的原因有支架下陷、脱模太早、混凝土养护不利、混凝土水灰比不正确、模板位置变化、混凝土浇筑时没能充分振捣等。

2 住宅类建筑的对策及施工时注意事项

根据以上住宅类建筑设计过程中存在的问题，提出的针对性原则主要有：

（1）依据具体情况，特别是住宅类建筑，可更多地采用简单实用的结构体系，计算配筋时，充分考虑变形及受力的影响。

（2）温度的变化、材料的变形均会引起钢筋混凝土结构的开裂，结构设计过长、施工不当，会因温度变化、材料变形引发应力变大，墙体与楼板间产生横向裂缝，因此初期应严格按照设计规范要求，合理定制尺寸，并按规范程序施工，防止或减少裂缝发生的可能。

（3）针对结构刚度薄弱处，设计时考虑其形状和布置的规则性。具体对策及注意事项如下：

2.1地基与基础

2.1.1地下室的设计

为防止地下室底板因整体下沉而开裂，设计时针对总沉降量不大的项目，可对地下室底板，在持力层间作褥垫处理，减少下沉产生的附加应力，或者优化地下室底板配筋。具体采用哪种方式，需要综合考虑各环节。

2.1.2地下水位的考虑

要减小乃至排除地下水位变化特别是上涨引起的不便，公认最有效的方式是做好建筑本身的基础防水和排水工作，地下水位季节性变化较大的区域，应综合考虑不同水位对底板的影响，配筋设计前求出包络图。室外地坪以下的结构，外轮廓应当简单明了，杜绝很多的阴阳角和放坡，或者采用反承台法。[4]

2.1.3地下室底板和外墙配筋

除特殊情况按双向板计算配筋外，充分考虑变形协调条件，外墙配筋按竖向单向板计算配筋。

2.1.4 天然地基

可考率采用梯形独立基础，独立基础间的拉梁要考虑上腹土重的影响，应当增大配筋或混凝土强度。这样既方便后期施工，也能满足设计的强度要求，从而保证工程质量。

2.2 上部结构

总则是严格按照现行规范进行的，遵循成熟的设计模式和设计套路。一是结构严格按照“强柱弱梁，强剪弱弯，强大节点”的要求进行布置；二是梁支座要根据工程具体情况确定相应的形式；三是注意控制层间位移角，保证结构侧向刚度，避免非结构构件被破坏。

2.3 裂缝

针对容易产生裂缝的部位，在结构设计时采用预应力混凝土。预埋管线时，固定管线，管线交叉处应用特殊设计的接线盒，都可以减少裂缝的产生。施工过程中，注意按照标准规程进行，避免因施工工艺、流程不当，引起结构裂缝。

3 土木工程施工的注意事项

在住宅类建筑中，施工需求要与钢筋混凝土建筑物的特征一致。充分考虑丰富的构件形式，以满足实际需求。明确施工工艺重点，突显特定工序，进而促进施工工艺的进步，避免简单粗放的施工模式。

冬季施工是做好质量控制，主要是保持正温环境，使混凝土正常凝结硬化。主要措施有将配比中的用水量降至最低，避免混凝土冻害。粗细骨料保温加热，清除表面冻结层和冰块，达到施工要求。缩短运输罐车的运输时间和距离，并在外表面加用保温材料，浇筑前现场测温，浇筑时加快速度，分层浇筑时控制连续性等。

4 结束语

目前我国建筑大多应用钢筋混凝土结构，这类机构具有自身的特点及复杂性，优点是强度大、延性好、整体性强，缺点是自身重量较大、抗裂性不好、性质偏脆。因此，钢筋混凝土结构的设计和施工就显得尤为重要，设计人员要充分考虑其自身特性，在设计过程中，首先要严格遵循国家的有关规定，其次要结合施工现场实际情况，施工时要充分考虑各种因素的影响，从而保证建筑既美观大方又安全耐用。[5] 广大的专业技术人员在这个过程中，应当不断总结，从而发挥钢筋混凝土结构的优势，更好地为住宅类建筑的建设和改善人民居住条件而服务。

参考文献：

[1]董朝旭，吴伸杰. 高层建筑钢筋混凝土结构设计问题探讨.中华设计，2013（7）：104-105.

[2]钱启军. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨.工业设计，2012（2）：106.

[3]艾立富. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析.城市建设理论研究，2012（36）：80.

[4]张媛. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题.江西建材，2013 （3） ：48-49.

[5]蒋乐.钢筋混凝土结构设计常见问题处理方法.建材与装饰，2007（12）：29-31.