探析钢混结构房屋设计中的问题

■周金谱 ■江西同济建筑设计咨询有限公司，江西 南昌 330000

钢筋混凝土是建筑中的重要原材料，对于建筑的稳定性与强度有着重要的支撑作用。随着房屋设计的多样化与高度化，钢混结构面临着新的挑战，我们必须要对钢混结构进行全面掌握，把握好房屋设计关键点，找出钢混结构在房屋设计中的常见问题，既而采取有效措施进行规避，以保证建筑的使用寿命与安全质量。

1 钢混结构的概述

钢混结构是指钢筋与混凝土两种不同材质的原料相互作用，配有钢筋的混凝土制成的结构。钢混结构中，钢筋的作用是承受拉力，混凝土的作用是承受压力，以此加固建筑物使其稳定坚固。钢混结构在强度、坚固性以及柔韧度与延展性方面，有着独特的优势，并且由于其成本较低，防火性能好等特点，被广泛运用，但是，钢混结构的连接形式多样，构造方法会因连接构件、及受力性质其材质的变形能力有所不同，或掌控不好，在设计及施工中就会存在一些问题。

由此，钢混结构在房屋设计中，应当抓住以下关键点:(1)安全实用性。钢混结构的本质就是整体受力，在实际的应用中，可规避钢筋和混凝土的各自的不足，将二者的优势完全发挥出来，在房屋设计中，应当完全体现这种优势，着重考虑结构构件的承载力，二者整体的安全性等。此外，由于钢混结构的成本较低，在设计时，本着安全的基础，控制好建筑成本，达到安全实用的标准;(2)稳定性。钢混结构的最基本的功能即加固建筑物，在对房屋设计中，稳定性是必须要满足的，这也是探究钢混结构在房屋设计中的问题的重要考察因素之一;(3)抗震性。近年来，由于气候问题，地震频发，是人民财产生命的重大威胁之一，因此房屋的抗震性研究必不可少。钢混结构的稳定及抗压抗拉性为房屋提高了一定的抗震性，但是，地震的难预测性，使得房屋的抗震标准进一步提高，所以，在对房屋设计中，钢混结构的抗震也是需要重要考虑的。

2 钢混结构房屋设计中的问题

2.1 地基与基础设计的问题

(1)裂缝与沉降。在房屋建筑中，一般都采用天然地基，必然会出现沉降问题，如果对建筑沉降导致的附加应力影响没有进行充分的估量与考虑，很容易会出现混凝土裂缝问题。

(2)地基防水问题。在对房屋的设计中，建筑物的防水与降水功能不容忽视，尤其是柱下承台的形式，基槽地模的形状非常复杂，经常会出现阴阳坡与放坡的情况，这为地基的防水与降水带来了一定的难度，在地基与基础设计中，也要注意到这个问题。

(3)配筋计算问题。配筋的计算往往会出现实际情况与结算结构不符的情况，这是由于在地下室底板与外墙配筋的计算中，假设条件与实际情况不符，而计算方式没有选择正确导致的。

(4)基础坡面的设置。在天然地基的基础设计中，基础坡面往往会设置到1/3 以上，为混凝土的捣实工作带来一定的障碍，必须要用人工拍打振捣来弥补，大大影响到钢筋混凝土强度的均匀性

除此之外，在对地基及基础中的拉梁设计中，没有考虑到其他的因素，而与普通的拉梁行类似设计方法，也使得钢混结构下地基及基础的稳定性不能够得到保证。

2.2 上部结构设计中的问题

上部结构设计中的问题，主要是框架-剪力墙的结构设计问题，如果剪力墙的布置不能均匀，或者存在较大刚度的单肢情况，就会影响到梁板等构件的设计，出现应力破坏及集中应力的问题，严重影响到建筑的稳定性。

(1)强柱弱梁和强剪弱弯的问题。这是建筑抗震的结构设计，实现难度比较大，容易出现问题。如果在设计过程中，采取强梁弱柱或者弱剪强弯的结构设计原则，就会产生严重的破坏力，但在实践过程中，强柱弱梁和强剪弱梁又不太容易实现，一旦出现地震，出现柱梁倒塌，造成损失。

