钢筋混凝土建筑结构设计的浅析

2015-04-17史鹰

建材与装饰 2015年26期

关键词：固端碳纤维抗震

史鹰

（陕西省西安市　710075）

钢筋混凝土建筑结构设计的浅析

史鹰

（陕西省西安市710075）

建筑结构设计中钢筋混凝土设计很复杂，因此为保证施工顺利进行，确保房屋建筑质量和房屋建筑使用寿命，钢筋混凝土结构设计还有待我们进一步进行研究和分析。本文写于2015年1月，作者史鹰在中交第一公路勘察设计研究院有限公司建筑设计院担任结构专业项目负责人。

钢筋混凝土；建筑结构；基础；选型；构造

1　钢筋混凝土建筑结构

钢筋混凝土建筑结构实际上指的是用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。主要有薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等。具有坚固、耐久、防火性能好以及比钢结构节省钢材，成本较低的优点。在设计钢筋混凝土建筑结构时要注意结合施工地点以及施工的相关要求，不能照搬理论，结构设计好坏直接关系到房屋建筑质量和使用寿命长短。

2　钢筋混凝土建筑结构设计要求

相对于建筑工程中所有工作来说，钢筋混凝土建筑结构设计是个核心环节，对建筑进度和质量产生决定性影响。在此对钢筋混凝土建筑结构设计要求进行简要阐述。

2.1稳定性

建筑工程中很多工作都有固定规范，但因施工人员不同和施工技术的差别，各个种类的建筑工程在结构设计时考虑的重点也不一样，但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，必须满足稳定性需求。稳定性是钢筋混凝土建筑结构设计硬性要求。①无论是大型建筑还是小型建筑，都需钢筋混凝土建筑结构设计来稳固架构，以便在施工或配比材料时得到理想效果。②稳定性对其使用人群来说具有很大影响。如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，都有可能带来巨大安全隐患。因此所有设计要点，都要以稳定性为标准。

2.2抗震性

随着人类对自然开发力度不断加大，发生自然灾害频率也在变快。从最近几年统计数据和资料来看，地震成为社会关注焦点。虽国家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。地震具有不可预测性，突发情况较多，产生破坏力大，波及范围广，对经济、财产和人身安全造成难以估量损失。在钢筋混凝土建筑结构设计中，必须加强抗震性能。汶川地震和雅安地震已对国民敲醒了警钟，我们必须提高建筑物抗震性，以保障建筑的使用安全和人民生命财产安全。

3　钢筋混凝土建筑结构设计中的要点

3.1地基与基础设计

无论是楼房还是别墅，地基都是最重要的。建筑结构中钢筋混凝土设计中最关键、最重要的是地基与基础设计。在现在地基施工中大多数施工人员都是按照相关规范进行日复一日的机械性施工，无论施工地点怎么变，从南方变到北方，还是从天南变到海北，施工方法一成不变，如此一来打下的地基质量肯定不够好，质量也不一定过关。我国疆土辽阔，气温、水量、地质各不相同，这就要求设计人员在设计钢筋混凝土时，一定要因地制宜，具体问题具体分析，根据拟建地点具体情况进行仔细调查和分析，掌握基本情况后，再进行设计和施工。

3.2构造措施要加强

（1）对框架结构，处于楼梯间的框架柱，因楼梯平台梁与其相连，使得楼梯间的柱可能是短柱，应对柱箍筋全长加密。在高楼大厦的建筑中楼梯梁等环节都属于细节，也易被忽略，如能按照上述方式对其进行构造设计，不仅能提高工程质量和进度，对行业发展也非常有益。

（2）对框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需不允许留缝时，建议采用补偿混凝土浇筑。钢筋混凝土建筑结构设计在框架方面，除要强化外，还要考虑如何应对突发状况，如突然发生自然灾害，一定要保证框架具有较强承受力，而不是瞬间垮塌。

3.3传力路线设计要简单

在设计结构时结构传力路线越短，越直接，结构工作效能越高，耗费建材也越少。所以笔者建议平面、立面都要简单。但需加以注意的是钢筋混凝土结构抗震设计，实际设计中要考虑满足《抗震规范》指出的当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础抗震承载力验算。

3.4结构选型要合理

在钢筋混凝土高层结构设计的结构选型上，应注意以下几点：

3.4.1结构体系选择

众所周知，一般高层结构体系主要有框架结构、剪力墙结构及二者的组合框-剪结构。较高的高层建筑通常采用筒体结构，例如筒中筒结构、框架核心筒结构等，还有带加强层及钢臂、连体结构等多种较为复杂的高层结构。究竟选用哪种结构体系，要据房屋高度、高宽比、使用要求及抗震设防烈度，结合当地结构材料、施工条件和经济分析等因素综合判断，选择最适合结构体系。

3.4.2结构超高问题

在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，尤其是新规范中针对以前超高问题，除将原来限制高度设定为A级高度建筑外，增加B级高度建筑。因此，对结构该项控制因素应严格注意，一旦结构为B级高度建筑或超过B级高度，其设计方法和处理措施将有较大变化，有的还要经过超限专项审查。在实际工程设计中，出现过由于结构类型变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需专家论证等情况，对工程工期、造价等影响很大。

3.4.3嵌固端设置的合理性

通常高层建筑下设置了地下室，而嵌固端通常放在地下室顶板，但人们在设计时常忽略了嵌固端楼板设计，及上下层刚度比等问题。抗震规范明确规定，嵌固端必须保证与抗震等级一致，要在结构设计上做相应调整，同时也要注意抗震缝与嵌固端位置协调特点。此外，在进行结构整体计算时，嵌固端跟其它各层，尤其是上下层相互影响关系必须包含在内。

3.4.4尽量控制短肢剪力墙运用

现行规范对短肢剪力墙在高层设计中应用给出相当多的限制条件，这些条件都是经过理论分析与实践证明，在考虑抗震设防高层建筑中是必需的，而短肢剪力墙因限制条件较严格，所以经济性能较差。因此高层结构设计中应尽量少用或者不用短肢剪力墙，求得较好安全性。

3.5碳纤维加固法应用

在碳纤维片材延伸长度范围内应通长设置垂直于受力碳纤维方向压条。压条宜在延伸锚固长度范围内均匀布置，且在延伸长度端部必须设置一道。每道压条宽度不宜小于受弯加固碳纤维布条带宽度1/2，压条厚度不宜小于受弯加固碳纤维布厚度1/2。

碳纤维加固法是一种混凝土结构加固技术，通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能目的。但缺点是对环境温度有限制，且需做专门防护和处理。若防护不当，易遭受火灾和人为破坏。