浅谈钢筋混凝土结构设计在建筑中的应用

2015-12-05

决策与信息 2015年29期

浅谈钢筋混凝土结构设计在建筑中的应用

王东峰

聊城市孟达建筑安装工程有限公司山东聊城252000

[摘要]利用钢筋混凝土结构来进行房屋的设计与建设是在现代的建设行业中比较流行的，主要原因是这种结构具备自己独特的优势，这些优势既包括了安全稳定方面，又包括了性价比方面，因此深得购房者和建筑商的偏爱。但整体的结构设计包括了多个方面，内容比较复杂，需要从框架的结构、荷载的计算等多个层级进行详细的研究，笔者根据自己多年的建设管理经验对钢筋混凝土结构的设计进行了下面的分析。

[关键词]房屋建设；钢筋混凝土结构；结构设计

一、钢筋混凝土结构的特点及优势

钢筋混凝土结构指的是利用混凝土和钢筋这两种不同的材料之间的受力特点，使二者混合形成强度很好的结构构件。这类构件的主要特点是整体性比较好，有较强的抗震能力，同时也可以很好地防辐射，比较适合作防护类的结构；造型灵活、节约原材料、造价低廉也是其主要特点。其次，耐火性能较好，所需要的砂石材料也比较适合就地取材。因此，这中结构就比较适合于现在的房屋建设中，也比较容易被大部分的建筑商所采纳。

二、具体的结构设计

1、框架结构的设计

框架结构是整个钢筋混凝土结构的核心，具体的又可以分为基础、柱、梁、板等四个方面。

1.1基础环节

对于一些地基不均匀、地基较宽或者软地基时比较适合选用柱下条基，如果出现节点处地基重复的现象，就要考虑到可以适当的加宽地基面积。如果说地基的承载能力达到了原先设计的标准，地下室部分的地板就不必向外延伸，间隔30～40米的距离就要设置一个后浇带，并且要在两个月之后采用微膨胀的混凝土进行浇筑。在周围有建筑物的情况下要注意提高基础部分的承载能力，这样可以减少地震等原因对房屋上层结构带来的影响。地下室的外墙若为混凝土，就可以考虑取消相对应的基础梁。新建的房屋的基础部分最好不要超过周围存在的建筑物基础部分的深度，如果原有的基础较深，那么在设计新基础的时候就要注意保持基础部分间距差要达到高度差的2倍左右，还可以选择打下抗滑桩，以免对原有的建筑物造成破坏。如果是独立的建筑基础，就要与相近的基础部分构造成为一个柱下条基，此时，底板的偏心要设计合理，不能过大，底板可以做成一个台阶形。独立部分的基础应控制好拉梁的顶标，一般情况下选择较高的顶标，这样可以防止低层部分的墙体过高。如果说建筑物的沉降呈现锅底形状，那么顶部、底部的钢筋应该被拉通，如果出现多层负筋，可以将其截断为原先的1/2或2/3，最后需要注意的就是，在设计基础部分时，尽量控制好底板的厚度（一般不超过30cm），避免不必要的浪费，还可以避免经常性的出现了裂缝。

1.2梁部分

在设计挑梁的端部以及次梁处时要添加一些吊筋和箍筋（箍筋是需要优先选择的），附加的钢筋材料比较普遍，但不是不可或缺的。根据建设规范，梁下部分和截面范围的荷载应全部由附加的横向钢筋承受。这样也就是说，梁上方（譬如垫梁、梁上柱等）的部分就没有必要添加附加钢筋。如果出现主梁的高度较高，而次梁的截面积很小，这时候可以根据实际需要加上暗梁，主梁就不要添加附加筋。对于外部的框架结构横梁来说，如果跨度基本差不多，最好将梁的高度定为统一，梁与柱之间的偏心在1/4～1/3柱宽之间。

1.3支柱部分

一般情况下，地下部分采用圆柱，地上部分采用方柱，这样比较方便进行施工。圆柱的纵筋的根数一般不少于8根，箍筋一般采取螺旋箍，方柱的箍筋采用的则是井字箍，角柱、楼梯部分的间柱则要增大相应的纵筋。纵筋尽量采用大间距，但不宜超过200cm。还要在柱中埋下管道，只有在柱的四个角落才有可能埋设比较粗的管道；柱的截面应大于450X450，混凝土则不要少于25cm，梁纵筋的根数也不宜过多，否则容易增加混凝土的浇筑难度，异形柱和矩形柱之间的距离要合理控制，不能太小，也不能太大，否则容易减弱房屋的稳定性。尽量使用高强度的混凝土浇筑梁柱，可以减小柱断面的尺寸，满足了轴压比限制，同时要少使用短柱，如果有，要加强箍筋的密度。

1.4板部分

板部分一般指的是现浇板，这个过程选用材料时一般选用大直径（不超过200cm）、大间距（不超过200cm），现浇板上下部分的钢筋之间的距离尽量保持一致，相连的几个房间之间选用相同的钢筋相连。在计算配筋比例时，要考虑到内力重的分布情况，板上筋要乘以0.8左右的折减系数，而板下筋的折减系数则在1.2左右。薄板与厚板相连接时，按照固定端去考虑薄板的支座，但是厚板就需要减小支座的配筋，转而增加跨中配筋。

2、荷载的计算

在设计钢筋混凝土结构时，要能保证结构的稳定性，就必须要提前计算好整个建筑物以及各个部分的荷载情况，为设计施工提供详细的数据分析。根据时间的推移，结构方面的荷载可以分为永久性荷载、可变的荷载以及偶然性荷载。

不同荷载的计算

（一）永久性荷载的标准值。结构本身、装修、粉刷以及一些设施的重量构成了这类荷载。所以，一般会按照构件的尺寸以及单位面积的重量进行计算。常用办法采取直接相乘。

（二）可变类荷载的标准值。一般房屋建筑都会有相对应的活荷载的标准值、组合值以及永久值相关系数的表格，通常会按照给定的系数进行计算。这其中又可以分为三个部分：一是可变类荷载的准永久值，一个是可变类荷载的组合值，另一个是可变类荷载的频遇值。准永久值指的是在设计的基准期经常会达到或者超过的把一部分荷载数值，总持续时间一般不会低于25年；组合值指的是当超过两种的可变类荷载作用在结构上，除了主导类荷载（也就是会产生最大反应的可变荷载）的标准值可以作为代表值外，其余伴随着的荷载都必须要以低于标准值的数值作为代表值，这类就是可变类荷载的组合值；频遇值指的是在设计的基准期，可变类荷载的超越时间是规定的较小的比率或者超越的频率是规定的荷载数值（总时间一般不会少于50年），这类就是频遇值。

关于荷载的设计值，永久类荷载的设计值一般取值为1.2，可变类荷载的设计值一般取值为1.4。