(2)挑梁变形和墙体外闪的问题。挑梁变形和墙体外闪问题的出现，大多出现在钢筋混凝土结构的局部受力较大的情况，在房屋设计中，需要注意规避这类问题的出现。

(3)其他问题。除了以上主要四类问题，在房屋设计中，钢混结构还存在着一些细节方面的问题，包括钢筋混凝土结构中的钢筋保护层的厚度问题，框架梁端的受拉钢筋的配筋率取值等，都应当在设计中予以重视。

3 有效措施

3.1 针对地基及基础设计的问题

在地基和基础设计中所出现的问题，需要根据具体情况进行有效防治:首先，针对地基设计中出现混凝土裂缝的情况，如果建筑房屋的沉降量不大，可采取在地下板和持力层之间铺设褥垫来缓和建筑附加应力的影响;其次，在房屋地基及基础的设计过程中，应当对不同季节地下建筑的水位进行勘测标注，计算出精确的包络图，以科学的数据作为设计的数值基础，以提高房屋的防水功能;第三，对于配筋的问题，应当统一地下室底板与墙外配筋的计算方式，一般受压构件最小配筋率为:全部纵向钢筋0.6%，一侧纵向钢筋0.2%，受拉钢筋0.2%。同时，确定底部固结和顶部铰接计算模型的应用范围，以此消除配筋问题为建筑带来的不良影响;第四，在基础坡面的设置问题中，由于常采用的是天然地基锥体独立基础设计方案，要解决这类问题，可以采取阶梯型基础设计，设置合理的坡面坡度，以保证混凝土均匀性受力。同时，在对地下独立基础之间的拉梁设计中，应当按照实际的建筑情况，对梁坡上扩散角内土的重量进行必要的估量，采取符合实际情况的拉梁设计，从而保证拉梁结构的稳定性。

3.2 针对上部结构设计中的问题

在框架-剪力墙的设计中，首先要注意房屋的高度，按国家规定，当楼层高于50M 时，框架-剪力墙结构应当采用现浇楼盖结构，并且加大混凝土的强度，应当在C20～C40 范围内。其次，为了分散应力，应当保证墙肢数不少于4，此外，必须要遵循框架结构的多层设防原则，以增强剪力墙的防御能力，有效抵抗外来的破坏力。同时，对于剪力墙梁柱的设计，应当采取强柱弱梁和强剪弱弯结构形式，将大放小，以增强框架-剪力强结构的稳固性。

3.3 抗震性的问题

抗震性是房屋设计的重要因素之一，要根据抗震等级对房屋进行合理设计。在这个过程中，结合我国地震具体情况，对抗震设计时行改良与完善，促使强柱弱梁及强剪弱弯的结构设计能够在实际操作中产生效用。

3.4 针对挑梁变形及墙体外闪的问题

对于挑梁变形和墙体外闪，采取的有效措施为:在挑梁的端头设置构造柱，以连接每层的挑梁，这样的设计可以消除挑梁及墙体局部过大受力，对压力进行有效的分散与缓解，从而彻底规避此类问题。

3.5 其他问题

在钢混结构的房屋设计中，一些细节上的问题必须要注意，比如钢混结构中钢筋混凝土的保护层厚度的设置，并不是越厚越能够起到保护作用，比如基础中的保护层厚度分为无垫层与有垫层，前者为40MM，后者为70MM;预应力钢筋保护层必须大于15MM，而受弯构件端头保护层应当不小于10MM……诸如此类，因此，一定要按照房屋设计的实际情况进行标配与取值。

4 结束语

钢筋混凝土结构由于其稳定性高、整体性强、刚度大，以及成本低等优势被建筑行业广泛应用，但是，通过分析可以看出来，在实际的操作运用中，钢混结构依然存在着一些问题，而房屋建设是关乎到国计民生的大问题，其质量与安全是重要考虑的，因此，需要设计人员不断学习，全面掌握建筑行业的相关规范，在规避存在问题的基础上，不断改进技术和设计工艺，保证每个细节的无误。本文对于钢混结构房屋设计的主要问题进行了剖析，希望能够得到业界的重视。

［1］李嘉.钢混结构房屋设计中的问题研究［J］.江西建材，2014(7):9.

［2］王宇.探讨钢筋混凝土在建筑结构设计中的关键点［J］.城市地理，2014(14).