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钢筋混凝土结构设计中常见问题分析

曹秀娟
摘要：近年来，随着我国经济的不断发展以及建筑业的不断进步，各种各样的建筑、甚至特大型建筑如雨后春笋般涌现出来，于各类型建筑中，钢筋混凝土结构仍是我国现阶段建筑物中最典型的结构。然而近年来，建筑事故频频发生，这不仅影响了建筑工程的质量，同时也对社会稳定造成了一定的损害。因此，如何避免工程事故，特别是由于设计不合理造成的工程事故就显得尤为重要。
关键词：钢筋混凝土；结构设计；常见问题
前言
本文主要从结构选型、地基与基础设计、上部结构设计等三方面存在的问题进行简要分析。
一、结构选型问题
1结构形式问题
高层建筑常用的结构形式有：框架结构、剪力墙结构、框-剪结构、筒中筒结构等。框架结构的特点是布局灵活，使用方便，有相对较大的使用空间，缺点是抗侧刚度小、侧移大，主要适用于办公楼、旅馆、酒店、医院等；剪力墙结构的优点是抗侧刚度大、侧移小，抗震性能好，缺点是结构自重大、平面布置不灵活，不容易形成大空间，主要用于高层住宅；框-剪结构是框架与剪力墙两种结构体系的结合，即有布置灵活、使用方便的特点，又具有良好的抗侧力性能，适用于各类房屋建筑；筒结构是由框-剪与全剪结构演变发展而来，剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体抵抗水平力，一般适用于高层和超高层。在方案设计阶段，结构工程师应与建筑专业密切配合，適当调整和优化建筑平面布置，选择合理、经济、安全的结构形式。
2.规则性问题
建筑结构设计应重视平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，保证结构的整体性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。为保证结构的规则性，应满足下列规定：1）：避免因局部破坏而导致整个结构破坏；2）对可能的薄弱部位要采取加强措施；3）避免局部突变和扭转。
二、地基与基础设计问题
1.若地下水位相对较高，那么在地下室的地坪下，应当尽可能的使用轮廓形状简单明了的结构，这样不但能够便于防水施工，还可以提高建筑的防渗性能。因为若建筑的外形结构相对复杂，存在较多的放坡以及阴阳角，就会增加防水施工的难度，同时工程造价也会有所增加。基于这一点，可以适当的采用反承台法。通过统一的承台以及地下室的底板，保证下皮具有相同的标高，将承台需要进行加厚处向上进行，通过覆土以及设置滤水层的方式提高基础的防水性。采用这种方式可以降低基础形状的复杂度，便于施工，并且提高质量的同时还能够缩短工期。另外内部的覆土重量也可以平衡底板所承受的水浮力，这种自相平衡的方式能够有效减少配筋的使用量，对建筑抗倾覆性能也有所提升。
2.对于锥体基础设计而言，很多基础的放坡较大，会导致施工过程中结构砼无法得到良好的振捣，因而结构密实度相对较低。有些施工现场甚至会直接采用自然堆砌的方式，因而从强度要求方面分析，砼结构无法达到设计要求，为避免此类问题，可以采用阶梯形独立基础，不但便于施工，还可以保证结构质量。
3.若柱下独立基础拉梁作为上部维护墙的承重结构时，在进行拉梁设计过程中，不但要考虑水平荷载，同时还应考虑梁上土重一并进行设计。
三、上部结构设计问题
1.在进行框-剪、剪力墙结构设计时需要保证结构具有分布均匀的剪力墙，剪力墙最典型的失败类型便是单肢刚度过大，这样会导致应力的过于集中，一旦出现损坏，则会导致严重的影响。并且，在同基础相连的位置处，无论是连梁还是相关构件的设计难度都会随之增加。所以，在结构上，应当通过设计对建筑性能进行改善，即有选择的让梁进行损坏，从而保证结构柱的始终完整性，这样建筑在遇到震动时就会不倒或者延缓倒塌，减少伤亡，这便是所谓的延性设计。
2.在结构设计中，框-剪、剪力墙结构连梁设计相对较为重要，在设计过程中需要注意以下几方面内容：首先不能盲目的对结构抗弯能力进行增加，否则会造成连梁部位的延迟破坏，无法对能量进行消耗，很多重要部件可能会因此造成损坏，严重者令结构失去延性。其次，高规规定，连梁上不宜进行框架梁的搭设，更严格来说，连梁上不宜搭建重要的竖向承重结构。
3.在钢筋混凝土结构设计中，需要对柱体进行强化，坚持强柱弱梁以及强剪弱弯的原则，通过这种结构延性设计，提高结构的抗震性。但是在实际的应用中，强柱弱梁的机制往往很难实现。并且，若结构为现浇板，那么在计算过程中还需要加大梁的刚度，但是在配筋过程中往往会忽视钢筋的作用，若是设计人员在设计过程中还对梁的配筋进行进一步加大，便会对框架节点的稳定性造成影响，从而产生弱柱强梁的情况。因此在设计时不能一味的对框架梁支座上部钢筋进行加大。
4. 悬挑梁端头应当设置构造柱，从而加强每层挑梁的联系，依照受拉构件要求，对构造柱进行设计。通过这种方式，能够利用构造柱对挑梁的变形进行协调，这种设计下即便是结构局部存在超载现象，通过构造柱也能够将力进行传递分散，使结构对力进行共同承担，进一步提高结构的安全性。通过此措施也加强了外维护墙的约束性，避免了墙体外闪现象。
结语
总而言之，钢筋混凝土结构的优点很多，例如整体性好，刚度大，稳定性强，舒适度佳等。我国的建筑中广泛采取了钢筋混凝土结构，因此必须注重钢筋混凝土的结构设计问题。设计者必须明确该项工作的重要性，进行合理的计算和分析，选择最优方案，严格遵照国家相关规范，保证每个设计的细节都能严谨、合理，避免出现不必要的质量问题，不断改进技术和工艺，学习国内外先进的设计经验和理念，促进我国高层建筑的健康发展。建筑结构设计质量关系重大，不仅仅涉及到财产的损失，而且涉及到建筑用户的使用安全。另外建筑的结构专业相对于其他的专业而言，涉及问题范围更广阔，因此需要在实际的工作中，不断从实践中予以总结，才能减少设计中更多问题的出现。
参考文献：
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[2]彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册[M].3版.北京： 中国建筑工业出版社.2000.
[3]周春尧.钢筋混凝土工程常见质量问题与防治措施[J].建筑经济，2006.
[4]王学功.浅谈高层结构设计中相关问题[J].时代报告.2011.

-全文完-