谈钢筋混凝土建筑结构设计要点

2015-04-08李晓薇

山西建筑 2015年34期

关键词：抗震结构设计预应力

李晓薇

(西山煤电集团设计管理处，山西太原 030053)

0 引言

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。

1 钢筋混凝土建筑结构设计概述

钢筋混凝土建筑结构主要是指由钢筋材料和混凝土共同组成的建筑结构。钢筋混凝土建筑结构承担着房屋建筑的大部分重力，因此其建筑结构设计对于整个房屋建筑工程的稳定性有着非常重要的影响。混凝土的结构抗压能力较好，钢筋的延展性较好，钢筋混凝土将两者有效地结合起来，极大地提高了房屋建筑工程的结构强度。另外，钢筋混凝土建筑结构还具有良好的防火性能，工程施工成本较低，被广泛的应用于现代化建筑工程中。

2 钢筋混凝土建筑结构设计的现状

2.1 地基稳定性不足

房屋建筑钢筋混凝土结构设计，受到地基稳定性不足的影响，表现出结构缺陷，始终无法达到结构设计的标准。地基对钢筋混凝土结构的影响，主要体现在两方面:第一，地基承载不足，房屋建筑的地基无法承受钢筋混凝土的重量，容易出现沉降、偏移;第二，地基受力分配不平衡，导致钢筋混凝土结构处于风险状态中，直接影响房屋建筑的内部受力，毁坏钢筋混凝土的结构。

2.2 框架结构不全面

钢筋混凝土的框架结构无法在房屋建筑中起到支撑作用，部分框架结构点存在质量缺陷。例如:某房屋建筑在框架结构方面，缺乏角度、横梁控制，导致框架结构与钢筋混凝土结构设计无法达到配合状态，满足不了该建筑的结构需求，最终该框架结构需要重新设计，既消耗人力、物力，又影响到房屋建筑的成本控制。

2.3 预应力分配不均匀

预应力问题在钢筋混凝土结构中比较常见，基本是由结构设计的数据、受力等因素引起，干扰钢筋混凝土的受力分析，无法标准分配预应力。钢筋混凝土结构设计中的预应力问题，需借助科学的计算和专业的分配，才可达到平衡分配的状态。

3 钢筋混凝土建筑结构设计要点

3.1 建筑钢筋混凝土结构选型设计的要点

高层建筑钢筋混凝土结构选型设计具有技巧性和科学性的双重特点，必须在高层建筑钢筋混凝土结构选型设计做好如下几方面工作:1)提升高层建筑钢筋混凝土结构的规则性，特别要注意高层建筑钢筋混凝土结构平面和立面的规则性，同时要提升整个高层建筑钢筋混凝土结构的艺术性。2)在高层建筑钢筋混凝土结构嵌固端设计中应该考虑到上下层刚度，降低整个高层建筑钢筋混凝土结构的风险和隐患。3)在高层建筑钢筋混凝土结构选型设计过程中应该减少短肢剪力墙设计的频率，提升高层建筑钢筋混凝土结构的整体性，进而优化高层建筑钢筋混凝土结构建设的整个过程。4)合理设计高层建筑钢筋混凝土结构的高度，控制高层结构的组成和高程，做到对工期和造价目标在设计阶段的严密控制。

3.2 科学处理钢筋混凝土结构的刚度

近年来，我国国民经济快速发展，城市人口越来越多，与此同时城市的土地资源日益紧张，各个地区的高层房屋建筑工程开始蓬勃发展，和占地面积同样的低层或者多层建筑相比，高层房屋建筑工程的利用率更高，能够有效地节约城市资源，受到广大建筑企业的青睐。高层房屋建筑工程的竖向高度较高，因此对于建筑结构的要求也较高，因此要科学处理钢筋混凝土结构的刚度，提高高层房屋建筑工程的承载能力，结合高层房屋建筑工程施工现场的实际情况，如果当地的土质性能较好，可以在满足建筑结构强度要求的基础上，减少使用剪力墙，最大程度地节约施工成本。

3.3 提高高层建筑耐久功能

加强高层建筑耐久性设计也很重要，在钢筋混凝土结构设计方案中，要重点考虑混凝土结构的耐久性，确保其在规定使用年限内能够正常使用。但在现实中，很多设计方案不能达到这一要求，主要原因是设计时忽略了环境等因素对建筑的影响，造成建筑可靠指数下降。所以，在设计高层建筑钢筋混凝土结构时，需要全面考虑材料、造价等方面因素，确保所设计的结构用料少、造价低。

3.4 框架构造设计

建筑钢筋混凝土结构设计中，必须解决好框架构造设计，建筑的大跨度结构内较为常见，连接钢筋混凝土结构，能够提高房屋建筑结构的稳定水平。框架构造是混凝土结构设计的关键点，建筑单位在此项结构设计中，需着重考虑框架构造的长度设计，严禁超过规定范围，如果超过范围，可采取补缝措施，后期在框架连接处适当密实缝隙，平衡长度设计，以避免出现失衡偏重，强化框架构造设计的连接力度。

3.5 预应力分配设计

预应力是房屋钢筋混凝土建筑结构设计的力度数值，平衡分担结构设计中的内力分布，预应力分配设计与结构固定存在直接关系。预应力分配设计时，需要解决力度滞后的问题，消除预应力的后期影响。例如:高层、重型等建筑结构，对预应力分配的需求度比较大，实际设计中还需考虑应力、内部变力等因素，综合完成预应力分配，促使钢筋混凝土建筑结构具备受力平衡的优势，以防偏度受力加重影响，干扰房屋建筑的结构受力。

3.6 抗震构造设计

因为我国建筑物抗震标准不高，对抗震结构而言，很难处理好其结构设计和抗震烈度间的关系，所以在高层建筑抗震结构设计中，抗震结构设计要有一定弹性，这样的高层建筑结构设计更加稳定和安全。我国建筑构造规定的安全度和抗震计算方法很低，同时在轴压比、配筋率和梁柱承载力匹配程度等抗震延性上，缺少严格的规定。因此需要重视建筑整体投资中结构设计造价，并且在高强度区域要有严格的构造措施和抗震方法，以提高建筑结构的安全性和稳定性。

3.7 做好钢筋混凝土结构裂缝控制

对于钢筋混凝土结构的结构裂缝要加强薄弱部位的强化，避免墙角、转弯、端板处因应力而产生的裂缝，从形式、结构和功能上确保钢筋混凝土结构的安全。对于钢筋混凝土结构的温度裂缝要加强对温度、干湿度的控制，避免出现温度积累、温差过大等问题的产生，提升混凝土施工的技术含量，做到对温度裂缝的技术预防和施工控制。对于钢筋混凝土结构的收缩裂缝要在设计的环节中明确养护方式和技术，预防外力因素对钢筋混凝土结构自然收缩的加剧作用，做到设计过程中对钢筋混凝土结构的有效防范。