分析建筑结构设计中的钢筋混凝土构造的探讨

赵双龙

【摘要】 在土木工程行业中，有时候在非计算控制的时候，钢筋只需要按构造来配，例如剪力墙在没有抗土抗水压力的情况下，属于非计算控制，只需按规范满足最小配筋率的构造要求。在长期的工作中，通过使用规范和手册，结合工程实际经验，发现结构设计中的钢筋混凝土构造问题是个重要的环节。重点分析了配筋构造要求，分析其与建筑方案设计、计算模型、计算参数以及概念设计的关系。

【关键词】 建筑结构设计；钢筋混凝土构造；配筋率

引言

钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混凝土主要构件包括梁、板、柱、剪力墙、壳体，还有局部构件如楼梯、雨篷。

1.配筋构造要求

钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混凝土主要构件包括梁、板、柱、剪力墙、壳体，还有局部构件如楼梯、雨篷。

1.1建筑方案设计与配筋构造

就从经济角度出发，任何一个投资人都希望减少配筋同时获得较好的安全与功能具备的建筑物。一位好的方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制

1.2概念设计与构造问题方法

设计人员应特别重视结构概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，优先选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。建筑设计的目的是创造一个有效的环境整体，即一个由许多相互关联的环境分体系形成的整体。设计人员应具有总体考虑的能力，能够从一开始就将结构知识运用到全部建筑设计中，并且使水平不高的细部设计减至最小。结构设计应根据建筑的房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。实践证明，一个良好的结构体系设计既能达到良好的抗震性能又能节约工程造价。

2.建筑结构设计中钢筋混凝土构造的注意事项

2.1确定混凝土结构的抗震等级

在建筑工程结构设计中，由于不同的建筑类别抗震等级是不同的，所以应按照GB50223-2004中的有关规定对建筑的类别进行确定。

2.2确定周期折减系数

由于在混凝土框架结构中一般都会设置填充墙，从而会导致结构的实际刚度往往会比计算刚度要大一些，致使计算周期通常要比实际周期大。所以，由此计算得出的地震作用效应会偏小一些，以至于混凝土结构的整体安全系数较低。因此，为了克服这一因素的影响必须对结构的计算周期进行折减。在进行折减时需注意折减系数的取值不宜过大。对于钢筋混凝土框架结构而言，当其使用砌体填充墙时，折减系数可按填充墙的材料及实际数量进行确定，一般可将系数确定为0.6～0.7；如果结构中的填充墙较少，或是轻质砌体时，可将系数确定为0.9；对于没有填充墙的钢筋混凝土框架结构可以不进行计算周期的折减。

2.3确定梁刚度放大系数

由于目前的混凝土结构设计计算软件所输入的模型以矩形截面居多，软件并未对因结构中楼板的存在而形成T型截面考虑在内，这样势必会导致因T型截面的存在引起刚度增大，从而使钢筋混凝土结构的实际刚度较之计算所得的刚度大很多，这样计算出的地震剪力值会偏小，影响结构的稳定性。所以在进行计算时应适当将梁刚度放大，放大的系数一般为边梁1.5、中梁2.0。

3.钢筋混凝土配筋的构造方法

3.1挑梁的科学设计

普遍使用挑梁，这是配镜的主要构造方法。使用挑梁能够克服施工过程中的场地面积结构、场地功能的不利影响，从而提高钢筋混凝土的结构性能。但是挑梁的作用，需要较高的技术水准，比如，具体的施工设计中，某些设计工作人员回把框架梁的主筋往外挑梁延伸一些，可延伸的主筋却无法进入挑梁中，这是因为钢筋混凝土结构中挑梁承受的荷载往往与框架梁承受的荷载不同，也就是说两者在断面设计中的尺寸不同。一旦有了这种错误的设计在具体施工阶段才会显示出来，而此时大量的钢筋已截断成型，这样就会阻碍工程的施工进度同时也是一种不必要的损失，为了避免出现这种问題，在进行钢筋混凝土构造时一定要对挑梁的具体操作方案进行科学制定，以避免出现上述问题和风险。

3.2剪力墙截面设计与构造

剪力墙在弯矩和轴向拉力作用下，当拉力较大，使偏心矩时，全截面受拉，属于小偏心受拉情况。当偏心矩，即为大偏心受拉。在小偏心受拉情况下，整个截面处在拉应力状态下，混凝土由于抗拉性能很差将开裂贯通整个截面，所有拉力分别由墙肢腹部竖向分布钢筋和端部钢筋承担。因此，剪力墙一般不可能也不允许发生小偏心受拉破坏。在大偏心受拉情况下，截面上大部分受拉，仍有小部分受压。与大偏压一样，假定1.5x范围以外的受拉分布钢筋都参加工作并达到屈服，同时忽略受压竖向分布钢筋的作用。剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态：剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设计中应尽量避免。在剪力墙设计中，通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏，通过计算确定墙中水平钢筋，防止其发生剪切破坏。具体地，是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏；通过限制截面剪压比避免斜压破坏；斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。设计中通常认为：竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。这样，剪力墙就由混凝土和水平钢筋共同抗剪。所以斜截面承载力计算的主要目的就是在已定截面尺寸和混凝土等级的情况下，计算水平分布筋的面积。

3.3建筑方案的设计及配筋处理

建筑方案的设计及配筋的处理，是建筑工程结构设计中钢筋混凝土构造的重要先导性工作，由于每一个投资商都希望获得最大的利益，也就是说用最小的成本开支并在保障质量按时交底之后获取利益的最大化，这就导致很多投资商都希望具体的施工中减少配筋的使用以此实现工程建筑的安全与使用。在这种情况下，作为建筑工程的设计人员，就必须采取切实可行的设计技术措施最大限度的满足建筑的功能布局的同时，尽量考虑结构的规范，这对技术人员的技术要求是很高的，如果设计人员在具体的设计工作中，不熟悉相关的结构设计要求，设计出的结构方案往往很难满足结构设计规范这就必然的为后面的施工造成被动及不必要的损失。最后出现问题会极大的增加建筑的构造限度，大大增加配筋成本。

4.结束语

总而言之，在建筑结构设计中钢筋混凝土的构造是一项较为复杂且系统的工程，其对整个建筑结构起着至关重要的作用，一旦钢筋混凝土的构造出现问题，势必会影响整个工程的质量，为了确保钢筋混凝土的构造能够满足设计要求，这就要求设计人员必须了解并掌握与钢筋混凝土构造有关的各种方法，将之有效地应用到实际工程当中，以此来保证建筑工程顺利完成。

参考文献

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